KR102128487B1 - Apparatus for transmitting wireless power and method for controlling power thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 교류 전력을 생성하는 전력 공급 장치와 상기 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 구비된 수신 코일에 전달하는 송신 코일 및 상기 송신 코일과 수신 코일의 결합상태를 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 검출된 결합상태에 기초하여 상기 부하에 전송되는 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, a wireless power transmission device that transmits power to a load through a wireless power reception device includes a power supply device that generates AC power and a receiving coil provided in the wireless power reception device using resonance of the AC power. It includes a transmitting coil and a detection unit for detecting a coupling state of the transmitting coil and the receiving coil, wherein the wireless power transmission apparatus is characterized in that for controlling the transmission power transmitted to the load based on the detected coupling state do.

Figure R1020190067873
Figure R1020190067873

Description

무선전력 송신장치 및 그의 전력 제어 방법{APPARATUS FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER AND METHOD FOR CONTROLLING POWER THEREOF}Wireless power transmitter and its power control method{APPARATUS FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER AND METHOD FOR CONTROLLING POWER THEREOF}

본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 결합상태에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission technology. More specifically, the present invention relates to a method of maximizing power transmission efficiency by controlling transmit power according to a combined state between a wireless power transmitter and a wireless power receiver.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors or transformers using electromagnetic induction principles began to be used in wireless power transmission or wireless energy transfer technology that wirelessly transmits electric energy to a desired device. A method of transmitting electric energy by emitting the same electromagnetic wave has also been attempted. Electric toothbrushes and some wireless shavers that we commonly use are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction refers to a phenomenon in which voltage is induced and current flows when the magnetic field is changed around the conductor. In the electromagnetic induction method, commercialization is rapidly progressing around small devices, but there is a problem in that the transmission distance of power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.To date, the energy transmission method using the wireless method includes magnetic resonance and long-distance transmission technology using a short-wavelength radio frequency in addition to electromagnetic induction.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.Recently, an energy transmission method using resonance has been widely used among such wireless power transmission technologies.

그러나, 기존의 공진을 이용한 에너지 전달 방식은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 전력 전송 효율이 달라질 수 있다. However, in the conventional energy transfer method using resonance, power transmission efficiency may be changed according to a combined state of the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

따라서, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태를 반영하여 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, there is a need for a method to maximize power transmission efficiency by reflecting the combined state of the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for maximizing power transmission efficiency according to a combined state of a wireless power transmitter and a wireless power receiver.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합계수를 검출하여 검출된 결합계수에 따라 송신 전력을 제어할 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for detecting transmission coefficients of a wireless power transmitter and a wireless power receiver and controlling transmission power according to the detected coupling coefficient.

본 발명의 실시 예에 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 교류 전력을 생성하는 전력 공급 장치와 상기 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 구비된 수신 코일에 전달하는 송신 코일 및 상기 송신 코일과 수신 코일의 결합상태를 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 검출된 결합상태에 기초하여 상기 부하에 전송되는 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, a wireless power transmission device that transmits power to a load through a wireless power reception device includes a power supply device that generates AC power and a receiving coil provided in the wireless power reception device using resonance of the AC power. It includes a transmitting coil and a detection unit for detecting a coupling state of the transmitting coil and the receiving coil, wherein the wireless power transmission apparatus is characterized in that for controlling the transmission power transmitted to the load based on the detected coupling state do.

상기 무선전력 송신장치는 상기 검출된 결합상태에 대응하는 상기 부하의 제1 수신 전력을 결정하고, 상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus is characterized in that it determines the first received power of the load corresponding to the detected combined state, and controls the transmitted power according to the determined first received power.

상기 무선전력 송신장치는 상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하고, 상기 제2 수신 전력이 상기 제1 수신 전력과 다를 경우, 상기 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus checks the second reception power currently being received by the load, and when the second reception power is different from the first reception power, controlling the transmission power according to the first reception power It is characterized by.

상기 무선전력 송신장치는 상기 무선전력 수신장치와 인밴드 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 상기 제2 수신 전력을 확인하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission device is characterized in that it checks the second received power through in-band or out-of-band communication with the wireless power receiving device.

상기 무선전력 송신장치는 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 상기 제2 수신 전력을 확인하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission device is characterized in that to check the second received power by measuring the intensity of the current flowing therein.

상기 무선전력 송신장치는 상기 송신 코일과 상기 수신 코일 간 결합계수에 따른 결합 상태를 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 결합계수가 증가할수록 송신 전력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus further includes a detection unit that detects a coupling state according to a coupling factor between the transmitting coil and the receiving coil, and the wireless power transmitting apparatus increases transmission power as the coupling coefficient increases. .

상기 검출부는 상기 전력 공급 장치에서 상기 무선전력 송신장치를 바라본 입력 임피던스를 측정하여 측정된 입력 임피던스에 기초하여 상기 결합계수를 검출하는 것을 특징으로 한다.The detection unit is characterized in that it detects the coupling coefficient based on the measured input impedance by measuring the input impedance looking at the wireless power transmitter in the power supply.

상기 전력 공급 장치는 전원 공급 장치로부터 직류 전력을 공급받아 교류 전력을 생성하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 전력 공급 장치에서 출력되는 전력을 조절하여 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply device receives DC power from a power supply device to generate AC power, and the wireless power transmission device controls the transmission power by adjusting the power output from the power supply device.

상기 전력 공급 장치는 전력선 통신을 이용하여 상기 전원 공급 장치에서 출력되는 직류 전력을 제어하기 위한 전력 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.The power supply device is characterized in that it transmits a power control signal for controlling the DC power output from the power supply using power line communication.

상기 전력 공급 장치는 전원 공급 장치로부터 직류 전력을 수신하여 교류 전력을 생성하는 교류 전력 생성부를 더 포함하고, 상기 무선전력 송신장치는 상기 교류 전력 생성부에 입력되거나 또는 상기 교류 전력 생성부로부터 출력되는 전류의 세기에 기초하여 상기 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The power supply device further includes an AC power generation unit that receives DC power from the power supply and generates AC power, and the wireless power transmission device is input to the AC power generation unit or output from the AC power generation unit. It characterized in that to control the transmission power based on the intensity of the current.

상기 무선전력 송신장치는 상기 결합상태와 상기 송신 전력을 대응시켜 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The wireless power transmission apparatus is characterized in that it further comprises a storage unit for storing the combined state and the transmission power.

상기 송신 코일은 상기 전력 공급 장치로부터 제공받은 전력을 통해 자기장을 발생하는 송신 유도 및 상기 송신 유도 코일과 커플링되어 전달받은 전력을 공진을 이용해 상기 수신 코일에 전송하는 송신 공진 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.The transmitting coil includes a transmitting induction coil generating a magnetic field through the power supplied from the power supply device and a transmitting resonance coil coupled to the transmitting induction coil and transmitting the received power to the receiving coil using resonance. Should be

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전력을 전송하는 무선전력 송신장치의 전력 제어 방법은 상기 무선전력 송신장치와 상기 무선전력 수신장치 간 결합상태를 검출하는 단계와 상기 검출된 결합상태에 기초하여 송신 전력을 결정하는 단계 및 상기 결정된 송신 전력을 공진을 이용하여 상기 부하에 전송하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a power control method of a wireless power transmission device that transmits power to a load through a wireless power reception device includes detecting a coupling state between the wireless power transmission device and the wireless power reception device and And determining a transmission power based on the detected coupling state and transmitting the determined transmission power to the load using resonance.

상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 검출된 결합상태에 대응하여 상기 부하가 수신해야 하는 제1 수신 전력을 결정하는 단계와 상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.Determining the transmit power includes determining a first receive power that the load should receive in response to the detected combined state and determining the transmit power according to the determined first receive power.

상기 결정된 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계와 상기 제1 수신 전력과 상기 제2 수신 전력을 비교하는 단계와 상기 비교 결과, 상기 제1 수신 전력과 상기 제2 수신 전력이 다를 경우, 상기 제1 수신 전력에 따라 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.Determining the transmission power according to the determined first received power includes: checking the second received power currently being received by the load and comparing the first received power with the second received power; and comparing the second received power. As a result, when the first received power and the second received power are different, determining the transmission power according to the first received power.

상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계는 상기 무선전력 수신장치와 인밴드 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 상기 제2 수신 전력을 확인하는 단계를 포함한다.The step of checking the second received power that the load is currently receiving includes checking the second received power through in-band or out-of-band communication with the wireless power receiver.

상기 부하가 현재 수신하고 있는 제2 수신 전력을 확인하는 단계는 상기 무선전력 송신장치의 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 상기 제2 수신 전력을 확인하는 단계를 포함한다.The step of checking the second received power that the load is currently receiving includes checking the second received power by measuring the intensity of a current flowing inside the wireless power transmitter.

상기 결합상태를 검출하는 단계는 상기 결합상태를 판단하기 위한 상기 결합계수를 검출하는 단계를 포함하며,상기 송신전력을 결정하는 단계는 상기 결합계수가 증가할수록 상기 송신전력을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The detecting of the coupling state includes detecting the coupling coefficient for determining the coupling state, and the determining of the transmission power includes increasing the transmission power as the coupling coefficient increases. It is characterized by.

상기 송신 전력을 결정하는 단계는 상기 결합 상태와 이에 대응되는 송신 전력을 포함하는 룩업 테이블에 기초하여 상기 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.Determining the transmit power includes determining the transmit power based on a lookup table including the combined state and corresponding transmit power.

상기 결합 상태를 검출하는 단계는 상기 무선전력 송신장치의 내부에 흐르는 전류의 세기를 또는 상기 무선전력 송신장치의 입력 임피던스를 이용하여 상기 결합 상태를 검출하는 단계를 포함한다.The detecting of the coupled state includes detecting the intensity of the current flowing inside the wireless power transmitter or using the input impedance of the wireless power transmitter.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합상태에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.According to an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a method for maximizing power transmission efficiency by controlling transmit power according to a combined state of a wireless power transmitter and a wireless power receiver.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 결합계수를 검출하여 검출된 결합계수에 기초하여 최적의 수신 전력을 결정하고, 결정된 수신 전력에 따라 송신 전력을 제어하여 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있다.The present invention can determine the optimal reception power based on the detected coupling coefficient by detecting the coupling coefficient of the wireless power transmitter and the wireless power receiver, and maximize the power transmission efficiency by controlling the transmission power according to the determined received power have.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be disclosed directly or implicitly in a detailed description according to an embodiment of the present invention to be described below.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계의 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계를 보여주는 도면이다.
도 7은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전력량과 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이다.
도 8은 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하의 수신 전력의 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 래더다이어 그램이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수의 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 출력 임피던스를 가변시키기 위해 스위치를 개방시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 출력 임피던스를 가변시키기 위해 스위치를 단락시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 도 16의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 사용되는 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the relationship between the coupling coefficient and load impedance to satisfy the maximum power transmission efficiency.
5 is a view showing an example of the relationship between the coupling coefficient and the load impedance to satisfy the maximum power transmission efficiency when the load is a battery.
6 is a view showing a relationship between a current applied to a voltage applied to a battery when the load is a battery.
7 is a view showing a relationship between a load impedance and an amount of power applied to a battery when the load is a battery.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a coupling coefficient and a received power of a load for satisfying maximum power transmission efficiency when the load is a battery.
9 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.
10 is a ladder diagram for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a look-up table that corresponds to a current value measured when the first output voltage is applied to the AC power generating unit, a coupling coefficient, a second output voltage, and an appropriate current range.
13 is a flowchart illustrating a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining a case in which the switch is opened to change the output impedance.
15 is a view for explaining a case in which a switch is shorted to change the output impedance.
16 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention.
17 is a view for explaining a lookup table used in the power control method according to the embodiment of FIG. 16.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(10)의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(10)의 등가 회로도이다.1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless power transmission system 10 may include a power supply device 100, a wireless power transmission device 200, a wireless power reception device 300 and a load 400.

일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 도 1과 같이 무선전력 송신장치(200)와 별도로 구비될 수 있고, 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수도 있다.In one embodiment, the power supply device 100 may be provided separately from the wireless power transmission device 200 as shown in FIG. 1, or may be included in the wireless power transmission device 200.

도 1을 참고하면, 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 스위치(120), 직류 직류 변환기(130), 전류 센서부(140), 발진기(150), 교류 전력 생성부(160), 제어부(170), 저장부(180)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the power supply device 100 includes a power supply unit 110, a switch 120, a direct current DC converter 130, a current sensor unit 140, an oscillator 150, and an AC power generation unit 160. , A control unit 170 and a storage unit 180.

전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)의 각 구성요소에 직류전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)와 별도로 구비될 수도 있다.The power supply unit 110 may supply DC power to each component of the power supply device 100. The power supply unit 110 may be provided separately from the power supply device 100.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우라면, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 송신 유도 코일부(211) 및 송신 공진 코일부(212)를 포함하지만, 전자기 유도를 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우라면, 무선전력 송신장치(200)는 송신 공진 코일부(212)를 포함하지 않을 수 있다.In one embodiment, if the wireless power transmitter 200 transmits power to the wireless power receiver 300 using resonance, the wireless power transmitter 200 transmits and transmits the induction coil unit 211 to be described later. The resonant coil unit 212 is included, but when transmitting power to the wireless power receiver 300 using electromagnetic induction, the wireless power transmitter 200 may not include the transmitting resonant coil unit 212. have.

스위치(120)는 전원 공급부(110)와 직류 직류 변환기(130)를 연결하거나 분리시킬 수 있다. 스위치(120)는 제어부(180)의 개방 신호 또는 단락 신호에 의해 개방되거나 단락될 수 있다. 일 실시 예에서 스위치(120)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태에 따라 제어부(180)의 동작에 의해 개방 또는 단락될 수 있다. The switch 120 may connect or disconnect the power supply unit 110 and the DC-DC converter 130. The switch 120 may be opened or shorted by an open signal or a short signal from the controller 180. In one embodiment, the switch 120 may be opened or shorted by an operation of the controller 180 according to a power transmission state between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300.

직류 직류 변환기(DC-DC converter)(130)는 전원 공급부(110)로부터 공급받은 직류전압을 이용하여 소정의 전압 값을 갖는 직류전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The DC-DC converter 130 may convert and output a DC voltage having a predetermined voltage value using the DC voltage supplied from the power supply unit 110.

직류 직류 변환기(DC-DC converter)(130)는 전원 공급부(110)에서 출력된 직류전압을 교류전압으로 변환한 다음, 변환된 교류전압을 승압 또는 강압하고 정류하여 소정의 전압 값을 갖는 직류전압을 출력할 수 있다.The DC-DC converter 130 converts the DC voltage output from the power supply unit 110 into an AC voltage, and then boosts or step-downs the rectified AC voltage and rectifies the DC voltage to have a predetermined voltage value. Can output

직류-직류 변환기(DC-DC converter)(130)로 스위칭 레귤레이터(Switching regulator) 또는 리니어 레귤레이터(Linear regulator)가 사용될 수 있다.As a DC-DC converter 130, a switching regulator or a linear regulator may be used.

리니어 레귤레이터(Linear regulator)는 입력전압을 받아 필요한 만큼 출력전압을 내보내고, 나머지 전압은 열로 방출하는 변환기이다.A linear regulator is a converter that receives an input voltage and sends out the output voltage as needed, and discharges the remaining voltage as heat.

스위칭 레귤레이터(Switching regulator)는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 이용하여 출력전압을 조절할 수 있는 변환기이다. A switching regulator is a converter that can regulate the output voltage using Pulse Width Modulation (PWM).

전류 센서부(140)는 전력 공급 장치(100)의 내부에 흐르는 전류를 감지하여 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다. The current sensor unit 140 may measure the intensity of the sensed current by sensing the current flowing inside the power supply device 100.

일 실시 예에서 전류 센서부(140)는 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 교류 전력 생성부(160)에서 출력되는 전류의 세기를 측정할 수도 있다. In one embodiment, the current sensor unit 140 may measure the intensity of current flowing when the DC voltage output from the DC-DC converter 130 is applied to the AC power generator 160, but is not limited thereto. No, it is also possible to measure the intensity of the current output from the AC power generating unit 160.

일 실시 예에서 전류 센서부(140)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 근접해 있는 근접거리를 알아내는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 결합상태를 나타내는 척도가 될 수 있다. 상기 결합상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합계수(Coupling Coefficient)를 알아내는데 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensor unit 140 may be a current transformer (CT). In one embodiment, the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 may be used to find the close proximity distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300. In one embodiment, the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 may be a measure indicating a combined state between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300. The coupling state may be used to find a coupling coefficient between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300.

전류 센서부(140)는 상기 감지된 전류의 세기에 대한 신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다.The current sensor unit 140 may transmit a signal for the detected intensity of the current to the controller 180.

도 1에서 전류 센서부(140)는 제어부(180)와 별도의 구성요소로 도시되어 있지만, 제어부(180)안에 포함될 수도 있다.In FIG. 1, the current sensor unit 140 is illustrated as a separate component from the controller 180, but may be included in the controller 180.

발진기(Oscillator)(150)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성하여 교류 전력 생성부(160)에 인가할 수 있다.The oscillator 150 may generate an AC signal having a predetermined frequency and apply it to the AC power generator 160.

교류 전력 생성부(160)는 직류 직류 변환기(130)로부터 전달받은 직류전압과 상기 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다.The AC power generating unit 160 may generate AC power using the DC voltage received from the DC DC converter 130 and the AC signal.

교류 전력 생성부(160)는 발진기(150)에서 생성된 교류신호를 증폭할 수 있다. 교류신호의 증폭량은 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(130)를 통해 인가되는 직류전압의 크기에 따라 가변될 수 있다. The AC power generator 160 may amplify the AC signal generated by the oscillator 150. The amplification amount of the AC signal may be varied according to the magnitude of the DC voltage applied through the DC-DC converter 130.

일 실시 예에서 교류 전력 생성부(160)는 푸쉬 풀 타입(push-pull type)의 듀얼 모스펫(Dual MOSFET)이 사용될 수 있다.In one embodiment, the AC power generation unit 160 may be a push-pull type dual MOSFET.

제어부(180)는 전력 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The controller 180 can control the overall operation of the power supply device 100.

제어부(180)는 미리 정해진 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.The controller 180 may control the DC-DC converter 130 so that a predetermined DC voltage is applied to the AC power generator 160.

제어부(180)는 전류 센서부(140)로부터 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 흐르는 전류의 세기에 대한 신호를 수신하고, 수신된 전류의 세기에 대한 신호를 이용해 직류 직류 변환기(130)에서 출력되는 직류전압 및 발진기(150)에서 출력하는 교류신호의 주파수를 조절할 수 있다.When the DC voltage output from the DC sensor 130 is applied to the AC power generating unit 160 from the current sensor unit 140, the controller 180 receives a signal about the strength of the current flowing, and the received current Using the signal for the intensity of the DC voltage output from the DC-DC converter 130 and the frequency of the AC signal output from the oscillator 150 can be adjusted.

제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기에 대한 신호를 전류 센서부(140)로부터 수신하여 무선전력 수신장치(300)의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 이용해 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치(300)의 존재 여부를 확인할 수 있다.The controller 180 may receive a signal for the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 from the current sensor unit 140 to determine whether the wireless power receiving device 300 is present. That is, the controller 180 may check whether there is a wireless power receiving device 300 capable of receiving power from the wireless power transmitting device 200 using the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160. .

제어부(180)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성하도록 발진기(150)를 제어할 수 있다. 소정의 주파수는 공진을 이용하여 전력 전송이 이루어지는 경우, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)의 공진 주파수를 의미할 수 있다. The controller 180 may control the oscillator 150 to generate an AC signal having a predetermined frequency. The predetermined frequency may mean the resonance frequency of the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 when power transmission is performed using resonance.

저장부(170)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)의 결합계수 및 직류 직류 변환기(130)에서 출력하는 직류전압을 대응시켜 저장하고 있을 수 있다. 즉, 저장부(170)에는 상기 3가지 값이 룩업 테이블의 형태로 저장되어 있을 수 있다.The storage unit 170 is the strength of the current applied to the AC power generation unit 160, the coupling coefficient of the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 and the DC voltage output from the DC DC converter 130. It may be stored in correspondence. That is, the storage unit 170 may store the three values in the form of a look-up table.

제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기와 대응되는 결합계수, 직류 직류 변환기(130)에서 출력하는 직류전압을 저장부(170)에서 검색하고, 검색된 직류전압을 출력하도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.The controller 180 searches the storage unit 170 for a DC coefficient output from the DC-DC converter 130 and a coupling coefficient corresponding to the strength of the current applied to the AC power generating unit 160, and outputs the searched DC voltage. The DC-DC converter 130 can be controlled to do so.

무선전력 송신장치(200)는 교류 전력 생성부(160)로부터 교류전력을 공급받는다.The wireless power transmitter 200 receives AC power from the AC power generator 160.

무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 도 2에 도시된 송신부(210)의 구성인 송신 유도 코일부(211) 및 송신 공진 코일부(212)를 포함할 수 있다.When the wireless power transmitter 200 transmits power to the wireless power receiver 300 using resonance, the wireless power transmitter 200 is a transmission induction nose which is a configuration of the transmitter 210 shown in FIG. 2 to be described later. A part 211 and a transmission resonance coil part 212 may be included.

무선전력 송신장치(200)가 전자기 유도를 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 후술할 도 2에 도시된 송신부(210)의 구성 중 송신 유도 코일부(211)만을 포함할 수 있다.When the wireless power transmitter 200 transmits power to the wireless power receiver 300 using electromagnetic induction, the wireless power transmitter 200 induces transmission among the components of the transmitter 210 shown in FIG. 2 to be described later. Only the coil portion 211 may be included.

송신 공진 코일부(212)는 송신 유도 코일부(211)로부터 수신한 교류전력을 공진을 이용해 무선전력 수신장치(300)에 전송한다. 이 때, 무선전력 수신장치(300)는 도 2에 도시된 수신 공진 코일(310) 및 수신 유도 코일(320)을 포함할 수 있다.The transmission resonance coil unit 212 transmits the AC power received from the transmission induction coil unit 211 to the wireless power receiver 300 using resonance. At this time, the wireless power receiver 300 may include a receiving resonant coil 310 and a receiving induction coil 320 shown in FIG. 2.

다음으로 도 2를 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10)은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.Next, referring to FIG. 2, the wireless power transmission system 10 may include a power supply device 100, a wireless power transmission device 200, a wireless power reception device 300, and a load 400.

전력 공급 장치(100)는 도 1에서 설명한 구성요소들을 모두 포함하고, 그 구성요소의 기능 또한, 도 1에서 설명한 내용을 본질적으로 포함한다.The power supply device 100 includes all the components described in FIG. 1, and the function of the components also essentially includes the contents described in FIG. 1.

무선전력 송신장치(200)는 송신부(210), 검출부(220)를 포함할 수 있다.The wireless power transmitter 200 may include a transmitter 210 and a detector 220.

송신부(210)는 송신 유도 코일부(211), 송신 공진 코일부(212)를 포함할 수 있다.The transmission unit 210 may include a transmission induction coil unit 211 and a transmission resonance coil unit 212.

전력 공급 장치(100)에서 생성된 교류전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. 무선전력 수신장치(300)로 전달된 전력은 정류부(320)를 거쳐 부하(400)로 전달된다. The AC power generated by the power supply device 100 is transmitted to the wireless power transmission device 200 and transmitted to the wireless power reception device 300 that makes resonance with the wireless power transmission device 200. The power delivered to the wireless power receiver 300 is transmitted to the load 400 through the rectifier 320.

부하(400)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치를 의미할 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 부하(400)의 부하저항을 RL로 나타낸다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수도 있다.The load 400 may mean a rechargeable battery or any device requiring power, and in the embodiment of the present invention, the load resistance of the load 400 is represented by RL. In one embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiver 300.

전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 무선전력 송신장치(200)에 공급할 수 있다. 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 공진 시의 공진주파수를 갖는 교류전력을 제공할 수 있다.The power supply device 100 may supply AC power having a predetermined frequency to the wireless power transmission device 200. The power supply device 100 may provide AC power having a resonance frequency during resonance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300.

*송신부(210)는 송신 유도 코일부(211)와 송신 공진 코일부(212)로 구성될 수 있다. * The transmission unit 210 may be composed of a transmission induction coil unit 211 and a transmission resonance coil unit 212.

송신 유도 코일부(211)는 전력 공급 장치(100)와 연결되며, 전력 공급 장치(100)부터 제공받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 유도 코일부(211)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신 공진 코일부(212)에도 교류 전류가 유도되어 흐르게 된다. 송신 공진 코일부(212)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다.The transmission induction coil unit 211 is connected to the power supply device 100, and an alternating current flows by the power supplied from the power supply device 100. When an AC current flows through the transmission induction coil unit 211, an AC current is induced and flows into the transmission resonance coil unit 212 that is physically separated by electromagnetic induction. The power transmitted to the transmission resonance coil unit 212 is transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 constituting a resonance circuit with the wireless power transmitting apparatus 200 by resonance.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power may be transmitted by resonance between two LC circuits having impedance matching. Such power transmission by resonance enables power transmission at a higher efficiency over a longer distance than power transmission by electromagnetic induction.

무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212)는 자기장을 통해 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일부(311)에 전력을 전송할 수 있다. The transmission resonance coil unit 212 of the wireless power transmission device 200 may transmit power to the reception resonance coil unit 311 of the wireless power reception device 300 through a magnetic field.

구체적으로, 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)는 공진 주파수에서 동작하도록 자기적으로 공진 결합되어 있다. Specifically, the transmission resonance coil unit 212 and the reception resonance coil unit 311 are magnetically resonantly coupled to operate at a resonance frequency.

송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)의 공진 결합으로 인해 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송의 효율은 크게 향상될 수 있다.Due to the resonant coupling of the transmission resonance coil unit 212 and the reception resonance coil unit 311, the efficiency of power transmission between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 may be greatly improved.

송신 유도 코일부(211)는 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 여기서, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The transmission induction coil unit 211 may include a transmission induction coil L1 and a capacitor C1. Here, the capacitance of the capacitor C1 is a value adjusted to operate at the resonance frequency.

캐패시터(C1)의 일단은 전력 공급 장치(100)의 일단에 연결되고, 캐패시터(C1)의 타단은 송신 유도 코일(L1)의 일단에 연결된다. 송신 유도 코일(L1)의 타단은 전력 공급 장치(100)의 타단에 연결된다. One end of the capacitor C1 is connected to one end of the power supply device 100, and the other end of the capacitor C1 is connected to one end of the transmission induction coil L1. The other end of the transmission induction coil L1 is connected to the other end of the power supply device 100.

송신 공진 코일부(212)는 송신 공진 코일(L2), 캐패시터(C2), 저항(R2)을 포함한다. 송신 공진 코일(L2)은 캐패시터(C2)의 일단에 연결된 일단과 저항(R2)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R2)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. R2는 송신 공진 코일(L2)에서 전력손실로 발생하는 양을 저항으로 나타낸 것이다. 캐패시터(C2)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The transmission resonance coil unit 212 includes a transmission resonance coil L2, a capacitor C2, and a resistor R2. The transmission resonant coil L2 includes one end connected to one end of the capacitor C2 and the other end connected to one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the other end of the capacitor C2. R2 represents the amount generated by power loss in the transmission resonant coil (L2) as a resistance. The capacitance of the capacitor C2 is a value adjusted to operate at a resonance frequency.

검출부(220)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합상태를 검출할 수 있다. 일 실시 예에서 결합상태는 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311) 간 결합계수를 통해 파악될 수 있다. 여기서, 검출부(220)는 입력 임피던스를 측정하여 상기 결합계수를 검출할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.The detector 220 may detect a coupling state between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300. In one embodiment, the coupling state may be determined through a coupling coefficient between the transmitting resonance coil unit 212 and the receiving resonance coil unit 311. Here, the detection unit 220 may detect the coupling coefficient by measuring the input impedance. This will be described later.

무선전력 수신장치(300)는 수신부(310), 정류부(320)를 포함할 수 있다.The wireless power receiver 300 may include a receiver 310 and a rectifier 320.

무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 마우스, 노트북, MP3 플레이어 등과 같은 전자기기에 내장될 수 있다.The wireless power receiver 300 may be embedded in electronic devices such as a mobile phone, mouse, laptop, MP3 player, and the like.

수신부(310)는 수신 공진 코일부(311)와 수신 유도 코일부(312)를 포함할 수 있다.The receiving unit 310 may include a receiving resonance coil unit 311 and a receiving induction coil unit 312.

수신 공진 코일부(311)는 수신 공진 코일(L3), 캐패시터(C3), 저항(R3)을 포함한다. 수신 공진 코일(L3)은 캐패시터(C3)의 일단에 연결된 일단과 저항(R3)의 일단에 연결된 타단을 포함한다. 저항(R3)의 타단은 캐패시터(C2)의 타단에 연결된다. 저항(R3)는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 량을 저항으로 나타낸 것이다. 캐패시터(C3)의 캐패시턴스는 공진주파수에서 동작하도록 조절된 값이다.The reception resonance coil unit 311 includes a reception resonance coil L3, a capacitor C3, and a resistor R3. The receiving resonant coil L3 includes one end connected to one end of the capacitor C3 and the other end connected to one end of the resistor R3. The other end of the resistor R3 is connected to the other end of the capacitor C2. The resistor R3 represents the amount generated by power loss in the receiving resonance coil L3 as a resistor. The capacitance of the capacitor C3 is a value adjusted to operate at a resonance frequency.

수신 유도 코일부(312)는 수신 유도 코일(L4) 및 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 수신 유도 코일(L4)의 일단은 캐패시터(C4)의 일단에 연결되고, 수신 유도 코일(L4)의 타단은 정류부(320)의 타단에 연결된다. 캐패시터(C4)의 타단은 정류뷰(320)의 일단에 연결된다. The receiving induction coil unit 312 may include a receiving induction coil L4 and a capacitor C4. One end of the receiving induction coil L4 is connected to one end of the capacitor C4, and the other end of the receiving induction coil L4 is connected to the other end of the rectifier 320. The other end of the capacitor C4 is connected to one end of the rectifying view 320.

수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 공진주파수에서 공진 상태를 유지한다. 즉, 수신 공진 코일부(311)는 송신 공진 코일부(212)와 공진 결합되어 교류전류가 흐르게 되고, 이에 따라 비방사(Non-Radiative) 방식으로 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신할 수 있다.The receiving resonance coil unit 311 maintains a resonance state at the resonance frequency with the transmitting resonance coil unit 212. That is, the receiving resonant coil unit 311 is resonantly coupled to the transmitting resonant coil unit 212 so that an AC current flows, thereby receiving power from the wireless power transmitter 200 in a non-radiative manner. Can.

수신 유도 코일부(312)는 수신 공진 코일부(311)로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하고, 수신 유도 코일부(312)로 수신된 전력은 정류부(320)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달된다.The receiving induction coil unit 312 receives power by electromagnetic induction from the receiving resonant coil unit 311, and the power received by the receiving induction coil unit 312 is rectified through the rectifying unit 320 to the load 400. Is delivered.

정류부(320)는 수신 유도 코일부(312)로부터 교류전력을 전달받고, 전달받은 교류전력을 직류전력으로 변환시킬 수 있다.The rectifying unit 320 may receive AC power from the receiving induction coil unit 312 and convert the received AC power into DC power.

정류부(320)는 정류회로(미도시)와 평활회로(미도시)를 포함할 수 있다. The rectifying unit 320 may include a rectifying circuit (not shown) and a smoothing circuit (not shown).

정류회로는 다이오드와 캐패시터로 구성될 수 있으며, 수신 유도 코일부(312)로부터 전달받은 교류전력을 직류전력으로 변환하여, 부하(400)에 전달할 수 있다.The rectifying circuit may be composed of a diode and a capacitor, and convert AC power received from the receiving induction coil unit 312 into DC power, and transmit the AC power to the load 400.

평활 회로는 정류 출력을 매끄럽게 하는 역할을 한다. 평활회로는 캐패시터로 구성될 수 있다.The smoothing circuit serves to smooth the rectifying output. The smoothing circuit may be composed of a capacitor.

부하(400)는 정류부(320)로부터 정류된 직류 전력을 전달받을 수 있다.The load 400 may receive rectified DC power from the rectifier 320.

부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 휴대용 단말기의 배터리일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.The load 400 can be any rechargeable battery or device that requires direct current power. For example, the load 400 may be a battery of a portable terminal, but need not be limited thereto.

일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수도 있다.In one embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiver 300.

무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다.In wireless power transmission, quality factor and coupling coefficient have important meanings.

품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치 또는 무선전력 수신장치 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.The quality factor may mean an index of energy that can be accumulated in the vicinity of a wireless power transmitter or wireless power receiver.

품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 수식으로는 Q=w*L/R로 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실의 양에 해당하는 저항을 의미한다.The quality factor may vary depending on the operating frequency w, coil shape, dimensions, and materials. In the formula, Q=w*L/R can be expressed. L is the inductance of the coil, and R is the resistance corresponding to the amount of power loss occurring in the coil itself.

품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있다.The quality factor may have a value from 0 to infinity.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.Coupling Coefficient refers to the degree of magnetic coupling between the transmitting side coil and the receiving side coil, and has a range of 0 to 1.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.The coupling coefficient may vary depending on the relative position or distance of the transmitting side coil and the receiving side coil.

무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300)는 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 통해 무선전력 수신장치(300)와 정보를 교환할 수 있다.The wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 may exchange information with the wireless power receiver 300 through in-band or out-of-band communication.

**인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다. **In-band communication may refer to a communication that exchanges information between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 by using a signal having a frequency used for wireless power transmission. The wireless power receiver 300 may or may not receive power transmitted from the wireless power transmitter 200 through a switching operation. Accordingly, the wireless power transmitter 200 may detect the amount of power consumed by the wireless power transmitter 200 to recognize the on or off signal of the wireless power receiver 300.

구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.Specifically, the wireless power receiver 300 may change power consumed by the wireless power transmitter 200 by changing the amount of power absorbed by the resistor using a resistor and a switch. The wireless power transmitter 200 may detect changes in the consumed power and obtain status information of the wireless power receiver 300. The switch and resistor can be connected in series. In one embodiment, the status information of the wireless power receiving device 300 may include information about the current charging amount and the charging amount trend of the wireless power receiving device 300.

더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다. More specifically, when the switch is opened, the power absorbed by the resistor becomes 0, and power consumed by the wireless power transmitter 200 is also reduced.

스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치는 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다. When the switch is short-circuited, the power absorbed by the resistor becomes greater than 0, and the power consumed by the wireless power transmitter 200 increases. When the wireless power receiving device repeats the above operation, the wireless power transmitting device 200 may detect power consumed by the wireless power transmitting device 200 and perform digital communication with the wireless power receiving device 300.

무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitter 200 may receive status information of the wireless power receiver 300 according to the above-described operation, and transmit power suitable for it.

이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.On the contrary, it is also possible to transmit the status information of the wireless power transmitter 200 to the wireless power receiver 300 by providing a resistor and a switch on the wireless power transmitter 200 side. In one embodiment, the status information of the wireless power transmitter 200 is the maximum amount of power that the wireless power transmitter 200 can transmit, and the wireless power receiver 300 that the wireless power transmitter 200 provides power. It may include information about the number of and the amount of available power of the wireless power transmitter 200.

아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.Out of band communication refers to communication that exchanges information necessary for power transmission by using a separate frequency band rather than the resonant frequency band. The wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 may be equipped with an out-of-band communication module to exchange information necessary for power transmission. The out-of-band communication module may be mounted in a power supply device. In one embodiment, the out-of-band communication module may use a short-range communication method such as Bluetooth, ZigBee, wireless LAN, NFC, but need not be limited thereto.

다음으로 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 상세히 설명한다.Next, a power control method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이고, 도 5는 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하 임피던스의 관계의 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계를 보여주는 도면이고, 도 7은 부하가 배터리인 경우, 배터리에 인가되는 전력량과 부하 임피던스의 관계를 보여주는 도면이고, 도 8은 부하가 배터리인 경우, 최대 전력 전송 효율을 만족하기 위한 결합계수와 부하의 수신 전력의 관계를 보여주는 도면이다.3 is a flowchart for explaining a power control method according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a relationship between a coupling coefficient and a load impedance for satisfying the maximum power transmission efficiency, and FIG. 5 is a load battery In the case of, it is a diagram showing an example of the relationship between the coupling coefficient and the load impedance to satisfy the maximum power transmission efficiency, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the current to the voltage applied to the battery when the load is a battery, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of power applied to the battery and the load impedance when the load is a battery, and FIG. 8 shows the relationship between the coupling coefficient and the received power of the load to satisfy the maximum power transmission efficiency when the load is a battery It is a drawing to show.

먼저, 도 3에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 1 및 도 12의 내용에 결부시켜 설명한다.First, in FIG. 3, a power control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 12.

무선전력 송신장치(200)는 입력 임피던스를 측정한다(S101). 입력 임피던스는 제1 입력 임피던스(Z1)일 수 있다. 제1 입력 임피던스(Z1)는 도 2에서 보는 바와 같이, 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)를 바라보았을 때 측정되는 임피던스 일 수 있다. 일 실시 예에서 검출부(220)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)로 입력되는 전류와 전압을 이용하여 제1 입력 임피던스(Z1)를 측정할 수 있다. The wireless power transmitter 200 measures the input impedance (S101). The input impedance may be the first input impedance Z1. As shown in FIG. 2, the first input impedance Z1 may be an impedance measured when the wireless power transmitter 200 is viewed from the power supply device 100. In one embodiment, the detector 220 may measure the first input impedance Z1 using the current and voltage input from the power supply device 100 to the wireless power transmission device 200.

다시 도 3을 설명하면, 검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 결합계수를 검출한다(S103). 여기서, 결합계수(K2)는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 전자기적 결합의 정도를 표시하는 것으로, 무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 방향, 위치 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있는 값이다.Referring to FIG. 3 again, the detector 220 detects a coupling coefficient using the measured input impedance (S103). Here, the coupling coefficient (K2) indicates the degree of electromagnetic coupling between the transmitting resonant coil (L2) and the receiving resonant coil (L3), the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300, It is a value that can be changed by at least one of direction and position.

상기 측정된 결합계수는 무선전력 송신장치(200)가 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 제어하는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수가 증가할수록 송신 전력을 증가시킬 수 있고, 검출된 결합계수가 감소할수록 송신 전력을 감소시킬 수 있다.The measured coupling coefficient may be used to control the transmit power that the wireless power transmitter 200 transmits to the wireless power receiver 300. In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may increase the transmission power as the detected coupling coefficient increases, and may decrease the transmission power as the detected coupling coefficient decreases.

상기 결합계수를 검출하는 방법을 설명한다.A method of detecting the binding coefficient will be described.

도 2를 참조하면, 제3 입력 임피던스(Z3)는 수신 공진 코일부(311)에서 수신 유도 코일부(312)를 바라보았을 때의 임피던스를 의미할 수 있고, [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.Referring to FIG. 2, the third input impedance Z3 may mean an impedance when the reception induction coil unit 312 is viewed from the reception resonance coil unit 311, and may be expressed as [Equation 1]. Can.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019058801196-pat00001
Figure 112019058801196-pat00001

여기서, w는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)이 공진할 때의 공진주파수이고, M3는 수신 공진 코일(L3)과 수신 유도 코일(L4)간 상호 인덕턴스를 의미한다. 또한, ZL은 출력 임피던스를 의미한다. 출력 임피던스(ZL)는 부하(400)의 임피던스인 RL과 같을 수 있다.Here, w is a resonance frequency when the transmission resonance coil L2 and the reception resonance coil L3 resonate, and M3 represents mutual inductance between the reception resonance coil L3 and the reception induction coil L4. In addition, ZL means output impedance. The output impedance ZL may be equal to RL, which is the impedance of the load 400.

상호 인덕턴스(M3)는 다음의 [수학식 2]를 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance (M3) can be calculated through the following [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112019058801196-pat00002
Figure 112019058801196-pat00002

여기서, K3는 수신 공진 코일(L3)와 수신 유도 코일(L4)간 결합계수이고, 고정된 값이다. 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스 및 수신 유도 코일(L4)의 인덕턴스 또한 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M3)도 고정된 값이다.Here, K3 is a coupling coefficient between the receiving resonance coil L3 and the receiving induction coil L4, and is a fixed value. Since the inductance of the receiving resonant coil L3 and the inductance of the receiving induction coil L4 are also fixed values, the mutual inductance M3 is also a fixed value.

[수학식 1]에서 공진주파수(w), 상호 인덕턴스(M3), 부하 임피던스(ZL), 수신 유도 코일(L4)의 인덕턴스 및 캐패시터(C4)의 캐패시턴스는 고정된 값이므로, 제3 입력 임피던스(Z3)는 고정된 값을 갖는다.In [Equation 1], since the resonance frequency (w), mutual inductance (M3), load impedance (ZL), inductance of the receiving induction coil (L4), and the capacitance of the capacitor (C4) are fixed values, the third input impedance ( Z3) has a fixed value.

[수학식 1]은 주파수 영역을 기준으로 한 수식이고, 이하의 수식들도 주파수 영역을 기준으로 하여 표현하기로 한다.[Equation 1] is a formula based on the frequency domain, and the following formulas are also expressed based on the frequency domain.

제2 입력 임피던스(Z2)는 무선전력 송신장치(200)에서 무선전력 수신장치(300)를 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.The second input impedance Z2 refers to an impedance measured when the wireless power transmitter 200 looks at the wireless power receiver 300, and may be expressed as Equation (3).

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112019058801196-pat00003
Figure 112019058801196-pat00003

여기서, M2는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 상호 인덕턴스를 의미하고, C3는 수신 공진 코일부(311)를 등가회로로 변환 시 표현되는 캐패시터를 의미한다. 또한, R3는 수신 공진 코일(L3)에서 전력손실로 발생하는 손실량을 저항으로 나타낸 것이다.Here, M2 denotes mutual inductance between the transmit resonant coil L2 and the receive resonant coil L3, and C3 denotes a capacitor expressed when the receive resonant coil unit 311 is converted into an equivalent circuit. In addition, R3 represents the amount of loss generated by power loss in the receiving resonance coil L3 as a resistance.

캐패시터(C3)의 캐패시턴스, 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스, 제3 입력 임피던스(Z3), 저항(R3)은 고정된 값이다.The capacitance of the capacitor C3, the inductance of the receiving resonance coil L3, the third input impedance Z3, and the resistance R3 are fixed values.

상호 인덕턴스(M2)는 다음의 [수학식 4]를 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance M2 may be calculated through Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112019058801196-pat00004
Figure 112019058801196-pat00004

여기서, 송신 공진 코일(L2)의 인덕턴스 및 수신 공진 코일(L3)의 인덕턴스는 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M2)는 송신 공진 코일(L2)와 수신 공진 코일(L3)간의 결합계수(K2)에 따라 변화될 수 있다.Here, since the inductance of the transmitting resonant coil L2 and the inductance of the receiving resonant coil L3 are fixed values, the mutual inductance M2 is the coupling coefficient K2 between the transmitting resonant coil L2 and the receiving resonant coil L3. It can be changed according to.

따라서, [수학식 1]의 제3 입력 임피던스(Z3)를 [수학식 3]에 대입하면, 제2 입력 임피던스(Z2)는 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식으로 표현될 수 있고, 상호 인덕턴스(M2)에 의해 가변될 수 있다.Therefore, when substituting the third input impedance Z3 of [Equation 1] into [Equation 3], the second input impedance Z2 can be expressed by the expression of the mutual inductance M2, and the mutual inductance ( M2).

제1 입력 임피던스(Z1)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200) 측을 바라보았을 때 측정되는 임피던스를 의미하고, [수학식 5]과 같이 표현될 수 있다.The first input impedance Z1 refers to the impedance measured when the wireless power transmitter 200 is viewed from the power supply device 100 and may be expressed as Equation 5.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112019058801196-pat00005
Figure 112019058801196-pat00005

여기서, M1은 송신 유도 코일(L1)과 송신 공진 코일(L2)간 상호 인덕턴스이다. Here, M1 is a mutual inductance between the transmission induction coil L1 and the transmission resonant coil L2.

상호 인덕턴스(M1)은 다음의 [수학식 6]을 통해 계산될 수 있다.The mutual inductance M1 can be calculated through Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112019058801196-pat00006
Figure 112019058801196-pat00006

여기서, 송신 공진 코일(L1)의 인덕턴스, 송신 유도 코일(L2)의 인덕턴스 및 송신 공진 코일(L1)과 송신 유도 코일(L2)의 결합계수(K1)은 고정된 값이므로, 상호 인덕턴스(M1)도 고정된 값을 갖는다.Here, since the inductance of the transmission resonant coil L1, the inductance of the transmission induction coil L2, and the coupling coefficient K1 of the transmission resonant coil L1 and the transmission induction coil L2 are fixed values, the mutual inductance M1 Also has a fixed value.

송신 유도 코일(L1)의 인덕턴스, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스, 상호 인덕턴스(M1), 송신 공진 코일(L2)의 인덕턴스, 캐패시터(C2), 저항(R2)는 모두 고정된 값이나, 제2 입력 임피던스(Z2)는 상호 인덕턴스(M2)에 의해 가변될 수 있는 값이다.The inductance of the transmission induction coil L1, the capacitance of the capacitor C1, the mutual inductance M1, the inductance of the transmission resonance coil L2, the capacitor C2, and the resistance R2 are all fixed values, but the second input Impedance Z2 is a value that can be varied by mutual inductance M2.

[수학식 2]를 [수학식 3]에 대입하면, 제1 입력 임피던스(Z1)는 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식으로 표현될 수 있다.Substituting [Equation 2] into [Equation 3], the first input impedance Z1 may be expressed by an equation relating to the mutual inductance M2.

검출부(220)는 단계(S101)에서 측정된 제1 입력 임피던스(Z1) 및 상기 상호 인덕턴스(M2)에 관한 식 제1 입력 임피던스(Z1)를 이용하여 상호 인덕턴스(M2)를 계산할 수 있고, 계산된 상호 인덕턴스(M2) 및 [수학식 4]를 통해 결합계수(K2)를 검출할 수 있다.The detector 220 may calculate the mutual inductance M2 using the first input impedance Z1 measured in step S101 and the first input impedance Z1 related to the mutual inductance M2, and calculate The coupling coefficient (K2) can be detected through the mutual inductance (M2) and [Equation 4].

결합계수(K2)를 검출하는 또 다른 방법은 도 13에서 설명한다.Another method of detecting the binding coefficient K2 is described in FIG. 13.

다시 도 3을 설명하면, 무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 결정한다(S105). 여기서, 결정된 수신 전력은 무선전력 송신장치(200)와 부하(400)간 전력 전송 효율을 최대로 높이기 위해 부하(400)에서 수신되어야 하는 전력을 의미할 수 있다. Referring to FIG. 3 again, the wireless power transmitter 200 determines the received power corresponding to the detected coupling coefficient K2 (S105). Here, the determined received power may mean power that should be received at the load 400 in order to maximize the power transmission efficiency between the wireless power transmitter 200 and the load 400.

이하에서는, 결합계수(K2)를 검출하고, 검출된 결합계수(K2)에 따라 부하(400)에서 수신되어야 하는 수신 전력을 결정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of detecting the coupling coefficient K2 and determining the received power to be received by the load 400 according to the detected coupling coefficient K2 will be described.

도 2를 참조하면, 전력 전송 효율(Efficiency)은 다음의 [수학식 7]을 통해 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2, power transmission efficiency may be calculated through Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112019058801196-pat00007
Figure 112019058801196-pat00007

여기서, Pin은 전력 공급 장치(100)가 무선전력 송신장치(200)에 전달하는 송신 전력이고, Pout은 부하(400)에서 소모하는 소모 전력임과 동시에 부하(400)가 수신하는 수신 전력을 의미할 수 있다. IL은 부하(400)에 흐르는 전류이다.Here, Pin is the transmission power that the power supply device 100 transmits to the wireless power transmission device 200, and Pout is the power consumed by the load 400 and the received power received by the load 400 at the same time. can do. IL is a current flowing through the load 400.

전류(I1)는 무선전력 송신장치(200)에 입력되는 전류이고, 동시에 송신 유도 코일부(211)에 흐르는 전류이다.The current I1 is a current input to the wireless power transmission apparatus 200, and at the same time is a current flowing through the transmission induction coil unit 211.

전류(I1)는 다음과 같은 과정을 통해 계산될 수 있다.The current I1 can be calculated through the following process.

먼저, 수신 공진 코일부(311)에 흐르는 전류를 I3라고 하면, I3는 다음의 [수학식 8]과 같이 표현될 수 있다.First, if the current flowing through the receiving resonance coil unit 311 is I3, I3 may be expressed as in Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112019058801196-pat00008
Figure 112019058801196-pat00008

송신 공진 코일부(212)에 흐르는 전류를 I2라 하면, I2는 다음의 [수학식 9]와 같이 표현될 수 있다.If the current flowing through the transmission resonant coil unit 212 is I2, I2 may be expressed as in Equation 9 below.

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112019058801196-pat00009
Figure 112019058801196-pat00009

송신 유도 코일부(211)에 흐르는 전류를 I1이라 하면, I1은 다음의 [수학식 10]과 같이 표현될 수 있다.If the current flowing through the transmission induction coil unit 211 is I1, I1 may be expressed as in Equation 10 below.

[수학식 10][Equation 10]

Figure 112019058801196-pat00010
Figure 112019058801196-pat00010

[수학식 8]을 [수학식 9]에 대입하고, 대입한 식을 [수학식 10]에 대입한 식 및 위에서 계산된 상호 인덕턴스(M2)로 표현된 제1 입력 임피던스(Z1)를 [수학식 7]에 대입하면, 전력 전송 효율에 대한 다음의 [수학식 11]이 얻어진다.Substituting [Equation 8] into [Equation 9], substituting the equation into [Equation 10] and the first input impedance (Z1) expressed by the mutual inductance (M2) calculated above Substituting in [Equation 7], the following [Equation 11] for the power transmission efficiency is obtained.

[수학식 11][Equation 11]

Figure 112019058801196-pat00011
Figure 112019058801196-pat00011

[수학식 11]는 다음의 [수학식 12]와 같이 정리된다.[Equation 11] is summarized as [Equation 12] below.

[수학식 12][Equation 12]

Figure 112019058801196-pat00012
Figure 112019058801196-pat00012

송신 공진 코일부(212)의 품질 지수(Q2)는 다음의 [수학식 13]과 같이 표현되고, 수신 공진 코일부(311)의 품질 지수(Q3)는 다음의 [수학식 14]와 같이 표현된다.The quality index (Q2) of the transmission resonant coil unit 212 is expressed by Equation 13 below, and the quality index (Q3) of the reception resonant coil unit 311 is expressed by Equation 14 below do.

[수학식 13][Equation 13]

Figure 112019058801196-pat00013
Figure 112019058801196-pat00013

[수학식 14][Equation 14]

Figure 112019058801196-pat00014
Figure 112019058801196-pat00014

[수학식 13] 및 [수학식 14]를 [수학식 12]에 대입하면, 다음의 [수학식 15]와 같이 정리된다.When [Equation 13] and [Equation 14] are substituted into [Equation 12], the following [Equation 15] is summarized.

[수학식 15][Equation 15]

Figure 112019058801196-pat00015
Figure 112019058801196-pat00015

계산의 편의를 위해, x는 다음의 [수학식 16], m은 다음의 [수학식 17]과 같이 치환한다.For convenience of calculation, x is replaced with the following [Equation 16] and m with the following [Equation 17].

[수학식 16][Equation 16]

Figure 112019058801196-pat00016
Figure 112019058801196-pat00016

[수학식 17][Equation 17]

Figure 112019058801196-pat00017
Figure 112019058801196-pat00017

[수학식 16] 및 [수학식 17]을 전력 전송 효율에 대한 식인 [수학식 15]에 대입하면, 전력 전송 효율은 다음의 [수학식 18]과 같이 정리될 수 있다.When [Equation 16] and [Equation 17] are substituted for [Equation 15], which is an equation for power transmission efficiency, the power transmission efficiency can be summarized as [Equation 18] below.

[수학식 18][Equation 18]

Figure 112019058801196-pat00018
Figure 112019058801196-pat00018

전력 전송 효율이 최대가 되는 조건을 얻기 위해 [수학식 18]을 x에 대해 미분하면, 다음의 [수학식 19]와 같이 정리될 수 있다.When [Equation 18] is differentiated with respect to x in order to obtain a condition in which the power transmission efficiency is maximized, it can be arranged as [Equation 19] below.

[수학식 19][Equation 19]

Figure 112019058801196-pat00019
Figure 112019058801196-pat00019

[수학식 19]에서 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건은 x가 다음의 [수학식 20]과 같을 경우이다.In [Equation 19], the condition that the power transmission efficiency is maximized is when x is equal to [Equation 20] below.

[수학식 20][Equation 20]

Figure 112019058801196-pat00020
Figure 112019058801196-pat00020

[수학식 20]에서 [수학식 16]의 x와 [수학식 17]의 m을 대입하면, 다음의 [수학식 21]이 얻어진다.Substituting x in [Equation 16] and m in [Equation 17] in [Equation 20], the following [Equation 21] is obtained.

[수학식 21][Equation 21]

Figure 112019058801196-pat00021
Figure 112019058801196-pat00021

[수학식 21]을 RL에 대해 정리하면, 다음의 [수학식 22]가 얻어진다.When [Equation 21] is summarized for RL, the following [Equation 22] is obtained.

[수학식 22][Equation 22]

Figure 112019058801196-pat00022
Figure 112019058801196-pat00022

즉, 부하(400)의 임피던스(RL)가 [수학식 22]와 같은 값을 가질 때, 전력 전송 효율은 최대가 된다. 이 때, 전력 전송 효율은 다음의 [수학식 23]과 같이 계산될 수 있다.That is, when the impedance RL of the load 400 has a value equal to [Equation 22], the power transmission efficiency becomes maximum. At this time, the power transmission efficiency can be calculated as in [Equation 23].

[수학식 23][Equation 23]

Figure 112019058801196-pat00023
Figure 112019058801196-pat00023

즉, 부하(400)의 임피던스(RL)가 [수학식 22]와 같을 때, 최대 전력 전송 효율이 [수학식 23]과 같이 얻어질 수 있다.That is, when the impedance RL of the load 400 is equal to [Equation 22], the maximum power transmission efficiency can be obtained as [Equation 23].

[수학식 22]를 참조하면, 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건을 만족하는 부하(400)의 임피던스(RL)는 결합계수(K)에 따라 달라질 수 있음을 보여준다. Referring to [Equation 22], it is shown that the impedance RL of the load 400 that satisfies the condition that the power transmission efficiency is maximized may vary according to the coupling coefficient K.

구체적으로 [수학식 22]의 결합계수(K)와 부하(400)의 임피던스 간 관계를 그래프로 도시하면, 도 4와 같다.Specifically, the relationship between the coupling coefficient (K) of [Equation 22] and the impedance of the load 400 is illustrated in a graph, as shown in FIG. 4.

도 4에서 x축은 결합계수(K)이고, y축은 부하 임피던스를 나타낸다. In FIG. 4, the x-axis represents the coupling coefficient (K), and the y-axis represents the load impedance.

도 4를 참조하면, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스는 감소하고, 결합계수(K)가 감소함에 따라 부하 임피던스는 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 즉, 결합계수(K)에 따라 부하 임피던스가 가변되어야 전력 전송 효율이 최대가 될 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the load impedance decreases as the coupling coefficient K increases, and the load impedance increases as the coupling coefficient K decreases. That is, the power transmission efficiency can be maximized only when the load impedance is variable according to the coupling coefficient K.

결합계수(K)는 무선전력 송신장치(200) 및 무선전력 수신장치(300)간의 거리, 서로 놓여있는 위치 중 어느 하나 이상에 따라 달라질 수 있으므로, 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해서는 이에 따라, 부하(400)의 임피던스가 달라질 필요가 있다.Coupling coefficient (K) may vary depending on any one or more of the distance between the wireless power transmitting device 200 and the wireless power receiving device 300, the mutually positioned, accordingly, in order to obtain the maximum power transmission efficiency, load ( The impedance of 400) needs to be changed.

도 5는 결합계수(K)와 부하 임피던스 간의 관계를 구체적인 수치를 통해 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the coupling coefficient (K) and the load impedance through specific values.

결합계수(K)가 0.05일 때, 부하 임피던스는 13.3옴이고, 결합계수(K)가 0.10일 때, 부하 임피던스는 8옴이고, 결합계수(K)가 0.25일 때, 부하 임피던스는 5옴으로, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스가 감소하면, 전력 전송 효율이 최대가 된다.When the coupling factor (K) is 0.05, the load impedance is 13.3 ohms, when the coupling factor (K) is 0.10, the load impedance is 8 ohms, and when the coupling factor (K) is 0.25, the load impedance is 5 ohms. , When the load impedance decreases as the coupling coefficient (K) increases, the power transmission efficiency becomes maximum.

일반적으로 부하(400)에 사용되는 휴대용 단말기의 배터리가 있다. 배터리의 임피던스는 배터리에 인가되는 전력량에 따라 달라지는 경향이 있다. 여기서, 부하(400)의 예로 휴대용 단말기의 배터리를 들었으나, 이에 한정될 필요는 없고, 부하(400)에 인가되는 전력량에 따라 부하(400)의 임피던스가 달라지는 것이면 어느 것이든 상관없다.Generally, there is a battery of a portable terminal used for the load 400. The impedance of the battery tends to vary depending on the amount of power applied to the battery. Here, the battery of the portable terminal is mentioned as an example of the load 400, but it is not necessary to be limited thereto, and it does not matter as long as the impedance of the load 400 varies according to the amount of power applied to the load 400.

도 6을 참조하면, 배터리에 인가되는 전압에 대한 전류의 관계가 그래프로 도시되어 있다. Referring to FIG. 6, the relationship of the current to the voltage applied to the battery is illustrated graphically.

배터리의 임피던스(RL)는 다음의 [수학식 24]와 같이 표현될 수 있다.The impedance RL of the battery may be expressed as in Equation 24 below.

[수학식 24][Equation 24]

Figure 112019058801196-pat00024
Figure 112019058801196-pat00024

여기서, V는 배터리에 인가되는 전압이고, I는 배터리에 흐르는 전류이다. Here, V is a voltage applied to the battery, and I is a current flowing through the battery.

만약, 배터리에 4V가 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 1.2W(4V X 0.3A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 13.3옴(4V/0.3A)가 된다.If 4V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery is 1.2W (4V X 0.3A), and the impedance of the battery is 13.3 ohms (4V/0.3A).

만약, 배터리에 4.583V이 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 2.0W(4.583V X 0.437A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 약 10.5옴(4.458V/0.437A)가 된다.If 4.583V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery is 2.0W (4.583V X 0.437A), and the impedance of the battery is about 10.5 ohms (4.458V/0.437A).

만약, 배터리에 5V가 인가되는 경우, 배터리에 인가되는 전력량은 5.0W(5V X 1.0A)가 되고, 이 때, 배터리의 임피던스는 5.0옴(5V/1A)가 된다.If 5V is applied to the battery, the amount of power applied to the battery is 5.0W (5V X 1.0A), and the impedance of the battery is 5.0 ohm (5V/1A).

즉, 이와 같이, 배터리에 인가되는 전력량에 따라 배터리의 임피던스가 달라질 수 있다.That is, the impedance of the battery may vary according to the amount of power applied to the battery.

또한, 이 결과를 이용하여 최대 전력 전송 효율을 만족하도록 배터리에 인가되는 전력량에 따른 부하 임피던스의 관계를 그래프로 도시하면, 도 7과 같다.In addition, using this result, a graph showing a relationship between load impedance according to the amount of power applied to the battery to satisfy the maximum power transmission efficiency is shown in FIG. 7.

도 7에서 x축은 배터리에 인가되는 전력량이고, y축은 배터리(부하)의 임피던스이다. In FIG. 7, the x-axis is the amount of power applied to the battery, and the y-axis is the impedance of the battery (load).

도 7에서 보는 바와 같이, 배터리의 임피던스는 배터리에 인가되는 전력량에 따라 그 값이 달라짐을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 7, it can be seen that the impedance of the battery varies depending on the amount of power applied to the battery.

여기서, 도 5와 도 7을 비교하면, 그래프의 형태가 유사함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 5를 참조하면, 결합계수(K)가 증가함에 따라 부하 임피던스가 감소하고, 결합계수(K)가 감소함에 따라 부하 임피던스가 증가함을 확인할 수 있고, 도 7을 참조하면, 배터리에 인가되는 전력량이 증가함에 따라 배터리의 임피던스가 감소하고, 배터리에 인가되는 전력량이 감소함에 따라 배터리의 임피던스가 증가함을 확인할 수 있고, 도 5와 도 7에 도시된 그래프의 형태는 매우 유사함을 확인할 수 있다.Here, when comparing FIGS. 5 and 7, it can be confirmed that the shapes of the graphs are similar. Specifically, referring to FIG. 5, it can be seen that the load impedance decreases as the coupling coefficient K increases, and the load impedance increases as the coupling coefficient K decreases. Referring to FIG. 7, the battery It can be seen that the impedance of the battery decreases as the amount of power applied to the battery decreases, and the impedance of the battery increases as the amount of power applied to the battery decreases, and the shapes of the graphs shown in FIGS. 5 and 7 are very similar. can confirm.

즉, 무선전력 전송 시스템(10)의 부하(400)를 배터리와 같이, 인가되는 전력량에 따라 임피던스가 달라질 수 있는 것을 채용하면, 결합계수(K)와 부하(400)의 수신 전력 간 특정한 대응관계가 성립됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 결합계수(K)에 따라 부하(400)의 수신 전력이 상기 대응관계가 성립되도록 송신 전력을 조절된다면, 도 5에서 도시된 최대 전력 전송 효율을 얻기 위한 조건을 만족시킬 수 있다.That is, if the load 400 of the wireless power transmission system 10 is employed such as a battery, the impedance of which can vary depending on the amount of power applied, a specific correspondence between the coupling coefficient K and the received power of the load 400 It can be confirmed that is established. In this case, if the transmission power of the load 400 is adjusted so that the corresponding relationship is established according to the coupling coefficient K, the condition for obtaining the maximum power transmission efficiency shown in FIG. 5 can be satisfied.

*즉, 결합계수(K)에 따라 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하 임피던스를 조절해야 하는데, 이는 도 7에서 보는 바와 같이, 전력량을 제어함으로써 가능하다. 다시 말해, 결합계수(K)에 따라 배터리의 수신 전력이 결정될 수 있고, 배터리가 결정된 수신 전력을 수신하도록 송신 전력이 조절된다면, 도 5의 전력 전송 효율이 최대가 되는 조건이 만족되어 최대 전력 전송 효율을 얻을 수 있다.* That is, it is necessary to adjust the load impedance to obtain the maximum power transmission efficiency according to the coupling coefficient (K), which is possible by controlling the amount of power, as shown in FIG. In other words, if the reception power of the battery can be determined according to the coupling coefficient K, and if the transmission power is adjusted so that the battery receives the determined reception power, the condition that the power transmission efficiency of FIG. 5 is maximized is satisfied to transmit the maximum power. Efficiency can be obtained.

상기 대응관계는 도 8의 그래프와 같이 나타낼 수 있다.The correspondence can be represented as the graph of FIG. 8.

도 8을 참조하면, 결합계수(K)에 따라 배터리에서 수신하는 수신 전력 간 관계가 그래프로 도시되어 있다. 결합계수(K)가 0.05일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 1.2W이고, 결합계수(K)가 0.10일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 2.0W이고, 결합계수(K)가 0.25일 때, 배터리에서 수신하는 전력량이 5W이면, 도 5에서 도시된 최대 전력 전송 효율을 얻기 위한 조건을 만족한다.Referring to FIG. 8, a relationship between received powers received from the battery according to the coupling coefficient K is illustrated in a graph. When the coupling coefficient (K) is 0.05, when the power received from the battery is 1.2 W, when the coupling coefficient (K) is 0.10, when the power received from the battery is 2.0 W, and when the coupling coefficient (K) is 0.25, If the amount of power received by the battery is 5W, the condition for obtaining the maximum power transmission efficiency shown in FIG. 5 is satisfied.

*결국, 최대 전력 전송 효율을 얻기 위해 결합계수(K)에 따라 부하(400)가 수신해야 하는 수신 전력을 결정해야 한다.*After all, in order to obtain the maximum power transmission efficiency, it is necessary to determine the received power that the load 400 should receive according to the coupling coefficient (K).

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 저장하고 있는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 저장부를 검색하여, 결합계수(K2)에 대응하는 수신 전력을 찾아 수신 전력을 결정할 수 있다. In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may further include a storage unit (not shown) that stores received power corresponding to the coupling coefficient K2. The wireless power transmitter 200 may search the storage unit and find the received power corresponding to the coupling coefficient K2 to determine the received power.

다시 도 3을 설명하면, 무선전력 송신장치(200)는 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인한다(S107). 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)로부터 수신한 전력을 부하(400)에 그대로 전달하므로, 무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력과 부하(400)가 수신하는 전력은 동일한 것으로 가정한다. Referring to FIG. 3 again, the wireless power transmitter 200 checks the received power currently received by the load 400 (S107). Since the wireless power receiver 300 directly transmits the power received from the wireless power transmitter 200 to the load 400, the power received by the wireless power receiver 300 and the power received by the load 400 are Assume the same.

무선전력 송신장치(200)가 부하(400)에서 현재 수신하고 있는 전력을 확인하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다.Various methods may be used for the wireless power transmitter 200 to check the power currently being received by the load 400.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 도 2에서 설명된 아웃 오브 밴드 통신을 통해 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 무선전력 수신장치(300)가 현재 수신하고 있는 수신 전력에 대한 정보를 요청하고, 요청에 대한 응답을 수신하여 현재 수신 전력을 확인할 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmitter 200 may check the received power currently received by the load 400 through the out-of-band communication described in FIG. 2. Specifically, the wireless power transmitter 200 requests information on the received power currently received by the wireless power receiver 300 through out of band communication, and receives a response to the request to check the current received power Can.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200) 내부에 흐르는 전류의 세기 측정하여 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다. 이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 도 1에서 설명한 전력 공급 장치(100)를 포함할 수 있다. 일 예로, 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력과 연관될 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 일정할 때, 부하(400)가 수신하고 있는 전력이 많을수록 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 커질 수 있고, 부하(400)가 수신하고 있는 전력이 작을수록 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기는 작아질 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmitter 200 may measure the intensity of current flowing inside the wireless power transmitter 200 to check the received power that the load 400 is currently receiving. In this case, the wireless power transmission device 200 may include the power supply device 100 described in FIG. 1. For example, the intensity of the current flowing inside the wireless power transmitter 200 may be related to the received power that the load 400 is currently receiving. Specifically, when the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 is constant, the more power the load 400 is receiving, the greater the strength of the current flowing inside the wireless power transmitter 200. May increase, and the smaller the power received by the load 400, the smaller the intensity of the current flowing inside the wireless power transmitter 200 may be.

무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류의 세기와 부하(400)가 수신하고 있는 전력을 대응시켜 저장하고 있는 저장부(170)를 포함할 수 있고, 상기 저장부(170)를 검색하여 측정된 전류의 세기와 대응하는 수신 전력을 찾아 부하(400)가 현재 수신하고 있는 수신 전력을 확인할 수 있다.The wireless power transmitter 200 may include a storage unit 170 that stores the strength of the current flowing inside the wireless power transmitter 200 and the power received by the load 400 in correspondence, and stores the above. The storage unit 170 may be searched to find the received power corresponding to the measured intensity of the current and check the received power currently received by the load 400.

그 후, 무선전력 송신장치(200)는 확인된 수신 전력이 상기 결정된 수신 전력과 동일한지 확인한다(S109).Thereafter, the wireless power transmitter 200 checks whether the identified received power is the same as the determined received power (S109).

만약, 확인된 수신 전력이 결정된 수신 전력과 다른 것으로 확인된 경우, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 결정한다(S111). 즉, 무선전력 송신장치(200)는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 상기 결정된 수신 전력에 대응하는 송신 전력을 결정할 수 있다.If it is determined that the received power is different from the determined received power, the wireless power transmitter 200 determines the transmit power to be transmitted to the wireless power receiver 300 (S111). That is, the wireless power transmitter 200 may determine the transmit power corresponding to the determined received power in order to obtain the maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 결정된 송신 전력을 무선전력 수신장치(300)에 전송하기 위해 무선전력 수신장치(300)에 전송되는 송신 전력을 제어한다(S113). 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)에 전원을 공급하는 전원 공급부(110)를 제어하여 송신 전력을 제어하는 방법이 사용될 수 있고, 이에 대해서는 도 9 및 도 10에서 자세히 설명한다.The wireless power transmitter 200 controls the transmission power transmitted to the wireless power receiver 300 to transmit the determined transmission power to the wireless power receiver 300 (S113). In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may be a method of controlling the transmission power by controlling the power supply unit 110 that supplies power to the power supply apparatus 100, which is illustrated in FIGS. 9 and 10. Explain in detail.

또 다른 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류를 측정하여 송신 전력을 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 11 및 도 12에서 자세히 후술한다.In another embodiment, the wireless power transmitter 200 may measure the current flowing inside the wireless power transmitter 200 to control the transmit power. This will be described later in detail in FIGS. 11 and 12.

무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)로부터 결정된 송신 전력을 공급받아 무선전력 수신장치(300)에 전송한다. 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)로부터 최대의 전력 전송 효율을 만족하는 수신 전력을 전달받을 수 있다. The wireless power transmitter 200 receives the determined transmission power from the power supply device 100 and transmits it to the wireless power receiver 300. The load 400 may receive the received power that satisfies the maximum power transmission efficiency from the wireless power receiving device 300.

상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치(200)는 전력 전송 효율이 최대가 되도록 하기 위한 송신 전력을 전송하고, 부하(400)는 전력 전송 효율이 최대가 되도록 하기 위한 수신 전력을 수신할 수 있어, 결과적으로, 전력 전송 효율을 최대화 시킬 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the wireless power transmission apparatus 200 transmits transmission power for maximum power transmission efficiency, and the load 400 receives for maximum power transmission efficiency. Power can be received, and consequently, power transmission efficiency can be maximized.

다음으로 도 1 내지 도 8의 내용과 결부시켜 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 9 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9 내지 도 10은 도 3의 단계(S113)의 송신 전력을 제어하기 위한 방법에 관한 내용이다.Next, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 10 in conjunction with the contents of FIGS. 1 to 8. 9 to 10 are contents of a method for controlling the transmission power in step S113 of FIG. 3.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(20)의 구성도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 20 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention.

먼저, 무선전력 전송 시스템(20)은 전원 공급 장치(500), 무선전력 송신장치(900), 무선전력 수신장치(300)를 포함할 수 있다.First, the wireless power transmission system 20 may include a power supply device 500, a wireless power transmission device 900, and a wireless power reception device 300.

무선전력 수신장치(300)는 도 1 내지 도 2에서 설명한 내용과 같다.The wireless power receiver 300 is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 2.

무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)로부터 직류 전력을 전달받을 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)에 전압 제어 신호를 전송하여, 조절된 직류 전압을 수신할 수 있다.The wireless power transmitter 900 may receive DC power from the power supply 500. Specifically, the wireless power transmitter 900 may transmit a voltage control signal to the power supply 500 to receive the regulated DC voltage.

무선전력 송신장치(900)는 송신부(910), 전류 센싱부(930), 발진기(940), 교류 전력 생성부(950), 제어부(960), 저장부(970), 직류 차단부(980)를 더 포함할 수 있다.The wireless power transmitter 900 includes a transmitter 910, a current sensing unit 930, an oscillator 940, an AC power generating unit 950, a control unit 960, a storage unit 970, and a DC blocking unit 980. It may further include.

전류 센싱부(930)는 전원 공급 장치(500)로부터 수신한 직류 전압이 교류 전력 생성부(950)에 인가될 때, 회로에 흐르는 전류를 감지하고 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다. 그러나, 전류 센싱부(930)가 측정하는 지점은 이에 한정될 필요는 없고, 후술할 교류 전력 생성부(950)에서 출력되는 지점도 포함될 수 있다. When the DC voltage received from the power supply 500 is applied to the AC power generating unit 950, the current sensing unit 930 may sense a current flowing in the circuit and measure the strength of the sensed current. However, the point measured by the current sensing unit 930 need not be limited to this, and a point output from the AC power generation unit 950, which will be described later, may also be included.

무선전력 송신장치(900) 내부에 흐르는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태에 따라 가변될 수 있다. 상기 전력 전송 상태에 대해서는 후술한다.The intensity of the current flowing inside the wireless power transmitter 900 may be varied according to the power transmission state between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300. The power transmission state will be described later.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 may be a current transformer (CT).

발진기(940)(Oscillator)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성할 수 있다. 후술할 송신부(910)가 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 발진기(940)는 송신부(910)에 포함된 송신 공진 코일이 공진 주파수에서 동작하도록 공진 주파수를 갖는 교류신호를 생성하여 교류 전력 생성부(950)에 전달할 수 있다. 발진기(940)에서 생성된 교류신호는 교류 전력 생성부(950)에 인가된다.The oscillator 940 (Oscillator) may generate an AC signal having a predetermined frequency. When the transmitter 910, which will be described later, transmits power to the wireless power receiver 300 using resonance, the oscillator 940 has a resonance frequency so that the transmission resonance coil included in the transmitter 910 operates at a resonance frequency. The AC signal may be generated and transmitted to the AC power generator 950. The AC signal generated by the oscillator 940 is applied to the AC power generator 950.

교류 전력 생성부(950)는 전원 공급 장치(500)의 교류 직류 변환기(510)로부터 수신한 직류 전력을 발진기(940)로부터 전달받은 교류신호를 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다. The AC power generation unit 950 may generate AC power using the AC signal received from the oscillator 940 of the DC power received from the AC DC converter 510 of the power supply 500.

교류 전력 생성부(950)는 발진기(940)로부터 인가된 교류신호를 증폭할 수 있다. 일 실시 예에서 상기 증폭의 정도는 교류 전력 생성부(950)에 인가되는 직류 전압의 크기에 따라 가변될 수 있다. The AC power generator 950 may amplify the AC signal applied from the oscillator 940. In one embodiment, the degree of amplification may vary depending on the magnitude of the DC voltage applied to the AC power generator 950.

일 실시 예에서 교류 전력 생성부(950)는 푸쉬 풀 타입(push-pull type)의 듀얼 모스펫(Dual MOSFET)이 사용될 수 있다.In one embodiment, the AC power generation unit 950 may be a push-pull type dual MOSFET.

제어부(960)는 무선전력 송신장치(900)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The controller 960 may control the overall operation of the wireless power transmitter 900.

제어부(960)는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 상태 변화를 감지할 수 있다. 제어부(960)는 상기 전력 전송 상태 변화를 감지하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전력을 결정할 수 있고, 결정된 직류 전력을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)에 전력 제어 신호를 전력선 통신을 이용해 전송할 수 있다. 일 실시 예에서 상기 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어진 거리, 양 장치가 놓여있는 방향에 대한 것일 수 있다. The control unit 960 may detect a change in the power transmission state between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300. The control unit 960 may detect a change in the power transmission state and determine DC power to be received from the power supply 500, and transmit power control signals to the power supply 500 to receive the determined DC power. You can use it to transmit. In one embodiment, the power transmission state may be for a distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 and the direction in which both devices are placed.

일 실시 예에서 상기 전력 전송 상태는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태에 대한 것일 수 있다. 예를 들면, 무선전력 수신장치(300)의 충전량이 기준량보다 적은 경우, 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드(out-of-band)통신을 통해 현재 전송되는 전력보다 많은 전력을 전송하도록 무선전력 송신장치(200)에 요청할 수 있다. 그러면, 무선전력 송신장치(900)는 상기 요청에 대응하여 무선전력 수신장치(300)에 전송할 송신 전력을 결정할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 송신 전력에 대응하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전력을 결정할 수 있고, 결정된 직류 전력을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)를 제어할 수 있다. 그 후, 무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 직류 전력을 전원 공급 장치(500)로부터 전달받고, 전달받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 무선전력 수신장치(300)에 전송할 수 있다.In one embodiment, the power transmission state may be for the power reception state of the wireless power receiver 300. For example, when the charging amount of the wireless power receiver 300 is less than the reference amount, the wireless power receiver 300 transmits more power than currently transmitted power through out-of-band communication. The wireless power transmission device 200 may be requested. Then, the wireless power transmitter 900 may determine the transmit power to be transmitted to the wireless power receiver 300 in response to the request. The wireless power transmitter 900 may determine DC power to be received from the power supply 500 in response to the determined transmission power, and may control the power supply 500 to receive the determined DC power. Thereafter, the wireless power transmitter 900 may receive the determined DC power from the power supply 500, convert the received DC power into AC power, and transmit the converted DC power to the wireless power receiver 300.

제어부(960)는 전류 센싱부(930)가 측정한 전류의 세기를 수신하고, 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 근접거리를 확인할 수 있다. The control unit 960 receives the strength of the current measured by the current sensing unit 930, and the proximity distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 based on the measured current strength. You can check

제어부(960)는 확인된 근접거리를 이용하여, 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수 있다. 제어부(960)는 결정된 직류 전압에 대한 정보가 포함되어 있는 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송할 수 있다. 이 때, 무선전력 송신장치(900)와 전원 공급 장치(500) 간에는 전력선 통신을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 전송할 수 있다. 전력선 통신은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 하여 데이터를 수백kHz에서 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 말한다. 즉, 전력선 통신은 전용 통신 회선을 따로 설치하지 않고, 배선작업이 완료된 전력선을 이용하여 통신을 수행한다.The controller 960 may determine the DC voltage to be received from the power supply 500 using the identified proximity distance. The control unit 960 may transmit the voltage control signal including the determined DC voltage information to the power supply 500. At this time, the voltage control signal may be transmitted between the wireless power transmitter 900 and the power supply 500 by using power line communication. Power line communication refers to a technology that transmits data on high-frequency signals of hundreds of kHz to tens of MHz or more using a power line that supplies power as a medium. That is, in the power line communication, a dedicated communication line is not separately installed, and communication is performed using the power line in which wiring is completed.

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다.In one embodiment, the controller 960 may check the proximity distance, which is a distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300, based on the measured current strength.

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 확인된 근접 거리가 아닌 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수도 있다.In one embodiment, the controller 960 may determine the DC voltage to be received from the power supply 500 based on the measured intensity of the current rather than the identified proximity distance.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리를 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다. The storage unit 970 may store the strength of the current measured by the current sensing unit 930 and the proximity distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 in the form of a look-up table.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다.The storage unit 970 may store the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 and the DC voltage that the wireless power transmitter 900 receives from the power supply 500 in the form of a look-up table.

저장부(970)는 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리 및 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있다.The storage unit 970 includes the strength of the current measured by the current sensing unit 930, the proximity distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300, and the wireless power transmitter 900 power supply ( 500) may correspond to a DC voltage to be received from and stored in the form of a look-up table.

직류 차단부(980)는 제어부(960)에 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 일 실시 예에서 직류 차단부(980)는 커패시터로 구성될 수 있다.The DC blocking unit 980 may block the DC signal applied to the control unit 960. In one embodiment, the DC blocking unit 980 may be configured as a capacitor.

송신부(910)는 교류 전력 생성부(950)에서 출력된 교류전력을 무선전력 수신장치(300)에 무선으로 전송할 수 있다. The transmitter 910 may wirelessly transmit AC power output from the AC power generator 950 to the wireless power receiver 300.

전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510), 제어부(520), 직류 차단부(530)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 전원 공급 장치(500)는 외부로부터 수신한 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있는 어댑터(adaptor)일 수 있다.The power supply 500 may include an AC DC converter 510, a control unit 520, and a DC blocking unit 530. In one embodiment, the power supply 500 may be an adapter capable of converting AC power received from the outside into DC power.

교류 직류 변환기(510)는 외부로부터 수신한 교류 전압을 소정의 크기를 갖는 직류 전압으로 변환할 수 있다. 이 때, 외부로부터 수신한 교류 전압은 그 크기가 220V이고, 주파수가 60Hz일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. 제어부(520)는 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하여, 무선전력 송신장치(200)가 결정한 직류 전압을 출력하도록 교류 직류 변환기(510)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(520)는 무선전력 송신장치(900)에서 측정된 전류의 세기에 대응하는 직류 전압을 출력하도록 교류 직류 변환기(510)를 제어하는 전압 조절 신호를 생성하여 교류 직류 변환기(510)에 전송할 수 있다. 이 떼, 교류 직류 변환기(510)는 상기 전압 조절 신호를 수신하여 외부로부터 수신한 교류 전압을 소정의 크기의 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The AC DC converter 510 may convert AC voltage received from the outside into DC voltage having a predetermined size. At this time, the AC voltage received from the outside may have a size of 220V and a frequency of 60 Hz, but need not be limited thereto. The controller 520 may control the AC DC converter 510 to receive the voltage control signal from the wireless power transmitter 900 and output the DC voltage determined by the wireless power transmitter 200. That is, the control unit 520 generates a voltage control signal to control the AC DC converter 510 to output a DC voltage corresponding to the strength of the current measured by the wireless power transmitter 900 to the AC DC converter 510 Can transmit. The AC/DC converter 510 may receive the voltage control signal and convert the AC voltage received from the outside into a DC voltage of a predetermined size and output the AC voltage.

직류 차단부(530)는 제어부(520)로 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 일 실시 예에서 직류 차단부(530)는 커패시터로 구성될 수 있다.The DC blocking unit 530 may block the DC signal applied to the control unit 520. In one embodiment, the DC blocking unit 530 may be configured as a capacitor.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다.10 is a ladder diagram for describing a power control method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 도 9의 내용을 결부시켜 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a power control method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.

도 10을 참조하면, 먼저, 전류 센싱부(930)는 무선전력 송신장치(900) 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있다(S201). 전류 센싱부(930)는 무선전력 송신장치(900)의 내부에 흐르는 전류를 감지하여 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 10, first, the current sensing unit 930 may measure the intensity of a current flowing inside the wireless power transmitter 900 (S201 ). The current sensing unit 930 may sense the current flowing inside the wireless power transmitter 900 to measure the strength of the sensed current.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 도 9에서 도시된 교류 전력 생성부(950)에 입력되는 전류의 세기를 측정할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 교류 전력 생성부(950)에서 출력되는 전류의 세기를 측정할 수도 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 무선전력 송신장치(900)의 내부에 흐르는 전류의 세기를 측정할 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 may measure the intensity of the current input to the AC power generating unit 950 illustrated in FIG. 9. In another embodiment, the current sensing unit 930 may measure the intensity of the current output from the AC power generating unit 950, but is not limited thereto, and the current flowing inside the wireless power transmitter 900 You can measure the intensity.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다. 변류기는 회로에 흐르는 높은 전류를 필요한 값의 낮은 전류로 낮추어 측정할 수 있는 장치이다. 즉, 변류기는 회로에 흐르는 임의의 전류에 대해 그에 비례하는 전류로 변성시켜 전류를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 변류기는 1차권선, 2차권선과 철심으로 구성되어 있으며, 철심을 지나는 자속에 의해 전자기 유도 현상이 발생하면, 1차 전류를 변류비에 비례하여 2차 전류로 변성시킬 수 있고, 변성된 2차 전류를 측정할 수 있다. In one embodiment, the current sensing unit 930 may be a current transformer (CT). The current transformer is a device that can measure by lowering the high current flowing in the circuit to a low current with a required value. That is, the current transformer may be deformed with a current proportional to any current flowing through the circuit to measure the current. More specifically, the current transformer is composed of a primary winding, a secondary winding, and an iron core. When an electromagnetic induction phenomenon occurs due to a magnetic flux passing through the iron core, the primary current can be transformed into a secondary current in proportion to the current ratio. , The modified secondary current can be measured.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)는 권선형, 봉형, 관통형, 3차 권선부형, 다심 철심형 중 어느 하나의 변류기가 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 930 may be any one of a current transformer, a rod type, a through type, a third winding type, and a multi-core iron core type current transformer.

일 실시 예에서 전류 센싱부(930)가 측정하는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 근접 거리에 따라 가변될 수 있다. 즉, 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기가 커질수록 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 가까워지는 것을 의미하고, 전류 센싱부(930)에서 측정된 전류의 세기가 작아질수록 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 멀어지는 것을 의미할 수 있다. In one embodiment, the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 may be varied according to a distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300. That is, as the intensity of the current measured by the current sensing unit 930 increases, it means that the distance between the wireless power transmitting apparatus 900 and the wireless power receiving apparatus 300 approaches, and measured by the current sensing unit 930. As the intensity of the current decreases, it may mean that the distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 increases.

무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간의 근접거리는 상기 장치에 포함된 코일 사이의 거리를 의미할 수 있다. The proximity distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 may mean a distance between coils included in the device.

제어부(960) 는 측정된 전류의 세기에 기초하여, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다(S203). 무선전력 송신장치(900)는 제어부(960)를 통해 측정된 전류의 세기에 기초하여, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 거리인 근접거리를 확인할 수 있다. 일 실시 예에서 저장부(970)는 상기 측정된 전류의 세기 및 상기 근접 거리를 대응시켜 룩업테이블의 형태로 저장할 수 있고, 제어부(960)는 저장부(970)를 검색하여, 측정된 전류의 세기에 대응하는 근접 거리를 확인할 수 있다. The controller 960 may check the proximity distance, which is a distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300, based on the measured intensity of the current (S203). The wireless power transmitter 900 may check the proximity distance, which is a distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300, based on the strength of the current measured through the controller 960. In one embodiment, the storage unit 970 may store the strength of the measured current and the proximity distance in the form of a look-up table, and the control unit 960 searches the storage unit 970 for the measured current. The proximity distance corresponding to the intensity can be checked.

제어부(960)는 확인된 근접 거리에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정한다(S205).The controller 960 determines a DC voltage to be received from the power supply 500 based on the identified proximity distance (S205).

일 실시 예에서 제어부(960)는 상기 확인된 근접 거리가 아닌 상기 측정된 전류의 세기에 기초하여 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 결정할 수도 있다. 이때, 단계(S203)은 생략될 수도 있다. 즉, 저장부(970)가 상기 측정된 전류의 세기 및 무선전력 송신장치(900)가 수신할 직류 전압을 대응시켜 저장하고 있는 경우, 제어부(960)는 저장부(970)를 검색하여 측정된 전류의 세기에 대응하는 무선전력 송신장치(900)가 수신할 직류 전압을 결정할 수 있다.In one embodiment, the controller 960 may determine the DC voltage to be received from the power supply 500 based on the measured intensity of the current rather than the identified proximity distance. At this time, step S203 may be omitted. That is, when the storage unit 970 stores the measured intensity of the current and the DC voltage to be received by the wireless power transmitter 900, the control unit 960 searches the storage unit 970 and measures the The wireless power transmitter 900 corresponding to the current strength may determine the DC voltage to be received.

또 다른 실시 예에서 저장부(970)는 전류 센싱부(930)가 측정한 전류의 세기, 무선전력 송신장치(900)와 무선전력 수신장치(300)간 근접 거리 및 전원 공급 장치(500)로부터 수신할 직류 전압을 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.In another embodiment, the storage unit 970 is the strength of the current measured by the current sensing unit 930, the proximity distance between the wireless power transmitter 900 and the wireless power receiver 300 and the power supply 500 It may be stored in correspondence with the DC voltage to be received.

무선전력 송신장치(900)는 상기 결정된 직류 전압에 기초한 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송한다(S207). 일 실시 예에서 전압 제어 신호는 무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)로부터 상기 결정된 직류 전압을 수신하기 위해 전원 공급 장치(500)를 제어하는 신호일 수 있다. The wireless power transmitter 900 transmits a voltage control signal based on the determined DC voltage to the power supply 500 (S207). In one embodiment, the voltage control signal may be a signal for the wireless power transmitter 900 to control the power supply 500 to receive the determined DC voltage from the power supply 500.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(900)와 전원 공급 장치(500)는 전력선 통신(PLC: Power Line Communication) 방식을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)에 전력선 통신을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 전송할 수 있다. 전력선 통신은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 하여 데이터를 수백kHz에서 수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 말한다. 즉, 전력선 통신은 전용 통신 회선을 따로 설치하지 않고, 배선작업이 완료된 전력선을 이용하여 통신을 수행한다.In one embodiment, the wireless power transmitter 900 and the power supply 500 may perform communication using a power line communication (PLC) method. The wireless power transmitter 900 may transmit the voltage control signal to the power supply 500 using power line communication. Power line communication refers to a technology that transmits data on high-frequency signals of hundreds of kHz to tens of MHz or more using a power line that supplies power as a medium. That is, in the power line communication, a dedicated communication line is not separately installed, and communication is performed using the power line in which wiring is completed.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 전력선 통신을 이용하여 전압 제어 신호를 전송할 경우, 별도로 전압 제어 신호를 전송할 전력선이 필요하지 않아, 비용절감의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전원 공급 장치(500)와 무선전력 송신장치(900)간 전력을 전달하는 매개체인 전력선을 이용하여 상기 전압 제어 신호를 송수신하기 때문에 별도의 전력선을 필요로 하지 않는다.As described above, when the voltage control signal is transmitted using the power line communication according to the embodiment of the present invention, there is no need for a power line to separately transmit the voltage control signal, so that an effect of cost reduction can be obtained. That is, according to an embodiment of the present invention, since the voltage control signal is transmitted and received using a power line that is a medium for transmitting power between the power supply 500 and the wireless power transmitter 900, a separate power line is not required. Does not.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 직류 전압을 소정의 전압으로 변환하는 직류 직류 변환기(DC-DC converter) 없이, 전원 공급 장치(500)로부터 수신하는 직류 전압을 전력선 통신을 이용해 조절할 수 있어 무선전력 송신장치(900)의 제조 비용을 크게 절감시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the DC voltage received from the power supply 500 can be adjusted using power line communication without a DC-DC converter that converts the DC voltage to a predetermined voltage. The manufacturing cost of the power transmission device 900 can be greatly reduced.

무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)에 전압 제어 신호를 전송하는 과정에서, 직류 차단부(980)는 제어부(960)에 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 무선전력 송신장치(900)는 전원 공급 장치(500)로부터 직류 전압을 수신하는데, 직류 전압이 제어부(960)에 인가되는 경우, 제어부(960)가 손상될 수 있으므로, 직류 차단부(980)는 직류 전압을 차단하여, 제어부(960)를 보호할 수 있다. In the process of the wireless power transmitter 900 transmitting a voltage control signal to the power supply 500, the DC blocking unit 980 may block the DC signal applied to the control unit 960. The wireless power transmitter 900 receives the DC voltage from the power supply 500. When the DC voltage is applied to the controller 960, the controller 960 may be damaged. The DC voltage may be cut off to protect the controller 960.

일 실시 예에서 직류 차단부(980)는 커패시터로 구성될 수 있다. 커패시터의 임피던스는 Xc=1/2ㅠfC로 표현될 수 있다. 커패시터에 직류 신호가 인가되면(주파수가 f=0), 그 임피던스가 무한대가 되어, 직류 신호가 차단될 수 있다. In one embodiment, the DC blocking unit 980 may be configured as a capacitor. The impedance of the capacitor can be expressed as Xc=1/2ㅠfC. When a DC signal is applied to the capacitor (the frequency is f=0), the impedance becomes infinite, and the DC signal can be blocked.

무선전력 송신장치(900)가 전원 공급 장치(500)에 전송하는 전압 제어 신호는 교류 신호이므로, 제어부(960)는 직류 차단부(980)와 상관없이 전압 제어 신호를 전원 공급 장치(500)에 전송할 수 있다. Since the voltage control signal transmitted from the wireless power transmitter 900 to the power supply 500 is an AC signal, the control unit 960 sends the voltage control signal to the power supply 500 regardless of the DC blocking unit 980. Can transmit.

전원 공급 장치(500)는 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하여 수신된 전압 제어 신호에 따라 무선전력 송신장치(900)로 전송할 직류 전압을 출력하기 위한 전압 조절 신호를 생성한다(S209). 전원 공급 장치(500)는 제어부(520)를 통해 무선전력 송신장치(900)로 전송할 직류 전압을 출력하기 위한 전압 조절 신호를 생성할 수 있다. 제어부(520)는 상기 전압 조절 신호를 교류 직류 변환기(510)에 전송할 수 있다. The power supply 500 receives a voltage control signal from the wireless power transmitter 900 and generates a voltage control signal for outputting a DC voltage to be transmitted to the wireless power transmitter 900 according to the received voltage control signal ( S209). The power supply device 500 may generate a voltage control signal for outputting a DC voltage to be transmitted to the wireless power transmitter 900 through the control unit 520. The control unit 520 may transmit the voltage control signal to the AC DC converter 510.

전원 공급 장치(500)가 무선전력 송신장치(900)로부터 전압 제어 신호를 수신하는 과정에서, 전원 공급 장치(500)의 직류 차단부(530)는 제어부(520)로 인가되는 직류 신호를 차단할 수 있다. 전원 공급 장치(500)의 교류 직류 변환기(510)는 무선전력 송신장치(900)로 직류 전압을 전송하는데, 직류 전압이 제어부(520)로 인가되는 경우, 제어부(520)가 손상될 수 있으므로, 직류 차단부(530)는 직류 전압을 차단하여 제어부(520)를 보호할 수 있다. In the process of the power supply 500 receiving a voltage control signal from the wireless power transmitter 900, the DC blocking unit 530 of the power supply 500 may block the DC signal applied to the control unit 520. have. The AC DC converter 510 of the power supply 500 transmits a DC voltage to the wireless power transmitter 900. When the DC voltage is applied to the controller 520, the controller 520 may be damaged. The DC blocking unit 530 may block the DC voltage to protect the control unit 520.

일 실시 예에서 직류 차단부(530)는 커패시터로 구성될 수 있다. 커패시터의 임피던스는 Xc=1/2ㅠfC로 표현될 수 있다. 커패시터에 직류 신호가 인가되면(주파수가 f=0), 그 임피던스가 무한대가 되어, 직류 신호가 차단될 수 있다. In one embodiment, the DC blocking unit 530 may be configured as a capacitor. The impedance of the capacitor can be expressed as Xc=1/2ㅠfC. When a DC signal is applied to the capacitor (the frequency is f=0), the impedance becomes infinite, and the DC signal can be blocked.

전원 공급 장치(500)는 제어부(520)로부터 전압 조절 신호를 수신하여 직류 전압을 조절한다(S211). 전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510)를 통해 전압 조절 신호를 수신하여 무선전력 송신장치(200)에 전송할 직류 전압을 조절할 수 있다. 교류 직류 변환기(510)는 전압 조절 신호에 기초하여 외부에서 인가된 교류 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.The power supply device 500 receives the voltage control signal from the control unit 520 to adjust the DC voltage (S211). The power supply device 500 may receive a voltage adjustment signal through the AC DC converter 510 to adjust the DC voltage to be transmitted to the wireless power transmitter 200. The AC DC converter 510 may convert an AC voltage applied from the outside into a predetermined DC voltage based on the voltage adjustment signal and output the AC voltage.

전원 공급 장치(500)는 조절된 직류 전압을 무선전력 송신장치(200)에 전송한다(S113). 전원 공급 장치(500)는 교류 직류 변환기(510)를 통해 조절된 직류 전압을 무선전력 송신장치(900)에 전송할 수 있다. The power supply 500 transmits the regulated DC voltage to the wireless power transmitter 200 (S113). The power supply 500 may transmit the regulated DC voltage to the wireless power transmitter 900 through the AC DC converter 510.

교류 전력 생성부(950)는 발진기(940)로부터 수신한 일정한 주파수를 갖는 교류 신호에 기초하여 상기 수신된 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다(S215).The AC power generator 950 converts the received DC power into AC power based on the AC signal having a constant frequency received from the oscillator 940 (S215).

교류 전력 생성부(950)는 출력된 교류 전력을 송신부(910)에 전달한다(S217).The AC power generator 950 transmits the output AC power to the transmitter 910 (S217).

송신부(910)에 전달된 교류 전력은 공진에 의해 무선전력 수신장치(300)로 전송될 수 있다.The AC power delivered to the transmitter 910 may be transmitted to the wireless power receiver 300 by resonance.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 전력 전송 환경에 따라 전원 공급 장치에서 제공하는 전력을 제어할 수 있어, 별도의 직류 직류 변환기가 필요하지 않게 된다. 이로 인해, 무선전력 송신장치의 제조 비용을 크게 절감되는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, power provided by the power supply device can be controlled according to a power transmission environment between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, so that a separate DC-DC converter is not required. Accordingly, it is possible to obtain an effect of significantly reducing the manufacturing cost of the wireless power transmission device.

다음으로 도 11 내지 도 12를 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 도 1 내지 도 8의 내용과 결부시켜 설명한다. 도 11 내지 도 12는 도 3의 단계(S113)의 송신 전력을 제어하기 위한 방법에 관한 내용이다.Next, referring to FIGS. 11 to 12, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described in connection with the contents of FIGS. 1 to 8. 11 to 12 are contents of a method for controlling the transmission power in step S113 of FIG. 3.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.11 is a flowchart for explaining a power control method according to another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a current value, a coupling coefficient, and a second output voltage measured when the first output voltage is applied to the AC power generating unit, It is a figure for demonstrating the lookup table which matched an appropriate current range.

무선전력 송신장치(200)에 대한 설명은 도 1에서 설명한 것과 같고, 이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)의 구성을 모두 포함하는 것으로 가정한다. The description of the wireless power transmission apparatus 200 is the same as described in FIG. 1, and in this case, it is assumed that the wireless power transmission apparatus 200 includes all of the components of the power supply apparatus 100.

먼저, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전압이 제1 출력 전압으로 조절 되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다(S301). 여기서, 제1 출력 전압은 미리 정해진 직류전압을 의미할 수 있다.First, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 so that the voltage applied to the AC power generating unit 160 is adjusted to the first output voltage (S301). Here, the first output voltage may mean a predetermined DC voltage.

그 후, 전류 센서부(140)는 직류 직류 변환기(130)에서 출력된 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가될 때, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정할 수 있다(S303). 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 전력 전송 상태에 따라 가변될 수 있다. 일 실시 예에서 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 방향에 대한 것을 의미할 수 있다. 즉, 전력 전송 상태는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 결합 상태를 의미할 수 있다. Thereafter, the current sensor unit 140 measures the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 when the DC voltage output from the DC DC converter 130 is applied to the AC power generating unit 160. It can be (S303). The intensity of the current applied to the AC power generating unit 160 may be varied according to the power transmission state between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300. In one embodiment, the power transmission state may mean a distance and a direction between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300. That is, the power transmission state may refer to a combined state between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300.

본 발명에서 결합 상태라 함은 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간의 거리, 위치 관계 등에 의한 송신 코일과 수신 코일 간의 결합계수와 연관되는 지표를 통칭할 수 있다. 즉, 본 발명에서 결합 상태라 함은 무선전력 송신장치(200)에 흐르는 전류량, 무선전력 송신장치(200)의 입력 임피던스 등의 결합계수와 연관된 모든 지표를 통칭할 수 있다.In the present invention, the combined state may refer to an index related to a coupling coefficient between a transmitting coil and a receiving coil due to a distance and a positional relationship between the wireless power transmitting device 200 and the wireless power receiving device 300. That is, in the present invention, the combined state may collectively refer to all indicators associated with a coupling coefficient, such as the amount of current flowing through the wireless power transmitter 200 and the input impedance of the wireless power transmitter 200.

일 실시 예에서 전력 전송 상태는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태에 대한 정보를 의미할 수 있다.In one embodiment, the power transmission state may refer to information on the power reception state of the wireless power receiver 300.

또한, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212) 및 수신 공진 코일부(311) 간 결합계수와 연관될 수 있다. 결합계수는 송신 공진 코일부(212) 및 수신 공진 코일부(311) 간 전자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1까지의 범위를 갖는다. In addition, the intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 may be associated with a coupling coefficient between the transmission resonance coil unit 212 and the reception resonance coil unit 311 of the wireless power transmitter 200. Coupling coefficient refers to the degree of electromagnetic coupling between the transmitting resonant coil unit 212 and the receiving resonant coil unit 311 and has a range from 0 to 1.

한편, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상인지 확인한다(S305). 일 실시 예에서 임계 치는 100mA일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 임계 치는 무선전력 수신장치(300)가 검출되기에 필요한 최소의 전류 값을 의미할 수 있다. 즉, 상기 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상이 되면, 무선전력 수신장치(300)가 검출된 것으로 볼 수 있고, 상기 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만이 되면, 무선전력 수신장치(300)가 검출되지 않은 것으로 볼 수 있다.Meanwhile, the controller 180 checks whether the measured intensity of the current is greater than or equal to a threshold (S305). In one embodiment, the threshold may be 100mA, but this is only an example. The threshold value may mean a minimum current value required for the wireless power receiver 300 to be detected. That is, when the intensity of the measured current is greater than or equal to a threshold, the wireless power receiver 300 may be detected, and when the intensity of the measured current is less than the threshold, the wireless power receiver 300 It can be considered that is not detected.

만약, 측정된 전류의 세기가 임계 치 이상인 경우, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기에 대응하는 제2 출력 전압을 결정한다(S307). 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기에 대응하는 직류전압을 저장부(170)에서 검색하여 제2 출력 전압을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 출력 전압은 검출된 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하기에 필요한 전압을 의미할 수 있다.If the intensity of the measured current is greater than or equal to the threshold, the controller 180 determines a second output voltage corresponding to the measured intensity of the current (S307). The controller 180 may determine the second output voltage by searching the storage unit 170 for a DC voltage corresponding to the strength of the current applied to the AC power generator 160. In one embodiment, the second output voltage may refer to a voltage required to transmit power to the detected wireless power receiver 300.

그 후, 제어부(180)는 결정된 제2 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다(S309). 직류 직류 변환기(130)는 제어부(180)의 제어에 의해 제2 출력 전압을 출력하여 교류 전력 생성부(160)에 전달한다.Thereafter, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 so that the determined second output voltage is applied to the AC power generator 160 (S309). DC DC converter 130 outputs the second output voltage under the control of the controller 180 and transmits it to the AC power generator 160.

그 후, 전류 센서(270)는 다시 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정한다(S111). Thereafter, the current sensor 270 measures the intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 again (S111).

그 후, 제어부(180)는 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는지 확인할 수 있다(S313). 여기서, 적정 전류 범위는 교류 전력 생성부(160)에 제2 출력 전압이 인가 시 제2 출력 전압에 대응하는 전류 범위를 의미할 수 있다. 적정 전류 범위는 제2 출력 전압이 증가함에 따라 그 값의 범위도 증가할 수 있고, 제2 출력 전압이 감소함에 따라 그 값의 범위도 감소할 수 있다.Thereafter, the controller 180 may check whether the measured intensity of the current corresponds to an appropriate current range (S313). Here, the appropriate current range may mean a current range corresponding to the second output voltage when the second output voltage is applied to the AC power generator 160. The proper current range may increase as the second output voltage increases, and the range of the value may decrease as the second output voltage decreases.

제어부(180)는 제2 출력 전압에 대응하는 적정 전류 범위를 저장부(170)에서 검색하고, 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는지 확인할 수 있다.The controller 180 may search the storage unit 170 for an appropriate current range corresponding to the second output voltage, and check whether the measured current intensity corresponds to an appropriate current range.

만약, 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하는 경우, 제어부(180)는 일정시간을 대기하고(S315), 단계(S311)로 돌아간다. 즉, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 측정하여 측정된 전류의 세기가 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 제2 출력 전압에 대응하는지를 주기적으로 확인할 수 있다.If, when the measured current strength is within the appropriate current range, the controller 180 waits for a predetermined time (S315) and returns to step S311. That is, the controller 180 may periodically check whether the measured intensity of the current corresponds to the second output voltage applied to the AC power generating unit 160 by measuring the intensity of the current applied to the AC power generating unit 160. have.

한편, 단계(S105)에서 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만인 경우, 제어부(180)는 직류 직류 변환기(130)를 제어하여 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절한다(S317).On the other hand, when the intensity of the current measured in step S105 is less than the threshold, the controller 180 controls the DC-DC converter 130 to adjust the first output voltage to be 0V (S317).

즉, 측정된 전류의 세기가 임계 치 미만인 경우, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)를 검출하지 않은 것으로 판단하여 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절한다. 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전압이 0V가 되면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)에 전력을 송신하지 않는다. That is, when the measured intensity of the current is less than the threshold, the controller 180 determines that the wireless power receiver 300 is not detected and adjusts the first output voltage to be 0V. When the voltage applied to the AC power generating unit 160 becomes 0V, the wireless power transmitter 200 does not transmit power to the wireless power receiver 300.

이에 따라, 무선전력 수신장치(300)가 검출되지 않는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 무의미한 전력 손실을 방지할 수 있다.Accordingly, when the wireless power receiving apparatus 300 is not detected, the wireless power transmitting apparatus 200 may prevent insignificant power loss.

한편, 제1 출력 전압이 0V가 되도록 조절된 경우, 제어부(180)는 0.1초를 대기한다(S319). 여기서, 0.1초는 예시에 불과하다.Meanwhile, when the first output voltage is adjusted to be 0 V, the controller 180 waits 0.1 seconds (S319). Here, 0.1 second is only an example.

0.1초가 경과되면, 단계(S301)로 돌아가 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압이 제1 출력 전압이 되도록 조절한다.When 0.1 second has elapsed, the controller 180 returns to step S301 and adjusts the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 to be the first output voltage.

한편, 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위에 해당하지 않는 경우, 단계(S307)로 돌아간다. 즉, 제어부(180)는 단계(S113)에서 측정된 전류의 세기에 대응한 제2 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다. 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기는 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상태를 의미할 수 있다. On the other hand, if the intensity of the current measured in step S313 does not fall within the appropriate current range, the process returns to step S307. That is, the controller 180 may control the DC-DC converter 130 so that the second output voltage corresponding to the strength of the current measured in step S113 is applied to the AC power generator 160. The intensity of the current measured in step S313 may refer to the power reception state of the wireless power receiver 300.

일 예로, 단계(S313)에서 측정된 전류의 세기가 적정 전류 범위보다 낮게 측정되는 경우, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 더 가까워진 것으로 보고, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 송신 전력량을 줄이도록 한 단계 더 낮은 직류전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어할 수 있다.For example, when the intensity of the current measured in step S313 is measured to be lower than an appropriate current range, the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 is considered closer, and the controller 180 In order to reduce the amount of transmission power transmitted to the wireless power receiver 300, the DC direct current converter 130 may be controlled such that a lower DC voltage is applied to the AC power generating unit 160.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 따르면, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류의 세기를 통해 무선전력 수신장치(300)의 전력 수신 상황을 파악하여 그에 대응한 전력을 전송하도록 송신 전력량을 조절할 수 있다. 이로 인해, 전력 전송 효율이 극대화되고, 전력 손실량을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the power control method according to an embodiment of the present invention, the power reception state of the wireless power receiving apparatus 300 is determined through the intensity of the current applied to the AC power generation unit 160 to determine the power corresponding thereto. The amount of transmission power can be adjusted to transmit. Due to this, the power transmission efficiency is maximized, there is an effect that can reduce the amount of power loss.

도 12는 제1 출력 전압이 교류 전력 생성부(160)에 인가 시 측정되는 전류 값, 결합계수, 제2 출력 전압, 적정 전류 범위를 대응시킨 룩업 테이블을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a look-up table corresponding to a current value, a coupling coefficient, a second output voltage, and an appropriate current range measured when the first output voltage is applied to the AC power generating unit 160.

저장부(170)에는 도 12의 룩업 테이블이 저장되어 있다.The lookup table of FIG. 12 is stored in the storage unit 170.

교류 전력 생성부(160)에 제1 출력 전압이 인가 시 전류 센서부(140)에 측정되는 전류가 100mA 이상인 경우, 무선전력 수신장치(300)가 검출된 것으로 볼 수 있다.When the first output voltage is applied to the AC power generating unit 160 when the current measured by the current sensor unit 140 is 100 mA or more, the wireless power receiver 300 may be regarded as detected.

제1 출력 전압은 12V일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.The first output voltage may be 12V, but this is only an example.

만약, 교류 전력 생성부(160)에 제1 출력 전압이 인가 시 전류 센서부(140)에 측정되는 전류가 120mA 인 경우, 무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일부(212)과 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일부(311)의 결합계수는 0.05에 해당한다. 이 경우, 제어부(180)는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 멀리 떨어져 있는 것으로 판단하고, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압을 28V(제2 출력 전압)가 되도록 직류 직류 변환기(130)를 제어한다. If, when the first output voltage is applied to the AC power generation unit 160, the current measured by the current sensor unit 140 is 120mA, the transmission resonance coil unit 212 and the wireless power of the wireless power transmission device 200 The coupling coefficient of the reception resonance coil unit 311 of the reception device 300 corresponds to 0.05. In this case, the controller 180 determines that the wireless power receiving device 300 is far from the wireless power transmitting device 200, and sets the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 to 28V (second output voltage). ), the DC-DC converter 130 is controlled.

그 후, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 직류전압이 28V로 유지되는 경우, 제어부(180)는 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류가 적정 전류 범위(751~800mA)를 만족하는지 확인한다.Thereafter, when the DC voltage applied to the AC power generating unit 160 is maintained at 28V, the controller 180 determines whether the current applied to the AC power generating unit 160 satisfies an appropriate current range (751 to 800mA). To confirm.

만약, 교류 전력 생성부(160)에 인가되는 전류가 적정 전류 범위를 벗어나는 경우, 제1 출력 전압(12V)를 교류 전력 생성부(160)에 인가하여 전류를 측정한다. 측정된 전류 값이 180mA 인 경우, 제어부(180)는 120mA 경우보다 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리가 더 가까워 진 것으로 판단하고, 제2 출력 전압을 26V로 조절한다.If the current applied to the AC power generating unit 160 is out of an appropriate current range, a current is measured by applying the first output voltage 12V to the AC power generating unit 160. When the measured current value is 180mA, the controller 180 determines that the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 is closer than the 120mA case, and adjusts the second output voltage to 26V. do.

위 예에서는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 간 거리를 전류의 세기와 연관지어 설명하였지만, 이외에도 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)가 놓여있는 방향 등 다양한 전력 전송 상태가 고려될 수 있다.In the above example, the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 has been described in relation to the current intensity, but in addition, the direction in which the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 are placed Various power transmission states may be considered.

이와 같이 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와의 거리, 방향 등 다양한 전력 전송 상태를 고려하여 무선전력 수신장치(300)에 전달하는 전력을 조절함으로써, 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있고, 전력 손실을 방지할 수 있다.As described above, the wireless power transmitter 200 controls power transmitted to the wireless power receiver 300 in consideration of various power transmission conditions such as distance and direction from the wireless power receiver 300 to maximize power transmission efficiency. And can prevent power loss.

다음으로 도 13 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수 검출방법을 도 1 내지 도 3의 내용에 결부시켜 설명한다.Next, with reference to FIGS. 13 to 15, a method for detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention will be described in conjunction with the contents of FIGS. 1 to 3.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수의 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 14는 출력 임피던스(ZL)를 가변시키기 위해 스위치(SW)를 개방시킨 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 출력 임피던스(ZL)를 가변시키기 위해 스위치(SW)를 단락시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.13 is a flow chart for explaining a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a view for explaining a case in which the switch SW is opened to vary the output impedance ZL. , FIG. 15 is a view for explaining a case where the switch SW is shorted to change the output impedance ZL.

먼저, 도 13을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 결합계수 검출 방법에 대해 설명한다.First, a method of detecting a coupling coefficient according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13.

먼저, 무선전력 수신장치(300)는 출력 임피던스를 가변시킨다(S401). 출력 임피던스(ZL)는 수신부(310)에서 부하(400)를 바라보았을 때, 측정되는 임피던스 일 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)를 포함할 수 있고, 스위치(SW)를 통해 출력 임피던스를 가변시킬 수 있다. 스위치(SW)의 일단은 커패시터(C4)와 연결되고, 타단은 부하(400)의 일단에 연결된다. 캐피시터(C4)의 타단은 부하(400)의 일단과 연결된다.First, the wireless power receiver 300 varies the output impedance (S401). The output impedance ZL may be the impedance measured when the load 400 is viewed by the receiver 310. The wireless power receiver 300 may include a switch SW, and the output impedance may be varied through the switch SW. One end of the switch SW is connected to the capacitor C4, and the other end is connected to one end of the load 400. The other end of the capacitor C4 is connected to one end of the load 400.

도 14를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 개방신호를 전송하여 스위치(SW)를 개방시킬 수 있다. 스위치(SW)가 개방되면, 출력 임피던스(ZL)는 다음의 [수학식 25]와 같이 표현될 수 있다.Referring to FIG. 14, the wireless power receiving device 300 may open the switch SW by transmitting an open signal to the switch SW. When the switch SW is opened, the output impedance ZL can be expressed as Equation 25 below.

[수학식 25][Equation 25]

Figure 112019058801196-pat00025
Figure 112019058801196-pat00025

[수학식 1], [수학식 3], [수학식 5]에서 R2, R3를 아주 작은 값을 가지는 것으로 가정하여 0옴으로 두고, 송신 유도 코일(L1)과 캐패시터(C1), 송신 공진 코일(L2)과 캐패시터(C2), 수신 공진 코일(L3)과 캐패시터(C3) 및 수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 모두 공진주파수(w)에서 공진하도록 값을 정하면 [수학식 5]의 제1 입력 임피던스(Z1)은 [수학식 26]과 같이 정리될 수 있다.In Equation 1, Equation 3, and Equation 5, R2 and R3 are assumed to have very small values and are set to 0 ohms, and the transmission induction coil L1, the capacitor C1, and the transmission resonance coil (L2) and the capacitor (C2), the receiving resonance coil (L3) and the capacitor (C3) and receiving induction coil (L4) and the capacitor (C4) both set the value to resonate at the resonance frequency (Equation 5) The first input impedance Z1 of may be arranged as shown in [Equation 26].

[수학식 26][Equation 26]

Figure 112019058801196-pat00026
Figure 112019058801196-pat00026

또한, [수학식 2], [수학식 4], [수학식 6]을 이용하면, [수학식 26]은 다음의 [수학식 27]과 같이 정리될 수 있다.In addition, when [Equation 2], [Equation 4], and [Equation 6] are used, [Equation 26] may be summarized as [Equation 27] below.

[수학식 27][Equation 27]

Figure 112019058801196-pat00027
Figure 112019058801196-pat00027

수신 유도 코일(L4)과 캐패시터(C4)가 공진주파수(w)에서 공진하도록 값을 정하고, [수학식 27]에 [수학식 25]의 출력 임피던스(ZL)을 대입하면, 제1 입력 임피던스(Z1)은 다음의 [수학식 28]과 같이 정리된다.When the receiving induction coil L4 and the capacitor C4 are set to resonate at the resonant frequency w, and substituting the output impedance ZL of Equation 25 into Equation 27, the first input impedance ( Z1) is summarized as [Equation 28] below.

[수학식 28][Equation 28]

Figure 112019058801196-pat00028
Figure 112019058801196-pat00028

도 15를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 단락신호를 전송하여 스위치(SW)를 단락시킬 수 있다. 스위치(SW)가 단락되면, 출력 임피던스(ZL)는 0이 되고, 제1 입력 임피던스(Z1)은 다음의 [수학식 29]와 같이 정리된다.Referring to FIG. 15, the wireless power receiver 300 may short-circuit the switch SW by transmitting a short-circuit signal to the switch SW. When the switch SW is short-circuited, the output impedance ZL becomes 0, and the first input impedance Z1 is summarized as in Equation 29 below.

[수학식 29][Equation 29]

Figure 112019058801196-pat00029
Figure 112019058801196-pat00029

무선전력 수신장치(300)는 스위치(SW)에 제어신호를 인가하여 스위치(SW)를 일정 주기로 일정 시간 동안 단락시킬 수 있다. 일정 주기는 1초 일 수 있고, 일정 시간은 100us일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.The wireless power receiver 300 may apply the control signal to the switch SW to short the switch SW for a predetermined period of time. A certain period may be 1 second, and a certain time may be 100us, but this is only an example.

그 후, 검출부(220)는 입력 임피던스를 측정한다(S403). 일 실시 예에서 검출부(220)는 전력 공급 장치(100)에서 무선전력 송신장치(200)로 입력되는 전류와 전압을 이용하여 제1 입력 임피던스(Z1)를 측정할 수 있다. Then, the detection unit 220 measures the input impedance (S403). In one embodiment, the detector 220 may measure the first input impedance Z1 using the current and voltage input from the power supply device 100 to the wireless power transmission device 200.

그 후, 검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 송신부(210)의 송신 공진 코일(L2)과 수신부(310)의 수신 공진 코일(L3)간 결합계수를 검출할 수 있다(S405). 즉, [수학식 29] 및 [수학식 30]을 참조하면, 결합계수(K2)를 제외한 다른 변수는 모두 고정된 값이므로, 제1 입력 임피던스(Z1)을 측정하면, 결합계수(K2)가 검출될 수 있다.Thereafter, the detection unit 220 may detect the coupling coefficient between the transmission resonance coil L2 of the transmission unit 210 and the reception resonance coil L3 of the reception unit 310 using the measured input impedance (S405 ). That is, referring to [Equation 29] and [Equation 30], since all other variables except the coupling coefficient K2 are fixed values, when measuring the first input impedance Z1, the coupling coefficient K2 is Can be detected.

다음으로 도 16 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 대해 설명한다.Next, a power control method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 17.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 17은 도 16의 실시 예에 따른 전력 제어 방법에 사용되는 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다.16 is a flowchart illustrating a power control method according to another embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a view for explaining a lookup table used in the power control method according to the embodiment of FIG. 16.

먼저, 도 16을 참조하면, 무선전력 송신장치(200)는 입력 임피던스를 측정한다(S501).First, referring to FIG. 16, the wireless power transmitter 200 measures an input impedance (S501).

검출부(220)는 측정된 입력 임피던스를 이용하여 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)간의 결합계수를 검출한다(S503). 결합계수를 검출하는 방법은 도 3 및 도 13에서 설명한 것과 같으므로, 자세한 내용은 생략한다.The detection unit 220 detects a coupling coefficient between the transmission resonance coil unit 212 and the reception resonance coil unit 311 using the measured input impedance (S503). The method of detecting the coupling coefficient is the same as that described with reference to FIGS. 3 and 13, so detailed descriptions are omitted.

무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 검색한다(S505). 무선전력 송신장치(200)의 저장부(170)는 결합계수에 따라 송신 전력을 대응시켜 놓은 룩업 테이블을 저장하고 있고, 무선전력 송신장치(200)는 저장부(170)를 검색하여, 검출된 결합계수에 대응된 송신 전력을 찾는다. The wireless power transmitter 200 searches for transmit power corresponding to the detected coupling coefficient (S505). The storage unit 170 of the wireless power transmission device 200 stores a look-up table in which transmission power is correlated according to the coupling coefficient, and the wireless power transmission device 200 searches the storage unit 170 for detection. Find the transmission power corresponding to the coupling coefficient.

상기 룩업 테이블은 도 17을 참조하여 설명한다.The lookup table will be described with reference to FIG. 17.

도 17을 참조하면, 거리, 입력 테스트 전류, 결합계수, 부하 임피던스, 수신 전력, 전력 전송 효율 및 송신 전력이 대응되어 있는 룩업테이블을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 17, a lookup table to which distance, input test current, coupling coefficient, load impedance, received power, power transmission efficiency, and transmission power correspond may be confirmed.

여기서, 거리는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 거리를 의미할 수 있고, 구체적으로, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 거리는 도 2에서 도시한 송신 공진 코일부(212)와 수신 공진 코일부(311)간의 거리일 수 있다. 도 17을 참조하면, 거리가 멀어짐에 따라 결합계수가 감소함을 확인할 수 있다.Here, the distance may mean a distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300, specifically, the distance between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 is illustrated in FIG. 2. It may be a distance between one transmission resonance coil unit 212 and the reception resonance coil unit 311. Referring to FIG. 17, it can be confirmed that the coupling coefficient decreases as the distance increases.

입력 테스트 전류는 무선전력 송신장치(200)에 인가되는 전류이다.The input test current is a current applied to the wireless power transmitter 200.

전력 전송 효율은 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 또는 무선전력 송신장치(200)와 부하(400)간 전력 전송 효율을 의미한다.The power transmission efficiency refers to power transmission efficiency between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 or between the wireless power transmitter 200 and the load 400.

부하 임피던스는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하(400)가 가져야 하는 임피던스를 의미한다. 부하 임피던스와 결합계수의 관계는 도 4에서 도시한 그래프의 경향과 같음을 확인할 수 있다.Load impedance refers to the impedance that the load 400 must have in order to obtain maximum power transmission efficiency. It can be confirmed that the relationship between the load impedance and the coupling coefficient is the same as the trend of the graph shown in FIG. 4.

수신 전력은 부하(400)가 수신하는 전력으로, 결합계수와 대응하여 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 부하(400)가 수신해야 하는 전력을 나타낸다.The received power is the power received by the load 400 and represents the power that the load 400 should receive in order to obtain the maximum power transmission efficiency in correspondence with the coupling coefficient.

송신 전력은 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 무선전력 송신장치(200)가 무선전력 수신장치(300)에 전송해야 하는 전력이다.The transmit power is power that the wireless power transmitter 200 needs to transmit to the wireless power receiver 300 to obtain maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 상기 룩업테이블을 통해 검색할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may search transmission power corresponding to the detected coupling coefficient through the look-up table.

무선전력 송신장치(200)는 검색에 의해 얻어진 송신 전력을 부하(400)에 전송하기 위한 송신 전력으로 결정한다(S507). 즉, 무선전력 송신장치(200)는 최대의 전력 전송 효율을 얻기 위해 검출된 결합계수에 대응하는 송신 전력을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter 200 determines the transmit power obtained by the search as the transmit power for transmitting to the load 400 (S507). That is, the wireless power transmission apparatus 200 may determine the transmission power corresponding to the detected coupling factor in order to obtain the maximum power transmission efficiency.

무선전력 송신장치(200)는 결정된 송신 전력을 부하(400)에 전송하기 위해 송신 전력을 제어한다(S509). 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 전력 공급 장치(100)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(500)를 제어하여 송신 전력을 제어하는 방법이 사용될 수 있고, 이에 대해서는 도 9 및 도 10에서 설명한 것과 같다.The wireless power transmission apparatus 200 controls the transmission power to transmit the determined transmission power to the load 400 (S509). In one embodiment, the wireless power transmission apparatus 200 may be a method of controlling the transmission power by controlling the power supply 500 that supplies power to the power supply 100, and for this, FIGS. 9 and 10 Same as described in

또 다른 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류를 측정하여 송신 전력을 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 11 및 도 12에서 설명한 것과 같다.In another embodiment, the wireless power transmitter 200 may measure the current flowing inside the wireless power transmitter 200 to control the transmit power. This is the same as described in FIGS. 11 and 12.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 결합계수 검출 및 저장부의 검색 과정을 통해 송신 전력을 결정할 수 있으므로, 부품의 구성이 간단해지고, 전력 제어 과정이 단순해지는 장점이 있다.In the power control method according to another embodiment of the present invention, since the transmission power can be determined through the detection of the coupling coefficient and the search process of the storage unit, the configuration of parts is simplified and the power control process is simplified.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The power control method according to the above-described exemplary embodiment of the present invention is manufactured as a program to be executed in a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, and CD -ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also includes those implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer-readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And, functional programs, codes, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications can be implemented by those having ordinary knowledge in the course, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

100: 전력 공급 장치
200: 무선전력 송신장치
210: 송신부
211: 송신 유도 코일부
212: 송신 공진 코일부
220: 검출부
300: 무선전력 수신장치
310: 수신부
311: 수신 공진 코일부
312: 수신 유도 코일부
320: 정류부
400: 부하
500: 전원 공급 장치
100: power supply
200: wireless power transmission device
210: transmitting unit
211: transmission induction coil unit
212: transmission resonance coil unit
220: detection unit
300: wireless power receiver
310: receiver
311: receiving resonance coil unit
312: receiving induction coil unit
320: rectifier
400: load
500: power supply

Claims (36)

무선전력 수신장치의 수신 코일에 무선으로 전력을 송신하는 송신 코일; 및
상기 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합상태에 따라 송신 전력을 제한하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 결합상태가 제1 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제1 전력으로 제한하고,
상기 결합상태가 제2 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제2 전력으로 제한하고,
상기 결합상태가 제3 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제3 전력으로 제한하고,
상기 제1 결합상태의 결합계수는 상기 제2 결합상태의 결합계수보다 크고, 상기 제2 결합상태의 결합계수는 상기 제3 결합상태의 결합계수보다 크고,
상기 제1 전력은 상기 제2 전력보다 크고, 상기 제2 전력은 상기 제3 전력보다 크고,
상기 제1 전력은 상기 제1 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력이고,
상기 제2 전력은 상기 제2 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력이고,
상기 제3 전력은 상기 제3 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력인 무선전력 송신 장치.
A transmitting coil that wirelessly transmits power to the receiving coil of the wireless power receiving apparatus; And
It includes a control unit for limiting the transmission power according to the coupling state between the transmitting coil and the receiving coil,
The control unit,
When the combined state is the first coupled state, the transmission power is limited to the first power,
When the combined state is the second combined state, the transmission power is limited to the second power,
When the combined state is the third combined state, the transmission power is limited to the third power,
The coupling coefficient of the first coupling state is greater than the coupling coefficient of the second coupling state, and the coupling coefficient of the second coupling state is greater than the coupling coefficient of the third coupling state,
The first power is greater than the second power, the second power is greater than the third power,
The first power is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the first combined state,
The second power is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the second combined state,
The third power is a wireless power transmission device that is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the third combined state.
제1항에 있어서,
상기 송신 코일에 전력을 공급하는 전력 공급 장치를 포함하는 무선전력 송신장치.
According to claim 1,
A wireless power transmission device including a power supply device for supplying power to the transmission coil.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치와 인밴드 통신을 통해 정보를 교환하는 무선전력 송신장치.
The method according to claim 1 or 2,
A wireless power transmitter that exchanges information through the in-band communication with the wireless power receiver.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하는 무선전력 송신장치.
The method according to claim 1 or 2,
A wireless power transmission device that receives status information of the wireless power reception device.
제4항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보는 현재 충전량 또는 충전량 추이에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신장치.
According to claim 4,
The status information of the wireless power receiving device is a wireless power transmission device that includes information about the current charge amount or charge trend.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신하는 무선전력 송신장치.
The method according to claim 1 or 2,
A wireless power transmission device that receives status information of the wireless power reception device and transmits power suitable for it.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보를 송신하는 무선전력 송신장치.
The method according to claim 1 or 2,
A wireless power transmission device that transmits status information of the wireless power transmission device.
제7항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보는 최대공급 전력량 또는 가용 전력량에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 7,
The status information of the wireless power transmission device is a wireless power transmission device that includes information about the maximum amount of power supplied or available power.
삭제delete 삭제delete 무선전력 수신장치의 수신 코일에 무선으로 전력을 송신하는 송신 코일; 및
상기 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합상태에 따라 상기 송신 코일에 입력되는 전류를 제한하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 결합상태가 제1 결합상태인 경우, 상기 전류를 제1 전류로 제한하고,
상기 결합상태가 제2 결합상태인 경우, 상기 전류를 제2 전류로 제한하고,
상기 결합상태가 제3 결합상태인 경우, 상기 전류를 제3 전류로 제한하고,
상기 제1 결합상태의 결합계수는 상기 제2 결합상태의 결합계수보다 크고,
상기 제1 전류는 상기 제2 전류보다 크고, 상기 제2 전류는 상기 제3 전류보다 크고,
상기 제1 전류는 상기 제1 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류이고,
상기 제2 전류는 상기 제2 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류이고,
상기 제3 전류는 상기 제3 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류인 무선전력 송신장치.
A transmitting coil that wirelessly transmits power to the receiving coil of the wireless power receiving apparatus; And
It includes a control unit for limiting the current input to the transmitting coil according to the coupling state between the transmitting coil and the receiving coil,
The control unit,
When the coupled state is the first coupled state, the current is limited to the first current,
When the coupling state is the second coupling state, the current is limited to the second current,
When the coupling state is the third coupling state, the current is limited to the third current,
The coupling coefficient in the first coupling state is greater than the coupling coefficient in the second coupling state,
The first current is greater than the second current, and the second current is greater than the third current,
The first current is a maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the first combined state,
The second current is a maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the second combined state,
The third current is a wireless power transmission device that is the maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the third combined state.
제11항에 있어서,
상기 송신 코일에 전력을 공급하는 전력 공급 장치를 포함하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 11,
A wireless power transmission device including a power supply device for supplying power to the transmission coil.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치와 인밴드 통신을 통해 정보를 교환하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 11 or 12,
A wireless power transmitter that exchanges information through the in-band communication with the wireless power receiver.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 11 or 12,
A wireless power transmission device that receives status information of the wireless power reception device.
제14항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보는 현재 충전량 또는 충전량 추이에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 14,
The status information of the wireless power receiving device is a wireless power transmission device that includes information about the current charge amount or charge trend.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 11 or 12,
A wireless power transmission device that receives status information of the wireless power reception device and transmits power suitable for it.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보를 송신하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 11 or 12,
A wireless power transmission device that transmits status information of the wireless power transmission device.
제17항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보는 최대공급 전력량 또는 가용 전력량에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신장치.
The method of claim 17,
The status information of the wireless power transmission device is a wireless power transmission device that includes information about the maximum amount of power supplied or available power.
무선전력 수신장치의 수신 코일에 무선으로 전력을 송신하는 단계; 및
무선전력 송신장치의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합상태에 따라 송신 전력을 제한하는 단계를 포함하고,
상기 송신 전력을 제한하는 단계는,
상기 결합상태가 제1 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제1 전력으로 제한하는 단계:
상기 결합상태가 제2 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제2 전력으로 제한하는 단계; 및
상기 결합상태가 제3 결합상태인 경우, 상기 송신 전력을 제3 전력으로 제한하는 단계를 포함하고,
상기 제1 결합상태의 결합계수는 상기 제2 결합상태의 결합계수보다 크고,
상기 제1 전력은 상기 제2 전력보다 크고, 상기 제2 전력은 상기 제3 전력보다 크고,
상기 제1 전력은 상기 제1 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력이고,
상기 제2 전력은 상기 제2 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력이고,
상기 제3 전력은 상기 제3 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전력인 무선전력 송신 방법.
Transmitting power wirelessly to a receiving coil of the wireless power receiving device; And
And limiting the transmission power according to the coupling state between the transmission coil and the reception coil of the wireless power transmission device,
The step of limiting the transmission power,
When the combined state is the first coupled state, limiting the transmission power to the first power:
Limiting the transmission power to the second power when the combined state is the second coupled state; And
And when the combined state is the third combined state, limiting the transmission power to third power.
The coupling coefficient in the first coupling state is greater than the coupling coefficient in the second coupling state,
The first power is greater than the second power, the second power is greater than the third power,
The first power is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the first combined state,
The second power is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the second combined state,
The third power is a wireless power transmission method that is the maximum power corresponding to the maximum power transmission efficiency of the third combined state.
제19항에 있어서,
전력 공급 장치가 상기 송신 코일에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 19,
A wireless power transmission method comprising the step of supplying power to the transmission coil by a power supply device.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치와 인밴드 통신을 통해 정보를 교환하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 19 or 20,
Wireless power transmission method comprising the step of exchanging information through the in-band communication with the wireless power receiver.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 19 or 20,
And receiving status information of the wireless power receiver.
제22항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보는 현재 충전량 또는 충전량 추이에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 22,
The status information of the wireless power receiving device is a wireless power transmission method that includes information about the current charge amount or charge trend.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 19 or 20,
And receiving status information of the wireless power receiving device and transmitting power suitable for the wireless power receiving device.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보를 송신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 19 or 20,
And transmitting status information of the wireless power transmitter.
제25항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보는 최대공급 전력량 또는 가용 전력량에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 25,
The wireless power transmission method of the wireless power transmission apparatus includes information about the maximum amount of power supplied or the amount of power available.
삭제delete 삭제delete 무선전력 수신장치의 수신 코일에 무선으로 전력을 송신하는 단계; 및
무선전력 송신장치의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합 상태에 따라 상기 송신 코일에 입력되는 전류를 제한하는 단계를 포함하고,
상기 전류를 제한하는 단계는,
상기 결합상태가 제1 결합상태인 경우, 상기 전류를 제1 전류로 제한하는 단계;
상기 결합상태가 제2 결합상태인 경우, 상기 전류를 제2 전류로 제한하는 단계; 및
상기 결합상태가 제3 결합상태인 경우, 상기 전류를 제3 전류로 제한하고,
를 포함하고,
상기 제1 결합상태의 결합계수는 상기 제2 결합상태의 결합계수보다 크고,
상기 제1 전류는 상기 제2 전류보다 크고, 상기 제2 전류는 상기 제3 전류보다 크고,
상기 제1 전류는 상기 제1 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류이고,
상기 제2 전류는 상기 제2 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류이고,
상기 제3 전류는 상기 제3 결합상태의 최대 전력 전송 효율에 대응되는 최대 전류인 무선전력 송신방법.
Transmitting power wirelessly to a receiving coil of the wireless power receiving device; And
And limiting a current input to the transmitting coil according to a coupling state between the transmitting coil and the receiving coil of the wireless power transmitter,
The step of limiting the current,
When the combined state is the first coupled state, limiting the current to the first current;
Limiting the current to a second current when the coupled state is the second coupled state; And
When the coupling state is the third coupling state, the current is limited to the third current,
Including,
The coupling coefficient in the first coupling state is greater than the coupling coefficient in the second coupling state,
The first current is greater than the second current, and the second current is greater than the third current,
The first current is a maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the first combined state,
The second current is a maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the second combined state,
The third current is a wireless power transmission method that is the maximum current corresponding to the maximum power transmission efficiency of the third combined state.
제29항에 있어서,
전력 공급 장치가 상기 송신 코일에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 29,
A wireless power transmission method comprising the step of supplying power to the transmission coil by a power supply device.
제29항 또는 제30항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치와 인밴드 통신을 통해 정보를 교환하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 29 or 30,
Wireless power transmission method comprising the step of exchanging information through the in-band communication with the wireless power receiver.
제29항 또는 제30항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 29 or 30,
And receiving status information of the wireless power receiver.
제32항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보는 현재 충전량 또는 충전량 추이에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 32,
The status information of the wireless power receiving device is a wireless power transmission method that includes information about the current charge amount or charge trend.
제29항 또는 제30항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치의 상태정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 29 or 30,
And receiving status information of the wireless power receiving device and transmitting power suitable for the wireless power receiving device.
제29항 또는 제30항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보를 송신하는 단계를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 29 or 30,
And transmitting status information of the wireless power transmitter.
제35항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치의 상태정보는 최대공급 전력량 또는 가용 전력량에 대한 정보를 포함하는 무선전력 송신방법.
The method of claim 35,
The wireless power transmission method of the wireless power transmission apparatus includes information about the maximum amount of power supplied or the amount of power available.
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