KR101338654B1

KR101338654B1 - 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법

Info

Publication number: KR101338654B1
Application number: KR1020110137786A
Authority: KR
Inventors: 배수호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-12-06
Also published as: TWI484717B; KR20130070451A; JP2013128399A; CN103166328B; EP2608352A1; CN103166328A; CN105048644B; US9601946B2; TW201330445A; CN105048644A; JP5509301B2; US20130154386A1

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 자기공진을 이용하여 임피던스 가변부가 구비된 무선전력 수신장치에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는, 전력 소스로부터 공급된 전력을 비방사 방식으로 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 송신부와 상기 전력소스에서 상기 송신부를 바라본 제1 입력 임피던스를 측정하여 상기 전력 소스의 입력 전압과 입력 전류의 위상차이를 검출하고, 상기 검출된 위상차이를 이용하여 상기 무선전력 수신장치의 임피던스 가변부에 의한 출력 임피던스 변화를 검출하는 검출부를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 출력 임피던스를 가변시킴에 따라 변경되는 입력 임피던스의 위상을 통해 무선전력 수신장치의 상태에 대한 정보를 파악할 수 있다.

Description

무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법{APPARATUS FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER, APPARATUS FOR RECEIVING WIRELESS POWER, SYSTEM FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER AND METHOD FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER}

본 발명은 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법에 관한 것이다.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 자기 유도, 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 자기 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.

자기 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측에 형성된 전기신호가 코일을 통해 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.

또한, 무선전력 송신장치는 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하여 전력전송을 수행할 수 있다. 무선전력 수신장치에서 무선전력 송신장치로 데이터를 전송하기 위해 별도의 통신 채널이나 수단을 구비하는 것은 많은 비용이 들어가므로, 부하변조(Load Modulation) 방식을 사용한다. 부하변조(Load Modulation) 방식은 무선전력 수신장치의 부하(임피던스)를 변경시켜 무선전력 송신장치 측의 입력 임피던스가 변경됨을 인지하는 방식이다.

그러나, 기존의 부하변조(Load Modulation) 방식은 자기 유도형 무선전력 전송 시스템에 국한되어 있다.
이와 관련된 선행특허문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0095642호가 있다.

본 발명은 입력 임피던스의 위상을 검출하여 무선전력 수신장치의 정보를 알 수 있는 자기 공진 기반의 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 전력 소스로부터 공급된 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 송신부 및 상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 입력 임피던스를 이용하여 상기 무선전력 수신장치의 출력 임피던스 변화를 검출하는 검출부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 가변시키기 위해 상기 무선전력 수신장치의 출력 임피던스를 가변시키는 임피던스 가변부 및 상기 출력 임피던스의 가변 정보에 의거하여 조절된 전력을 상기 무선전력 송신장치로부터 공진을 이용하여 수신하는 수신부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법은 무선전력 수신장치의 출력 임피던스를 가변시키는 단계와 상기 출력 임피던스의 가변에 따라 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 검출하는 단계 및 상기 검출된 입력 임피던스에 기초하여 상기 출력 임피던스의 변화를 검출하는 단계를 포함한다.

삭제

본 발명의 실시 예에 따르면, 출력 임피던스를 가변시킴에 따라 변경되는 입력 임피던스의 위상을 통해 무선전력 수신장치의 정보를 파악할 수 있다.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.

도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공진형 무선전력 전송 시스템(1000)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 가변부(320)의 스위치(SW)가 개방된 경우를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 가변부(320)의 스위치(SW)가 단락된 경우를 보여준다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 무선전력 전송 방법의 흐름도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기 공진형 무선전력 전송 시스템(100)의 구성도이다.

도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템(1000)은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하단(400)을 포함할 수 있다.

무선전력 송신장치(200)는 송신부(210), 검출부(220), 판단부(230), 전력 조절부(240)를 포함할 수 있다.

송신부(210)는 송신 유도 코일부(211), 송신 공진 코일부(212)를 포함할 수 있다.

무선전력 수신장치(300)는 수신부(310), 임피던스 가변부(320), 구동 제어부(330)을 포함한다.

수신부(310)는 수신 공진 코일부(311), 수신 유도 코일부(312), 임피던스 가변부(320)를 포함한다. 전력소스(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 자기 공진 현상에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. 무선전력 수신장치(300)로 전달된 전력은 정류회로(미도시)를 거쳐 부하단(400)으로 전달된다. 부하단(400)은 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치를 의미할 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 부하저항을 RL로 나타낸다. 일 실시 예에서 부하단(400)은 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 전력소스(100)는 소정 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스이다.

무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일부(211)와 송신 공진 코일부(212)로 구성된다. 송신 유도 코일부(211)는 전력소스(100)와 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 유도 코일부(211)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신 공진 코일부(212)에도 교류 전류가 유도된다. 송신 공진 코일부(212)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 자기 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 자기 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.

송신 유도 코일부(211)은 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1)를 포함한다. 여기서, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스는 고정된 값일 수 있다.

캐패시터(C1)의 일단은 전력소스(100)의 일단에 연결되고, 캐패시터(C1)의 타단은 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다. 송신 유도 코일(L1)의 타단은 전력소스(100)의 타단에 연결된다.

송신 공진 코일부(212)는 송신 공진 코일(L2), 캐패시터(C2), 저항(R2)를 포함한다. 송신 공진 코일(L2)은 캐패시터(C2)의 일단에 연결된 일단과 저항(R2)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R2)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. 저항(R2)는 송신 공진 코일(L2)에서 전력손실로 발생하는 양을 저항으로 나타낸 것이다.

검출부(220)는 전력소스(100)에서 무선전력 송신장치(200)측을 바라보았을 때의 임피던스인 제1 입력 임피던스(Z1)을 검출할 수 있다.

검출부(220)는 검출된 제1 입력 임피던스(Z1)를 통해 제1 입력 임피던스(Z1)의 위상을 검출할 수 있다. 제1 입력 임피던스(Z1)의 위상은 전력소스(100)에서 출력하는 입력 전압 및 입력 전류의 위상차이를 의미한다.

검출부(220)는 검출된 위상차이를 이용하여 무선전력 수신장치(300)의 후술할 임피던스 가변부(320)에 의한 출력 임피던스(ZL) 변화를 검출한다.

검출부(220)는 후술할 임피던스 가변부(320)의 동작에 따라 0도 또는 90도의 위상을 검출할 수 있다.

검출부(220)의 위상 검출을 통해 무선전력 수신장치(300)의 상태, 구체적으로는, 후술할 임피던스 가변부(320)의 스위치(SW)의 개방 또는 단락 상태를 파악할 수 있다.

판단부(230)는 검출된 제1 입력 임피던스에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 판단한다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량 또는 충전량의 추이에 대한 정보일 수 있다. 또한, 무선전력 수신장치(300)가 충전을 완료한 것을 알리는 정보일 수 있다.

전력 조절부(240)는 판단된 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보에 따라 무선전력 수신장치(300)에 전달하는 전력을 조절한다. 전력 조절부(240)는 전력소스(100)를 제어하여 무선전력 송신장치(200)에 전달하는 전력을 조절하고, 이에 따라 무선전력 수신장치(300)에 전달하는 전력을 조절한다.

결과적으로, 상기 위상 검출과정은 무선전력 송신장치(200)가 무선전력 수신장치(300)의 상태를 판단하는 과정을 의미할 수 있다. 즉, 무선전력 수신장치(300)는 자신의 상태 정보를 무선전력 송신장치(200)로 전송하고, 무선전력 송신장치(200)는 수신한 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보에 따라 적절한 전력을 전송한다.

무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량에 대한 정보를 제1 입력 임피던스(Z1)의 위상 검출을 통해 파악하여 그에 대응한 전력전송을 수행할 수 있다.

무선전력 수신장치(300)는 수신부(310), 임피던스 가변부(320)를 포함한다.

수신부(310)는 수신 공진 코일부(311)와 수신 유도 코일부(312)를 포함한다.

수신 공진 코일부(311)는 수신 공진 코일(L3), 캐패시터(C3), 저항(R3)을 포함한다. 수신 공진 코일(L3)은 캐패시터(C3)의 일단에 연결된 일단과 저항(R3)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R3)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. 저항(R3)는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 량을 저항으로 나타낸 것이다.

수신 유도 코일부(312)는 양단이 각각 임피던스 가변부(320)의 양단에 연결되는 수신 유도 코일(L4)을 포함한다. 수신 유도 코일(L4)은 캐패시터(미도시)를 추가로 포함할 수 있으며, 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 형성한다.

수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 공진주파수에서 자기 공진 상태를 유지한다. 즉, 수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 커플링(coupling)되어 교류전류가 흐르게 되고, 비방사(Non-Radiative) 방식으로 무선전력 수신장치(300)측에 전력을 전달할 수 있다.

수신 유도 코일부(312)는 수신 공진 코일부(311)로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하고, 수신 유도 코일부(312)로 수신된 전력은 정류회로(미도시)를 통해 정류되어 부하단(400)으로 전달된다.

임피던스 가변부(320)는 스위치(SW)와 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 스위치(SW)는 캐패시터(C4)의 일단에 연결된 일단과 부하단(400)의 타단에 연결된 타단을 포함한다. 부하단(400)의 일단은 캐패시터(C4)의 타단에 연결된다.

임피던스 가변부(320)는 수신 유도 코일(L4)에서 부하단(400)을 바라본 출력 임피던스(ZL)를 가변시킬 수 있다. 임피던스 가변부(320)는 스위치(SW)를 통해 출력 임피던스(ZL)를 가변시켜 결과적으로 제1 입력 임피던스(Z1)를 변경시킨다.

이하에서는, 임피던스 가변부(320)에 의해 제1 입력 임피던스(Z1)를 변경시키는 과정을 살펴본다.

후술할 제3 입력 임피던스(Z3) 및 제2 입력 임피던스(Z2)는 무선전력 수신장치(300)에 검출부(미도시)을 더 두어 검출될 수 있다.

제3 입력 임피던스(Z3)는 수신 공진 코일(L3)에서 부하단(400)을 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, w는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간 공진될 때의 공진주파수이고, M3는 수신용 공진 코일(L3)와 수신 코일(L4)간 상호 인덕턴스를 의미한다. 또한, ZL은 출력 임피던스를 의미한다. [수학식 1]은 주파수 영역을 기준으로 한 수식이고, 이하의 수식들도 주파수 영역을 기준으로 한다.

제2 입력 임피던스(Z2)는 무선전력 송신장치(200)에서 무선전력 수신장치(300)를 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 2]

여기서, M2는 송신용 공진 코일(L2)와 수신용 공진 코일(L3)간의 상호 인덕턴스를 의미하고, C3는 수신 공진 코일부(311)를 등가회로로 변환시 표현되는 캐패시터를 의미한다. 또한, R3는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 량을 저항으로 나타낸 것이다.

캐패시터(C3), 누설저항(R3)는 고정된 값일 수 있으나, 상호 인덕턴스 M2는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 결합계수(K2)에 따라 변화될 수 있는 값이다.

결합계수(K2)는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 전자기적 결합의 정도를 표시하는 것으로, 무선전력 전송 시스템(1000)의 무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 방향, 위치 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있는 값이다.

제1 입력 임피던스(Z1)는 전력소스(100)에서 무선전력 송신장치(200) 측을 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 3]

여기서, M1은 송신 유도 코일(L1)과 송신 공진 코일(L2)간 상호 인덕턴스를 의미한다.

[수학식 1] 내지 [수학식3]에서 R2, R2를 아주 작은 값을 가지는 것으로 가정하여 0옴으로 두고, 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1), 송신 공진 코일(L2)과 캐패시터(C2), 수신 공진 코일(L3)과 캐패시터(C3)가 모두 공진주파수 w에서 공진하도록 값을 정하면 제1 입력 임피던스(Z1)은 [수학식 4]와 같이 정리될 수 있다.

[수학식 4]

또한, [수학식 4]는 각 상호 인덕턴스와 각 결합계수의 관계를 나타내는 식인 [수학식 5] 내지 [수학식 7]을 이용하면, [수학식 8]로 정리될 수 있다.

[수학식 5]

[수학식 6]

[수학식 7]

[수학식 8]

[수학식 8]을 참고하면, 제1 입력 임피던스(Z1)는 출력 임피던스(ZL)이 변경됨에 따라 가변될 수 있다. 이 과정은 도 2 내지 도 3에서 상세히 설명한다.

구동 제어부(330)는 임피던스 가변부(320)에 제어신호를 인가하여 임피던스 가변부(320)를 제어한다. 상기 제어신호는 스위치(SW)를 개방 또는 단락시키기 위한 구동 신호일 수 있다.

다음으로 도 2 내지 도 3을 참고하여, 스위치(SW)의 개방 또는 단락에 따른 출력 임피던스(ZL) 및 제1 입력 임피던스(Z1)의 변화를 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 가변부(320)의 스위치(SW)가 개방된 경우를 보여준다.

구동 제어부(330)의 제어신호에 의해 스위치(SW)가 개방되면, 임피던스 가변부(320)는 도 2에서 도시한 회로도 표현될 수 있다.

이 때, 출력 임피던스(ZL)은 [수학식 9]와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 9]

수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 공진주파수 w에서 공진하도록 값을 정하면, 제1 입력 임피던스(Z1)은 [수학식 10]와 같이 정리될 수 있다.

[수학식 10]

이 경우, 제1 입력 임피던스(Z1)는 실수 성분만 존재한다. 제1 입력 임피던스(Z1)가 실수 성분만을 갖는다는 것은 전력소스(100)에서 입력되는 입력 전압과 입력전류 간 위상차이가 없음을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 가변부(320)의 스위치(SW)가 단락된 경우를 보여준다.

구동 제어부(330)의 제어신호에 의해 스위치(SW)가 단락되면, 임피던스 가변부(320)는 도 3에서 도시한 회로도 표현될 수 있다.

이 때, 출력 임피던스(ZL)은 [수학식 11]과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 11]

수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 공진주파수 w에서 공진하도록 값을 정하면, 제1 입력 임피던스(Z1)은 [수학식 12]와 같이 정리될 수 있다.

[수학식 12]

이 경우, 제1 입력 임피던스(Z1)는 허수 성분만 존재한다. 제1 입력 임피던스(Z1)가 허수 성분만을 갖는다는 것은 전력소스(100)에서 입력되는 입력 전압과 입력전류 간 위상이 90도 차이가 발생됨을 의미한다.

상기와 같이 무선전력 송신장치(200)측에서 입력전압과 입력전류의 위상차이를 검출함으로써, 무선전력 수신장치(300)측의 상태 즉, 스위치(SW)의 개방 또는 단락의 상태를 알 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)의 상태를 파악하여 적절한 전력 전송과정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 무선전력 수신장치(300)에서 디지털 데이터 1을 전송하고자 하는 경우, 구동 제어부(330)는 스위치(SW)를 단락시키고, 디지털 데이터 0을 전송하고자 하는 경우, 스위치(SW)를 개방시킨다. 검출부(220)는 제1 입력 임피던스(Z1)의 위상을 검출하여 스위치(SW)의 단락 또는 개방을 확인할 수 있고, 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하여 적절한 전력 전송을 수행한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 무선전력 전송 방법의 흐름도이다.

무선전력 전송 시스템(1000)의 구성은 도 1에서 설명한 것과 같다.

먼저, 임피던스 가변부(320)는 출력 임피던스를 가변시킨다(S101). 출력 임피던스(ZL)는 도 1의 무선전력 전송 시스템(1000)참고하면, 수신부(310)에서 임피던스 가변부(320)를 바라볼 때 측정되는 임피던스를 의미한다. 임피던스 가변부(320)는 스위치(SW)와 캐패시터(C4)를 포함하고, 스위치(SW)를 통해 출력 임피던스를 가변시킬 수 있다.

검출부(220)는 출력 임피던스의 가변에 따른 전력 소스(100)의 입력 전압과 입력 전류의 위상차이를 검출할 수 있다(S103). 여기서, 위상차이는 0도 또는 90도의 값을 가질 수 있다. 위상차이의 검출은 전력소스(100)로부터 송신부(210)를 바라보았을 때 측정되는 제1 입력 임피던스를 통해 검출될 수 있고, 자세한 검출과정은 도 2 내지 도 3에서 설명한 것과 같다.

검출부(220)는 검출된 위상차이를 기초로 출력 임피던스의 변화를 검출할 수 있다(S105).

그 후, 판단부(230)는 검출된 출력 임피던스 변화를 통해 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 판단할 수 있다(S105).

그 후, 전력조절부(240)는 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보에 따라 전력소스(100)를 제어하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송할 수 있다(S107).

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.

1000: 무선전력 전송 시스템
100: 전력 소스
200: 무선전력 송신장치
210: 송신부
220: 검출부
230: 판단부
240: 전력 조절부
300: 무선전력 수신장치
310: 수신부
320: 임피던스 가변부
400: 부하단

Claims

삭제
무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 송신장치로서,
전력 소스로부터 공급된 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 송신부; 및
상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 측정하고, 측정된 입력 임피던스를 이용하여 상기 무선전력 송신장치의 입력 전압과 입력 전류의 위상 차이를 검출하고, 상기 검출된 위상 차이를 이용하여 상기 무선전력 수신장치의 출력 임피던스 변화를 검출하는 검출부를 포함하는
무선전력 송신장치.
제2항에 있어서, 상기 위상차이는,
0도 또는 90도 중 어느 하나인
무선전력 송신장치.
제2항에 있어서,
상기 검출된 위상차이를 기초로 상기 무선전력 수신장치의 상태 정보를 판단하는 상태 정보 판단부를 더 포함하는
무선전력 송신장치.
제4항에 있어서,
상기 판단된 무선전력 수신장치의 상태 정보에 따라 상기 전력 소스를 제어하여 상기 무선전력 수신장치에 전달하는 전력을 조절하는 전력 조절부를 더 포함하는
무선전력 송신장치.
제2항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 전력소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일; 및
상기 송신 유도 코일로부터 전자기 유도를 통해 수신된 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 전달하는 송신 공진 코일을 포함하는 무선전력 송신장치.
무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치로서,
상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 가변시키기 위해 상기 무선전력 수신장치의 출력 임피던스를 가변시키는 임피던스 가변부; 및
상기 출력 임피던스의 가변 정보에 의거하여 조절된 전력을 상기 무선전력 송신장치로부터 공진을 이용하여 수신하는 수신부를 포함하는
무선전력 수신장치.
제7항에 있어서,
상기 출력 임피던스는,
상기 수신부에서 상기 임피던스 가변부를 바라본 임피던스인
무선전력 수신장치.
제7항에 있어서,
상기 임피던스 가변부는,
스위치 및 상기 스위치에 연결된 캐패시터를 포함하고,
상기 스위치의 단락 또는 개방을 통해 상기 출력 임피던스를 가변시키는 것을 특징으로 하는
무선전력 수신장치.
제7항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 무선전력 송신장치로부터 공진을 이용하여 전력을 수신하는 수신 공진 코일과
상기 수신 공진 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함하는
무선전력 수신장치.
제7항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치는
상기 출력 임피던스를 가변시켜 자신의 상태 정보를 상기 무선전력 송신장치에 전송하는 것을 특징으로 하는
무선전력 수신장치.
제11항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태 정보는 상기 무선전력 수신장치의 현재 충전량 정보, 충전이 완료되었음을 알리는 충전 완료 정보 중 어느 하나를 포함하는
무선전력 수신장치.
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법으로서,
무선전력 수신장치의 출력 임피던스를 가변시키는 단계;
상기 출력 임피던스의 가변에 따라 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 입력 임피던스에 기초하여 상기 출력 임피던스의 변화를 검출하는 단계를 포함하는
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법.
제13항에 있어서,
상기 출력 임피던스의 변화를 검출하는 단계는
상기 검출된 입력 임피던스에 기초하여 상기 무선전력 송신장치의 입력전압과 입력전류의 위상차이를 검출하는 단계와
상기 검출된 위상차이에 기초하여 상기 출력 임피던스의 변화를 검출하는 단계를 포함하는
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법.
제13항에 있어서,
상기 출력 임피던스를 가변시키는 단계는
상기 무선전력 수신장치에 구비된 스위치 및 캐패시터를 이용하여 상기 출력 임피던스를 가변시키는 단계를 포함하는
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법.
제13항에 있어서,
상기 검출된 출력 임피던스의 변화에 기초하여 상기 무선전력 수신장치의 상태 정보를 판단하는 단계를 더 포함하는
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법.
제16항에 있어서,
상기 판단된 무선전력 수신장치의 상태 정보에 따라 상기 무선전력 수신장치에 공진을 이용하여 전력을 전송하는 단계를 포함하는
무선전력 전송 시스템의 전력 전송 방법.
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