KR101477206B1 - 무선전력전송 시스템의 집전장치 및 이를 이용한 부하 출력 전압의 생성 방법 - Google Patents

무선전력전송 시스템의 집전장치 및 이를 이용한 부하 출력 전압의 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예는, 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생하는, 기 설정된 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유도 기전력을 생성하는 2차 코일; 2차 코일의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 2차 코일의 공진 주파수를 기 설정된 주파수와 동일한 주파수로 조정하는 주파수 매칭부; 주파수 매칭부의 출력단에 연결되어 유도 기전력을 직류로 정류하는 정류회로부; 및 유도 기전력의 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 스위칭 신호에 따라 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고, 조정 전압을 평활하여 출력하는 레귤레이팅 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치를 제공한다.

Description

무선전력전송 시스템의 집전장치 및 이를 이용한 부하 출력 전압의 생성 방법{Wireless Power Receiving Apparatus and Method for Providing Output Voltage Using the Same}
본 실시예는 무선전력전송 시스템의 집전장치 및 이를 이용한 부하 출력 전압의 생성 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 무선전력전송 시스템의 집전장치가 자기 공명 방식에 기초하여 유도 기전력을 생성하는 한편, 생성된 유도 기전력의 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하고, 추출된 스위칭 신호를 기반으로 정류된 유도 기전력의 전압을 조정하여 부하 출력 전압을 생성하는 무선전력전송 시스템의 집전장치 및 이를 이용한 출력 전압의 생성 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근 들어 사용자들의 휴대가 가능한 전자기기의 선호도가 증가하고 있으며, 이러한 휴대용 전자기기는 사용자들에게 유비쿼터스 환경을 제공하기 위한 필수 요소가 되었다. 한편, 현재 휴대용 전자기기의 전원공급은 대부분 충전기를 이용한 배터리 충전 방식이 사용되고 있다. 이 경우, 휴대용 전자기기를 충전하기 위해 별도의 충전기를 구비하고 있어야 한다는 문제점이 존재하며 이에 충전기의 소지 여부와 관계없이 무선을 통해 전력을 제공함으로써 배터리를 충전시킬 수 있는 무선 충전 기술이 지속적으로 연구되고 있다.
무선 충전 기술은 크게 자기유도 방식, 자기 공명 방식 및 전자기파 방식으로 구분할 수 있다. 자기유도 방식은 송신부에서 교번하는 자기장을 발생시키고, 이를 통해 수신부에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되게 함으로써 에너지를 만들어 내는 방식이다. 자기 공명 방식은 송신부에서 전력을 공진하는 전자기장으로 변환하여 송신하고, 수신부에서 동일한 공진 주파수를 가진 공진코일을 이용하여 전력을 수신하는 방식이다. 마지막으로 전자기파(RF) 방식은 전력 에너지를 무선 전송에 유리한 마이크로파로 변환시켜 에너지를 전송하는 방식이다.
한편, 종래의 자기 공명 방식에 의한 무선전력전송 시스템의 집전장치는 DC-DC 컨버팅 회로가 구비된 레귤레이터를 포함하며, DC-DC 컨버팅 회로는 집전장치에서 발생한 유도 기전력의 전압을 기 설정된 출력 기준전압으로 조정하기 위한 스위칭 신호를 생성한다. 이후, 레귤레이터는 해당 스위칭 신호를 기반으로 유도 기전력의 전압을 스위칭하여 기 설정된 출력 기준전압으로 조정하고, 이를 부하에 제공한다. 하지만, 이 경우, DC-DC 컨버팅 회로는 외부 값이 큰 수동 소자를 반드시 이용해야 하기 때문에 작은 실장 면적을 가지도록 회로를 구현하기 어렵다는 문제점이 있으며 이에 집전장치 역시 작은 면적으로 구현되기 어려운 문제점이 있다. 또한, DC-DC 컨버팅 회로가 스위칭 신호를 생성하는 과정에서 발열이 발생하여 무선전력 전송에 대한 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.
본 실시예는, 무선전력전송 시스템의 집전장치가 자기 공명 방식에 기초하여 생성된 유도 기전력의 전압을 기 설정된 출력 기준전압으로 조정하기 위해 별도의 스위칭 신호를 생성하는 대신에 유도 기전력의 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하고, 추출된 스위칭 신호를 기반으로 정류된 유도 기전력의 전압을 조정함으로써 집전장치를 기존에 비해 소형화하고, 스위칭 신호가 생성되는 과정에서 발생하는 발열 문제를 해결하여 무선전력 전송에 대한 효율을 증가시키고자 하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예는, 무선전력전송 시스템의 집전장치에 있어서, 상기 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생하는, 기 설정된 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유도 기전력을 생성하는 2차 코일; 상기 2차 코일의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 상기 2차 코일의 공진 주파수를 상기 기 설정된 주파수와 동일한 주파수로 조정하는 주파수 매칭부; 상기 주파수 매칭부의 출력단에 연결되어 상기 유도 기전력을 직류로 정류하는 정류회로부; 및 상기 유도 기전력의 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고, 상기 조정 전압을 평활하여 출력하는 레귤레이팅 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 무선전력전송 시스템의 집전장치에 있어서, 상기 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생하는, 기 설정된 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유도 기전력을 생성하는 2차 코일; 상기 2차 코일의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 상기 2차 코일의 공진 주파수를 상기 기 설정된 주파수와 동일한 주파수로 조정하는 주파수 매칭부; 상기 주파수 매칭부의 출력단에 연결되어 상기 유도 기전력을 직류로 정류하는 정류회로부; 및 상기 정류회로부의 출력 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고, 상기 조정 전압을 평활하여 출력하는 레귤레이팅 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법에 있어서, 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정; 상기 유도 기전력의 전압에 근거하여 반복되는 로우 신호 및 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출하는 과정; 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하는 과정; 및 상기 조정 전압을 평활하여 상기 부하 출력 전압을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법에 있어서, 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정; 상기 정류 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 로우 신호 또는 하이 신호를 생성하는 신호생성 과정; 상기 로우 신호 또는 상기 하이 신호를 기반으로 상기 정류 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하는 과정; 상기 스위칭 신호를 기반으로 상기 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하는 과정; 및 상기 조정 전압을 평활하여 상기 부하 출력 전압을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 제공한다.
본 실시예에 의하면, 무선전력전송 시스템의 집전장치가 자기 공명 방식에 기초하여 생성된 유도 기전력의 전압을 기 설정된 출력 기준전압으로 조정하기 위해 별도의 스위칭 신호를 생성하는 대신에 유도 기전력의 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하고, 추출된 스위칭 신호를 기반으로 정류된 유도 기전력의 전압을 조정함으로써 집전장치를 기존에 비해 소형화할 수 있으며, 스위칭 신호가 생성되는 과정에서 발생하는 발열 문제를 해결하여 무선전력 전송에 대한 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 집전장치 내 유도 기전력을 정류하기 위한 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 집전장치의 과전압 방지부의 회로도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 스위칭 신호 추출부의 회로도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 전압 비교부의 회로도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 신호 보정부의 회로도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 스위칭 제어부의 회로도이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 평활부 및 집전장치의 부하부의 회로도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치를 도시한 도면이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 전압 비교부 및 스위칭 신호 추출부의 회로도이다
도 11은 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로 내 스위칭 제어부의 회로도이다.
도 12는 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
자기 공명 방식은 무선전력전송 시스템의 급전장치에서 전력을 공진하는 전자기장으로 변환하여 송신하고, 집전장치에서 동일한 공진 주파수를 가진 2차 코일을 이용하여 전력을 수신하는 방식이다. 한편, 본 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치는 자기 공명 방식에 기초하여 생성된 유도 기전력의 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하고, 추출된 스위칭 신호를 기반으로 정류된 유도 기전력의 전압을 조정함으로써 기존의 집전장치에 비해 소형화로 구현될 수 있다. 또한, 기존의 집전장치가 스위칭 신호를 별도로 생성하는 과정에서 발생할 수 있는 발열 문제를 해결함으로써 무선전력 전송에 대한 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)를 도시한 도면이다.
도 1에 도시하듯이, 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)는 2차 코일(110), 주파수 매칭부(120), 정류회로(130), 평활회로(140), 과전압 방지부(150), 레귤레이팅 회로(160) 및 부하부(170)를 포함한다.
2차 코일(110)은 무선전력전송 시스템의 급전장치(미도시)로부터 발생한 소정의 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유기되어 유도 기전력을 생성한다. 한편, 2차 코일(110)은 급전장치의 1차 코일에 의해 형성된 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 갖도록 제어되며, 이에 1차 코일과 2차 코일(110)은 서로 간 공진 채널을 형성하게 된다. 이를 통해 2차 코일(110)은 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 유기되어 유도 기전력을 생성한다.
주파수 매칭부(120)는 2차 코일(110)의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 2차 코일(110)의 공진 주파수를 급전장치로부터 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 주파수로 조정한다. 한편, 제1 실시예에 따른 집전장치(100)는 자기 공명 방식에 기초하여 유도 기전력을 생성하며, 이에 2차 코일(110)은 급전장치의 1차 코일에 의해 형성된 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 갖도록 제어되어야 한다. 즉, 주파수 매칭부(120)는 임피던스 매칭 기능을 수행하는 커패시터를 포함하여 임피던스를 보상하고, 이를 통해 주파수 매칭부(120)의 용량성 리액턴스와 2차 코일(110)의 유도성 리액턴스를 매칭시킴으로써 2차 코일(110)의 공진 주파수를 급전장치로부터 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 주파수로 조정한다.
정류회로(130)는 주파수 매칭부(120)의 출력단에 연결되어 2차 코일(110)에서 발생한 유도 기전력을 직류로 정류한다. 한편, 정류회로(130)는 반파 정류회로, 전파 정류회로, 브리지 정류회로, 배전압 정류회로 등 다양한 방식의 정류회로로 구성될 수 있으며, 이를 통해 유도 기전력을 직류로 정류한다.
평활회로(140)는 정류회로(130)의 출력단에 연결되어 직류로 정류된 유도 기전력의 리플을 제거한다. 한편, 정류회로(130)를 통해 직류로 정류된 유도 기전력은 직류 성분이 완전히 제거되지 않으며 이에 직류 성분과 교류 성분이 동시에 존재하게 된다. 평활회로(140)는 직류로 정류된 유도 기전력에 남아 있는 교류 성분 즉, 리플을 제거한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 평활회로(140)는 생략될 수 있으며 이 경우, 레귤레이팅 회로(160)는 정류회로(130)의 출력단에 연결된다.
과전압 방지부(150)는 집전장치(100) 내 부하부(170)가 연결되는 경우 또는 부하부(170)가 연결되어 있는 상태에서 부하부(170)에 기 설정된 출력 전압보다 소정의 범위를 초과하는 과전압이 인가되는 것을 방지한다. 한편, 집전장치(100)의 2차 코일(110)은 급전장치에서 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 갖으며, 이에 2차 코일(110)에서는 공명 현상으로 인해 순간적으로 과전압을 가지는 유도 기전력이 발생할 수 있다. 제1 실시예에 따른 과전압 방지부(150)는 평활회로(140)의 출력 전압을 제공받고, 제공받은 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 전압보다 소정의 범위를 초과한다고 판단되는 경우 과전압 방지부(150)에 포함된 스위칭 소자를 이용하여 과전압을 차단시킴으로써 부하부(170)에 포함된 부하에 과전압이 인가되는 것을 방지한다.
레귤레이팅 회로(160)는 유도 기전력의 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 스위칭 신호에 따라 레귤레이팅 회로(160)에 입력되는 평활회로(140)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 이후, 레귤레이팅 회로(160)는 생성된 조정 전압을 평활하여 레귤레이팅 회로(160)의 출력 전압으로써 출력한다. 한편, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 기존의 레귤레이터에서 DC-DC 컨버팅 회로를 이용하여 평활회로(140)의 출력 전압을 기 설정된 출력 기준전압으로 조정하기 위한 스위칭 신호를 생성하였던 방식과는 달리 유도 기전력의 전압으로부터 평활회로(140)의 출력 전압을 조정하기 위한 스위칭 신호를 추출한다. 이를 통해 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 기존의 레귤레이터에 비해 소형화로 제작할 수 있으며 이에 레귤레이팅 회로(160)를 포함한 집전장치(100) 역시 기존에 비해 소형화로 제작할 수 있다. 또한, 기존의 DC-DC 컨버팅 회로에서 스위칭 신호를 생성하는 과정에서 발생하는 발열 문제를 해결함으로써 자기 공명 방식의 집전장치(100)의 무선전력 전송 효율의 증가시킬 수 있다.
한편, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 레귤레이팅 회로(160)에 입력되는 평활회로(140)의 출력 전압을 기 설정된 출력 기준전압과 비교하고, 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 낮은 경우 조정 전압을 생성하지 않고 평활회로(140)의 출력 전압을 레귤레이팅 회로(160)의 출력 전압으로 그대로 출력한다.
한편, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 스위칭 신호 추출부(162), 전압 비교부(164), 신호 보정부(166), 스위칭 제어부(168) 및 평활부(169)를 포함한다.
스위칭 신호 추출부(162)는 유도 기전력의 전압에 근거하여 반복되는 로우(Low) 신호 및 하이(High) 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출한다. 이때, 스위칭 신호 추출부(162)는 2차 코일(110)의 일단 또는 주파수 매칭부(120)의 출력단의 일단으로부터 유도 기전력의 전압을 제공받고, 제공받은 유도 기전력의 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다.
또한, 스위칭 신호 추출부(162)는 평활회로(140)의 출력 전압을 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 스위칭 소자는 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(140)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호로 변환되는 레벨을 제어하여 스위칭 신호를 추출한다. 한편, 2차 코일(110)에서 생성된 유도 기전력은 급전장치에서 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 가지며, 이에 유도 기전력의 전압 역시 해당 공진 주파수를 가지게 된다. 이때, 스위칭 소자는 스위칭 소자에 입력되는 유도 기전력의 전압의 공진 주파수를 기반으로 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 낮은 로우 상태인 경우에는 온 상태로 동작하고 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 높은 하이 상태인 경우에는 오프 상태로 동작하여 스위칭 소자에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다. 한편, 유도 기전력의 전압의 로우 또는 하이 상태를 판별하기 위한 기 설정된 전압은 집전장치(100)의 부하부(170)에 포함된 부하에 적합하도록 기 설정된 출력 기준전압인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 전압이 설정될 수 있다.
전압 비교부(164)는 스위칭 신호 추출부(162)와 연동되며 전압 비교부(164)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 스위칭 신호 추출부(162)에서 추출된 스위칭 신호를 스위칭 제어부(164)로 출력하거나 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 스위칭 제어부(164)로 출력하도록 동작한다.
한편, 전압 비교부(164)는 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하지 않는 경우는 로우 신호로 이루어진 제어 신호가 스위칭 제어부(164)로 출력되도록 동작하고, 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하는 경우는 스위칭 신호 추출부(162)에서 추출된 스위칭 신호가 스위칭 제어부(164)로 출력되도록 동작한다.
한편, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 전압 비교부(164)를 포함 또는 비포함하여 구현될 수 있으며, 전압 비교부(164)가 포함되지 않는 경우 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하는지 여부와 관계없이 스위칭 신호 추출부(162)에서 추출된 스위칭 신호가 스위칭 제어부(164)로 출력된다.
신호 보정부(166)는 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 스위칭 신호 또는 제어 신호를 보정하여 스위칭 제어부(164)로 출력한다. 한편, 스위칭 신호 추출부(162)에서 포함된 스위칭 소자는 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로부터 반복되는 로우 신호 및 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출한다. 이때, 신호 보정부(166)는 풀업 저항 R11 및 풀다운 저항 R13을 포함하며, 해당 저항을 통해 스위칭 신호 추출부(162)에 포함된 스위칭 소자(400)가 오프 상태가 되는 경우 스위칭 소자에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로 인해 하이 신호가 출력되도록 동작시킨다. 또한, 신호 보정부(166)는 해당 저항을 통해 스위칭 신호 추출부(162)에 포함된 스위칭 소자가 온 상태가 되는 경우 스위칭 소자에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압이 접지로 흐르게 동작하여 로우 신호가 출력되도록 동작시킨다. 마찬가지로, 신호 보정부(166)는 전압 비교부(164)에 포함된 스위칭 소자에도 동일한 역할을 수행할 수 있으며 이를 통해 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 스위칭 신호 또는 제어 신호가 스위칭 소자의 온 또는 오프 상태에 따라 명확하게 하이 신호 또는 로우 신호로 이루어지도록 스위칭 신호 또는 제어 신호를 보정한다. 한편, 본 실시예에 따른 신호 보정부(166)는 스위칭 신호 또는 제어 신호가 스위칭 제어부(160)로 전송되는 과정에서 신호의 감소가 발생하는 경우 이를 보정할 수 있으며, 보정된 스위칭 신호 또는 제어 신호를 스위칭 제어부(160)로 전송한다.
스위칭 제어부(168)는 스위칭 신호 추출부(162)로부터 추출된 스위칭 신호를 기반으로 스위칭 제어부(168)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 한편, 스위칭 제어부(168)는 스위칭 신호를 인가받는 스위칭 소자를 포함하며, 스위칭 소자는 스위칭 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(140)의 출력 전압을 스위칭한다. 즉, 스위칭 소자는 평활회로(140)의 출력 전압을 벅 스위칭(Buck Switching) 방식을 이용하여 조정하고 이를 통해 평활회로(140)의 출력 전압이 일정 크기만큼 감소한 조정 전압을 생성한다. 이때, 일정 크기만큼 감소한 조정 전압은 기 설정된 출력 기준전압 이하의 값을 가지도록 제어되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않는다.
한편, 본 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160)는 전압 비교부(164)를 포함할 수 있으며 전압 비교부(164)는 평활회로(140)의 출력 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 스위칭 신호 또는 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 스위칭 제어부(168)로 출력한다. 이때, 스위칭 제어부(168)에 포함된 스위칭 소자는 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 높은 경우 스위칭 신호를 인가받으며, 스위칭 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(140)의 출력 전압을 스위칭한 조정 전압을 생성한다. 또한, 스위칭 소자는 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 낮은 경우 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 인가받는다. 이 경우, 스위칭 소자는 제어 신호를 기반으로 온 상태로 동작함으로써 평활회로(140)의 출력 전압을 조정한 조정 전압을 생성하는 대신에 평활회로(140)의 출력전압을 스위칭 제어부(168)의 출력 전압으로 출력한다.
평활부(169)는 스위칭 제어부(168)로부터 조정 전압이 출력되는 경우 조정 전압을 평활하여 출력한다. 한편, 평활부(169)는 스위칭 제어부(168)의 출력 전압으로 조정 전압이 아닌 평활회로(140)의 출력 전압이 출력되는 경우에는 해당 전압을 평활하는 과정을 수행하지 않고 바로 부하부(170)로 전송한다.
부하부(170)는 레귤레이팅 회로(160)의 출력단에 연결되어 평활된 조정 전압을 제공받는다. 즉, 부하부(170)는 평활된 조정 전압을 부하에 인가하기 위한 커넥터 등과 같은 부하 연결수단을 포함할 수 있으며, 부하 연결수단에 연결된 부하는 평활회로(140)의 출력 전압의 크기에 따라 평활회로(140)의 출력 전압을 제공받거나, 평활된 조정 전압을 제공받아 동작한다. 또한, 부하부(170)는 충전회로와 2차 전지를 포함할 수 있으며 충전회로는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로, 2차 전지의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100) 내 2차 코일(110), 주파수 매칭부(120), 정류회로(130), 평활회로(140), 과전압 방지부(150), 레귤레이팅 회로(160) 및 부하부(170)에 대한 회로도와 상세한 동작 과정은 도 2 내지 도 8에서 후술하도록 한다.
도 2는 제1 실시예에 따른 집전장치(100) 내 유도 기전력을 정류하기 위한 회로를 도시한 회로도이다. 한편, 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 집전장치(100) 내 유도 기전력을 정류하기 위한 회로는 2차 코일(110), 주파수 매칭부(120), 정류회로(130) 및 평활회로(140)를 포함한다.
2차 코일(110)은 무선전력전송 시스템의 급전장치(미도시)로부터 발생한 소정의 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유기되어 유도 기전력을 생성한다. 한편, 2차 코일(110)은 급전장치의 1차 코일에 의해 형성된 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 갖도록 제어되며, 이에 1차 코일과 2차 코일(110)은 서로 간 공진 채널을 형성하게 된다. 이를 통해 2차 코일(110)은 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 유기되어 지정된 주파수 즉, 공진 주파수를 가지는 유도 기전력을 생성한다.
주파수 매칭부(120)는 제1 커패시터 C1 및 제2 커패시터 C2를 포함하며 제1 커패시터 C1은 2차 코일(110)의 출력단에 직렬 연결되며 제2 커패시터 C2는 2차 코일(110)의 출력단에 병렬 연결된다. 한편, 제1 커패시터 C1 및 제2 커패시터 C2는 임피던스 매칭 기능을 수행하며, 임피던스를 보상하여 2차 코일(110)의 공진 주파수를 급전장치로부터 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 주파수로 조정한다.
정류회로(130)는 4개의 다이오드(D1, D2, D4, D5)를 포함하여 풀 브릿지(Full Bridge) 형태의 정류회로로 구현되며, 주파수 매칭부(120)의 출력단에 연결되어 2차 코일(110)에서 발생한 유도 기전력을 직류로 정류한다. 한편, 도 2에 도시된 정류회로(130)는 4개의 다이오드(D1, D2, D4, D5)를 포함한 풀 브릿지 형태의 정류회로 구현되었으나 반드시 이에 한정되지는 않고, 반파 정류회로, 전파 정류회로, 배전압 정류회로 등 다양한 방식의 정류회로로 구성될 수 있다.
평활회로(140)는 정류회로(130)의 출력단에 연결된 커패시터 C3를 포함하며, 커패시터 C3는 로우 패스 필터(Low Pass Filter)로 동작하여 정류회로(130)를 통해 직류로 정류된 유도 기전력의 리플을 제거한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 평활회로(140)는 생략될 수 있으며 이 경우, 레귤레이팅 회로(160)는 정류회로(130)의 출력단에 연결된다.
도 3은 제1 실시예에 따른 집전장치(100)의 과전압 방지부(150)의 회로도이다. 한편, 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 집전장치(100)의 과전압 방지부(150)는 과전압 비교부(300) 및 제1 스위칭 소자(310)를 포함한다. 이때, 과전압 비교부(300)는 도 1에 도시된 전압 비교부(164)와 동일한 회로로 구성될 수 있으며 과전압 비교부(300)의 회로에 대한 자세한 설명은 도 5의 전압 비교부(164)의 회로도를 설명하는 과정에서 후술하도록 한다.
한편, 집전장치(100)의 2차 코일(110)은 급전장치에서 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 갖으며, 이에 2차 코일(110)에서는 공명 현상으로 인해 순간적으로 과전압을 가지는 유도 기전력이 발생할 수 있다. 이에 과전압 비교부(300)는 평활회로(140)의 출력 전압을 제공받고, 제공받은 평활회로(140)의 출력 전압에 근거하여 제1 스위칭 소자(310)를 온 또는 오프 시키기 위한 스위칭 신호를 생성한다. 즉, 과전압 비교부(300)는 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 전압보다 소정의 범위를 초과하는 과전압이라고 판단되는 경우 제1 스위칭 소자(310)를 온 상태로 동작시키기 위한 스위칭 신호를 생성하며 평활회로(140)의 출력 전압이 과전압이 아니라고 판단되는 경우 제1 스위칭 소자(310)를 오프 상태로 동작시키기 위한 스위칭 신호를 생성한다.
제1 스위칭 소자(310)는 과전압 비교부(300)로부터 스위칭 신호를 수신하고, 수신한 스위칭 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(140)의 출력 전압을 차단하거나 스위칭 제어부(168)로 인가되도록 동작한다. 한편, 도 3에 도시된 제1 스위칭 소자(310)는 NMOS 타입의 트랜지스터로 구현되었으며, NMOS 트랜지스터의 게이트(Gate) 단자에는 과전압 비교부(300)로부터 생성된 스위칭 신호가 인가되며, 드레인(Drain) 단자에는 VBB 즉, 평활회로(140)의 출력 전압이 인가되며, 소스(Source) 단자에는 접지가 연결된다.
한편, 과전압 비교부(300)는 제1 스위칭 소자(310)가 NMOS 트랜지스터로 구현되었기 때문에, 평활회로(140)의 출력 전압이 과전압이라고 판단되는 경우 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 제1 스위칭 소자(310)로 출력시킨다. 이를 통해, 제1 스위칭 소자(310)는 온 상태로 동작하게 되며, 제1 스위칭 소자(310)의 드레인 단자에 인가된 평활회로(140)의 출력 전압은 소스 단자로 이동되어 소스 단자에 연결된 접지를 통해 외부로 방출된다.
또한, 과전압 비교부(300)는 평활회로(140)의 출력 전압이 과전압이 아니라고 판단되는 경우 로우 신호로 이루어진 스위칭 신호를 제1 스위칭 소자(310)로 출력시킨다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(310)는 오프 상태로 동작하게 되며, 이를 통해 평활회로(140)의 출력 전압이 스위칭 제어부(168)로 출력된다.
한편, 도 3에서는 제1 실시예에 따른 과전압 방지부(150)에 포함된 제1 스위칭 소자(310)를 NMOS 트랜지스터로 구현하였으나 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 4는 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 스위칭 신호 추출부(162)의 회로도이다. 한편, 도 4에 도시된 스위칭 신호 추출부(162)는 제2 스위칭 소자(400)를 포함한다.
제2 스위칭 소자(400)는 2차 코일(110)의 일단 또는 주파수 매칭부(120)의 출력단의 일단으로부터 유도 기전력의 전압을 제공받으며 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 제2 스위칭 소자(400)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다. 한편, 도 4에서는 제2 스위칭 소자(400)가 PNP형 트랜지스터로 구현되었으며 PNP형 트랜지스터의 베이스(Base)에는 지정된 주파수, 즉 공진 주파수를 가지는 유도 기전력의 전압이 인가되며, 이미터(Emitter)에는 평활회로(140)의 출력 전압이 인가되며, 콜렉터(Collector)에는 접지가 연결된다.
PNP형 트랜지스터로 구현된 제2 스위칭 소자(400)는 유도 기전력의 전압의 공진 주파수를 기반으로 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 낮은 로우 상태인 경우에는 온 상태로 동작한다. 이 경우, 이미터에 인가되는 평활회로의 출력 전압은 콜렉터로 이동되어 콜렉터에 연결된 접지를 통해 외부로 방출되며, 이를 통해 로우 신호가 출력된다.
또한, 제2 스위칭 소자(400)는 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 높은 하이 상태인 경우에는 오프 상태로 동작한다. 이 경우, 이미터에 인가되는 평활회로의 출력 전압으로 인해 하이 신호가 출력된다.
즉, 제2 스위칭 소자(400)는 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제2 스위칭 소자(400)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로부터 반복되는 로우 신호 및 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출한다.
한편, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 스위칭 신호 추출부(162)는 인가받은 유도 기전력의 전압에서 주파수 성분을 추출하기 위한 커패시터 C8, 제2 스위칭 소자(400)에 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위한 다이오드(D7, D8)를 포함할 수 있다. 또한, 도 4에서는 제2 스위칭 소자(400)가 PNP형 트랜지스터로 구현된 것으로 도시하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 전압 비교부(164)의 회로도이다. 한편, 도 5에 도시된 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 전압 비교부(164)는 오피 엠프(500) 및 제3 스위칭 소자(510)를 포함한다.
한편, 오피 엠프(500)의 비반전입력 즉, + 입력측에는 저항 R14를 통해 소정의 크기만큼 감소된 평활회로(140)의 출력 전압이 인가되며 오피 엠프(500)의 반전입력 즉, - 입력측에는 평활회로(140)의 출력 전압이 인가된다.
한편, 오피 엠프(500)는 + 입력측 및 - 입력측에 입력된 전압을 가감하고 가감된 전압이 음의 값을 가지는 경우 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과한다고 판단하여 제3 스위칭 소자(510)를 온 상태로 동작시키기 위한 스위칭 신호를 생성한다.
또한, 오피 엠프(500)는 가감된 전압이 양의 값을 가지는 경우 평활회로(140)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하지 않는다고 판단하여 제 3 스위칭 소자(510)를 오프 상태로 동작시키기 위한 스위칭 신호를 생성한다.
제3 스위칭 소자(510)는 오피 엠프(500)로부터 온 또는 오프 상태로 동작하기 위한 스위칭 신호를 수신하고, 해당 스위칭 신호를 기반으로 온 상태로 동작되는 경우 스위칭 신호 추출부(162)로부터 추출된 스위칭 신호가 스위칭 제어부(168)로 출력되도록 동작한다. 또한, 제3 스위칭 소자(510)는 오프 상태로 동작되는 경우 로우 신호로 이루어진 제어 신호가 스위칭 제어부(168)로 출력되도록 동작한다.
한편, 도 5에서 도시된 제3 스위칭 소자(510)는 NPN형 트랜지스터로 구현되었으며 NPN형 트랜지스터의 베이스에는 오피 엠프(500)로부터 생성된 스위칭 신호가 입력되며, 콜렉터에는 평활회로(140)의 출력 전압이 인가되며, 이미터에는 접지가 연결된다. 즉, 제3 스위칭 소자(510)가 온 상태로 동작하는 경우 콜렉터에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압이 이미터로 이동되며, 이미터에 연결된 접지를 통해 외부로 방출된다. 이에, 전압 비교부(164)에 포함된 다이오드 D10에는 0V의 전압이 인가된다. 이 경우, 다이오드 D10은 동작하지 않으며 이를 통해, 스위칭 신호 추출부(162)에서 추출된 스위칭 신호가 스위칭 제어부(168)로 출력되게 된다.
한편, 제3 스위칭 소자(510)가 오프 상태로 동작하는 경우 콜렉터에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압은 그대로 출력되며, 다이오드 D10에는 평활회로(140)의 출력 전압이 인가된다. 이 경우, 다이오드 D10이 동작하게 되며 스위칭 신호 추출부(162)에서 추출된 스위칭 신호는 다이오드 D10을 통과하게 된다. 이를 통해 스위칭 제어부(168)에는 로우 신호로 이루어진 제어 신호가 전달되게 된다.
한편, 도 5에서는 제3 스위칭 소자(510)가 NPN형 트랜지스터로 구현된 것으로 도시하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 6은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 신호 보정부(166)의 회로도이다. 도 6에 도시하듯이, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 신호 보정부(166)는 풀업 저항(600) R11 및 풀다운 저항(610) R13을 포함한다.
한편, 풀업 저항(600) R11 및 풀다운 저항(610) R13은 스위칭 신호 추출부(162)에 포함된 제2 스위칭 소자(400)가 오프 상태가 되는 경우 제2 스위칭 소자(400)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압으로 인해 하이 신호가 출력되도록 동작시킨다. 또한, 풀업 저항(600) R11 및 풀다운 저항(610) R13은 스위칭 신호 추출부(162)에 포함된 제2 스위칭 소자(400)가 온 상태가 되는 경우 제2 스위칭 소자(400)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압이 접지로 흐르게 동작하여 로우 신호가 출력되도록 동작시킨다. 마찬가지로, 풀업 저항(600) R11 및 풀다운 저항(610) R13은 전압 비교부(164)에 포함된 제3 스위칭 소자(510)에도 동일한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 풀업 저항(600) R11 및 풀다운 저항(610) R13은 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 스위칭 신호 또는 제어 신호가 스위칭 소자의 온 또는 오프 상태에 따라 명확하게 하이 신호 또는 로우 신호로 이루어지도록 동작한다.
도 7은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 스위칭 제어부(168)의 회로도이다. 도 7에 도시하듯이, 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 스위칭 제어부(168)는 제4 스위칭 소자(700) 및 제5 스위칭 소자(710)를 포함한다. 한편, 제4 스위칭 소자(700)는 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 스위칭 신호를 수신하는 경우 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제4 스위칭 소자(700)에 연결된 제5 스위칭 소자(710)가 온 또는 오프 되도록 동작시킨다. 즉, 제4 스위칭 소자(700)는 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 스위칭 신호가 전송되는 과정에서 감소하는 경우, 이를 다시 보정시킴으로써 제5 스위칭 소자(710)에 정확한 스위칭 신호가 인가되도록 동작한다. 이에 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 스위칭 제어부(168)에는 제4 스위칭 소자(700)가 포함 또는 비포함될 수 있다.
한편, 제5 스위칭 소자(710)는 스위칭 신호를 수신하여 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제5 스위칭 소자(710)에 인가되는 평활회로(140)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다.
또한, 제4 스위칭 소자(700)는 전압 비교부(164)에 의해 출력되는 제어 신호가 수신되는 경우 온 상태로 동작하며 이를 통해, 제5 스위칭 소자(710)를 온 상태로 동작시킴으로써 평활회로(140)의 출력 전압이 스위칭 제어부(168)의 출력 전압으로 출력되도록 동작한다.
한편, 도 7에서는 제4 스위칭 소자(700)를 PNP형 트랜지스터로 구현하고, 제5 스위칭 소자(710)를 PMOS 타입의 트랜지스터로 구현하였으나 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 8은 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 평활부(169) 및 집전장치(200)의 부하부(170)의 회로도이다. 도 8에서 도시하듯이, 평활부(169)는 커패시터 C4 및 C5를 포함하며, 해당 커패시터를 이용하여 스위칭 제어부(168)로부터 생성되는 조정 전압을 평활한다. 한편, 평활부(169)는 스위칭 제어부(168)의 출력 전압으로 조정 전압이 아닌 평활회로(140)의 출력 전압이 출력되는 경우에는 해당 전압을 평활하는 과정을 수행하지 않고 바로 부하부(170)로 전송한다.
부하부(170)는 평활부(169)의 출력단에 연결되어 평활된 조정 전압을 제공받는다. 부하부(170)는 평활된 조정 전압을 부하에 인가하기 위한 커넥터(J1) 등과 같은 부하 연결수단을 포함할 수 있으며, 부하 연결수단에 연결된 부하는 평활된 조정 전압을 제공받아 동작한다. 한편, 도 8에서는 부하부(170)가 커넥터(J1)를 포함하여 부하에 평활된 조정 전압을 제공한다고 도시하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고 2차 전지를 포함할 수 있으며 이 경우, 2차 전지는 평활된 조정 전압을 통해 충전되어 부하에 전력을 제공한다.
도 9는 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(900)를 도시한 도면이다.
도 9에 도시하듯이, 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(200)는 2차 코일(910), 주파수 매칭부(920), 정류회로(930), 평활회로(940), 레귤레이팅 회로(950) 및 부하부(960)를 포함한다. 한편, 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(200) 내 2차 코일(910), 주파수 매칭부(920), 정류회로(930), 평활회로(940) 및 부하부(960)는 도 1에 명시된 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)에 포함된 2차 코일(110), 주파수 매칭부(120), 정류회로(130), 평활회로(140) 및 부하부(170)와 동일한 기능을 수행하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 평활회로(940)는 생략될 수 있으며 이 경우, 레귤레이팅 회로(950)는 정류회로(930)의 출력단에 연결된다.
제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950)는 평활회로(940)의 출력 전압을 인가받으며, 평활회로(940)의 출력 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 스위칭 신호에 따라 평활회로의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 이후, 생성된 조정 전압을 평활하여 출력한다. 한편, 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950)는 전압 비교부(952), 스위칭 신호 추출부(954) 및 스위칭 제어부(956) 및 평활부(958)를 포함한다.
한편, 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950)에서는 도 1에 명시된 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)의 과전압 방지부(150)가 레귤레이팅 회로(950) 내에서 전압 비교부(952) 및 스위칭 신호 추출부(954)로 구현되었으며 자세한 설명은 도 10 내지 도 11에서 후술하도록 한다.
전압 비교부(952)는 인가받은 평활회로(940)의 출력 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 로우 신호 또는 하이 신호를 생성한다.한편, 전압 비교부(952)는 평활회로(940)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 높은 경우 로우 신호를 생성하고, 평활회로(940)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 낮은 경우 하이 신호를 생성한다.
스위칭 신호 추출부(954)는 전압 비교부(952)로부터 로우 신호 또는 하이 신호를 수신하며, 수신된 로우 신호 또는 하이 신호를 기반으로 스위칭 신호 추출부(954)에 인가되는 평활회로(940)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다.
한편, 스위칭 신호 추출부(954)는 평활회로(940)의 출력 전압을 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 스위칭 소자는 로우 신호 또는 하이 신호에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(940)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다.
스위칭 제어부(956)는 스위칭 신호 추출부(954)로부터 추출된 스위칭 신호를 수신하고, 수신한 스위칭 신호를 기반으로 스위칭 제어부(956)에 인가되는 평활회로(940)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 즉, 스위칭 제어부(956)는 스위칭 신호를 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 스위칭 소자는 스위칭 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 스위칭 소자에 인가되는 평활회로(940)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다.
평활부(958)는 스위칭 제어부(956)로부터 출력되는 조정 전압을 평활하여 부하부(960)로 출력한다.
도 10은 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950) 내 전압 비교부(952) 및 스위칭 신호 추출부(954)의 회로도이다. 한편, 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950)에서는 도 1에 명시된 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)의 과전압 방지부(150)가 레귤레이팅 회로(950) 내에서 전압 비교부(952) 및 스위칭 신호 추출부(954)로 구현되었다.
전압 비교부(952)는 신호 생성부(1000)를 포함한다. 한편, 신호 생성부(1000)는 제1 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(160) 내 전압 비교부(164)와 동일한 회로로 구성된다. 즉, 신호 생성부(1000)는 평활회로(940)의 출력 전압을 인가받고, 인가받은 평활회로(940)의 출력 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교한다. 이후, 평활회로(940)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 높은 경우 로우 신호를 생성하고, 평활회로(940)의 출력 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 낮은 경우 하이 신호를 생성한다.
스위칭 신호 추출부(954)는 제6 스위칭 소자(1010)를 포함한다. 즉, 제6 스위칭 소자(1010)는 신호 생성부(1000)로부터 하이 신호 또는 로우 신호를 수신하고, 수신한 하이 신호 또는 로우 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 평활회로(940)의 출력 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다. 한편, 도 10에 도시된 제6 스위칭 소자(1010)는 NMOS 타입의 트랜지스터로 구현되었으며, NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에는 신호 생성부(1000)로부터 생성된 하이 신호 또는 로우 신호가 인가되며, 드레인 단자에는 평활회로(940)의 출력 전압이 인가되며, 소스 단자에는 접지가 연결된다. 한편, 도 10에서는 제6 스위칭 소자(1010)를 NMOS 타입의 트랜지스터로 구현하였으나 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 11은 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950) 내 스위칭 제어부(956)의 회로도이다. 도 11에서 도시하듯이, 제2 실시예에 따른 레귤레이팅 회로(950) 내 스위칭 제어부(956)는 제7 스위칭 소자(1100)를 포함한다. 한편, 제7 스위칭 소자(1100)는 제6 스위칭 소자(1010)에 의해 추출된 스위칭 신호를 수신하여 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제7 스위칭 소자(1100)에 인가되는 평활회로(940)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 한편, 도 11에 도시된 제7 스위칭 소자(1100)는 PMOS 타입의 트랜지스터로 구현하였으나 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다.
도 12는 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12에서 도시하듯이, 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(100)가 부하 출력 전압을 생성하는 방법은 먼저 집전장치(100)가 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정(S1200)으로부터 시작된다.
집전장치(100)는 유도 기전력의 전압에 근거하여 반복되는 로우 신호 및 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출한다(S1210). 즉, 집전장치(100)는 정류 전압을 인가받는 제2 스위칭 소자(400)를 포함하고, 제2 스위칭 소자(400)는 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 정류 전압으로부터 스위칭 신호로 변환되는 레벨을 제어하여 스위칭 신호를 추출한다.
한편, 유도 기전력은 급전장치에서 발생한 전자기장의 주파수와 동일한 공진 주파수를 가지며, 이에 유도 기전력의 전압 역시 해당 공진 주파수를 가지게 된다. 이때, 제2 스위칭 소자(400)는 제2 스위칭 소자(400)에 입력되는 유도 기전력의 전압의 공진 주파수를 기반으로 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 낮은 로우 상태인 경우에는 온 상태로 동작하고 유도 기전력의 전압이 기 설정된 전압보다 높은 하이 상태인 경우에는 오프 상태로 동작하여 제2 스위칭 소자(400)에 인가되는 정류 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다.
집전장치(100)는 정류 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하는지 여부를 판단하고(S1220), 정류 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과한다고 판단되는 경우 스위칭 신호를 출력한다(S1230).
집전장치(100)는 스위칭 신호를 기반으로 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고(S1240), 조정 전압을 평활하여 부하 출력 전압을 생성한다(S1250). 즉, 집전장치(100)는 제4 스위칭 소자(700) 및 제5 스위칭 소자(710)를 포함하고, 제4 스위칭 소자(700)는 스위칭 신호를 수신하는 경우 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제4 스위칭 소자(700)에 연결된 제5 스위칭 소자(710)가 온 또는 오프 되도록 동작시킨다. 한편, 제4 스위칭 소자(700)는 출력된 스위칭 신호가 감소하는 경우, 이를 다시 보정시키기 위한 장치로써 제5 스위칭 소자(710)에 정확한 스위칭 신호가 인가되도록 동작한다. 이에 집전장치(100)에는 제4 스위칭 소자(700)가 포함 또는 비포함될 수 있다. 한편, 제5 스위칭 소자(710)는 스위칭 신호를 수신하여 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제5 스위칭 소자(710)에 인가되는 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다. 이후, 집전장치(100)는 조정 전압을 평활하여 부하 출력 전압을 생성한다.
집전장치(100)는 정류 전압이 기 설정된 출력 기준전압을 초과하지 않는다고 판단되는 경우 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 출력한다(S1260).
집전장치(100)는 제어 신호가 출력되는 경우, 조정 전압을 생성하지 않고 정류 전압을 부하 출력 전압으로 출력한다(S1270). 즉, 집전장치(100)는 제4 스위칭 소자(700) 및 제5 스위칭 소자(710)를 포함하고, 제4 스위칭 소자(700)는 제어 신호가 수신되는 경우 온 상태로 동작하고, 이를 통해 제4 스위칭 소자(700)에 연결된 제5 스위칭 소자(710)를 온 상태로 동작시킨다. 한편, 제5 스위칭 소자(710)는 온 상태로 동작함으로써 조정 전압을 생성하지 않고 제5 스위칭 소자(710)에 인가되는 정류 전압을 부하 출력 전압으로 출력한다.
도 12에서는 단계 S1200 내지 단계 S1270을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 12에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S1200 내지 단계 S1270 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 12는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 13은 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(900)가 부하 출력 전압을 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13에서 도시하듯이, 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치(900)가 부하 출력 전압을 생성하는 방법은 먼저 집전장치(900)가 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정(S1300)으로부터 시작된다.
집전장치(900)는 정류 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 로우 신호 또는 하이 신호를 생성한다(S1310). 한편, 집전장치(900)는 정류 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 높은 경우 로우 신호를 생성하고, 정류 전압이 기 설정된 출력 기준전압보다 낮은 경우 하이 신호를 생성한다.
집전장치(900)는 로우 신호 또는 하이 신호를 기반으로 정류 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다(S1320). 즉, 집전장치(900)는 제6 스위칭 소자(1010)를 포함하며, 제6 스위칭 소자(1010)는 로우 신호 또는 하이 신호를 수신하고, 수신한 로우 신호 또는 하이 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 제6 스위칭 소자(1010)에 인가되는 정류 전압으로부터 스위칭 신호를 추출한다.
집전장치(900)는 스위칭 신호를 기반으로 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다(S1330). 즉, 집전 장치(900)는 제7 스위칭 소자(1100)를 포함하며, 제7 스위칭 소자(1100)는 스위칭 신호를 수신하여 온 또는 오프 상태로 동작하며, 이를 통해 제7 스위칭 소자(1100)에 인가되는 평활회로(940)의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성한다.
집전장치(900)는 조정 전압을 평활하여 부하 출력 전압을 생성한다(S1340).
도 13에서는 단계 S1300 내지 단계 S1340을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 13에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S1300 내지 단계 S1340 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 13은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 제1 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치
110: 2차 코일 120: 주파수 매칭부
130: 정류회로 140: 평활회로
150: 과전압 방지부 160: 레귤레이팅 회로
162: 스위칭 신호 추출부 164: 전압 비교부
166: 신호 보정부 168: 스위칭 제어부
169: 평활부 170: 부하부
900: 제2 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 집전장치

Claims (23)

  1. 무선전력전송 시스템의 집전장치에 있어서,
    상기 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생하는, 기 설정된 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유도 기전력을 생성하는 2차 코일;
    상기 2차 코일의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 상기 2차 코일의 공진 주파수를 상기 기 설정된 주파수와 동일한 주파수로 조정하는 주파수 매칭부;
    상기 주파수 매칭부의 출력단에 연결되어 상기 유도 기전력을 직류로 정류하는 정류회로부;
    상기 유도 기전력의 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고, 상기 조정 전압을 평활하여 출력하는 레귤레이팅 회로;
    상기 레귤레이팅 회로의 출력단에 연결되어 평활된 조정 전압을 입력받는 부하부; 및
    상기 부하부에 기 설정된 출력 기준전압보다 소정의 범위를 초과하는 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위한 과전압 방지부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레귤레이팅 회로는,
    상기 정류회로부의 출력 전압을 기 설정된 출력 기준전압과 비교하고, 상기 정류회로부의 출력 전압이 상기 출력 기준전압보다 낮은 경우 상기 조정 전압을 미생성하고 상기 정류회로부의 출력 전압을 상기 레귤레이팅 회로의 출력 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레귤레이팅 회로는,
    상기 유도 기전력의 전압에 근거하여 반복되는 로우(Low) 신호 및 하이(High) 신호로 이루어진 상기 스위칭 신호를 추출하는 스위칭 신호 추출부;
    상기 스위칭 신호를 기반으로 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 상기 조정 전압을 생성하는 스위칭 제어부; 및
    상기 조정 전압을 평활하는 평활부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 레귤레이팅 회로는,
    상기 스위칭 신호 추출부와 연동되며 상기 정류회로부의 출력 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 스위칭 신호 또는 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 상기 스위칭 제어부로 출력하는 전압 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전압 비교부는,
    상기 정류회로부의 출력 전압이 상기 출력 기준전압 이하인 경우는 상기 제어 신호를 상기 스위칭 제어부로 출력하고, 상기 정류회로부의 출력 전압이 상기 기 설정된 출력 기준전압을 초과하는 경우는 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 전압 비교부에 의해 출력되는 상기 스위칭 신호 또는 상기 제어 신호를 보정하기 위한 신호 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 추출부는,
    상기 2차 코일의 일단 또는 상기 주파수 매칭부의 출력단의 일단으로부터 상기 유도 기전력의 전압을 제공받는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 추출부는,
    상기 정류회로부의 출력 전압을 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 유도 기전력의 전압에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 상기 정류회로부의 출력 전압으로부터 상기 스위칭 신호로 변환되는 레벨을 제어하여 상기 스위칭 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 스위칭 신호를 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 스위칭 신호를 기반으로 온 또는 오프 상태로 동작하여 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭한 상기 조정 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 스위칭 신호 또는 상기 제어 신호를 인가받는 스위칭 소자를 포함하며 상기 스위칭 소자는 상기 제어 신호를 수신하는 경우 온 상태로 동작하여 상기 정류회로부의 출력 전압을 상기 스위칭 제어부의 출력 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 정류회로부는 정류회로 및 평활회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  14. 무선전력전송 시스템의 집전장치에 있어서,
    상기 무선전력전송 시스템의 급전장치로부터 발생하는, 기 설정된 주파수로 진동하는 전자기장에 의해 유도 기전력을 생성하는 2차 코일;
    상기 2차 코일의 양단에 연결되고, 임피던스를 보상하여 상기 2차 코일의 공진 주파수를 상기 기 설정된 주파수와 동일한 주파수로 조정하는 주파수 매칭부;
    상기 주파수 매칭부의 출력단에 연결되어 상기 유도 기전력을 직류로 정류하는 정류회로부; 및
    상기 정류회로부의 출력 전압에 근거하여 스위칭 신호를 추출하고, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하고, 상기 조정 전압을 평활하여 출력하는 레귤레이팅 회로를 포함하되,
    상기 레귤레이팅 회로는 상기 레귤레이팅 회로의 출력단에 연결되어 평활된 조정 전압을 입력받는 부하부에 기 설정된 출력 기준전압보다 소정의 범위를 초과하는 과전압이 인가되는 것을 방지하며, 상기 정류회로부의 출력 전압과 상기 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 로우 신호 또는 하이 신호를 생성하는 전압 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 레귤레이팅 회로는,
    상기 로우 신호 또는 상기 하이 신호를 기반으로 상기 정류회로부의 출력 전압으로부터 상기 스위칭 신호 추출하는 스위칭 신호 추출부;
    상기 스위칭 신호를 기반으로 상기 정류회로부의 출력 전압을 스위칭하여 상기 조정 전압을 생성하는 스위칭 제어부; 및
    상기 조정 전압을 평활화는 평활부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 전압 비교부는 상기 정류회로부의 출력 전압이 상기 출력 기준전압보다 높은 경우 상기 로우 신호를 생성하고, 상기 정류회로부의 출력 전압이 상기 출력 기준전압보다 낮은 경우 상기 하이 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 추출부는 상기 정류회로부의 출력 전압을 인가받는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 로우 신호 또는 상기 하이 신호에 따라 온 또는 오프 상태로 동작하여 상기 정류회로부의 출력 전압으로부터 상기 스위칭 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치.
  18. 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법에 있어서,
    급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정;
    상기 정류 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하여 상기 정류 전압의 과전압 여부를 판단하고, 상기 정류 전압이 과전압이라고 판단되는 경우 상기 정류 전압을 차단하는 과정;
    상기 유도 기전력의 전압에 근거하여 반복되는 로우 신호 및 하이 신호로 이루어진 스위칭 신호를 추출하는 과정;
    상기 스위칭 신호에 따라 상기 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하는 과정; 및
    상기 조정 전압을 평활하여 상기 부하 출력 전압을 생성하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 정류 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 스위칭 신호 또는 로우 신호로 이루어진 제어 신호를 출력하는 신호출력 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 신호출력 과정은,
    상기 정류 전압이 상기 출력 기준전압을 초과하지 않는 경우는 상기 제어 신호를 출력하고, 상기 정류 전압이 상기 출력 기준전압을 초과하는 경우는 상기 스위칭 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제어 신호가 출력되는 경우, 상기 조정 전압을 생성하지 않고 상기 정류 전압을 상기 부하 출력 전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
  22. 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법에 있어서,
    급전장치로부터 발생한 전자기장에 의해 형성된 유도 기전력을 직류로 정류하여 정류 전압을 생성하는 과정;
    상기 정류 전압의 과전압 여부를 판단하고, 상기 정류 전압이 과전압이라고 판단되는 경우 상기 정류 전압을 차단하는 과정;
    상기 정류 전압과 기 설정된 출력 기준전압을 비교하고, 비교결과에 따라 로우 신호 또는 하이 신호를 생성하는 신호생성 과정;
    상기 로우 신호 또는 상기 하이 신호를 기반으로 상기 정류 전압으로부터 스위칭 신호를 추출하는 과정;
    상기 스위칭 신호를 기반으로 상기 정류 전압을 스위칭하여 조정 전압을 생성하는 과정; 및
    상기 조정 전압을 평활하여 상기 부하 출력 전압을 생성하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 신호생성 과정은 상기 정류 전압이 상기 출력 기준전압보다 높은 경우 상기 로우 신호를 생성하고, 상기 정류 전압이 상기 출력 기준전압보다 낮은 경우 상기 하이 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템의 집전장치가 부하 출력 전압을 생성하는 방법.
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