KR102019079B1 - 무선 전력 송신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치는 송신 전력 제어부, 교류 전력 생성부, 송신 유도 코일, 송신 공진 코일을 포함한다. 교류 전력 생성부는 하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드로 동작하며, 직류 전력을 이용하여 구형파 형상 전력을 생성한다. 송신 유도 코일은 구형파 형상 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달한다. 송신 전력 제어부는 하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드 중 하나를 결정하고, 결정된 동작 모드에 해당하는 교류 전력 생성 제어 신호를 교류 전력 생성부에 제공한다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 방법{WIRELESS POWER TRANSMITTING APPARATUS AND METHOD}

본 발명의 기술 분야는 무선 전력 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 자기 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.

자기 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측에 형성된 전기신호가 코일을 통해 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 공진 주파수를 가지는 교류 전력을 생성하여 무선 전력 수신 장치에 전달한다. 이때, 다양한 원인에 의해 전력 전달 효율이 결정된다. 무선 전력 전송 효율의 증가에 대한 요구가 늘어나고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

실시예는 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서, 하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드로 동작하며, 제1 직류 전력을 이용하여 구형파 형상 전력을 생성하는 교류 전력 생성부; 및 상기 구형파 형상 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 송신 유도 코일을 포함하는무선 전력 송신 장치를 제공한다.

실시예는 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서, 인가되는 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 송신 유도 코일; 및 상기 송신 유도 코일에 연결되는 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 제공한다.

또한, 실시예는 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 방법에 있어서, 하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드 중 하나를 결정하는 단계; 결정된 동작 모드에 따라 제1 직류 전력을 이용하여 구형파 형상 전력을 생성하는 단계; 및 송신 유도 코일부를 통해 상기 구형파 형상 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 단계를 포함하는 무선 전력 송신 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치의 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 고 전류에 의한 회로 파손이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 유도 코일의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치와 무선 전력 송신 장치의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류-직류 변환부의 회로도를 보여준다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여준다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치 내의 노드들의 파형도를 보여준다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여준다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치 내의 노드들의 파형도를 보여준다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여준다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참고하면, 무선 전력 전송 시스템은 전력 공급 장치(100), 무선 전력 송신 장치(200), 무선 전력 수신 장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(200)에 포함될 수 있다.

무선 전력 송신 장치(200)는 송신 유도 코일부(210) 및 송신 공진 코일부(220)을 포함할 수 있다.

무선 전력 수신 장치(300)는 수신 공진 코일부(310), 수신 유도 코일부(320), 정류부(330)를 포함할 수 있다.

전력 공급 장치(100)의 양단은 송신 유도 코일부(210)의 양단과 연결된다.

송신 공진 코일부(220)은 송신 유도 코일부(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.

수신 공진 코일부(310)은 수신 유도 코일부(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.

수신 유도 코일부(320)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결되고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선 전력 수신 장치(300)에 포함될 수 있다.

전력 공급 장치(100)에서 생성된 전력은 무선 전력 송신 장치(200)로 전달되고, 무선 전력 송신 장치(200)로 전달된 전력은 공진 현상에 의해 무선 전력 송신 장치(200)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 무선 전력 수신 장치(300)로 전달된다.

이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.

전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선 전력 송신 장치(200)에 전달한다.

송신 유도 코일부(210)과 송신 공진 코일부(220)은 유도 결합되어 있다. 즉, 송신 유도 코일부(210)는 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일부(220)에도 교류 전류가 유도된다.

그 후, 송신 공진 코일부(220)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선 전력 송신 장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선 전력 수신 장치(300)로 전달된다.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.

수신 공진 코일부(310)은 송신 공진 코일부(220)로부터 공진에 의해 전력을 수신한다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일부(310)에는 교류 전류가 흐른다. 수신 공진 코일부(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 공진 코일부(310)과 유도 결합된 수신 유도 코일부(320)로 전달된다. 수신 유도 코일부(320)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달된다.

일 실시 예에서 송신 유도 코일부(210), 송신 공진 코일부(220), 수신 공진 코일부(310), 수신 유도 코일부(320)은 원형, 타원형, 사각형 등과 같은 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.

무선 전력 송신 장치(200)의 송신 공진 코일부(220)은 자기장을 통해 무선 전력 수신 장치(300)의 수신 공진 코일부(310)에 전력을 전송할 수 있다.

구체적으로, 송신 공진 코일부(220)과 수신 공진 코일부(310)은 공진 주파수에서 동작하도록 공진 결합되어 있다.

송신 공진 코일부(220)과 수신 공진 코일부(310)의 공진 결합으로 인해, 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300)간 전력 전송 효율은 크게 향상될 수 있다.

무선 전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수가 큰 값을 가질수록 향상될 수 있다.

품질 지수(Quality Factor)는 무선 전력 송신 장치(200) 또는 무선 전력 수신 장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.

품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 품질 지수는 수식으로 Q=w*L/R 와 같이 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실량에 해당하는 저항을 의미한다.

품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있고, 품질지수가 클수록 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300)간 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 유도 코일부(210)의 등가 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일부(210)은 송신 유도 코일(L1)와 캐패시터(C1)를 포함하며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다.

송신 유도 코일부(210)은 송신 유도 코일(L1)의 양단이 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 송신 유도 코일부(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.

캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 조절됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 송신 공진 코일부(220), 수신 공진 코일부(310), 수신 유도 코일부(320)의 등가 회로도 또한, 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치(100)와 무선 전력 송신 장치(200)의 등가 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일부(210)는 소정의 인덕턴스 값을 가지는 송신 유도 코일(L1)과 소정의 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터(C1)를 포함한다. 송신 공진 코일부(220)는 소정의 인덕턴스 값을 가지는 송신 공진 코일(L2)과 소정의 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터(C2)를 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치(300)의 등가 회로도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수신 공진 코일부(310)는 소정의 인덕턴스 값을 가지는 수신 공진 코일(L3)과 소정의 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터(C3)를 포함한다. 수신 유도 코일부(320)는 소정의 인덕턴스 값을 가지는 수신 유도 코일(L4)과 소정의 캐패시턴스 값을 가지는 캐패시터(C4)를 포함한다.

정류부(330)는 수신 유도 코일부(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 변환된 직류 전력을 부하(400)에 전달할 수 있다.

구체적으로, 정류부(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있다.

정류기는 수신 유도 코일부(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.

평활 회로는 정류기에서 변환된 직류 전력에 포함된 교류 성분을 제거하여 매끄러운 직류 전력을 출력할 수 있다. 일 실시 예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.

부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다.

무선 전력 수신 장치(300)는 휴대폰, 노트북, 마우스 등 전력이 필요한 전자기기에 장착될 수 있다. 이에 따라, 수신 공진 코일부(310) 및 수신 유도 코일부(320)은 전자기기의 형태에 맞는 형상을 가질 수 있다.

무선 전력 송신 장치(200)는 무선 전력 수신 장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.

인밴드(In band) 통신은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치의 스위칭 동작을 통해 무선 전력 송신 장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선 전력 수신 장치(300)에 포함된 스위치의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다.

구체적으로, 무선 전력 수신 장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선 전력 송신 장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선 전력 송신 장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선 전력 수신 장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선 전력 수신 장치(300)의 상태 정보는 무선 전력 수신 장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선 전력 송신 장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다.

스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선 전력 송신 장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선 전력 수신장치에서 이와 같은 동작을 반복하면, 무선 전력 송신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선 전력 수신 장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다.

무선 전력 송신 장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선 전력 수신 장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.

이와는 반대로, 무선 전력 송신 장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선 전력 송신 장치(200)의 상태 정보를 무선 전력 수신 장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선 전력 송신 장치(200)의 상태 정보는 무선 전력 송신 장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선 전력 송신 장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선 전력 수신 장치(300)의 개수 및 무선 전력 송신 장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.

다음으로, 아웃 오브 밴드 통신에 대해 설명한다.

아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.

다음은 도 5 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 발진기(130), 교류 전력 생성부(150), 전력 전송 상태 감지부(180), 및 송신 전력 제어부(190)를 포함하고, 전력 공급 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(200)와 연결된다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가진 전력인 직류 전력을 생성하여 출력단에 출력한다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다.

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300) 사이의 무선 전력 전송 상태를 감지한다.

송신 전력 제어부(190)는 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 교류 전력 생성부(150)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.

교류 전력 생성부(150)는, 송신 전력 제어부(190)의 제어 신호에 기초하여, 전원 공급부(110)의 직류 전력을 이용하여 발진기(130)의 소전력 사인파의 전력을 증폭하여 구형파 형상의 전압을 가지는 교류 전력을 생성한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 교류 전력 생성부(150)의 출력 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전력 생성부(150)는 교류 전력 생성 제어부(151), 직류-교류 변환부(153), 및 직류-직류 변환부(155)를 포함하고, 송신 전력 제어부(190)는 직류 전력 생성 제어부(191) 및 저장부(192)를 포함한다.

교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다.

직류 전력 생성 제어부(191)는 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-직류 변환부(155)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 전력을 출력할 수 있도록 하는 직류 전력 생성 제어 신호를 생성한다.

저장부(192)는 룩업 테이블을 저장한다.

직류-직류 변환부(155)는 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력을 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력으로 변환한다.

직류-교류 변환부(153)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 직류-직류 변환부(155)의 출력 전력을 구형파 교류 전압을 가지는 교류 전력으로 변환하여, 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류-직류 변환부의 회로도를 보여준다.

도 7에 도시된 바와 같이, 직류-직류 변환부(155)는 인덕터(L11), 전력 스위치(T11), 다이오드(D11), 커패시터(C11)를 포함한다. 전력 스위치(T11)는 트랜지스터로 구현될 수 있고, 특히 전력 스위치(T11)는 N-채널 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, NMOSFET)일 수 있으나 동일한 작용을 할 수 있는 다른 소자로 대체될 수 있다.

인덕터(L11)의 일단은 전원 공급부(110)의 출력단에 연결되고, 타단은 전력 스위치(T11)의 드레인 전극에 연결된다.

전력 스위치(T11)의 게이트 전극은 직류 전력 생성 제어부(191)의 출력단인 노드(A)에 연결되고, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

다이오드(D11)의 애노드 전극은 전력 스위치(T11)의 드레인 전극에 연결되고, 캐소드 전극은 노드(B)에 연결된다.

커패시터(C11)의 일단은 다이오드(D11)의 캐소드 전극에 연결되고, 타단은 그라운드에 연결된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.

도 8에 도시된 바와 같이, 직류-교류 변환부(153)는 하프 브리지 구조의 트랜지스터 회로부를 포함하고, 하프 브리지 트랜지스터 회로부는 상측 트랜지스터(T21), 하측 트랜지스터(T22), 직류 차단 커패시터(C21)를 포함하고, 교류 전력 생성 제어부(151) 및 송신 유도 코일부(210)에 연결된다. 전력 전송 상태 감지부(180)는 저항(R1)과 전압 차 측정부(181)를 포함하고, 직류-직류 변환부(155), 직류-교류 변환부(153), 직류 전력 생성 제어부(191)에 연결된다. 직류-교류 변환부(153)는 저항(R1)을 통해 직류-직류 변환부(155)에 연결된다. 상측 트랜지스터(T21)와 하측 트랜지스터(T22)는 N-채널 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, NMOS)일 수 있으나 동일한 작용을 할 수 있는 다른 소자로 대체될 수 있다.

교류 전력 생성 제어부(151)는 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단과 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 가지고, 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다. 교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 상측 트랜지스터 제어 신호를 교류 전력 생성 제어 신호로서 생성하고, 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 통해 상측 트랜지스터 제어 신호를 출력한다. 교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 하측 트랜지스터 제어 신호를 교류 전력 생성 제어 신호로서 생성하고, 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 통해 하측 트랜지스터 제어 신호를 출력한다.

상측 트랜지스터(T21)의 드레인 전극은 저항(R1)의 일단에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(151)의 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결된다.

하측 트랜지스터(T22)의 드레인 전극은 상측 트랜지스터(T21)의 소스 전극에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(151)의 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되며, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

직류 차단 커패시터(C21)의 일단은 상측 트랜지스터(T21)의 소스 전극에 연결되고, 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다. 송신 유도 코일(L1)의 타단은 그라운드에 연결된다.

전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 측정한다.

다음은 도 9와 도 10을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여주고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치 내의 노드들의 파형도를 보여준다.

특히, 도 9는 도 6 내지 도 8의 실시예가 구체화된 무선 전력 송신 방법이다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력을 생성한다(S101). 특히, 전원 공급부(110)는 교류 전압을 가지는 교류 전력을 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력으로 변환할 수 있다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다(S103).

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 전송 상태를 감지한다(S105). 전력 전송 상태 감지부(180)는 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기를 무선 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다. 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압은 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기에 비례하므로, 전력 전송 상태 감지부(180)의 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 무선 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다.

무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300) 사이의 거리나 상대적인 위치에 따라 결합 계수가 달라져, 무선 전력 전송 상태 또한 변경될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(200)와 무선 전력 수신 장치(300)의 사이가 멀어질수록 결합 계수는 작아져 무선 전력 전송 상태는 나빠질 수 있다. 무선 전력 전송 상태가 나빠질수록 무선 전력 송신 장치(200)가 무선 전력 수신 장치(300)에 동일한 전력을 전송하더라도 전송 효율이 좋지 않으므로, 더 큰 전력이 소모된다. 따라서, 전력 전송 상태 감지부(180)는 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기에 기초하여 무선 전력 전송 상태를 감지할 수 있다.

직류-직류 변환부(155)의 출력 전류는 일정하게 유지되지 않을 수 있으므로, 전력 전송 상태 감지부(180)는 직류-직류 변환부(155)의 출력 피크-투-피크 전류의 크기를 측정할 수도 있다.

직류 전력 생성 제어부(191)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-직류 변환부(155)가 목표 전류 범위 내의 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 직류 전력 생성 제어 신호를 생성하여(S107), 트랜지스터(T11)의 게이트 전극에 출력한다. 이때, 목표 전류 범위는 목표 직류 전압의 크기와 무관하게 일정할 수도 있고, 목표 직류 전압의 크기에 따라 가변할 수도 있다. 또한, 목표 전류 범위는 목표 피크-투-피크 전류 범위일 수 있다. 직류 전력 생성 제어 신호는 도 10에 도시된 바와 같이 전 구간에서 계속되는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 신호일 수 있다. 직류 전력 생성 제어부(191)는 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여 PWM 신호의 듀티율를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 측정 출력 전류 값을 얻는다. 그 후, 측정 출력 전류 값이 기준 범위에서 벗어난 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 듀티율을 변경하고, 변경된 듀티율을 가지는 펄스 폭 변조 신호의 직류 전력 생성 제어 신호를 트랜지스터(T11)의 게이트 전극에 출력하여, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류 값이 기준 범위 내에 오도록 한다. 구체적으로, 측정 출력 전류 값이 기준 범위보다 큰 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 듀티율을 감소하고, 감소된 듀티율을 가지는 펄스 폭 변조 신호의 직류 전력 생성 제어 신호를 트랜지스터(T11)의 게이트 전극에 출력하여, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류 값이 기준 범위 내에 오도록 한다. 또, 측정 출력 전류 값이 기준 범위보다 작은 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 듀티율을 증가하고, 증가된 듀티율을 가지는 펄스 폭 변조 신호의 직류 전력 생성 제어 신호를 트랜지스터(T11)의 게이트 전극에 출력하여, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류 값이 기준 범위 내에 오도록 한다.

또 다른 실시예에서, 저장부(192)는 복수의 측정 출력 전력 값과 복수의 목표 출력 전압 값 사이의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 가지고 있을 수 있다. 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 복수의 측정 출력 전력 값과 복수의 목표 출력 전압 값 사이의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 보여준다.

측정 출력 전력	목표 출력 전압
10 W 이하	12 V
10 ~ 12 W	14 V
12 ~ 14 W	16 V
14 ~ 16 W	18 V
16 ~ 18 W	20 V
18 ~ 20 W	22 V
20 W 이상	24 V

이때, 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 측정 출력 전류 값을 얻는다. 그 후, 직류 전력 생성 제어부(191)는 측정 출력 전류 값을 기초로 직류-직류 변환부(155)의 현재의 출력 전력인 측정 출력 전력 값을 얻고, 측정 출력 전력 값에 해당하는 목표 출력 전압 값을 룩업 테이블에서 찾고, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압이 목표 출력 전압 값이 될 수 있도록 노드(B)의 전압을 피드백 정보로 이용하여 PWM 신호의 듀티율을 결정하고, 이 듀티율에 따른 직류 전력 생성 제어 신호를 생성할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 저장부(192)는 복수의 측정 출력 전류 값과 복수의 목표 출력 전압 값 사이의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 가지고 있을 수 있다. 이때, 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 측정 출력 전류 값을 얻는다. 그 후, 직류 전력 생성 제어부(191)는 측정 출력 전류 값에 해당하는 목표 출력 전압 값을 룩업 테이블에서 찾고, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압이 목표 출력 전압 값이 될 수 있도록 노드(B)의 전압을 피드백 정보로 이용하여 PWM 신호의 듀티율을 결정하고, 이 듀티율에 따른 직류 전력 생성 제어 신호를 생성할 수 있다.

표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업 테이블을 보여준다.

초기 출력 전압에서의 측정 출력 전류	결합 계수 (Coupling coefficient)	목표 출력 전압	적정 전류 범위
100 mA 이하	0.03 이하	30 V	801 ~ 851 mA
101 ~ 150 mA	0.05	28 V	751 ~ 800 mA
151 ~ 200 mA	0.08	26 V	701 ~ 751 mA
201 ~ 250 mA	0.11	24 V	651 ~ 700 mA
251 ~ 300 mA	0.14	22 V	601 ~ 650 mA
301 ~ 350 mA	0.17	20 V	551 ~ 600 mA
351 mA 이상	0.20 이상	18 V	501 ~ 550 mA

표 2에서 보여지는 바와 같이, 저장부(192)에는 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류 값, 결합계수, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압 값, 적정 전류 범위를 대응시키는 룩업 테이블을 가질 수 있다.

직류-직류 변환부(155)가 초기 출력 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 때 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기가 100mA 이상인 경우, 무선전력 수신장치(300)가 검출된 것으로 볼 수 있다. 초기 출력 전압은 12V일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.

만약, 직류-직류 변환부(155)가 초기 출력 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 때 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기가 120mA 인 경우, 무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(220)와 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일부(310)의 결합계수는 0.05에 해당한다. 이 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 멀리 떨어져 있는 것으로 판단하고, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압의 크기가 28V가 되도록 직류-직류 변환부(155)를 제어한다.

그 후, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압의 크기가 28V로 유지되는 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기가 적정 전류 범위(751~800mA)를 만족하는지 확인한다.

만약, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기가 적정 전류 범위를 벗어나는 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압의 크기가 초기 출력 전압의 크기(12V)가 되도록 직류-직류 변환부(155)를 제어한다. 직류-직류 변환부(155)의 출력 전류의 크기가 180mA 인 경우, 제어부(270)는 120mA 경우보다 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리가 더 가까워 진 것으로 판단하고, 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압의 크기가 26V가 되도록 직류-직류 변환부(155)를 제어한다.

위 예에서는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리를 전류의 세기와 연관지어 설명하였지만, 이외에도 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)가 놓여있는 방향 등 다양한 무선 전력 전송 상태가 고려될 수 있다.

이와 같이 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와의 거리, 방향 등 다양한 무선 전력 전송 상태를 고려하여 무선전력 수신장치(300)에 전달하는 전력을 조절함으로써, 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있고, 전력 손실을 방지할 수 있다.

직류-직류 변환부(155)는 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력을 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력으로 변환한다(S109). 직류-직류 변환부(155)의 출력 전압의 크기는 전원 공급부(110)의 출력 전압의 크기와 동일할 수도 있고, 전원 공급부(110)의 출력 전압의 크기보다 크거나 작을 수 있다.

교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다(S111). 교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 상측 트랜지스터 제어 신호를 교류 전력 생성 제어 신호로서 생성하고, 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 통해 상측 트랜지스터 제어 신호를 출력할 수 있다. 교류 전력 생성 제어부(151)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 하측 트랜지스터 제어 신호를 교류 전력 생성 제어 신호로서 생성하고, 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 통해 하측 트랜지스터 제어 신호를 출력할 수 있다.

도 10를 참고하여 상측 트랜지스터 제어 신호와 하측 트랜지스터 제어 신호를 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상측 트랜지스터 제어 신호와 하측 트랜지스터 제어 신호는 구형파이다.

상측 트랜지스터 제어 신호의 한 주기는 상측 트랜지스터(T21)의 턴온 타임 슬롯, 상측 트랜지스터(T21)의 턴오프 타임 슬롯을 순서대로 포함한다. 상측 트랜지스터(T21)의 턴온 타임 슬롯은 발진기(130)의 소전력 사인파의 반주기에 해당하고, 상측 트랜지스터(T21)의 턴오프 타임 슬롯은 소전력 사인파의 나머지 반주기에 해당할 수 있다.

하측 트랜지스터 제어 신호의 한 주기는 하측 트랜지스터(T22)의 턴온 타임 슬롯, 하측 트랜지스터(T22)의 턴오프 타임 슬롯을 순서대로 포함한다. 하측 트랜지스터(T22)의 턴온 타임 슬롯은 소전력 사인파의 반주기에 해당하고, 하측 트랜지스터(T22)의 턴오프 타임 슬롯은 소전력 사인파의 나머지 반주기에 해당할 수 있다.

상측 트랜지스터(T21)의 턴온 타임 슬롯에서 상측 트랜지스터 제어 신호는 상측 트랜지스터(T21)를 턴온하기 위한 레벨을 가진다. 상측 트랜지스터(T21)를 턴온하기 위한 레벨은 하이 레벨일 수 있다.

상측 트랜지스터(T21)의 턴오프 타임 슬롯에서 상측 트랜지스터 제어 신호는 상측 트랜지스터(T21)를 턴오프하기 위한 레벨을 가진다. 상측 트랜지스터(T21)를 턴오프하기 위한 레벨은 로우 레벨일 수 있다.

하측 트랜지스터(T22)의 턴온 타임 슬롯에서 하측 트랜지스터 제어 신호는 하측 트랜지스터(T22)를 턴온하기 위한 레벨을 가진다. 하측 트랜지스터(T22)를 턴온하기 위한 레벨은 하이 레벨일 수 있다.

하측 트랜지스터(T22)의 턴오프 타임 슬롯에서 하측 트랜지스터 제어 신호는 상측 트랜지스터(T22)를 턴오프하기 위한 레벨을 가진다. 하측 트랜지스터(T22)를 턴오프하기 위한 레벨은 로우 레벨일 수 있다.

상측 트랜지스터(T21)의 턴온 타임 슬롯에서, 하측 트랜지스터(T22)의 턴오프 타임 슬롯의 하측 트랜지스터 제어 신호는 하측 트랜지스터(T22)를 턴오프하기 위한 레벨을 가진다.

하측 트랜지스터(T22)의 턴온 타임 슬롯에서, 상측 트랜지스터(T21)의 턴오프 타임 슬롯의 하측 트랜지스터 제어 신호는 하측 트랜지스터(T22)를 턴오프하기 위한 레벨을 가진다.

상측 트랜지스터(T21)와 하측 트랜지스터(T22)의 동시 턴온으로 인한 쇼트 서킷을 방지하기 위하여, 상측 트랜지스터 제어 신호와 하측 트랜지스터 제어 신호는 데드 타임 슬롯을 가질 수 있다.

50% 듀티율의 구형파 전압을 가지는 전력을 출력하기 위하여, 상측 트랜지스터(T21)의 턴온 타임 슬롯은 한 주기(T)의 (50-a)%의 시간 길이를 가지고, 상측 트랜지스터(T21)의 데드 타임 슬롯은 한 주기(T)의 a% 의 시간 길이를 가지고, 상측 트랜지스터(T21)의 턴오프 타임 슬롯은 50%의 시간 길이를 가지고, 하측 트랜지스터(T22)의 턴온 타임 슬롯은 한 주기(T)의 (50-a)%의 시간 길이를 가지고, 하측 트랜지스터(T22)의 데드 타임 슬롯은 한 주기(T)의 a% 의 시간 길이를 가지며, 하측 트랜지스터(T22)의 턴오프 타임 슬롯은 50%의 시간 길이를 가질 수 있다. 예컨데, 여기서 a는 1%일 수 있다.

직류-교류 변환부(153)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 직류-직류 변환부(155)의 출력 전력를 구형파 교류 전압을 가지는 교류 전력으로 변환하여(S113), 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

도 10을 참고하여, 직류-교류 변환부(153)의 동작을 설명한다.

데드 타임 슬롯을 가지는 상측 트랜지스터 제어 신호와 하측 트랜지스터 제어 신호에 의해서 상측 트랜지스터(T21)와 하측 트랜지스터(T22)는 도 10에 도시된 바와 같은 구형파 전압(V3)을 가지는 구형파 전력을 출력한다.

직류 차단 커패시터(C21)는 구형파 전력의 직류 전압을 차단하여 구형파 교류 전압(V4)을 가지는 구형파 교류 전력을 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 구형파 교류 전압을 가지는 구형파 교류 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다(S115).

다음은 도 11 내지 도 15를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)를 설명한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 발진기(130), 교류 전력 생성부(160), 전력 전송 상태 감지부(180), 및 송신 전력 제어부(190)를 포함하고, 전력 공급 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(200)와 연결된다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가진 전력인 직류 전력을 생성하여 출력단에 출력한다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다.

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 전송 상태를 감지한다.

송신 전력 제어부(190)는 감지된 무선 전력 전송 상태와 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성부(160)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.

교류 전력 생성부(160)는, 송신 전력 제어부(190)의 제어 신호에 기초하여, 전원 공급부(110)의 직류 전력을 이용하여 발진기(130)의 소전력 사인파의 전력을 증폭하여 구형파 형상의 전압을 가지는 교류 전력을 생성한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 교류 전력 생성부(160)의 출력 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전력 생성부(160)는 직류-교류 변환부(163)를 포함하고, 송신 전력 제어부(190)는 교류 전력 생성 제어부(193)를 포함한다.

교류 전력 생성 제어부(193)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다. 교류 전력 생성 제어부(193)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 더 기초하여, 전원 공급부(110)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류를 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성할 수 있다. 목표 전류 범위는 목표 피크-투-피크 전류 범위일 수 있다.

직류-교류 변환부(163)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력을 구형파 교류 전압을 가지는 교류 전력으로 변환하여, 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.

도 13에 도시된 바와 같이, 직류-교류 변환부(163)는 풀 브리지 트랜지스터 회로부를 포함하고, 이 풀 브리지 트랜지스터 회로부는 2개의 하프 브리지 트랜지스터 회로부를 포함한다. 2개의 하프 브리지 트랜지스터 회로부 중 하나는 상측 트랜지스터(T41)과 하측 트랜지스터(T42)를 포함하고, 다른 하나는 상측 트랜지스터(T44)과 하측 트랜지스터(T43)를 포함한다. 상측 트랜지스터(T41, T44)와 하측 트랜지스터(T42, T43)는 N-채널 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, NMOS)일 수 있으나 동일한 작용을 할 수 있는 다른 소자로 대체될 수 있다.

전력 전송 상태 감지부(180)는 저항(R1)과 전압 차 측정부(181)를 포함하고, 전원 공급부(110), 직류-교류 변환부(163), 교류 전력 생성 제어부(193)에 연결된다. 직류-교류 변환부(163)는 저항(R1)을 통해 전원 공급부(110)에 연결된다.

교류 전력 생성 제어부(193)는 제1 및 제2 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단과 제1 및 제2 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 가지고, 발진기(130)의 소전력 사인파와 무선 전력 전송 상태에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다.

상측 트랜지스터(T41)의 드레인 전극은 저항(R1)의 일단에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제1 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되고, 소스 전극은 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다.

하측 트랜지스터(T42)의 드레인 전극은 상측 트랜지스터(T41)의 소스 전극에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제1 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되며, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

상측 트랜지스터(T44)의 드레인 전극은 저항(R1)의 일단에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제2 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되고, 소스 전극은 송신 유도 코일(L1)의 타단에 연결된다.

하측 트랜지스터(T43)의 드레인 전극은 상측 트랜지스터(T44)의 소스 전극에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제2 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되며, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 측정한다.

다음은 도 14와 도 15를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 설명한다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여주고, 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치 내의 노드들의 파형도를 보여준다.

특히, 도 14은 도 11 내지 도 13의 실시예가 구체화된 무선 전력 송신 방법이다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력을 생성한다(S301). 특히, 전원 공급부(110)는 교류 전압을 가지는 교류 전력을 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력으로 변환할 수 있다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다(S303).

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 전송 상태를 감지한다(S305). 전력 전송 상태 감지부(180)는 전원 공급부(110)의 출력 전류의 크기를 무선 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다. 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압은 전원 공급부(110)의 출력 전류의 크기에 비례하므로, 전력 전송 상태 감지부(180)의 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 무선 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다. 전원 공급부(110)의 출력 전류는 일정하게 유지되지 않을 수 있으므로, 전력 전송 상태 감지부(180)는 전원 공급부(110)의 출력 피크-투-피크 전류의 크기를 무선 전력 전송 상태로서 측정할 수도 있다.

교류 전력 생성 제어부(193)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 전원 공급부(110)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류를 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성하여(S311), 직류-교류 변환부(163)에 출력한다. 전원 공급부(110)의 출력 전류는 일정하게 유지되지 않을 수 있으므로, 전력 전송 상태 감지부(180)는 전원 공급부(110)의 피크-투-피크 출력 전류의 크기를 측정할 수도 있다.

일 실시예에서, 교류 전력 생성 제어부(193)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 결정하고, 이 동작 모드를 위한 교류 전력 생성 제어 신호를 직류-교류 변환부(163)에 출력할 수 있다. 이때, 동작 모드는 풀 브리지 동작 모드와 하프 브리지 동작 모드 중 하나가 될 수 있다. 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 측정 출력 전류 값을 얻는다. 직류 전력 생성 제어부(191)는 측정 출력 전류 값과 기준 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 결정할 수 있다.

이때, 기준 값은 초기 출력 전압 값에 따라 설정되어 있는 표 2의 적정 전류 범위일 수 있다.

측정 출력 전류 값이 기준 값보다 큰 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 풀 브리지 동작 모드로 결정할 수 있다. 측정 출력 전류 값이 기준 값보다 작은 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 하프 브리지 동작 모드로 결정할 수 있다.

하프 브리지 동작 모드에서, 교류 전력 생성 제어부(193)는 2개의 하프 브리지 트랜지스터 회로부 중 하나를 동작시키고, 나머지 하나의 동작을 중단시킨다. 교류 전력 생성 제어부(193)는 동작이 중단되는 하프 브리지 트랜지스터 회로부의 상측 트랜지스터를 턴오프시키고, 하측 트랜지스터를 턴온시킨다. 교류 전력 생성 제어부(193)는 동작시키는 하프 브리지 트랜지스터 회로부에 도 10을 참고하면서 설명한 바와 같은 제어 신호를 제공한다.

풀 브리지 동작 모드에서, 교류 전력 생성 제어부(193)는 한 주기의 절반을 위한 제어 신호와 나머지 절반의 주기를 위한 제어 신호를 번갈아 직류-교류 변환부(163)에 제공한다. 한 주기의 절반에서, 하나의 하프 브리지 트랜지스터 회로부의 상측 트랜지스터(T41)는 턴온되고 하측 트랜지스터(T42)는 턴오프되고, 다른 하나의 하프 브리지 트랜지스터 회로부의 상측 트랜지스터(T44)는 턴오프되고 하측 트랜지스터(T43)는 턴온된다. 한 주기의 나머지 절반에서, 하나의 하프 브리지 트랜지스터 회로부의 상측 트랜지스터(T41)는 턴오프되고 하측 트랜지스터(T42)는 턴온되고, 다른 하나의 하프 브리지 트랜지스터 회로부의 상측 트랜지스터(T44)는 턴온되고 하측 트랜지스터(T43)는 턴오프된다. 2개의 트랜지스터 동작 모드는 발진기(130)의 소전력 사인파에 동기될 수 있다. 상측 트랜지스터와 하측 트랜지스터의 동시 턴온으로 인한 쇼트 서킷을 방지하기 위하여, 상측 트랜지스터 제어 신호와 하측 트랜지스터 제어 신호는 데드 타임 슬롯을 가질 수 있다.

또 다른 실시예에서, 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단 사이의 전압 차에 기초하여 측정 출력 전류 값을 얻고, 직류 전력 생성 제어부(191)는 측정 출력 전류 값을 기초로 전원 공급부(110)의 현재의 출력 전력인 측정 출력 전력 값을 얻고, 이 측정 출력 전력 값에 기초하여 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 이때, 동작 모드는 풀 브리지 동작 모드와 하프 브리지 동작 모드 중 하나가 될 수 있다. 직류 전력 생성 제어부(191)는 측정 출력 전력 값과 기준 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 이때, 기준 값은 초기 출력 전압 값에 따라 설정되어 있는 표 2의 적정 전류 범위로부터 연산된 기준전력값일 수 있다.

측정 출력 전력 값이 기준 값보다 큰 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 풀 브리지 동작 모드로 결정할 수 있다. 측정 출력 전력 값이 기준 값보다 작은 경우, 직류 전력 생성 제어부(191)는 직류-교류 변환부(163)의 동작 모드를 하프 브리지 동작 모드로 결정할 수 있다.

직류-교류 변환부(163)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력를 구형파 교류 전압(V3)을 가지는 교류 전력으로 변환하여(S313), 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 구형파 교류 전압(V3)을 가지는 구형파 교류 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다(S315).

다음은 도 16 내지 도 19를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)를 설명한다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치의 블록도를 보여준다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 발진기(130), 교류 전력 생성부(170), 전력 전송 상태 감지부(180), 및 송신 전력 제어부(190)를 포함하고, 전력 공급 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(200)와 연결된다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가진 전력인 직류 전력을 생성하여 출력단에 출력한다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다.

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 전송 상태를 감지한다.

송신 전력 제어부(190)는 감지된 무선 전력 전송 상태와 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성부(170)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.

교류 전력 생성부(170)는, 송신 전력 제어부(190)의 제어 신호에 기초하여, 전원 공급부(110)의 직류 전력을 이용하여 발진기(130)의 소전력 사인파의 전력을 증폭하여 구형파 형상의 전압을 가지는 교류 전력을 생성한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 교류 전력 생성부(170)의 출력 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 전력 생성부와 송신 전력 제어부의 블록도를 보여준다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전력 생성부(170)는 직류-직류 변환부(175)와 직류-교류 변환부(173)를 포함하고, 송신 전력 제어부(190)는 직류 전력 생성 제어부(191), 저장부(192), 교류 전력 생성 제어부(193)를 포함한다.

직류 전력 생성 제어부(191)는 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-직류 변환부(175)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 직류 전력 생성 제어 신호를 생성한다.

저장부(192)는 룩업 테이블을 저장한다.

직류-직류 변환부(175)는 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력을 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력으로 변환한다.

교류 전력 생성 제어부(193)는 발진기(130)의 소전력 사인파에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다. 교류 전력 생성 제어부(193)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 더 기초하여, 직류-직류 변환부(175)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류를 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성할 수 있다. 목표 전류 범위는 목표 피크-투-피크 전류 범위일 수 있다.

직류-교류 변환부(173)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 직류-직류 변환부(175)의 출력 전력을 구형파 형상 전력으로 변환하여, 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직류-교류 변환부와 전력 전송 상태 감지부의 회로도를 보여준다.

도 18에 도시된 바와 같이, 직류-교류 변환부(173)는 풀 브리지 트랜지스터 회로부를 포함하고, 이 풀 브리지 트랜지스터 회로부는 2개의 하프 브리지 트랜지스터 회로부를 포함한다. 2개의 하프 브리지 트랜지스터 회로부 중 하나는 상측 트랜지스터(T61)과 하측 트랜지스터(T62)를 포함하고, 다른 하나는 상측 트랜지스터(T64)과 하측 트랜지스터(T63)를 포함한다. 상측 트랜지스터(T61, T64)와 하측 트랜지스터(T62, T63)는 N-채널 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, NMOS)일 수 있으나 동일한 작용을 할 수 있는 다른 소자로 대체될 수 있다.

전력 전송 상태 감지부(180)는 저항(R1)과 전압 차 측정부(181)를 포함하고, 직류-직류 변환부(175), 직류-교류 변환부(173), 교류 전력 생성 제어부(193)에 연결된다. 직류-교류 변환부(173)는 저항(R1)을 통해 직류-직류 변환부(175)에 연결된다.

교류 전력 생성 제어부(193)는 제1 및 제2 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단과 제1 및 제2 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단을 가지고, 발진기(130)의 소전력 사인파와 무선 전력 전송 상태에 기초하여 교류 전력 생성 제어 신호를 생성한다.

상측 트랜지스터(T61)의 드레인 전극은 저항(R1)의 일단에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제1 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되고, 소스 전극은 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다.

하측 트랜지스터(T62)의 드레인 전극은 상측 트랜지스터(T61)의 소스 전극에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제1 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되며, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

상측 트랜지스터(T64)의 드레인 전극은 저항(R1)의 일단에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제2 상측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되고, 소스 전극은 송신 유도 코일(L1)의 타단에 연결된다.

하측 트랜지스터(T63)의 드레인 전극은 상측 트랜지스터(T64)의 소스 전극에 연결되고, 게이트 전극은 교류 전력 생성 제어부(193)의 제2 하측 트랜지스터 제어 신호 출력단에 연결되며, 소스 전극은 그라운드에 연결된다.

전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 측정한다.

다음은 도 19를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 설명한다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법의 흐름도를 보여준다.

특히, 도 19은 도 16 내지 도 18의 실시예가 구체화된 무선 전력 송신 방법이다.

전원 공급부(110)는 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력을 생성한다(S501). 특히, 전원 공급부(110)는 교류 전압을 가지는 교류 전력을 직류 전압을 가지는 전력인 직류 전력으로 변환할 수 있다.

발진기(130)는 소전력 사인파를 생성한다(S503).

전력 전송 상태 감지부(180)는 무선 전력 전송 상태를 감지한다(S505). 전력 전송 상태 감지부(180)는 직류-직류 변환부(175)의 출력 전류의 크기를 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다. 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압은 전원 공급부(110)의 출력 전류의 크기에 비례하므로, 전력 전송 상태 감지부(180)의 전압 차 측정부(181)는 저항(R1)의 양단에 걸리는 전압의 차이를 무선 전력 전송 상태로서 감지할 수 있다. 직류-직류 변환부(175)의 출력 전류는 일정하게 유지되지 않을 수 있으므로, 전력 전송 상태 감지부(180)는 직류-직류 변환부(175)의 출력 피크-투-피크 전류의 크기를 측정할 수도 있다.

직류 전력 생성 제어부(191)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-직류 변환부(175)가 목표 전류 범위 내의 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 직류 전력 생성 제어 신호를 생성하여(S507), 트랜지스터(T11)의 게이트 전극에 출력한다. 단계(S507)은 앞서 설명한 단계(S107)에 의해 구체화될 수 있다.

직류-직류 변환부(175)는 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력을 목표 전류 범위 내의 출력 전류 및 목표 직류 전압을 가지는 직류 전력으로 변환한다(S509).

교류 전력 생성 제어부(193)는, 감지한 무선 전력 전송 상태에 기초하여, 직류-직류 변환부(175)가 목표 전류 범위 내의 출력 전류를 가지는 직류 전력을 출력할 수 있도록 하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성하여(S511), 직류-교류 변환부(173)에 출력한다. 단계(S511)은 앞서 설명한 단계(S311)에 의해 구체화될 수 있다.

직류-교류 변환부(173)는 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 전원 공급부(110)의 출력 전력를 구형파 교류 전압(V3)을 가지는 교류 전력으로 변환하여(S513), 송신 유도 코일부(210)에 출력한다.

무선 전력 송신 장치(200)는 구형파 교류 전압(V3)을 가지는 구형파 교류 전력을 공진에 의해 무선 전력 수신 장치(300)에 전달한다(S515).

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

1. 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
   상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치 사이의 무선 전력 전송 상태를 감지하는 감지부;
   하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드로 동작하며, 제1 직류 전력을 이용하여 구형파 형상 전력을 생성하는 교류 전력 생성부 - 상기 교류 전력 생성부는 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부를 포함함 -; 및
   상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 상기 하프 브리지 동작 모드와 상기 풀 브리지 동작 모드 중 하나를 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 해당하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성하여 상기 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부에 제공하는 송신 전력 제어부;상기 구형파 형상 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 송신 유도 코일을 포함하고,
   상기 교류 전력 생성부는
   상기 제1 직류 전력을 제2 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 변환부와,
   상기 제2 직류 전력을 상기 구형파 형상 전력으로 변환하는 직류-교류 변환부를 포함하고,
   상기 감지부는 상기 직류-직류 변환부의 출력 전류의 크기에 기초하여 상기 무선 전력 전송 상태를 감지하는
   무선 전력 송신 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 송신 전력 제어부는
   상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 직류 전력 생성 제어 신호를 생성하는 직류 전력 생성 제어부를 포함하고,
   상기 직류-직류 변환부는 상기 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 상기 제1 직류 전력을 상기 제2 직류 전력으로 변환하는
   무선 전력 송신 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 직류 전력 생성 제어부는 상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 상기 직류 전력 생성 제어 신호의 듀티율을 변경하는
   무선 전력 송신 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 직류 전력 생성 제어부는 상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 해당하는 목표 출력 전압을 룩업 테이블에서 구하고, 상기 제2 직류 전력의 전압이 상기 목표 출력 전압에 이르도록 상기 듀티율을 변경하는
   무선 전력 송신 장치.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 직류-직류 변환부의 출력 전류의 피크-투-피크 크기에 기초하여 상기 무선 전력 전송 상태를 감지하는
    무선 전력 송신 장치.
11. 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    인가되는 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 송신 유도 코일;
    상기 송신 유도 코일에 연결되는 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부;
    상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치 사이의 무선 전력 전송 상태를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 상기 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부를 제어하는 송신 전력 제어부; 및
    상기 송신 전력 제어부의 제어 신호에 기초하여, 제1 직류 전력을 제2 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 변환부를 포함하고,
    상기 트랜지스터 회로부는 상기 제2 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고,
    상기 감지부는 상기 직류-직류 변환부의 출력 전류의 레벨을 기초로 상기 무선 전력 전송 상태를 검출하는
    무선 전력 송신 장치.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,
    상기 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부는 하프 브리지 동작 모드와 상기 풀 브리지 동작 모드 중 하나로 동작하고,
    상기 송신 전력 제어부는 상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 상기 하프 브리지 동작 모드와 상기 풀 브리지 동작 모드 중 하나를 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 따라 상기 트랜지스터 회로부를 제어하는
    무선 전력 송신 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 풀 브리지 구조의 트랜지스터 회로부는
    상기 제2 직류 전력이 인가되는 드레인 전극과 상기 송신 유도 코일의 일단에 연결되는 소스 전극을 포함하는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 상기 소스 전극에 연결되는 드레인 전극과 그라운드에 연결되는 소스 전극을 포함하는 제2 트랜지스터;
    상기 제2 직류 전력이 인가되는 드레인 전극과 상기 송신 유도 코일의 타단에 연결되는 소스 전극을 포함하는 제3 트랜지스터; 및
    상기 제3 트랜지스터의 상기 소스 전극에 연결되는 드레인 전극과 상기 그라운드에 연결되는 소스 전극을 포함하는 제4 트랜지스터를 포함하는
    무선 전력 송신 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 하프 브리지 동작 모드에서 상기 송신 전력 제어부는
    상기 제3 트랜지스터를 턴오프하고,
    상기 제4 트랜지스터를 턴온하고,
    한 주기의 절반에서 상기 제1 트랜지스터를 턴온하고 상기 제2 트랜지스터를 턴오프하고,
    나머지 절반의 주기에서 상기 제1 트랜지스터를 턴오프하고 상기 제2 트랜지스터를 턴온하는
    무선 전력 송신 장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 풀 브리지 동작 모드에서 상기 송신 전력 제어부는
    한 주기의 절반에서 상기 제1 및 제4 트랜지스터를 턴온하고 상기 제2 및 제3 트랜지스터를 턴오프하고,
    나머지 절반의 주기에서 상기 제1 및 제4 트랜지스터를 턴오프하고 상기 제2 및 제3 트랜지스터를 턴온하는
    무선 전력 송신 장치.
17. 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 방법에 있어서,
    감지부가 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치 사이의 무선 전력 전송 상태를 감지하는 단계;
    송신 전력 제어부가 상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 하프 브리지 동작 모드와 풀 브리지 동작 모드 중 하나를 결정하는 단계;
    교류 전력 생성부가 상기 결정된 동작 모드에 따라 제1 직류 전력을 이용하여 구형파 형상 전력을 생성하는 단계; 및
    송신 유도 코일을 통해 상기 구형파 형상 전력을 전자기 유도에 의해 송신 공진 코일에 전달하는 단계를 포함하는
    무선 전력 송신 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 구형파 형상 전력을 생성하는 단계는
    상기 결정된 동작 모드에 해당하는 교류 전력 생성 제어 신호를 생성하는 단계와,
    상기 교류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 상기 구형파 형상 전력을 생성하는 단계를 포함하는
    무선 전력 송신 방법.
19. 제17항에 있어서,
    구형파 형상 전력을 생성하는 단계는
    직류-직류 변환부가 상기 제1 직류 전력을 제2 직류 전력으로 변환하는 단계와,
    상기 제2 직류 전력을 상기 구형파 형상 전력으로 변환하는 단계와,
    상기 직류-직류 변환부의 출력 전류의 크기에 기초하여 상기 무선 전력 전송 상태를 감지하는 단계를 포함하는
    무선 전력 송신 방법.
20. 제17항에 있어서,
    상기 감지된 무선 전력 전송 상태에 기초하여 듀티율을 결정하는 단계;
    상기 듀티율에 따른 직류 전력 생성 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 구형파 형상 전력을 생성하는 단계는
    상기 직류 전력 생성 제어 신호에 기초하여 상기 제1 직류 전력을 제2 직류 전력으로 변환하는 단계와,
    상기 결정된 동작 모드에 상기 제2 직류 전력을 상기 구형파 형상 전력으로 변환하는 단계를 포함하는
    무선 전력 송신 방법.

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