KR101471806B1 - Multi-adaptive switch apparatus of resonant wireless charging receiver and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 충전에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 NFC 장비가 함께 구비된 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to wireless charging, and more particularly, to a multiple regulating switch device and method for a resonant type wireless rechargeable receiver equipped with an NFC equipment.
휴대폰에는 다양한 근거리 통신 모듈이 구비되어 있으며, 그 중 한 예로서 NFC(near-field communication) 모듈이 있다.The mobile phone has various short-range communication modules, for example, an NFC (near-field communication) module.
NFC 모듈은 13.56 MHz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선 통신을 수행하며 10 cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술이다.The NFC module performs noncontact short-range wireless communication using the frequency band 13.56 MHz and transmits data between terminals at a distance of 10 cm.
등록특허공보 10-1291044는 휴대폰에 적용된 NFC 안테나에 대하여 개시하고 있다.Patent Publication No. 10-1291044 discloses an NFC antenna applied to a cellular phone.
한편, 최근에는 휴대폰의 무선 충전 기술의 개발이 활발한데, 무선 충전 방식의 하나인 자기 공진 충전 방식이 비교적 원거리에서 충전이 가능하다.Meanwhile, in recent years, the development of wireless charging technology for mobile phones has been actively developed, and a self-resonant charging method, which is one of the wireless charging methods, can be charged at a relatively long distance.
현재 A4WP(alliance for wireless power)규격에서는 공진 주파수 6.78MHz를 사용하여 무선 전력을 전달하도록 하고 있다. 공개특허공보 10-2013-0032208은 자기 공진 방식에 의한 무선 충전 기술을 개시하고 있다.Currently, the A4WP (alliance for wireless power) standard uses a resonant frequency of 6.78 MHz to transmit wireless power. Open Patent Publication No. 10-2013-0032208 discloses a wireless charging technique using a self-resonating method.
여기서, NFC 무선 기술과 공진형 무선 충전 기술을 효과적으로 조합하기 위해서는 안테나의 위치이다. Here, in order to effectively combine NFC wireless technology and resonant wireless charging technology, it is the position of the antenna.
대개 휴대폰의 NFC 안테나는 배터리 케이스에 내장되는데, 이 공간에는 공진형 무선 충전 수신기가 내장되어야 하므로, 위치상 서로 간섭이 발생하는 문제점이 있다.Generally, a NFC antenna of a cellular phone is embedded in a battery case, and a resonance type wireless rechargeable receiver must be installed in this space, so that there is a problem that interference occurs between positions.
그리하여, NFC 안테나와 공진형 무선 충전 안테나는 서로 결합하여 같이 사용할 수 있어야 한다. 이때, 안테나의 공용으로 인한 문제가 발생할 수밖에 없는 것이다.Therefore, the NFC antenna and the resonance type wireless rechargeable antenna should be combined and used together. At this time, there is a problem caused by the common use of the antenna.
도 1a는 종래 기술에 따른 공진형 무선 충전 수신기와 NFC 장비의 겸용 안테나의 문제점을 나타내는 주파수 파형도이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 임피던스(impedance) 문제점을 나타내는 주파수 파형도이다.FIG. 1A is a frequency waveform diagram showing a problem of a conventional resonance type wireless rechargeable receiver and an NFC equipment combined antenna, FIG. 1B is a frequency waveform diagram showing an impedance problem of a conventional resonance type wireless rechargeable receiver to be.
도 1a를 참조하면, 휴대용 단말에서 NFC 모듈의 안테나와 공진형 무선 충전 수신기의 안테나가 동일한 위치에 있을 때의 문제점을 나타낸다. 도 1a에서 A는 정상적인 무선 충전 공진 주파수 파형을 나타내며 B 지점은 공진형 무선 충전 안테나와 NFC 안테나가 동일한 위치에 구비될 때 발생하는 문제의 파형을 나타낸다.1A, there is shown a problem when the antenna of the NFC module and the antenna of the resonance type wireless rechargeable receiver are at the same position in the portable terminal. In FIG. 1A, A represents a normal wireless charging resonance frequency waveform, and a point B represents a problem waveform that occurs when the resonance type wireless charging antenna and the NFC antenna are provided at the same position.
즉, A 위치에 있어야 할 공진 주파수가 NFC 안테나의 적용으로 인해 B 위치로 주파수 공진점이 이동하면 공진형 무선 충전을 하지 못하는 문제가 발생될 수 있으며, 공진 효율이 떨어질 수밖에 없게 된다.That is, if the frequency resonance point moves to the B position due to the application of the NFC antenna at the resonance frequency to be at the A position, resonance type wireless charging can not be performed, and the resonance efficiency is inevitably lowered.
공진 효율을 최상으로 유지하기 위해서는 무선 충전시 공진 주파수를 6.78 MHz로 유지하는 것이 중요하다.It is important to keep the resonance frequency at 6.78 MHz for wireless charging in order to maintain the resonance efficiency at the highest level.
도 1b를 참조하면, A는 정상적인 무선 충전 공진 주파수 파형을 나타내며 B 지점 또는 C 지점은 공진점이 변경된 공진 주파수를 나타낸다. 여기서, 공진 주파수의 공진점 변경은 무선 충전 수신기의 위치가 달라짐에 따라 발생하게 된다.Referring to FIG. 1B, A represents a normal wireless charge resonance frequency waveform, and a point B or C represents a resonance frequency at which the resonance point is changed. Here, the change of the resonance point of the resonance frequency occurs as the position of the wireless charging receiver changes.
공진 충전형의 경우 자기 유도 방식의 무선 충전에 비하여 비교적 원거리에서 충전이 가능하므로, 무선 충전 수신기의 위치가 달라짐에 따라 공진 주파수도 달라지게 되는 문제점이 있다.In the case of the resonant charging type, the charging can be performed at a relatively long distance as compared with the wireless charging of the magnetic induction type, so that the resonance frequency varies depending on the position of the wireless charging receiver.
여기에서, 공진 주파수가 A 지점에서 B 지점이나 C 지점으로 이동하게 되면, 무선 충전 효율이 현저하게 떨어지게 된다. 이에, 안테나 매칭(antenna matching)을 변경하여 틀어진 공진 주파수를 변화 시키는 방안을 강구해야 할 필요가 있다. 이러한 경우에는, 기존의 방식처럼 무선 충전 수신기에서 수신기의 온도라든가 전력치 등을 무선 전력 송신기로 피드백하여 송신 전력을 조절하는 것만으로는 충전 효율을 높이는 데에 한계가 있다.
Here, when the resonance frequency moves from point A to point B or point C, the efficiency of wireless charging drops remarkably. Therefore, it is necessary to change the antenna matching to change the resonant frequency. In such a case, there is a limitation in increasing the charging efficiency only by adjusting the transmission power by feeding back the temperature or the power value of the receiver to the wireless power transmitter in the wireless charging receiver as in the conventional method.
본 발명의 목적은 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치를 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a multiple regulating switch device of a resonant type wireless recharging receiver.
본 발명의 다른 목적은 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a multiple regulating switching method for a resonant wireless charging receiver.
상기 본 발명의 목적에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치는, NFC(near-field communication) 신호 또는 AC 무선 전력 신호를 수신하는 NFC 공진체 복합 안테나; 상기 NFC 공진체 복합 안테나를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신을 개시하면 상기 NFC 공진체 복합 안테나와 NFC 장비 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시키고 상기 AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면 상기 NFC 공진체 복합 안테나와 NFC 장비 간의 연결을 스위치 온(switch-on)하는 NFC 안테나 온/오프 스위치; 상기 NFC 공진체 복합 안테나를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력하는 정류 회로 모듈; 상기 정류 회로 모듈에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 공급하는 전원 공급 모듈; 상기 전원 공급 모듈에서 공급되는 DC 무선 전력 신호가 충전되는 충전 부하를 포함하도록 구성될 수 있다.The multiple control switch device of the resonance type wireless rechargeable receiver according to the present invention includes an NFC resonant composite antenna receiving an NFC (near-field communication) signal or an AC wireless power signal; When the reception of the AC wireless power signal is started through the NFC resonant composite antenna, the connection between the NFC resonant complex antenna and the NFC equipment is switched off. When the reception of the AC wireless power signal is terminated, An NFC antenna on / off switch for switching on the connection between the body complex antenna and the NFC equipment; A rectifier circuit module for rectifying and outputting an AC radio power signal received through the NFC resonant complex antenna as a DC radio power signal; A power supply module for supplying a DC wireless power signal output from the rectifier circuit module; And a charging load to which the DC wireless power signal supplied from the power supply module is charged.
여기에서, 상기 정류 회로 모듈에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 감지하는 정류 신호 센서 모듈; 상기 정류 신호 센서 모듈에서 DC 무선 전력 신호가 감지되면 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치를 스위치 온시키고 상기 정류 신호 센서 모듈에서 DC 무선 전력 신호가 감지되지 않으면 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치를 스위치 오프시키도록 구성되는 시스템 제어 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the rectifier signal sensor module for sensing the DC wireless power signal output from the rectifier circuit module; The NFC antenna on / off switch is switched on when the DC wireless power signal is detected in the rectifier signal sensor module, and the NFC antenna on / off switch is switched off when the DC wireless power signal is not detected in the rectifier signal sensor module And may further comprise a system control module configured.
그리고 상기 NFC 공진체 복합 안테나의 임피던스를 정합하기 위해 제1 매칭 커패시터, 제2 매칭 커패시터 및 제3 매칭 커패시터를 구비하는 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.And an adaptive impedance matching circuit module including a first matching capacitor, a second matching capacitor, and a third matching capacitor for matching the impedances of the NFC resonator complex antenna.
한편, 상기 시스템 제어 모듈은, 상기 정류 신호 센서 모듈에서 감지되는 DC 무선 전력 신호의 크기가 소정 크기 이하로 작아지면 상기 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈을 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나의 임피던스를 정합시키도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the system control module controls the adaptive impedance matching circuit module to match the impedance of the NFC resonant complex antenna when the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectification signal sensor module becomes smaller than a predetermined size .
그리고 상기 시스템 제어 모듈은, 상기 정류 신호 센서 모듈에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 상기 제1 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 상기 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 상기 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성될 수 있다.If the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectifier signal sensor module is greater than 0 [V] and less than 1 [V], the system control module selects and matches the first matching capacitor, If the magnitude of the detected DC wireless power signal is greater than 2 [V] and less than or equal to 3 [V], if the size of the wireless power signal is greater than 1 [V] and less than 2 [V], the second matching capacitor is selected and impedance- The third matching capacitor may be selected and impedance-matched.
상기 본 발명의 다른 목적에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법은, NFC(near-field communication) 공진체 복합 안테나를 통해 NFC 신호 또는 AC 무선 전력 신호를 수신하는 단계; 정류 신호 센서 모듈이 정류 회로 모듈에서 DC 무선 전력 신호를 감지하는 단계; 상기 감지 결과 상기 NFC 공진체 복합 안테나를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 개시되면, 시스템 제어 모듈이 NFC 안테나 온/오프 스위치를 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나와 NFC 장비 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시키는 단계; 상기 감지 결과 상기 NFC 공진체 복합 안테나를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면, 상기 시스템 제어 모듈이 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치를 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나와 NFC 장비 간의 연결을 스위치 온(switch-on)시키는 단계; 상기 정류 회로 모듈이 상기 NFC 공진체 복합 안테나를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력하는 단계; 전원 공급 모듈이 상기 정류 회로 모듈에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 충전 부하로 공급하여 충전하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling multiple switching of a resonant radio recharging receiver, comprising: receiving an NFC signal or an AC radio power signal through a near-field communication (NFC) The rectified signal sensor module sensing a DC wireless power signal at the rectifier circuit module; When the reception of the AC wireless power signal through the NFC resonant complex antenna is started, the system control module controls the NFC antenna on / off switch to switch the connection between the NFC resonant complex antenna and the NFC equipment -off); When the reception of the AC wireless power signal through the NFC resonant complex antenna ends, the system control module controls the NFC antenna on / off switch to switch the connection between the NFC resonant complex antenna and the NFC equipment (switch-on); Rectifying the AC wireless power signal received through the NFC resonant complex antenna to a DC wireless power signal and outputting the AC wireless power signal; And the power supply module supplying the DC wireless power signal outputted from the rectifier circuit module to the charging load for charging.
여기에서, 상기 정류 신호 센서 모듈이 정류 회로 모듈에서 DC 무선 전력 신호를 감지하는 단계에서, 상기 DC 무선 전력 신호가 소정 크기 이하로 작아지는 경우, 상기 시스템 제어 모듈이 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈을 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나의 임피던스를 정합하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, when the rectified signal sensor module senses a DC wireless power signal in the rectifier circuit module, when the DC wireless power signal becomes smaller than a predetermined size, the system control module controls the adaptive impedance matching circuit module And matching the impedances of the NFC resonant complex conjugate antennas.
한편, 상기 시스템 제어 모듈이 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈을 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나의 임피던스를 정합하는 단계는, 상기 정류 신호 센서 모듈에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 상기 제1 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 상기 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 상기 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성될 수 있다.
Meanwhile, when the system control module controls the adaptive impedance matching circuit module to match the impedances of the NFC resonant complex antenna, the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectifier signal sensor module is less than 0 [V] If the magnitude of the detected DC wireless power signal is greater than 1 [V] and less than 2 [V], the second matching capacitor is selected and impedance matching is performed. And the third matching capacitor is selected and impedance-matched if the detected DC wireless power signal is greater than 2 [V] and less than 3 [V].
상기와 같은 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치 및 그 방법에 의하면, NFC 안테나와 공진 충전 안테나의 위치가 겹침에 의해 공진 주파수가 틀어지는 문제를 방지하기 위하여, 공진 충전에 의한 정류 신호가 발생되는지 여부에 따라 NFC 장비를 스위치 오프하도록 구성됨으로써, NFC 신호에 의한 간섭없이 효율적인 무선 충전이 가능해지는 효과가 있다.In order to prevent the resonance frequency of the NFC antenna and the resonance-charging antenna from being overlapped by overlapping the positions of the NFC antenna and the resonance-charging antenna, a rectified signal by resonance charging is generated And the NFC equipment is switched off according to whether or not the NFC equipment is turned on. Thus, efficient wireless charging is possible without interference by the NFC signal.
한편, 공진 충전 여부를 자동으로 감지하여 NFC 장비로 연결되는 스위치를 온/오프시킴으로써, 별도의 사용자 조작없이 편리하게 무선 충전을 이용할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, by automatically detecting the resonance charging state and turning on / off the switch connected to the NFC equipment, wireless charging can be conveniently used without any additional user operation.
다른 한편, 공진형 무선 충전 수신기의 위치에 따라 공진 주파수가 틀어져 충전 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여, NFC 공진체 복합 안테나의 임피던스를 실시간으로 조절하여 매칭시키도록 구성됨으로써, 어느 위치에서든지 최적의 효율로 무선 충전을 할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, in order to prevent the resonance frequency from being varied according to the position of the resonance type wireless recharging receiver and to prevent the charging efficiency from being degraded, the impedance of the NFC resonant composite antenna is adjusted by real time so as to match, It is possible to wirelessly charge the battery.
아울러 무선 전력의 전송시 발생되는 발열 문제도 개선할 수 있다.
In addition, the problem of heat generation caused by the transmission of wireless power can be improved.
도 1a는 종래 기술에 따른 공진형 무선 충전 수신기와 NFC 장비의 겸용 안테나의 문제점을 나타내는 주파수 파형도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 임피던스 문제점을 나타내는 주파수 파형도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법의 흐름도이다. FIG. 1A is a frequency waveform diagram showing a problem of a conventional antenna for a resonance type wireless rechargeable receiver and an NFC apparatus.
1B is a frequency waveform diagram illustrating impedance problems of a conventional resonance type wireless rechargeable receiver.
FIG. 2 is a block diagram of a multiple adjustment switch device of a resonant type wireless rechargeable receiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 3 is a flowchart of a multiple modulation switching method of a resonant wireless charging receiver according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치의 블록 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram of a multiple adjustment switch device of a resonant type wireless rechargeable receiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치(이하, '다중 조절 스위치 장치'라 함)(100)는 NFC(near-field communication) 공진체 복합 안테나(110), NFC 안테나 온/오프(on/off) 스위치(120), 정류 회로 모듈(130), 전원 공급 모듈(140), 충전 부하(150), 정류 신호 센서 모듈(160), 시스템 제어 모듈(170), 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(adaptive impedance matching circuit module)(180)을 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a multiple
다중 조절 스위치 장치(100)는 NFC와 공진형 무선 충전에 의해 공진 주파수가 틀어지는 문제를 방지하기 위하여 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 공용으로 구성하고 공진 충전에 의한 정류 신호가 발생되는지 여부에 따라 NFC 장비(200)로 연결되는 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 스위치 오프(switch-off)하도록 구성된다. 이에, 양 기술에 의한 간섭이 해결된다.In order to prevent the problem that the resonance frequency is distorted by the NFC and the resonance type wireless charging, the multiple regulating
한편, 다중 조절 스위치 장치(100)는 공진형 무선 충전 수신기의 위치에 따라 공진 주파수가 틀어져 충전 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여, NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스(impedance)를 실시간으로 조절하여 매칭(matching)시키도록 구성된다. 이에, 공진형 무선 충전 수신기가 어느 위치에 있든지 간에 최적의 임피던스 매칭을 통해 효율적인 무선 충전이 가능해질 수 있다.In order to prevent the resonance frequency from varying depending on the position of the resonance type wireless recharging receiver and to prevent the charging efficiency from being lowered, the multiple regulating
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
NFC 공진체 복합 안테나(110)는 무선 전력 송신기(10)로부터 AC 무선 전력 신호를 수신하거나 또는 NFC(near-field communication) 송신기(20)로부터 NFC 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.The NFC resonant
NFC 안테나 온/오프 스위치(120)는 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신을 개시하면 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(200) 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시키고, AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 온(switch-on)시키도록 구성될 수 있다.The NFC antenna on / off
즉, NFC 수신보다는 공진형 무선 충전에 더 우선 순위를 두어 충전이 우선하도록 구성될 수 있다.That is, the charging may be prioritized by prioritizing resonant wireless charging rather than NFC reception.
이때, 서로 각각의 주파수의 신호를 대비하는 것이 아니라, 무선 충전에 의해 수신되는 신호가 있는지 감지하여 스위치 동작을 수행하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, NFC 신호가 강하더라도 미약하나마 무선 충전 신호가 있는 경우에는 무선 충전이 우선하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 무선 충전 신호의 크기가 더 작아도 무선 충전이 우선하도록 구성될 수 있다. 공진형 무선 충전의 경우에는 자기유도형 무선 충전에 비해 비교적 원거리에서도 충전이 되기 때문에 미약한 신호라도 잡히면 충전이 우선할 수 있도록 하기 위함이다.At this time, it is preferable not to compare the signals of the respective frequencies, but to detect whether or not there is a signal received by the wireless charging and perform the switching operation. That is, even if the NFC signal is strong, the wireless charging may be prioritized if there is a wireless charging signal. In other words, even if the size of the wireless charging signal is smaller, the wireless charging can be configured to take priority. In case of resonance type wireless charging, since it is charged even at a relatively long distance compared with the case of the self-induction type wireless charging, charging can be given priority even if a weak signal is caught.
이에, 정류 신호 센서 모듈(160)이 정류 회로 모듈(130)로부터 출력되는 정류 신호를 감지하고, 정류 신호 센서 모듈(160)에서 DC 무선 전력 신호가 감지되면 시스템 제어 모듈(170)이 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 스위치 온시키고 정류 신호 센서 모듈(160)에서 DC 무선 전력 신호가 감지되지 않으면 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 스위치 오프시키도록 구성될 수 있다.When the rectified
정류 회로 모듈(130)은 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력하도록 구성될 수 있다.The
전원 공급 모듈(140)은 정류 회로 모듈(130)에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 충전 부하(150)로 공급하도록 구성될 수 있다.The
충전 부하(150)는 전원 공급 모듈(140)에서 공급되는 DC 무선 전력 신호가 충전되는 구성으로서, 휴대폰의 경우 휴대폰 배터리가 될 수 있다.The charging
적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)은 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 다음 단에 구비되는 구성으로서, NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합하기 위한 구성이다.The adaptive impedance
적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)은 무선 충전 공진 주파수가 변경됨에 따라 적응적으로 임피던스 매칭을 하기 위한 구성이다. 즉, 공진형 무선 충전 수신기의 위치에 따라 무선 충전 공진 주파수가 변경될 수 있는데, 그 위치를 바꾸지 않더라도 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)이 자동으로 그 무선 충전 공진 주파수를 변경하도록 구성됨으로써, 그 충전 효율을 최대한 높일 수 있다.The adaptive impedance
적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)은 기본적으로 제1 매칭 커패시터(matching capacitor)를 구비하고, 또한 제2 매칭 커패시터 및 제3 매칭 커패시터를 더 구비하도록 구성될 수 있다. 제1 매칭 커패시터, 제2 매칭 커패시터, 제3 매칭 커패시터에 의해 공진 주파수가 변경될 수 있다.The adaptive impedance
시스템 제어 모듈(170)은 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지되는 DC 무선 전력 신호의 크기가 소정 크기 이하로 작아지면 공진 주파수의 이동이 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, 공진형 무선 충전 수신기의 위치에 따라 그 공진 주파수가 달라진 것으로 판단할 수 있다.The
이때, 시스템 제어 모듈(170)은 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)을 제어하여 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합시키도록 구성될 수 있다. 공진형 무선 충전 수신기의 위치가 이동함에 따라 실시간으로 적응적으로 임피던스를 정합시키도록 구성될 수 있다.At this time, the
좀 더 구체적으로는, 시스템 제어 모듈(170)은 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 제1 매칭 커패시터(matching capacitor)를 선택하여 임피던스 정합시키고, 앞서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 앞서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성될 수 있다. 각 신호의 크기에 따라 공진 주파수의 이격도를 판단하고, 그에 따라 적절한 매칭 커패시터를 선택하여 공진 주파수를 선택하도록 구성될 수 있다.More specifically, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법의 흐름도이다. FIG. 3 is a flowchart of a multiple modulation switching method of a resonant wireless charging receiver according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저 NFC(near-field communication) 공진체 복합 안테나(110)를 통해 NFC 송신기(20)로부터 NFC 신호를 수신하거나 또는 무선 전력 송신기(10)로부터 AC 무선 전력 신호를 수신한다(S101).3, an NFC signal is first received from an
이때, 정류 신호 센서 모듈(160)이 정류 회로 모듈(130)에서 DC 무선 전력 신호를 감지한다(S102a).At this time, the rectification
감지 결과 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 개시되면, 시스템 제어 모듈(170)이 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 제어하여 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시킨다(S103).The
그러나, 감지 결과 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면, 시스템 제어 모듈(170)이 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 제어하여 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 온(switch-on)시킨다(S102b).However, when the reception of the AC wireless power signal through the NFC resonant
한편, 정류 회로 모듈(130)이 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력한다(S104).Meanwhile, the rectifying
이때, 정류 신호 센서 모듈(160)이 정류 회로 모듈(130)에서 DC 무선 전력 신호를 감지하는 단계에서, DC 무선 전력 신호가 소정 크기 이하로 작아지는지 판단하고(S105b), 작아지는 경우에는 시스템 제어 모듈(170)이 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)을 제어하여 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합한다(S105b).At this time, when the rectified
여기서, 시스템 제어 모듈(170)은 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 제1 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 앞서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 앞서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성될 수 있다.If the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectifier
다음으로, 전원 공급 모듈(140)이 정류 회로 모듈(130)에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 충전 부하(150)로 공급하여 충전한다(S106).Next, the
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.
110: NFC 공진체 복합 안테나 120: NFC 안테나 온/오프 스위치
130: 정류 회로 모듈 140: 전원 공급 모듈
150: 충전 부하 160: 정류 신호 센서 모듈
170: 시스템 제어 모듈 180: 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈110: NFC resonant complex antenna 120: NFC antenna on / off switch
130: rectifier circuit module 140: power supply module
150: Charging load 160: Rectification signal sensor module
170: system control module 180: adaptive impedance matching circuit module
Claims (7)
상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신을 개시하면 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시키고 상기 AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 온(switch-on)하는 NFC 안테나 온/오프 스위치(120);
상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력하는 정류 회로 모듈(130);
상기 정류 회로 모듈(130)에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 공급하는 전원 공급 모듈(140);
상기 전원 공급 모듈(140)에서 공급되는 DC 무선 전력 신호가 충전되는 충전 부하(150)를 포함하고,
상기 정류 회로 모듈(130)에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 감지하는 정류 신호 센서 모듈(160);
상기 정류 신호 센서 모듈(160)에서 DC 무선 전력 신호가 감지되면 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 스위치 온시키고 상기 정류 신호 센서 모듈(160)에서 DC 무선 전력 신호가 감지되지 않으면 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 스위치 오프시키도록 구성되는 시스템 제어 모듈(170)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치.
An NFC resonant composite antenna 110 receiving an NFC (near-field communication) signal or an AC wireless power signal;
When the reception of the AC wireless power signal is started through the NFC resonant complex antenna 110, the connection between the NFC resonator complex antenna 110 and the NFC equipment 20 is switched off, An NFC antenna on / off switch 120 for switching on the connection between the NFC resonant complex antenna 110 and the NFC equipment 20 when the reception of the signal is completed;
A rectifier circuit module (130) for rectifying and outputting an AC radio power signal received through the NFC resonant complex antenna (110) to a DC radio power signal;
A power supply module 140 for supplying a DC wireless power signal output from the rectifier circuit module 130;
And a charging load (150) to which the DC wireless power signal supplied from the power supply module (140) is charged,
A rectification signal sensor module 160 for sensing a DC wireless power signal outputted from the rectifier circuit module 130;
When the rectified signal sensor module 160 senses a DC wireless power signal, the NFC antenna on / off switch 120 is switched on. If the rectified signal sensor module 160 does not sense a DC wireless power signal, Further comprising a system control module (170) configured to switch off the on / off switch (120).
상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합하기 위해 제1 매칭 커패시터, 제2 매칭 커패시터 및 제3 매칭 커패시터를 구비하는 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)을 더 포함하고,
상기 시스템 제어 모듈(170)은,
상기 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지되는 DC 무선 전력 신호의 크기가 소정 크기 이하로 작아지면 상기 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)을 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치.
The method according to claim 1,
And an adaptive impedance matching circuit module 180 having a first matching capacitor, a second matching capacitor, and a third matching capacitor for matching the impedances of the NFC resonant complex antenna 110,
The system control module 170,
When the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectification signal sensor module 160 becomes smaller than a predetermined size, the adaptive impedance matching circuit module 180 is controlled to match the impedance of the NFC resonant composite antenna 110 Wherein the plurality of switches are connected to each other.
상기 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 상기 제1 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 상기 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 상기 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치.
4. The system of claim 3, wherein the system control module (170)
If the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectification signal sensor module 160 is greater than 0 [V] and less than 1 [V], the first matching capacitor is selected and impedance matched, If the magnitude of the sensed DC wireless power signal is greater than 2 [V] and less than 3 [V], the second matching capacitor is selected and impedance matched if the magnitude is greater than 1 [V] and less than 2 [V] 3 matching capacitors are selected so as to be impedance-matched.
정류 신호 센서 모듈(160)이 정류 회로 모듈(130)에서 DC 무선 전력 신호를 감지하는 단계;
상기 감지 결과 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 개시되면, 시스템 제어 모듈(170)이 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 오프(switch-off)시키는 단계;
상기 감지 결과 상기 NFC 공진체 복합 안테나(210)를 통해 AC 무선 전력 신호의 수신이 종료되면, 상기 시스템 제어 모듈(170)이 상기 NFC 안테나 온/오프 스위치(120)를 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)와 NFC 장비(20) 간의 연결을 스위치 온(switch-on)시키는 단계;
상기 정류 회로 모듈(130)이 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)를 통해 수신된 AC 무선 전력 신호를 DC 무선 전력 신호로 정류하여 출력하는 단계;
전원 공급 모듈(140)이 상기 정류 회로 모듈(130)에서 출력된 DC 무선 전력 신호를 충전 부하(150)로 공급하여 충전하는 단계를 포함하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법.
Receiving an NFC signal or an AC radio power signal through a near-field communication (NFC) composite antenna 110;
Sensing the DC wireless power signal at the rectifier circuit module (130) by the rectifier signal sensor module (160);
When the reception of the AC wireless power signal through the NFC resonant complex antenna 110 is started, the system control module 170 controls the NFC antenna on / off switch 120 so that the NFC resonant complex antenna 110) and the NFC equipment (20);
When the reception of the AC wireless power signal through the NFC resonant complex antenna 210 is completed, the system control module 170 controls the NFC antenna on / off switch 120 to transmit the NFC resonant complex Switching the connection between the antenna 110 and the NFC equipment 20;
Rectifying the AC wireless power signal received through the NFC resonant complex antenna (110) by the rectifying circuit module (130) into a DC wireless power signal and outputting the DC wireless power signal;
Wherein the power supply module (140) supplies the DC wireless power signal output from the rectifier circuit module (130) to the charging load (150) to charge the DC charging power.
상기 시스템 제어 모듈(170)이 적응형 임피던스 매칭 회로 모듈(180)을 제어하여 상기 NFC 공진체 복합 안테나(110)의 임피던스를 정합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법.
6. The method of claim 5, wherein, in the step of sensing the DC wireless power signal in the rectifier circuit module (130) by the rectification signal sensor module (160), when the DC wireless power signal becomes smaller than a predetermined size,
Wherein the system control module (170) controls the adaptive impedance matching circuit module (180) to match the impedance of the NFC resonant composite antenna (110). Controlled switching method.
상기 정류 신호 센서 모듈(160)에서 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 0[V]보다 크고 1[V] 미만이면 제1 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 1[V]보다 크고 2[V] 미만이면 제2 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키고, 상기 감지된 DC 무선 전력 신호의 크기가 2[V]보다 크고 3[V] 미만이면 제3 매칭 커패시터를 선택하여 임피던스 정합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위칭 방법.The method of claim 6, wherein the system control module (170) controls the adaptive impedance matching circuit module (180) to match the impedance of the NFC resonant composite antenna (110)
If the magnitude of the DC wireless power signal sensed by the rectifier signal sensor module 160 is greater than 0 [V] and less than 1 [V], the first matching capacitor is selected and impedance matched, and the magnitude of the sensed DC wireless power signal If the magnitude of the sensed DC wireless power signal is greater than 2 [V] and less than 3 [V], the second matching capacitor is selected to be impedance matched if the detected DC wireless power signal is greater than 1 [V] and less than 2 [V] The impedance matching of the resonant type wireless rechargeable receiver.
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