KR101592785B1 - 무선충전 장치 - Google Patents

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KR101592785B1
KR101592785B1 KR1020140156919A KR20140156919A KR101592785B1 KR 101592785 B1 KR101592785 B1 KR 101592785B1 KR 1020140156919 A KR1020140156919 A KR 1020140156919A KR 20140156919 A KR20140156919 A KR 20140156919A KR 101592785 B1 KR101592785 B1 KR 101592785B1
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이우영
하태종
여인용
송병섭
최규영
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 무선충전 장치는 제1 및 제2 코어 상에 마련되어 무선전력을 송신 또는 수신하는 전력와이어; 제1 및 제2 코어 상에 마련되고, 검출전력을 출력하여 이물질을 검출하는 검출부; 및 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신하기 전에는 검출부를 제1 및 제2 코어 중앙측의 이물질을 검출하도록 제어하고, 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신할 경우에는 제1 및 제2 코어 외곽측의 이물질을 검출하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

무선충전 장치 {Apparatus for wireless charging}
본 발명은 이물질 검출이 가능한 무선충전 장치에 관한 것이다.
최근 수요가 급증한 플러그인 하이브리드 및 전기차 개발과 관련되어 고전압 배터리 충전용 컨버터는 필수부품이라 할 수 있다. 또한, 고객의 편의성 극대화를 위해 커넥터를 이용한 충전방식이 아닌, 어떠한 커넥터 없이 무선으로 전력을 전달하여 고전압 배터리를 충전하는 무선충전기의 필요성이 대두되고 있는 상황이다.
무선충전기는 통상적으로 1차와 2차 코일 사이에 공극이 존재하는데, 공극에 쇠붙이 등과 같은 이물질이나 인체의 일부분이 들어올 경우에 안전문제가 발생할 가능성이 높다.
구체적으로 공극에 쇠붙이가 존재할 경우에는 유도가열 현상이 발생할 수 있고, 인체의 일부분이 존재할 경우에는 전기안전사고가 발생할 수 있다. 이로인해 무선 충전시 공극의 이물질을 검출하는 기술이 필요로 하게 되었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0128395 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 1차 코일과 2차 코일 사이의 이물질을 검출하고 이물질 검출여부에 따라 무선충전을 중단하는 무선충전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선충전 장치는 제1 및 제2 코어 상에 마련되어 무선전력을 송신 또는 수신하는 전력와이어; 상기 제1 및 제2 코어 상에 마련되고, 검출전력을 출력하여 이물질을 검출하는 검출부; 및 상기 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신하기 전에는 상기 검출부를 제1 및 제2 코어 중앙측의 이물질을 검출하도록 제어하고, 상기 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신할 경우에는 제1 및 제2 코어 외곽측의 이물질을 검출하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검출부가 이물질을 검출한 경우, 상기 전력와이어의 무선전력 송신 또는 수신을 중단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 검출부는 상기 전력와이어를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어의 중앙측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제1 검출와이어와 상기 전력와이어를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어의 외곽측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제2 검출와이어를 포함할 수 있다.
상기 제1 검출와이어는 상기 제1 및 제2 코어의 중앙측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하고, 상기 제2 검출와이어는 상기 제1 및 제2 코어의 외곽측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검출부의 검출전력의 전압이 기설정된 전압 미만일 경우에 이물질이 검출된다고 판단할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 무선충전 장치에 따르면 무선충전을 수행하기 전에 1차 코일과 2차 코일 사이의 이물질 유무를 판단할 수 있다.
또한, 1차 코일과 2차 코일 사이의 이물질이 존재하는 경우, 무선전력의 송수신을 중단함으로써 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선충전 장치에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선충전 장치(100)는 제1 및 제2 코어(110) 상에 마련되어 무선전력을 송신 또는 수신하는 전력와이어(120); 상기 제1 및 제2 코어(110) 상에 마련되고, 검출전력을 출력하여 이물질을 검출하는 검출부(130,140); 및 상기 전력와이어(120)가 무선전력을 송신 또는수신하기 전에는 상기 검출부(130,140)를 제1 및 제2 코어(110) 중앙측의 이물질을 검출하도록 제어하고, 상기 전력와이어(120)가 무선전력을 송신 또는 수신할 경우에는 제1 및 제2 코어(110) 외곽측의 이물질을 검출하도록 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 제어부(미도시)는 상기 검출부(130,140)가 이물질을 검출한 경우, 상기 전력와이어(120)의 무선전력 송신 또는 수신을 중단할 수 있다.
무선충전기는 통상적으로 1차 코일과 2차 코일을 통해 전력을 송신 또는 수신하는데, 1차 코일을 통해 송신되는 무선전력을 2차 코일 측이 수신하도록 구성되어 무선충전이 수행된다. 이러한 1차 코일과 2차 코일을 본 발명의 코어(110), 전력와이어(120) 및 검출부(130,140) 구성으로 마련되도록 할 수 있다. 이에 따라 무선충전 장치(100)의 무선충전 수행 시, 1차 코일과 2차 코일 사이의 형성된 공극(Air-gap)의 이물질 유입여부를 검출할 수 있다.
상술한 1차 코일과 2차 코일은 서로 동일한 형상으로 구성되는데, 기본적으로 도 1과 같이 넓은 판형 코어(110) 위에 전력와이어(120)가 하나의 루프(loop) 형태로 권선되고, 전력와이어(120) 주위로 검출부(130,140)가 마련됨으로써 전력와이어(120)가 무선전력을 송신 또는 수신할 때, 무선전력이 이물질에 의해 방해받지 않고 전달될 수 있다.
특히, 검출부(130,140)는 상기 전력와이어(120)를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어(110)의 중앙측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제1 검출와이어(130)와 상기 전력와이어(120)를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어(110)의 외곽측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제2 검출와이어(140)를 포함할 수 있다.
즉, 제어부(미도시)는 전력와이어(120)를 통한 무선충전이 진행되지 않는 상태에서는 전력와이어(120)의 루프를 기준으로 루프 내부에 마련된 제1 검출와이어(130)를 이용하여 이물질 검출을 실시한 다음 이물질이 검출되지 않았을 때 전력와이어(120)를 온(ON)제어한다. 이에 따라 무선충전을 수행하기 전에 전력와이어(120) 루프 내부에 이물질이 존재하지 않는 것을 확인한 다음 전력와이어(120)를 통한 무선충전을 실시한다.
또한, 제어부는 전력와이어(120)의 무선충전이 진행되는 상황에서는 전력와이어(120)의 루프 바깥쪽에 마련된 제2 검출와이어(140)를 이용하여 이물질 검출을 실시한다. 즉, 무선충전이 수행되고 있다면 전력와이어(120) 루프 내부에는 이미 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단되었기 때문에, 외부로부터 1차 코일과 2차 코일의 공극으로 이물질이 유입되는지를 검출하기 위해 전력와이어(120) 루프 바깥측의 마련된 제2 검출와이어(140)로 이물질 검출을 실시한다. 이러한 구성에 따르면 검출부(130,140)에 출력되는 검출전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
검출부(130,140)는 검출전력을 출력함으로써 이물질을 검출하는데, 제어부(미도시)는 이러한 검출부(130,140)의 검출전력의 전압이 기설정된 전압 미만일 경우에 이물질이 검출된다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 검출부(130,140)는 온(ON)제어되면 일정전압으로 검출전력을 출력하는데, 만약 1차 코일과 2차 코일의 공극에 이물질이 존재하는 경우, 검출부(130,140)의 검출전력이 낮아지게 되어 검출전력의 전압이 기존의 일정전압에 비해 낮게 출력된다. 이러한 원리에 기반하여 검출전력의 전압이 기설정된 전압 미만이 되는 경우, 제어기는 공극 내에 이물질이 검출된 것이라고 판단하여 전력와이어(120)의 무선전력 송신 또는 수신을 중단할 수 있다.
이러한 제어에 따라 무선충전 장치(100)의 1차 코일과 2차 코일 공극 내의 이물질 유무를 판단할 수 있다.
한편, 상술한 제1 검출와이어(130)는 상기 제1 및 제2 코어(110)의 중앙측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하고, 상기 제2 검출와이어(140)는 상기 제1 및 제2 코어(110)의 외곽측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 제1 검출와이어(130)는 제1 및 제2 코어(110)의 중앙측 즉, 전력와이어(120)의 루프 내부에 마련되되 복수의 영역으로 분할하여 검출전력을 출력하도록 마련될 수 있다. 또한, 제2 검출와이어(140)는 제1 및 제2 코어(110)의 외곽측 즉, 전력와이어(120)의 루프 바깥측에 마련되되 복수의 영역으로 분할하여 검출전력을 출력하도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 검출부(130,140)를 일체로 형성하였을 때보다 검출부(130,140) 구성면적을 최소화할 수 있어, 검출부(130,140)를 적용하는데 소모되는 재료와 비용 그리고 무선충전 장치(100)의 무게를 절감하는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선충전 방법에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 무선충전 방법은 제1 검출와이어(130)가 검출전력을 출력하도록 온(ON)제어하는 단계(S200); 상기 제1 검출와이어(130)를 온(ON)제어한 뒤, 상기 제1 검출와이어(130)에 의해 이물질이 검출되는지 판단하는 단계(S210); 상기 판단단계 수행결과, 이물질이 검출되지 않은 경우, 전력와이어(120)가 무선전력을 송신 또는 수신하도록 온(ON)제어하는 단계(S220); 상기 전력와이어(120)를 온(ON)제어한 뒤, 제1 검출와이어를 오프(OFF)하고 제2 검출와이어(140)를 온(ON)제어하는 단계(S230); 상기 제2 검출와이어에 의해 이물질이 검출되는지 판단하는 단계(S240); 및 상기 제2 검출와이어(140)에 의해 이물질이 검출된 경우, 전력와이어(120)를 오프(OFF)제어하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 제1 검출와이어(130)에 의해 이물질이 검출되는 경우에는 바로 전력와이어(120)를 오프(OFF)하는 단계(S250)를 수행할 수 있다. 또한, 제2 검출와이어(140)에 의해 이물질이 검출되지 않은 경우에는 다시 제2 검출와이어(140)에 의해 이물질이 검출되는지 판단하는 단계(S240)를 수행한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 무선충전 장치에 따르면 무선충전을 수행하기 전에 1차 코일과 2차 코일 사이의 이물질 유무를 판단할 수 있다.
또한, 1차 코일과 2차 코일 사이의 이물질이 존재하는 경우, 무선전력의 송수신을 중단함으로써 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 무선충전 장치 110: 코어
120: 전력와이어 130: 제1 검출와이어
140: 제2 검출와이어

Claims (5)

  1. 제1 및 제2 코어 상에 마련되어 무선전력을 송신 또는 수신하는 전력와이어;
    상기 제1 및 제2 코어 상에 마련되고, 검출전력을 출력하여 이물질을 검출하는 검출부; 및
    상기 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신하기 전에는 상기 검출부를 제1 및 제2 코어 중앙측의 이물질을 검출하도록 제어하고, 상기 전력와이어가 무선전력을 송신 또는 수신할 경우에는 제1 및 제2 코어 외곽측의 이물질을 검출하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 검출부는 상기 전력와이어를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어의 중앙측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제1 검출와이어와 상기 전력와이어를 기준으로 상기 제1 및 제2 코어의 외곽측에 마련되어 검출전력을 출력하는 제2 검출와이어를 포함하고,
    상기 제1 검출와이어는 상기 제1 및 제2 코어의 중앙측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하고,
    상기 제2 검출와이어는 상기 제1 및 제2 코어의 외곽측에 복수 개로 배치되어 각각 할당된 영역에서 검출전력을 출력하는 것을 특징으로 하는,
    무선충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출부가 이물질을 검출한 경우, 상기 전력와이어의 무선전력 송신 또는 수신을 중단하는 것을 특징으로 하는,
    무선충전 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출부의 검출전력의 전압이 기설정된 전압 미만일 경우에 이물질이 검출된다고 판단하는,
    무선충전 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014007838A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Sony Corp 処理装置、処理方法、及び、プログラム
JP2014027102A (ja) * 2012-07-26 2014-02-06 Tdk Corp コイルユニットおよびそれを用いたワイヤレス給電装置

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