KR102079152B1 - 스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기 - Google Patents

스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기 Download PDF

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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal

Abstract

무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기가 개시된다. 본 발명에 의한 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력을 수신하는 전력 수신부, 상기 무선 전력 수신부로부터 출력되는 교류 형태의 무선 전력을 직류 형태로 정류하여, 정류된 전력을 출력하는 정류부 및 상기 정류된 전력을 입력받아, 제 1 기간 동안에는 상기 정류된 전력보다 낮은 값의 제 1 전압을 가지는 제 1 전력을 출력하며, 제 2 기간 동안에는 상기 정류된 전력의 제 2 전압을 가지는 제 2 전력을 출력하여, 기설정된 전압 값을 가지는 전력을 출력하는 전력 조정부를 포함할 수 있다.

Description

스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기 { WIRELESS POWER RECEIVER FOR CONTROLLING WIRELESS POWER BY USING SWITCH }
본 발명은 무선 전력 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기 공진 방식에 기초하여 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 관한 것이다.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
한편, 종래의 공진 방식에 의한 무선 전력 수신기는 수신된 교류 파형을 직류 파형으로 변환하는 정류 회로 및 정류된 직류 파형 전력을 출력단의 기설정된 전압 값으로 조정하는 DC-DC 컨버팅 회로를 포함한다. 하지만, DC-DC 컨버팅 회로는 외부 값이 큰 수동 소자를 반드시 이용해야 하기 때문에 높은 출력 및 고효율성을 가지면서 작은 실장 면적을 가지도록 회로를 구현하기 어렵다는 문제점이 발생한다. 특히, 무선 전력 수신기가 휴대폰과 같이 이동 통신 장치로 구현되는 경우에 있어서, 상기의 실장 면적이 증가한다는 것은 장치 전체의 박육화에 악영향을 미친다.
뿐만 아니라, DC-DC 컨버팅 회로는 외부 패키지된 능동 소자라는 점에서 통산 수 MHz 이하에서만 동작이 가능하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 스위치를 이용하여 수신한 무선 전력을 제어하여 그 크기를 조정되는 무선 전력 수신기를 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력을 수신하는 전력 수신부; 상기 무선 전력 수신부로부터 출력되는 교류 형태의 무선 전력을 직류 형태로 정류하여, 정류된 전력을 출력하는 정류부; 및 상기 정류된 전력을 입력받아, 제 1 기간 동안에는 상기 정류된 전력보다 낮은 값의 제 1 전압을 가지는 제 1 전력을 출력하며, 제 2 기간 동안에는 상기 정류된 전력의 제 2 전압을 가지는 제 2 전력을 출력하여, 기설정된 전압 값을 가지는 전력을 출력하는 전력 조정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서, 스위치의 단락 및 단선에 의하여 수신한 무선 전력의 크기가 조정되는 무선 전력 수신기가 제공될 수 있다.
이에 따라 종래의 DC-DC 컨버팅 회로와 비교하여 소형화 및 경량화가 가능하며, 수동 소자 및 집적회로의 개수를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한 스위치와 더불어 공진형 인덕터 및 캐패시터를 구비함으로써 안정적인 직류 출력 전력을 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 출력 전력 및 전력 수신부에서 수신되는 무선 전력의 동기 신호를 비교하여 스위치를 제어함으로써 보다 정교하고 안정적인 직류 전력의 제공이 가능하다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3는 본 발명과의 비교 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 다양한 실시 예들에 의한 무선 전력 수신기의 회로도들이다.
도 6a 및 6b는 연속 전류 모드 및 비연속 전류 모드에서의 출력단 전압을 나타내는 그래프이다.
도 7a 및 7b는 연속 전류 모드 및 비연속 전류 모드에서의 출력단 전류를 나타내는 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스위치 온/오프 제어 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제어 신호 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 부스트 바이어스 생성기(boost bias generator)의 회로도이다.
도 13은 부스트 바이어스 생성기에 인가되는 전압을 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1,2-2,2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.
무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신부(213)를 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)를 포함할 수 있다.
전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.
아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(212)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 통신부(253)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 방식, 블루투스 저에너지(Bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 통신부(213)는 블루투스 저에너지 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(213)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수 있다. 통신부(213)가 이용하는 주파수 및 채널 선택에 관한 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본원 발명은 통신부(213)에서 수행하는 특정 통신 방식에 의하여 그 권리범위가 한정되지 않는다.
한편, 통신부(213)는 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(213)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(213)는 다른 무선 전력 송신기로부터 상술한 표 1의 프레임의 Notice 신호를 수신할 수 있다.
한편, 도 2에서는 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(200)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(200)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다.
무선 전력 송신기(200) 및 무선 전력 수신기(250)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(200)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(250)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있으며, 상술한 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
도 3는 본 발명과의 비교 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252), 통신부(253), 정류부(254), DC/DC 컨버터부(255), 스위치부(256) 및 충전부(257)를 포함할 수 있다.
전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)에 대한 설명은 여기에서는 생략하도록 한다. 정류부(254)는 전력 수신부(251)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다. DC/DC 컨버터부(255)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터부(255)는 출력단(259)의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다.
스위치부(256)는 DC/DC 컨버터부(255) 및 충전부(257)를 연결할 수 있다. 스위치부(256)는 제어부(252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 충전부(257)는 스위치부(256)가 온 상태인 경우에 DC/DC 컨버터부(255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다.
다만, 본 발명과의 비교를 위한 비교 예에 의한 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터부(255)를 포함하며, 이에 따라 수동 소자 및 집적회로의 개수가 증가하며, 소형화가 어려운 문제점을 가진다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(400)는 전력 수신부(410), 정류부(420), 전력 조정부(430) 및 로드부(440)를 포함할 수 있다.
전력 수신부(410)는 무선 전력 송신기(미도시)로부터 전력을 수신할 수 있다. 정류부(420)는 전력 수신부(410)에 수신된 교류 형태의 전력을 직류 형태로 정류하여 출력할 수 있다. 전력 조정부(430)는 정류된 전력이 기설정된 수치, 예를 들어 5V의 전압을 가지도록 컨버팅하고, 레귤레이팅(regulating)하여 출력할 수 있다. 로드부(440)는 전력을 저장할 수 있다.
특히, 전력 조정부(430)는 제 1 기간 동안에는 제 1 전압 값을 가지는 제 1 전력을 출력하고, 제 2 기간 동안에는 제 2 전압을 가지는 제 2 전력을 출력할 수 있다. 이에 따라, 전력 조정부(430)는 기설정된 수치, 예를 들어 5V의 전압을 가지는 전력을 출력할 수 있다. 특히, 전력 조정부(430)는 수동 소자를 포함하는 컨버팅 수단을 포함하지 않으며, 단순히 스위치의 온/오프 조정에 기초하여 전력의 전압 값을 컨버팅할 수 있다. 이에 따라, 종래의 DC-DC 컨버팅 회로와 비교하여 소형화 및 경량화가 가능하며, 수동 소자 및 집적회로의 개수를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한 스위치와 더불어 공진형 인덕터 및 캐패시터를 구비함으로써 안정적인 직류 출력 전력을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 스위치를 제어함으로써 보다 정교하고 안정적인 직류 전력의 제공이 가능하다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 회로도이다. 특히, 도 5a의 실시 예는 도 4에서 상술한 제 1 기간에서의 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기는 공진 회로(510), 정류 회로(520) 및 제 1 스위치(532), 제 2 스위치(533), 제 3 스위치(534) 및 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)를 포함할 수 있다.
공진 회로(510)는 커패시터(511) 및 코일(512)을 포함할 수 있으며, 무선 전력 송신기로부터 IRS의 값을 가지는 전력을 공진 방식에 기초하여 수신할 수 있다.
정류부(520)는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있으며, 공진 회로(510)로부터 입력된 교류 형태의 전력을 직류 형태로 정류하여 출력할 수 있다. 정류부(520)는 IRT의 전류 값 및 VXH의 전압 값을 가지는 정류된 전력을 출력할 수 있다.
정류부(520)는 제 1 노드(531)에 연결될 수 있다. 제 1 노드(531)에는 VXH의 전압 값이 인가될 수 있다. 제 1 노드(531)은 제 1 스위치(532) 및 제 2 커패시터(537)에 연결될 수 있다. 제 2 커패시터(537)는 CFL의 정전 용량을 가질 수 있다. 여기에서, 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)는 가변 커패시터일 수 있으며, 정전 용량(Cout, CFL)은 변경될 수 있다. 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)의 정전 용량을 조정함에 따라서, 제 2 기간(OFF duty)에서의 출력 전압이 조정될 수 있다. 상술한 정전 용량(Cout, CFL)은 전압 분배를 이용한 것으로, 커패시터 전압 분배기(capacitive voltage divider)라고 명명될 수도 있다. 아울러, 전송 전력에 따라서, 제 1 기간(ON duty)에서의 레귤레이션에 요구되는 커패시터 값을 사용할 수 있는 효과가 창출된다. 제 1 기간(ON duty) 및 제 2 기간(OFF duty)에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 제 1 스위치(532), 제 2 스위치(533), 제 3 스위치(534)는 각각 하이-사이드(high-side) PMOS 스위치 또는 로우 사이드(low-side) NMOS 스위치로 구현될 수도 있다. 이에 따라서, 제 1 스위치(532), 제 2 스위치(533), 제 3 스위치(534) 및 정류 회로와의 집적이 가능할 수 있다.
제 1 스위치(532)의 일단은 제 1 노드(531)에 연결되며, 타단은 제 1 커패시터(536)의 일단에 연결될 수 있다. 한편, 제 1 기간 동안, 제 1 스위치(532)는 온 상태로 제어될 수 있으며, 이에 따라 정류부(520)는 제 1 커패시터(536)의 일단에 연결될 수 있다. 한편, 제 2 커패시터(537)의 타단은 제 2 노드(535)에 연결될 수 있으며, 제 2 노드(535)에는 제 2 스위치(533)의 일단 및 제 3 스위치(534)의 일단이 연결될 수 있다. 제 2 스위치(533)의 타단은 제 1 스위치(532)의 타단 및 제 1 커패시터(536)의 일단에 연결될 수 있다. 특히, 제 1 기간 동안, 제 2 스위치(533)는 오프 상태로 제어될 수 있다. 한편, 제 2 노드(535)는 제 3 스위치(534)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 3 스위치(534)의 타단은 제 1 커패시터(536)의 타단 및 접지에 연결될 수 있다. 특히, 제 1 기간 동안, 제 3 스위치(534)는 온 상태로 제어될 수 있으며, 이에 따라, 제 2 커패시터(537)의 타단은 접지될 수 있다. 즉, 제 1 기간 동안에는 제 1 스위치(532) 및 제 3 스위치(534)는 온 상태로 제어될 수 있고, 제 2 스위치(533)는 오프 상태로 제어될 수 있다. 이에 따라, 제 1 노드(531)에 인가된 VXH의 전압 값은 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)에 분산되어 인가될 수 있다. 이는, 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)가 병렬로 연결되는 것에서 기인한다. 이에 따라, 출력단인 제 1 커패시터(536)의 전압 값은 도 6a에서와 같이 VXH보다 작은 값을 가진다. 도 6a는 제 1 기간 동안에, 출력단에 인가되는 전압 값의 그래프이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 기간(ON duty) 동안에는 출력단 전압(Vout)이 VXH보다 낮은 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 회로도이다. 특히, 도 5b의 실시 예는 도 4에서 상술한 제 2 기간에서의 무선 전력 수신기의 회로도이다. 도 5b는, 도 5a의 정류부(520)의 우측단만을 도시한다. 제 2 기간 동안에는, 제 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 스위치(532) 및 제 3 스위치(534)가 오프 상태로 제어되며, 제 2 스위치(533)이 온 상태로 제어될 수 있다. 이에 따라, 제 1 노드(531)는 제 2 커패시터(537)에 연결되고, 제 2 커패시터(537)는 제 1 커패시터(536)에 연결된다. 결국, 제 1 커패시터(536)에는 제 1 노드(531)에 인가된 VXH가 그대로 인가될 수 있다. 이에 따라, 출력단인 제 1 커패시터(536)의 전압 값은 도 6a에서와 같이 VXH 값을 가진다. 이는, 제 1 커패시터(536) 및 제 2 커패시터(537)가 직렬로 연결되는 것에 기인하다. 도 6a는 제 2 기간 동안에, 출력단에 인가되는 전압 값의 그래프이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 2 기간(OFF duty) 동안에는 출력단 전압(Vout)이 VXH인 것을 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 기간 동안에는 VXH보다 작은 출력 전압을 가지며, 제 2 기간 동안에는 VXH의 출력 전압 값을 가져, 총 기간 동안 기설정된 전압 값, 예를 들어 5V를 출력할 수 있다.
한편, 상기의 제 1 기간 및 제 2 기간의 출력 전압 모드를 연속 전류 모드(continuous current mode,CCM)라고 명명할 수 있다. 도 7a에서, CCM에서의 전류를 나타내는 그래프이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 제 1 기간(ON duty) 동안에는 IRS 및 IRT가 증가하며, 제 2 기간(OFF duty) 동안에는 IRS 및 IRT가 감소할 수 있다. 다만, 제 1 기간 및 제 2 기간 동안의 전류는 연속적일 수 있다. 제 1 기간(ON duty) 동안의 전류 증가는 무선 전력 송신기의 입장에서는 등가 임피던스가 강하하여 송신 전력이 증가하는 것으로부터 기인할 수 있다. 한편, 제 2 기간(OFF duty) 동안의 전류 감소는, 무선 전력 송신기의 입장에서의 등가 임피던스가 증가하여 송신 전력이 감소하는 것으로부터 기인할 수 있다. CCM은 예를 들어 전송 전력이 큰 경우에 이용될 수 있으며, DCM은 예를 들어 전송 전력이 작은 경우에 이용될 수 있다.
한편, 도 5c는 비연속 전류 모드(discountinuous current mode,DCM)인 경우의 제 2 기간 동안의 회로도이다. 한편, DCM의 제 1 기간 동안에는 도 5a와 동일할 수 있다. 제 2 기간 동안에는, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제 1 스위치(531), 제 2 스위치(532) 및 제 3 스위치(534)가 모두 오프 상태로 제어될 수 있다. 이에 따라, 출력단인 제 1 커패시터(536)에 인가되는 전압은, 도 6b에서와 같이, VXH로부터 감쇠하는 값을 가질 수 있다. 즉, 제 1 기간 동안에는 VXH보다 낮은 전압 값이 출력되며, 제 2 기간 동안에는 VXH로부터 감쇠하는 전압 값이 출력되고, 이에 따라 총 기간 동안에는 기설정된 전압, 예를 들어 5V의 전압 값이 출력될 수 있다.
도 7b는 DCM에서의 전류 값을 나타내는 그래프이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 2 기간에서의 IRS 및 IRT는 0 값을 가질 수 있다. 이는, VXH가 플로팅(floating) 되는 것으로부터 기인할 수 있다.
상술한 바에 따라서, CCM 모드 또는 DCM 모드에서는 수동 소자를 구비하지 않아도 안정적으로 기설정된 전압, 예를 들어 5V의 전압 값이 유지되어 출력될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 전력 송신부(811), 제어부(812), 통신부(813) 및 전력 공급부(814)를 포함할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기(850)는 전력 수신부(851), 통신부(853), 정류부(860), 전력 조정부(870) 및 로드부(880)를 포함할 수 있다. 전력 조정부(870)는 스위치부(871) 및 제어부(872)를 포함할 수 있다.
전력 공급부(814)는 전력 송신부(811)에 전력을 공급할 수 있으며, 공급되는 전력량은 제어부(812)에 의하여 제어될 수 있다. 전력 송신부(811)는 공진 방식에 기초하여 전력 수신부(851)에 무선 전력을 송신할 수 있다.
정류부(860)는 입력된 전력을 정류하여 전력 조정부(870)에 출력할 수 있다. 특히, 정류부(860)는 정류된 전력을 스위치부(870)에 출력할 수 있다. 스위치부(870)는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 스위치의 온/오프 상태에 기초하여 제 1 전압 값을 가지는 제 1 전력 또는 제 2 전압 값을 가지는 제 2 전력을 출력할 수 있다. 한편, 제 1 전력 및 제 2 전력의 출력에 의하여, 기설정된 전압 값, 예를 들어 5V의 전압 값을 가지는 전력이 전력 조정부(870)로부터 출력될 수 있다.
한편, 제어부(872)는 정류부(860)로부터 일부 전력을 입력받을 수 있다. 제어부(872)는 정류부(860)로부터 입력받은 일부 전력에 기초하여 스위치부(870)에 포함된 적어도 하나의 스위치 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 제어부(872)는, 예를 들어 제 1 기간 동안에는 제 1 전압 값을 가지는 제 1 전력이 출력되도록 스위치부(870)에 포함된 적어도 하나의 스위치 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있으며, 제 2 기간 동안에는 제 2 전압 값을 가지는 제 2 전력이 출력되도록 스위치부(870)에 포함된 적어도 하나의 스위치 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 이에 따라, 제어부(872)는 총 기간 동안에는 기설정된 전압 값, 예를 들어 5V의 전압 값을 가지는 전력을 출력하도록 스위치부(870)에 포함된 적어도 하나의 스위치 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(872)는 정류부(860)에 과도한 전력이 인가되는 경우, 전력 공급부(814)로부터 출력되는 전력을 조정하도록 하는 신호를 통신부(813)로 송신하도록, 통신부(853)를 제어할 수 있다.
로드부(880)는 스위치부(870)로부터 출력된 기설정된 전압 값, 예를 들어 5V의 전압 값을 가지는 전력을 입력받을 수 있다.
도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 8b에서, 전력 공급부(814)는 전력 공급 수단, Class-E Amp 및 인버터를 포함할 수 있다. 전력 공급 수단은 10V 내지 14V의 범위 내에서 가변될 수 있다. 한편, 전력 송신부(811)는 공진 회로를 포함할 수 있다. 여기에서, 공진 주파수는 예를 들어 6.78Mhz일 수 있다.
전력 수신부(851)는, 예를 들어 6.78Mhz의 공진 주파수에서 무선 전력을 수신할 수 있으며, 공진 회로를 포함할 수 있다. 한편, 정류부는 제 1 내지 제 4 다이오드(861 내지 614)와 CLM의 정전 용량을 가지는 제 3 커패시터(865)를 포함할 수 있다. 한편, 제 3 커패시터(865)의 양단의 신호는 타이밍 컨트롤러(884)에 입력될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(884)는 제 1 스위치 내지 제 3 스위치(874,877,878)의 온/오프 상태를 제어할 수 있는 클럭(CLK) 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(884)는 딜레이 신호(881), 모드 선택 신호(882) 및 듀티 신호(883)에 기초하여 클럭 신호를 생성할 수 있다. 게이트 구동 신호 생성 소자(885)는 클럭 신호에 기초하여 게이트 구동 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 아울러, 게이트 구동 신호 생성 소자(885)는, 비교기(888) 및 연산기(887)의 출력 결과를 이용하여 게이트 구동 신호를 생성할 수도 있다. 이와 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 클럭 신호에 기초하여 제 1 스위치 내지 제 3 스위치(874,877,878)의 온/오프 상태가 제어될 수 있다. 제 1 스위치 내지 제 3 스위치(874,877,878)의 온/오프 상태에 기초하여, 예를 들어 제 1 기간 동안에는 출력단(879)에 제 1 전압이 인가되며, 제 2 기간 동안에는 출력단(879)에는 제 2 전압 값이 인가될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 회로도이다. 도 9에서는, 도 5a와 비교하여 추가적인 구성 요소에 대하여서만 설명하도록 한다. 도 9에서는, 제 1 저항(901), 제 2 저항(902), 비교기(903), 스위치 제어기(904) 및 신호 검출부(905)를 포함할 수 있다.
제 1 저항(901)의 일단은 출력단에 연결되며, 타단은 제 2 저항(902)의 일단 및 비교기(903)의 제 1 입력부(-)에 연결될 수 있다. 제 2 저항(902)의 타단은 접지될 수 있다. 비교기(903)의 제 2 입력부(+)에는 기준 전압(Vref)이 인가될 수 있다. 비교기(903)는 기준 전압(Vref)과 제 1 입력부(-) 인가 전압을 비교할 수 있으며, 비교 결과를 스위치 제어기(904)로 출력할 수 있다. 스위치 제어기(904)는 비교 결과에 기초하여 제 1 스위치(532), 제 2 스위치(533) 및 제 3 스위치(534) 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 한편, 신호 검출부(905)는 공진 회로(510)에서의 AC 동기 신호를 피드백받아 스위치 제어기(904)로 출력할 수 있다. 스위치 제어기(904)는 AC 동기 신호에 기초하여 제 1 스위치(532), 제 2 스위치(533) 및 제 3 스위치(534) 각각의 온/오프 상태를 제어할 수 있다.
예를 들어, 비교기(903)의 기준 전압(Vref)은 5V로 설정될 수 있다. 예를 들어, 출력단에 기준 전압인 5V보다 높은 전압이 인가되는 경우에는, 전력 조정부는 출력단에 인가되는 전압을 5V로 유지하도록 스위치의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 도 5a 및 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 스위치(532) 및 제 3 스위치(534)가 온 상태로 제어되며, 제 2 스위치(533)가 오프 상태로 제어되는 제 1 기간 동안에는, 상대적으로 낮은 전압이 인가된다. 아울러, 제 1 스위치(532) 및 제 3 스위치(534)가 오프 상태로 제어되며, 제 2 스위치(533)가 온 상태로 제어되는 제 2 기간 동안에는, 상대적으로 높은 전압이 인가된다. 전력 조정부는 제 1 기간을 기존보다 상대적으로 길게 설정하여 출력단의 전압이 5V로 인가되도록 조정할 수 있다. 반대로, 출력단에 기준 전압인 5V보다 낮은 전압이 인가되는 경우에는, 전력 조정부는 출력단에 인가되는 전압을 5V로 유지하도록 상기 제 1 기간을 기존보다 상대적으로 짧게 설정하여 출력단의 전압이 5V로 인가되도록 조정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스위치 온/오프 제어 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다. 도 10에서의 회로도 동작은 도 11의 그래프를 참조하여 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제어 신호 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
정류회로는 제 1 내지 제 4 다이오드(1061 내지 1064) 및 CLM의 정전 용량을 가지는 커패시터(1065)를 포함할 수 있다. 제 1 다이오드(1061)와 제 3 다이오드(1063) 사이에는 노드(1066)가 존재하며, 제 2 다이오드(1062)와 제 4 다이오드(1064) 사이에는 노드(1067)가 존재한다. 노드(1066)에는 VIN +가 인가될 수 있으며, 노드(1067)에는 VIN -가 인가될 수 있다. 노드(1066) 및 노드(1067)에는 예를 들어 도 11에서의 VIN + 및 VIN -의 차동 신호가 각각 인가될 수 있다.
노드(1066)는 저항(1011)의 일단에 연결될 수 있으며, 저항(1011)의 타단은 저항(1012)의 일단에 연결될 수 있다. 저항(1012)의 타단은 접지될 수 있다. 저항(1011)의 타단 및 저항(1012)의 일단은 연산기(1013)의 제 1 입력부(+)에 입력될 수 있다. 한편, 연산기(1013)의 제 2 입력부(-)에는 저항(1019)의 일단 및 저항(1014)의 일단이 연결될 수 있다. 저항(1019)의 타단은 노드(1067)에 연결될 수 있으며, 저항(1014)의 타단은 커패시터(1015)의 일단이 연결될 수 있다. 커패시터(1015)의 타단은 접지될 수 있다.
이에 따라, 연산기(1013)의 제 1 입력부(+) 및 제 2 입력부(-)의 각각에는 VIN+ 및 VIN -의 차동 신호가 입력될 수 있다. 연산기(1013)는 입력되는 차동 신호를 연산하여, 합성 동기 신호(Comp Sync)를 출력할 수 있다. 도 11에서 합성 동기 신호(Comp Sync)는 VIN + 및 VIN -의 차동 신호의 연산에 의하여 생성된 것일 수 있다.
한편, 노드(1067)는 인버터(1017)에 연결될 수 있다. 인버터(1017)는 노드(1067)에 인가되는 VIN -신호를 인버팅하여 인버팅 동기 신호(Inv Sync)를 출력할 수 있다. 도 11에서의 인버팅 동기 신호(Inv Sync)는 VIN -신호가 인버팅되어 생성될 수 있다. 한편, 선택 신호(SEL)는 스위치(1019)에 인가되어 스위치(1019)가 합성 동기 신호(Comp Sync)를 수신할지 또는 인버팅 동기 신호(Inv Sync)를 수신할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 선택 신호(SEL)는 제 1 기간(ON duty) 동안에는 인버팅 동기 신호(Inv Sync)를 수신하도록 스위치(1019)를 제어하며, 제 2 기간(OFF duty) 동안에는 합성 동기 신호(Comp Sync)를 수신하도록 스위치(1019)를 제어할 수 있다.
딜레이부(1020)는 수신된 인버팅 동기 신호(Inv Sync) 또는 합성 동기 신호(Comp Sync)를 딜레이하여 클럭 신호(CLK)를 출력할 수 있다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 제 1 기간(ON duty) 동안에는 인버팅 동기 신호(Inv Sync)가 딜레이된 클럭 신호(CLK)가 생성되며, 제 2 기간(OFF duty) 동안에는 합성 동기 신호(Comp Sync)가 딜레이된 클럭 신호(CLK)가 생성된 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 부스트 바이어스 생성기(boost bias generator)의 회로도이다. 도 12에 의한 부스트 바이어스 생성기는 예를 들어, 도 9의 노드(531) 및 출력단(Vout)에 연결될 수 있다.
노드(1201)에는 EEF(1210) 및 쇼트키 다이오드(schottky diode)(1202)가 연결될 수 있다. EEF(1210)는 커패시터(1211), 저항(1212) 및 저항(1213)을 포함할 수 있다. 커패시터(1211)는 예를 들어 50fF의 정전 용량을 가질 수 있으며, 저항(1212)는 예를 들어 700Ω의 저항값을 가질 수 있으며, 저항(1213)은 예를 들어 10kΩ의 저항값을 가질 수 있다. EEF(1210)는 제 3 서브 스위치(1221)로 연결될 수 있다. 제 3 서브 스위치(1221)는 FET로 구현될 수 있으며, EEF(1210)는 제 3 서브 스위치(1221)의 게이트단에 연결될 수 있다. 한편, 제 3 서브 스위치(1221)의 드레인에는 제 1 서브 스위치(1223)의 게이트에 연결될 수 있다. 제 3 서브 스위치(1221)의 소스는 다이오드(1227) 및 제 2 서브 스위치(1224)의 소스에 연결될 수 있다. 제 2 서브 스위치(1224)의 드레인 및 게이트는 제 1 서브 스위치(1223)의 소스 및 노드(1225)에 연결될 수 있다. 노드(1226) 및 출력단(Vout) 사이에는 커패시터(1226)가 배치될 수 있다. 쇼트키 다이오드(1202)는 제 1 서브 스위치의 드레인에 연결될 수 있다. 한편, 다이오드(1227)는 복수 개일 수 있으며, 예를 들어 5개일 수도 있다.
부스트 바이어스 생성기는 예를 들어 도 9에서의 스위치들(532,533,534)이 N 타입 MOSFET으로 구현되는 경우에, 출력단의 전압(Vout)보다 기설정된 전압만큼 높게 유지하여 동작하도록 할 수 있다. 특히, 부스트 바이어스는 도 9에서의 제 1 스위치(532)를 실질적으로 구동할 수 있는 전압을 생성할 수 있다. 특히, CCM 모드에서 제 1 스위치(532)에는 Vout 및 2Vout 사이를 전환되면서 VXH에 높은 전압이 인가되는 경우, 부스트 바이어스가 고전압을 제공할 수 있다.
아울러, 부스트 바이어스 생성기는 노드(1225)에 인가되는 전압(VB)에 인가되는 전압이 기설정된 전압, 예를 들어 10V 이하가 되도록 유지할 수도 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 노드(1225)에 인가되는 전압(VB)에 인가되는 전압은 기설정된 전압인 10V 이하로 유지될 수 있다. 이에 따라, 부스트 바이어스 생성기는 스위치들(532,533,534)이 N 타입 MOSFET으로 구현되는 경우에 동작하도록 제어하면서도, 무선 전력 수신기 전반에 과전압이 인가되지 않도록 제어할 수 있다.
예를 들어, VG1의 전압 및 제 1 서브 스위치(1223)의 임계 전압 Vth의 차이가 VB보다 작으면, 제 1 서브 스위치(1223)가 턴 온될 수 있다. 아울러, VG1의 전압 및 제 1 서브 스위치(1223)의 임계 전압 Vth의 차이가 VB 이상이면, 제 1 서브 스위치(1223)가 턴 오프될 수 있다. 상술한 동작에 기초하여 부스트 바이어스 생성기가 동작될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (12)

  1. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신부;
    상기 무선 전력 수신부로부터 출력되는 교류 형태의 무선 전력을 직류 형태로 정류하여, 정류된 전력을 출력하는 정류부; 및
    상기 정류된 전력에 기반하여, 기설정된 전압 값을 가지는 전력을 출력하는 전력 조정부를 포함하고,
    상기 전력 조정부는,
    상기 정류부의 출력단에 일단이 연결되는 제 1 스위치;
    일단이 상기 정류부의 출력단에 연결되는 제 1 커패시터;
    일단이 상기 제 1 커패시터의 타단에 연결되는 제 2 스위치;
    일단이 상기 제 1 커패시터의 타단에 연결되는 제 3 스위치;
    일단이 상기 제 1 스위치의 타단 및 상기 제 2 스위치의 타단에 연결되며, 타단이 상기 제 3 스위치의 타단에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는, 제 1 기간에는 상기 무선 전력 수신기의 임피던스를 증가시키며, 제 2 기간에는 상기 무선 전력 수신기의 상기 임피던스를 감소시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는, 제 1 기간에는 상기 전력 수신부로 수신되는 상기 무선 전력이 증가하며, 제 2 기간에는 상기 전력 수신부로 수신되는 상기 무선 전력이 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는,
    제 1 기간 동안에는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 3 스위치를 온 상태로 제어하며, 상기 제 2 스위치를 오프 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는,
    상기 제 1 기간 동안, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터를 병렬로 연결하여, 제 1 전압을 가지는 제 1 전력을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는,
    제 2 기간 동안에는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 3 스위치를 오프 상태로 제어하며, 상기 제 2 스위치를 온 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는,
    상기 제 2 기간 동안, 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 2 커패시터를 직렬로 연결하여, 제 2 전압을 가지는 제 2 전력을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는, 상기 전력 조정부의 출력단에 인가되는 전압 및 상기 전력 수신부에서 수신되는 동기 신호 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 및 상기 제 3 스위치를 제어하는 스위치 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 조정부의 출력단에 인가되는 전압 및 기준 전압을 비교하여, 비교 결과를 상기 스위치 제어기로 출력하는 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는, 상기 전력 조정부의 출력단에 인가되는 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우에는, 상기 제 1 기간의 시간을 기존보다 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력 조정부는, 상기 전력 조정부의 출력단에 인가되는 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우에는, 상기 제 1 기간의 시간을 기존보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
KR1020130064146A 2012-10-12 2013-06-04 스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기 KR102079152B1 (ko)

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