KR101434416B1 - Wireless power transmission apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 전력 반도체로 구성된 무선전력 전송장치의 송신측 출력단에 고주파 변압기를 이용하여 다수의 인버터를 병렬연결하여 운전하며 위상을 제어한다. 본 발명에 따른 무선전력 전송장치는, 입력전원을 정류하는 AC/DC 정류기; 상기 AC/DC 정류기에 의해 정류된 전력을 상기 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 DC/DC 컨버터; 및 상기 DC/DC 컨버터에 연결되어 있으며 고주파 전력변환을 수행하는 두 개 이상의 DC/AC 인버터를 포함하며, 상기 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 서로 병렬 연결되어 있다.In the present invention, a plurality of inverters are connected in parallel by using a high-frequency transformer at a transmission-side output terminal of a wireless power transmission apparatus composed of a power semiconductor, and the phases are controlled. A wireless power transmission apparatus according to the present invention includes: an AC / DC rectifier for rectifying input power; A DC / DC converter for adjusting the power rectified by the AC / DC rectifier to a power suitable for transmission by the wireless power transmission device; And two or more DC / AC inverters connected to the DC / DC converter and performing high frequency power conversion, wherein the two or more DC / AC inverters are connected in parallel with each other.

Description

무선 전력 전송 장치{Wireless power transmission apparatus}[0001] The present invention relates to a wireless power transmission apparatus,

본 발명은 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 전송장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 동작 주파수를 증가시켜 전력전송 성능을 높일 수 있는 무선전력 전송장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power, and more particularly, to a wireless power transmission apparatus capable of increasing a power transmission performance by increasing an operating frequency.

점대점 에너지 전송과 관련된 다음의 [수학식 1]과 파장과 주파수와의 관계를 나타낸 다음의 [수학식 2]에 의해서,By the following equation (1) related to the point-to-point energy transfer and the following equation (2) showing the relationship between the wavelength and the frequency,

Figure 112012108105619-pat00001
Figure 112012108105619-pat00001

여기에서, Pd: 수신측 전력밀도     Here, Pd: receiving power density

Pt: 송신측 방출전력 Pt: transmission-side emission power

At: 송신안테나 개구면At: Transmit antenna opening surface

R: 전송거리R: Transmission distance

λ: 송신전파의 파장λ: wavelength of the transmitted radio wave

Figure 112012108105619-pat00002
Figure 112012108105619-pat00002

여기에서, λ: 송신전파의 파장Here,?: Wavelength of the transmitted radio wave

v: 전파의 속도v: speed of radio wave

f: 전파의 주파수f: frequency of radio wave

무선전력 전송장치의 동작 주파수를 높이면 전송용량이 증대되고 전송거리가 확장될 뿐만 아니라 수신측 전력밀도가 증가해 전송효율이 개선되고 또한 송신안테나의 개구면도 감소시킬 수 있는 장점이 있음을 알 수 있다. It can be seen that when the operating frequency of the wireless power transmission apparatus is increased, the transmission capacity is increased and the transmission distance is enlarged. In addition, the transmission power is improved by increasing the power density at the reception side, and the opening surface of the transmission antenna is also reduced .

그러나 스위칭 소자로 사용할 수 있는 마이크로파 소자의 경우 매우 높은 주파수로 구동할 수 있으나 가격의 경쟁력이 전혀 없어 상용화가 불가능하며, 상대적으로 저렴해 무선전력 전송장치에 널리 적용되고 있는 전력 반도체의 경우, 수 MHz 이상으로 스위칭할 경우 성능이 급격히 나빠지는 특성으로 인해 스위칭 주파수를 높이는데 한계가 있다. 특히 MOSFET에 비해 고내압화에 따른 ON 저항이 낮아 대전력 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)의 경우 턴 OFF 시간이 길어 수십 kHz 이상의 스위칭이 현재로서는 불가능하다. However, microwave devices that can be used as switching devices can be driven at very high frequencies, but they can not be commercialized because they have no price competitiveness. In the case of power semiconductors, which are widely used in wireless power transmission devices, The switching frequency can not be increased because of the characteristic that the performance is rapidly deteriorated. In particular, the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), which is widely used in the large power field because of its low on resistance due to the high voltage conversion compared to the MOSFET, can not be switched for more than several kHz due to a long turn-off time.

이는 무선전력 전송장치의 동작 주파수가 저전력 전송에서는 수 MHz 이하로 대전력 전송에서는 수십 kHz 이하로 제한됨을 의미한다.This means that the operating frequency of the wireless power transmission device is limited to a few MHz or less in low power transmission and less than several tens of kHz in high power transmission.

도 1a와 도 1b는 통상적인 무선전력 전송장치의 송신측을 도시한 것이고, 도 1c는 통상적인 무선전력 전송장치의 송신측 회로도이다.Figs. 1A and 1B illustrate a transmitting side of a conventional wireless power transmission apparatus, and Fig. 1C is a transmitting side circuit diagram of a conventional wireless power transmission apparatus.

상용전원의 주파수는 60Hz이기 때문에 무선 전력전송 에너지로 사용하기에는 부적합하다. 따라서, 도 1a에 나타난 바와 같이, 상용전원을 정류하는 AC/DC Rectifier(11)와 고주파 전력변환을 수행하는 DC/AC Inverter(12)로 구성된 컨버터 시스템으로 무선전력 전송장치의 송신측이 구성된다. Since the frequency of commercial power is 60Hz, it is not suitable for use as radio power transmission energy. Therefore, as shown in FIG. 1A, the transmitter side of the wireless power transmission apparatus is constituted by a converter system composed of an AC / DC rectifier 11 for rectifying a commercial power source and a DC / AC inverter 12 for performing high frequency power conversion .

또는, 무선전력 전송장치의 송신전력을 조정하기 위해, 도 1b에 나타난 바와 같이, Rectifier(11)와 Inverter(12) 사이에 DC/DC Converter(13)를 삽입하기도 한다. Alternatively, in order to adjust the transmission power of the wireless power transmission apparatus, a DC / DC converter 13 is inserted between the rectifier 11 and the inverter 12 as shown in FIG. 1B.

상술한 바와 같은 송신측 구성을 갖는 무선전력 전송장치의 경우 Inverter에 적용된 스위칭 소자의 스위칭 주파수에 의해 무선전력 전송장치의 동작 주파수가 결정되어, 위에서 언급한 한계와 같이 충분한 동작 주파수를 확보하지 못하고 있는 실정이다.The operating frequency of the wireless power transmission apparatus is determined by the switching frequency of the switching device applied to the inverter so that a sufficient operating frequency can not be secured as described above It is true.

본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 무선전력 전송장치의 동작 주파수를 증가시켜 무선전력 전송장치의 전송용량을 증대하고 전송거리를 확장하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical background, and it is an object of the present invention to increase a transmission capacity of a wireless power transmission apparatus by increasing an operating frequency of the wireless power transmission apparatus, and to extend a transmission distance.

본 발명의 다른 과제는 전송효율이 개선되고 송신측 안테나의 개구면이 감소하는 무선전력 전송장치를 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a radio power transmission apparatus in which the transmission efficiency is improved and the opening surface of the transmission-side antenna is reduced.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 전력 반도체로 구성된 무선전력 전송장치의 송신측 출력단에 고주파 변압기를 이용하여 다수의 인버터들을 병렬연결하여 운전하며 위상을 제어한다.In order to solve such a problem, in the present invention, a plurality of inverters are connected in parallel by using a high-frequency transformer at a transmission-side output terminal of a wireless power transmission apparatus composed of a power semiconductor, and the phases are controlled.

본 발명의 일 면에 따른 무선전력 전송장치는, 입력전원을 정류하는 AC/DC 정류기; 상기 AC/DC 정류기에 의해 정류된 전력을 상기 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 DC/DC 컨버터; 및 상기 DC/DC 컨버터에 연결되어 있으며 고주파 전력변환을 수행하는 두 개 이상의 DC/AC 인버터를 포함하며, 상기 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 서로 병렬 연결되어 있다.A wireless power transmission apparatus according to an aspect of the present invention includes: an AC / DC rectifier for rectifying an input power; A DC / DC converter for adjusting the power rectified by the AC / DC rectifier to a power suitable for transmission by the wireless power transmission device; And two or more DC / AC inverters connected to the DC / DC converter and performing high frequency power conversion, wherein the two or more DC / AC inverters are connected in parallel with each other.

상기 무선전력 전송장치는, 상기 두 개 이상의 DC/AC 인버터의 출력단에 각각 연결되어 있는 두 개 이상의 고주파 변압기를 더 포함할 수 있으며, 상기 두 개 이상의 고주파 변압기의 출력단은 서로 연결되어 있는 것이 바람직하다.The wireless power transmission apparatus may further include two or more high frequency transformers each connected to the output terminals of the two or more DC / AC inverters, and the output terminals of the two or more high frequency transformers are preferably connected to each other .

상기 DC/AC 인버터의 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어질 수 있다. The switching element of the DC / AC inverter may be formed of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

본 발명의 다른 면에 따른 무선전력 전송장치는, 입력전원을 정류하는 두 개 이상의 AC/DC 정류기; 상기 두 개 이상의 AC/DC 정류기에 각각 연결되어 있으며, 상기 AC/DC 정류기에 의해 정류된 전력을 상기 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 두 개 이상의 DC/DC 컨버터; 및 상기 두 개 이상의 DC/DC 컨버터에 각각 연결되어 있으며, 고주파 전력변환을 수행하는 두 개 이상의 DC/AC 인버터를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, a wireless power transmission apparatus includes at least two AC / DC rectifiers for rectifying input power; Two or more DC / DC converters respectively connected to the two or more AC / DC rectifiers and regulating the power rectified by the AC / DC rectifier to a power suitable for transmission by the wireless power transmission device; And at least two DC / AC inverters connected to the at least two DC / DC converters and performing high frequency power conversion.

기존의 전력 반도체가 적용된 무선전력전송장치는 전력 반도체의 스위칭 주파수가 무선전력전송장치의 동작 주파수를 결정하기 때문에 스위칭 주파수 이상의 동작 주파수를 구현할 수 없는데 반하여, 본 발명의 무선전력 전송장치에서는 전력 반도체의 스위칭 주파수를 증가시키지 않고도 무선전력전송장치의 동작 주파수를 무한히 증가시킬 수 있다.In a wireless power transmission apparatus to which a conventional power semiconductor is applied, since the switching frequency of the power semiconductor determines the operating frequency of the wireless power transmission apparatus, the operating frequency of the switching power source can not be higher than the switching frequency. The operating frequency of the wireless power transmission apparatus can be infinitely increased without increasing the switching frequency.

이에 따라 전력용량이 증대되어 대전력 전송이 가능하며, 전력 전송거리가 확장되고, 수신점에서의 전력밀도 증가로 전송효율이 개선되며, 송신 안테나의 개구면을 감소시킬 수 있다. As a result, the power capacity is increased to enable large power transmission, the power transmission distance is extended, the power density is increased at the receiving point, the transmission efficiency is improved, and the opening surface of the transmitting antenna can be reduced.

도 1a와 도 1b는 통상적인 무선전력 전송장치의 송신측을 도시한 것이고, 도 1c는 통상적인 무선전력 전송장치의 송신측 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 송신측을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 송신측 회로도이다.
도 4a와 도 4b는 각각 통상적인 무선전력 전송장치와 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 5a와 도 5b는 각각 통상적인 무선전력 전송장치와 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 동작 스위칭 주파수를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
Figs. 1A and 1B illustrate a transmitting side of a conventional wireless power transmission apparatus, and Fig. 1C is a transmitting side circuit diagram of a conventional wireless power transmission apparatus.
2 shows a transmitting side of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a transmitting-side circuit diagram of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are simulation results showing switching frequencies of switching devices of a conventional wireless power transmission device and a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention, respectively.
5A and 5B are simulation results showing an operation switching frequency of a conventional wireless power transmission apparatus and a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, respectively.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 송신측 구성을 나타낸 것이다.2 shows a transmission side configuration of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 송신측은 60Hz 교류전원인 상용전원을 정류하는 AC/DC 정류기(Rectifier)(21)와 정류된 전력을 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 DC/DC 컨버터(Converter)(23), DC/DC 컨버터(23)에 연결되어 있으며 고주파 전력변환을 수행하는 다수의 DC/AC 인버터(22_1, 22_2, 22_3)를 포함한다. 다수의 DC/AC 인버터(22_1, 22_2, 22_3)는 서로 병렬 연결되어 있으며, 각 DC/AC 인버터(22_1, 22_2, 22_3)의 출력단에는 고주파 변압기가 연결되어 있다. As shown in FIG. 2, the transmitter of the wireless power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention includes an AC / DC rectifier 21 for rectifying a commercial power source caused by 60 Hz alternating current, A DC / DC converter 23 that adjusts the power to be appropriate as follows, a plurality of DC / AC inverters 22_1, 22_2, and 22_3 connected to the DC / DC converter 23 and performing high frequency power conversion do. A plurality of DC / AC inverters 22_1, 22_2, and 22_3 are connected in parallel to each other, and a high frequency transformer is connected to output ends of the DC / AC inverters 22_1, 22_2, and 22_3.

다수의 DC/AC 인버터(22_1, 22_2, 22_3)는 각각 출력 전력의 위상을 제어한다. The plurality of DC / AC inverters 22_1, 22_2, and 22_3 control the phase of output power, respectively.

이와 같이 다수의 DC/AC 인버터(22_1, 22_2, 22_3)를 병렬연결하여 적절하게 위상을 제어하고 각 인버터의 출력단을 고주파 변압기를 이용하여 링크함으로써, 무선전력 전송장치의 동작 주파수를 연결된 인버터의 수에 따라 인버터 스위칭 주파수의 배수로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타난 바와 같이, 3대의 인버터를 사용하는 경우 무선전력 전송장치의 동작 주파수를 인버터 스위칭 주파수의 3배로 증가시킬 수 있다. By connecting the plurality of DC / AC inverters 22_1, 22_2, and 22_3 in parallel and appropriately controlling the phases and linking the output terminals of the inverters by using the high frequency transformer, the operating frequency of the wireless power transmission apparatus is changed to the number of connected inverters Can be increased by a multiple of the inverter switching frequency. For example, as shown in FIG. 2, when three inverters are used, the operating frequency of the wireless power transmission apparatus can be increased to three times the inverter switching frequency.

본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 동작 성능을 검증하기 위하여 P-SIM을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 그 결과가 도 4a 내지 도 5b에 나타나 있다. Simulations were performed using P-SIM to verify the operational performance of the wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, and the results are shown in FIGS. 4A to 5B.

도 4a와 도 4b는 각각 통상적인 무선전력 전송장치와 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 나타내는 시뮬레이션 결과이고, 도 5a와 도 5b는 각각 통상적인 무선전력 전송장치와 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 동작 스위칭 주파수를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.4A and 4B are simulation results showing a switching frequency of a switching device of a conventional wireless power transmission device and a switching device of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention, respectively. FIGS. 5A and 5B are graphs And a simulation result showing an operation switching frequency of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 5b에서 알 수 있는 바와 같이, 기존방식과 동일한 스위칭 주파수에서 무선전력 전송장치의 동작 주파수가 3배 증가하였다.As can be seen in FIGS. 4A-5B, the operating frequency of the wireless power transmission apparatus increased by a factor of three at the same switching frequency as the conventional scheme.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송장치에서는 인버터와 고주파 변압기의 수를 증가시켜 적절하게 운전할 경우, 현재 상용화되어 있는 스위칭 소자를 사용하더라도 이론적으로 무선전력 전송장치의 동작 주파수를 무한대로 증가시킬 수 있다. As described above, in the wireless power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention, when the number of inverters and high-frequency transformers is increased and operated appropriately, the operating frequency of the wireless power transmission apparatus is theoretically increased to infinity even if the currently used switching devices are used .

따라서, 무선전력전송장치의 스위칭 소자로 전력 반도체를 채택할 경우 스위칭 소자의 특성상 저전력 전송에서는 수 MHz이하로 대전력 전송에서는 수십 kHz이하로 동작 주파수가 제한되는 현재의 기술을 극복하고, 대전력 전송에 있어서도 수십 kHz 이상의 동작 주파수를 얻을 수 있다. Therefore, when a power semiconductor is adopted as a switching element of a wireless power transmission apparatus, the present invention overcomes the current technology in which the operating frequency is limited to several kHz or less for low power transmission and less than several tens of kHz for high power transmission, The operating frequency of several tens kHz or more can be obtained.

한편, 상술한 실시예에서는 AC/DC 정류기와 DC/DC 컨버터를 한 대씩 사용하고 병렬연결된 다수의 인버터를 사용하였지만, 무선전력 전송장치의 송신측 전체, 즉 AC/DC 정류기와 DC/DC 컨버터, DC/AC 인버터를 병렬연결하는 것도 가능하다.Although the AC / DC rectifier and the DC / DC converter are used one by one and a plurality of inverters connected in parallel are used, the entire transmission side of the wireless power transmission apparatus, that is, the AC / DC rectifier and the DC / It is also possible to connect DC / AC inverters in parallel.

이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. While the invention has been described in terms of the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to embrace all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.

Claims (8)

무선 방식으로 외부의 전자기기에 전력을 전송할 수 있는 무선전력 전송장치에 있어서,
입력전원을 정류하는 AC/DC 정류기;
상기 AC/DC 정류기에 의해 정류된 전력을 상기 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 DC/DC 컨버터; 및
상기 DC/DC 컨버터에 연결되어 있으며 고주파 전력변환을 수행하고 상기 무선전력 전송장치의 동작 주파수 증가를 위한 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터를 포함하며,
상기 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 서로 병렬 연결되어 있고, 상기 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 동시에 작동하는 것
인 무선전력 전송장치.
1. A wireless power transmission device capable of transmitting power to an external electronic device in a wireless manner,
An AC / DC rectifier for rectifying input power;
A DC / DC converter for adjusting the power rectified by the AC / DC rectifier to a power suitable for transmission by the wireless power transmission device; And
And at least two DC / AC inverters connected to the DC / DC converter for performing high frequency power conversion and for increasing the operating frequency of the wireless power transmission device,
Wherein the at least two DC / AC inverters are connected in parallel with each other, and the at least two DC / AC inverters are operated simultaneously
Lt; / RTI >
제1항에 있어서,
상기 두 개 이상의 DC/AC 인버터의 출력단에 각각 연결되어 있는 두 개 이상의 고주파 변압기를 더 포함하는 무선전력 전송장치.
The method according to claim 1,
Further comprising two or more high frequency transformers each connected to an output of said two or more DC / AC inverters.
제2항에 있어서,
상기 두 개 이상의 고주파 변압기의 출력단은 서로 연결되어 있는 무선전력 전송장치.
3. The method of claim 2,
And the output terminals of the two or more high-frequency transformers are connected to each other.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DC/AC 인버터의 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 무선전력 전송장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the switching element of the DC / AC inverter is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
무선 방식으로 외부의 전자기기에 전력을 전송할 수 있는 무선전력 전송장치에 있어서,
입력전원을 정류하는 두 개 이상의 AC/DC 정류기;
상기 두 개 이상의 AC/DC 정류기에 각각 연결되어 있으며, 상기 AC/DC 정류기에 의해 정류된 전력을 상기 무선전력 전송장치가 전송하기에 적절한 전력으로 조정하는 두 개 이상의 DC/DC 컨버터; 및
상기 두 개 이상의 DC/DC 컨버터에 각각 연결되어 있으며, 고주파 전력변환을 수행하고 상기 무선전력 전송장치의 동작 주파수 증가를 위한 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터를 포함하되,
상기 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 서로 병렬 연결되어 있고, 상기 적어도 두 개 이상의 DC/AC 인버터는 동시에 작동하는 것
인 무선전력 전송장치.
1. A wireless power transmission device capable of transmitting power to an external electronic device in a wireless manner,
Two or more AC / DC rectifiers for rectifying input power;
Two or more DC / DC converters respectively connected to the two or more AC / DC rectifiers and regulating the power rectified by the AC / DC rectifier to a power suitable for transmission by the wireless power transmission device; And
At least two DC / AC inverters connected to the two or more DC / DC converters for performing high frequency power conversion and for increasing the operating frequency of the wireless power transmission device,
Wherein the at least two DC / AC inverters are connected in parallel with each other, and the at least two DC / AC inverters are operated simultaneously
Lt; / RTI >
제5항에 있어서,
상기 두 개 이상의 DC/AC 인버터의 출력단에 각각 연결되어 있는 두 개 이상의 고주파 변압기를 더 포함하는 무선전력 전송장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising two or more high frequency transformers each connected to an output of said two or more DC / AC inverters.
제6항에 있어서,
상기 두 개 이상의 고주파 변압기의 출력단은 서로 연결되어 있는 무선전력 전송장치.
The method according to claim 6,
And the output terminals of the two or more high-frequency transformers are connected to each other.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DC/AC 인버터의 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 무선전력 전송장치.
8. The method according to any one of claims 5 to 7,
Wherein the switching element of the DC / AC inverter is an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333862A (en) * 2002-05-15 2003-11-21 Toshiba Corp Power-converting device
JP2009290919A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Corp Power converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333862A (en) * 2002-05-15 2003-11-21 Toshiba Corp Power-converting device
JP2009290919A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Corp Power converter

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