KR101587546B1 - Wireless Power Transmission Apparatus and Method - Google Patents

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Abstract

무선 전력 전송 장치 및 그 방법이 제공된다. 일 측면에 따르면, 무선 전력 전송 장치는 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기에게 시분할 방식을 이용하여 무선 전력을 교번적으로 전송할 수 있다.A wireless power transmission apparatus and a method thereof are provided. According to an aspect, a wireless power transmission apparatus may alternately transmit wireless power using a time division scheme to a first target receiver and a second target receiver.

Description

무선 전력 전송 장치 및 그 방법{Wireless Power Transmission Apparatus and Method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power transmission apparatus,

기술분야는 무선 전력 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 시분할 방식을 이용하여 복수의 타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission apparatus and method thereof, and more particularly, to a wireless power transmission apparatus and method for transmitting wireless power to a plurality of target receivers using a time division method.

휴대용 전자제품의 특성 상, 배터리 성능이 중요한 문제로 대두되고 있다. 일반적으로, 휴대용 전자제품은 전력선(Power Line)을 이용하여 전력(power)을 제공받는다. 반면, 무선 전력 전송 기술(Wireless Power Transmission)이 휴대용 전자제품에 적용되면, 휴대용 전자제품은 이동 중에도 전력선 없이 전력을 제공받을 수 있다. 무선 전력을 전송하는 송신기는 무선 전력을 수신하도록 허락된 휴대용 전자제품들에게 무선 전력을 제공할 수 있다. 그러나, 송신기 주변에 복수 개의 휴대용 전자제품들이 있는 경우, 송신기는 동시에 무선 전력을 전송하기 위하여 복수 개의 매칭 파라미터를 동시에 설정해야 한다.Due to the characteristics of portable electronic products, battery performance is becoming an important issue. Generally, a portable electronic device receives power using a power line. On the other hand, when Wireless Power Transmission is applied to portable electronic products, portable electronic products can be powered without power lines while on the move. A transmitter that transmits wireless power may provide wireless power to portable electronic products that are allowed to receive wireless power. However, if there are a plurality of portable electronic devices around the transmitter, the transmitter must simultaneously set a plurality of matching parameters to transmit the wireless power.

일 측면에 있어서, 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 소스부; 및 상기 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 중 제2타겟 수신기로부터 상기 무선 전력의 전송을 요청받으면, 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수 및 시분할 방식을 이용하여 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하도록 상기 소스부를 제어하는 제어부를 포함하는 무선 전력 전송 장치가 제공된다.In one aspect, there is provided a wireless communication system comprising: a source portion for transmitting wireless power to a first target receiver; And receiving a request for transmission of the radio power from a second target receiver transmitting radio power to the first target receiver, wherein the first target receiver and the second target receiver use the resonant frequency and time- And a control unit for controlling the source unit to transmit the wireless power to the target receiver.

상기 제2타겟 수신기의 주파수별 전송효율을 측정하는 측정부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 상기 시분할 방식을 정할 수 있다.A measurement unit measuring a frequency-dependent transmission efficiency of the second target receiver ; And the control unit may determine the time division scheme for alternately transmitting the radio power to the first target receiver and the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 제어부는, 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정할 수 있다. The control unit may determine the resonant frequency required to transmit the wireless power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 제2타겟 수신기로부터 상기 제2타겟 수신기가 요구하는 상기 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 수신하는 통신부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 시분할 방식 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정할 수 있다.And a communication unit for receiving from the second target receiver information on a transmission capacity and a charging speed of the radio power requested by the second target receiver, And determine the resonant frequency required to transmit the wireless power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 공진 주파수 및 상기 시분할 방식이 결정되면, 가변하는 매칭 파라미터의 값에 대한 전송효율을 측정하는 측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 정할 수 있다.Wherein the control unit further comprises a measurement unit for measuring a transmission efficiency with respect to a value of a matching matching parameter when the resonance frequency and the time division scheme are determined and based on the measured transmission efficiency, The value of the optimal matching parameter for transmitting the power can be determined.

상기 제어부는, 상기 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 공진 주파수가 동일하면, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 최적 매칭 파라미터의 값을 교번적으로 변경하여 상기 무선 전력을 전송하도록 상기 소스부를 제어할 수 있다.Wherein the control unit alternately changes values of optimal matching parameters of the first target receiver and the second target receiver to transmit the radio power when the first target receiver and the second target receiver have the same resonance frequency The source unit can be controlled.

다른 측면에 따르면, 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 단계; 상기 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 중 제2타겟 수신기로부터 상기 무선 전력의 전송을 요청받는 단계; 및 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수 및 시분할 방식을 이용하여 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공된다.According to another aspect, there is provided a method comprising: transmitting wireless power to a first target receiver; Receiving a request for transmission of the wireless power from a second target receiver transmitting wireless power to the first target receiver; And transmitting the wireless power to the first target receiver and the second target receiver using the resonant frequency and time-sharing scheme of the second target receiver.

상기 제2타겟 수신기의 주파수별 전송효율을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 상기 시분할 방식을 정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Measuring a transmission efficiency for each frequency of the second target receiver; And determining the time division scheme for alternately transmitting the radio power to the first target receiver and the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는 단계를 더 포함할 수 있다. And determining the resonant frequency required to transmit the wireless power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 제2타겟 수신기로부터 상기 제2타겟 수신기가 요구하는 상기 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 시분할 방식 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Receiving information on a transmission capacity and a charging rate of the wireless power requested by the second target receiver from the second target receiver; And determining the resonant frequency required to transmit the radio power to the second target receiver based on the time-divisional scheme and the second target receiver, based on the charging rate requested by the second target receiver and the measured transmission efficiency .

상기 공진 주파수 및 상기 시분할 방식이 결정되면, 가변하는 매칭 파라미터의 값에 대한 전송효율을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Measuring transmission efficiency with respect to a value of a matching matching parameter when the resonance frequency and the time division method are determined; And determining a value of an optimal matching parameter for transmitting the radio power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.

상기 전송하는 단계는, 상기 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 공진 주파수가 동일하면, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 최적 매칭 파라미터의 값을 교번적으로 변경하여 상기 무선 전력을 전송할 수 있다.Wherein the transmitting step alternately changes the value of an optimal matching parameter between the first target receiver and the second target receiver so that the wireless power is changed when the first target receiver and the second target receiver have the same resonance frequency Lt; / RTI >

시분할 방식을 사용하지 않는 경우, WP 송신기는 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 전송효율을 가산한 결과가 최대가 되도록 하는 주파수를 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기의 공진 주파수로 정할 수 있다.If the time division scheme is not used, the WP transmitter may set the frequency at which the result of adding the transmission efficiencies of the first target receiver and the second target receiver becomes the maximum to the resonant frequencies of the first target receiver and the second target receiver .

또는, 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, WP 송신기는 기수신된 제1타겟 수신기가 요구한 충전 속도, 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 측정된 제2타겟 수신기의 전송효율을 기초로, 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기의 공진 주파수를 정할 수 있다.Alternatively, when the time division scheme is not used, the WP transmitter calculates the transmission rate of the second target receiver based on the charging rate requested by the first target receiver, the charging rate requested by the second target receiver, 1 < / RTI > target receiver and the second target receiver.

무선 전력 전송 장치 및 그 방법에 의하면, 무선 전력 전송 장치는 복수의 타겟 수신기에게 시분할 방식을 이용하여 무선 전력을 교번적으로 전송할 수 있다. 이로써, 동시에 복수의 타겟 수신기와 주파수 동기화 및 임피던스 매칭을 수행하지 않으면서, 효율적으로 무선 전력을 전송할 수 있다.According to the wireless power transmission apparatus and method thereof, the wireless power transmission apparatus can alternately transmit wireless power using a time division scheme to a plurality of target receivers. This allows wireless power to be efficiently transmitted without performing frequency synchronization and impedance matching with a plurality of target receivers at the same time.

도 1은 예시적인 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 공진기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 커패시터의 삽입 위치를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 6은 일 예에 따른 무선 전력 송수신을 위한 시스템을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 WP 송신기의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 8은 전송효율과 주파수의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 9는 시분할 방식에 따라 변하는 공진 주파수 및 전송 효율을 도시한 도면이다.
도 10은 전송효율과 매칭 파라미터의 관계를 도시한 그래프이다.
도 11은 무선 전력 전송 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
1 shows a wireless power transmission system according to an exemplary embodiment.
2 illustrates a meta-structured resonator according to one embodiment.
3 is a view showing an equivalent circuit of the resonator shown in Fig.
FIG. 4 illustrates a meta-structured resonator according to another embodiment.
5 is a view showing in detail the insertion position of the capacitor of FIG.
6 is a diagram illustrating a system for wireless power transmission and reception according to an example.
7 is a block diagram illustrating an example of a WP transmitter shown in FIG.
8 is a graph showing a relationship between transmission efficiency and frequency.
9 is a diagram showing a resonance frequency and a transmission efficiency that vary according to a time division method.
10 is a graph showing the relationship between the transmission efficiency and the matching parameter.
11 is a flowchart for explaining an example of a wireless power transmission method.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 무선 전력전송 시스템에 이용되는 무선 전력전송 기술을 설명한다. 무선전력전송 기술은 크게 전자기 유도 방식, 전파 수신 방식, 전장 혹은 자장의 공진방식 등 3가지 방식으로 구분할 수 있다. First, a wireless power transmission technique used in a wireless power transmission system will be described. Wireless power transmission technology can be classified into three types, electromagnetic induction type, radio reception type, and resonance type of electric field or magnetic field.

첫째, 전자기 유도 방식은 서로 다른 두 개의 코일을 가까이 접근 시킨 후 한쪽 코일에 교류 전류를 흐르게 하면 자속이 발생하게 되고 이를 통해 다른 코일 한쪽에도 기전력이 발생하는 현상을 이용한다. 전자기 유도방식은 전력 이용 효율이 대략 60~98%에 이르는 등 고효율 및 실용화가 가장 많이 진행되어 있다.First, in the electromagnetic induction method, a magnetic flux is generated when alternating current flows in one coil after approaching two different coils close to each other, and an electromotive force is generated in one of the other coils. In the electromagnetic induction method, the efficiency of electric power utilization is about 60% to 98%, and the most efficient and practical use is proceeding the most.

둘째, 전파 수신 방식은 전파 에너지를 안테나로 수신하여 이용하는 것으로 교류 전파 파형을 정류회로를 통해 직류로 변환하여 전력을 얻는다. 전파수신방식은 가장 긴 거리간(수 m 이상) 무선전력전송이 가능하다.Second, the radio wave reception method uses electric wave energy received by an antenna and converts the AC wave into a direct current through a rectifying circuit to obtain electric power. The radio reception system is capable of wireless power transmission over the longest distance (several meters or more).

셋째, 공진방식은 전장 혹은 자장의 공진을 이용한 것으로 기기간에 동일 주파수로 공진하여 에너지를 전달한다. 자장의 공진을 이용하는 경우 LC공진기 구조를 활용한 자계공진(magnetic resonance coupling)을 이용하여 전력을 발생시킨다. 자계공진방식은 사용 주파수의 파장에 비해 짧은 거리의 근접장(near field)효과를 이용하는 기술로써, 전파 수신 방식과는 달리 비방사형(non-radiative) 에너지 전송이며, 송수신부간의 공진주파수를 일치시켜 전력을 전송한다. 자계공진방식을 통해 전력 전송효율은 약 50~60% 정도로 높아지며, 이 정도의 효율은 전파 방사를 통한 전파 수신형 보다 상당히 높은 것이다. 송수신기간 거리는 약 수 m로써, 비록 전파 수신 방식보다는 근거리에서 사용되는 기술이나, 수 mm 이내의 전자 유도형 방식보다는 매우 먼 거리에서도 전력 전송이 가능하게 된다.Third, the resonance method uses resonance of electric field or magnetic field and resonates at the same frequency between devices to transmit energy. When the resonance of a magnetic field is used, a magnetic resonance coupling using an LC resonator structure is used to generate electric power. The magnetic field resonance method is a technique that utilizes a near field effect of a short distance compared to the wavelength of the used frequency. It is a non-radiative energy transmission unlike the radio wave receiving method. The resonance frequency of the transmitting / Lt; / RTI > The power transmission efficiency is increased to about 50 ~ 60% by the magnetic field resonance method, and this efficiency is considerably higher than the propagation type through the radio wave radiation. The distance between the transmitter and the receiver is about several meters. Although the technique is used in close proximity rather than the radio reception method, it is possible to transmit power even at a very long distance than the electromagnetic induction method within a few millimeters.

도 1은 예시적인 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다. 1 shows a wireless power transmission system according to an exemplary embodiment.

도 1의 예에서, 무선 전력 전송 시스템을 통해 전송되는 무선 전력은 공진 전력(resonance power)이라 가정한다. In the example of FIG. 1, it is assumed that the wireless power transmitted through the wireless power transmission system is a resonance power.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 즉, 무선 전력 전송 시스템은 소스에 해당하는 공진 전력 전송 장치(110)와 타겟에 해당하는 공진 전력 수신 장치(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system is a source-target structure consisting of a source and a target. That is, the wireless power transmission system includes a resonant power transmission device 110 corresponding to a source and a resonant power receiving device 120 corresponding to a target.

공진 전력 전송 장치(110)는 외부의 전압 공급기로부터 에너지를 수신하여 공진 전력을 발생시키는 소스부(111) 및 소스 공진기(115)를 포함한다. 또한, 공진 전력 전송 장치(110)는 공진주파수 또는 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 제어부(Matching control)(113)를 더 포함하여 구성될 수 있다. The resonant power transmission device 110 includes a source portion 111 and a source resonator 115 that receive energy from an external voltage supply to generate resonant power. The resonant power transmission apparatus 110 may further include a matching controller 113 for performing a resonant frequency or impedance matching.

소스부(111)는 외부의 전압 공급기로부터 에너지를 수신하여 공진 전력을 발생시킨다. 소스부(111)는 외부 장치로부터 입력되는 교류 신호의 신호 레벨을 원하는 레벨로 조정하기 위한 AC-AC Converter, AC-AC Converter로부터 출력되는 교류 신호를 정류함으로써 일정 레벨의 DC 전압을 출력하는 AC-DC Converter, AC-DC Converter에서 출력되는 DC 전압을 고속 스위칭함으로써 수 MHz ~ 수십MHz 대역의 AC 신호를 생성하는 DC-AC Inverter를 포함할 수 있다.The source portion 111 receives energy from an external voltage supply to generate resonance power. An AC-AC converter for adjusting a signal level of an AC signal input from an external device to a desired level, an AC-AC converter for outputting a DC voltage of a certain level by rectifying an AC signal output from the AC- DC converter that generates AC signals of several MHz to several tens MHz by switching the DC voltage output from the DC-DC converter and the AC-DC converter at high speed.

매칭 제어부(Matching control)(113)는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 소스 공진기(115)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 매칭 제어부(Matching control)(113)는 소스 공진 대역폭 설정부(도시 되지 않음) 또는 소스 매칭 주파수 설정부(도시 되지 않음) 중 적어도 하나를 포함한다. 소스 공진 대역폭 설정부는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth)을 설정한다. 소스 매칭 주파수 설정부는 소스 공진기(115)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 이때, 소스 공진기의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 소스 공진기의 임피던스 매칭 주파수 설정에 따라서 소스 공진기(115)의 Q-factor가 결정될 수 있다.The matching controller 113 sets the resonance bandwidth of the source resonator 115 or the impedance matching frequency of the source resonator 115. The matching control 113 includes at least one of a source resonance bandwidth setting unit (not shown) or a source matching frequency setting unit (not shown). The source resonance bandwidth setting unit sets a resonance bandwidth of the source resonator 115. The source matching frequency setting unit sets the impedance matching frequency of the source resonator 115. At this time, the Q-factor of the source resonator 115 can be determined according to the resonance bandwidth of the source resonator or the impedance matching frequency setting of the source resonator.

소스 공진기(115)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 타겟 공진기로 전달(transferring)한다. 즉, 소스 공진기(115)는 타겟 공진기(121)와의 마그네틱 커플링(41)을 통해 공진 전력을 타겟 장치(120)로 전달한다. 이때, 소스 공진기(115)는 설정된 공진 대역폭 내에서 공진한다.The source resonator 115 transfers the electromagnetic energy to the target resonator. That is, the source resonator 115 transmits the resonant power to the target device 120 through the magnetic coupling 41 with the target resonator 121. At this time, the source resonator 115 resonates within the set resonance bandwidth.

공진 전력 수신 장치(120)는 타겟 공진기(121), 공진주파수 또는 임피던스 매칭을 수행하는 Matching control부(123) 및 수신된 공진 전력을 부하로 전달하기 위한 타겟부(125)를 포함한다. The resonance power receiving apparatus 120 includes a target resonator 121, a matching control unit 123 for performing resonance frequency or impedance matching, and a target unit 125 for transmitting the received resonance power to a load.

타겟 공진기(121)는 소스 공진기(115)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 이때, 타겟 공진기(121)는 설정된 공진 대역폭 내에서 공진한다.The target resonator 121 receives electromagnetic energy from the source resonator 115. At this time, the target resonator 121 resonates within the set resonance bandwidth.

Matching control부(123)는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수 중 적어도 하나를 설정한다. Matching control부(123)는 타겟 공진 대역폭 설정부(도시 되지 않음) 또는 타겟 매칭 주파수 설정부(도시 되지 않음) 중 적어도 하나를 포함한다. 타겟 공진 대역폭 설정부는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth)을 설정한다. 타겟 매칭 주파수 설정부는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 이때, 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수 설정에 따라서 타겟 공진기(121)의 Q-factor가 결정될 수 있다.The matching control unit 123 sets at least one of a resonance bandwidth of the target resonator 121 and an impedance matching frequency of the target resonator 121. The matching control unit 123 includes at least one of a target resonant bandwidth setting unit (not shown) or a target matching frequency setting unit (not shown). The target resonant bandwidth setting unit sets the resonant bandwidth of the target resonator 121. [ The target matching frequency setting unit sets the impedance matching frequency of the target resonator 121. At this time, the Q-factor of the target resonator 121 can be determined according to the resonance bandwidth of the target resonator 121 or the impedance matching frequency setting of the target resonator 121.

타겟부(125)는 수신된 공진 전력을 부하로 전달한다. 이때, 타겟부(125)는 소스 공진기(115)로부터 타겟 공진기(121)로 수신되는 AC 신호를 정류하여 DC 신호를 생성하는 AC-DC Converter와, DC 신호의 신호 레벨을 조정함으로써 정격 전압을 디바이스(device) 또는 부하(load)로 공급하는 DC-DC Converter를 포함할 수 있다. The target portion 125 delivers the received resonance power to the load. At this time, the target portion 125 includes an AC-DC converter for rectifying the AC signal received from the source resonator 115 to the target resonator 121 to generate a DC signal, and a DC-DC converter for supplying the DC voltage to a device or a load.

소스 공진기(115) 및 타겟 공진기(121)는 헬릭스(helix) 코일 구조의 공진기 또는 스파이럴(spiral) 코일 구조의 공진기, 또는 meta-structured 공진기로 구성될 수 있다.The source resonator 115 and the target resonator 121 may be composed of a resonator of a helix coil structure or a resonator of a spiral coil structure, or a meta-structured resonator.

도 1을 참조하면, 큐-펙터의 제어 과정은, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 및 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭을 설정하고, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 사이의 마그네틱 커플링을 통해 전자기(electromagnetic) 에너지를 상기 소스 공진기(115)로부터 상기 타겟 공진기(121)로 전달(transferring)하는 것을 포함한다. 이때, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭은 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭 보다 넓거나 좁게 설정될 수 있다. 즉, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭이 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭 보다 넓거나 좁게 설정됨으로써, 소스 공진기의 BW-factor와 상기 타겟 공진기의 BW-factor는 서로 불평형(unbalance) 관계가 유지된다. 1, the process of controlling the cue-effector includes setting the resonance bandwidth of the source resonator 115 and the resonant bandwidth of the target resonator 121 and setting the resonant bandwidth of the source resonator 115 and the target resonator 121, And transferring electromagnetic energy from the source resonator 115 to the target resonator 121 through a magnetic coupling between the source resonator 115 and the target resonator 121. At this time, the resonant bandwidth of the source resonator 115 may be set to be wider or narrower than the resonant bandwidth of the target resonator 121. That is, since the resonant bandwidth of the source resonator 115 is set to be wider or narrower than the resonant bandwidth of the target resonator 121, the unbalance relation between the BW-factor of the source resonator and the BW-factor of the target resonator is maintained .

공진 방식의 무선 전력 전송에서, 공진 대역폭은 중요한 factor이다. 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 사이의 거리 변화, 공진 임피던스의 변화, 임피던스 미스 매칭, 반사 신호 등을 모두 고려한 Q-factor를 Qt라 할 때, Qt는 수학식 1과 같이 공진 대역폭과 반비례 관계를 갖는다. In resonant wireless power transmission, resonant bandwidth is an important factor. Qt is a Q-factor that takes into consideration both a change in distance between the source resonator 115 and the target resonator 121, a change in resonance impedance, impedance mismatching, and a reflection signal, Qt is Qt, Inverse relationship.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112010035883439-pat00001
Figure 112010035883439-pat00001

수학식 1에서, f0는 중심주파수,

Figure 112010035883439-pat00002
는 대역폭,
Figure 112010035883439-pat00003
는 공진기 사이의 반사 손실, BWS는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭, BWD는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭을 나타낸다. 본 명세서에서 BW-factor는 1/ BWS 또는 1/BWD를 의미한다.In Equation (1), f 0 is the center frequency,
Figure 112010035883439-pat00002
Bandwidth,
Figure 112010035883439-pat00003
BW S is the resonant bandwidth of the source resonator 115, and BW D is the resonant bandwidth of the target resonator 121. [ In this specification, the BW-factor means 1 / BW S or 1 / BW D.

한편, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 간의 거리가 달라지거나, 둘 중 하나의 위치가 변하는 등의 외부 영향에 의하여, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 간의 임피던스 미스 매칭이 발생할 수 있다. 임피던스 미스 매칭은 전력 전달의 효율을 감소시키는 직접적인 원인이 될 수 있다. 매칭 제어부(Matching control)(113)는 전송신호의 일부가 반사되어 돌아오는 반사파를 감지함으로써, 임피던스 미스 매칭이 발생한 것으로 판단하고, 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 또한, 매칭 제어부(Matching control)(113)는 반사파의 파형 분석을 통해 공진 포인트를 검출함으로써, 공진 주파수를 변경할 수 있다. 여기서, 매칭 제어부(Matching control)(113)는 반사파의 파형에서 진폭(amplitude)이 최소인 주파수를 공진 주파수로 결정할 수 있다. On the other hand, impedance mismatching occurs between the source resonator 115 and the target resonator 121 due to external influences such as a difference between the distance between the source resonator 115 and the target resonator 121, . Impedance mismatching can be a direct cause of reducing the efficiency of power transfer. The matching controller 113 determines that impedance mismatching has occurred by detecting a reflected wave that is reflected by a part of the transmission signal and performs impedance matching. In addition, the matching controller 113 can change the resonance frequency by detecting the resonance point through waveform analysis of the reflected wave. Here, the matching controller 113 can determine the resonance frequency as the frequency with the minimum amplitude in the waveform of the reflected wave.

도 2는 일 실시예에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.2 illustrates a meta-structured resonator according to one embodiment.

도 2을 참조하면, meta-structured 공진기는 전송 선로(210) 및 커패시터(220)를 포함한다. 여기서 커패시터(220)는 전송 선로(210)의 특정 위치에 직렬로 삽입되고, 전계(electric field)는 커패시터에 갇히게 된다. Referring to FIG. 2, the meta-structured resonator includes a transmission line 210 and a capacitor 220. Here, the capacitor 220 is inserted in series at a specific position of the transmission line 210, and the electric field is confined in the capacitor.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 meta-structured 공진기는 3차원 구조의 형태를 갖는다. 도 2에 도시된 것과 달리 공진기는 전송 선로가 x, z평면에 배치된 2차원 구조로의 구현될 수 있다.Also, as shown in FIG. 2, the meta-structured resonator has a three-dimensional structure. 2, the resonator can be implemented in a two-dimensional structure in which the transmission line is disposed in the x, z plane.

커패시터(220)는 집중 소자(lumped element 및 분산 소자(distributed element), 예를 들어 interdigital 커패시터나 높은 유전율을 갖는 기판을 가운데다 둔 gap 커패시터 등의 형태로 전송 선로(210)에 삽입된다. 커패시터(220)가 전송 선로(210)에 삽입됨에 따라 상기 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다.The capacitor 220 is inserted into the transmission line 210 in the form of a lumped element and a distributed element such as an interdigital capacitor or a gap capacitor centered on a substrate having a high dielectric constant. 220 are inserted into the transmission line 210, the resonator may have a metamaterial characteristic.

여기서, 메타물질이란 자연에서 발견될 수 없는 특별한 전기적 성질을 갖는 물질로서, 인공적으로 설계된 구조를 갖는다. 자연계에 존재하는 모든 물질들의 전자기 특성은 고유의 유전율 또는 투자율을 가지며, 대부분의 물질들은 양의 유전율 및 양의 투자율을 갖는다. 대부분의 물질들에서 전계, 자계 및 포인팅 벡터에는 오른손 법칙이 적용되므로, 이러한 물질들을 RHM(Right Handed Material)이라고 한다. 그러나, 메타물질은 1보다 작은 유전율 또는 투자율을 가진 물질로서, 유전율 또는 투자율의 부호에 따라 ENG(epsilon negative) 물질, MNG(mu negative) 물질, DNG(double negative) 물질, NRI(negative refractive index) 물질, LH(left-handed) 물질 등으로 분류된다.Here, a metamaterial is a material having a special electrical property that can not be found in nature, and has an artificially designed structure. The electromagnetic properties of all materials present in nature have inherent permittivity or permeability, and most materials have a positive permittivity and a positive permeability. In most materials, the right-hand rule applies to electric fields, magnetic fields and pointing vectors, so these materials are called RHM (Right Handed Material). However, the meta-material is a material having a permittivity or permeability of less than 1, and may be an epsilon-negative (ENG) material, a mu negative material, a double negative material, a negative refractive index (NRI) Materials, and left-handed (LH) materials.

이 때, 집중 소자로서 삽입된 커패시터의 커패시턴스가 적절히 정해지는 경우, 상기 공진기는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 커패시터의 커패시턴스를 적절히 조절함으로써, 공진기는 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 공진기는 MNG 공진기로 불려질 수 있다.At this time, when the capacitance of the capacitor inserted as a lumped element is appropriately determined, the resonator can have the property of the metamaterial. In particular, by properly adjusting the capacitance of the capacitor, the resonator can have a negative magnetic permeability, so that the resonator according to an embodiment of the present invention can be referred to as an MNG resonator.

상기 MNG 공진기는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. MNG 공진기는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 MNG 공진기의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. 즉, 아래에서 다시 설명하겠지만, MNG 공진기에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 커패시터를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, MNG 공진기의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.The MNG resonator may have a zeroth-order resonance characteristic with a resonance frequency at a frequency when the propagation constant is zero. Since the MNG resonator may have a zero resonance characteristic, the resonance frequency may be independent of the physical size of the MNG resonator. That is, as will be described later, it is sufficient to appropriately design a capacitor in order to change the resonance frequency in the MNG resonator, so that the physical size of the MNG resonator can be changed.

또한, 근접 필드(near field)에서 전계는 전송 선로(210)에 삽입된 직렬 커패시터(220)에 집중되므로, 직렬 커패시터(220)로 인하여 근접 필드에서는 자계(magnetic field)가 도미넌트(dominant)해진다. Also, since the electric field in the near field is concentrated in the series capacitor 220 inserted in the transmission line 210, the magnetic field is dominant in the near field due to the series capacitor 220.

또한, MNG 공진기는 집중 소자로의 커패시터(220)을 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the MNG resonator can have a high Q-factor by using the capacitor 220 to the lumped element, the efficiency of power transmission can be improved.

또한, MNG 공진기는 임피던스 매칭을 위한 매칭기(230)를 포함할 수 있다. 이 때, 매칭기(230)는 MNG 공진기와의 결합을 위해 자계의 강도를 적절히 조절 가능(tunable)하고, 매칭기(230)에 의해 MNG 공진기의 임피던스는 조절된다. 그리고, 전류는 커넥터(240)를 통하여 MNG 공진기로 유입되거나 MNG 공진기로부터 유출된다.In addition, the MNG resonator may include a matching unit 230 for impedance matching. At this time, the matching unit 230 can appropriately adjust the intensity of the magnetic field for coupling with the MNG resonator, and the impedance of the MNG resonator is adjusted by the matching unit 230. Then, the current flows into the MNG resonator through the connector 240 or out of the MNG resonator.

또한, 도 2에 명시적으로 도시되지 아니하였으나, MNG 공진기를 관통하는 마그네틱 코어가 더 포함될 수 있다. 이러한 마그네틱 코어는 전력 전송 거리를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. Further, although not explicitly shown in Fig. 2, a magnetic core passing through the MNG resonator may be further included. Such a magnetic core can perform a function of increasing a power transmission distance.

본 발명의 MNG 공진기가 갖는 특성들에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.The characteristics of the MNG resonator of the present invention are described in detail below.

도 3은 도 2에 도시된 공진기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an equivalent circuit of the resonator shown in Fig.

도 2에 도시된 공진기는 도 3에 도시된 등가 회로로 모델링될 수 있다. 도 3의 등가 회로에서 CL은 도 2의 전송 선로의 중단부에 집중 소자의 형태로 삽입된 커패시터를 나타낸다.The resonator shown in Fig. 2 can be modeled by the equivalent circuit shown in Fig. In the equivalent circuit of Fig. 3, C L represents a capacitor inserted in the form of a lumped element in the middle of the transmission line of Fig.

이 때, 도 2에 도시된 무선 전력 전송을 위한 공진기는 영번째 공진 특성을 갖는다. 즉, 전파 상수가 0인 경우, 무선 전력 전송을 위한 공진기는

Figure 112010035883439-pat00004
를 공진 주파수로 갖는다고 가정한다. 이 때, 공진 주파수
Figure 112010035883439-pat00005
는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 여기서, MZR은 Mu Zero Resonator를 의미한다.At this time, the resonator for the radio power transmission shown in Fig. 2 has the zero-th resonance characteristic. That is, when the propagation constant is zero, the resonator for wireless power transmission
Figure 112010035883439-pat00004
Is assumed to have a resonant frequency. At this time,
Figure 112010035883439-pat00005
Can be expressed by the following equation (1). Here, MZR means Mu Zero Resonator.

Figure 112010035883439-pat00006
Figure 112010035883439-pat00006

상기 수학식 1을 참조하면, 공진기의 공진 주파수

Figure 112010035883439-pat00007
Figure 112010035883439-pat00008
에 의해 결정될 수 있고, 공진 주파수
Figure 112010035883439-pat00009
와 공진기의 물리적인 사이즈는 서로 독립적일 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 공진 주파수
Figure 112010035883439-pat00010
와 공진기의 물리적인 사이즈가 서로 독립적이므로, 공진기의 물리적인 사이즈는 충분히 작아질 수 있다.Referring to Equation 1, the resonance frequency of the resonator
Figure 112010035883439-pat00007
The
Figure 112010035883439-pat00008
And the resonance frequency < RTI ID = 0.0 >
Figure 112010035883439-pat00009
And the physical size of the resonator can be independent of each other. Therefore,
Figure 112010035883439-pat00010
And the physical size of the resonator are independent of each other, the physical size of the resonator can be sufficiently small.

도 4은 다른 일 실시예에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a meta-structured resonator according to another embodiment.

도 4을 참조하면, meta-structured 공진기는 전송선로부(410) 및 커패시터(420)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공진기는, 피딩부(430)를 더 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, the meta-structured resonator includes a transmission line portion 410 and a capacitor 420. In addition, the resonator according to an embodiment of the present invention may further include a feeding unit 430.

전송선로부(410)는 복수의 전송 선로 쉬트(Sheet)가 병렬로 배치된다. 복수의 전송 선로 쉬트가 병렬로 배치되는 구성은, 도 11을 통하여 보다 상세하기 설명하기로 한다. In the transmission line unit 410, a plurality of transmission line sheets are arranged in parallel. A configuration in which a plurality of transmission line sheets are arranged in parallel will be described in more detail with reference to FIG.

커패시터(420)는, 전송선로부(410)의 특정 위치에 삽입된다. 이때, 커패시터(420)는 전송선로부(410)의 중단에 직렬로 삽입될 수 있다. 이때, 공진기에 생성되는 전계(electric field)는 커패시터(420)에 갇히게 된다.The capacitor 420 is inserted at a specific position of the transmission line portion 410. At this time, the capacitor 420 may be inserted in series to the interruption of the transmission line unit 410. At this time, the electric field generated in the resonator is confined in the capacitor 420.

커패시터(420)는 집중 소자(lumped element 및 분산 소자(distributed element), 예를 들어 interdigital 커패시터나 높은 유전율을 갖는 기판을 가운데다 둔 gap 커패시터 등의 형태로 전송 선로부(410)에 삽입될 수 있다. 커패시터(420)가 전송 선로부(410)에 삽입됨에 따라, 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다.The capacitor 420 may be inserted into the transmission line portion 410 in the form of a lumped element and a distributed element such as an interdigital capacitor or a gap capacitor centered on a substrate having a high dielectric constant As the capacitor 420 is inserted into the transmission line portion 410, the resonator may have the characteristics of a metamaterial.

피딩부(430)는 MNG 공진기에 전류를 공급(feeding)하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 피딩부(430)는, 공진기로 공급되는 전류를 복수의 전송 선로 쉬트로 균등하게 분배되도록 설계될 수 있다.The feeding unit 430 may perform a function of feeding a current to the MNG resonator. At this time, the feeder 430 can be designed to evenly distribute the current supplied to the resonator to a plurality of transmission line sheets.

도 5는 도 4의 커패시터(420)의 삽입 위치를 상세하게 나타내는 도면이다. 5 is a view showing in detail the insertion position of the capacitor 420 of FIG.

도 5를 참조하면, 커패시터(420)는 전송선로부(410)의 중단부에 삽입된다. 이때, 전송선로부(410)의 중단부는 커패시터(420)가 삽입될 수 있도록 오픈(open)된 형태일 수 있으며, 각각의 전송 선로 쉬트들(410-1, 410-2, 410-n)은 중단부에서 서로 병렬 연결된 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the capacitor 420 is inserted into the intermediate portion of the transmission line portion 410. At this time, the intermediate portion of the transmission line unit 410 may be opened so that the capacitor 420 can be inserted, and each of the transmission line sheets 410-1, 410-2, and 410-n And can be configured in parallel with each other at the stop.

도 6은 일 예에 따른 무선 전력 송수신을 위한 시스템을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a system for wireless power transmission and reception according to an example.

도 6을 참조하면, 무선 전력 송수신을 위한 시스템은 무선 전력(WP: Wireless Power) 송신기(600), 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a system for wireless power transmission / reception includes a wireless power (WP) transmitter 600, a first target receiver 700, and a second target receiver 800.

WP 송신기(600), 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)는 도 1을 참조하여 설명한 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 공진 전력 전송 장치(110)는 WP 송신기(600)의 소스부(610)이며, 도 1의 공진 전력 수신 장치(120)는 제1타겟 수신기(700) 또는 제2타겟 수신기(800)일 수 있다. 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)는 무선 전력 충전이 가능한 모든 디바이스이다.The WP transmitter 600, the first target receiver 700 and the second target receiver 800 may be used in the wireless power transmission system described with reference to FIG. For example, the resonant power transmission device 110 of FIG. 1 is a source portion 610 of a WP transmitter 600, and the resonant power receiving device 120 of FIG. 1 includes a first target receiver 700 or a second target Receiver 800. < / RTI > The first target receiver 700 and the second target receiver 800 are all devices capable of wireless power charging.

WP 송신기(600)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 무선 전력 송신 기술을 이용하여, 공진 주파수를 통해 무선 전력을 발생시킨다. 또한, WP 송신기(600)는 복수 개의 타겟 수신기들에게 동시에 또는 시분할 방식을 이용하여 무선 전력을 전송할 수 있다.The WP transmitter 600 generates wireless power over the resonant frequency using the wireless power transmission technique described with reference to Figs. 1-5. In addition, the WP transmitter 600 may transmit wireless power to a plurality of target receivers simultaneously or in a time-division manner.

제1타겟 수신기(700)는 WP 송신기(600)로부터 무선 전력을 수신하여 전력을 즉시 사용하거나 배터리를 충전한다.The first target receiver 700 receives wireless power from the WP transmitter 600 to immediately use the power or charge the battery.

도 7은 도 6에 도시된 WP 송신기(600)의 일 예를 도시한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a WP transmitter 600 shown in FIG.

도 7을 참조하면, WP 송신기(600)는 소스부(610), 통신부(620), 측정부(630), 제어부(640) 및 저장부(650)를 포함한다.7, the WP transmitter 600 includes a source unit 610, a communication unit 620, a measurement unit 630, a control unit 640, and a storage unit 650.

소스부(610)는 상호 정의된 주파수를 이용하여 제1타겟 수신기(700)와 공진 주파수를 동기화하고, 임피던스 매칭을 수행한다. 제1타겟 수신기(700)와 동기화된 공진 주파수를 제1공진 주파수(f1)이라 한다. 소스부(610)는 무선 전력을 제1타겟 수신기(700)에게 전송한다. 소스부(610)는 도 1의 공진 전력 전송 장치(110)일 수 있다. 따라서, 소스부(610)의 상세한 설명은 생략한다.The source unit 610 synchronizes the resonance frequency with the first target receiver 700 using the mutually defined frequency, and performs impedance matching. The resonance frequency synchronized with the first target receiver 700 is referred to as a first resonance frequency f 1 . The source unit 610 transmits the wireless power to the first target receiver 700. [ The source portion 610 may be the resonant power transmission device 110 of FIG. Therefore, detailed description of the source portion 610 is omitted.

통신부(620)는 제1타겟 수신기(700) 또는 제2타겟 수신기(800)와 유무선 통신할 수 있다. 통신부(620)는 제1타겟 수신기(700)로부터 제1타겟 수신기(700)가 요구하는 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 수신한다.The communication unit 620 can perform wire / wireless communication with the first target receiver 700 or the second target receiver 800. [ The communication unit 620 receives from the first target receiver 700 information on the transmission capacity and charging rate of the radio power required by the first target receiver 700. [

또한, 통신부(620)는 제2타겟 수신기(800)로부터 무선 전력의 전송을 요청하는 메시지를 수신할 수 있다. 상기 메시지는 제2타겟 수신기(800)가 요구하는 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 포함한다. 전송 용량은 제2타겟 수신기(800)가 필요로 하는 무선 전력의 총 용량, 즉, 에너지를 의미한다. 전송 용량의 단위의 예로는 mWh, mAh 등이 있다. 충전 속도는 무선 전력의 순간 전송 용량, 즉, 파워를 의미하며, 단위로는 mW, mA 등이 있다.In addition, the communication unit 620 may receive a message requesting transmission of radio power from the second target receiver 800. [ The message includes information on the transmission capacity and charging speed of the radio power required by the second target receiver 800. [ The transmission capacity refers to the total capacity of the radio power required by the second target receiver 800, that is, energy. Examples of units of transmission capacity include mWh, mAh, and the like. The charging rate refers to the instantaneous transmission capacity of the wireless power, that is, the power, in units of mW and mA.

측정부(630)는 제1타겟 수신기(700) 또는 제2타겟 수신기(800)의 주파수별 전송효율을 측정한다. 또한, 측정부(630)는 제1타겟 수신기(700) 또는 제2타겟 수신기(800)의 매칭 파라미터의 값에 대한 전송효율을 측정한다. 측정되는 전송효율은 무선 전력의 전송효율이다.The measurement unit 630 measures the transmission efficiency of the first target receiver 700 or the second target receiver 800 by frequency. The measuring unit 630 measures the transmission efficiency of the value of the matching parameter of the first target receiver 700 or the second target receiver 800. [ The measured transmission efficiency is the transmission efficiency of the wireless power.

제어부(640)는 제1타겟 수신기(700)에게 무선 전력을 전송하는 중 제2타겟 수신기(800)로부터 무선 전력의 전송을 요청받으면, 제2타겟 수신기(800)의 공진 주파수 및 시분할 방식을 이용하여 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하도록 소스부(610)를 제어한다.The control unit 640 receives the request for transmission of the radio power from the second target receiver 800 while transmitting the radio power to the first target receiver 700. The control unit 640 uses the resonant frequency of the second target receiver 800 and the time- And controls the source unit 610 to transmit the wireless power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [

구체적으로 설명하면, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송할 때 가장 효율이 우수한 주파수를 정하기 위하여, 주파수를 변경하면서 무선 전력을 제2타겟 수신기(800)에게 전송하도록 소스부(610)를 제어한다. 제어부(640)는 변경되는 주파수 별 전송효율을 측정하도록 측정부(630)를 제어한다. 제1타겟 수신기(700)의 주파수 별 전송효율은 기측정되어 저장부(650)에 저장되어 있거나, 또는 측정부(630)에서 새로 측정될 수 있다.In order to determine the most efficient frequency when transmitting the radio power to the second target receiver 800, the controller 640 controls the first target receiver 800 to transmit the radio power to the second target receiver 800 while changing the frequency. (610). The control unit 640 controls the measurement unit 630 to measure the transmission efficiency for each changed frequency. The frequency-dependent transmission efficiency of the first target receiver 700 may be measured and stored in the storage unit 650 or may be newly measured in the measurement unit 630.

도 8은 전송효율과 주파수의 관계를 보여주는 그래프이다. 도 8을 참조하면, e1(f)는 제1타겟 수신기(700)의 전송효율, e2(f)는 제2타겟 수신기(800)의 전송효율, f는 주파수이다. f 2는 제2공진 주파수로 결정된 주파수일 수 있다. 제2공진 주파수는 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하는데 필요한 최적의 주파수이다.8 is a graph showing a relationship between transmission efficiency and frequency. Referring to FIG. 8, e 1 (f) is the transmission efficiency of the first target receiver 700, e 2 (f) is the transmission efficiency of the second target receiver 800, and f is the frequency. f 2 may be a frequency determined by the second resonance frequency. The second resonant frequency is the optimal frequency needed to transmit the wireless power to the second target receiver 800. [

그리고, 제어부(640)는, 측정된 전송효율을 기초로, 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 시분할 방식 및 제2공진 주파수 중 적어도 하나를 정할 수 있다.The control unit 640 controls the time division method and the second resonance frequency for alternately transmitting the radio power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800 based on the measured transmission efficiency, You can choose one.

제어부(640)는 [수학식 2]를 이용하여 시분할 방식 및 제2공진 주파수를 산출할 수 있다.The controller 640 can calculate the time-division method and the second resonance frequency using Equation (2).

Figure 112010035883439-pat00011
Figure 112010035883439-pat00011

단, t1 + t2 = 1, 0≤t1, 0≤t2 However, t 1 + t 2 = 1 , 0≤t 1, 0≤t 2

[수학식 2]를 참조하면, WPMAX는 'e1(f1)·t1 + e2(f2)·t2'의 최대값, f1은 제1공진 주파수로서, 제1타겟 수신기(700)에 할당된 주파수이다. f2는 제2공진 주파수로 제2타겟 수신기(800)에 할당된 주파수 이다. t1과 t2는 시분할에 의해, 각각 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에 할당된 시간이다. 제어부(640)는 'e1(f1)·t1 + e2(f2)·t2'가 최대값을 갖도록 하는 f1, f2, t1 및 t2를 산출 또는 결정한다. t1과 t2는 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에서 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 전환 주기일 수 있다. 전환 주기는 오버헤드에 의해 무선 전력의 전송효율을 저하시킬 수 있으므로, 제어부(640)는 공진 주파수의 전환에 의한 오버헤드를 고려하여 f1, f2, t1및 t2를 결정한다. 이때, f1은 기존에 제1타겟 수신기(700)와 에너지 전송을 위해 사용하였던 값을 그대로 사용할 수도 있다.Referring to Equation (2), WP MAX is the maximum value of e 1 (f 1 ) · t 1 + e 2 (f 2) · t 2 ', f 1 is the first resonant frequency, . ≪ / RTI > f2 is the frequency assigned to the second target receiver 800 at the second resonant frequency. t 1 and t 2 are times assigned to the first target receiver 700 and the second target receiver 800, respectively, by time sharing. Controller 640 calculates or determines the f1, f2, t1 and t2 that 'e 1 (f1) · t 1 + e 2 (f2) · t 2' to have a maximum value. t 1 and t 2 may be a switching period for alternately transmitting wireless power in the first target receiver 700 and the second target receiver 800. Switching cycle, so by the overhead may degrade the transmission efficiency of the wireless power, the controller 640 by considering the overhead due to the switching of the resonant frequency to determine the f1, f2, t 1 and t 2. At this time, the value f1 may be used as it is for the energy transmission with the first target receiver 700. [

또는, 제어부(640)는 기수신된 제1타겟 수신기(700)가 요구한 충전 속도, 제2타겟 수신기(800)가 요구한 충전 속도 및 측정된 제2타겟 수신기(800)의 전송효율을 기초로, 시분할 방식, 제1공진 주파수 및 제2공진 주파수를 정할 수 있다. 이를 식으로 표현한 것이 [수학식 3]이다.Alternatively, the control unit 640 may determine the charging rate requested by the first target receiver 700, the charging rate requested by the second target receiver 800, and the transmission efficiency of the measured second target receiver 800, The first resonance frequency, and the second resonance frequency. This expression is expressed by Equation (3).

Figure 112010035883439-pat00012
Figure 112010035883439-pat00012

단, t1 + t2 = 1, 0≤t1, 0≤t2 However, t 1 + t 2 = 1 , 0≤t 1, 0≤t 2

[수학식 3]을 참조하면, WPMAX는 'se1(f1)·t1 + se2(f2)·t2'의 최대값, f1은 제1공진 주파수로서, 제1타겟 수신기(700)에 할당된 주파수이다. f2는 제2공진 주파수로 제2타겟 수신기(800)에 할당된 주파수 이다. t1과 t2는 시분할에 의해, 각각 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에 할당된 시간이다. 또한, s1은 제1타겟 수신기(700)가 요구한 충전 속도, s2는 제2타겟 수신기(800)가 요구한 충전 속도이다.Referring to Equation (3), WP MAX is the maximum value of 's 1 · e 1 (f 1 ) · t 1 + s 2 · e 2 (f 2) · t 2 ', f 1 is the first resonance frequency, 1 < / RTI > f2 is the frequency assigned to the second target receiver 800 at the second resonant frequency. t 1 and t 2 are times assigned to the first target receiver 700 and the second target receiver 800, respectively, by time sharing. S 1 is the charging rate required by the first target receiver 700 and s 2 is the charging rate requested by the second target receiver 800.

제어부(640)는 'se1(f1)·t1 + se2(f2)·t2'가 최대값을 갖도록 하는 f1, f2, t1 및 t2를 산출 또는 결정한다. 제어부(640)는 [수학식 2]를 참조하여 설명한 바와 같이, 공진 주파수의 전환에 의한 오버헤드를 고려하여 f1, f2, t1및 t2를 결정한다. 만약, 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)가 Delay Constraint인 T1과 T2를 각각 할당하면, [수학식 3]의 충전속도(si)=제i타겟 수신기가 요구한 전송용량/Ti, (i는 1, 2)이다.Controller 640 calculates or determines the 's 1 · e 1 (f1 ) · t 1 + s 2 · e 2 (f2) · t 2' is f1 to have a maximum value, f2, t 1 and t 2 . The control unit 640 as described with reference to Equation (2), by considering the overhead due to the switching of the resonant frequency to determine the f1, f2, t 1 and t 2. If the first target receiver 700 and the second target receiver 800 allocate the delay constraints T1 and T2, respectively, the charging rate s i of Equation (3) = the transmission requested by the ith target receiver Capacity / Ti, (i = 1, 2).

한편, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)가 필요로 하는 전송 용량, 배터리의 latency 및 제2타겟 수신기(800)가 제공하는 서비스의 품질 중 적어도 하나를 더 고려하여 시분할 방식을 결정할 수 있다. 이때 배터리의 latency는 배터리가 소진될까지 걸리는 시간을 의미한다. 예를 들어, 제1타겟 수신기(700)의 배터리 잔량이 20%이고 latency가 1시간이며, 제2타겟 수신기(800)의 배터리 잔량이 10%이고 latency가 10분이면, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)에게 보다 많은 시간(t2)를 할당할 수 있다.Meanwhile, the controller 640 may determine the time division scheme considering at least one of the transmission capacity required by the second target receiver 800, the latency of the battery, and the quality of the service provided by the second target receiver 800 have. The latency of the battery means the time it takes for the battery to drain. For example, if the battery remaining amount of the first target receiver 700 is 20%, the latency is 1 hour, the remaining amount of the battery of the second target receiver 800 is 10%, and the latency is 10 minutes, 2 < / RTI > target receiver 800 at a time t2.

상술한 [수학식 2] 또는 [수학식 3]에 의해 시분할 방식 및 제2공진 주파수가 결정되면, 제어부(640)는 매칭 파라미터의 값을 가변하면서 전송효율을 측정하도록 측정부(630)를 제어한다. 이를 통해, 각각 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)와 가장 높은 효율이 나오는 매칭값을 결정한다. 이때 결정된 제i타겟 수신기(i=1,2)와의 매칭을 mi(i=1,2)로 한다. 이때 m1은 기존에 제1타겟 수신기(700)와 전송에 사용하였던 매칭값을 사용할 수도 있다.When the time division method and the second resonance frequency are determined by the above-described [Expression 2] or [Expression 3], the controller 640 controls the measuring unit 630 to measure the transmission efficiency while varying the value of the matching parameter do. Thereby determining the highest efficiency matching value with the first target receiver 700 and the second target receiver 800, respectively. The matching with the determined ith target receiver (i = 1, 2) is m i (i = 1, 2). In this case, m 1 may use the matching value previously used for transmission with the first target receiver 700.

이로써, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하는데 필요한 공진 주파수와 시분할 방식을 결정한다. Accordingly, the control unit 640 determines the resonant frequency and the time-sharing method necessary for transmitting the radio power to the second target receiver 800. [

통신부(620)는 상술한 과정에 의해 획득된 제1공진 주파수, 제2공진 주파수, 시분할 방식 및 임피던스 매칭 정보를 제1타겟 수신기(700)와 제2타겟 수신기(800)에게 각각 전송한다. 시분할 방식은 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송할 시간에 대한 정보를 포함한다. 제1공진 주파수, 제2공진 주파수 및 임피던스 매칭 정보는 무선 전력의 송수신에 필요한 정보이다.The communication unit 620 transmits the first resonance frequency, the second resonance frequency, the time-sharing method, and the impedance matching information obtained by the above-described process to the first target receiver 700 and the second target receiver 800, respectively. The time division scheme includes information on the time to transmit the radio power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [ The first resonance frequency, the second resonance frequency, and the impedance matching information are information necessary for transmission and reception of radio power.

자세히 설명하면, 제1공진 주파수 및 제2공진 주파수는 WP 송신기(600)와 제2타겟 수신기(800) 사이의 주파수 동기화에 사용되는 공진 주파수이다. 임피던스 매칭 정보는 WP 송신기(600)와 제2타겟 수신기(800) 사이의 임피던스 매칭에 필요한 파라미터의 값이다. 임피던스 매칭에 대해서는 도1을 참조하여 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.More specifically, the first resonant frequency and the second resonant frequency are resonant frequencies used for frequency synchronization between the WP transmitter 600 and the second target receiver 800. [ The impedance matching information is a parameter value required for impedance matching between the WP transmitter 600 and the second target receiver 800. Since the impedance matching has been described with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

소스부(610)는 제2공진 주파수 및 임피던스 매칭 정보를 이용하여 제2타겟 수신기(800)와 공진 주파수를 동기화하고 및 임피던스 매칭을 수행한다. 그리고, 소스부(610)는 무선 전력을 제2타겟 수신기(800)에게 전송한다.The source unit 610 synchronizes the resonant frequency with the second target receiver 800 using the second resonant frequency and the impedance matching information, and performs impedance matching. Then, the source unit 610 transmits the radio power to the second target receiver 800.

저장부(650)는 제1타겟 수신기(700)와 WP 송신기(600) 간에 형성된 공진 주파수의 정보와 제1임피던스 매칭 정보를 저장한다. 또한, 저장부(650)는 [수학식 2] 또는 [수학식 3]에 의해 결정되는 제1공진 주파수, 제2공진 주파수는, 시분할 방식 및 임피던스 매칭 정보를 저장한다.The storage unit 650 stores the information about the resonant frequency formed between the first target receiver 700 and the WP transmitter 600 and the first impedance matching information. In addition, the storage unit 650 stores the first resonance frequency determined by Equation (2) or (3), and the second resonance frequency stores the time division system and the impedance matching information.

도 9는 시분할 방식에 따라 변하는 공진 주파수 및 전송 효율을 도시한 도면이다.9 is a diagram showing a resonance frequency and a transmission efficiency that vary according to a time division method.

도 9를 참조하면, 소스부(610)는 결정된 시분할 방식에 따라 공진 주파수를 변경하여 무선 전력을 제1타겟 수신기(700) 또는 제2타겟 수신기(800)로 전송한다. 예를 들어, 소스부(610)는 설정된 시간(t1)동안 제1공진 주파수(f1)를 이용하여 무선 전력을 제1타겟 수신기(700)에게 전송한다. 설정된 시간(t1)이 경과하면, 소스부(610)는 제2공진 주파수(f2)를 이용하여 무선 전력을 제2타겟 수신기(800)에게 전송한다. 이로써, 시간(t1) 동안 제1타겟 수신기(700)의 전송효율은 제2타겟 수신기(800)의 전송효율보다 높다. 이 때, 제2타겟 수신기(800)의 전송효율은 0 이상의 값을 가질 수 있다. 시분할 방식에 의해 시간(t2) 동안에는 제2타겟 수신기(800)의 전송효율이 제1타겟 수신기(700)의 전송효율보다 높다.
Referring to FIG. 9, the source unit 610 changes the resonance frequency according to the determined time division scheme to transmit the radio power to the first target receiver 700 or the second target receiver 800. [ For example, the source unit 610 transmits the wireless power to the first target receiver 700 using the first resonant frequency f 1 for the set time t 1 . When the set time t 1 elapses, the source unit 610 transmits the radio power to the second target receiver 800 using the second resonant frequency f 2 . Thus, the transmission efficiency of the first target receiver 700 is higher than the transmission efficiency of the second target receiver 800 during the time t 1 . At this time, the transmission efficiency of the second target receiver 800 may have a value of zero or more. The transmission efficiency of the second target receiver 800 is higher than the transmission efficiency of the first target receiver 700 during the time t 2 by the time division method.

본 발명의 또 다른 실시예를 따르면 제어부(640)은 [수학식 4]를 이용하여 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에서 함께 사용하는 공용 공진 주파수인 f를 산출할 수 있다. 공용 공진 주파수가 산출되면, 제어부(640)는 시분할 방식을 사용하지 않을 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the control unit 640 may calculate the common resonance frequency f used together in the first target receiver 700 and the second target receiver 800 using Equation (4) have. When the common resonance frequency is calculated, the controller 640 may not use the time division method.

Figure 112010035883439-pat00013
Figure 112010035883439-pat00013

[수학식 4]를 참조하면, WPMAX는 'e1(f) + e2(f)'의 최대값, f는 공용 공진 주파수, e1(f)는 제1타겟 수신기(700)의 전송효율, e2(f)는 제2타겟 수신기(800)의 전송효율이다. 제어부(640)는 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, 'e1(f)·t1 + e2(f)·t2'가 최대값을 갖도록 하는 f를 산출 또는 결정한다. 이러한 경우 교번적인 전송이 없기 때문에 두 개의 타겟 수신기(700, 800)가 교번적으로 무선 전력을 사용하는 경우에 비해 전송 효율이 높게 나오는 경우가 존재한다. Referring to Equation 4], WP MAX is the transmission of 'e 1 (f) + e 2 (f)' a maximum value of, f is the common resonance frequency, e 1 (f) is the first target receiver 700 The efficiency e 2 (f) is the transmission efficiency of the second target receiver 800. The control unit 640 calculates or determines f such that 'e 1 (f) · t 1 + e 2 (f) · t 2 ' has the maximum value when the time division scheme is not used. In this case, because there is no alternate transmission, the transmission efficiency may be higher than when the two target receivers 700 and 800 alternately use radio power.

또는, 제어부(640)는 기수신된 제1타겟 수신기(700)가 요구한 충전 속도, 제2타겟 수신기(800)가 요구한 충전 속도 및 측정된 제2타겟 수신기(800)의 전송효율을 기초로, 시분할 방식 또는 공용 공진 주파수를 정할 수 있다. 이를 식으로 표현한 것이 [수학식 5]이다.Alternatively, the control unit 640 may determine the charging rate requested by the first target receiver 700, the charging rate requested by the second target receiver 800, and the transmission efficiency of the measured second target receiver 800, , A time division method or a common resonance frequency can be determined. This expression is expressed by Equation (5).

Figure 112010035883439-pat00014
Figure 112010035883439-pat00014

[수학식 5]를 참조하면, WPMAX는 se1(f) + se2(f)의 최대값, f는 공용 공진 주파수이다. 또한, s1은 제1타겟 수신기(700)가 요구한 충전 속도, s2는 제2타겟 수신기(800)가 요구한 충전 속도이다.Referring to Equation (5), WP MAX is a maximum value of s 1 · e 1 (f) + s 2 · e 2 (f), and f is a common resonance frequency. S 1 is the charging rate required by the first target receiver 700 and s 2 is the charging rate requested by the second target receiver 800.

제어부(640)는 's1·e1(f)+s2·e2(f)'가 최대값을 갖도록 하는 f를 산출 또는 결정한다. 제어부(640)는 [수학식 5]를 참조하여 설명한 바와 같이, 공진 주파수의 전환에 의한 오버헤드를 고려하여 f 를 결정한다. 결정된 f는 제1공진 주파수 및 제2공진 주파수로 사용될 수 있다. 만약, 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)가 Delay Constraint인 T1과 T2를 각각 할당하면, [수학식 3]의 충전속도(si)=제i타겟 수신기가 요구한 전송용량/Ti, (i는 1, 2)이다.The control unit 640 calculates or determines f such that 's 1 · e 1 (f) + s 2 · e 2 (f)' has the maximum value. The control unit 640 determines f by considering the overhead due to the switching of the resonance frequency, as described with reference to Equation (5). The determined f may be used as the first resonance frequency and the second resonance frequency. If the first target receiver 700 and the second target receiver 800 allocate the delay constraints T1 and T2, respectively, the charging rate s i of Equation (3) = the transmission requested by the ith target receiver Capacity / T i , (i = 1, 2).

한편, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)가 필요로 하는 전송 용량, 배터리의 latency 및 제2타겟 수신기(800)가 제공하는 서비스의 품질 중 적어도 하나를 더 고려하여 시분할 방식을 결정할 수 있다. 이때 배터리의 latency는 배터리가 소진될까지 걸리는 시간을 의미한다. 예를 들어, 제1타겟 수신기(700)의 배터리 잔량이 20%이고 latency가 1시간이며, 제2타겟 수신기(800)의 배터리 잔량이 10%이고 latency가 10분이면, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)에게 보다 많은 시간(t2)를 할당할 수 있다.Meanwhile, the controller 640 may determine the time division scheme considering at least one of the transmission capacity required by the second target receiver 800, the latency of the battery, and the quality of the service provided by the second target receiver 800 have. The latency of the battery means the time it takes for the battery to drain. For example, if the battery remaining amount of the first target receiver 700 is 20%, the latency is 1 hour, the remaining amount of the battery of the second target receiver 800 is 10%, and the latency is 10 minutes, 2 < / RTI > target receiver 800 at a time t2.

상술한 [수학식 4] 또는 [수학식 5]에 의해 공진 주파수가 결정되면, 제어부(640)는 매칭 파라미터의 값을 가변하면서 전송효율을 측정하도록 측정부(630)를 제어한다. 사용되는 매칭 파라미터는 임피던스 매칭을 위한 파라미터로서, 실수(real)와 허수(imaginary)일 수 있다. When the resonance frequency is determined by the above-described [Equation 4] or [Equation 5], the controller 640 controls the measuring unit 630 to measure the transmission efficiency while varying the value of the matching parameter. The matching parameters used are parameters for impedance matching and can be real and imaginary.

도 10은 전송효율과 매칭 파라미터의 관계를 도시한 그래프이다.10 is a graph showing the relationship between the transmission efficiency and the matching parameter.

도 10을 참조하면, 실수와 허수는 임피던스 매칭 파라미터(m)이다. e1(m)은 제1타겟 수신기(700)의 전송효율, e2(m)은 제2타겟 수신기(800)의 전송효율, f는 주파수이다. e1(m)과 e2(m)은 [수학식 2] 내지 [수학식 5] 중 하나에 의해 결정된 공진 주파수를 고정값으로 사용하고, 매칭 파라미터의 값을 변경하면서 산출된 전송효율이다. 원으로 표시되는 각 전송효율(e1(m), e2(m))의 가운데가 가장 높은 전송효율을 갖는다. Referring to FIG. 10, the real number and the imaginary number are the impedance matching parameter (m). e 1 (m) is the transmission efficiency of the first target receiver 700, e 2 (m) is the transmission efficiency of the second target receiver 800, and f is the frequency. e 1 (m) and e 2 (m) are transmission efficiencies calculated by using the resonance frequency determined by one of the equations (2) to (5) as a fixed value and changing the value of the matching parameter. The center of each transmission efficiency (e 1 (m), e 2 (m)) indicated by a circle has the highest transmission efficiency.

임피던스 매칭 정보는 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하는데 필요한 최적의 매칭 파라미터의 값을 나타낸다. 임피던스 매칭 정보와 최적의 매칭 파라미터의 값은 동일하며, 이하에서는 설명의 편의를 고려하여 혼용된다. The impedance matching information indicates the value of the best matching parameter required to transmit the radio power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [ The impedance matching information and the value of the optimum matching parameter are the same, and are mixed in consideration of the convenience of explanation below.

제어부(640)는 측정된 무선 전력의 전송효율을 기초로, 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 결정할 수 있다. 이를 식으로 표현한 것이 [수학식 6]이다.The controller 640 may determine a value of an optimal matching parameter for transmitting wireless power to the second target receiver 800 based on the measured transmission efficiency of the wireless power. This expression is expressed by Equation (6).

Figure 112010035883439-pat00015
Figure 112010035883439-pat00015

[수학식 6]의 f는 [수학식 4] 또는 [수학식 5]에 의해 결정된 값을 갖는다. WPMAX는 'e1(m) + e2(m) '의 최대값이며, m은 매칭 파라미터로서 실수와 허수로 표현된다. 제어부(640)는 'e1(m) + e2(m)'가 최대값을 갖도록 하는 최적의 매칭 파라미터의 값을 산출 또는 결정한다. F in the equation (6) has a value determined by the equation (4) or (5). WP MAX is the maximum value of 'e 1 (m) + e 2 (m)', and m is a matching parameter expressed as a real number and an imaginary number. The control unit 640 calculates or determines the value of the optimal matching parameter such that 'e 1 (m) + e 2 (m)' has the maximum value.

이로써, 제어부(640)는 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송하는데 필요한 공진 주파수를 결정한다.In this way, the control unit 640 determines the resonant frequency required to transmit the radio power to the second target receiver 800.

통신부(620)는 상술한 과정에 의해 획득된 공진 주파수 및 임피던스 매칭 정보를 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 전송한다. 시분할 방식은 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 무선 전력을 전송할 시간에 대한 정보를 포함한다. 공진 주파수 및 임피던스 매칭 정보는 무선 전력의 송수신에 필요한 정보이다.The communication unit 620 transmits the resonance frequency and impedance matching information obtained by the above-described process to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [ The time division scheme includes information on the time to transmit the radio power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [ The resonance frequency and impedance matching information are information necessary for transmission and reception of wireless power.

자세히 설명하면, 공진 주파수는 WP 송신기(600)와 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800) 사이의 주파수 동기화에 사용되는 공진 주파수이다. 임피던스 매칭 정보는 WP 송신기(600)와 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800) 사이의 임피던스 매칭에 필요한 파라미터의 값이다. 임피던스 매칭에 대해서는 도1을 참조하여 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.More specifically, the resonant frequency is a resonant frequency used for frequency synchronization between the WP transmitter 600 and the first target receiver 700 and the second target receiver 800. The impedance matching information is a value of a parameter required for impedance matching between the WP transmitter 600 and the first target receiver 700 and the second target receiver 800. Since the impedance matching has been described with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

소스부(610)는 공진 주파수 및 임피던스 매칭 정보를 이용하여 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)와 공진 주파수를 동기화하고 및 임피던스 매칭을 수행한다. 그리고, 소스부(610)는 무선 전력을 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에게 전송한다.
The source unit 610 synchronizes the resonance frequency with the first target receiver 700 and the second target receiver 800 and performs impedance matching using the resonance frequency and the impedance matching information. Then, the source unit 610 transmits the radio power to the first target receiver 700 and the second target receiver 800. [

도 11은 무선 전력 전송 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart for explaining an example of a wireless power transmission method.

도 11의 무선 전력 전송 방법은 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 WP 송신기(600), 제1타겟 수신기(700) 및 제2타겟 수신기(800)에 의해 동작될 수 있다.The wireless power transmission method of FIG. 11 may be operated by the WP transmitter 600, the first target receiver 700, and the second target receiver 800 described with reference to FIGS.

1110단계에서, WP 송신기는 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송한다.In step 1110, the WP transmitter transmits wireless power to the first target receiver.

1120단계에서, WP 송신기는 제1타겟 수신기로 무선 전력을 전송하는 동안, 제2타겟 수신기로부터 무선 전력의 전송을 요청하는 메시지를 수신한다. 수신된 메시지는 제2타겟 수신기가 필요로 하는 전송 용량과 충전 속도에 대한 정보를 포함한다. In step 1120, while transmitting the wireless power to the first target receiver, the WP transmitter receives a message requesting transmission of the wireless power from the second target receiver. The received message includes information on the transmission capacity and the charging rate required by the second target receiver.

1130단계에서, WP 송신기는 주파수를 변경하면서 무선 전력을 제2타겟 수신기에게 전송하고, 전송된 무선 전력의 전송효율을 각 주파수마다 측정한다. In step 1130, the WP transmitter transmits the radio power to the second target receiver while changing the frequency, and measures the transmission efficiency of the transmitted radio power for each frequency.

1140단계에서, WP 송신기는 측정된 전송효율을 기초로, 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기에게 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 시분할 방식 및 제2공진 주파수 중 적어도 하나를 결정한다. WP 송신기는 [수학식 2] 또는 [수학식 3]을 이용하여 시분할 방식 및 제2공진 주파수 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.In step 1140, the WP transmitter determines at least one of a time division scheme and a second resonant frequency for alternately transmitting wireless power to the first target receiver and the second target receiver, based on the measured transmission efficiency. The WP transmitter can determine at least one of the time-division mode and the second resonance frequency using [Equation 2] or [Equation 3].

시분할 방식 및 제2공진 주파수가 결정되면, 1150단계에서, WP 송신기는 매칭 파라미터의 값을 가변하면서 전송효율을 측정한다. 사용되는 매칭 파라미터는 임피던스 매칭을 위한 파라미터로서, 실수와 허수를 포함한다.When the time division manner and the second resonant frequency are determined, in step 1150, the WP transmitter measures the transmission efficiency while varying the value of the matching parameter. The matching parameters used are parameters for impedance matching, including real and imaginary numbers.

1160단계에서, WP 송신기는 측정된 무선 전력의 전송효율을 기초로, 제2타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 결정할 수 있다.In step 1160, the WP transmitter may determine a value of an optimal matching parameter for transmitting wireless power to a second target receiver based on the measured transmission efficiency of the wireless power.

1170단계에서, WP 송신기는 결정된 제2공진 주파수, 시분할 방식 및 최적 매칭 파라미터의 값을 제2타겟 수신기에게 전송하고, 제2공진 주파수의 동기화 및 임피던스 매칭을 수행한다.In step 1170, the WP transmitter transmits the values of the determined second resonant frequency, time-sharing scheme, and optimal matching parameter to the second target receiver, and performs synchronization and impedance matching of the second resonant frequency.

1180단계에서, WP 송신기는 시분할 방식에 의해 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기에게 교번적으로 무선 전력을 전송한다. 예를 들어, WP 송신기는 제1공진 주파수, 시분할 방식 및 제1임피던스 매칭 정보를 이용하여 시간(t1)동안 무선 전력을 제1타겟 수신기에게 전송한다. 그리고, WP 송신기는 제2공진 주파수, 시분할 방식 및 제2임피던스 매칭 정보를 이용하여 시간(t2)동안 무선 전력을 제2타겟 수신기에게 전송한다.In step 1180, the WP transmitter alternately transmits wireless power to the first target receiver and the second target receiver in a time division manner. For example, the WP transmitter transmits wireless power to a first target receiver for a time tl using a first resonant frequency, a time-sharing scheme, and first impedance matching information. The WP transmitter then transmits the wireless power to the second target receiver for a time t2 using the second resonant frequency, the time-sharing scheme, and the second impedance matching information.

또한, 1180단계에서, 제1공진 주파수와 제2공진 주파수가 동일하면, WP 송신기는 최적 매칭 파라미터의 값을 교번적으로 변경하여 무선 전력을 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기에게 교번적으로 전송한다.In step 1180, if the first and second resonant frequencies are the same, the WP transmitter alternately changes the value of the optimal matching parameter to transmit the radio power alternately to the first target receiver and the second target receiver do.

한편, 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, WP 송신기는 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 전송효율을 가산한 결과가 최대가 되도록 하는 주파수를 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기의 공진 주파수로 정할 수 있다.On the other hand, when the time division scheme is not used, the WP transmitter sets the frequency at which the result obtained by adding the transmission efficiencies of the first target receiver and the second target receiver becomes the maximum to the resonant frequencies of the first target receiver and the second target receiver .

또는, 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, WP 송신기는 기수신된 제1타겟 수신기가 요구한 충전 속도, 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 측정된 제2타겟 수신기의 전송효율을 기초로, 제1타겟 수신기 및 제2타겟 수신기의 공진 주파수를 정할 수 있다.Alternatively, when the time division scheme is not used, the WP transmitter calculates the transmission rate of the second target receiver based on the charging rate requested by the first target receiver, the charging rate requested by the second target receiver, 1 < / RTI > target receiver and the second target receiver.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

110: 공진 전력 전송 장치 120: 공진 전력 수신 장치
600: WP 송신기 700: 제1타겟 수신기
800: 제2타겟 수신기
110: resonance power transmission device 120: resonance power reception device
600: WP transmitter 700: first target receiver
800: second target receiver

Claims (17)

제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 소스부; 및
상기 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 중 제2타겟 수신기로부터 상기 무선 전력의 전송을 요청받으면, 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수 및 시분할 방식을 이용하여 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하도록 상기 소스부를 제어하는 제어부
를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
A source portion for transmitting wireless power to a first target receiver; And
Wherein when receiving the request for transmission of the radio power from a second target receiver transmitting radio power to the first target receiver, the first target receiver and the second target, using the resonant frequency and time- And a control unit for controlling the source unit to transmit the radio power to the receiver
And a wireless power transmission device.
제1항에 있어서,
상기 제2타겟 수신기의 주파수별 전송효율을 측정하는 측정부;
를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 상기 시분할 방식을 정하는, 무선 전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
A measurement unit measuring a frequency-dependent transmission efficiency of the second target receiver;
Further comprising:
Wherein the control unit determines the time division manner for alternately transmitting the radio power to the first target receiver and the second target receiver based on the measured transmission efficiency.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는, 무선 전력 전송 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit determines the resonant frequency required to transmit the radio power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.
제2항에 있어서,
상기 제2타겟 수신기로부터 상기 제2타겟 수신기가 요구하는 상기 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 수신하는 통신부;
를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 시분할 방식 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는, 무선 전력 전송 장치.
3. The method of claim 2,
A communication unit for receiving from the second target receiver information on a transmission capacity and a charging speed of the wireless power requested by the second target receiver;
Further comprising:
Wherein the control unit determines the resonant frequency required to transmit the radio power to the second target receiver based on the charging rate requested by the second target receiver and the measured transmission efficiency, Device.
제1항에 있어서,
상기 공진 주파수 및 상기 시분할 방식이 결정되면, 가변하는 매칭 파라미터의 값에 대한 전송효율을 측정하는 측정부
를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 정하는, 무선 전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
When the resonance frequency and the time division scheme are determined, the measurement unit measures transmission efficiency of the value of the matching matching parameter.
Further comprising:
Wherein the control unit determines a value of an optimal matching parameter for transmitting the radio power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 공진 주파수가 동일하면, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 최적 매칭 파라미터의 값을 교번적으로 변경하여 상기 무선 전력을 전송하도록 상기 소스부를 제어하는, 무선 전력 전송 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the control unit alternately changes values of optimal matching parameters of the first target receiver and the second target receiver to transmit the radio power when the first target receiver and the second target receiver have the same resonance frequency And controls the source unit.
제2항에 있어서,
상기 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, 상기 제어부는, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 전송효율을 가산한 결과가 최대가 되도록 하는 주파수를 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수로 정하는, 무선 전력 전송 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit sets a frequency at which the result obtained by adding the transmission efficiencies of the first target receiver and the second target receiver becomes the maximum is transmitted to the first target receiver and the second target receiver, Wherein the resonant frequency is defined as a resonant frequency.
제2항에 있어서,
상기 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, 상기 제어부는 기수신된 상기 제1타겟 수신기가 요구한 충전 속도, 상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 제2타겟 수신기의 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수를 정하는, 무선 전력 전송 장치.
3. The method of claim 2,
If the time division scheme is not used, the control unit calculates the charging rate requested by the first target receiver, the charging rate requested by the second target receiver, and the transmission efficiency of the measured second target receiver And determines a resonant frequency of the first target receiver and the second target receiver.
제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 단계;
상기 제1타겟 수신기에게 무선 전력을 전송하는 중 제2타겟 수신기로부터 상기 무선 전력의 전송을 요청받는 단계; 및
상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수 및 시분할 방식을 이용하여 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는 단계
를 포함하는 무선 전력 전송 방법.
Transmitting wireless power to a first target receiver;
Receiving a request for transmission of the wireless power from a second target receiver transmitting wireless power to the first target receiver; And
Transmitting the wireless power to the first target receiver and the second target receiver using the resonant frequency and time-sharing scheme of the second target receiver
/ RTI >
제9항에 있어서,
상기 제2타겟 수신기의 주파수별 전송효율을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 교번적으로 전송하기 위한 상기 시분할 방식을 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
10. The method of claim 9,
Measuring a transmission efficiency for each frequency of the second target receiver; And
Determining the time division scheme for alternately transmitting the radio power to the first target receiver and the second target receiver based on the measured transmission efficiency
Further comprising the step of:
제10항에 있어서,
상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
11. The method of claim 10,
Determining the resonant frequency required to transmit the wireless power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency
Further comprising the step of:
제10항에 있어서,
상기 제2타겟 수신기로부터 상기 제2타겟 수신기가 요구하는 상기 무선 전력의 전송 용량 및 충전 속도에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 시분할 방식 및 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 상기 공진 주파수를 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
11. The method of claim 10,
Receiving information on a transmission capacity and a charging rate of the wireless power requested by the second target receiver from the second target receiver; And
Determining the resonant frequency required to transmit the radio power to the second target receiver based on the time-divisional scheme and the second target receiver, based on the charging rate requested by the second target receiver and the measured transmission efficiency
Further comprising the step of:
제9항에 있어서,
상기 공진 주파수 및 상기 시분할 방식이 결정되면, 가변하는 매칭 파라미터의 값에 대한 전송효율을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 전송효율을 기초로, 상기 제2타겟 수신기에게 상기 무선 전력을 전송하기 위한 최적 매칭 파라미터의 값을 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
10. The method of claim 9,
Measuring transmission efficiency with respect to a value of a matching matching parameter when the resonance frequency and the time division method are determined; And
Determining a value of an optimal matching parameter for transmitting the wireless power to the second target receiver based on the measured transmission efficiency
Further comprising the step of:
제13항에 있어서,
상기 전송하는 단계는,
상기 제1타겟 수신기와 제2타겟 수신기의 공진 주파수가 동일하면, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 최적 매칭 파라미터의 값을 교번적으로 변경하여 상기 무선 전력을 전송하는, 무선 전력 전송 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the transmitting comprises:
And transmitting the wireless power by alternately changing values of optimal matching parameters of the first target receiver and the second target receiver when the first target receiver and the second target receiver have the same resonance frequency, Way.
제10항에 있어서,
상기 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, 상기 제1타겟 수신기와 상기 제2타겟 수신기의 전송효율을 가산한 결과가 최대가 되도록 하는 주파수를 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수로 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
11. The method of claim 10,
Dividing a frequency at which a result of adding the transmission efficiencies of the first target receiver and the second target receiver to a maximum is set to a resonant frequency of the first target receiver and the second target receiver when the time- step
Further comprising the step of:
제10항에 있어서,
상기 시분할 방식을 사용하지 않는 경우, 기수신된 상기 제1타겟 수신기가 요구한 충전 속도, 상기 제2타겟 수신기가 요구한 충전 속도 및 상기 측정된 제2타겟 수신기의 전송효율을 기초로, 상기 제1타겟 수신기 및 상기 제2타겟 수신기의 공진 주파수를 정하는 단계
를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
11. The method of claim 10,
Division scheme is not used, based on the charging rate requested by the first target receiver, the charging rate requested by the second target receiver, and the transmission efficiency of the measured second target receiver, 1 < / RTI > target receiver and the second target receiver,
Further comprising the step of:
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 9 to 16 in a computer.
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