KR102065021B1 - 무선 전력 제어 시스템 - Google Patents

무선 전력 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102065021B1
KR102065021B1 KR1020147020362A KR20147020362A KR102065021B1 KR 102065021 B1 KR102065021 B1 KR 102065021B1 KR 1020147020362 A KR1020147020362 A KR 1020147020362A KR 20147020362 A KR20147020362 A KR 20147020362A KR 102065021 B1 KR102065021 B1 KR 102065021B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
resonator
control
value
resonator circuit
Prior art date
Application number
KR1020147020362A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140117428A (ko
Inventor
데이비드 더블유 바만
벤자민 씨 모에스
조슈아 케이 슈와넥키
조슈아 비 테일러
닐 더블유 쿠이벤호벤
맷튜 제이 노콘크
콜린 제이 무어
존 제임스 로드
크리스텐 제이 블러드
Original Assignee
필립스 아이피 벤쳐스 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이. filed Critical 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이.
Publication of KR20140117428A publication Critical patent/KR20140117428A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102065021B1 publication Critical patent/KR102065021B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
    • H03J7/02—Automatic frequency control
    • H03J7/04—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant
    • H04B5/79—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

공진기 회로의 Q 인자를 변화시켜 공진기 회로에 의해 중계된 전력의 양을 제어하는 Q 제어 서브회로를 구비하는 선택적으로 조정가능한 공진기 회로를 구비한 무선 전력 전송 컴포넌트. 공진기 회로는 무선 전력 공급기, 무선 전력 수신기, 중간 공진기 또는 이들의 어떤 조합에 있을 수 있다. 공진기 회로는 피드백 회로에 기초하여 능동적으로 구성될 수 있다. 피드백 회로는 세컨더리 회로 또는 그 밖의 다른 곳의 특성을 감지하고 감지된 특성에 기초하여 제어 서브회로를 능동적으로 작동시킬 수 있다. 피드백 회로는 감지된 특성이 임계값을 넘을 때 Q 제어 서브회로가 Q 인자를 변화(감소 또는 증가)시키도록 할 수 있다. Q 제어 서브회로는 공진기 회로의 Q 인자를 조정하도록 변화될 수 있는 값을 갖는 가변 저항기를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 제어 시스템{WIRELESS POWER CONTROL SYSTEM}
본 발명은 무선 전력 전송에 관한 것이다.
무선 전력 공급 시스템의 사용이 지속적으로 늘어나고 있다. 가장 흔한 무선 전력 공급 시스템은 전자기장을 이용하여 무선 전력 공급기로부터 셀폰, 스마트폰, 미디어 플레이어 또는 다른 전자 장치와 같은 원격 장치와 관련된 무선 전력 수신기로 전력을 무선으로 전송한다. 다른 형태의 많은 무선 전력 공급 시스템이 존재한다. 예를 들면, 많은 통상의 시스템은 무선 전력 공급기 내의 프라이머리(primary) 코일 및 원격 장치의 무선 전력 수신기 내의 세컨더리(secondary) 코일을 이용한다. 프라이머리 코일은 무선 전력 공급기에서 발산되는 전자기장을 발생시킨다. 무선 전력 수신기는 프라이머리 코일에 의해 발생된 전자기장 내에 배치될 수 있는 세컨더리 코일을 포함한다. 원격 장치가 무선 전력 공급기에 충분히 근접하여 위치한 경우, 전자기장은 예를 들어, 원격 장치에 전력을 공급하고 및/또는 원격 장치를 충전하도록 원격 장치에 의해 사용될 수 있는 전력을 세컨더리 코일 내에 유도한다. 이러한 형태의 시스템은 전형적으로 프라이머리 코일 및 세컨더리 코일이 비교적 서로 가까이 있을 때 최적의 성능을 제공한다. 이런 이유로, 이러한 형태의 시스템은 종종 "근접 결합(close-coupled)" 시스템으로 불린다.
많은 통상의 무선 전력 공급 시스템은 프라이머리 코일 및 세컨더리 코일이 근접 결합 시스템의 효율적인 사용을 위해 일반적으로 허용되는 것보다 더 멀리 떨어져 있을 때 전력을 효율적으로 제공하도록 구성되었다. 이들이 근접 결합 시스템보다 더 먼 거리에서 전력을 효율적으로 전송할 수 있다면, 이러한 형태의 무선 전력 전송 시스템은 종종 "중거리(mid-range)" 시스템으로 불린다. 전형적인 중거리 무선 전력 전송 시스템은 100년 전 니콜라 테슬라(Nicola Tesla)(예를 들어, 1901년 10월 22일 등록된 미국 특허 제685,012호 참조)에 의해 개시된 기술에 의존한다.
전형적인 중거리 시스템에 따르면, 전력 전송 시스템은 프라이머리 코일 및 세컨더리 코일 사이 또는 그렇지 않고 그 주변에 배열된 한 쌍의 공진기(resonator)를 포함한다. 각 공진기는 인덕터 및 커패시터를 포함하도록 구성되고, 어떤 추가적인 큰 부하도 포함하지 않는다. 이는 공진 주파수에서의 임피던스를 최소치로 유지시켜 커패시터와 인덕터 사이의 공진 전류를 최대화한다. 인덕터 내의 전류는 다시 공진기 내에 유도된 무선 전력 신호를 증폭시킨다. 신호를 증폭시키는 그들의 능력을 고려하면, 공진기는 무선 전력 공급 시스템의 범위를 확장시키는 브리지(bridge)로 기능할 수 있다. 사용 중에, 프라이머리 코일은 제1 공진기에 전력을 유도하는 전자기장을 발생시키고, 제1 공진기는 제2 공진기에 전력을 유도하는 증폭된 전자기장을 발생시키며 제2 공진기는 세컨더리 코일에 전력을 유도하는 증폭된 전자기장을 발생시킨다. 예를 들면, 도 1은 공지된 무선 전력 공급 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 1의 무선 전력 시스템은 무선 전력 공급기 및 무선 수신기를 포함한다. 무선 전력 공급기는 메인 입력과의 커넥션, AC/DC 전력 공급기, DC 전력을 AC로 전환하는 인버터, 커패시터 및 인덕터(L1)를 포함하는 탱크 회로를 포함한다. 작동시, 탱크 회로의 인덕터(L1)는 인덕터(L2) 및 커패시터를 포함하는 분리형 공진기 회로에 결합한다. 무선 수신기는 무선 전력 공급기의 분리형 공진기 회로와 결합하는 인덕터(L3) 및 커패시터를 갖는 분리형 공진기 회로를 포함한다. 무선 수신기의 분리형 공진기 회로는 무선 수신기의 세컨더리 회로로 전력을 중계(relay)한다. 무선 수신기의 세컨더리 회로는 세컨더리 인덕터(L4), 커패시터, 정류기, 제어기 및 부하를 포함한다.
비록 공진기의 사용이 전형적으로 중거리 환경에서 향상된 효율을 제공하지만, 공진기는 무선 전력 공급기 및 원격 장치가 너무 가까이 있는 경우 효율을 감소시킬 수 있다. 또한, 공진기가 더 많은 유효 전력을 중계하는 것이 가능하여, 일부 응용에서 원하는 것보다 더 높은 전압을 초래한다. 이는 시스템의 전체 효율을 감소시키고, 수신기에서 상당한 열을 발생시키고 과전압 및 순환 전류를 발생시킨다.
본 발명은 공진기에 의해 중계된 전력의 양을 제어하는 선택적으로 조절가능한 공진기 회로를 갖는 무선 전력 전송 컴포넌트를 제공한다. 공진기 회로는 무선 전력 공급기, 무선 수신기, 중간 공진기 또는 이들의 어떤 조합에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 공진기 회로는 세컨더리 회로 피드백에 기초하여 능동적으로 구성된다. 일 실시예에서, 세컨더리 회로 피드백은 임계값의 함수이다. 예를 들어, 온도, 전압, 전류, 또는 전력 임계치. 다른 실시예에서, 공진기 회로는 배터리 상의 온도 센서와 같은 세컨더리 회로의 외부로부터의 피드백에 기초하여 능동적으로 구성된다.
공진기 회로는 공진기 회로를 구성하기 위한 제어 서브회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 커패시터와 병렬로 공진기 인덕터에 접속되고 공진기 커패시터를 선택적으로 분로하거나 공진기 커패시터와 병렬인 저항을 선택적으로 제공한다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 인덕터 및 공진기 커패시터와 직렬이다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 커패시터를 선택적으로 분로하거나 공진기 커패시터와 병렬인 저항을 선택적으로 제공하는 스위치를 포함한다. 스위치는 하나 이상의 트랜지스터 또는 다른 스위칭 요소일 수 있다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 정류기를 포함하고 스위치는 정류된 측에 배치된다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 AC로 동작할 수 있는 스위치를 포함한다.
일 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 회로의 품질 인자(quality factor), 또는 "Q 인자"를 변화시켜 세컨더리 회로로 중계된 전력의 양을 변화시킨다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 회로에 의해 세컨더리 회로로 중계된 전력의 양을 감소시키도록 피드백에 의해 능동적으로 제어된다.
일 실시예에서, 세컨더리 회로는 제어 서브회로를 작동시키는 피드백 회로를 포함한다. 피드백 회로는 세컨더리 회로의 특성을 감지하고 제어 서브회로를 능동적으로 동작시킬 수 있다. 피드백 회로는 임계치를 충족하도록 제어 서브회로를 동작시킬 수 있다. 일 실시예에서, 피드백 회로는 임계값을 넘을 때 제어 서브회로가 공진기 회로의 Q 인자를 변화(감소 또는 증가)시키도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 서브회로는 가변 저항기로서 기능할 수 있는 컴포넌트를 포함한다. 컴포넌트는 트라이오드 모드 또는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터일 수 있다. 피드백 회로는 가변 저항기의 값을 제어하는 제어 서브회로로 비례 피드백 신호를 제공할 수 있다. 피드백 회로는 알고리즘에 기초하여 관련된 피드백 신호를 조정할 수 있는 제어기를 포함할 수 있다. 알고리즘은 감지된 특성의 실제 값과 원하는 값 사이의 상대적 차에 기초하여 피드백 신호를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제어기는 비례, 적분, 미분(PID) 알고리즘을 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 피드백 회로는 제어 서브회로에 직접 피드백을 제공하는 아날로그 컴포넌트를 포함한다. 일 실시예에서, 아날로그 컴포넌트는 임계값의 충족 여부에 따라 하이 또는 로우 신호를 제공한다. 일 실시예에서, 피드백 회로는 디지털 제어기를 포함한다. 디지털 제어기는 아날로그 입력을 수신하고 제어 서브회로를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 공진기 회로는 공진기 셧오프(shut off) 회로를 포함할 수 있다. 공진기 셧오프 회로는 제어 서브회로 또는 제어 서브회로로부터 분리된 스위치일 수 있다. 공진기 회로 또는 제어 서브회로는 셧오프 회로의 제어와 관련된 정보를 제공하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공진기 셧오프 회로는 공진기 회로를 무선 수신기에서 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 프라이머리 공진기 회로를 통해 전력을 중계하는 프라이머리 인덕터를 갖는 무선 송신기에 포함될 수 있다. 무선 송신기는 프라이머리 공진기 회로의 Q 인자를 조정하여 무선 송신기에서 발산되는 전력의 양을 조정하는 제어 서브회로를 포함한다. 일 실시예에서, 무선 송신기는 어떤 원하는 제어 특성에 기초하여 제어 서브회로를 동작시키는 제어기를 포함한다. 예를 들면, 무선 송신기는 무선 수신기에서 원하는 전력의 양과 일치하도록 송신된 전력의 양을 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 송신기는 Q 제어를 이용한 무선 수신기와 함께 동작하도록 구성된다. 무선 수신기는 자신들의 Q 제어 상태를 무선 송신기로 전달하도록 구성될 수 있다. 무선 송신기는 모든 무선 수신기가 Q 제어를 이용할 때 공진기 회로의 Q 인자를 감소하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 다양한 이익을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명은 고도의 공진 시스템을 위해 간단한 공진 피드백 및 Q 제어를 제공한다. 본 발명은 하나의 필드 송신기가 상이한 전력 레벨의 수신기를 포함하여 많은 수신기에 전력을 공급하도록 하는 간단한 제어를 제공할 수 있다. 본 발명은 제어 시스템이 송신기 및/또는 수신기, 또는 중간 컴포넌트에서 Q를 제어하도록 해준다. 본 발명은 Q 제어를 이용한 송신기가 전력을 제한하거나 Q를 제어하도록 하여 근접 결합 및 중거리 시스템과 같은 다수의 근접 시스템을 허용한다. 일 실시예에서, 본 발명은 간단한 배터리 충전기 및 배터리의 라벨에 내장될 수 있는 피드백 시스템을 제공한다. 본 발명은 시스템이 레일(rail) 전압, 위상 제어, 또는 주파수를 이용하여 최대 효율을 위해 조정하면서 수신기의 전력 수요를 전달함과 더불어 Q를 제어하도록 할 수 있다. 본 발명은 디지털 모니터링 및 통신을 이용하여 아날로그 Q 제어를 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명은 고정 주파수, 가변 주파수, 가변 레일(진폭), 가변 범위(거리) 및 다중 전력 전송 프로토콜을 허용하는 제어 시스템에 포함될 수 있다. 본 발명은 고도의 공진 시스템의 약 결합(loosely coupled) 및 강 결합(tightly coupled) 유도 시스템 사이를 전환하는 제어를 가능하게 한다. 본 발명은 다양한 거리에서 많은 수신기로의 전력을 제어할 수 있고, 다른 수신기가 Q를 감소시켜 필요에 따라 전력을 조정하는 동안 요구되는 전력으로 최대 거리에 대해 조정할 수 있는 송신기를 포함할 수 있다. 본 발명은 전압, 전류 또는 온도와 같은 다양한 인자에 기초하여 Q 제어를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 이러한 목적, 이점 및 특징, 및 다른 목적, 이점 및 특징은 현재의 실시예 및 도면의 설명을 참조하면 더 충분히 이해되고 인식될 것이다.
본 발명의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명이 후술하는 설명에 기술되거나 도면에 예시된 구성 요소의 동작의 세부 사항이나 그의 구성 및 배치의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 다양한 다른 실시예로 구현되고 본 명세서에 명백히 개시되지 않은 다른 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 문구 및 용어는 설명 목적이며 제한적인 것으로 간주되지 않아야 함이 이해될 것이다. "구비하는" 및 "포함하는" 및 그 파생어의 이용은 그 이후에 열거된 항목들 및 그 등가물은 물론 추가 항목들 및 그 등가물을 망라하는 것으로 의도된다. 또한, 다양한 실시예의 설명에는 열거가 이용될 수 있다. 명백히 달리 언급되지 않는 한, 열거의 이용은 본 발명을 구성 요소들의 어떤 특정한 순서 또는 개수로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 열거의 이용은 열거된 단계들 또는 구성 요소들과 결합되거나 그 단계들 또는 구성 요소들로 결합될 수 있는 모든 추가 단계들 또는 구성 요소들을 본 발명의 범주로부터 배제하는 것으로 해석되어서도 안 된다.
도 1은 프라이머리 코일 및 프라이머리 공진기를 갖는 무선 전력 공급기 및 세컨더리 공진기 및 세컨더리 코일을 갖는 무선 수신기를 포함하는 공진형 무선 전력 공급 시스템의 대표도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 3은 LED 표시기를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 4는 LED 표시기 및 광 분리 피드백 회로를 갖는 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 5는 부하 변조를 위한 용량성 소자를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 디지털 피드백 회로를 갖는 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 6은 부하 변조를 위한 저항성 소자를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 7은 능동 정류 회로를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 8은 공진기 회로에 결합된 능동 정류 회로 및 전류 감지 변환기를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 9는 아날로그 피드백 회로를 보완하는 디지털 피드백 회로를 포함하는 무선 수신기의 일 실시예의 대표 회로도이다.
도 10은 공진기 회로가 능동인 본 발명의 일 실시예의 동작을 예시하는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다.
도 11은 능동 Q 제어를 이용한 공진기 회로를 갖는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다.
도 12a는 비능동 상태에서 능동 상태로 변하는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다.
도 12b는 비능동 상태에서 능동 상태로 변하는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다.
도 13은 통상의 무선 수신기 및 일 실시예에 따른 무선 수신기의 열 영상이다.
도 14는 다양한 무선 수신기의 대표도로, 그 중 일부는 다양한 위치(X/Y/Z 축 위치)에서 적절한 전력을 수신하는 것으로 도시된 Q 제어를 포함한다.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 수신기가 전력을 수신할 수 있는 세 개의 다른 충전 표면의 대표도로, 각 충전 표면은 상이한 두께를 갖는다.
도 16은 다양한 유도 전력 송신기로부터 전력을 수신할 수 있는 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표도이다.
도 17은 Q 제어 회로를 포함하고 회로를 구동하는 하프 브리지, 풀 브리지, 또는 이들의 조합을 선택할 수 있는 무선 송신기의 대표도이다.
도 18은 배터리에 내장된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표도이다.
도 19는 백투백 전계 효과 트랜지스터를 갖는 제어 서브회로를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 20은 백투백 전계 효과 트랜지스터 및 가변 저항 피드백을 갖는 제어 서브회로를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 21은 선택적인 디스커넥트를 포함하여 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 22는 공진기 회로 및 프라이머리 회로를 수신기 출력에 선택적으로 결합하도록 구성된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 23은 일 실시예에 따르고 Q 인자 제어를 위해 제어 서브회로에 직렬 저항을 포함하여 구성된 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 24는 일 실시예에 따르고 광 분리 피드백 회로를 포함하여 구성된 무선 수신기의 대표 회로도이다.
도 25는 무선 수신기의 코일과 유도 전력 공급기의 코일 간의 공간적 관계의 대표도이다.
도 26은 무선 수신기의 코일과 유도 전력 공급기의 코일 간의 약 결합 필드 영역 및 강 결합 필드 영역의 대표도이다.
도 27은 무선 수신기의 일 실시예에 포함될 수 있는 몇 가지 선택적인 컴포넌트의 대표 회로도이다.
도 28은 중거리 송신기를 위한 제어 방법의 대표 흐름도이다.
도 29는 Q 제어 무선 수신기와 호환 가능한 근접 결합 송신기를 위한 제어 방법의 대표 흐름도이다.
도 30은 Q 인자 제어를 갖는 무선 수신기의 대표 흐름도이다.
도 31은 무선 전력 송신기 및 Q 인자 제어를 갖는 휴대용 장치의 대표도이다.
도 32는 Q 인자를 제어하도록 구성된 무선 전력 수신기의 대표도이다.
도 33은 유도 쿡웨어에 내장된 무선 전력 수신기의 대표도이다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 필드 확장기의 대표도이다.
도 35는 수신기측 무선 전력 전송 네트워크의 회로 토폴로지를 도시한다.
도 36은 수신기측 무선 전력 전송 네트워크의 회로 분석의 전류 및 전압 그래프를 도시한다.
통상의 중거리 무선 전력 시스템은 무선 전력 송신기로부터 무선 전력 수신기로 전력을 중계하는 공진기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 공진기의 Q 인자가 높을수록, 공진기의 축적 에너지에 대한 에너지 손실률은 낮다. 즉, Q 인자가 높을수록, 공진기에서 발진이 느리게 소멸된다. 그 결과, 공진기의 Q 인자는 소정의 거리에서 공진기에 의해 중계될 수 있는 전력의 양과 관련된다. 더 높은 Q 인자는 더 많은 전력 중계를 초래할 수 있고 더 낮은 Q 인자는 중계되는 전력의 양을 감소시킬 수 있다. 하나 이상의 공진기를 능동적으로 구성하여 공진기 회로의 Q 인자를 제어하면, 이를테면 무선 전력 공급기에서 발산되는 전력의 양이나 원격 장치에 수신된 전력의 양을 조절함으로써 무선 전력 전송 시스템을 통과하는 전력의 양을 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 수신기가 도 2에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 무선 수신기는 공진기 회로, 세컨더리 회로, 및 세컨더리 회로로부터의 피드백에 기초하여 공진기를 능동적으로 구성함으로써 공진기 회로의 Q 인자를 변화시키는 제어 서브회로를 포함한다. 본 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 커패시터(C3)와 병렬로 공진기 인덕터(L3)에 접속된다. 제어 서브회로는 공진기 커패시터(C3)를 선택적으로 분로(shunt)하고, 그럼으로써 공진기의 Q 인자를 급격하게 감소시키도록 작동할 수 있는 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 비록 공진기의 Q 인자가 감소될 수 있지만, 세컨더리 공진기(L3)에 유도된 전류는 여전히 필드를 세컨더리 인덕터(L4)로 확장할 수 있다. 이러한 방식으로, 세컨더리 인덕터(L4)에 수신된 전력은 Q 인자가 감소되지 않는다면 다르게 수신될 양보다 적을 수 있다. 공진 커패시터(C3)가 분로되면, 세컨더리 공진기(L3)는 비공진형 저 Q 공진기로 작용할 수 있고 감소된 양의 필드를 세컨더리 인덕터(L4)로 확장한다. 비록 전류가 분로를 통해 흐를 수 있지만, 본 실시예에서 분로는 공진기에서 과도한 전력을 소모하지 않는 것으로 의도된다. 오히려, 회로의 더 낮은 Q는 더 작은 양의 필드를 세컨더리 인덕터(L4)로 공진하여, 수신기가 허용 양의 전압, 전력, 또는 둘 다에서 지속적으로 동작하도록 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 실시예의 세컨더리 회로는 트랜지스터(Q1)의 동작을 제어하는데 사용되는 피드백을 포함한다. 본 실시예에서, 트랜지스터(Q1)는 피드백이 임계값을 초과할 때 공진기의 Q 인자를 감소하도록 작동한다. 동작에 있어서, 무선 수신기는 AC 전류가 공진기 회로에 유도되고 전력이 세컨더리 회로로 중계되도록 전자기장 내에 배치될 수 있다.
본질적으로 무선 전력 전송 시스템의 어떤 컴포넌트에라도 조정가능한 공진기가 내장되어 본질적으로 어떤 전력 전송 단계에서도 전력 제어를 가능하게 할 수 있다. 예를 들면, 통상의 공진기 대신에 무선 송신기, 무선 수신기 및/또는 중간 공진기에 조정가능한 공진기가 내장될 수 있다. 만일 조정가능한 공진기가 중간 공진기에 내장되면, 회로는 소정량의 필드를 공진하도록 구성될 수 있고, 그럼으로써 잠재적으로 중간 공진기 주변에 국부화된 허용되지 않은 양의 필드를 방지할 수 있다. 예를 들면, 만일 무선 전력 공급기가 방(room) 중앙에 배치되어 있고 중간 공진기가 방 주위에 배치된 경우, 각 공진기는 소정량의 공진된 필드까지 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 중간 공진기에 근접하여 배치된 경우 과도한 필드 레벨이 원격 장치를 손상시키는 것을 막을 수 있다. 중간 공진기는 공진 회로에 유도된 전류 또는 전압에 기초하여 최대 또는 공칭(nominal) 필드 레벨을 결정할 수 있거나, 외부 필드 센서를 이용할 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이, 도 2는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 무선 수신기의 개략적인 표현이다. 무선 수신기는 무선 전력 송신기(미도시)로부터 전력을 무선으로 수신하도록 구성된다. 무선 전력 송신기는 플럭스(flux)를 발생하는 프라이머리 인덕터 및 공진기를 포함할 수 있다. 무선 수신기는 원격 장치의 전력 입력에 결합될 수 있다. 예를 들면, J1 및 J2는 원격 장치의 전력 입력에 결합될 수 있다. 예를 들면, J1 및 J2는 와이어용 보드 내 출력 터미널, 패드, 또는 홀일 수 있다. 원격 장치는 본질적으로 전력을 이용하는 어떤 컴포넌트라도 될 수 있다. 예를 들면, 원격 장치는 셀폰, 스마트폰, 미디어 플레이어, 개인 휴대정보 단말기, 랩탑 컴퓨터, 노트북 또는 태블릿 컴퓨터일 수 있다. 무선 수신기에 의해 전달된 전력은 본질적으로 원격 장치에 직접 전력을 공급하고 및/또는 원격 장치의 배터리를 충전하는 것과 같이 어떤 방식으로도 사용될 수 있다. 무선 수신기는 제조자에 의해 원격 장치에 직접 통합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 원격 장치는 원격 장치의 하우징 내에 무선 수신기를 수용하도록 구성될 수 있고 전력 입력은 무선 전력 수신기로부터 원격 장치의 무선 관리 유닛(미도시)으로 전력을 전달하는 내부 전기 커넥션(connection)일 수 있다. 전력 관리 유닛(미도시)은, 예를 들어, 원격 장치에 전력을 제공하거나 원격 장치의 배터리를 충전하는 통상의 전력 제어 알고리즘을 이용함으로써 필요에 따라 전력의 사용을 제어할 수 있다. 대안으로, 무선 전력 수신기는 전력을 무선으로 수신하는 것으로 의도되지 않은 원격 장치에 부착하여 그 원격 장치가 전력을 무선으로 수신하게 하도록 구성될 수 있다.
도 2의 무선 수신기는 대략적으로 공진기 회로, 세컨더리 회로, 및 제어 서브회로를 포함한다. 공진기 회로는 공진기 인덕터(L3) 및 공진기 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 공진기 인덕터 및 공진기 커패시터의 특성은 응용, 원하는 세컨더리 회로 출력, 또는 다른 회로 컴포넌트의 선택에 따라 다를 수 있다. 도시된 실시예에서, 공진기 커패시터(C3)는 고품질의 0.1uF 600V 3% 금속 폴리프로 캡(polypro cap)(파나소닉(Panasonic) ECG ECW-F6104HL)이고, 공진기 인덕터(L3)는 예를 들어 12턴(turns), 28 AWG, 40mm를 갖는 평면 권선형 코일이다. 다른 실시예에서, 공진기 인덕터(L3)는 다른 형태의 인덕터, 이를테면 리츠(Litz) 와이어 코일, PCB 코일, 또는 인쇄(printed) 코일일 수 있다. 공진 회로에는 광범위의 공진 커패시터 및 공진 인덕터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 낮은 ESR을 갖는 약 100볼트 및 약 2암페어에 대해 정격된 인덕터 및 커패시터의 상이한 조합은 광범위한 소비자 전자 장치, 이를테면 무선 수신기가 내장된 모바일폰 또는 배터리의 전력 수요에 걸맞는 원하는 출력 전압을 제공할 수 있다. 핵심을 말하자면, 본질적으로 공진기 인덕터 및 공진기 커패시터의 어떤 형태 및 값의 조합이라도 무선 전력을 세컨더리 회로로 중계하기에 적합한 것으로 사용될 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 제어 서브회로는 AC/DC 변환기 및 스위치를 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서, AC/DC 변환기는 풀 브리지(full bridge) 정류기(D1-D4)이고 스위치는 풀 다운 저항기(R1)를 갖는 트랜지스터(Q1)이다. 트랜지스터(Q1)는 SC73 pkg - NXP BUK9875-100A, 115에서 7A 100V 72 밀리옴 Rds N-채널 논리 레벨 FET일 수 있다. 저항기(R1)는 100K 1/8W 5% 금속 필름 저항기 1202 SMD - digikey PN P100ECT일 수 있다. 사용 중에, 저항기(R1)는 (후술한) 피드백 회로가 미규정 상태에 있는 경우 트랜지스터(Q1)를 오프로 유지할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 제어 서브회로는 공진기 커패시터(C3)와 병렬로 공진기 인덕터(L3)에 접속된다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 커패시터(C3) 주변에 전류를 선택적으로 분로하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 서브회로는 병렬 저항을 선택적으로 제공하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 트랜지스터(Q1)는 트라이오드(triode) 모드에서 공진기 커패시터(C3)와 병렬로 가변 저항을 선택적으로 제공하도록 동작할 수 있다. 다른 예로, 제어 회로는 트랜지스터(Q1)와 직렬로 저항기를 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 정류기는 특히 단일의 저비용 트랜지스터(Q1)를 용이하게 이용하여 공진기 커패시터(C3)를 분로하거나 공진기 커패시터(C3)와 병렬로 저항을 제공할 수 있다. 다른 응용에서, 공진기 회로 내의 정류기는 제거될 수 있다(예를 들어, 도 19 및 도 20 참조).
본 실시예에서, 공진기 회로는 무선 수신기에 내장되고 세컨더리 회로에 결합된다. 세컨더리 회로의 설계 및 구성은 응용마다 다를 수 있다. 도 2의 실시예에서, 세컨더리 회로는 대략적으로 세컨더리 인덕터(L4), AC/DC 변환기, 및 피드백 회로를 포함한다. 대략적으로 말하면, 세컨더리 인덕터(L4)는 적절한 전자기장의 존재시 AC 전력을 발생한다. AC/DC 변환기는 유도된 AC 전력을 DC 전력으로 변환한다. 도시된 실시예에서, AC/DC 변환기는 풀 브리지 정류기(D5-D8)이지만, 정류기는 필요에 따라 응용마다 다를 수 있다. 예를 들면, 풀 브리지 정류기는 하프 브리지(half-bridge) 정류기로 대체될 수 있다(예를 들어, 도 27 참조). 원격 장치가 세컨더리 인덕터(L4)에 의해 발생된 주파수에서 AC 전력을 수신하도록 구성된 응용에서, AC/DC 변환기는 필요하지 않을 수 있다. 일부 응용에서, 세컨더리 회로에 공진 탱크 회로를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 응용에서, 커패시터는 세컨더리 인덕터와 직렬로 또는 병렬로 도입될 수 있다(예를 들어 도 27 참조). 일부 응용에서, 세컨더리 인덕터(L4)와 병렬로 식별 커패시터를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 식별 커패시터의 값은 Qi® 상호 운용 무선 전력 표준에 따르도록 의도된 원격 장치에 대해 1MHz와 같은 원하는 식별 주파수에서 공진 응답을 제공하도록 선택될 수 있다.
본 실시예에서, 공진 회로의 Q 인자는 세컨더리 회로로부터의 피드백에 따라 조정된다. 도 2에서, 피드백 회로는 세컨더리 회로에서 아날로그 신호를 수신한다는 의미에서 아날로그 피드백 회로이다. 피드백 회로의 출력은 본질적으로 디지털(예를 들어, 트랜지스터를 턴 "온" 또는 "오프"하는 신호)일 수 있거나 아날로그(트랜지스터(Q1)가 가변 저항기로 보이게 하도록 트랜지스터를 트라이오드 모드에서 동작할 수 있는 신호)일 수 있다. 다른 실시예에서, 후술하는 바와 같이, 다른 형태의 피드백 회로가 도 2에 도시된 아날로그 피드백 회로를 대체하거나 보완할 수 있다.
본 실시예에서, 피드백 회로는 세컨더리 회로 내의 DC 전압에 기초하여 제어 회로를 구동하도록 구성된다. 본 실시예에서, 피드백 회로는 정류기의 DC측의 세컨더리 회로의 전력 출력의 상측에 결합된다. 피드백 회로는 원하는 제어 인자(예를 들어, 온도, 전압, 전류 또는 전력)에 기초하여 상이한 위치에서 세컨더리 회로에 결합될 수 있다. 일부 응용에서, 피드백 회로는 세컨더리 회로의 외부 컴포넌트에 결합될 수 있다. 예를 들면, 피드백 회로는 배터리 온도가 제어 인자인 경우 원격 장치의 배터리에 인접 배치된 온도 센서에 결합될 수 있다. 비록 온도 센서가 세컨더리 회로의 일부일 수 있지만, 그 온도 센서는 대안으로 세컨더리 회로의 외부에 있을 수 있다. 예를 들면, 온도 센서는 원격 장치의 회로에 통합될 수 있거나 공진 회로에 직접 통합될 수 있다.
도 2에서, 세컨더리 회로 피드백은 아날로그 피드백 회로에 의해 설정된 임계치 전압값의 함수이다. 더 구체적으로, 실시예에서, 피드백 회로의 출력은 세컨더리 회로 내의 전압이 임계값을 초과하는지 여부에 의존한다. 다른 임계치 기반 아날로그 피드백 실시예에서, 피드백은 온도 임계치, 전류 임계치, 전력 임계치 또는 어떤 다른 임계치의 함수일 수 있다. 도 2의 실시예에서, 아날로그 피드백 회로는 제너 다이오드(Z1) 및 전압 검출기(U1)를 포함한다. 대안의 실시예에서, 아날로그 피드백 회로는 피드백 신호를 생성하는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 아날로그 피드백 회로는 비교기 회로, op 앰프, 또는 피드백 신호를 생성할 수 있는 다른 회로를 포함할 수 있다. 예시된 실시예의 피드백 신호는 세컨더리 회로 내의 전압이 임계값을 초과할 때 트랜지스터(Q1)를 폐쇄하는 하이 또는 로우 신호이다. 다른 실시예에서, 피드백 회로는 트랜지스터를 트라이오드 모드 또는 선형 영역에서 특정 시점에 동작시키는 "하이" 출력을 생성하고, 그럼으로써 트랜지스터가 저항기로 효과적으로 기능하게 할 수 있다. 피드백 회로는 트랜지스터가 원하는 저항을 제공하도록 하는데 필요한 신호에 상당하는 "하이" 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 대안의 실시예에서, 피드백 회로는 간단한 "하이" 또는 "로우" 출력이라기보다 가변 출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 출력은 본질적으로 트라이오드 모드에서 어느 시점에서든 트랜지스터를 개방하거나, 트랜지스터를 폐쇄하거나 트랜지스터(Q1)를 동작시키도록 변화될 수 있다. 트랜지스터를 트라이오드 모드에서 동작시키면 트랜지스터는 저항기로 효과적으로 기능할 수 있다. 선택적으로 변화하는 피드백 신호를 제공함으로써, 이러한 대안의 실시예는 트랜지스터가 가변 저항기로 효과적으로 동작하도록 한다. 트랜지스터는 제어 인자에 따라 상이한 상태에서 동작할 수 있다. 예를 들면, 임계치 제어 인자를 이용하면, 트랜지스터의 동작 상태는 임계값을 얼마나 멀리 초과하는지에 따라 다를 수 있다. 만일 제어 인자가 비교적 작은 양만큼 임계치를 초과하면, 트랜지스터는 그 트랜지스터가 비교적 큰 저항을 제공하는 트라이오드 모드의 시점에서 동작할 수 있다. 만일 제어 인자가 비교적 큰 양만큼 임계치를 초과하면, 트랜지스터는 완전히 폐쇄되거나 그 트랜지스터가 비교적 작은 저항을 제공하는 트라이오드 모드의 시점에서 동작할 수 있다.
도 2의 실시예에서, 제너 다이오드 및 전압 검출기의 특성은 아날로그 피드백 회로의 임계값을 제어한다. 현재의 실시예에서, Z1은 8.7V, 500mW 제너 minimelf SMD pkg(Diodes, Inc. ZMM5238B-7)이고 U1은 TO-92 pkg(파나소닉 - SSG MN1381SUU)에서 약 4.6V 임계치 CMOS 비반전(non-inverting) 출력을 갖는 전압 검출기 칩이다. 동작에 있어서, U1은 출력 전압이 4.6V를 초과하지 않을 때 "로우" 신호 또는 출력 전압이 4.6V를 초과할 때 "하이" 신호를 출력한다. 임계값은 제너 다이오드 및/또는 전압 검출기 칩의 특성을 조정함으로써 변화될 수 있다.
동작 중에, 제어 회로는 세컨더리 회로에서 출력 전압이 4.6V의 임계치 전압을 초과할 때 공진기 회로의 Q 인자(또는 Q값)를 선택적으로 감소하도록 동작한다. 더 구체적으로, 만일 세컨더리 출력 전압이 임계치 이상이면, 제어 서브회로는 공진기 회로를 공진기 회로의 Q값을 낮추도록 구성함으로써, 공진기 회로에 의해 중계된 전력의 양을 감소시키고 세컨더리 회로에 수신된 전력을 효과적으로 감소시킨다. 만일 세컨더리 출력 전압이 임계치 미만이면, 제어 서브회로는 공진기 회로가 최대 Q 인자로 유지하도록 한다. 본 실시예에서, 제어 회로는 세컨더리 회로로부터 피드백 루프를 제공하는 피드백 회로에 의해 작동된다. 이러한 피드백 루프는 세컨더리 출력 전압이 임계치 이상일 때 피드백 회로가 "하이" 피드백 신호를 생성하는 주기적인 제어 방식을 생성한다. 이에 응답하여, 제어 서브회로는 Q값을 낮추어 공진기에 의해 중계된 전력을 감소시키고 세컨더리 출력 전압을 감소시키도록 트랜지스터(Q1)를 폐쇄하여 공진기 회로를 재구성한다. 세컨더리 출력 전압이 임계치 전압 미만에 속하면, 피드백 회로는 제어 서브회로로의 "하이" 피드백의 송신을 정지할 것이다. 제어 서브회로가 피드백 회로로부터의 "하이" 피드백의 수신을 정지하면, 제어 서브회로는 트랜지스터(Q1)를 개방하여, 공진기 회로가 그의 원래의 Q값으로 되돌아가도록 한다. 공진기 회로가 원래의 Q값으로 되돌아가면, 세컨더리 출력 전압은 다시 상승할 수 있다. 만일 세컨더리 출력 전압이 임계치 전압을 초과하면, 전체 처리가 다시 시작한다. 이러한 방식으로, 무선 수신기는 소정의 출력 전압을 초과하지 않도록 공진기 회로의 Q값을 능동적으로 조정할 수 있다.
공진기 회로에 의해 차단된 자속(magnetic flux)이 그의 원래의 Q값에서 공진기 회로가 임계치 전압을 일관되게 초과하기에 충분한 자속을 중계(예를 들어, 전력을 중계)하기에 충분한 상황에서, 제어 회로는 동작 중에 신속히 관여하고 관여하지 않을 수 있다. 이와 같은 공진기의 재구성은 시간의 경과에 따른 평균 Q값을 가능하게 할 수 있다. 즉, 공진기를 제1 Q값을 제공하는 제1 구성과 제2 Q값을 제공하는 제2 구성 사이에서 선택적으로 구성함으로써, 제1 Q값과 제2 Q값 사이의 유효 Q값이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 구성은 개방 회로 구성이고 제2 구성은 분로 구성이다. 개방 회로 구성과 분로 구성 사이를 능동적으로 재구성함으로써, 무선 수신기는 공진기 회로를 선택적으로 조정하여 공진기 회로에 의해 세컨더리 인덕터(L4)로 중계되는 전력을 제어할 수 있다. 대안의 실시예에서, 이러한 구성들 중 하나는 병렬 저항 구성일 수 있다.
동작 중에, 공진기의 Q값 외의 다른 요인이 재구성됨으로써 세컨더리 출력 전압이 변화될 수 있다. 예를 들면, 무선 수신기 상의 부하는 전자기장 내의 원격 장치의 개수를 변화시킬 수 있거나 무선 수신기와 전원 사이의 거리가 변화될 수 있다. 시스템은 피드백이 세컨더리 출력 전압을 기초로 하기 때문에 이러한 변화를 자동으로 처리할 수 있다.
비록 도 2의 스위치가 공진기 인덕터(L3)에 접속되지만, 스위치의 구성은 응용마다 다를 수 있다. 예를 들면, 도 19 및 도 20에 예시된 대안의 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기 커패시터(C3) 및 공진기 인덕터(L3)와 직렬로 스위치를 포함할 수 있다. 도 19 및 도 20의 실시예에서, 스위치는 게이트가 서로 연결된 두 개의 백투백(back-to-back) 전계 효과 트랜지스터를 포함한다. 임계치 전압 이상의 게이트 전압은 공진기 회로를 개방 회로 구성으로 구성하고 임계치 전압 미만의 게이트 전압은 공진기 회로를 분리형 공진기 회로 구성으로 구성한다. 비록 도 19 및 도 20이 공진기 커패시터 및 공진기 인덕터와 직렬로 백투백 트랜지스터를 도시하지만, 백투백 트랜지스터는 대안으로 공진기 커패시터와 병렬로 공진기 인덕터에 접속될 수 있다.
도 2 및 도 19 둘 다의 실시예에서, 제어 서브회로는 공진기의 Q 인자를 변화하고, 실제로 공진기를 통해 중계된 전력의 양을 제어하도록 동작할 수 있다. 도 2에서, 트랜지스터(Q1)가 비능동이면, 제어 서브회로는 공진기 회로의 Q 인자에 최소한의 영향을 미친다. 트랜지스터(Q1)가 능동이면, 제어 서브회로는 공진기 회로의 Q 인자에 큰 영향을 미친다. 트랜지스터(Q1)가 트라이오드 모드에서 동작하면, Q 인자는 액티브와 인액티브 구성의 Q 인자 사이에서 변화된다.
도 19에서, 제어 서브회로가 개방 회로 구성으로 이루어져 있으면, 제어 서브회로는 공진기 회로의 Q 인자에 큰 영향을 미친다. 예를 들면, 제어 서브회로가 개방 회로 구성으로 이루어진 공진기 회로의 Q 인자는 대략 0이다.
도 2 및 도 19 둘 다의 실시예에서, 공진기의 Q 인자는 제어 서브회로가 다양한 구성으로 이루어진 시간량을 제어함으로써 조정될 수 있다. 예를 들면, 상이한 Q 인자를 갖는 다수의 구성이 존재하는 경우, 제어 서브회로가 다수의 구성 각각으로 이루어진 시간비를 제어함으로써 시간 평균 Q 인자가 조정될 수 있다. 시간 평균 Q 인자는 공진기가 각 구성으로 이루어진 시간량에 직접 비례할 수 있다. 예를 들면, 시간 평균 Q 인자가 선형으로 비례하고, 일 구성에서 Q 인자가 100이고 다른 구성에서 Q 인자가 0인 공진기 회로에서, 50이라는 Q 인자는 제어 서브회로가 시간의 약 50% 일 구성으로 되고 시간의 약 50% 다른 구성으로 이루어짐으로써 달성될 수 있다. 그 비를 변경함으로써 상이한 Q 인자가 달성될 수 있다. 예를 들면, 전술한 선형 비례 응용에서, 약 25의 Q 인자는 100의 Q 인자를 제공하는 구성에서 시간의 약 25% 그리고 0의 Q 인자를 제공하는 구성에서 시간의 약 75% 동작시킴으로써 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 특정 Q 인자로 제어할 수 있다. 예를 들면, 공진기 회로의 상이한 구성의 Q 인자가 미리 결정될 수 있고, 제어기는 원하는 Q 인자 또는 Q 인자 범위를 달성하도록 공진기 회로를 능동적으로 재구성할 수 있다. 공진기의 Q 인자를 변화하는 주기는 시스템에 의해 얻어진 커패시턴스의 양에 비례하여 조정될 수 있다. 최소량의 커패시턴스를 갖는 응용에서, 시스템에서 전압 리플을 최소화하기 위해 공진기가 듀티 사이클되는 주파수를 증가하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 스위칭 주파수는 전력 전송 주파수의 비율로 이루어질 수 있고, 여기서 Q 인자는 공진기 내의 전류의 단일 주기의 부분 동안 조정된다. 예를 들면, Q 인자는 공진기에 흐르는 전류의 단일 주기의 처음 20% 동안 증가되고, 그 주기의 나머지 80% 동안 감소될 수 있다. 다른 응용에서, 시스템은 추가 또는 대안의 인자, 이를테면 온도, 전압, 전류 또는 전력에 기초하여 Q 인자를 제어할 수 있다. 이러한 다른 응용에서, 시스템이 그의 다양한 구성에서 공진기 회로의 인덕턴스, 커패시턴스 또는 Q 인자를 알 필요가 없다.
일 실시예에서, 제어 서브회로는 가변 저항기로 기능할 수 있는 컴포넌트를 포함한다. 이러한 컴포넌트는 트라이오드 모드 또는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터일 수 있다. 피드백 회로는 가변 저항기의 값을 제어하는 제어 서브회로로 비례 피드백 신호를 제공할 수 있다. 피드백 회로는 알고리즘에 따라 피드백 신호를 조정할 수 있다. 이러한 알고리즘은 감지된 특성의 실제 값과 원하는 값 간의 상대적 차에 기초하여 피드백 신호를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제어기는 비례, 적분, 미분(PID) 알고리즘과 같은 제어 루프를 이용할 있다. 일 실시예에서, 피드백 신호의 듀티 사이클은 세컨더리 출력 전압과 임계치 간의 차에 비례할 수 있다.
현재의 실시예에서, D1 내지 D8은 2A 100V 고속 다이오드(Diodes, inc B1100LB-13-F)일 수 있다.
필터 커패시터(C4)는 옵션이다. 일부 실시예에서, 세컨더리 회로 출력을 필터하기 위해 추가 필터 컴포넌트가 제공될 수 있다. 현재의 실시예에서, 필터 커패시터(C4)는 부하 존재 재검출을 위해 대략 22ms 시상수(time constant)를 제공한다. 일 실시예에서, C4는 1210 SMD pkg(파나소닉 - ECG ECJ-4YB1H105K)에서 1uf50V 세라믹 X5R일 수 있다. 일 실시예에서, 요구되는 출력 전압에 따라, 16볼트 정격 필터 커패시터가 사용될 수 있다.
무선 수신기의 일 실시예는 하나 이상의 표시기를 포함한다. 도 3을 참조하면, 일 실시예는 Q 제어가 액티브일 때를 표시하는 LED 표시기 및 충전이 일어날 때를 표시하는 LED 표시기를 포함한다.
무선 수신기의 일 실시예는 공진기 회로 및 제어 서브회로를 세컨더리 회로에서 분리하는 광 분리기를 포함한다. 도 4를 참조하면, LED 표시기 및 광 분리 피드백 회로를 갖는 무선 수신기의 대표 회로도가 예시된다. 광 분리기는 한편으로 고전압 또는 빠르게 변화하는 전압이 컴포넌트를 손상시키는 것을 막거나 다른 한편으로 신호를 왜곡하는 것을 막는데 도움을 줄 수 있다. 광 분리기를 포함하는 일 실시예가 도 24에 예시되어 있다.
이제 도 5 내지 도 9 및 도 19 내지 도 22의 예시된 실시예를 참조하면, 무선 수신기의 일 실시예는 몇 가지 예외를 제외하고 전술한 실시예와 유사할 수 있다. 도 5 내지 도 9 및 도 19 내지 도 22의 실시예의 피드백 회로는 공진기 회로에 피드백을 제공하여 공진기에 의해 중계된 전력을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 다른 실시예에서처럼, 피드백 회로는 제어 서브회로를 능동적으로 제어하기 위한 제어 신호를 제공할 수 있다. 피드백 회로는 도 2 내지 도 9의 실시예에 예시된 바와 같은 전계 효과 트랜지스터를 포함하거나 도 19 및 도 20의 실시예에 예시된 바와 같은 두 개의 백투백 전계 효과 트랜지스터를 포함할 수 있다. 도 19에서 피드백 회로는 제어 서브회로를 대안의 상태 사이에서 전환하는 고출력 또는 저출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 20에서, 피드백 회로는 제어 서브회로의 비례 제어를 제공하는 연산 증폭기를 포함한다. 예를 들면, 피드백 회로는 백투백 트랜지스터가 가변 저항으로 기능하도록 하는 아날로그 출력을 가질 수 있다. 도 19 및 도 20에서, 무선 수신기는 피드백 회로의 출력, 세컨더리 회로의 출력, 또는 둘 다를 모니터할 수 있는 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 제어기는 본 명세서의 다른 곳에 기술된 바와 같이 통신할 수 있다.
일 실시예에서, 도 22에 예시된 바와 같이, 제어기는 공진기 회로 및 능동 정류 회로로부터의 DC 출력을 스위치를 이용하여 서로 결합할 수 있는 듀얼 코일 전력 수신 모드를 선택할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 만일 공진기 및 프라이머리 코일이 유도 전력 공급기에 근접 결합되어 있다고 제어기가 판단하면, 제어기는 듀얼 전력 스위치를 폐쇄함으로써 공진기 인덕터(L3) 및 세컨더리 인덕터(L4) 둘 다로부터의 전력을 사용하도록 무선 수신기를 구성할 수 있다.
도 5의 예시된 실시예에서, 피드백 회로의 제어기는 세컨더리 회로의 출력에 대한 정보를 감지하도록 구성된 센서를 내장한다. 대안의 실시예에서, 센서는 제어기에서 분리된 컴포넌트일 수 있다. 전술한 바와 같이, 감지된 정보는 전압, 전류, 온도, 및 전력의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 제어기는 세컨더리 회로의 출력, 예를 들어 J1에서 감지된 전압에 기초하여 공진 회로에 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예와 마찬가지로, 제어기는 감지된 전압이 임계치에 도달함에 따라 공진기 회로에 대해 병렬 저항을 선택적으로 분로하거나 선택적으로 제공하도록 제어 서브회로를 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 제1 지속 시간 동안 하나의 Q 인자를 선택하고 다른 지속 시간 동안 다른 Q 인자를 선택하여 공진기 회로의 Q 인자를 능동적으로 제어함으로써, 제2 지속 시간에 대한 제1 지속 시간의 상대적 시간에 따라 시간 평균 Q 인자를 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 제어기는 한 주기의 부분 동안 하나의 Q 인자를 선택하고 그 주기의 다른 부분 동안 다른 Q 인자를 선택함으로써 공진기 회로의 Q 인자를 능동적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 시스템은 도 2 내지 도 9에 도시된 회로들 중 어느 것과 같이, 고 Q 공진기 회로(L3, C3) 상의 분로 부하를 이용하여 이를 고 Q 공진기에서 저 Q 공진기로 변환할 수 있다. 분로시, 저 Q 공진기는 여전히 일부 필드를 수신기(L4)로 공진할 수 있지만, L3에 존재하는 전류의 감소로 인해 분로에서 적은 에너지가 손실된다. L3의 분로는 L3에서 재순환 전류의 몇 주기 동안 이루어질 수 있거나, 분로가 듀티 사이클되는 주기 단위로 이루어질 수 있거나 각 주기의 비율 동안 적용될 수 있다. 추가로, 분로의 타이밍은 해당 주기 동안 언제든지 이루어질 수 있다. 분로가 주기당 한 번 또는 두 번 적용되는 일 실시예에서, 타이밍은 공진기 회로(L3/C3)에 수신된 전력의 전류 파형의 제로 교차점에 해당할 수 있다. 예를 들면, 분로는 해당 주기의 비율 또는 지속 시간 동안 각 제로 교차점 후에 오프로 유지되거나 비활성화될 수 있고, 그 다음 해당 주기의 나머지 동안 활성화될 수 있다. 다른 예로, 분로는 해당 주기의 비율 또는 지속 시간 동안 제로 교차점에서 활성화된 다음, 해당 주기의 나머지 동안 비활성화될 수 있다. 만일 분로가 주기 단위로 제어되면, L4에 의해 수신된 전압은 더 높은 주파수로 순환하여, 더 작은 벌크 커패시터가 리플 전압을 필터하는 것이 가능하다. 공진기의 듀티 사이클을 고 Q와 저 Q 상태 사이에서 조정함으로써, 수신기는 L3 내의 전류의 양을 조정하여, L4에 수신된 전력의 양을 조정할 수 있다. 예를 들면, 원격 장치가 더 큰 결합량을 갖고 송신기에 위치한 경우, L3 공진기 내의 전류는 고 Q 상태 동안 증가한다. 이러한 증가를 보상하고 수신기의 과전압을 막기 위해, 분로의 듀티 사이클은 증가되어, 저 Q 상태의 듀티 사이클을 증가시켜 원격 장치에 의해 수신되는 전체 전력을 감소시킬 수 있다.
이제 Q 인자 사이를 순환하는 시스템의 모델에 대해 도 35 및 도 36을 참조하여 설명된다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 4 코일 시스템(다시 말하면, 2 코일 수신기 회로 및 2 코일 송신기 회로)의 분석 및 시뮬레이션에 대해 설명된다.
도 35를 참조하면, 이러한 분석을 위해 4 코일 무선 전력 전송 네트워크의 수신기측이 도시되어 있다. 이것은 L3-C3 탱크 회로에 걸쳐 스위칭될 수 있는 저항(RS)을 포함한다. 이 회로에서, R3는 인덕터(L3)의 등가 직렬 저항(ESR)이고, 커패시터(C3)는 무손실로 가정한다. L4의 ESR은 총 부하 RL의 일부로 간주될 수 있다.
이러한 분석을 간략화하기 위해, 도 35에서 전류원(iS)에 의해 무선 전력 전송(WPT) 네트워크의 송신기측으로부터 시변 자속이 시뮬레이션되었다. (이러한 가정은 자속 결합 계수가 송신기측 공진기와 수신기측 공진기 사이에서 작은 경우에 유효할 수 있다.)
WPT 네트워크의 상태 방정식은 다음과 같다.
Figure 112014068167513-pct00001
이러한 상태 방정식은 (dX/dt) = AX + BU 형태로 표현되고 여기서 X는 시스템 상태의 열 벡터(column vector)이고, A는 상태 전이 매트릭스이며, B는 입력 벡터(U)에 대한 가중치 매트릭스이다. 이 경우, 시스템을 구동하는 하나의 자극이 있고, U는 스칼라 iS이다. 시스템 상태는 인덕터(L3) 내의 전류 i3, 인덕터(L4) 내의 전류 i4, 및 커패시터(C3) 양단의 전압(v3)이다.
도 35에 도시된 회로의 스위치가 개방되면, RS의 유효값은 무한대가 되고, A(3,3)는 0이 된다. 도 36에 도시된 파형은 다음과 같은 파라미터에 대한 상태 방정식을 해결함으로써 얻어졌다.
·L3 = 33.3μH; L4 = 12.1μH; M34 = 10.67μH; C3 = 91.39nF; R3 = 0.083Ω; Rs = 0.05Ω;
·is = 2sin(2π×100kHz t), 여기서 t는 시간(s)이다.
소스 전류의 값은 시변 네트워크(즉, RS=∞)와의 사인파 정상 상태 여기 조건 하의 L3-C3에서 11.5A 피크의 순환 전류를 발생한 것으로 결정되었다.
도 35에서 단락(shorting) 방법은 v3의 각 제로 교차점에서 C3 양단의 RS를 스위치하고 이를 50㎲ 동안 제자리에 유지하는 것이었다. 전압(v3)의 제로 교차 순간에 C3와 병렬로 RS를 적용하고 이러한 접속을 50㎲의 지속 시간 동안 어서트(assert)하는 방법을 이용하여 도 35의 Q 전환 네트워크에 대해 기동(초기 조건 제로)부터의 시뮬레이션이 도 36에 도시되어 있다. 이 주기의 끝에서 스위치가 개방되었다. RS가 어서트된 경우 전류(i4)가 빠르게 0으로 떨어지는 것을 쉽게 알 수 있다. 피드백 회로는 또한 예를 들어 전압, 전류, 온도, 또는 전력 특성 중 적어도 하나를 포함하여 공진기 회로 또는 제어 서브회로에 대한 정보를 감지하도록 구성된 공진기 센서 회로를 포함할 수 있다. 도 5의 예시된 실시예에서, 공진기 센서 회로는 전압을 감지하도록 구성되고, 분압기 및 제너 다이오드를 포함한다. 분압기는 공진기 회로 내의 전압에 비례하는 출력을 제어기로 제공할 수 있다. 제너 다이오드는 제어기를 제어기의 입력 전압 임계치를 초과하는 출력 전압으로부터 보호할 수 있다. 도 8의 예시된 실시예에서, 공진기 센서 회로는 제어기로의 출력이 공진기 회로를 통과하는 전류에 비례하는 전압일 수 있는 전류 변환기(T1)를 이용하여 전류를 감지하도록 구성된다.
공진기 센서 회로로부터의 감지된 정보에 기초하여, 제어기는 세컨더리 회로의 출력에 대한 감지된 정보가 임계치 미만임에도 불구하고 공진기 센서 회로로부터의 감지된 정보가 임계치 이상임에 따라 제어 서브회로를 제어하여 공진기 회로에 의해 중계된 전력을 제어할 수 있다. 대안의 실시예에서, 제어기는 셧오프(shut off) 회로가 공진기 센서 회로로부터의 감지된 정보에 기초하여 공진기 회로를 수신기 회로에서 효과적으로 제거하도록 할 수 있다. 도 21의 예시된 실시예는 오프 상태로 전환됨에 따라 공진기 회로를 수신기 회로에서 효과적으로 제거할 수 있는 셧오프 회로를 포함한다. 일례로, 제어기는 공진기 회로에서 전력 레벨이 높게 유지한다는 표시에 따라 셧오프 회로가 제어 서브회로를 제어함으로써 세컨더리 회로의 출력 전력을 감소시키도록 할 수 있다.
도 5의 예시된 실시예를 참조하면, 피드백 회로는 수신기 회로와 유도 전력 공급기 사이의 유도 결합을 통해 유도 전력 공급기로 정보를 전달하도록 구성된 부하 변조 회로를 포함할 수 있다. 부하 변조 회로는 정보를 전송하도록 선택적으로 변조될 수 있는 용량성 소자, 저항성 소자, 유도성 소자, 또는 이들의 조합과 같은 임피던스 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 임피던스 소자는 도 5의 예시된 실시예에서 커패시터이고, 그리고 도 6의 예시된 실시예에서 저항기이다.
임피던스 소자를 변조하면 유도 전력 공급기가 정보 복조를 위해 감지할 수 있는, 수신기 회로와 유도 전력 공급기 사이의 유도 결합을 통해 반사된 임피던스를 변화한다. 이러한 방식으로, 정보는 진폭 변조, 주파수 변조, 및 위상 변조를 포함하여 변조 또는 역산란 변조를 이용하여 전송될 수 있다. 개시 목적상, 정보는 피드백 회로를 이용하여 유도 전력 공급기로 전송될 수 있지만, 2009년 4월 21일 바르만에 의해 "Adaptive Inductive Power Supply with Communication"이라는 명칭으로 등록된 미국 특허 제7,522,878호에 기술된 것과 같은 다른 회로 토폴로지가 정보를 통신하는데 사용될 수 있으며, 이 특허는 그 전체가 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용된다. 독립형 수신기 및 송신기와 같은 다른 통신 시스템, 예를 들어, 블루투스는 정보를 통신하는데 사용될 수 있다.
도 7 및 도 8의 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 수신기 회로는 또한 키 변조(keyed modulation)를 이용하여 유도 전력 공급기로 정보를 전송하여 가변 주파수 전력 전송 신호에 대한 고정 주파수 통신을 인코드하도록 구성된 통신 회로를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 각 비트와 관련된 변조의 횟수는 통신 주파수 대 캐리어 신호 주파수의 비의 함수로서 동적으로 변화될 수 있다. 개시 목적상, 정보는 통신 회로를 이용하여 유도 전력 공급기로 전송될 수 있지만, 2011년 11월 28일 노르콘크 등(Norconk et al.)에 의해 "SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING COMMUNICATIONS IN A WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM"이라는 명칭으로 출원된 미국 출원 제61/564,130호에 기술된 것과 같은 다른 통신 회로가 정보를 통신하는데 사용될 수 있으며, 이 출원은 그 전체가 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용된다. 비록 두 가지 정보 통신 회로가 도 7 및 도 8의 예시된 실시예에 도시되어 있지만, 수신기 회로는 통신 회로 없이 부하 변조 회로나, 부하 변조 회로 없이 통신 회로를 포함할 수 있음이 인식되어야 한다. 수신기 회로에 다수의 이용가능한 통신 시스템을 제공하기 위해 예시된 바와 같이 둘 다가 존재할 수도 있다.
일부 실시예에서, 피드백 회로는 공진기에 의해 중계된 전력을 제어하기 위해 제어기 및 아날로그 피드백 회로 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 9에 예시된 바와 같이, 제어기는 공진기 센서 회로를 통해 공진기 회로를 모니터하고 부하 변조 회로를 통해 유도 전력 공급기와 통신할 수 있으며, 아날로그 피드백 회로는 앞에서 도 2에 대해 설명한 제어 서브회로에 피드백을 제공할 수 있다.
도 28을 참조하면, 중거리 무선 송신기용 제어 방법에 대한 일 실시예가 예시되어 있다. 송신기는 전력 전송 표면 상이나 그 주변에 배치될 장치를 대기하도록 프로그램될 수 있다. 일 실시예에서, 송신기는 장치의 배치 여부를 인식하기 위해 주기적으로 핑(ping)을 수행한다. 예를 들면, 무선 송신기는 인덕터를 주기적으로 작동시키고 반사된 임피던스를 분석하여 전력 전송 표면에 근접하여 무선 수신기가 배치됨으로써 발생하는 임피던스 변화를 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 송신기 핑은 무선 수신기 개시 통신에 의해 보완되거나 대체될 수 있다.
장치를 검출함에 따라, 중거리 전력 송신기는 그의 전력 레벨을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 중거리 전력 송신기는 하나가 포함된 경우 그의 공진기의 Q 값을 증가시킬 수 있거나, 레일 전압을 증가시켜 전송되는 전력의 양을 증가시킬 수 있다. 중거리 송신기는 존재하는 모든 장치가 충전 중인지를 판단할 수 있다. 만일 모든 장치가 충전 중이 아니라고 판단되면, 전력은 모든 장치를 충전하기에 충분한 전력이 제공될 때까지 반복적으로 증가될 수 있다. 일 실시예에서, 모든 장치가 충전 중인지를 판단하는 한 가지 방식은 장치와의 통신을 통하는 것이다.
일 실시예에서, 중거리 무선 전력 송신기는 근접한 모든 무선 수신기가 이들의 Q 인자를 감소하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 무선 수신기 각각은 이들이 너무 많은 전력을 수신하고 자신들의 Q 인자를 감소하는 중거리 무선 송신기와 통신하도록 프로그램될 수 있다. 옵션으로, 각 무선 수신기는 그의 Q 인자를 송신기에게 보고할 수 있다. 근접한 모든 무선 수신기가 자신들의 Q 인자를 감소한다고 판단함에 따라, 무선 송신기는 무선으로 전송되는 전력의 양을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 무선 송신기는 무선 수신기 중 하나가 이것이 그의 Q 인자를 감소하지 않는다고 보고할 때까지 무선으로 전송되는 전력의 양을 반복적으로 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 중거리 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 무선 수신기가 그의 Q 인자를 감소하지 않을 것이라는 레벨로 보고된 Q 인자에 기초하여 전력의 양을 지능적으로 감소할 수 있다. 이러한 방식으로, 과잉 에너지를 제공하지 않고 다수의 무선 수신기에 효율적인 충전을 제공하는 레벨로 복수의 무선 수신기가 동시에 충전될 수 있다.
비록 현재의 실시예에서 적어도 하나의 장치가 그의 Q 인자를 감소하지 않는 제어 방법이 기술되지만, 대안의 실시예에서 제어 방법은 무선 수신기의 임계치가 이들의 Q 인자를 감소하지 않을 때까지 전력을 반복적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 전력을 효율적으로 전송하고 수신기가 충전하기에 충분한 에너지를 갖도록 보장하는 것을 균형있게 전송할 적절한 에너지의 양을 지능적으로 결정할 수 있다.
도 29를 참조하면, 근접 결합 송신기용 제어 방법에 대한 일 실시예가 예시되어 있다. 송신기는 전력 전송 표면에 근접하여 배치될 하나 이상의 무선 수신기를 대기하도록 프로그램될 수 있다. 도 28에서처럼, 송신기는 장치의 배치 여부를 인식하기 위해 주기적으로 핑을 수행할 수 있거나, 무선 수신기는 존재를 보고할 수 있거나, 존재 인식을 위한 어떤 다른 방법이 이용될 수 있다. 무선 수신기는 그 무선 수신기가, 예를 들어, 송신기와 통신함으로써 추가 전력이 필요하다고 표시할 수 있고 송신기는 출력 전력을 증가시킴으로써 응답할 수 있다. 무선 수신기는 또한 그 무선 수신기가 더 적은 전력이 필요하다고 표시할 수 있고, 여기서 무선 전력 송신기는 전송되는 전력을 감소시킨다. 근접 결합 송신기 방법은 Q 제어를 갖는 무선 수신기와 관련하여 사용될 수 있다. 근접 결합 송신기 제어 방법은 Q 제어를 갖는 무선 수신기에 의해 영향을 받지 않을 수 있다. 즉, Q 제어를 갖는 무선 수신기는 도 30과 관련하여 기술되는 바와 같이 공진기의 Q 인자를 적절히 변화하도록 자체적으로 작용할 수 있다. 이러한 방식으로, Q 제어를 갖는 무선 수신기는 근접 결합 송신기 및 중거리 무선 송신기와 호환이 가능할 수 있다.
도 30을 참조하면, 무선 수신기의 Q 제어를 위한 한 가지 제어 방법이 예시되어 있다. 무선 송신기로부터 무선 전력을 수신함에 따라, 무선 수신기는 공진기 내의 전류, 전압, 또는 어떤 다른 특성을 측정한다. 무선 수신기는 전력을 송신하는 무선 전력 송신기가 근접 결합 송신기인지를 판단하는 처리를 가질 수 있다. 현재의 실시예에서, 공진기 인덕터(L3) 내의 전류가 측정되고, 공진기의 Q 인자가 감소되고, 그 다음 Q 인자가 감소되는 동안 공진기 인덕터(L3) 내의 전류가 다시 측정된다.
만일 Q 인자가 감소될 때 전류가 증가하면, 무선 수신기는 근접 결합 송신기에서 에너지를 수신할 가능성이 있다. 따라서, 공진기 회로는 무선 수신기 외부로 전환될 수 있고 전력은 무선 전력 송신기와의 통신을 통해 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 송신기가 근접 결합된 것으로 판단함에 따라, 도 22의 듀얼 브리지 정류기 구성이 사용될 수 있다.
만일 전류가 감소하거나 변화하지 않으면, 무선 수신기는 중거리 무선 전력 송신기와 같은 약 결합 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신할 가능성이 있다. 무선 수신기는 충전하기에 충분한 전력이 있는지를 판단한다. 만일 충분한 전력이 없으면, 추가 전력이 요청될 수 있다. 만일 충분한 전력이 있으면, 무선 수신기는 너무 많은 전력이 있는지를 판단할 수 있다. 만일 너무 많은 전력이 있으면, 무선 수신기는 전술한 다양한 실시예 중 하나를 이용하여 설명된 바와 같이 공진기의 Q 인자를 감소할 수 있다. 만일 너무 많은 전력이 없으면, 무선 수신기는 지속적으로 충전하고 전력 레벨의 조정이 필요한지를 알기 위해 주기적으로 체크할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예의 대체적인 동작을 예시하는 것으로 의도된 다양한 구성에서 무선 테스트 수신기를 보여주는 일련의 오실로스코프 스냅샷이다. 도 10은 Q 제어가 능동이 아닌 공진기 회로를 갖는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다. 도 10에 예시된 실시예에서, 무선 테스트 수신기는 약 5와트 전력을 수신한다. 채널 1은 10옴 부하로 출력된 부하 전압을 예시한다. 채널 2는 공진기 인덕터(L3) 내의 전류를 예시한다. 채널 3은 13.3볼트 임계치 미만에 있는 것으로 예시된 정류된 피크 기준 전압을 예시하고, 그래서 고 Q가 유지되고 공진기 회로는 공진기 회로 구성으로 구성된다.
도 11은 공진기 회로가 분로 구성으로 구성된 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다. 도 11에 예시된 실시예에서, 채널 3은 부하 제거시 정류된 피크 기준 전압은 13.3볼트 이상으로 된다. 즉, 세컨더리 출력은 임계치 이상으로 고정(spike)시킨다. 이에 따라, 공진기에서 Q 인자는 세컨더리 회로 피드백에 의해 억제된다. 이는 채널 2에 대해 측정된 공진 인덕터(L3)를 통해 전류의 감소를 유발하는 스켈치(squelch)이다. 현재의 실시예에서, 공진 인덕터(L3)를 통과하는 전류는 4의 배수만큼 감소되고, 이는 약 16의 배수만큼 인덕터(L3)에 의해 공진된 전력을 효과적으로 감소시킨다.
도 12a는 Q 제어 회로가 비능동 상태에서 능동 상태로 충전하는 무선 테스트 수신기의 오실로스코프 스냅샷이다. 즉, 이 스냅샷은 공진 회로가 공진기 회로 구성에서 분로 구성으로 전이하는 순간을 캡처한다. 이러한 부하 존재 재검출의 오실로스코프 스냅샷은 부하가 제거됨에 따라 세컨더리 출력 전압이 18볼트 이상으로 정점에 이르고 공진기 인덕터 전류는 4암페어 이상으로 증가하여 공진기 인덕터(L3)를 상당히 가열시킬 것임을 보여준다. 도시된 실시예에서, 무선 송신기와 무선 테스트 수신기 사이의 Z 거리는 대략 1.22"이고, 여기서 송신기와 수신기 간의 결합은 그렇게 강하지 않다. 더 작은 Z 거리에서, Q 제어 회로는 더 큰 전압으로부터 보호할 수 있다.
도 12b는 도 12a의 오실로스코프 스냅샷의 주석이 달린 버전을 도시한다. 주석은 부하가 제거되고, 정류된 전압이 너무 높아지고, 스위치(Q1)를 폐쇄하여 Q 제어가 활성화됨으로써, 공진기 회로의 Q 인자를 변화시킬 수 있는 경우를 표시한다.
도 13은 약 15분 동안 동작 중인 통상의 무선 수신기 및 일 실시예에 따른 무선 수신기의 열 영상이다. 이러한 영상은 통상의 무선 수신기가 무선 수신기보다 기온이 높다는 것을 예시한다. 이러한 열 영상은 두 개의 무선 수신기를 예시하는 것으로, 즉 영상의 우측 상부의 무선 수신기는 그의 부하에 약 5W 전력을 수신하고, 좌측 하부의 수신기는 부하가 없지만 이를 과열로부터 보호하는 Q 제어 회로를 갖는다.
도 14는 다양한 무선 수신기의 대표도로, 그 중 일부는 다양한 위치(X/Y/Z 축 위치)에서 적절한 전력을 수신하는 것으로 도시된 Q 제어 회로를 포함한다. Q 제어 회로는 각 무선 수신기가 원하는 출력에 기초하여 Q 인자를 자기 조절(self regulate)하는 것을 가능하게 해준다. 무선 수신기는 표면 상에 직접 배치되고 무선 송신기의 위치에 따라 근접 결합 또는 중거리 결합에 관여할 수 있다. 무선 수신기는 백(bag), 공구 박스, 백팩(backpack), 또는 다른 용기 내부에 배치될 수 있고 그래서 용기는 전력 전송 표면 상에 배치될 수 있다. 무선 송신기는 근접 결합 또는 중거리 결합으로 용기 내에 있는 무선 수신기와 결합할 수 있다. Q 제어 회로를 갖는 공진기 코일은 자체적으로 Q 제어 회로를 갖기도 하는 다른 무선 수신기로 전력을 중계할 수 있는 전력 전송 표면 상에 배치될 수 있다. 또한, Q 제어 회로가 없는 공진기 코일 역시 자체적으로 Q 제어 회로를 갖는 다른 무선 수신기로 전력을 중계할 수 있는 전력 전송 표면 상에 배치될 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 수신기가 세 개의 표면 중 어떤 것을 통해 전력을 수신할 수 있는 세 개의 다른 충전 표면의 대표도로, 각 충전 표면은 상이한 두께를 갖는다. 일 실시예에서, 송신기는 표면의 일 측 상에 장착되거나 배치될 수 있다. 수신기는 송신기로부터 표면의 대향측 상에 배치되어 무선 전력을 수신할 수 있다. Q 제어 회로는 무선 전력 송신기와 무선 전력 공급기 사이의 Z 거리에 따라 적절한 양의 전력을 수신하도록 수신기의 Q 인자를 능동적으로 조정할 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 Z 거리에 맞게 회로를 조정하지 않고 송신기용 한 세트의 회로 및 무선 수신기용 한 세트의 수신기가 구현될 수 있다. 사용자는 Q 제어 시스템을 구입하여 이를 어느 표면에든 설치할 수 있고 시스템은 특정 갭에 대해 Q 제어를 이용하여 적절히 조정할 수 있다.
도 16은 Q 제어 회로를 갖는 무선 전력 시스템의 대표도이다. 이 도면은 Q 제어를 이용하는 무선 수신기가 강 결합 고정 주파수 전력 송신기, 강 결합 가변 주파수 전력 송신기, 제1 거리에서 전력을 제공하는 약 결합 고정 주파수 전력 송신기, 및 제2 거리에서 전력을 제공하는 약 결합 고정 주파수 전력 송신기를 포함하는 다양한 다른 무선 수신기와 호환 가능하다는 것을 예시한다. 일 실시예에 따른 무선 수신기는 다수의 무선 전력 송신기에서 전력을 수신할 수 있다. 무선 수신기는 코일 어레이 필드 제어 채널 당 하나의 수신기를 갖는 하나의 무선 수신기 및 하나의 무선 송신기 필드가 존재하는 상황에서 호환 가능하다. 무선 수신기는 또한 하나의 송신기 필드 내의 다수의 수신기로 전력을 송신하는 약 결합 송신기와도 호환 가능하다.
도 17은 Q 제어 회로를 포함하고 회로를 구동하는 하프 브리지, 풀 브리지, 또는 이들의 조합을 선택할 수 있는 무선 송신기의 대표도이다.
도 18은 배터리 라벨에 내장된 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표도이다. 이러한 라벨은 다중 층을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 배터리 라벨은 컬러층, 도체층, 반도체 소자&부분층, 또 다른 도체층, 차폐층, 기판, 및 접착층을 포함한다. 이러한 층들은 포일(foil)층 또는 인쇄층일 수 있다. 이러한 라벨은 배터리 라벨로 전달된 무선 에너지가 배터리를 충전하도록 제공될 수 있도록 양극 탭 및 음극 탭을 가질 수 있다. 단지 대표적으로만 도시되지만, 배터리 라벨 내의 무선 수신기는 본 명세서에 설명된 어떤 다른 무선 수신기 실시예의 것들과 같은 조정가능한 공진기를 포함할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 무선 수신기의 대표 회로도이다. 무선 수신기는 Q 인자 제어를 위한 제어 서브회로에 저항기(R2)를 포함한다. 저항기(R2) 값은 응용마다 다를 수 있다. 일 실시예에서, R2 저항기는 Q 제어에 추가 분해능(resolution)을 제공하도록 선택된다. 예를 들면, 트랜지스터(Q1)가 능동이면, 공진기 회로의 Q값은 저항기(R2)에 의해 영향을 받는다. 그리고 트랜지스터(Q1)가 비능동이면, 공진기 회로의 Q값은 저항기(R2)에 의해 영향을 받지 않는다. Q1이 능동일 때 R2이 존재하는 공진기 회로의 Q 인자는 R2가 존재하지 않는 공진기 회로의 Q 인자와 다르다. 전술한 바와 같이, Q 인자는 Q1 트랜지스터가 능동인 시간의 양을 능동적으로 제어함으로써 제어될 수 있다. Q1이 능동인 시간 양은 단지 특정 분해능만 제어될 수 있기 때문에 평균 Q 인자의 분해능에 제한이 있을 수 있다. 저항기(R2)를 추가(또는 트라이오드 모드에서 Q1 트랜지스터를 가변 저항기로 제어)함으로써, 트랜지스터(Q1)가 능동인 Q 인자는 다르다. 회로에서 R2가 공진기 회로 구성의 Q 인자에 가까운 경우, 트랜지스터(Q1)의 타이밍과 동일한 제어는 Q값에 더 정확한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, Q 인자가 두 구성에서 0과 100 사이에서 변화하는 경우, 만일 Q 인자가 두 구성에서 50과 100 사이에서 변화하면, 상대적 타이밍의 변화는 시간 평균 Q 인자에 더 정확한 영향을 미친다. 본 발명은 본 명세서에 설명된 것들을 포함하여 다양한 방법을 이용하여 시간 평균 Q 인자를 획득할 수 있다. 예를 들면, 공진기 회로(L3/C3)는 전력 신호의 다수의 시간 주기에 걸쳐 또는 주기 단위로 선택적으로 분로될 수 있다. 다른 예로, 공진기 회로(L3/C3)는 한 주기의 일부에 대해 하나의 Q 인자와 해당 주기의 다른 일부에 대해 다른 Q 인자를 선택하도록 제어될 수 있다.
도 25는 무선 수신기의 인덕터(L3, L4)와 유도 전력 공급기의 인덕터(L1, L2) 사이의 공간적 관계의 대표도이다. 도 26은 무선 수신기의 인덕터와 유도 전력 공급기의 인덕터 사이의 약 결합 필드 영역 및 강 결합 필드 영역의 대표도이다. 도 25 및 도 26의 예시된 실시예를 참조하면, 무선 수신기의 인덕터(L3, L4)와 유도 전력 공급기의 인덕터(L1, L2) 사이의 약 결합 필드 영역 및 강 결합 필드 영역의 대표도가 도시되어 있다. 예시된 바와 같이, 공진기 인덕터(L3) 및 세컨더리 인덕터(L4)는 약 결합 필드 영역 내에 있다. 인덕터(L3, L4)는 사용자가 예를 들어 유도 전력 공급기에 대해 무선 수신기로 이동함에 따라 약 결합 필드 영역 내에서 그리고 강 결합 필드 영역으로 이동할 수 있다.
도 27의 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 세컨더리 코일(L4)은 직렬 공진 커패시터(Cs), 병렬 공진 커패시터(Cp), 또는 이들의 조합에 결합될 수 있다. 이들 커패시터(Cs, Cp)는 단독으로 또는 조합하여 세컨더리 코일(L4)의 공진 동작을 위해 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 유도 전력 공급기는 커패시터(Cs, Cp)의 단독 또는 조합의 존재에 따라 무선 수신기를 식별하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 병렬 공진 커패시터(Cp)는 무선 수신기에 공진 주파수 시그너처(signature)를 제공하여, 그 시그너처의 검출에 따라 무선 수신기의 식별을 가능하게 할 수 있다.
도 27의 예시된 실시예는 또한 구동기(U1) 및 제너 다이오드(Z1)를 포함하여, 아날로그 피드백 회로에 전력을 공급하는 반파 정류기(D5, D8)를 포함한다. 세컨더리 코일(L4)로부터 부하로 전력을 공급하기 위해 별개의 풀 브리지 정류기(미도시)가 사용될 수 있다.
도 31은 휴대용 장치에 내장된 무선 수신기의 일 실시예를 예시한다. 무선 수신기는 Q 제어 회로 및 세컨더리 인덕터 및 공진기 인덕터에 결합된 모니터링 회로 둘 다를 포함한다. 이러한 구성에 따라, 휴대용 장치는 조정 회로가 적절한 범위 내의 전력을 수신할 수 있도록 통신 및 조정 회로로 전송된 전력의 양을 제어할 수 있다.
도 32에 예시된 실시예는 제어기로 정보를 제공하는 온도 센서를 포함하며, 제어기는 감지된 온도 정보에 기초하여 Q 제어 회로의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 만일 예를 들어 회로 또는 팬의 감지된 온도가 임계치 이상이면, Q 제어 회로는 수신되는 전력의 양을 감소하도록 공진기 코일을 구성할 수 있다. 다른 예로, 만일 감지된 온도가 임계치 미만이면, Q 제어 회로는 수신되는 전력의 양을 증가하도록 공진기 코일을 구성할 수 있다.
도 33의 예시된 실시예에서, 공진기에 의해 수신된 전력의 양을 제어하기 위해 다른 실시예의 회로가 유도 쿡웨어(cookware)에 내장될 수 있다. 예를 들면, 유도 쿡웨어는 수신된 전력의 양을 제어하여 원하는 온도를 유지하기 위해 온도 제어 회로 및 Q 제어 회로를 포함할 수 있다. 즉, 감지된 온도에 기초하여, Q 제어 회로는 공진기 회로의 Q 인자에 영향을 미침으로써 수신되는 전력의 양을 증가하거나 감소시킬 수 있다.
개시 목적상, Q 제어 회로는 도 33의 예시된 실시예에서 유도 쿡웨어와 관련하여 기술되지만, 2011년 7월 6일 베르만 등에 의해 "Smart Cookware"라는 명칭으로 출원된 미국 출원 제13/143,517호 및 2012년 1월 8일 베르만 등에 의해 "Inductive Cooking System"이라는 명칭으로 출원된 미국 출원 제61/584,281호에 기술된 것들과 같은 다른 유도 쿡웨어도 사용될 수 있으며, 이 출원들은 그 전체가 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르고 중간 공진기(20)를 내장한 독립형 필드 확장기(300)가 예를 들어 도 34의 예시된 실시예에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 중간 공진기(20)는 무선 수신기 및 무선 송신기와 분리되어 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 중간 공진기(20)가 독립형 필드 확장기(300)와 같은 독립형 구성에 내장될 수 있다.
본 실시예에서, 독립형 필드 확장기(300)는 또한 도 2의 예시된 실시예에 대해 기술된 제어 서브회로와 유사한 제어 회로(22)를 포함할 수 있다. 독립형 필드 확장기(300)는 옵션으로 본 명세서의 다른 실시예에 대해 기술된 제어기와 유사한 제어기(24)를 포함할 수 있다. 즉, 제어기(24)는 제어 서브회로(22)에 결합되어 중간 공진기(20)의 Q 인자 및 필드 레벨을 제어할 수 있다. 제어기(24)는 하나 이상의 센서로부터의 출력에 기초하여 Q 인자를 제어할 수 있다. 예를 들면, 독립형 필드 확장기(300)는 감지된 정보를 제어기(24)로 제공하기 위해 전류 센서(26), 전압 센서(27), 또는 자기장 센서(28), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
독립형 필드 확장기(300)의 일 실시예에서, 제어기(24)는 정류기(미도시)를 통해 중간 공진기(20)에 결합함으로써 전력을 수신할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 독립형 필드 확장기(300)는 자체적으로 전력 공급기를 포함하지 않거나 직접적인 전기 접촉을 통해 동작 전력을 수신할 수 있다. 대안으로, 독립형 필드 확장기(300)는 전력을 유도 수신하고 독립형 필드 확장기(300) 내의 제어기(24) 및 다른 회로에 전력을 공급할 수 있는 선택적인 픽업 코일(29)을 포함할 수 있다.
"수직", "수평", "상부", "저부", "상측", "하측", "내부", "내부로", "외부" 및 "외부로"와 같은 방향성 용어는 예시에 제시된 실시예의 배향에 따라 본 발명을 설명할 때 도움을 주기 위해 사용된다. 방향성 용어의 사용은 본 발명을 어떤 특정한 배향(들)으로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
전술한 설명은 본 발명의 현재의 실시예에 대한 설명이다. 균등론을 포함하여 특허법의 원리에 따라 해석될 첨부의 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 광범위한 양태로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 본 발명은 예시 목적으로 제시되며 본 발명의 모든 실시예에 대한 완전한 설명으로 해석되거나 청구항들의 범주를 이러한 실시예와 관련하여 예시되거나 설명된 특정 구성 요소들로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예를 들면, 제한 없이, 설명된 발명의 어떤 개개의 구성 요소(들)는 실질적으로 유사한 기능을 제공하거나 그렇지 않고 적절한 동작을 제공하는 대안의 구성 요소로 대체될 수 있다. 이는, 예를 들어, 당업자에게 현재 알려져 있을 수 있는 것들과 같은 현재 알려진 대안의 구성 요소들, 및 당업자가 개발시 대안으로 인식할 수 있는 것들과 같이 미래에 개발될 수 있는 대안의 구성 요소들을 포함한다. 또한, 개시된 실시예는 구체적으로 설명되고 이익들의 집합체를 협력하여 제공할 수 있는 복수의 특징을 포함한다. 본 발명은 단지 모든 이러한 특징을 포함하거나 언급된 모든 이익을 제공하는 그러한 실시예들로만 제한되지 않고, 다만 그렇지 않고 등록된 청구항들에 명백히 기술된 범위로 제한된다. 예를 들어, "하나", "하나의", "그" 또는 "상기"를 이용하는 단수의 청구항 구성 요소에 대한 모든 언급은 구성 요소를 단수로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이다.

Claims (57)

  1. 무선 전력 전송 컴포넌트로서,
    무선 전력 송신기의 프라이머리(primary) 인덕터에 의해 생성된 전력을 수신하도록 구성된 공진기 회로 - 상기 공진기 회로는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력 수신기의 세컨더리(secondary) 측의 인덕터에 무선 전력을 중계(relay)하도록 구성되고, 상기 공진기 회로는 Q값을 가짐 - ; 및
    상기 공진기 회로의 상기 Q값을 선택적으로 조정하여 상기 공진기 회로에 의해 중계된 전력의 양을 제어하도록 구성된 Q 제어 서브회로(subcircuit)
    를 포함하고,
    상기 공진기 회로는
    공진 인덕터; 및
    공진 커패시터 - 상기 공진 인덕터 및 상기 공진 커패시터는 Q값을 갖는 탱크 회로를 형성하도록 배열되고, 상기 탱크 회로는 무선 전력 송신기의 프라이머리 인덕터에 의해 생성된 전력을 수신하도록 구성되고, 상기 탱크 회로는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력 수신기의 세컨더리 측의 인덕터에 무선 전력을 중계하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 Q 제어 서브회로는 상기 탱크 회로에 결합되고 상기 탱크 회로의 상기 Q값을 선택적으로 변화시키도록 선택적으로 조정가능하고, 상기 Q 제어 서브회로는 제어 변수에 응답하여 상기 Q값을 선택적으로 조정하도록 구성되고,
    상기 Q 제어 서브회로는 상기 공진 커패시터를 선택적으로 분로(shunt)하거나 상기 공진 커패시터에 병렬로 저항을 선택적으로 제공하는 스위치를 포함하고,
    상기 Q 제어 서브회로는 정류기를 포함하고, 상기 스위치는 정류된 측에 배치되는 무선 전력 전송 컴포넌트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공진기 회로 및 상기 Q 제어 서브회로는 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 상기 무선 전력 송신기의 상기 프라이머리 인덕터로부터 상기 무선 전력 수신기의 세컨더리 회로로 전력을 중계하도록 구성된 중간 전력 중계 컴포넌트 중 적어도 하나 내에 배치되는 무선 전력 전송 컴포넌트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 공진기 회로로서,
    공진 인덕터;
    공진 커패시터 - 상기 공진 인덕터 및 상기 공진 커패시터는 Q값을 갖는 탱크 회로를 형성하도록 배열되고, 상기 탱크 회로는 무선 전력 송신기의 프라이머리 인덕터에 의해 생성된 전력을 수신하도록 구성되고, 상기 탱크 회로는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력 수신기의 세컨더리 측의 인덕터에 무선 전력을 중계하도록 구성됨 - ; 및
    상기 탱크 회로에 결합되고 상기 탱크 회로의 상기 Q값을 선택적으로 변화시키도록 선택적으로 조정가능한 Q 제어 서브회로 - 상기 Q 제어 서브회로는 제어 변수에 응답하여 상기 Q값을 선택적으로 조정하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 Q 제어 서브회로는 상기 공진 커패시터를 선택적으로 분로(shunt)하거나 상기 공진 커패시터에 병렬로 저항을 선택적으로 제공하는 스위치를 포함하고,
    상기 Q 제어 서브회로는 정류기를 포함하고, 상기 스위치는 정류된 측에 배치되는 공진기 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 공진 커패시터에 병렬로 상기 공진 인덕터에 접속되는 공진기 회로.
  14. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 공진 인덕터 및 상기 공진 커패시터와 직렬로 접속되는 공진기 회로.
  15. 제12항에 있어서, 상기 스위치는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 공진기 회로.
  16. 제12항에 있어서, 상기 스위치는 AC 스위치인 공진기 회로.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제어 변수는 무선 전력 수신기의 동작 특성을 나타내는 공진기 회로.
  18. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 Q값을 제1 Q값과 상기 제1 Q값과 다른 제2 Q값 사이에서 변화시키도록 구성되는 공진기 회로.
  19. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 Q값을 전력 공급 주기의 제1 부분에 대한 제1 Q값과 상기 전력 공급 주기의 제2 부분에 대한 제2 Q값 사이에서 변화시키도록 구성되고, 상기 제1 Q값은 상기 제2 Q값과 다른 공진기 회로.
  20. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 Q값을 제1 복수의 전력 공급 주기에 대한 제1 Q값과 제2 복수의 전력 공급 주기에 대한 제2 Q값 사이에서 변화시키도록 구성되고, 상기 제1 Q값은 상기 제2 Q값과 다른 공진기 회로.
  21. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 Q값을 능동적으로 조정하여 상기 공진기 회로를 통해 세컨더리(secondary) 회로로 중계된 전력의 양을 제어하도록 구성되는 공진기 회로.
  22. 제21항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 전력량을 제어하도록 피드백에 의해 능동적으로 제어되는 공진기 회로.
  23. 제12항에 있어서, 세컨더리 회로를 더 포함하고, 상기 세컨더리 회로는 상기 Q 제어 서브회로를 작동시키도록 구성된 피드백 회로를 포함하는 공진기 회로.
  24. 제23항에 있어서, 상기 피드백 회로는 상기 세컨더리 회로의 특성을 감지하도록 구성된 센서를 포함하고, 상기 피드백 회로는 상기 감지된 특성의 함수로서 상기 Q 제어 서브회로를 작동시키도록 구성되는 공진기 회로.
  25. 제24항에 있어서, 상기 감지된 특성은 온도, 전류, 전압 또는 전력 중 적어도 하나인 공진기 회로.
  26. 제23항에 있어서, 상기 피드백 회로는 임계치를 충족하도록 상기 Q 제어 서브회로를 작동시키는 공진기 회로.
  27. 제26항에 있어서, 상기 피드백 회로는 상기 임계치를 넘을 때 상기 Q값을 변화시키도록 상기 Q 제어 서브회로를 작동시키는 공진기 회로.
  28. 제12항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 가변 저항기를 포함하는 공진기 회로.
  29. 제28항에 있어서, 상기 가변 저항기는 트라이오드(triode) 모드 또는 선형 영역에서 동작하는 트랜지스터인 공진기 회로.
  30. 제28항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 피드백 회로에 의해 능동적으로 제어되고, 상기 피드백 회로는 상기 Q 제어 서브회로에 비례 피드백 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 피드백 신호에 비례하여 상기 가변 저항기의 값을 변화시키는 공진기 회로.
  31. 제28항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 피드백 회로에 의해 능동적으로 제어되고, 상기 피드백 회로는 알고리즘에 기초하여 피드백 신호를 조정할 수 있는 제어기를 포함하는 공진기 회로.
  32. 제31항에 있어서, 상기 알고리즘은 감지된 특성의 감지된 값과 원하는 값 사이의 상대적 차에 기초하여 상기 피드백 신호를 조정하도록 구성되는 공진기 회로.
  33. 제32항에 있어서, 상기 알고리즘은 비례, 적분, 미분 알고리즘인 공진기 회로.
  34. 제28항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 피드백 회로에 의해 능동적으로 제어되고, 상기 피드백 회로는 상기 Q 제어 서브회로의 직접 피드백을 제공하는 적어도 하나의 아날로그 컴포넌트를 포함하는 공진기 회로.
  35. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 아날로그 컴포넌트는 임계값의 충족 여부에 따라 하이(high) 신호 또는 로우(low) 신호를 제공하도록 구성되는 공진기 회로.
  36. 제34항에 있어서, 상기 피드백 회로는 디지털 제어기를 포함하고, 상기 디지털 제어기는 아날로그 입력을 수신하고 상기 Q 제어 서브회로를 위한 제어 신호를 생성하도록 구성되는 공진기 회로.
  37. 제12항에 있어서, 상기 공진기 회로를 셧오프(shut off)하여 무선 전력 공급 시스템으로부터 상기 공진기 회로를 효과적으로 제거할 수 있는 셧오프 회로를 더 포함하는 공진기 회로.
  38. 제37항에 있어서, 상기 Q 제어 서브회로는 상기 셧오프 회로로서 기능하는 공진기 회로.
  39. 제37항에 있어서, 상기 셧오프 회로는 상기 Q 제어 서브회로와 분리된 공진기 회로.
  40. 제37항에 있어서, 상기 셧오프 회로의 제어와 관련된 값을 감지하는 센서를 더 포함하는 공진기 회로.
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
KR1020147020362A 2012-01-24 2013-01-23 무선 전력 제어 시스템 KR102065021B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261590080P 2012-01-24 2012-01-24
US61/590,080 2012-01-24
US201261699582P 2012-09-11 2012-09-11
US61/699,582 2012-09-11
PCT/US2013/022662 WO2013112526A1 (en) 2012-01-24 2013-01-23 Wireless power control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140117428A KR20140117428A (ko) 2014-10-07
KR102065021B1 true KR102065021B1 (ko) 2020-01-10

Family

ID=47750025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147020362A KR102065021B1 (ko) 2012-01-24 2013-01-23 무선 전력 제어 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10187042B2 (ko)
JP (2) JP2015505239A (ko)
KR (1) KR102065021B1 (ko)
CN (1) CN104067477B (ko)
TW (1) TWI578657B (ko)
WO (1) WO2013112526A1 (ko)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6019581B2 (ja) * 2011-12-26 2016-11-02 ソニー株式会社 検知装置、検知システム、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法
CN104054229B (zh) 2012-01-06 2018-01-23 捷通国际有限公司 无线电力接收机系统
KR101902795B1 (ko) * 2012-02-21 2018-11-14 삼성전자주식회사 무선 충전 장치 및 방법
JP5915904B2 (ja) 2012-06-22 2016-05-11 ソニー株式会社 処理装置、処理方法、及び、プログラム
DE202013012730U1 (de) 2012-06-22 2018-12-02 Sony Corporation Verarbeitungsvorrichtung
US10044228B2 (en) * 2012-12-03 2018-08-07 WIPQTUS Inc. Wireless power system with a self-regulating wireless power receiver
EP2750361B1 (en) * 2012-12-27 2015-10-21 Nokia Technologies OY Controlling an application parameter
JP6387222B2 (ja) * 2013-08-28 2018-09-05 ソニー株式会社 給電装置、受電装置、給電システム、および、給電装置の制御方法
DE202014011252U1 (de) 2013-08-28 2018-11-06 Sony Corporation Leistungseinspeisungsvorrichtung, Leistungsempfangsvorrichtung und Leistungseinspeisungssystem
US9882437B2 (en) 2013-08-28 2018-01-30 Sony Corporation Power feeding apparatus, power receiving apparatus, power feeding system, and method of controlling power feeding
US20150091523A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Wireless charger system that has variable power / adaptive load modulation
US9735584B2 (en) * 2013-10-17 2017-08-15 Access Business Group International Llc Wireless power communication
WO2015107528A1 (en) * 2014-01-19 2015-07-23 Powermat Technologies Ltd. Wireless power outlet and method of transferring power thereby
WO2015108152A1 (ja) * 2014-01-20 2015-07-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転体非接触給電装置およびトルクセンサ
JP2015154512A (ja) * 2014-02-10 2015-08-24 キヤノン株式会社 電子機器及び送電装置
CN104857636B (zh) * 2014-02-26 2017-05-31 叶文俊 能量场感应储存与释放系统
WO2015148998A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 Integrated Device Technology, Inc. Wireless power system
DE102014208880B4 (de) * 2014-05-12 2016-09-01 Continental Automotive Gmbh Treiberschaltung für eine Induktivität und aktive Sendeeinrichtung mit einer Treiberschaltung
KR101869636B1 (ko) * 2014-05-22 2018-06-20 후지쯔 가부시끼가이샤 수전기, 무선 전력 전송 시스템 및 kQ값 산출 방법
WO2016019362A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Ossia, Inc. Techniques for determining distance between radiating objects in multipath wireless power delivery environments
WO2016072709A1 (ko) * 2014-11-03 2016-05-12 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 및 충전 시스템
WO2016099032A1 (ko) 2014-12-16 2016-06-23 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 네트워크의 전력 전송 커버리지 제어 장치 및 방법
KR20160051497A (ko) 2014-11-03 2016-05-11 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 네트워크의 전력 전송 커버리지 제어 장치 및 방법
US9640976B2 (en) 2015-02-26 2017-05-02 Ut-Battelle, Llc Overvoltage protection system for wireless power transfer systems
SE538428C2 (en) * 2015-03-23 2016-06-21 Nok9 Ab A testing device for wireless power transfer, and an associated method
TWI580150B (zh) * 2015-05-15 2017-04-21 立錡科技股份有限公司 諧振式無線電源接收電路及其控制電路與無線電源轉換方法
US10541562B2 (en) * 2015-05-19 2020-01-21 Wits Co., Ltd. Wireless power transmitter
JPWO2016190094A1 (ja) * 2015-05-25 2017-11-02 株式会社村田製作所 ワイヤレス電力伝送システム
EP3118963B1 (en) * 2015-07-13 2019-06-12 Nxp B.V. Wireless power receiver
US10284018B2 (en) * 2015-10-30 2019-05-07 Shenzhen Yichong Wirless Power Technology Co. Ltd System, apparatus and method for adaptive tuning for wireless power transfer
CN105375648B (zh) * 2015-11-06 2021-08-13 南京矽力微电子技术有限公司 一种无线led驱动系统
US10153644B2 (en) * 2015-11-13 2018-12-11 X Development Llc Delivering and negotiating wireless power delivery in a multi-receiver system
US10377469B2 (en) * 2016-03-04 2019-08-13 The Boeing Company Non-contact power supply and data transfer on aerial vehicles
US10879739B2 (en) * 2017-04-12 2020-12-29 Integrated Device Technology, Inc. Wireless power transmitter reactive energy control
KR20180121312A (ko) * 2017-04-28 2018-11-07 삼성전자주식회사 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법
KR20190036721A (ko) * 2017-09-28 2019-04-05 엘지이노텍 주식회사 무선충전 송신기, 무선충전 단말기 및 이를 포함하는 무선충전 시스템
EP3588736A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 Koninklijke Philips N.V. Wireless power transfer
TWI688195B (zh) * 2019-06-19 2020-03-11 宏碁股份有限公司 電源供應器
KR20220035179A (ko) * 2019-07-17 2022-03-21 솔라스 파워 인크. 다중 위상 무선 전계 전력 전송 시스템, 송신기 및 수신기

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009273342A (ja) * 2008-05-02 2009-11-19 Nanotekku:Kk 移動体に給電するとき送電側を固定した状態で移動しながら共振回路の（ｑ）を制御して給電する電力を制御する電気的に非接触で給電する装置。
JP2010051137A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Hitachi Ltd 電力送信装置、及び電力受信装置
JP2011030404A (ja) * 2009-06-22 2011-02-10 Felica Networks Inc 情報処理装置、プログラム、および情報処理システム

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US645576A (en) 1897-09-02 1900-03-20 Nikola Tesla System of transmission of electrical energy.
US685012A (en) 1900-03-21 1901-10-22 Nikola Tesla Means for increasing the intensity of electrical oscillations.
US5045770A (en) 1988-02-04 1991-09-03 Magellan Corporation (Aust.) Pty. Ltd. Shunt regulator for use with resonant input source
US4802080A (en) 1988-03-18 1989-01-31 American Telephone And Telegraph Company, At&T Information Systems Power transfer circuit including a sympathetic resonator
ZA892468B (en) 1988-04-11 1989-12-27 Uniscan Ltd Improvements in or relating to cutting elements foactuator and communication system r rotary drill bits
US5565846A (en) 1994-04-25 1996-10-15 Indala Corporation Reader system for waste bin pickup vehicles
JPH0962816A (ja) 1994-10-06 1997-03-07 Mitsubishi Electric Corp 非接触ｉｃカードおよびこれを含む非接触ｉｃカードシステム
JP3391149B2 (ja) 1995-06-09 2003-03-31 株式会社ダイフク 移動体の無接触給電設備
JP3494067B2 (ja) 1999-03-19 2004-02-03 日本電信電話株式会社 基地局通信装置、及び携帯無線通信装置への電力供給方法
US7522878B2 (en) 1999-06-21 2009-04-21 Access Business Group International Llc Adaptive inductive power supply with communication
NZ337716A (en) 1999-09-09 2002-10-25 Auckland Uniservices Ltd Series resonant inductive pickup where power can be regulated by time-regulated opening and closing a switch
JP2005011009A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Toshiba Corp 非接触式ｉｃカード
US6917182B2 (en) 2003-07-24 2005-07-12 Motorola, Inc. Method and system for providing induction charging having improved efficiency
KR20040072581A (ko) 2004-07-29 2004-08-18 (주)제이씨 프로텍 전자기파 증폭중계기 및 이를 이용한 무선전력변환장치
US9634730B2 (en) 2007-07-09 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Wireless energy transfer using coupled antennas
US20090058189A1 (en) 2007-08-13 2009-03-05 Nigelpower, Llc Long range low frequency resonator and materials
JP4453741B2 (ja) 2007-10-25 2010-04-21 トヨタ自動車株式会社 電動車両および車両用給電装置
US20090160261A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Nokia Corporation Wireless energy transfer
TWI484715B (zh) 2008-01-07 2015-05-11 通路實業集團國際公司 具工作循環控制的感應式電源供應器及其系統與方法
WO2010009429A1 (en) 2008-07-17 2010-01-21 Qualcomm Incorporated Adaptive matching and tuning of hf wireless power transmit antenna
JP4911148B2 (ja) 2008-09-02 2012-04-04 ソニー株式会社 非接触給電装置
US9601261B2 (en) 2008-09-27 2017-03-21 Witricity Corporation Wireless energy transfer using repeater resonators
EP2346142B1 (en) 2008-10-09 2017-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact power reception device and vehicle including the same
JP2010263690A (ja) 2009-05-01 2010-11-18 Panasonic Electric Works Co Ltd 伝送システム
US8374545B2 (en) * 2009-09-02 2013-02-12 Qualcomm Incorporated De-tuning in wireless power reception
JP5238884B2 (ja) 2009-09-18 2013-07-17 株式会社東芝 無線電力伝送装置
JP2011083078A (ja) 2009-10-05 2011-04-21 Sony Corp 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
US20110115303A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-19 Access Business Group International Llc Multiple use wireless power systems
KR20110062841A (ko) 2009-12-04 2011-06-10 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
US8674550B2 (en) 2010-03-25 2014-03-18 General Electric Company Contactless power transfer system and method
US8791601B2 (en) 2010-04-02 2014-07-29 Advantest Corporation Wireless power receiving apparatus and wireless power supply system
KR101718715B1 (ko) 2010-04-28 2017-03-22 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템에서 공진 대역폭의 제어 방법 및 장치
KR101760632B1 (ko) 2010-05-19 2017-07-21 퀄컴 인코포레이티드 적응형 무선 에너지 전송 시스템
US20110285211A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Advantest Corporation Wireless power supply system
JP2011250593A (ja) * 2010-05-27 2011-12-08 Toyota Motor Corp 車両
CN103098330B (zh) 2010-06-10 2016-01-20 捷通国际有限公司 用于感应功率传输的线圈配置
JP4996722B2 (ja) * 2010-06-30 2012-08-08 株式会社東芝 電力伝送システム及び送電装置
KR101313662B1 (ko) 2010-08-27 2013-10-02 한양대학교 산학협력단 지연 고정 루프를 이용한 능동형 정류기, 능동형 정류기를 포함하는 무선전력 수신 장치
JP5653137B2 (ja) * 2010-08-31 2015-01-14 キヤノン株式会社 給電装置及び方法
JP4982598B2 (ja) * 2010-09-07 2012-07-25 株式会社東芝 無線電力伝送システム、該システムの送電装置および受電装置
JP2013046561A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp 送電装置
US9728997B2 (en) * 2011-09-21 2017-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission system
CN104054229B (zh) 2012-01-06 2018-01-23 捷通国际有限公司 无线电力接收机系统
US20150163864A1 (en) 2012-01-08 2015-06-11 Acess Business Group International LLC Inductive cooking system
US9496731B2 (en) * 2012-01-20 2016-11-15 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for transmitting wireless power by using resonant coupling and system for the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009273342A (ja) * 2008-05-02 2009-11-19 Nanotekku:Kk 移動体に給電するとき送電側を固定した状態で移動しながら共振回路の（ｑ）を制御して給電する電力を制御する電気的に非接触で給電する装置。
JP2010051137A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Hitachi Ltd 電力送信装置、及び電力受信装置
JP2011030404A (ja) * 2009-06-22 2011-02-10 Felica Networks Inc 情報処理装置、プログラム、および情報処理システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104067477A (zh) 2014-09-24
US20150035376A1 (en) 2015-02-05
JP6651492B2 (ja) 2020-02-19
WO2013112526A1 (en) 2013-08-01
US10187042B2 (en) 2019-01-22
TWI578657B (zh) 2017-04-11
CN104067477B (zh) 2018-02-23
JP2018074903A (ja) 2018-05-10
TW201347345A (zh) 2013-11-16
JP2015505239A (ja) 2015-02-16
KR20140117428A (ko) 2014-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102065021B1 (ko) 무선 전력 제어 시스템
TWI593207B (zh) 無線電力發射器和用於接收無線電力的遠方裝置及其控制方法
JP6441770B2 (ja) Ｅ級増幅器の過負荷の検出および防止
JP5540016B2 (ja) 動的負荷を有する誘導性リンクによる通信
JP6542244B2 (ja) 動的なインピーダンス変化測定によるデバイス検出
US7602142B2 (en) System for inductive power transfer
CN106030957B (zh) 针对感应式功率传输系统的阻抗匹配
KR102091950B1 (ko) 동기식 정류기 제어를 사용하여 출력 전력을 조정하는 디바이스, 시스템 및 방법
KR101775234B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
KR102014126B1 (ko) 무선 전력 수신기 시스템
KR101612654B1 (ko) 패시브 부하의 정적 또는 동적 조정을 위한 부하 임피던스 검출
JP2015528689A (ja) 無線送信機の静的な同調
US20140177305A1 (en) Gate drive circuit for synchronous rectification
KR101996966B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant