KR102035190B1 - 자기공명방식 무선 충전 장치 - Google Patents

자기공명방식 무선 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 장치는 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여, 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신하는 송신 공진부, 송신 공진부와 연결되어 상기 송신 공진부의 공진 주파수에 연관된 검출 신호를 출력하는 주파수 검출회로, 상기 검출 신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제1절연 회로, 상기 제1절연 회로를 통하여 수신된 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 공진 주파수를 계산하는 주파수 연산기, 연산된 상기 공진주파수에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성하는 공진 주파수 컨트롤러, 상기 공진주파수 조정신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제2절연 회로 및 상기 제2절연 회로를 통하여 수신된 상기 공진주파수 조정신호에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정회로를 포함한다.

Description

자기공명방식 무선 충전 장치{MAGNETIC RESONANCE WIRELESS CHARGING DEVICE}
본 발명의 기술적 사상은 자기공명방식 무선 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적으로 절연된 절연 회로를 거쳐 전달된 검출 신호를 통하여 송신 공진부의 공진 주파수를 검출하고, 검출된 공진 주파수에 기초하여 생성된 공진주파수 조정신호를 절연 회로를 거쳐 상기 송신 공진부에 연결된 공진주파수 조정회로로 전달함으로써 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 자기공명방식 무선 충전 장치에 관한 것이다.
무선 충전 방식에는 자기유도 방식, 자기공명 방식, 및 전자기파 방식이 있다. 자기유도 방식의 경우 전송 효율은 비교적 높지만 전송거리가 수 mm 내지 수 cm에 불과하여 전송거리 상에 한계를 가진다. 전자기파 방식의 경우 전송거리가 최대 수십 km에 해당하지만 전송 효율이 10% 내지 50%에 불과하여 전송 효율 상에 한계를 가질 뿐 아니라 인체에 대한 유해성이 문제되고 있다.
이에 따라, 최근에는 전송거리를 수 m의 범위로 확보할 수 있으며 전송효율 측면에서도 전자기파 방식보다 높은 전송효율을 가지는 자기공명 방식의 상용화를 위한 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 자기공명방식 무선 충전 장치는 전기적으로 절연된 절연 회로를 거쳐 전달된 검출 신호를 통하여 송신 공진부의 공진 주파수를 검출하고, 검출된 공진 주파수에 기초하여 생성된 공진주파수 조정신호를 절연 회로를 거쳐 상기 송신 공진부에 연결된 공진주파수 조정회로로 전달함으로써 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 자기공명방식 무선 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 자기공명방식 무선 충전 장치는 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여, 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신하는 송신 공진부, 송신 공진부와 연결되어 상기 송신 공진부의 공진 주파수에 연관된 검출 신호를 출력하는 주파수 검출회로, 상기 검출 신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제1절연 회로, 상기 제1절연 회로를 통하여 수신된 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 공진 주파수를 연산하는 주파수 연산기, 연산된 상기 공진주파수에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성하는 공진 주파수 컨트롤러, 상기 공진주파수 조정신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제2절연 회로 및 상기 제2절연 회로를 통하여 수신된 상기 공진주파수 조정신호에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정회로를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제1절연 회로 및 상기 제2절연 회로 각각은, 포토커플러(photo coupler)를 통하여 신호를 전달할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제1절연 회로는, 상기 주파수 검출회로와 상기 주파수 연산기 사이에 연결되어, 상기 검출 신호를 상기 주파수 검출회로로부터 상기 주파수 연산기로 전달할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 공진주파수 조정회로는, 병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부 및 상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2절연 회로는, 상기 공진 주파수 컨트롤러와 상기 스위칭부 사이에 연결되어, 상기 공진주파수 조정신호를 상기 스위칭부로 전달할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 주파수 검출회로는, 상기 송신 공진부로부터 출력된 상기 검출 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 드론으로부터 상기 드론의 식별정보를 수신하는 통신모듈 및 상기 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 상기 공진 주파수 컨트롤러로 전송하는 기준 공진주파수 설정회로를 더 포함하고, 상기 공진 주파수 컨트롤러는, 연산된 상기 공진주파수와 상기 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 상기 공진주파수 조정신호를 생성할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 상기 주파수 계산부에 의해 연산된 공진 주파수에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 상기 기준 공진주파수 정보를 업데이트하는, 기준 공진주파수 업데이터를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 통신모듈은, 복수의 드론들로부터 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보를 수신하고, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 수신된 상기 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 상기 복수의 드론들을 그룹핑하는 충전 그룹 생성부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보 및 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보의 수신 순서에 기초하여, 상기 기준 공진주파수의 조절 패턴을 미리 설정하는 충전 스케쥴러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시 예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 따른 권리범위는 이에 의하여 제한해석 되어서는 안 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 검출된 공진주파수에 기초하여 상기 공진 주파수를 조정함으로써 무선 충전 장치가 위치한 환경에 따른 오차를 최소화할 수 있으며 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 송신 공진부와 제어부를 서로 전기적으로 절연시킴에 따라 정확한 공진 주파수 검출이 가능하며, 공진주파수 조정회로의 스위칭에 따라 발생할 수 있는 전기적인 충격으로부터 제어부를 보호할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 회로도이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 시스템(10)은 드론(100)과 무선 충전 장치(200)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 드론(100)은 무선전파로 조종할 수 있는 무인 항공기를 폭 넓게 의미할 수 있다.
실시 예에 따라, 드론(100)은 군사용 드론, 상업용 드론, 개인용 드론 등 다양한 용도에 맞도록 구현될 수 있으며, 용도에 맞추어 구성이 생략, 추가, 변경될 수 있다.
드론(100)은 충전가능한 배터리를 포함할 수 있으며, 드론(100)에 포함된 배터리는 무선 충전 장치(200)에 의하여 무선 충전될 수 있다.
무선 충전 장치(200)는 일정 반경 내에 들어온 드론(100)을 무선 충전시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 무선 충전 장치(200)와 드론(100)에 포함된 배터리는 자기공명방식 무선충전을 수행할 수 있으며, 드론(100)에 포함된 배터리는 이에 따라 무선충전될 수 있다.
무선 충전 장치(200)의 세부적인 구조와 동작에 대해서는 도 2와 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다. 도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 회로도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 무선 충전 장치(200)는, 통신모듈(210), 제어부(220), 송신 공진부(290), 공진주파수 조정회로(300), 주파수 검출회로(310), 제1절연회로(320), 및 제2절연회로(330)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "무선 충전 장치(200)의 공진 주파수"는 송신 공진부(290)와 공진주파수 조정회로(300)의 조합에 의하여 결정되는 공진 주파수를 의미할 수 있다.
통신모듈(210)은 드론(100)과 무선통신을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 통신모듈(210)은 RFID, 블루투스(bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Wi-Fi, NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(beacon) 등의 방식으로 드론(100)과 무선통신을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 드론(100)은 통신모듈(210)로 무선통신을 통하여 드론(100)의 식별정보(예컨대, 드론(100)의 고유의 ID, 드론(100)의 모델정보를 나타내는 정보 등)를 전송할 수 있다.
제어부(220)는 충전 그룹 생성부(230), 충전 스케쥴러(240), 기준 공진주파수 설정회로(250), 기준 공진주파수 업데이터(260), 주파수 연산기(270), 및 공진 주파수 컨트롤러(280)를 포함할 수 있다.
충전 그룹 생성부(230)는 무선 충전 장치(200)가 드론(100)을 포함한 복수의 드론들(미도시)을 동시에 충전할 수 있도록 구현된 경우에 무선 충전 장치(200)에 포함될 수 있다.
충전 그룹 생성부(230)는 무선 충전 장치(200)에 의하여 동시에 충전시킬 드론들을 그룹핑할 수 있다.
실시 예에 따라, 충전 그룹 생성부(230)는 통신모듈(210)을 통하여 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여 복수의 드론들 각각의 무선충전을 위한 공진주파수 정보를 생성하고, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 복수의 드론들을 그룹핑할 수 있다. 이 경우, 사용자는 충전 그룹 생성부(230)에 의하여 그룹핑할 공진주파수 범위를 설정할 수도 있다.
예컨대, 사용자에 의해 설정된 공진주파수 범위가 0.3MHz라면, 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여 생성된 공진주파수 정보가 10.1MHz인 드론, 공진주파수 정보가 10.2MHz인 드론, 공진주파수 정보가 10.3MHz인 드론이 하나의 그룹으로 그룹핑될 수 있다.
충전 스케쥴러(240)는 무선 충전 장치(200)가 복수의 드론들(미도시)을 순차적으로 충전할 수 있도록 구현된 경우에 무선 충전 장치(200)에 포함될 수 있다.
충전 스케쥴러(240)는 무선 충전 장치(200)에 의하여 충전시킬 드론들의 순서를 스케쥴링할 수 있다.
실시 예에 따라, 충전 스케쥴러(240)는 통신모듈(210)을 통하여 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보 및, 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보가 수신된 수신 순서에 기초하여, 충전시킬 드론들의 순서를 스케쥴링하고 스케쥴링된 순서에 따라 무선 충전 장치(200)의 기준 공진주파수의 조절패턴을 미리 설정할 수 있다.
예컨대, 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz의 순서로 순차적으로 수신된 경우, 이에 맞추어 무선 충전 장치(200)의 기준 공진주파수가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz로 설정되도록 미리 설정할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 충전 그룹 생성부(230)와 충전 스케쥴러(240)가 함께 동작하는 경우, 충전 스케쥴러(240)는 충전 그룹 생성부(230)에 의해 생성된 충전 그룹에 관한 정보를 전달 받고, 전달 받은 충전 그룹에 포함된 복수의 드론들 각각의 공진주파수들 중에서 중간 값을 기준으로 기준 공진주파수를 미리 설정할 수 있다.
예컨대, 충전 그룹 생성부(230)에 의해 생성된 충전 그룹에 포함된 복수의 드론들 각각의 공진 주파수가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz인 경우, 충전 스케쥴러(240)는 이 중에서 중간 값인 10.2MHz를 기준으로 기준 공진주파수를 미리 설정할 수 있다.
기준 공진주파수 설정회로(250)는 무선 충전 장치(200)의 무선 충전에 사용할 기준 공진주파수 값을 설정할 수 있다. 기준 공진주파수 설정회로(250)는 드론(100)으로부터 통신모듈(210)을 통하여 수신된 드론의 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 공진 주파수 컨트롤러(280)로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 기준 공진주파수 설정회로(250)는 충전 스케쥴러(240)에 의해 미리 설정된 기준 공진주파수의 조절패턴에 기초하여 기준 공진주파수를 설정할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 기준 공진주파수 설정회로(250)에 저장된 기준 공진주파수 값들은 기준 공진주파수 업데이터(260)에 의해 업데이트될 수 있다.
기준 공진주파수 업데이터(260)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진주파수 값을 누적하여 저장하고, 저장된 공진주파수 값과 설정된 기준 공진주파수 값의 비교결과에 따라 기준 공진주파수를 업데이트할 수 있다.
예컨대, 설정된 기준 공진주파수에 비하여 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진주파수 값이 낮은 값을 갖는 경우가 일정시간 이상 반복된다면, 이는 여러 오차에 의해 의도했던 기준 공진주파수에 비하여 실제 공진주파수의 값이 낮은 경우로 판단될 수 있으며, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 값을 기존의 값보다 더 높은 값으로 업데이트할 수 있다.
반대로, 설정된 기준 공진주파수에 비하여 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진 주파수 값이 높은 값을 갖는 경우가 일정시간 이상 반복된다면, 이는 여러 오차에 의해 의도했던 기준 공진주파수에 비하여 실제 공진주파수의 값이 높은 경우로 판단될 수 있으며, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 값을 기존의값보다 더 낮은 값으로 업데이트할 수 있다.
실시 예에 따라, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 설정회로(250) 내에 드론의 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 업데이트할 수 있다.
주파수 연산기(270)는 주파수 검출회로(310)로부터 제1절연회로(320)를 통하여 전송되는 검출 신호(SDT1)에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진 주파수를 연산할 수 있다. 주파수 검출회로(310)와 제1절연회로(320)에 대해서는 후술하도록 한다.
실시 예에 따라, 주파수 연산기(270)는 수신된 검출 신호(SDT1)를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환된 검출 신호(SDT1)의 에지(edge)를 카운팅함으로써 송신 공진부(290)의 공진 주파수를 연산할 수 있다.
공진 주파수 컨트롤러(280)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 공진주파수와 기준 공진주파수 설정회로(250)로부터 전달된 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성할 수 있다.
실시 예에 따라, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 공진 주파수와 기준 공진주파수 설정회로(250)에 의해 설정된 기준 공진주파수를 비교하고, 비교결과에 따라 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 및 SSW3)를 생성할 수 있다.
예컨대, 연산된 공진 주파수가 기준 공진주파수보다 낮은 값을 갖는 경우, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 송신 공진부(290)의 공진주파수를 높이기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 생성할 수 있다.
반대로, 연산된 공진 주파수가 기준 공진주파수보다 높은 값을 갖는 경우, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 송신 공진부(290)의 공진주파수를 낮추기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 생성할 수 있다.
송신 공진부(290)는 전원에서 공급된 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신할 수 있다.
송신 공진부(290)는 공진부(290A)와 전력 송신부(290B)로 구성될 수 있다. 공진부(290A)에는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터부(292)가 포함될 수 있으며, 전력 송신부(290B)는 무선 전력 전송을 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.
공진주파수 조정회로(300)는 송신 공진부(290)에 연결되며, 제어부(220)에 포함된 공진 주파수 컨트롤러(280)에 의해 생성된 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정할 수 있다.
공진주파수 조정회로(300)는 병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부(302)와 상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부(304)를 포함할 수 있다.
스위칭부(304)는 커패시터부(302)의 복수의 커패시터들 각각에 상응하는 스위치(SW1, SW2, SW3)를 포함할 수 있다.
도 3에서는 예시적으로 공진주파수 조정회로(300)가 병렬로 연결된 복수의 커패시터들로 구성되는 경우를 도시하나, 공진주파수 조정회로(300)에 사용되는 소자와 연결 구조는 다양한 변형이 가능하다.
주파수 검출회로(310)는 송신 공진부(290)와 연결되어 송신 공진부(290)의 공진 주파수에 연관된 검출 신호(SDT1)를 출력할 수 있다. 주파수 검출회로(310)에 의해 출력된 검출 신호(SDT1)는 송신 공진부(290)의 공진 주파수에 관한 정보를 담고 있다.
실시 예에 따라, 주파수 검출회로(310)는 안정적으로 검출 신호(SDT1)를 출력하기 위한 저항 소자를 포함할 수 있다.
제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310)와 주파수 연산기(270) 사이에 연결되어 검출 신호(SDT1)를 주파수 검출회로(310)로부터 주파수 연산기(270)로 전달할 수 있다.
제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310) 측(SIDE1)과 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)을 전기적으로 절연시킨 채로 검출 신호(SDT1)를 전달할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1절연회로(320)는 포토커플러(photo coupler)를 통하여 검출 신호를 전달할 수 있다. 이 경우, 제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310) 측(SIDE1)에서 전달된 검출 신호(SDT1)를 광신호로 변환하여 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)으로 전송하며, 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)의 광 검출기(light detector)에 의해 수신된 광신호를 전기신호로 다시 변환함으로써 주파수 연산기(270)로 검출 신호(SDT1)를 전달할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 제1절연회로(320)는 포토커플러 타입의 절연회로 대신에 변환기 타입의 절연회로를 포함할 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다.
제2절연회로(330)는 공진 주파수 컨트롤러(280)와 공진주파수 조정회로(300) 사이에 연결되어 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 공진주파수 조정회로(300)의 스위치부(304)의 스위치들 각각으로 전달할 수 있다.
제2절연회로(330)는 공진 주파수 컨트롤러(280) 측(SIDE2)과 공진주파수 조정회로(300) 측(SIDE1)을 전기적으로 절연시킨 채로 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 전달할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2절연회로(330)는 제1절연회로(320)와 마찬가지로 포토커플러 타입의 절연회로 또는 변환기 타입의 절연회로를 통하여 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 전달할 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
10 : 무선 충전 시스템
100 : 드론
200 : 무선 충전 장치
210 : 통신모듈
220 : 제어부
290 : 송신 공진부
300 : 공진주파수 조정회로
310 : 주파수 검출회로
320, 330 : 절연회로

Claims (10)

  1. 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여, 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신하는 송신 공진부;
    상기 송신 공진부와 연결되어 상기 송신 공진부의 공진 주파수에 연관된 검출 신호를 출력하는 주파수 검출회로;
    상기 검출 신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제1절연 회로;
    상기 제1절연 회로를 통하여 수신된 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 공진 주파수를 연산하는 주파수 연산기;
    연산된 상기 공진주파수에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성하는 공진 주파수 컨트롤러;
    상기 공진주파수 조정신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제2절연 회로;
    상기 제2절연 회로를 통하여 수신된 상기 공진주파수 조정신호에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정회로;
    드론으로부터 상기 드론의 식별정보를 수신하는 통신모듈; 및
    상기 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 상기 공진 주파수 컨트롤러로 전송하는 기준 공진주파수 설정회로를 더 포함하고,
    상기 공진 주파수 컨트롤러는, 연산된 상기 공진주파수와 상기 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 상기 공진주파수 조정신호를 생성하는,자기공명방식 무선 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1절연 회로 및 상기 제2절연 회로 각각은,
    포토커플러(photo coupler)를 통하여 신호를 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1절연 회로는,
    상기 주파수 검출회로와 상기 주파수 연산기 사이에 연결되어, 상기 검출 신호를 상기 주파수 검출회로로부터 상기 주파수 연산기로 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공진주파수 조정회로는,
    병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부; 및
    상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2절연 회로는,
    상기 공진 주파수 컨트롤러와 상기 스위칭부 사이에 연결되어, 상기 공진주파수 조정신호를 상기 스위칭부로 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주파수 검출회로는,
    상기 송신 공진부로부터 출력된 상기 검출 신호를 출력하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
    상기 주파수 연산기에 의해 연산된 공진 주파수에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 상기 기준 공진주파수 정보를 업데이트하는, 기준 공진주파수 업데이터를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통신모듈은,
    복수의 드론들로부터 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보를 수신하고,
    상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
    수신된 상기 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 상기 복수의 드론들을 그룹핑하는 충전 그룹 생성부를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
    상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보 및 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보의 수신 순서에 기초하여, 상기 기준 공진주파수의 조절 패턴을 미리 설정하는 충전 스케쥴러를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
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