KR101322764B1 - 무선 전원 공급 장치 및 그 방법 - Google Patents

무선 전원 공급 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101322764B1
KR101322764B1 KR1020060105884A KR20060105884A KR101322764B1 KR 101322764 B1 KR101322764 B1 KR 101322764B1 KR 1020060105884 A KR1020060105884 A KR 1020060105884A KR 20060105884 A KR20060105884 A KR 20060105884A KR 101322764 B1 KR101322764 B1 KR 101322764B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless power
magnetic field
unit
receiving module
generating
Prior art date
Application number
KR1020060105884A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080038683A (ko
Inventor
김화영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020060105884A priority Critical patent/KR101322764B1/ko
Publication of KR20080038683A publication Critical patent/KR20080038683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101322764B1 publication Critical patent/KR101322764B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • H02J9/007—Detection of the absence of a load
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 전원케이블 없이도 전기기기 등에 전원을 공급해 주기 위한 무선 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치는 전기에너지를 이용하여 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키는 무선전력 송신모듈 및 상기 무선전력 송신모듈에서 발생시킨 전자기장을 이용하여 전류를 생성하는 무선전력 수신모듈을 포함하여 구성되며, 상기 무선전력 수신모듈은, 상기 전자기장의 방향 변화에 대응하여 진동하는 자성체로 이루어지는 진동부 및 상기 진동부의 진동을 이용하여 전류를 생성하는 전류생성부를 포함하여 구성됨으로써, 기존의 무선전력 공급장치 및 방법에 비하여 간단하게 무선전력 수신모듈을 구성할 수 있게 함과 동시에 전원케이블 없이도 다수의 전기 기기들에 동시에 무선전력을 공급하는 것을 가능토록 하여 사무 공간의 효율적인 활용을 가능하게 해 주고, 무선전력 수신모듈이 존재하지 않는 경우에는 무선전력 전송을 하지 않음으로써 무선전력 전송 과정에서 발생할 수 있는 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
무선전원, 무선전력, 자기장, 자속, 코일

Description

무선 전원 공급 장치 및 그 방법{Apparatus and method for wireless power transmition}
도 1은 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전원 공급 장치의 세부적인 구성을 나타낸 도면
도 3은 무선전력 수신모듈에서 전류를 생성하여 충전하기 위한 간단한 회로 구성의 실시 예를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 무선전력 송신모듈 20: 무선전력 송신모듈
30: 전기기기 40: 충전장치
110: 자계발생부 120: 제어부
130: 수신모듈 검출부 140: 상태정보 수신부
210: 전류변환부 220: 충전부
230: 상태정보 검출 및 전송부
본 발명은 무선 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기장의 특성을 이용하여 전원 케이블 없이 무선으로 전기 기기에 전력을 공급하기 위한 무선 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 컴퓨터, PDA, 휴대폰, 프린터, 팩스 등 각종 전기 기기들의 제어는 무선 마우스, 무선 키보드, 리모컨 등을 이용한 무선 제어가 가능하지만, 외부의 AC 전원을 상기 전기 기기들의 동작을 위한 전원으로 공급하기 위해서는 각 기기에 전원케이블을 연결하여 외부와 유선으로 연결하여야만 한다. 이에 따라, 상기 전기 기기들이 사용되는 책상 위에는 상기 들에 전원을 연결하기 위한 전원선들이 복잡하게 뒤엉켜져 있어 미관상 보기가 좋지 않을 뿐 아니라, 전원선 연결에 의한 사용 기기의 위치 제약으로 사용상의 불편함이 있었고, 많은 전원선들에 의한 책상이나 기타 사무실의 정리정돈이 어려웠다. 또한 전원케이블의 단선, 플러그 오동작 등에 의한 기기의 가용성 저하를 초래하였으며 총체적으로 사무 효율성을 저 해하고 사무 공간의 효율적인 활용을 어렵게 하는 문제가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로 전원선을 연결하지 않고서도 상기 전기기기에 전원을 공급할 수 있는 기술이 개발되었고, 종래 기술에 따른 무선전원 공급 장치는 일반적으로 광을 이용하거나 전자기장을 이용한다.
상기 광을 이용하는 방법에 따른 무선 전원 공급 장치는, 발광소자를 이용한 전력전송부에서 전기적 신호를 광신호로 변환시켜 전송하면, 광정변환수단을 이용한 전력수신부에서 전송된 광신호를 수신하여 수신된 광신호를 전기 에너지로 변환하여 출력한다. 이 경우 전기 기기에는 수신된 광을 전기적 에너지로 변환하는 각종 형태의 태양전지를 사용하여 구성된 모듈, 즉 태양전지모듈이 구비되어 있어야 한다.
또한, 전자기장을 이용하는 방법에 따른 무선 전원 공급 장치는, 페라이트 코어와 같은 자성체에 수신용 유도코일을 감아서 유도기전력을 얻고, 상기 유도코일을 통해 얻어진 유도기전력을 정류하여 얻어진 전기에너지를 사용하도록 구성된다. 이와 같은 방식의 무선 전원 공급 장치는 주로 리모컨, 소형 통신 및 전자 기기에 내장되어 사용되거나 전기 에너지를 필요로 하는 장식품 등에 사용될 수 있다.
상기와 같은 종래 기술에 따른 무선 전원 공급 장치 중 광을 이용하는 방법에 따른 무선 전원 공급 장치의 경우 태양 전지 모듈이 해당 전기 기기에 부착되어야 한다는 단점이 있는 한편, 전자기장을 이용하는 방식에 따르는 무선 전원 공급 장치의 경우는 유도기전력의 획득 과정에서 여러 개의 전자 기기들을 함께 사용하 기 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명은 전자기장의 특성을 이용하여 전원 케이블 없이 무선으로 전기 기기에 전력을 공급하기 위한 무선 전원 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전원 케이블 없이 광에 의해 무선으로 전기 기기에 전원을 직접 공급함으로써, 기기의 가용성과 사무 효율성을 높이고 사무 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 한 무선 전원 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치는, 전기에너지를 이용하여 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키는 무선전력 송신모듈; 및
상기 무선전력 송신모듈에서 발생시킨 전자기장을 이용하여 전류를 생성하는 무선전력 수신모듈을 포함하여 구성되며, 상기 무선전력 수신모듈은, 상기 전자기장의 방향 변화에 대응하여 진동하는 자성체로 이루어지는 진동부 및 상기 진동부의 진동을 이용하여 전류를 생성하는 전류생성부를 포함하여 구성된다.
상기 무선전력 송신모듈은 AC 전원을 입력받아 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키기 위한 자계발생부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 자계발생부는 AC 입력전원을 정류하여 직류전원을 생성하기 위한 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 직류전원을 이용하여 고주파 펄스를 발생하는 고주 파 발진부와, 상기 고주파 발진부에 의해 생성된 고주파의 극성변화에 따라서 주변 공간상에 자속 방향이 고속으로 변화되는 자기장을 형성하기 위하여 코일 또는 선형 도선 중의 어느 하나 이상으로 형성되는 자계발생 도전체를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무선전력 송신모듈은, 무선전력 수신모듈이 주변에 존재하는 지를 검출하기 위한 수신모듈 검출부와, 무선전력 수신모듈의 충전상태 또는 전기기기가 동작하고 있는 지의 여부 등에 관한 정보를 수신하기 위한 상태정보 수신부와, 상기 수신모듈 검출부 또는 상기 상태정보 수신부의 출력에 따라 무선전력 전송 여부를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무선전력 수신모듈은, 상기 전류생성부에서 생성된 전류를 충전하기 위한 충전부를 더 구비하여 구성될 수 있다.
삭제
상기 전류생성부는 상기 진동부가 진동함에 따라 생기는 유효 자속의 변화에 따라 유도되는 전류를 생성하기 위한 코일로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 진동부는 상기 코일에서 생성된 전류의 방향과 수직으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 무선전력 수신모듈은 충전부의 충전상태에 관한 정보 또는 상기 충전부에 연결되어 전력을 공급받는 전기기기가 동작하는 지에 관한 정보를 검출하여 무 선전력 송신모듈로 전송하기 위한 상태정보 검출 및 전송부를 더 구비하여 구성될 수도 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법은, 전기에너지를 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 출력하는 단계, 상기 고속으로 변화하는 자기장의 방향에 대응하는 진동을 출력하는 단계 및 상기 진동을 이용하여 상기 자기장을 전기에너지로 변환하여 전기기기에 전원으로 공급하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고속으로 변화하는 자기장은 특정의 제한된 범위의 방향으로 전파되거나 또는 전방향성으로 전파되도록 할 수 있으며, 상기 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 출력하는 단계는, 무선전력 수신부가 검출되는 경우에 수행되도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치 및 방법에 의하면, 무선전력 송신모듈에 의해 생성된 고속으로 변화되는 자기장을 이용하여 무선전력 수신모듈에서 전기에너지를 생성하여 전자기기에서 필요로 하는 전기에너지를 공급함으로써, 전원케이블 없이도 다수의 전기 기기들에 무선전력을 동시에 공급할 수 있도록 함과 동시에 사무실, 책상 등에 복잡하게 배치되었던 전원케이블이 제거되어 사무 공간의 효율적인 활용을 가능하게 해 주는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치 및 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전원 공급 장치의 세부적인 구 성을 나타낸 도면이고, 도 3은 무선전력 수신모듈에서 전류를 생성하여 충전하기 위한 간단한 회로 구성의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치는, 전기에너지를 이용하여 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키는 무선전력 송신모듈(10)과, 상기 무선전력 송신모듈(10)에서 발생시킨 전자기장을 이용하여 전류를 생성하는 하나 무선전력 수신모듈(20)을 포함하여 구성된다.
상기 무선전력 수신모듈(20)은 각종의 전기기기(30)에 내장되어 해당 전자기기에 전력을 공급할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 별도의 전원 충전장치(40)에 연결되어 각종 전자기기에 전원을 공급해 줄 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치의 무선전력 송신모듈(10)에서 AC 전원을 입력받아 고속으로 변화하는 자기장을 발생하여 출력하면, 상기 무선전력 수신모듈(20)에서는 변화하는 자기장을 이용하여 전력을 생성하여 각종의 전기기기(30)에 직접 전력을 공급하거나 또는 별도의 전원 충전장치(40)를 통하여 각종 전기기기의 동작을 위해 필요한 전력을 공급할 수 있게 된다.
도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 상기 무선전력 송신모듈(10)은 일반적으로 AC 전원을 입력받아 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키기 위한 자계발생부(110)를 구비하여 구성된다.
상기 자계발생부(110)는 AC 입력전원을 정류하여 직류전원을 생성하기 위한 정류부(111)와, 상기 정류부(111)에서 정류된 직류전원을 이용하여 고주파 펄스를 발생하는 고주파 발진부(112)와, 상기 고주파 발진부(112)에 의해 생성된 고주파의 극성변화에 따라서 주변 공간상에 자속 방향이 고속으로 변화되는 자기장을 형성하는 자계발생 도전체(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 자계발생 도전체(113)는 고주파 전압에 따른 전류변화에 대응하여 주변 공간에 자기장을 형성하는 수단으로서, 필요에 따라 코일 또는 선형 도선이 사용될 수도 있다.
상기 무선전력 송신모듈(10)은 무선전력을 전송해야 할 전기기기로의 무선전력 전송 여부를 제어하기 위한 제어부(120)를 더 구비하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 송신모듈(10)은 전송되는 무선전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신모듈이 구비된 전기기기가 있는 경우에 무선전력을 전송할 수 있도록 하기 위하여, 무선전력 수신모듈(200)이 존재하는 지를 검출하기 위한 수신모듈 검출부(130)을 더 구비하여 구성될 수 있다.
상기 수신모듈 검출부(130)는 일반적으로 사용되는 RFID(Radio Frequency Identification) 기술이 응용될 수 있다. 즉 수신모듈 검출부(130)는 RFID 기술에 따른 리더기(Reader)를 구비하여 소정 거리 내에 위치하는 무선전력 수신모듈(200)에 부착되는 태그(Tag) 정보를 읽어들여 해당 정보를 제어부(120)로 출력함으로써, 제어부(120)에 의한 무선전력 전송 여부를 제어할 수 있도록 한다.
또한, 상기 무선전력 송신모듈(10)은 무선전력 수신모듈(20)의 충전부의 충전상태 또는 전기기기가 동작하고 있는 지의 여부 등에 관한 정보를 수신하기 위한 상태정보 수신부(140)를 더 구비하여 구성될 수 있다.
상기 무선전력 수신모듈(20)은, 도 2 및 도 3을 참조하면, 무선전력 송신모듈(10)에서 발생시키는 자기장을 이용하여 전자기기에 공급하기 위한 전력을 생성 하기 위하여, 자기장을 이용하여 전류를 생성하기 위한 전류변환부(210)와, 상기 전류변환부(210)에서 생성된 전류를 충전하기 위한 충전부(220)를 구비하여 구성된다.
상기 전류변환부(210)는 자기장의 방향 변화에 대응하여 진동하는 자성체로 이루어지는 진동부(211)와, 상기 진동부(211)의 진동을 이용하여 전류를 생성하는 전류생성부(212)를 포함하여 구성된다.
상기 진동부(211)는 무선전력 송신모듈(10)에서 발생시키는 자기장에 의하여 자기장의 방향 변화에 따라 좌우 또는 상하의 반대방향으로 진동한다.
상기 전류생성부(212)는 진동부(211)가 진동함에 따라 생기는 유효 자속의 변화를 이용하여 패러데이의 법칙에 따라 유도되는 전류를 생성하기 위한 코일(Co)로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 코일(Co)은 상기 진동부(211)에 수직으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 충전부(220)는 상기 전류변환부(210)에서 생성된 전류를 이용하여 전기에너지를 충전하기 위한 축전기를 포함하여 구성되고, 상기 충전부(220)에 충전된 전기에너지를 무선전력 수신모듈(20)이 내장된 전기기기의 동작을 위한 전력을 공급하거나, 충전장치를 통하여 외부 전기기기에 전력을 공급한다.
또한, 상기 무선전력 수신모듈(20)은 충전부(220)의 충전상태에 관한 정보 또는 상기 충전부(220)에 연결되어 전력을 공급받는 전기기기가 동작하는 지에 관한 정보를 검출하여 무선전력 송신모듈(10)로 전송하기 위한 상태정보 검출 및 전송부(230)를 더 구비할 수도 있다.
상기 상태정보 검출 및 전송부(230)는 상기 충전상태에 관한 정보 또는 전기기기가 동작하는 지에 관한 정보를 무선전력 송신모듈(10)의 상태정보 수신부(140)가 수신할 수 있는 형태의 신호로 변환하여 전송할 수 있도록 구성된다.
일 예로써, 무선전력 송신모듈(10)에서 RFID 기술에 따른 리더기(Reader)를 구비하는 경우 상기 상태정보 검출 및 전송부(230)는 RFID 기술에 따른 태그(Tag)를 구비하여 해당 정보를 기록하도록 구성함으로써, 무선전력 송신모듈(10)에서 전송하는 신호에 대응하여 기록된 상태 정보를 전송하도록 할 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치의 동작에 상세한 설명과 함께 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치를 이용한 무선 전원 공급 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치를 이용하여 무선으로 전자기기에 전원을 공급하기 위하여, 무선전력 송신모듈(10)은 외부로부터 AC 전원을 입력받는다(S410).
무선전력 송신모듈(10)은 AC 전원 입력에 따라 공급되는 전력을 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 주변 공간으로 발산한다(S420).
상기 과정을 더욱 상세하게 설명하면, 무선전력 송신모듈(10)의 자계발생부(110)의 정류부(111)에서는 AC 입력전원을 정류하여 직류전원을 생성하여 고주파 발진부(112)로 출력하면, 상기 고주파 발진부(112)에서는 입력 직류 전압 레벨에 따라 고주파 신호를 발생시켜 자계발생 도전체(113)로 출력한다.
상기 자계발생 도전체(113)에 고주파 신호가 인가되면 자계발생 도전체(113) 주변으로 자계발생 도전체(113)에 흐르는 전류에 비례하는 자기장이 주변 공간에 형성되며, 상기 자계발생 도전체(113)에 흐르는 전류는 전압의 극성 변화에 따라서 방향이 반대로 흐르게 되므로 주변 공간에 형성된 자기장 또한 주파수에 대응하는 속도로 방향이 달라지게 된다.
상기 과정에 따라 무선전력 송신모듈(10)에 의해 주변 공간에 자계 방향이 고속으로 변화하는 자기장이 형성됨에 따라, 상기 자기장이 형성된 공간상에 위치하는 무선전력 수신모듈(20)에서는 상기 자기장의 변화를 이용하여 전력을 생성하여 전기기기에 공급한다(S430).
더욱 상세하게는, 무선전력 수신모듈(20)의 전류변환부(210)에 구비된 자성체로 이루어지는 진동부(211)는 자기장의 방향 변화에 대응하여 진동한다. 상기 진동부(211)의 진동에 따라 코일(Co)로 이루어지는 전류생성부(212)에 통과하는 자속에 변화가 생기고 이에 따라 전류생성부(212)에는 패러데이의 법칙에 따른 유도전류가 흐르게 된다. 상기 전류생성부(212)에 의해 생성된 유도전류는 충전부(220)에 의하여 충전되는데, 상세하게는 다이오드(D)를 통하여 정류된 전류는 축전기(C)에 의해 전기에너지로 축적된다.
상기 과정에 따라 전기에너지를 축적한 충전부(220)는 무선전력 수신모듈(20)을 구비한 전기기기(30)의 동작에 필요한 전력을 공급하거나, 무선전력 수신모듈(20)에 연결된 충전장치(40)를 통하여 외부 전기기기에 필요한 전력을 공급한다.
한편, 상기 과정(S430)에 따라 무선전력 수신모듈(20)의 축전기(C)가 소정의 전기에너지 이상이 되도록 기준치 이상 충전된 경우는 무선전력 송신모듈(10)로부터의 더 이상의 무선전력의 전송이 불필요하게 된다.
따라서, 무선전력 수신모듈(20)에서는 무선전력의 전송이 필요한 상태인지에 대한 정보를 무선전력 송신모듈(10)에 제공해 줄 필요가 있으며, 이를 위하여 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)의 충전상태에 관한 정보 또는 상기 충전부(220)에 연결되어 전력을 공급받는 전기기기가 동작하는 지에 관한 정보를 검출하여 무선전력 송신모듈(10)로 전송하도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 무선전력 수신모듈(20)이 무선전력의 전송이 필요한 상태인 지에 대한 정보가 무선전력 송신모듈(10)로 송신되는 경우, 무선전력 송신모듈(10)의 상태정보 수신부(140)는 해당 정보를 수신하여 제어부(120)로 전송한다.
이에 따라서, 상기 제어부(120)는 무선전력 수신모듈(20)로의 무선전력의 전송이 필요한 상태인 지를 판단하게 된다. 일 예로써, 상기 제어부(120)는 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 이상으로 충전되어 있는 지를 판단한다(S440).
상기 판단 결과(S450), 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 이상으로 충전되어 있지 않은 경우에는, 제어부(120)는 무선전력 송신모듈(10)의 자계발생부(110)를 제어하여 계속해서 무선전력을 전송하도록 한다(S420).
그러나, 상기 판단 결과(S450), 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 이상으로 충전되어 있는 경우에는, 더 이상의 무선전력 전송이 불필요한 것으 로 판단하여 무선전력 수신모듈(20)로의 무선전력의 전송을 중단하고(S450), 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 밑으로 떨어지는 경우 무선전력을 다시 전송하기 위하여 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 이상으로 충전되어 있는 지를 다시 판단하게 된다(S440).
이상에서는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치 및 그 방법에 대하여 단일의 무선전력 수신모듈(20)을 위한 경우의 실시 예를 들어 설명하였다.
그러나, 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치 및 그 방법은 하나의 무선전력 송신모듈(10)을 이용하여 다수의 무선전력 수신모듈(20)로의 무선전력의 전송이 가능하다. 이 경우, 위에서 설명한 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 일 실시 예를 변형하여 실시하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치의 무선전력 송신모듈(10)로 전원이 입력되면(S410), 무선전력 송신모듈(10)의 제어부(120)는 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈(20)이 존재하는 지를 판단한다(S510).
상세하게는, 무선전력 송신모듈(10)의 수신모듈 검출부(130)가 RFID 기술에 따른 리더기(Reader)를 구비하는 경우, 무선전력 수신모듈(20)에 태그(Tag)가 구비되는 경우, 제어부(120)는 수신모듈 검출부(130)를 제어하여 태그(Tag) 정보를 수신하여 제어부(120)로 출력하도록 함으로써 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈(20)이 존재하는 지를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과(S510), 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈(20)이 존재하는 경우, 제어부(120)는 무선전력 송신모듈(10)을 제어하여 AC 전원 입력에 의해 공급되는 전력을 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 주변 공간으로 발산한다(S420).
이하의 과정(S420 내지 S450)은 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 무선 전원 공급 방법의 일 실시 예에서 설명한 과정과 유사하게 수행되므로, 설명의 반복을 피하기 위하여 동일한 과정을 생략하기로 하고, 차이가 있는 부분에 대하여 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예의 경우, 하나의 무선전력 송신모듈(10)을 이용하여 다수의 무선전력 수신모듈(20)로 무선전력을 전송하도록 구성되므로, 무선전력 수신모듈(20)의 충전부(220)가 기준치 이상으로 충전되어 있는 경우 무선전력의 전송을 중단하게 되지만(S450), 또 다른 무선전력 수신모듈(20)을 구비한 전기기기가 일정 거리 내로 추가될 경우 추가되는 전기기기로의 무선전력 전송을 위하여 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈(20)이 존재하는 지를 다시 판단하도록 한다(S510).
상기와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 의하며, 무선전력 송신모듈(10)에 전원이 공급되더라도, 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈(20)이 존재하지 않는 경우에는 무선전력 전송을 하지 않게 됨으로써, 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 무선 전원 공급 장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상의 기초를 벗어나지 않고 변경 및 수정을 하더라도 본 발명에 포함되는 것이며, 그러한 사실은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명에 따르면, 전원케이블 없이도 다수의 전기 기기들에 무선전력을 동시에 공급할 수 있도록 함과 동시에 사무실, 책상 등에 복잡하게 배치되었던 전원케이블이 제거되어 사무 공간의 효율적인 활용을 가능하게 해 주는 효과가 있다.
또한, 무선전력 송신모듈에서 발생시키는 자기장을 이용함으로써 기존의 무선전력 공급장치 및 방법에 비하여 간단하게 무선전력 수신모듈을 구성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 무선전력 송신모듈에 전원이 공급되더라도, 소정의 거리 내에 무선전력 수신모듈이 존재하지 않는 경우에는 무선전력 전송을 하지 않게 됨으로써, 무선전력 전송 과정에서 발생할 수 있는 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 전기에너지를 이용하여 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키는 무선전력 송신모듈; 및
    상기 무선전력 송신모듈에서 발생시킨 전자기장을 이용하여 전류를 생성하는 무선전력 수신모듈을 포함하여 구성되며,
    상기 무선전력 수신모듈은,
    상기 전자기장의 방향 변화에 대응하여 진동하는 자성체로 이루어지는 진동부; 및
    상기 진동부의 진동을 이용하여 전류를 생성하는 전류생성부를 포함하는 무선 전원 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 송신모듈은,
    AC 전원을 입력받아 고속으로 변화하는 자기장을 발생시키기 위한 자계발생부로 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 자계발생부는,
    AC 입력전원을 정류하여 직류전원을 생성하기 위한 정류부와;
    상기 정류부에서 정류된 직류전원을 이용하여 고주파 펄스를 발생하는 고주파 발진부; 및
    상기 고주파 발진부에 의해 생성된 고주파의 극성변화에 따라서 주변 공간상에 자속 방향이 고속으로 변화되는 자기장을 형성하는 자계발생 도전체;를 포함하여 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 자계발생 도전체는,
    코일 또는 선형 도선 중의 어느 하나 이상을 이용하는 무선 전원 공급 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 송신모듈은,
    무선전력 수신모듈이 주변에 존재하는 지를 검출하기 위한 수신모듈 검출부와;
    상기 수신모듈 검출부의 출력에 따라 무선전력 전송 여부를 제어하는 제어부;를 더 포함하여 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 송신모듈은,
    무선전력 수신모듈의 충전상태 또는 전기기기가 동작하고 있는 지의 여부 등에 관한 정보를 수신하기 위한 상태정보 수신부; 및
    상기 상태정보 수신부의 출력에 따라 무선전력의 전송 여부를 제어하는 제어부;를 더 포함하여 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 수신모듈은,
    각종의 전기기기에 내장되거나, 또한 별도의 전원 충전장치에 연결되어 전기기기에 전원을 공급해 주는 무선 전원 공급 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 수신모듈은,
    상기 전류생성부에서 생성된 전류를 충전하기 위한 충전부를 더 구비하여 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 상기 전류생성부는,
    상기 진동부가 진동함에 따라 생기는 유효 자속의 변화에 따라 유도되는 전류를 생성하기 위한 코일로 구성되는 무선 전원 공급 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 진동부는 상기 코일에서 생성된 전류의 방향과 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전원 공급 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 무선전력 수신모듈은,
    충전부의 충전상태에 관한 정보 또는 상기 충전부에 연결되어 전력을 공급받는 전기기기가 동작하는 지에 관한 정보를 검출하여 무선전력 송신모듈로 전송하기 위한 상태정보 검출 및 전송부를 더 구비하는 무선 전원 공급 장치.
  13. 전기에너지를 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 출력하는 단계;
    상기 고속으로 변화하는 자기장의 방향에 대응하는 진동을 출력하는 단계; 및
    상기 진동을 이용하여 상기 자기장을 전기에너지로 변환하여 전기기기에 전원으로 공급하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전원 공급 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 고속으로 변화하는 자기장은,
    특정의 제한된 범위의 방향으로 전파되거나 또는 전방향성으로 전파되는 무선 전원 공급 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 고속으로 변화하는 자기장으로 변환하여 출력하는 단계는, 무선전력 수신부가 검출되는 경우에 수행되는 무선 전원 공급 방법.
KR1020060105884A 2006-10-30 2006-10-30 무선 전원 공급 장치 및 그 방법 KR101322764B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060105884A KR101322764B1 (ko) 2006-10-30 2006-10-30 무선 전원 공급 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060105884A KR101322764B1 (ko) 2006-10-30 2006-10-30 무선 전원 공급 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080038683A KR20080038683A (ko) 2008-05-07
KR101322764B1 true KR101322764B1 (ko) 2013-10-29

Family

ID=39647106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060105884A KR101322764B1 (ko) 2006-10-30 2006-10-30 무선 전원 공급 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101322764B1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040544B1 (ko) * 2009-12-03 2011-06-16 주식회사 파이칩스 전력 검출기
KR20110067612A (ko) 2009-12-14 2011-06-22 삼성전자주식회사 공진 전력 발생 장치
KR101702861B1 (ko) 2009-12-24 2017-02-23 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 장치 및 방법
KR101705735B1 (ko) * 2010-04-08 2017-02-10 삼성전자주식회사 공진 전력 발생 장치
KR101220018B1 (ko) * 2011-02-24 2013-01-09 성균관대학교산학협력단 Ｕｗｂ 및 ｍｉｍｏ 안테나를 이용한 무선전력공급장치 및 이 장치에서의 배터리 제어 방법
KR101198006B1 (ko) 2011-03-23 2012-11-05 삼성전기주식회사 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송수신 장치
KR101688948B1 (ko) * 2011-05-27 2016-12-22 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송을 이용한 데이터 통신 연결 수립
KR101255924B1 (ko) * 2011-09-30 2013-04-17 삼성전기주식회사 저전력 무선 충전 장치 및 방법
KR101442642B1 (ko) * 2012-12-27 2014-09-24 전자부품연구원 무선에너지 전송 장치를 구비한 전기레인지
KR101305657B1 (ko) * 2013-01-04 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신장치 및 그의 무선 전력 송신 방법
KR20160142524A (ko) * 2015-06-03 2016-12-13 주식회사 엘트로닉스 무선 충전 장치
KR102283130B1 (ko) * 2019-11-25 2021-07-29 (주)에프씨언와이어드 무선전력 송수신장치의 대기전류 감소방법
CN113765236B (zh) * 2021-09-18 2024-04-12 枣庄和顺达机电科技股份有限公司 一种矿用无线充电辅助装置
KR102631421B1 (ko) * 2021-11-25 2024-01-30 에타일렉트로닉스 주식회사 효율적인 무선 전력 충전 장치 및 그 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0795271A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd コードレス電話機
KR20010048695A (ko) * 1999-11-29 2001-06-15 장긍덕 전자력을 이용한 비접촉 충전 배터리팩 및 그 충전기
JP2003047178A (ja) * 1992-10-13 2003-02-14 Sony-Kihara Research Center Inc 無線式電力受給装置
KR100488524B1 (ko) 2003-04-09 2005-05-11 삼성전자주식회사 로봇충전장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003047178A (ja) * 1992-10-13 2003-02-14 Sony-Kihara Research Center Inc 無線式電力受給装置
JPH0795271A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd コードレス電話機
KR20010048695A (ko) * 1999-11-29 2001-06-15 장긍덕 전자력을 이용한 비접촉 충전 배터리팩 및 그 충전기
KR100488524B1 (ko) 2003-04-09 2005-05-11 삼성전자주식회사 로봇충전장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080038683A (ko) 2008-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101322764B1 (ko) 무선 전원 공급 장치 및 그 방법
JP6084994B2 (ja) 無線電力受信装置、端末機、及び無線電力送信装置
US10110075B2 (en) System and method for selecting power transmitters across a wireless power coupling
US9459673B2 (en) System and a method for remotely interacting with items present in an environment for communicating with computing device
KR101438910B1 (ko) 유선-무선 전력 전송 장치 및 그 방법
KR20100130215A (ko) 유도송전장치
US20130062960A1 (en) System and method for controlling the connection from a power supply to an inductive power outlet
CN101836272A (zh) 感应式电源
CN103138406A (zh) 无线电力传送器及其传送电力的方法
JP2006238548A (ja) 無線電力供給装置
CN109417309A (zh) 带内通信的无线充电系统
CN101796703A (zh) 智能设备和功率源交互
US10615849B2 (en) Power receiving device and power feeding system
KR101744590B1 (ko) 수직형 전력 전송 방식의 무선 전력 전송 및 충전 장치
KR102045085B1 (ko) 다수의 외부 장치에 유선으로 전원공급이 가능한 무선 전력 수신 장치
US10749380B2 (en) Apparatuses and related methods for generating wireless status indications for a wireless power transfer system
KR102265932B1 (ko) 무선 충전 장치, 시스템 및 제어 방법, 충전 기기 및 저장 매체
KR100707234B1 (ko) 배터리 충전을 위한 무선 전원 공급 장치가 구비된 스마트태그 장치
US20200119596A1 (en) Wireless power transmission/reception device
KR101232788B1 (ko) 패키징 칩에 의한 무접점 배터리 장치 및 충전 시스템
CN104467202A (zh) 一种磁悬浮无线充电装置
JP2009065749A (ja) 携帯型電子機器、携帯型電子機器の充電方法、及び携帯型電子機器の充電プログラム
KR100903462B1 (ko) 멀티형 충전 아답터 및 이를 구비한 무 접점 배터리 충전세트
CN109193889A (zh) 无线充电系统
KR100845814B1 (ko) 수동식 충전 무선 광마우스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee