KR102241907B1

KR102241907B1 - Wireless power transmission system using one body type transceiver module

Info

Publication number: KR102241907B1
Application number: KR1020180075218A
Authority: KR
Inventors: 이범선; 김건영; 김용욱; 부승현
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2021-04-19
Also published as: KR20200002100A

Abstract

일체형 송수신 모듈을 이용하는 무선 전력 전송 시스템이 개시된다. 일체형 송수신 모듈을 이용한 무선 전력 전송 시스템의 무선전력 송수신 모듈은, 안테나와, 상기 안테나와 연결되는 RF 보드 및 상기 RF 보드와 연결되는 제어보드를 포함한다.A wireless power transmission system using an integrated transmission/reception module is disclosed. A wireless power transmission/reception module of a wireless power transmission system using an integrated transmission/reception module includes an antenna, an RF board connected to the antenna, and a control board connected to the RF board.

Description

Wireless power transmission system using an integrated transmission/reception module {WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM USING ONE BODY TYPE TRANSCEIVER MODULE}

본 발명은 무선 전력 전송에 관한 것으로, 일체형 송수신 모듈을 이용한 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to wireless power transmission, and to a wireless power transmission system using an integrated transmission/reception module.

무선 전력 전송 시스템은 전기 에너지를 무선으로 전송하는 무선전력 전송장치와 무선전력 전송장치로부터 전기 에너지를 수신하는 무선전력 수신장치를 포함한다. The wireless power transmission system includes a wireless power transmitter that wirelessly transmits electrical energy and a wireless power receiver that receives electrical energy from the wireless power transmitter.

무선 전력 전송 시스템을 이용하면, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결 하지 않고 단지 휴대폰을 충전 패드에 올려놓음으로써, 휴대폰의 배터리를 충전하는 것이 가능하다. Using the wireless power transmission system, it is possible to charge the battery of the mobile phone, for example, by simply placing the mobile phone on the charging pad without connecting a separate charging connector.

무선으로 전기 에너지를 전달하는 방식은, 전기 에너지를 전달하는 원리에 따라 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 및 전자기파 방식으로 구분할 수 있다. The method of wirelessly transmitting electrical energy can be classified into a magnetic induction method, a magnetic resonance method, and an electromagnetic wave method according to a principle of transmitting electrical energy.

자기 유도 방식은 송신부 코일과 수신부 코일 사이에서 전기가 유도되는 현상을 이용하여 전기 에너지를 전달하는 방식이다. The magnetic induction method is a method of transmitting electric energy by using a phenomenon in which electricity is induced between the transmitting unit coil and the receiving unit coil.

자기 공진 방식은 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에 에너지가 집중적으로 전달되는 방식이다. The magnetic resonance method is a method in which energy is intensively transmitted to a receiver coil designed with the same resonance frequency by generating a magnetic field that vibrates at a resonant frequency in a transmitter coil.

전자기파 또는 마이크로파 방식은 송신부에서 발생된 전자기파를 수신부에서 여러 개의 렉테나를 이용하여 전자기파를 수신하여 전기 에너지로 변환하는 방식이다. The electromagnetic wave or microwave method is a method of converting the electromagnetic wave generated in the transmitting unit into electric energy by receiving the electromagnetic wave using a plurality of rectennas in the receiving unit.

한편, 무선 전력 전송 기술은 송신부 코일과 수신부 코일의 자기 공진 결합(magnetic resonant coupling)의 형태 내지 강도에 따라 유연하게 결합된 무선 전력 전송 기술(flexibly coupled wireless power transfer technology, 이하 'flexibly coupled technology')과 단단하게 결합된 무선 전력 전송 기술(tightly coupled wireless power transfer technology, 이하 'tightly coupled technology ')으로 구분될 수 도 있다. On the other hand, wireless power transmission technology is a wireless power transfer technology that is flexibly coupled according to the shape or strength of the magnetic resonant coupling between the transmitter coil and the receiver coil (hereinafter'flexibly coupled technology'). It may be classified as a tightly coupled wireless power transfer technology (hereinafter referred to as'tightly coupled technology').

이때, 'flexibly coupled technology'의 경우 하나의 송신부 공진기와 다수의 수신부 공진기들 사이에 자기 공진 결합이 형성될 수 있기 때문에, 동시 다중 충전(Concurrent Multiple Charging)이 가능할 수 있다. In this case, in the case of'flexibly coupled technology', since a self-resonant coupling may be formed between one transmitter resonator and a plurality of receiver resonators, concurrent multiple charging may be possible.

이때, 'tightly coupled technology '는 단지 하나의 송신부 코일과 하나의 수신부 코일 간의 전력 전송(one-to-one power transmission) 만이 가능한 기술일 수 있다.In this case, the'tightly coupled technology' may be a technology capable of only one-to-one power transmission between one transmitter coil and one receiver coil.

무선 전력 전송 시스템은 가정, 사무실, 공항, 열차 안 등 복잡한 무선채널 환경에서 적용될 수 있다. The wireless power transmission system can be applied in complex wireless channel environments such as homes, offices, airports, and trains.

또한, 무선 전력 전송 시스템은 3차원 공간에서 비콘 측위기술 등을 바탕으로 배열 안테나의 3차원 빔패턴을 합성하여 무선기기/IoT 디바이스/웨어러블 기기를 충전하는 환경에도 적용될 수 있다. In addition, the wireless power transmission system can be applied to an environment in which a wireless device/IoT device/wearable device is charged by synthesizing a 3D beam pattern of an array antenna based on a beacon positioning technology in a 3D space.

한편, 기존의 무선 전력 전송 시스템의 경우, 안테나, RF 모듈 및 제어부가 각각 따로 설계되어 배치되며, 이러한 각 파트의 설계는 전체 시스템의 크기를 크게하는 문제가 있다.Meanwhile, in the case of a conventional wireless power transmission system, an antenna, an RF module, and a control unit are separately designed and disposed, and the design of each part has a problem of increasing the size of the entire system.

한국공개특허 제10-2017-0094741호, "협대역 안테나 모듈용 패치 안테나 및 이를 포함하는 협대역 안테나 모듈"Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2017-0094741, "Patch antenna for narrow-band antenna module and narrow-band antenna module including the same"

본 발명은 가정, 사무실, 공항, 열차 안 등 복잡한 무선채널 환경에서 적용될 수 있는 무선 전력 전송 시스템을 제공하고자 한다. The present invention is to provide a wireless power transmission system that can be applied in a complex wireless channel environment such as home, office, airport, train.

또한, 본 발명은 안테나, RF보드 및 제어보드가 일체형으로 형성된 저가 및 소형화된 송수신 모듈을 구비하는 무선 전력 전송 시스템을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a wireless power transmission system having a low-cost and miniaturized transmission and reception module in which an antenna, an RF board, and a control board are integrally formed.

일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈은 안테나와, 안테나와 연결되는 RF 보드 및 RF 보드와 연결되는 제어보드를 포함한다. A wireless power transmission/reception module according to an embodiment includes an antenna, an RF board connected to the antenna, and a control board connected to the RF board.

일측에 따르면, 안테나는 패치(Patch) 안테나, 인쇄형 다이폴(Printed dipole) 안테나 및 스파이럴(Spiral) 안테나 중 어느 하나일 수 있다. According to one side, the antenna may be any one of a patch antenna, a printed dipole antenna, and a spiral antenna.

일측에 따르면, 안테나 및 RF 보드를 연결하는 기판을 더 포함할 수 있다. According to one side, it may further include a substrate connecting the antenna and the RF board.

일측에 따르면, 안테나는 기판의 양면 중 어느 한면에 배치되고, RF 보드 및 제어보드는 기판의 양면 중 안테나가 부착되지 않은 다른 한면에 배치될 수 있다.According to one side, the antenna may be disposed on one of both sides of the substrate, and the RF board and the control board may be disposed on the other side of the substrate to which the antenna is not attached.

일측에 따르면, 기판은 제1 유전체 기판과, 제1 유전체 기판의 하부에 배치되는 접지층 및 접지층 하부에 배치되는 제2 유전체 기판을 포함할 수 있다.According to one side, the substrate may include a first dielectric substrate, a ground layer disposed under the first dielectric substrate, and a second dielectric substrate disposed under the ground layer.

일측에 따르면, RF 보드는 제어보드와 디지털 커넥터를 통해 연결될 수 있다. According to one side, the RF board may be connected to the control board through a digital connector.

일측에 따르면, RF 보드는 위상 천이기, 증폭기 및 감쇄기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one side, the RF board may include at least one of a phase shifter, an amplifier, and an attenuator.

일측에 따르면, RF 보드 및 제어보드는 적어도 둘 이상의 안테나와 연결될 수 있다. According to one side, the RF board and the control board may be connected to at least two or more antennas.

일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈은 안테나와, 안테나와 연결되는 기판 및 기판과 연결되고, RF부와 제어부를 구비하는 RF부 및 제어부 일체형 보드를 포함할 수 있다. The wireless power transmission/reception module according to an exemplary embodiment may include an antenna, an RF unit and a control unit integrated board connected to an antenna, a substrate connected to the antenna, and a substrate and including an RF unit and a control unit.

일측에 따르면, RF부는 위상 천이기, 증폭기 및 감쇄기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. According to one side, the RF unit may include at least one of a phase shifter, an amplifier, and an attenuator.

본 발명에 따르면, 가시 거리 및 비 가시거리 환경에서 3차원 공간에 대한 선택적인 무선 전력 전송을 효율적으로 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to efficiently provide selective wireless power transmission in a 3D space in a visible and non-visible environment.

본 발명에 따르면, 송수신 모듈의 안테나, RF보드 및 제어보드를 일체형으로 형성함으로써, 송수신 모듈을 소형 및 저가로 구현할 수 있다. According to the present invention, by integrally forming the antenna, the RF board, and the control board of the transmission/reception module, the transmission/reception module can be implemented in small size and low cost.

도 1은 무선 전력 전송 시스템이 적용되는 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 도 1과 같은 환경에서 다양한 방식으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에서 무선 충전 패드부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 패드부의 무선 충전 패드의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 무선 충전 패드에 충전 대상 디바이스가 놓인 경우 무선 충전 패드의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 구동 제어부 및 코일 구동부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 코일 구동부의 구성 예 및 소형 전력 전송 코일과 코일 구동부의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2에서 근접장 전력 전송부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 2에서 마이크로파 전력 전송부의 구성 및 동작 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 2에서 마이크로파 전력 전송부의 다른 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 마이크로파 전력 전송부의 빔 형성 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈의 다른 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.
도 16은 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 형상 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 어레이를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.
도 19는 도 18에 도시된 자기장 발생 장치의 형상 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.
도 21는 도 20에 도시된 자기장 발생 장치의 형상과 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 도 20에 도시된 자기장 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 방법의 흐름도이다.1 is an exemplary diagram for explaining an environment to which a wireless power transmission system is applied.
FIG. 2 is a diagram for describing a wireless power transmission device capable of transmitting power in various ways in the environment shown in FIG. 1.
3 is a diagram for describing an example of a configuration of a wireless charging pad unit in FIG. 2.
4 is a view for explaining a configuration example of a wireless charging pad of the wireless charging pad unit according to an embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example of a wireless charging pad when a device to be charged is placed on the wireless charging pad illustrated in FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a driving control unit and a coil driving unit shown in FIG. 3.
7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a coil driving unit and a connection relationship between a small power transmission coil and a coil driving unit according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram for describing an example of a configuration of a near-field power transmission unit in FIG. 2.
9 is a diagram illustrating a configuration and an operating environment of a microwave power transmission unit in FIG. 2.
10 is a diagram for explaining another configuration example of a microwave power transmission unit in FIG. 2.
11 is a diagram for explaining a beam forming method of the microwave power transmission unit shown in FIG. 10.
12 is a diagram illustrating a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.
13 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.
14 is a diagram illustrating another implementation example of a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.
15 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 15.
17 is a diagram illustrating an array of the magnetic field generating device shown in FIG. 15.
18 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to another embodiment of the present invention.
19 is a view for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG.
20 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to another embodiment of the present invention.
21 is a view for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 20.
22 is a view for explaining the operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 20.
23 is a flowchart of a method of generating a magnetic field according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements in which the recited component, step, operation and/or element is Or does not preclude additions.

본 명세서에서 사용되는 “실시예”, “예”, “측면”, “예시” 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “an embodiment”, “example”, “side”, “example” and the like should be construed as having a better or advantageous aspect or design than any other aspect or design described. It is not.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다. In addition, the term'or' means an inclusive OR'inclusive or' rather than an exclusive OR'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or unless clear from context, the expression'x uses a or b'means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression ("a" or "an") used in this specification and claims generally means "one or more" unless otherwise stated or unless it is clear from the context that it relates to the singular form. Should be interpreted as.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second used in the specification and claims may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express an embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 무선 전력 전송 시스템이 적용되는 환경을 설명하기 위한 예시도이다. 1 is an exemplary diagram for explaining an environment to which a wireless power transmission system is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 환경은 가정의 거실, 룸(room), 사무실, 공항, 열차와 같은 3차원 공간일 수 있다. As shown in FIG. 1, the wireless power transmission environment may be a three-dimensional space such as a living room, room, office, airport, and train of a home.

3차원 공간 상에서 전력 전송은 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식의 근접 장 전송(Near field Wireless Power Transform)을 사용할 수 있다. 또한, 전력 수신 장치의 위치나 종류에 따라 근거리 및 원거리를 커버할 수 있는 원거리 전송(Far field Wireless Power Transform)이 사용될 수 있다. Power transmission in a three-dimensional space may use a magnetic induction method or a magnetic resonance method of near field transmission (Near Field Wireless Power Transform). In addition, a far field wireless power transform capable of covering a short distance and a far distance may be used according to the location or type of the power receiving device.

한편, 전력 수신 장치는 통신 디바이스일 수 있고, 3차원 공간 상에는 전자기파로부터 에너지를 수집할 수 있는 RF Harvesting Device가 구비될 수 도 있다. Meanwhile, the power receiving apparatus may be a communication device, and an RF Harvesting Device capable of collecting energy from an electromagnetic wave may be provided in a three-dimensional space.

도 2는 도 1과 같은 환경에서 다양한 방식으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a diagram for describing a wireless power transmission device capable of transmitting power in various ways in the environment shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 전력 전송 장치는 무선 충전 패드부(210), 근접장 전력 전송부(220) 및 마이크로파 전력 전송부(230) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the power transmission device may include at least one of a wireless charging pad unit 210, a near field power transmission unit 220, and a microwave power transmission unit 230.

다시 말해, 도 2에 무선 충전 패드부(210), 근접장 전력 전송부(220) 및 마이크로파 전력 전송부(230)가 모두 도시되어 있으나, 3차원 공간 환경에 따라 어느 하나의 전력 전송 방식을 사용하는 전력 전송 장치만이 구비될 수 도 있다. In other words, although all of the wireless charging pad unit 210, the near-field power transmission unit 220, and the microwave power transmission unit 230 are shown in FIG. 2, any one power transmission method is used according to the three-dimensional space environment. Only a power transmission device may be provided.

따라서, 이하의 설명에서 무선 전력 전송 장치 또는 전력 전송 장치는 무선 충전 패드부(210), 근접장 전력 전송부(220) 및 마이크로파 전력 전송부(230) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Accordingly, in the following description, it should be understood that the wireless power transmission device or the power transmission device includes at least one of the wireless charging pad unit 210, the near field power transmission unit 220, and the microwave power transmission unit 230.

제어부(240)는 무선 충전 패드부(210), 근접장 전력 전송부(220) 및 마이크로파 전력 전송부(230) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다. The control unit 240 may control an operation of at least one of the wireless charging pad unit 210, the near field power transmission unit 220, and the microwave power transmission unit 230.

제어부(240)는 3차원 공간의 환경을 모니터링할 수 있고, 모니터링 결과에 기초하여 무선 충전 패드부(210), 근접장 전력 전송부(220) 및 마이크로파 전력 전송부(230) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 240 may monitor the environment of the 3D space, and based on the monitoring result, the operation of at least one of the wireless charging pad unit 210, the near-field power transmission unit 220, and the microwave power transmission unit 230 Can be controlled.

예를 들어, 제어부(240)는 원거리 전송이 필요 없는 경우 무선 충전 패드부(210) 및 근접장 전력 전송부(220)를 동작하도록 하고, 마이크로파 전력 전송부(230)는 동작하지 않도록 제어 기능을 수행할 수 있다. For example, when long-distance transmission is not required, the control unit 240 operates the wireless charging pad unit 210 and the near-field power transmission unit 220, and performs a control function so that the microwave power transmission unit 230 does not operate. can do.

무선 충전 패드부(210)는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전송할 수 있다. The wireless charging pad unit 210 may transmit power in a magnetic induction method or a magnetic resonance method.

근접장 전력 전송부(220)는 자기 공진 방식으로 3차원 공간에 전력을 전송할 수 있다. The near-field power transmission unit 220 may transmit power in a three-dimensional space in a self-resonant manner.

마이크로파 전력 전송부(230)는 마이크로파 전력 전송 방식으로 3차원 공간에 전력을 전송할 수 있다. The microwave power transmission unit 230 may transmit power in a three-dimensional space using a microwave power transmission method.

한편, 원거리 장(Far Field)은 송수신단 사이의 거리가 '2x(안테나길이)²/파장' 이상인 경우로 정의될 수 있다. Meanwhile, the far field may be defined as a case where the distance between the transmitting and receiving ends is ^{greater than or equal to '2x (antenna length) 2 /wavelength'.}

도 3은 도 2에서 무선 충전 패드부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for describing an example of a configuration of a wireless charging pad unit in FIG. 2.

도 3에 도시된 장치는 무선 충전 패드(도시 되지 않음)와 무선 충전 패드 구동 장치(210)를 포함할 수 있다. 이때, 무선 충전 패드는 도 4와 같이 구성될 수 있다.The device illustrated in FIG. 3 may include a wireless charging pad (not shown) and a wireless charging pad driving device 210. In this case, the wireless charging pad may be configured as shown in FIG. 4.

무선 충전 패드 구동장치는 구동 제어부(315) 및 코일 구동부(317)를 포함한다. 무선 충전 패드 구동장치는 코일 결정부(313) 및 스캐닝 제어부(311)를 더 포함할 수 있다. The wireless charging pad driving apparatus includes a driving control unit 315 and a coil driving unit 317. The wireless charging pad driving apparatus may further include a coil determination unit 313 and a scanning control unit 311.

일 실시예에 따른 무선 충전 패드 구동장치는 복수의 소형 전력 전송 코일로 구성된 무선 충전 패드의 소형 전력 전송 코일들 각각을 독립적으로 구동 제어하는 구동 제어부(315) 및 구동 제어부(315)에서 입력되는 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호에 따라 복수의 소형 전력 전송 코일 각각을 구동하는 복수의 구동 모듈로 구성될 수 있다. The wireless charging pad driving apparatus according to an embodiment includes a driving control unit 315 for independently driving and controlling each of small power transmission coils of a wireless charging pad composed of a plurality of small power transmission coils, and a second input from the driving control unit 315. It may be configured with a plurality of driving modules that drive each of a plurality of small power transmission coils according to one control signal or a second control signal.

스캐닝 제어부(311)는 복수의 소형 전력 전송 코일들로 구성된 무선 충전 패드 위의 충전 대상 디바이스를 검출하기 위해 상기 무선 충전 패드를 스캐닝한다. The scanning control unit 311 scans the wireless charging pad to detect a device to be charged on the wireless charging pad composed of a plurality of small power transmission coils.

스캐닝 제어부(311)는 각각의 소형 전력 전송 코일들의 임피던스 변화, 압력 변화 중 적어도 어느 하나를 이용하여 해당 소형 전력 전송 코일 위에 충전 대상 디바이스가 놓여 있는지를 검출 할 수 있다. The scanning control unit 311 may detect whether a charging target device is placed on the corresponding small power transmission coil by using at least one of an impedance change and a pressure change of each of the small power transmission coils.

코일 결정부(313)는 복수의 소형 전력 전송 코일 들 중 상기 충전 대상 디바이스의 하부에 위치하는 구동 대상 전력 전송 코일들을 확인하고, 상기 복수의 소형 전력 전송 코일 들 중 상기 구동 대상 전력 전송 코일들을 감싸는 주변 전력 전송 코일들을 확인한다. The coil determination unit 313 checks the power transmission coils to be driven located under the device to be charged among the plurality of small power transmission coils, and wraps the power transmission coils to be driven among the plurality of small power transmission coils. Check the surrounding power transmission coils.

구동 제어부(315)는 상기 구동 대상 전력 전송 코일들에 제1 위상을 갖는 제1 구동 전압을 인가하도록 제1 제어 신호를 생성하고, 상기 주변 전력 전송 코일들에 상기 제1 위상과 다른 위상을 갖는 제2 구동 전압을 인가하도록 제2 제어 신호를 생성할 수 있다. The driving control unit 315 generates a first control signal to apply a first driving voltage having a first phase to the power transmission coils to be driven, and has a phase different from the first phase to the peripheral power transmission coils. A second control signal may be generated to apply a second driving voltage.

이때, 구동 대상 전력 전송 코일은 충전 대상 디바이스에 매칭되는 소형 전력 전송 코일 일 수 있다. '충전 대상 디바이스에 매칭된다'는 것은 충전 대상 디바이스의 하부에 위치하거나 충전 대상 디바이스로 전력을 전송할 수 있도록 충전 대상 디바이스의 주변에 있는 것을 의미할 수 있다. In this case, the power transmission coil to be driven may be a small power transmission coil that matches the device to be charged. “Matching the device to be charged” may mean that it is located under the device to be charged or is in the vicinity of the device to be charged so that power can be transmitted to the device to be charged.

이때, 제1 제어 신호는 도 6 및 도 7에서 'A'로 표시한 신호와 'A' 신호와 위상이 반대인 'B' 신호 중 'A' 신호를 선택하도록 코일 구동부(317)를 제어하는 'Select' 신호 일 수 있다. In this case, the first control signal controls the coil driver 317 to select the'A' signal among the signal indicated by'A' in FIGS. 6 and 7 and the'B' signal whose phase is opposite to that of the'A' signal. May be a'Select' signal.

또한, 제2 제어 신호는 도 6 및 도 7에서 'A'로 표시한 신호와 'A' 신호와 위상이 반대인 'B' 신호 중 'B' 신호를 선택하도록 코일 구동부(317)를 제어하는 'Select' 신호 일 수 있다.In addition, the second control signal controls the coil driver 317 to select the'B' signal from among the signal indicated by'A' in FIGS. 6 and 7 and the'B' signal whose phase is opposite to that of the'A' signal. May be a'Select' signal.

코일 구동부(317)는 상기 제1 구동 신호 및 상기 제2 구동 신호를 무선 충전 패드에 인가한다. The coil driver 317 applies the first driving signal and the second driving signal to the wireless charging pad.

도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 패드부의 무선 충전 패드의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a configuration example of a wireless charging pad of the wireless charging pad unit according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 복수의 소형 전력 전송 코일들(410)은 무선 충전 패드 상에 겹쳐지지 않는 구조인 테셀레이션(tesselation) 구조로 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4, a plurality of small power transmission coils 410 may be disposed in a tesselation structure that does not overlap on a wireless charging pad.

또한, 도 5는 무선 충전 패드상에 충전 대상 디바이스인 'DEVICE'가 놓여 있는 예를 나타낸다. In addition, FIG. 5 shows an example in which a device to be charged,'DEVICE', is placed on a wireless charging pad.

이때, 전체 소형 전력 전송 코일 들 중 'DEVICE'가 위치하고 있는 육각형 굵은 선 내부의 소형 전력 전송 코일 들만 동작 하도록 제어 될 수 있다.At this time, it can be controlled to operate only the small power transmission coils inside the thick hexagonal line where the'DEVICE' is located among all the small power transmission coils.

도 5는 도 4에 도시된 무선 충전 패드에 충전 대상 디바이스가 놓인 경우 무선 충전 패드의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example of a wireless charging pad when a device to be charged is placed on the wireless charging pad illustrated in FIG. 4.

도 3 및 도 5를 참조하면, 스캐닝 제어부(311)는 각각의 소형 전력 전송 코일들의 임피던스 변화, 압력 변화 중 적어도 어느 하나를 이용하여 해당 소형 전력 전송 코일 위에 충전 대상 디바이스가 놓여 있는지를 검출 할 수 있다.3 and 5, the scanning control unit 311 can detect whether a charging target device is placed on the corresponding small power transmission coil by using at least one of an impedance change and a pressure change of each small power transmission coil. have.

예를 들어, 임피던스 변화를 이용하여 스캐닝하는 경우 충전 대상 디바이스가 놓인 코일의 경우 기 설정된 범위를 벗어나는 임피던스 변화가 발생하면 해당 코일 위에 충전 대상 디바이스가 놓인 것으로 판단할 수 있다. For example, in the case of scanning using a change in impedance, in the case of a coil on which the device to be charged is placed, it may be determined that the device to be charged is placed on the coil when an impedance change that is outside a preset range occurs.

또한, 각각의 소형 전력 전송 코일에 압력 감지 센서가 구비된 경우 충전 대상 디바이스가 놓인 압력 감지 센서는 압력 변화를 통해 디바이스를 검출 할 수 있다. In addition, when a pressure sensor is provided in each of the small power transmission coils, the pressure sensor on which the device to be charged is placed may detect the device through a pressure change.

스캐닝 제어부(311)는 무선 충전 패드를 스캐닝함으로써, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 코일들 위에 충전 대상 디바이스가 위치하고 있음을 검출할 수 있다.The scanning control unit 311 scans the wireless charging pad to detect that the charging target device is located on the 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 coils. I can.

스캐닝 제어부(311)에서 스캐닝을 수행한 결과, 충전 대상 디바이스가 놓인 위치의 하부에 구비된 코일들이 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 코일들로 검출된 경우, 코일 결정부(313)는 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 코일들 각각이 구동 대상 전력 전송 코일들임을 확인할 수 있다. As a result of scanning performed by the scanning control unit 311, coils provided below the position where the charging target device is placed are 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 When detected as coils, the coil determination unit 313 indicates that each of the 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 coils are power transmission coils to be driven. I can confirm.

또한, 코일 결정부(313)는 복수의 소형 전력 전송 코일 들 중 상기 구동 대상 전력 전송 코일들인 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 코일들을 감싸는 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 16, 22, 24, 29, 32, 33, 34, 35, 36번 코일들이 주변 전력 전송 코일들임을 확인할 수 있다. In addition, the coil determination unit 313 includes 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 coils which are the driving target power transmission coils among a plurality of small power transmission coils. It can be seen that coils 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 16, 22, 24, 29, 32, 33, 34, 35, and 36 surrounding them are peripheral power transmission coils.

도 5에 도시된 예에서, 시계 방향 화살표는 제1 위상을 의미하고, 반 시계 방향 화살표는 제2 위상을 의미한다.In the example shown in FIG. 5, a clockwise arrow indicates a first phase, and a counterclockwise arrow indicates a second phase.

코일 구동부(317)는 제1 제어 신호를 입력 받은 경우 제1 구동 신호를 해당 소형 전력 전송 코일로 출력하고, 제2 제어 신호를 입력 받은 경우 제2 구동 신호를 해당 소형 전력 전송 코일로 출력할 수 있다. The coil driver 317 may output a first driving signal to a corresponding small power transmission coil when receiving a first control signal, and output a second driving signal to a corresponding small power transmission coil when receiving a second control signal. have.

예를 들어, 코일 구동부(317)는 구동 대상 전력 전송 코일들인 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28 코일들 각각에 제1 구동 신호를 출력하고, 주변 전력 전송 코일들인 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 16, 22, 24, 29, 32, 33, 34, 35, 36 코일들 각각에 제2 구동 신호를 출력할 수 있다. For example, the coil driver 317 transmits a first driving signal to each of the 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, and 28 coils that are target power transmission coils. Output, and output a second drive signal to each of the 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 16, 22, 24, 29, 32, 33, 34, 35, 36 coils, which are peripheral power transmission coils. I can.

이와 같이, 충전 대상 디바이스가 위치한 곳에 놓인 코일들을 동작 시킴으로써 충전 대상 디바이스에 전력이 전송되도록 하고, 충전 대상 디바이스가 위치한 코일들 주변의 코일들은 반대 위상을 갖도록 동작 시킴으로써, 충전 대상 디바이스로 향하는 자기력 선이 증가하고 외부로 퍼지는 자기력 선은 감소시킬 수 있다. In this way, by operating the coils placed where the charging target device is located, power is transmitted to the charging target device, and the coils around the coils where the charging target device are located have opposite phases, so that the magnetic force line directed to the charging target device is The lines of magnetic force that increase and spread outward can be reduced.

따라서, 충전 대상 디바이스로 전송하는 전력을 증가시키는 경우에도 전력 전송 효율을 유지하고 외부에 자기력선이 미치는 영향을 줄일 수 있다.Accordingly, even when the power transmitted to the device to be charged is increased, the power transmission efficiency can be maintained and the influence of the magnetic field line on the outside can be reduced.

도 6은 도 3에 도시된 구동 제어부 및 코일 구동부의 구성예를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a driving control unit and a coil driving unit shown in FIG. 3.

도 6에 도시된 예는 하나의 구동 제어부(제1 구동 제어부, 631)가 4개의 구동 모듈들(642, 643, 645, 647)을 제어하는 예를 나타낸다. The example shown in FIG. 6 shows an example in which one driving control unit (first driving control unit 631) controls four driving modules 642, 643, 645, and 647.

다시 말해, 도 9에 도시되지는 않았지만, 구동 제어부는 제1 구동 제어부(931)외에 제2 구동 제어부 및 제3 구동 제어부 등 복수로 구비될 수 있다. In other words, although not shown in FIG. 9, the driving control unit may be provided in plural, such as the second driving control unit and the third driving control unit in addition to the first driving control unit 931.

이때, 제1 구동 제어부(931)는 8개의 출력 신호 단자(601~908)를 갖는 쉬프트 레지스터일 수 있다. In this case, the first driving control unit 931 may be a shift register having eight output signal terminals 601 to 908.

따라서, 쉬프트 레지스터와 같은 제1 구동 제어부(931)를 캐스케이딩 형태로 연결하는 경우 소형 전력 전송 코일들을 개별적으로 구동시키기 위한 회로는 선형적으로 확장될 수 있다. Accordingly, when the first driving control unit 931, such as a shift register, is connected in a cascading form, a circuit for individually driving small power transmission coils may be linearly expanded.

구동 모듈들(642, 643, 645, 647) 각각은 소형 전력 전송 코일에 연결 될 수 있다. Each of the driving modules 642, 643, 645, and 647 may be connected to a small power transmission coil.

예를 들어, 제1 구동 모듈(642)은 제1 소형 전력 전송 코일에 연결되고, 제2 구동 모듈(643)은 제2 소형 전력 전송 코일에 연결되고, 제3 구동 모듈(645)은 제3 소형 전력 전송 코일에 연결되고, 제4 구동 모듈(647)은 제4 소형 전력 전송 코일에 연결될 수 있다. For example, the first driving module 642 is connected to a first small power transmission coil, a second driving module 643 is connected to a second small power transmission coil, and the third driving module 645 is connected to a third small power transmission coil. It is connected to the small power transmission coil, and the fourth driving module 647 may be connected to the fourth small power transmission coil.

따라서, 무선 충전 패드에 36개의 소형 전력 전송 코일이 구비된 경우, 무선 충전 구동 장치는 36개의 구동 모듈 및 9개의 구동 제어부를 포함할 수 있다. Accordingly, when 36 small power transmission coils are provided in the wireless charging pad, the wireless charging driving apparatus may include 36 driving modules and 9 driving control units.

따라서, 일 실시예에 따른 무선 충전 패드의 구동 장치는 복수의 소형 전력 전송 코일로 구성된 제1 무선 충전 모듈의 소형 전력 전송 코일들 각각을 독립적으로 구동 제어하는 제1 구동 제어부 및 복수의 소형 전력 전송 코일로 구성된 제2 무선 충전 모듈의 소형 전력 전송 코일들 각각을 독립적으로 구동 제어하는 제2 구동 제어부를 포함할 수 있다. Accordingly, the driving apparatus of the wireless charging pad according to an embodiment includes a first driving control unit for independently driving and controlling each of the small power transmission coils of the first wireless charging module composed of a plurality of small power transmission coils and a plurality of small power transmission. It may include a second driving control unit for independently driving and controlling each of the small power transmission coils of the second wireless charging module composed of a coil.

이때, 제2 구동 제어부의 일단은 상기 제1 구동 제어부에 연결되고, 상기 제2 구동 제어부의 타단은 제3 구동 제어부에 연결되어 무선 충전 모듈의 확장을 지원할 수 있다.In this case, one end of the second driving control unit is connected to the first driving control unit, and the other end of the second driving control unit is connected to a third driving control unit to support expansion of the wireless charging module.

다시 도 9를 참조하면, 코일 구동부는 복수의 소형 전력 전송 코일들 각각에 연결되는 복수의 구동 모듈들(642, 643, 645, 647)을 포함한다. Referring back to FIG. 9, the coil driver includes a plurality of driving modules 642, 643, 645, and 647 connected to each of the plurality of small power transmission coils.

또한, 코일 구동부는 제1 위상을 갖는 제1 스위칭 신호(A) 및 상기 제2 위상을 갖는 제2 스위칭 신호(B)를 상기 복수의 구동 모듈(642, 643, 645, 647) 각각에 인가하는 2개의 버스 라인을 포함할 수 있다. In addition, the coil driver applies a first switching signal (A) having a first phase and a second switching signal (B) having the second phase to each of the plurality of driving modules (642, 643, 645, 647). It can contain two bus lines.

제1 구동 제어부(631)는 각각의 구동 모듈로 해당 구동 모듈이 동작하도록 제어하는 인에이블(enable) 신호와 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 인가한다. The first driving control unit 631 applies an enable signal and a first control signal or a second control signal for controlling the driving module to operate to each driving module.

제1 구동 제어부(631)는 구동 대상 전력 전송 코일들 및 상기 주변 전력 전송 코일들 각각에 연결된 구동 모듈들에 인에이블(enable) 신호를 인가하고, 상기 제1 제어 신호 또는 상기 제2 제어 신호를 상기 인에이블(enable) 신호가 인가되는 구동 모듈들에 인가할 수 있다. The first driving control unit 631 applies an enable signal to driving target power transmission coils and driving modules connected to each of the peripheral power transmission coils, and receives the first control signal or the second control signal. It may be applied to driving modules to which the enable signal is applied.

예를 들어, 제1 구동 모듈(642)이 구동 대상 전력 전송 코일에 연결된 구동 모듈인 경우, 참조부호 601단자로 인에이블 신호가 출력되고, 참조부호 602 단자로 제1 제어 신호가 출력될 수 있다. For example, when the first driving module 642 is a driving module connected to a power transmission coil to be driven, an enable signal may be output to a terminal 601 and a first control signal may be output to a terminal 602. .

예를 들어, 제4 구동 모듈(647)이 주변 전력 전송 코일에 연결된 구동 모듈인 경우, 참조부호 607단자로 인에이블 신호가 출력되고, 참조부호 608 단자로 제2 제어 신호가 출력될 수 있다.For example, when the fourth driving module 647 is a driving module connected to a peripheral power transmission coil, an enable signal may be output to a terminal 607, and a second control signal may be output to a terminal 608.

도 7은 일 실시예에 따른 코일 구동부의 구성 예 및 소형 전력 전송 코일과 코일 구동부의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a coil driving unit and a connection relationship between a small power transmission coil and a coil driving unit according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 참조부호 710은 하나의 소형 전력 전송 코일의 등가 회로를 나타낸다. Referring to FIG. 7, reference numeral 710 denotes an equivalent circuit of one small power transmission coil.

소형 전력 전송 코일(710)의 일단은 구동전압 Vcc 가 연결되고 타 단은 코일 구동부 내에 구비된 스위칭 소자(720)에 연결될 수 있다. One end of the small power transmission coil 710 may be connected to a driving voltage Vcc and the other end may be connected to a switching element 720 provided in the coil driver.

이때, 코일 구동부는 소형 전력 전송 코일(710)에 연결되는 스위칭 소자(720), 멀티플렉서(750) 및 앤드 게이트(And gate) 소자(760)를 포함할 수 있다. In this case, the coil driver may include a switching element 720 connected to the small power transmission coil 710, a multiplexer 750, and an AND gate element 760.

코일 구동부는 참조부호 730 단자를 통해 인에이블 신호를 입력 받고, 참조부호 740 단자를 통해 제어 신호를 입력 받을 수 있다. The coil driver may receive an enable signal through a terminal 730 and a control signal through a terminal 740.

이때, 멀티플렉서(750)는 740 단자를 통해 입력되는 제어신호가 제1 제어 신호인 경우 제1 스위칭 신호인 A 신호를 출력하고, 740 단자를 통해 입력되는 제어신호가 제2 제어 신호인 경우 제2 스위칭 신호인 B 신호를 출력할 수 있다. At this time, the multiplexer 750 outputs the A signal, which is a first switching signal, when the control signal input through the 740 terminal is the first control signal, and when the control signal input through the 740 terminal is the second control signal, the second control signal is The B signal, which is a switching signal, can be output.

앤드 게이트(And gate) 소자(760)는 730 단자를 통해 입력되는 인에이블 신호 및 멀티플렉서(750)의 출력신호를 입력 받아 스위칭 소자(720)를 제어할 수 있다. The AND gate device 760 may control the switching device 720 by receiving an enable signal input through a terminal 730 and an output signal of the multiplexer 750.

예를 들어, 소형 전력 전송 코일(710)이 구동 대상 전력 전송 코일인 경우, 740 단자로 제1 제어 신호가 입력되고, 스위칭 소자(720)는 도 11에 도시된 A 신호와 같은 스위칭 신호에 의해 온/오프(On/Off)될 수 있다. For example, when the small power transmission coil 710 is a power transmission coil to be driven, a first control signal is input to the terminal 740, and the switching element 720 is applied by a switching signal such as signal A shown in FIG. It can be turned on/off.

스위칭 소자(720)의 온/오프(On/Off)에 따라 구동 전압 Vcc가 소형 전력 전송 코일(710)에 인가됨으로써, 소형 전력 전송 코일(710)은 제1 위상을 갖는 제1 구동 전압으로 동작하게 된다. As the driving voltage Vcc is applied to the small power transmission coil 710 according to the switching element 720 on/off, the small power transmission coil 710 operates as a first driving voltage having a first phase. It is done.

예를 들어, 스위칭 소자(720)가 NMOS 트랜지스터인 경우, NMOS 트랜지스터가 온(On)되는 시간 구간에서 소형 전력 전송 코일(710)의 캐패시터는 충전이 되고, NMOS 트랜지스터가 오프(Off)되는 시간 구간에서 소형 전력 전송 코일(710)의 캐패시터는 방전이 일어나게 되며, 이러한 충전 및 방전의 반복을 통해 인덕터의 자기장이 제어될 수 있다.For example, when the switching element 720 is an NMOS transistor, the capacitor of the small power transfer coil 710 is charged during the time period in which the NMOS transistor is turned on, and the time period in which the NMOS transistor is turned off. In the capacitor of the small power transmission coil 710 is discharged, the magnetic field of the inductor may be controlled through repetition of such charging and discharging.

도 8은 도 2에서 근접장 전력 전송부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for describing an example of a configuration of a near-field power transmission unit in FIG. 2.

도 8을 참조하면, 근접장 전력 전송부는 복수의 전력 전송 코일을 포함하는 코일부(810), 전력 분배기(815), 제1 증폭부(820), 제2 증폭부(830), 위상 변위기(840) 및 제어부(850)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the near-field power transmission unit includes a coil unit 810 including a plurality of power transmission coils, a power divider 815, a first amplifier 820, a second amplifier 830, and a phase shifter ( 840) and a control unit 850 may be included.

코일부(810)는 자기 공진 방식으로 수신 코일로 무선 전력을 전송한다. The coil unit 810 transmits wireless power to the receiving coil in a magnetic resonance method.

예를 들어, 코일부(810)는 2개의 자기 공진 코일(811, 813)을 포함할 수 있다. For example, the coil unit 810 may include two magnetic resonance coils 811 and 813.

제1 자기 공진 코일(811)과 제2 자기 공진 코일(813)은 각각 단일 수신 코일과 자기 결합을 형성함으로써, 무선으로 전력을 전송할 수 있다. The first magnetic resonance coil 811 and the second magnetic resonance coil 813 form magnetic couplings with a single receiving coil, respectively, so that power may be transmitted wirelessly.

이와 같이 복수의 송신 코일과 단일 수신 코일로 구성되는 환경을 Multi Input Single Output(MISO) 시스템이라 표현할 수 있다.In this way, an environment composed of a plurality of transmitting coils and a single receiving coil can be expressed as a Multi Input Single Output (MISO) system.

한편, 단일 송신 코일 또는 단일 송신기와 단일 수신 장치로 구성되는 환경은 Single Input Single Output(SISO) 시스템이라 표현할 수 있다.Meanwhile, an environment composed of a single transmitting coil or a single transmitter and a single receiving device can be expressed as a Single Input Single Output (SISO) system.

MISO 시스템은 SISO 시스템에 비해 효율적으로 전력을 전송할 수 있고, 전력 수신 장치가 이동하는 환경에서도 SISO 시스템에 비해 우수한 성능을 가질 수 있다. The MISO system can transmit power more efficiently than the SISO system, and can have superior performance compared to the SISO system even in an environment in which the power receiving device moves.

다만, MISO 시스템도 송신 코일과 수신 코일의 정렬 상태에 따라 자기 결합이 크게 영향을 받을 수 있다. However, in the MISO system, magnetic coupling may be greatly affected by the alignment of the transmitting coil and the receiving coil.

제1 자기 공진 코일(811)과 제2 자기 공진 코일(813)로 공급되는 전류의 위상을 다르게 제어하는 경우, 송신 코일과 수신 코일의 정렬 상태에 크게 영향을 받지 않고 자기 결합이 형성될 수 있다. When the phase of the current supplied to the first magnetic resonance coil 811 and the second magnetic resonance coil 813 is controlled differently, magnetic coupling may be formed without being significantly affected by the alignment of the transmitting coil and the receiving coil. .

전력 분배기(815)는 전원으로부터 공급되는 전력을 분배하고, 분배된 전력을 제1 증폭부(820)와 위상 변위기(840)로 출력할 수 있다. The power divider 815 may distribute power supplied from a power source and output the distributed power to the first amplifier 820 and the phase shifter 840.

위상 변위기(840)는 입력된 전력의 위상을 변경할 수 있다. The phase shifter 840 may change the phase of the input power.

위상 변위기(840)는 입력 전류의 위상을 조정함으로써, 제2 증폭부(830)로 공급되는 전류의 위상을 조정할 수 있다. The phase shifter 840 may adjust the phase of the current supplied to the second amplifier 830 by adjusting the phase of the input current.

따라서, 제1 자기 공진 코일(811)과 제2 자기 공진 코일(813)로 공급되는 전류의 위상은 다르게 조정될 수 있다. Accordingly, the phases of the current supplied to the first magnetic resonance coil 811 and the second magnetic resonance coil 813 may be adjusted differently.

예를 들어, 제1 자기 공진 코일(811)과 제2 자기 공진 코일(813)로 공급되는 전류의 위상차는 0~180도(degree)로 설정될 수 있다. For example, a phase difference between the current supplied to the first magnetic resonance coil 811 and the second magnetic resonance coil 813 may be set to 0 to 180 degrees.

이러한 위상 제어를 통해 MISO 시스템에서 수신기의 움직임에 의한 효율 저하 문제를 해소할 수 있다. Through this phase control, it is possible to solve the problem of efficiency deterioration due to the movement of the receiver in the MISO system.

도 9는 도 2에서 마이크로파 전력 전송부의 구성 및 동작 환경을 설명하기 위한 도면이다. 9 is a diagram illustrating a configuration and an operating environment of a microwave power transmission unit in FIG. 2.

도 9를 참조하면, 마이크로파 전력 전송부는 복수의 안테나 소자(element1, element2,,,elementN)를 포함하는 어레이 안테나부(930)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the microwave power transmission unit may include an array antenna unit 930 including a plurality of antenna elements (element1, element2, and, elementN).

어레이 안테나부(930)는 복수의 안테나 소자들 각각에 대한 위상 및 분포 전류의 크기 등을 제어함으로써, 방사 특성을 조정할 수 있다. The array antenna unit 930 may adjust radiation characteristics by controlling a phase and a magnitude of a distributed current for each of the plurality of antenna elements.

이때, 각각의 방사 소자의 급전 위상을 조절하여, 수신 안테나의 위치에서 전기장이 동위상으로 더해지게 함으로써 수신 전력을 최대화 할 수 있다.At this time, by adjusting the feeding phase of each radiating element, the electric field is added in phase at the location of the receiving antenna, thereby maximizing the received power.

일반적으로, 배열 안테나로부터 수신 안테나 사이의 거리는 매우 먼 거리로 가정한다. 따라서, 안테나 사이의 전력 전송 효율은 배열 안테나의 각 안테나 소자로부터 수신 안테나 사이의 거리는 같다고 가정한 후에 수학식 1의 Friis 공식을 적용하여 계산될 수 있다. In general, it is assumed that the distance between the array antenna and the receiving antenna is a very long distance. Accordingly, the power transmission efficiency between antennas can be calculated by applying the Friis formula of Equation 1 after assuming that the distance between each antenna element of the array antenna and the receiving antenna is the same.

[수학식 1][Equation 1]

수학식 1에서, P_r은 수신 전력, P_t는 송신 전력, R은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 거리, G_t는 송신 안테나의 이득, G_r은 수신 안테나의 이득을 나타낸다. In Equation 1, P _r is the reception power, P _t is the transmission power, R is the distance between the transmission antenna and the reception antenna, G _t is the gain of the transmission antenna, and G _r is the gain of the reception antenna.

그러나, 무선 전력 전송을 위한 환경에서 배열 안테나의 각 안테나 소자로부터 수신 안테나 사이의 거리는 서로 다르기 때문에 일반적인 Friis 공식을 적용할 수 없다. However, in an environment for wireless power transmission, the general Friis formula cannot be applied because the distances between each antenna element of the array antenna and the reception antenna are different.

따라서, 도 2의 제어부(240) 또는 마이크로파 전력 전송부(230)는 전력 전송 효율을 계산함에 있어서, 실제 무선 전력 전송을 위한 환경을 고려하여 전력 전송 효율을 계산한다. Accordingly, in calculating the power transmission efficiency, the control unit 240 or the microwave power transmission unit 230 of FIG. 2 calculates the power transmission efficiency in consideration of an environment for actual wireless power transmission.

도 2의 제어부(240) 또는 마이크로파 전력 전송부(230)는 전력 수신 장치와의 통신을 통해 수신 전력에 대한 정보를 수신하고, 하기 수학식 2에 기초하여 전력 전송 효율을 계산할 수 있다. The control unit 240 or the microwave power transmitter 230 of FIG. 2 may receive information on received power through communication with a power receiving device, and may calculate power transmission efficiency based on Equation 2 below.

즉, 각 송신 방사소자에서 입력전력의 크기가 각각 P₁, P₂,…,P_N이고 수신 안테나와 각각의 방사 소자 사이의 거리는 R₁, R₂,…,R_N이며 각 방사소자가 동일한 이득 G_t0 를 갖고, 안테나 이득이 G_r인 수신 안테나로의 전력전송 효율은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. That is, the magnitude of the input power in each transmitting radiating element is P ₁ , P ₂ ,... ,P _N and the distance between the receiving antenna and each radiating element is R ₁ , R ₂ ,... ,R _N , each radiating element has the same gain G _t0 , and the power transmission efficiency to the receiving antenna having the antenna gain G _{r can be expressed as Equation 2.}

[수학식 2][Equation 2]

수학식 2에서, 송신단의 방사소자와 수신안테나 사이의 거리의 평균을 수학식 3과 같이 정의할 수 있고, 일 실시예에 따른 전력 전송 효율 계산 방식은 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. In Equation 2, the average of the distance between the radiating element of the transmitting end and the receiving antenna may be defined as in Equation 3, and the power transmission efficiency calculation method according to an embodiment may be expressed as in Equation 4.

[수학식 3][Equation 3]

[수학식 4][Equation 4]

도 10은 도 2에서 마이크로파 전력 전송부의 다른 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining another configuration example of a microwave power transmission unit in FIG. 2.

도 10에 도시된 마이크로파 전력 전송부는 배열 안테나(도시 되지 않음)를 이용하여 다중 빔 형성을 제어할 수 있다. The microwave power transmitter illustrated in FIG. 10 may control multi-beam formation using an array antenna (not shown).

확인부(1010)는 전파 시뮬레이션(full-wave simulation)을 통해 배열 안테나의 방사패턴에 대한 정보를 확인한다. 예를 들어, 전파 시뮬레이션은 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용할 수 있다.The verification unit 1010 checks information on the radiation pattern of the array antenna through full-wave simulation. For example, radio wave simulation may use a High Frequency Structure Simulator (HFSS).

확인부(1010)는 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 각각의 방사패턴을 확인한다. 방사패턴은 배열 안테나의 배열 위치와 주변 단일 안테나와의 간섭에 의해 변형된 방사패턴일 수 있다.The checker 1010 checks the radiation pattern of each of the single antennas constituting the array antenna. The radiation pattern may be a radiation pattern modified by interference between the array position of the array antenna and the surrounding single antenna.

확인부(1010)는 확인된 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나들의 방사패턴의 평균 값을 계산하여 배열 안테나의 방사패턴에 대한 정보를 생성한다.The verification unit 1010 generates information on the radiation pattern of the array antenna by calculating an average value of the radiation patterns of single antennas constituting the identified array antenna.

확인부(1010)는 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 중 적어도 어느 하나의 방사패턴만을 확인할 수도 있다.The checker 1010 may check only the radiation pattern of at least one of the single antennas constituting the array antenna.

배열 안테나의 방사패턴에 대한 정보는 배열 안테나를 구성하는 임의의 단일 안테나 하나의 방사패턴 값일 수도 있고, 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 중 적어도 둘 이상의 평균 값일 수도 있으며, 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 전부의 평균 값일 수도 있다.The information on the radiation pattern of the array antenna may be the value of the radiation pattern of one arbitrary single antenna constituting the array antenna, or the average value of at least two or more of the single antennas constituting the array antenna, and all of the single antennas constituting the array antenna It may be the average value of.

확인부(1010)는 배열 안테나의 방사패턴에 대한 정보를 확인하기 전에 배열 안테나의 방사특성에 대한 정보를 확인할 수 있다.The checker 1010 may check information on the radiation characteristics of the array antenna before checking information on the radiation pattern of the array antenna.

방사특성에 대한 정보는 주 빔의 수, 빔 폭, 눌(null) 구간, 조향각, 조향 범위, 단일 안테나 간 간격 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.The information on the radiation characteristics may include information on the number of main beams, a beam width, a null section, a steering angle, a steering range, and a spacing between single antennas.

예를 들면, 사용자가 세 개의 주 빔 형성을 필요로 하는 경우, 세 개의 주 빔 형성에 대한 정보를 포함할 수 있다.For example, when a user needs to form three main beams, information on three main beams may be included.

확인부(1010)는 방사특성에 대한 정보를 사용자로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔 형성 제어 장치와 연결된 입력장치를 통해 입력 받을 수 있다.The verification unit 1010 may receive information on the radiation characteristic from a user through an input device connected to the multi-beam forming control apparatus according to an embodiment of the present invention.

확인부(1010)는 배열 안테나의 방사특성에 대한 정보에 기초하여 단일 안테나들의 방사패턴을 전파 시뮬레이션을 통해 확인할 수도 있다.The verification unit 1010 may check the radiation patterns of the single antennas through radio wave simulation based on the information on the radiation characteristics of the array antenna.

결정부(1020)는 방사패턴에 대한 정보(AEP)에 기초하여 배열 인수(AF, Array Factor)를 결정한다.The determination unit 1020 determines an array factor (AF) based on the information AEP on the radiation pattern.

배열 인수(AF)는 최적의 이득과 조향 성능을 갖도록 결정될 수 있다.The arrangement factor AF may be determined to have an optimum gain and steering performance.

배열 인수(AF)는 방사패턴에 대한 정보(AEP)의 역수 형태를 가진다.The arrangement factor AF has the reciprocal form of the information on the radiation pattern (AEP).

배열 인수(AF)는 배열 안테나가 N 개의 단일 안테나로 구성된 경우 하기 수학식 5로 표현될 수 있다.The array factor AF may be expressed by Equation 5 below when the array antenna is composed of N single antennas.

[수학식 5][Equation 5]

여기서, A_n은 n 번째 단일 안테나의 진폭, AEP는 방사패턴에 대한 정보,

는 조향 각도, d는 단일 안테나 간 간격,

는 전파 상수,

는 인접한 단일 안테나 사이의 위상차를 나타낸다. Here, A _n is the amplitude of the n-th single antenna, AEP is information on the radiation pattern,

Is the steering angle, d is the spacing between single antennas,

Is the propagation constant,

Represents the phase difference between adjacent single antennas.

파워 계산부(1030)는 배열 인수에 기초하여 배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 각각의 진폭과 위상을 계산할 수 있다.The power calculator 1030 may calculate the amplitude and phase of each of the single antennas constituting the array antenna based on the array factor.

배열 안테나를 구성하는 단일 안테나 각각의 진폭(

)과 위상(

)의 계산은 하기 수학식 6으로 표현될 수 있다.The amplitude of each of the single antennas constituting the array antenna (

) And phase (

) Can be expressed by Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

여기서, AF는 배열 인수, AEP는 방사패턴에 대한 정보,

는 조향 각도, n은 단일 안테나의 인덱스, d는 단일 안테나 간 간격,

는 전파 상수,

는 n 번째 단일 안테나의 진폭,

는 n 번째 단일 안테나의 위상,

는 인접한 단일 안테나 사이의 위상차를 나타낸다. Here, AF is the array factor, AEP is information on the radiation pattern,

Is the steering angle, n is the index of a single antenna, d is the spacing between single antennas,

Is the propagation constant,

Is the amplitude of the nth single antenna,

Is the phase of the nth single antenna,

Represents the phase difference between adjacent single antennas.

제어부(1040)는 계산된 각각의 진폭(

)과 위상(

)에 기초하여 단일 안테나 각각을 제어한다.The control unit 1040 each calculated amplitude (

) And phase (

) To control each of the single antennas.

제어부(1040)는 단일 안테나 각각이 계산된 진폭(

)과 위상(

)이 입력되도록 단일 안테나 각각을 제어한다.The control unit 1040 is the amplitude (

) And phase (

Each of the single antennas is controlled so that) is input.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔 형성 제어 장치는 방사패턴에 대한 정보(AEP)가 고려된 배열 인수(AF)를 이용해 단일 안테나 각각의 진폭과 위상을 계산 및 제어하여 오차를 최소화하고, 다양한 빔 형태를 더욱 정밀하게 형성할 수 있다. Accordingly, the apparatus for controlling multiple beam formation according to an embodiment of the present invention minimizes errors by calculating and controlling the amplitude and phase of each single antenna by using the array factor (AF) in which the information on the radiation pattern (AEP) is considered. , Various beam shapes can be formed more precisely.

또한, 마이크로파 무선전력전송에서 전력전송 효율에 직접적인 영향을 미치는 조향 및 멀티 빔 형성 시 이득 개선도 가능하다.In addition, in microwave wireless power transmission, it is possible to improve gain during steering and multi-beam formation that directly affect power transmission efficiency.

이는 마이크로파 무선전력전송의 전력전송 효율을 개선할 뿐만 아니라 다중 장비의 동시 충전 및 회피 기술의 개선을 의미한다.This means not only improving the power transmission efficiency of microwave wireless power transmission, but also improving the simultaneous charging and avoiding technology of multiple devices.

도 11은 도 10에 도시된 마이크로파 전력 전송부의 빔 형성 방식을 설명하기 위한 도면이다. 11 is a diagram for explaining a beam forming method of the microwave power transmission unit shown in FIG. 10.

도 11에서 (a)는 종래 기술에 따른 빔 형성 방식을 도 11에서 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 빔 형성 방식을 설명한다.In FIG. 11 (a) illustrates a beam forming method according to the prior art, and FIG. 11 (b) illustrates a beam forming method according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 배열 안테나의 전계패턴(Radiation Pattern)은 방사패턴에 대한 정보(AEP)와 배열 인수(AF)의 곱으로 나타내어진다.Referring to FIG. 11, an electric field pattern of an array antenna is represented by a product of information on a radiation pattern (AEP) and an array factor (AF).

여기서, 전계패턴(Radiation Pattern)은 단일 안테나 각각의 방사패턴이 결합된 배열 안테나 전체의 방사패턴을 의미한다.Here, the electric field pattern (radiation pattern) means a radiation pattern of the entire array antenna in which the radiation patterns of each single antenna are combined.

종래 기술은 방사패턴(1111)과 배열 인수(1112)를 곱하여 전계패턴(Radiation Pattern)(1113)을 계산한다. 이 경우 배열 안테나의 배열 위치와 주변 단일 안테나와의 간섭에 의해 변형된 방사 패턴이 고려되지 않아 이득 감소 및 빔 조향 각의 오차가 발생할 수 있다.In the prior art, a radiation pattern 1111 is multiplied by an array factor 1112 to calculate a radiation pattern 1113. In this case, since the array position of the array antenna and the radiation pattern deformed by interference with the neighboring single antenna are not considered, a gain reduction and an error in a beam steering angle may occur.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 배열 인수(AF)에 방사패턴(AEP)의 역수를 곱하고 방사패턴의 역수가 곱해진 배열 인수(1122)에 방사패턴(1121)을 곱함으로써 전계패턴(Radiation Pattern) (1123)을 계산한다.However, in the method according to the embodiment of the present invention, the electric field pattern ( Radiation Pattern) (1123) is calculated.

이 경우 두 조향 각(

,

)에서 모두 같은 크기 값을 가지며 다중 빔을 형성함을 확인할 수 있다.In this case, the two steering angles (

,

), it can be seen that all have the same size value and form multiple beams.

이처럼 원하는 조향각에서 이득이 개선된 다중 빔을 형성할 수 있다.In this way, multiple beams with improved gain can be formed at a desired steering angle.

이하, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 도 2의 마이크로파 전력 전송부(230)의 또 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, another embodiment of the microwave power transmission unit 230 of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 12 to 14.

도 12는 일 실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 12 is a diagram illustrating a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.

도 12를 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈(1200)은 안테나(1210), RF 보드(1220) 및 제어보드(1230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 12, a wireless power transmission/reception module 1200 according to an embodiment may include an antenna 1210, an RF board 1220, and a control board 1230.

일측에 따르면, 무선전력 송수신 모듈(1200)은 무선전력 전송장치 또는 무선전력 수신장치에 구비될 수도 있다. According to one side, the wireless power transmission/reception module 1200 may be provided in a wireless power transmission device or a wireless power reception device.

구체적으로, 일실시예에 따른 안테나(1210)는 RF 보드(1220)와 연결될 수 있고, RF 보드(1220)는 제어보드(1230)와 연결될 수 있다. Specifically, the antenna 1210 according to an embodiment may be connected to the RF board 1220, and the RF board 1220 may be connected to the control board 1230.

즉, 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈(1200)은 안테나(1210), RF 보드(1220) 및 제어보드(1230)를 일체형으로 형성함으로써, 무선전력 송수신 모듈을 소형화하고 비용을 최소화할 있다. That is, the wireless power transmission/reception module 1200 according to an exemplary embodiment integrally forms the antenna 1210, the RF board 1220, and the control board 1230, thereby miniaturizing the wireless power transmission/reception module and minimizing cost.

도 13은 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈의 구현예를 설명하기 위한 도면이다. 13 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.

도 13을 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈(1300)은 안테나(1310), RF 보드(1320) 및 제어보드(1330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, a wireless power transmission/reception module 1300 according to an embodiment may include an antenna 1310, an RF board 1320, and a control board 1330.

일측에 따르면, 무선전력 송수신 모듈(1300)은 안테나(1310) 및 RF 보드(1320)를 연결하는 기판(1340)을 더 포함할 수도 있다.According to one side, the wireless power transmission/reception module 1300 may further include a substrate 1340 connecting the antenna 1310 and the RF board 1320.

일측에 따르면, 안테나(1310)는 패치(Patch) 안테나, 인쇄형 다이폴(Printed dipole) 안테나 및 스파이럴(Spiral) 안테나 등을 포함할 수 있다.According to one side, the antenna 1310 may include a patch antenna, a printed dipole antenna, and a spiral antenna.

또한, RF 보드(1320)는 위상 천이기와 증폭기 또는 감쇄기를 포함할 수 있다. 한편, RF 보드(1320)는 증폭기 및 감쇄기를 모두 포함할 수도 있다.In addition, the RF board 1320 may include a phase shifter and an amplifier or attenuator. Meanwhile, the RF board 1320 may include both an amplifier and an attenuator.

예를 들면, RF 보드(1320)는 안테나(1310)와 연결되는 위상 천이기 사이에 감쇄기, 전력 증폭기와 같이 적정한 크기를 갖거나 노이즈가 제거된 신호를 만들기 위한 수단을 더 구비할 수 있다.For example, the RF board 1320 may further include a means for generating a signal having an appropriate size or from which noise is removed, such as an attenuator and a power amplifier, between the phase shifter connected to the antenna 1310.

구체적으로, RF 보드(1320)는 무선전력 전송장치에 적용되면 무선 전력 송신을 위한 특정 주파수로 신호를 송신하고, 무선전력 수신장치에 적용되면 무선전력 전송장치에서 송신한 신호와 동일한 주파수의 신호를 무선전력 전송장치로 전달하도록 제어할 수 있다.Specifically, when applied to a wireless power transmission device, the RF board 1320 transmits a signal at a specific frequency for wireless power transmission, and when applied to a wireless power receiver, the RF board 1320 transmits a signal of the same frequency as the signal transmitted from the wireless power transmission device. It can be controlled to transmit to the wireless power transmission device.

다시 말해, RF 보드(1320)는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간의 존재 여부를 파악하고 동작 시 상호간 동작모드의 변화와 서로간의 상태를 확인하기 위한 정보를 주고 받을 수 있도록 제어할 수 있다. In other words, the RF board 1320 may determine whether the wireless power transmitter and the wireless power receiver exist, and control to exchange information for confirming a change in an operation mode and a state of each other during operation.

일측에 따르면, 제어보드(1330)는 무선전력의 전송을 제어할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. According to one side, the control board 1330 may include a control unit capable of controlling transmission of wireless power.

구체적으로, 제어부는 입력되는 요청 신호에 응답하여 적어도 하나의 제어 신호를 출력할 수 있고, 요청 신호에 응답하여 제어 신호의 듀티비 및/또는 주파수를 조정할 수 있다. Specifically, the controller may output at least one control signal in response to an input request signal, and may adjust the duty ratio and/or frequency of the control signal in response to the request signal.

또한, 요청 신호는 전력을 무선으로 수신하는 무선전력 수신장치로부터 입력될 수 있으며, 무선전력 수신장치가 필요로 하는 전력의 크기를 나타낼 수도 있다.In addition, the request signal may be input from a wireless power receiver that wirelessly receives power, and may indicate the amount of power required by the wireless power receiver.

예를 들면, 요청 신호는 무선전력 전송장치가 무선으로 송신하는 전력의 크기를 증가시켜 줄 것을 요청하는 신호이거나, 전력의 크기를 감소시켜 줄 것을 요청하는 신호일 수 있다. 또는, 요청 신호는 무선전력 수신장치가 필요로 하는 전력의 크기와 무선전력 수신장치가 실제로 수신한 전력의 크기의 차이를 나타내는 신호일 수도 있다. For example, the request signal may be a signal requesting to increase the amount of power transmitted wirelessly by the wireless power transmitter, or a signal requesting to decrease the amount of power. Alternatively, the request signal may be a signal indicating a difference between a magnitude of power required by the wireless power receiver and a magnitude of power actually received by the wireless power receiver.

즉, 제어부는 요청 신호를 기초로 송신하는 전력의 크기를 증가시킬 것인지, 감소시킬 것인지 등을 판단하고, 이에 따라 동작 주파수와 동작 듀티를 조정할 수 있다. That is, the control unit may determine whether to increase or decrease the amount of transmitted power based on the request signal, and adjust the operation frequency and operation duty accordingly.

일측에 따르면, 안테나(1310)는 기판(1340)의 양면 중 어느 한면에 배치되고, RF 보드(1320) 및 제어보드(1330)는 기판(1340)의 양면 중 안테나(1310)가 부착되지 않은 다른 한면에 배치될 수 있다. According to one side, the antenna 1310 is disposed on either side of both sides of the substrate 1340, and the RF board 1320 and the control board 1330 are other Can be placed on one side.

일측에 따르면, 기판(1340)은 제1 유전체 기판(1341)과, 제1 유전체 기판(1341)의 하부에 배치되는 접지층(1342) 및 접지층(1342) 하부에 배치되는 제2 유전체 기판(1343)을 포함할 수 있다.According to one side, the substrate 1340 includes a first dielectric substrate 1341, a ground layer 1342 disposed under the first dielectric substrate 1341, and a second dielectric substrate disposed under the ground layer 1342 ( 1343).

예를 들면, 안테나(1310)는 제1 유전체 기판(1341)에 실장되고, RF 보드(1320) 및 제어보드(1330)는 제2 유전체 기판(1343)에 실장될 수 있다. For example, the antenna 1310 may be mounted on the first dielectric substrate 1341, and the RF board 1320 and the control board 1330 may be mounted on the second dielectric substrate 1343.

또한, 제1 유전체 기판(1341), 접지층(1342) 및 제2 유전체 기판(1343)은 안테나(1310)와 RF 보드(1320)를 연결하는 전송 선로 및/또는 안테나(1310)와 제어보드(1330)를 연결하는 전송 선로를 포함할 수도 있다. In addition, the first dielectric substrate 1341, the ground layer 1342, and the second dielectric substrate 1343 are a transmission line connecting the antenna 1310 and the RF board 1320 and/or the antenna 1310 and the control board ( It may include a transmission line connecting 1330).

한편, 접지층(1342)은 제1 유전체 기판(1341)의 하부 및 제2 유전체 기판(1343)의 상부의 전 영역에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the ground layer 1342 may be formed on all regions below the first dielectric substrate 1341 and above the second dielectric substrate 1343, but is not limited thereto.

일측에 따르면, RF 보드(1320)는 제어보드(1330)와 디지털 커넥터를 통해 연결될 수 있다. According to one side, the RF board 1320 may be connected to the control board 1330 through a digital connector.

또한, RF 보드(1320) 및 제어보드(1330)는 적어도 둘 이상의 안테나(1310)와 연결될 수도 있다. In addition, the RF board 1320 and the control board 1330 may be connected to at least two or more antennas 1310.

다시 말해, RF 보드(1320) 및 제어보드(1330)는 하나의 안테나(1310)에 연결될 수 있고, 적어도 둘 이상의 안테나(1310) 각각에 연결될 수도 있다.In other words, the RF board 1320 and the control board 1330 may be connected to one antenna 1310 and may be connected to each of at least two or more antennas 1310.

도 14는 일실시예에 따른 무선전력 송수신 모듈의 다른 구현예를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram illustrating another implementation example of a wireless power transmission/reception module according to an embodiment.

도 14를 참조하면, 무선전력 송수신 모듈(1400)은 안테나(1410), 기판(1420), RF부 및 제어부 일체형 보드(1430)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, the wireless power transmission/reception module 1400 may include an antenna 1410, a substrate 1420, an RF unit and a control unit integrated board 1430.

일실시예에 따른 기판(1420)은 안테나(1410)와 연결되고, RF부 및 제어부 일체형 보드(1430)는 기판(1420)과 연결될 수 있다. 또한, RF부 및 제어부 일체형 보드(1430)는 RF부와 제어부를 구비할 수 있다. The substrate 1420 according to an embodiment may be connected to the antenna 1410, and the RF unit and the control unit integrated board 1430 may be connected to the substrate 1420. In addition, the RF unit and the control unit integrated board 1430 may include an RF unit and a control unit.

일측에 따르면, RF부는 위상 천이기, 증폭기 및 감쇄기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one side, the RF unit may include at least one of a phase shifter, an amplifier, and an attenuator.

예를 들면, RF부는 안테나(1410)와 연결되는 위상 천이기 사이에 감쇄기, 전력 증폭기와 같이 적정한 크기를 갖거나 노이즈가 제거된 신호를 만들기 위한 수단을 더 구비할 수 있다.For example, the RF unit may further include a means for generating a signal having an appropriate size such as an attenuator or a power amplifier between the phase shifter connected to the antenna 1410 or from which noise is removed.

구체적으로, RF부는 무선전력 전송장치에 적용되면 무선 전력 송신을 위한 특정 주파수로 신호를 송신하고, 무선전력 수신장치에 적용되면 무선전력 전송장치에서 송신한 신호와 동일한 주파수의 신호를 무선전력 전송장치로 전달하도록 제어할 수 있다.Specifically, the RF unit transmits a signal at a specific frequency for wireless power transmission when applied to a wireless power transmission device, and when applied to a wireless power receiver, a signal of the same frequency as the signal transmitted from the wireless power transmission device is transmitted to the wireless power transmission device. Can be controlled to deliver to.

다시 말해, RF부는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간의 존재 여부를 파악하고 동작 시 상호간 동작모드의 변화와 서로간의 상태를 확인하기 위한 정보를 주고 받을 수 있도록 제어할 수 있다.In other words, the RF unit may determine whether the wireless power transmitter and the wireless power receiver exist, and control to exchange information for confirming a change in an operation mode and a state of each other during operation.

한편, 제어부는 입력되는 요청 신호에 응답하여 적어도 하나의 제어 신호를 출력할 수 있고, 요청 신호에 응답하여 제어 신호의 듀티비 및/또는 주파수를 조정할 수 있다.Meanwhile, the controller may output at least one control signal in response to an input request signal, and may adjust the duty ratio and/or frequency of the control signal in response to the request signal.

즉, 제어부는 요청 신호를 기초로 송신하는 전력의 크기를 증가시킬 것인지, 감소시킬 것인지 등을 판단하고, 이에 따라 동작 주파수와 동작 듀티를 조정할 수 있다.That is, the control unit may determine whether to increase or decrease the amount of transmitted power based on the request signal, and adjust the operation frequency and operation duty accordingly.

일측에 따르면, 기판(1420)은 제1 유전체 기판과, 제1 유전체 기판의 하부에 배치되는 접지층 및 접지층 하부에 배치되는 제2 유전체 기판을 포함할 수 있다. According to one side, the substrate 1420 may include a first dielectric substrate, a ground layer disposed under the first dielectric substrate, and a second dielectric substrate disposed under the ground layer.

도 14의 기판(1420)은 도 13의 기판(1320)과 구조적으로 동일한 기판으로서, 도 13의 기판(1320)을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략 하기로 한다.The substrate 1420 of FIG. 14 is structurally the same as the substrate 1320 of FIG. 13, and descriptions overlapping with those described through the substrate 1320 of FIG. 13 will be omitted.

이하, 도 15 내지 23을 참조하여 설명하는 자기장 발생 장치는 도 2에 도시된 근접장 전력 전송부(220)에 적용되는 자기장 발생 장치일 수 있다.Hereinafter, the magnetic field generating device described with reference to FIGS. 15 to 23 may be a magnetic field generating device applied to the near-field power transmission unit 220 illustrated in FIG. 2.

도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.15 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 자기장 발생 장치(1500)는 코일부(1510)와, 제1 페라이트 부재(1520)와, 제2 페라이트 부재(1530)를 포함한다.Referring to FIG. 15, the magnetic field generating device 1500 includes a coil unit 1510, a first ferrite member 1520, and a second ferrite member 1530.

코일부(1510)는 무선전력을 공급받을 타켓으로 송신하는 자기장을 발생시킬 수 있다.The coil unit 1510 may generate a magnetic field transmitted to a target to be supplied with wireless power.

코일부(1510)는 제1 페라이트 부재(1520)의 외주 면 주위로 감기는 코일일 수 있다.The coil unit 1510 may be a coil wound around the outer circumferential surface of the first ferrite member 1520.

코일부(1510)는 전력소스에 연결되어 전력을 공급받고, 자기장을 발생시켜 타켓으로 무선전력을 전송할 수 있다.The coil unit 1510 is connected to a power source to receive power, and generates a magnetic field to transmit wireless power to a target.

여기서, 자기장은 전자기파나 무선전력 신호를 의미할 수 있다.Here, the magnetic field may mean an electromagnetic wave or a wireless power signal.

타켓은 무선전력을 공급받을 무선 충전 대상 디바이스일 수 있다.The target may be a device to be wirelessly charged to receive wireless power.

예를 들면, 타켓은 스마트폰, 노트북, 무선청소기, LEDTV, IoT 센서 등 일 수 있다.For example, the target may be a smartphone, a laptop computer, a wireless vacuum cleaner, an LEDTV, an IoT sensor, and the like.

타켓은 수신코일을 포함할 수 있다.The target may include a receiving coil.

타켓은 자기장 발생 장치(1500)로부터 발생한 자기장을 수신하여 전력을 공급 받을 수 있다.The target may receive power by receiving a magnetic field generated from the magnetic field generating device 1500.

제1 페라이트 부재(1520)는 코일부(1510)에 인접하여 봉 형상으로 연장되고, 코일부(1510)의 내주 면을 관통할 수 있다.The first ferrite member 1520 may extend in a rod shape adjacent to the coil unit 1510 and may penetrate the inner circumferential surface of the coil unit 1510.

제1 페라이트 부재(1520)는 자기장을 일 방향으로 빔포밍 시킬 수 있다.The first ferrite member 1520 may beamform a magnetic field in one direction.

제1 페라이트 부재(1520)는 강자성 재료로 형성될 수 있다.The first ferrite member 1520 may be formed of a ferromagnetic material.

제1 페라이트 부재(1520)는 페라이트 재료로 형성될 수 있다.The first ferrite member 1520 may be formed of a ferrite material.

일 방향은 제1 페라이트 부재(1520)의 연장 방향과 동일 할 수 있다.One direction may be the same as the extension direction of the first ferrite member 1520.

제2 페라이트 부재(1530)는 코일부(1510)에 인접하여 돔 형상으로 연장되고, 코일부(1510)를 둘러싸며 자기장 송신 경로를 따라 개방부가 형성될 수 있다.The second ferrite member 1530 may extend in a dome shape adjacent to the coil unit 1510, surround the coil unit 1510, and may have an open portion formed along a magnetic field transmission path.

제2 페라이트 부재(1530)는 코일부(1510)의 주변 자기장을 차폐 시킬 수 있다.The second ferrite member 1530 may shield the magnetic field around the coil unit 1510.

제2 페라이트 부재(1530)는 제1 페라이트 부재(1520)과 연결되어 형성될 수 있다.The second ferrite member 1530 may be formed in connection with the first ferrite member 1520.

제2 페라이트 부재(1530)는 강자성 재료로 형성될 수 있다.The second ferrite member 1530 may be formed of a ferromagnetic material.

제2 페라이트 부재(1530)는 페라이트 재료로 형성될 수 있다.The second ferrite member 1530 may be formed of a ferrite material.

제1 페라이트 부재(1520) 및 제2 페라이트 부재(1530)는 자기장이 잘 유기되는 물질을 사용할 수 있다.The first ferrite member 1520 and the second ferrite member 1530 may be formed of a material in which a magnetic field is well organic.

주변 자기장은 코일부(1510)의 주변으로 퍼지는 자기장을 의미할 수 있다.The peripheral magnetic field may mean a magnetic field that spreads around the coil unit 1510.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(1500)는 타켓 추적부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The magnetic field generating device 1500 according to an embodiment of the present invention may further include a target tracking unit (not shown).

타겟 추적부는 타켓을 감지하여 자기장이 타켓을 향하도록 제1 및 제2 페라이트 부재(1520, 1530)를 구동할 수 있다.The target tracking unit may detect the target and drive the first and second ferrite members 1520 and 1530 so that the magnetic field faces the target.

타켓 추적부는 타켓 감지 센서와 방향 구동부를 포함할 수 있다.The target tracking unit may include a target detection sensor and a direction driving unit.

타켓 감지 센서는 타켓의 위치를 감지할 수 있다.The target detection sensor can detect the position of the target.

예를 들면, 타켓 감지 센서는 이미지 센서일 수 있다.For example, the target detection sensor may be an image sensor.

타켓 감지 센서는 자기장 발생 장치(1500) 주변의 이미지 또는 영상에 의해 타켓의 위치를 감지할 수 있다.The target detection sensor may detect the position of the target by an image or an image around the magnetic field generating device 1500.

방향 구동부는 코일부(1510), 제1 페라이트 부재(1520) 및 제2 페라이트 부재(1530)를 움직여 자기장이 타켓을 향하도록 할 수 있다.The direction driver may move the coil unit 1510, the first ferrite member 1520, and the second ferrite member 1530 so that the magnetic field faces the target.

방향 구동부는 제1 페라이트 부재(1520) 및 제2 페라이트 부재(1530)의 하단에 연결되어 배치될 수 있다.The direction driving unit may be connected to and disposed at the lower ends of the first ferrite member 1520 and the second ferrite member 1530.

도 16는 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 형상 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.16 is a view for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 15.

도 16를 참조하면, 자기장 발생 장치는 코일부(1610)와, 제1 페라이트 부재(1620)와 제2 페라이트 부재(1630)을 포함한다.Referring to FIG. 16, the magnetic field generating device includes a coil unit 1610, a first ferrite member 1620 and a second ferrite member 1630.

제1 페라이트 부재(1620)와 제2 페라이트 부재(1630)는 연결되어 형성될 수 있다.The first ferrite member 1620 and the second ferrite member 1630 may be formed by being connected to each other.

제1 페라이트 부재(1620)는 기 설정된 길이를 가지는 봉 형상으로 형성될 수 있다.The first ferrite member 1620 may be formed in a rod shape having a preset length.

예를 들면, 기 설정된 길이는 코일부(1610)가 발생시킨 자기장(1650)을 빔포밍 시키는 기능을 갖도록 하는 최소 길이를 의미할 수 있다.For example, the preset length may mean a minimum length to have a function of beamforming the magnetic field 1650 generated by the coil unit 1610.

제1 페라이트 부재(1620)가 연장되는 방향은 자기장(1650)이 빔포밍 되는 일 방향과 동일 할 수 있다.A direction in which the first ferrite member 1620 extends may be the same as a direction in which the magnetic field 1650 is beamformed.

코일부(1610)는 제1 페라이트 부재(1620)의 외주 면에 둘러싸는 형태로 형성된 코일일 수 있다.The coil unit 1610 may be a coil formed to surround the outer circumferential surface of the first ferrite member 1620.

제2 페라이트 부재(1630)는 코일부(1610)에 인접하여 돔 형상으로 연장될 수 있다.The second ferrite member 1630 may extend in a dome shape adjacent to the coil unit 1610.

따라서, 제2 페라이트 부재(1630)는 일 방향이 아닌 다른 방향으로 전송되는 자기장을 줄일 수 있다.Accordingly, the second ferrite member 1630 may reduce a magnetic field transmitted in a direction other than one direction.

다시 말해서, 제2 페라이트 부재(1630)는 코일부(1610)의 주변 자기장을 차폐 시키고, 일 방향으로 자기장을 집중시킬 수 있다.In other words, the second ferrite member 1630 may shield the magnetic field around the coil unit 1610 and concentrate the magnetic field in one direction.

제2 페라이트 부재(1630)는 제1 페라이트 부재(1620)의 연장 방향으로 발생된 자기장을 전송할 수 있도록 개방부(1631)를 포함할 수 있다. The second ferrite member 1630 may include an opening portion 1631 to transmit a magnetic field generated in the extending direction of the first ferrite member 1620.

제1 페라이트 부재(1620)는 개방부(1631)를 통해 형성될 수 있다.The first ferrite member 1620 may be formed through the open portion 1631.

자기장(1650)은 제1 페라이트 부재(1620)을 따라 개방부(1631)를 통해 전송될 수 있다. The magnetic field 1650 may be transmitted through the opening 1631 along the first ferrite member 1620.

수신코일(1640)은 빔포밍된 자기장(1650)을 수신할 수 있다.The receiving coil 1640 may receive the beamformed magnetic field 1650.

도 17은 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 어레이를 나타내는 도면이다.17 is a diagram illustrating an array of the magnetic field generating device shown in FIG. 15.

도 17을 참조하면, 자기장 발생 장치의 어레이는 제1 자기장 발생 장치(1710)와 제2 자기장 발생 장치(1720)와 제3 자기장 발생 장치(1730)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17, an array of magnetic field generating devices may include a first magnetic field generating device 1710, a second magnetic field generating device 1720, and a third magnetic field generating device 1730.

자기장 발생 장치의 어레이를 구성하는 제1 내지 제3 자기장 발생 장치들(1710, 1720, 1730)은 수신코일(1740)로 자기장을 집중 시켜 보다 많은 무선 전력을 전송할 수 있다.The first to third magnetic field generating devices 1710, 1720, and 1730 constituting the array of magnetic field generating devices may transmit more wireless power by concentrating the magnetic field to the receiving coil 1740.

도 17에 도시된 자기장 발생 장치의 어레이는 3개의 자기장 발생 장치들(1710, 1720, 1730)로 구성되나, 2개의 자기장 발생 장치들 또는 4개 이상의 자기장 발생 장치들로 구성될 수 있다.The array of the magnetic field generating device shown in FIG. 17 is composed of three magnetic field generating devices 1710, 1720, and 1730, but may be composed of two magnetic field generating devices or four or more magnetic field generating devices.

또한, 도 18 내지 도 22의 자기장 발생 장치도 어레이로 구성될 수 있다.In addition, the magnetic field generating device of FIGS. 18 to 22 may also be configured as an array.

도 18은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.18 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(1800)는 코일부(1810)와, 페라이트 빔포밍부(1820)와, 페라이트 차폐부(1830)을 포함한다.The magnetic field generating device 1800 according to another embodiment of the present invention includes a coil unit 1810, a ferrite beam forming unit 1820, and a ferrite shielding unit 1830.

코일부(1810)는 무선전력을 공급받을 타켓으로 송신하는 자기장을 발생시킬 수 있다.The coil unit 1810 may generate a magnetic field transmitted to a target to be supplied with wireless power.

페라이트 빔포밍부(1820)는 코일부(1810)에 수직 방향으로 연장되며 봉 형상을 가질 수 있다.The ferrite beamforming part 1820 extends in a direction perpendicular to the coil part 1810 and may have a rod shape.

페라이트 빔포밍부(1820)는 자기장을 일 방향으로 빔포밍 시킬 수 있다.The ferrite beamforming unit 1820 may beamform a magnetic field in one direction.

페라이트 차폐부(1830)는 페라이트 빔포밍부(1820)의 일정 지점으로부터 연장되어 코일부(1810)를 돔 형상으로 둘러쌀 수 있다.The ferrite shielding part 1830 may extend from a certain point of the ferrite beam forming part 1820 to surround the coil part 1810 in a dome shape.

페라이트 차폐부(1830)는 코일부(1810)의 주변 자기장을 차폐 시킬 수 있다.The ferrite shielding part 1830 may shield the magnetic field around the coil part 1810.

페라이트 차폐부(1830)는 페라이트 빔포밍부(1820)와 연결되어 형성될 수 있다.The ferrite shielding part 1830 may be formed by being connected to the ferrite beam forming part 1820.

페라이트 빔포밍부(1820) 및 페라이트 차폐부(1830)는 강자성 재료로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 1820 and the ferrite shielding part 1830 may be formed of a ferromagnetic material.

페라이트 빔포밍부(1820) 및 페라이트 차폐부(1830)는 페라이트 재료로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 1820 and the ferrite shielding part 1830 may be formed of a ferrite material.

페라이트 빔포밍부(1820) 및 페라이트 차폐부(1830)는 자기장이 잘 유기되는 물질을 사용할 수 있다.The ferrite beamforming unit 1820 and the ferrite shielding unit 1830 may be made of a material having a well organic magnetic field.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치는 타켓 추적부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The apparatus for generating a magnetic field according to another embodiment of the present invention may further include a target tracking unit (not shown).

페라이트 빔포밍부(1820)는 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 제 1 페라이트 부재와 형상만 달리할 뿐 재료 및 기능 등이 동일할 수 있다.The ferrite beamforming unit 1820 may have the same material and function as only the first ferrite member of the magnetic field generating device illustrated in FIG. 15 and different in shape.

페라이트 차폐부(1830)는 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 제2 페라이트 부재와 형상만 달리할 뿐 재료 및 기능 등이 동일할 수 있다.The ferrite shield 1830 may have the same material and function as only the second ferrite member of the magnetic field generating device illustrated in FIG. 15.

타켓 추적부는 타켓을 감지하여 자기장이 타켓을 향하도록 페라이트 빔포밍부(1820) 및 페라이트 차폐부(1830)를 구동할 수 있다.The target tracking unit may detect the target and drive the ferrite beamforming unit 1820 and the ferrite shielding unit 1830 so that the magnetic field faces the target.

도 18에 도시된 자기장 발생 장치(1800)의 이외 사항은 도 15에 도시된 자기장 발생 장치(1500)와 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.Other details of the magnetic field generating device 1800 illustrated in FIG. 18 are the same as those of the magnetic field generating device 1500 illustrated in FIG. 15, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

도 19는 도 18에 도시된 자기장 발생 장치의 형상 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG.

도 19를 참조하면, 자기장 발생 장치는 코일부(1910)와 페라이트 빔포밍부(1920)와 페라이트 차폐부(1930)을 포함한다.Referring to FIG. 19, the magnetic field generating device includes a coil unit 1910, a ferrite beam forming unit 1920, and a ferrite shielding unit 1930.

페라이트 빔포밍부(1920) 및 페라이트 차폐부(1930)는 연결되어 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 1920 and the ferrite shielding part 1930 may be connected to each other to be formed.

페라이트 빔포밍부(1920)는 기 설정된 길이를 가지는 봉 형상으로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming unit 1920 may be formed in a rod shape having a preset length.

예를 들면, 기 설정된 길이는 코일부(1910)가 발생시킨 자기장을 빔포밍 시킬 수 있는 최소 길이를 의미할 수 있다.For example, the preset length may mean a minimum length capable of beamforming a magnetic field generated by the coil unit 1910.

자기장이 빔포밍되는 일 방향은 페라이트 빔포밍부(1920)가 연장되는 방향과 동일 할 수 있다.One direction in which the magnetic field is beamformed may be the same as the direction in which the ferrite beamforming unit 1920 extends.

페라이트 빔포밍부(1920)는 코일부(1910)와 수직 방향으로 연장될 수 있다.The ferrite beamforming unit 1920 may extend in a direction perpendicular to the coil unit 1910.

페라이트 빔포밍부(1920)는 봉 형상 내부에 관통 홀(1921)이 형성될 수 있다.The ferrite beamforming unit 1920 may have a through hole 1921 formed inside a rod shape.

자기장은 페라이트 빔포밍부(1920)의 관통 홀(1921)을 통해 일 방향으로 빔포밍 되어 전송될 수 있다.The magnetic field may be beamformed and transmitted in one direction through the through hole 1921 of the ferrite beamforming unit 1920.

코일부(1910)는 페라이트 빔포밍부(1920)의 끝 단 아래 형성될 수 있다.The coil part 1910 may be formed under the end of the ferrite beam forming part 1920.

페라이트 차폐부(1930)는 페라이트 빔포밍부(1920)의 일정 지점(1931)으로부터 연장되어 코일부(1910)를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다.The ferrite shielding part 1930 may have a shape extending from a predetermined point 1931 of the ferrite beam forming part 1920 to surround the coil part 1910.

일정 지점(1931)은 코일부(1910)으로부터 발생된 자기장이 다른 방향으로 전송되는 것을 막고, 페라이트 빔포밍부(1920)를 통해 일 방향으로 집중될 수 있도록 하는 최적의 지점일 수 있다. The predetermined point 1931 may be an optimal point that prevents the magnetic field generated from the coil unit 1910 from being transmitted in another direction, and allows it to be concentrated in one direction through the ferrite beamforming unit 1920.

다시 말해서, 페라이트 차폐부(1930)는 이와 같은 형상을 통해 코일부의 주변 자기장을 차폐 시키고 일 방향으로 자기장을 집중 시킬 수 있다.In other words, the ferrite shield 1930 may shield the magnetic field around the coil unit through this shape and concentrate the magnetic field in one direction.

이때, 주변 자기장은 일 방향이 아닌 다른 방향으로 전송되는 자기장을 의미할 수 있다.In this case, the peripheral magnetic field may mean a magnetic field transmitted in a direction other than one direction.

도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 블록도이다.20 is a block diagram of an apparatus for generating a magnetic field according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(2000)는 코일부(2010)와, 페라이트 빔포밍부(2020)와, 페라이트 차폐부(2030)를 포함한다.The magnetic field generating device 2000 according to another embodiment of the present invention includes a coil unit 2010, a ferrite beamforming unit 2020, and a ferrite shielding unit 2030.

코일부(2010)는 무선전력을 공급받을 타켓으로 송신하는 자기장을 발생시킬 수 있다.The coil unit 2010 may generate a magnetic field transmitted to a target to be supplied with wireless power.

페라이트 빔포밍부(2020)는 코일부(2010)에 인접하여 봉 형상으로 연장될 수 있다.The ferrite beamforming unit 2020 may extend in a rod shape adjacent to the coil unit 2010.

페라이트 빔포밍부(2020)는 자기장을 일 방향으로 빔포밍 시킬 수 있다.The ferrite beamforming unit 2020 may beamform a magnetic field in one direction.

페라이트 차폐부(2030)는 제1 회전축을 중심으로 페라이트 빔포밍부(2020)를 회전 가능하도록 개방부를 형상하고, 코일부(2010)를 돔 현상으로 둘러싸고, 제1 회전축과 수직을 이루는 제2 회전축을 중심으로 회전 가능할 수 있다.The ferrite shield 2030 has an opening shape so as to rotate the ferrite beamforming unit 2020 around the first rotation axis, surrounds the coil unit 2010 with a dome phenomenon, and a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis It may be rotatable around.

페라이트 차페부(2030)는 코일부(2010)의 주변 자기장을 차폐 시킬 수 있다.The ferrite shielding part 2030 may shield the magnetic field around the coil part 2010.

페라이트 빔포밍부(2020)는 페라이트 차폐부(2030)와 연결되어 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 2020 may be formed by being connected to the ferrite shielding part 2030.

페라이트 빔포밍부(2020) 및 페라이트 차폐부(2030)는 강자성 재료로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 2020 and the ferrite shielding part 2030 may be formed of a ferromagnetic material.

페라이트 빔포밍부(2020) 및 페라이트 차폐부(2030)는 자기장이 잘 유기되는 물질을 사용할 수 있다.The ferrite beamforming unit 2020 and the ferrite shielding unit 2030 may be made of a material in which a magnetic field is well organic.

페라이트 빔포밍부(2020)와 페라이트 차폐부(2030)는 페라이트 재료로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming part 2020 and the ferrite shielding part 2030 may be formed of a ferrite material.

페라이트 빔포밍부(2020)는 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 제 1 페라이트 부재와 형상만 달리할 뿐 재료 및 기능 등이 동일할 수 있다.The ferrite beamforming unit 2020 may have the same material and function as the first ferrite member of the magnetic field generating device illustrated in FIG. 15 and only different in shape.

페라이트 차폐부(2030)는 도 15에 도시된 자기장 발생 장치의 제2 페라이트 부재와 형상만 달리할 뿐 재료 및 기능 등이 동일할 수 있다.The ferrite shield 2030 may have the same material and function as only the second ferrite member of the magnetic field generating device illustrated in FIG. 15.

본 발명의 다른 일 실시예에 다른 자기장 발생 장치(2000)는 타켓 추적부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The magnetic field generating device 2000 according to another embodiment of the present invention may further include a target tracking unit (not shown).

타켓 추적부는 센서를 통해 타켓을 감지하고, 자기장이 타켓을 향하도록 페라이트 빔포밍부(2020) 및 페라이트 차폐부(2030)의 회전을 구동할 수 있다.The target tracking unit may detect a target through a sensor and drive the rotation of the ferrite beamforming unit 2020 and the ferrite shield 2030 so that the magnetic field faces the target.

타켓 추적부는 센서와 회전 구동부를 포함할 수 있다.The target tracking unit may include a sensor and a rotation driving unit.

센서는 타켓의 위치를 감지할 수 있다.The sensor can detect the position of the target.

예를 들면, 센서는 이미지 센서일 수 있다.For example, the sensor may be an image sensor.

센서는 자기장 발생 장치(2000) 주변의 이미지 또는 영상에 의해 타켓의 위치를 감지할 수 있다.The sensor may detect the position of the target by an image or an image around the magnetic field generating device 2000.

회전 구동부는 제1 회전축을 중심으로 페라이트 빔포밍부(2020)를 회전 시키고, 제2 회전축을 중심으로 페라이트 차폐부(2030)를 회전 시킬 수 있다.The rotation driving unit may rotate the ferrite beamforming unit 2020 around the first rotation axis and rotate the ferrite shield unit 2030 around the second rotation axis.

회전 구동부는 센서의 타켓 감지에 의해 페라이트 빔포밍부(2020)와 페라이트 차폐부(2030)을 회전 구동 시켜 자기장을 타켓에 집중시킬 수 있다.The rotation driving unit may rotate the ferrite beamforming unit 2020 and the ferrite shielding unit 2030 by detecting the target by the sensor to concentrate the magnetic field on the target.

도 20에 도시된 자기장 발생 장치(2000)의 이외 사항은 도 15에 도시된 자기장 발생 장치(1500)와 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.Details other than the magnetic field generating device 2000 shown in FIG. 20 are the same as those of the magnetic field generating device 1500 shown in FIG. 15, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

도 21는 도 20에 도시된 자기장 발생 장치의 형상과 동작을 설명하기 위한 도면이다.21 is a view for explaining the shape and operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 20.

도 21를 참조하면, 자기장 발생 장치는 코일부(2110)와 페라이트 빔포밍부(2120)와 페라이트 차폐부(2130)을 포함한다.Referring to FIG. 21, the magnetic field generating device includes a coil unit 2110, a ferrite beamforming unit 2120, and a ferrite shielding unit 2130.

페라이트 빔포밍부(2120)는 기 설정된 길이의 봉 형상으로 연장될 수 있다.The ferrite beamforming unit 2120 may extend in a rod shape having a preset length.

예를 들면, 기 설정된 길이는 코일부(2110)로부터 발생된 자기장(2140)을 빔포밍 시키도록 기능하게 하는 최소 길이를 의미할 수 있다.For example, the preset length may mean a minimum length that makes the magnetic field 2140 generated from the coil unit 2110 function to be beamformed.

페라이트 빔포밍부(2120)는 봉 형상의 내부로 자기장이 통과하는 관통 홀(2121)을 가질 수 있다.The ferrite beamforming unit 2120 may have a through hole 2121 through which a magnetic field passes through a rod-shaped interior.

페라이트 빔포밍부(2120)는 코일부(2110)에 인접하여 코일부(2110)에 수직으로 형성될 수 있다.The ferrite beamforming unit 2120 may be formed vertically to the coil unit 2110 adjacent to the coil unit 2110.

페라이트 빔포밍부(2120)는 자기장(2140)을 일 방향으로 빔포밍 시킬 수 있다.The ferrite beamforming unit 2120 may beamform the magnetic field 2140 in one direction.

자기장(2140)이 빔포밍 되는 일 방향은 페라이트 빔포밍부(2120)가 봉 형상으로 연장되는 방향과 동일할 수 있다.One direction in which the magnetic field 2140 is beamformed may be the same as a direction in which the ferrite beamforming unit 2120 extends in a rod shape.

페라이트 차폐부(2130)는 코일부(2110)를 둘러싸는 돔 형상으로 형성될 수 있다.The ferrite shielding part 2130 may be formed in a dome shape surrounding the coil part 2110.

따라서, 페라이트 차폐부(2130)는 코일부(2110)의 주변 자기장(2150)을 차폐시킬 수 있다.Accordingly, the ferrite shielding part 2130 may shield the peripheral magnetic field 2150 of the coil part 2110.

주변 자기장(2150)은 일 방향이 아닌 다른 방향으로 전송되는 자기장일 수 있다.The peripheral magnetic field 2150 may be a magnetic field transmitted in a direction other than one direction.

페라이트 차폐부(2130)는 페라이트 빔포밍부(2120)가 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 개방부를 형성할 수 있다.The ferrite shielding part 2130 may form an open part so that the ferrite beamforming part 2120 is rotatable about the first rotation axis.

도 21에 도시된 자기장 발생 장치의 위치에서 제1 회전축은 가로 방향의 직선일 수 있다.In the position of the magnetic field generating device shown in FIG. 21, the first rotation axis may be a horizontal straight line.

페라이트 빔포밍부(2120)는 개방부를 통해 상하로 회전할 수 있다.The ferrite beamforming part 2120 may rotate up and down through the open part.

이때, 페라이트 빔포밍부(2120)의 회전 시, 코일부(2110)도 페라이트 빔포밍부(2120)와 수직을 이루도록 페라이트 빔포밍부(2120)의 끝 단에 인접하여 움직일 수 있다.In this case, when the ferrite beamforming unit 2120 is rotated, the coil unit 2110 may also move adjacent to the end of the ferrite beamforming unit 2120 so as to be perpendicular to the ferrite beamforming unit 2120.

다시 말해서, 코일부(2110)는 자기장(2140)이 페라이트 빔포밍부(2120)에 의해 집중될 수 있도록 페라이트 빔포밍부(2120)의 움직임에 따라 이동할 수 있다.In other words, the coil unit 2110 may move according to the movement of the ferrite beam forming unit 2120 so that the magnetic field 2140 can be concentrated by the ferrite beam forming unit 2120.

페라이트 차폐부(2130)는 제2 회전축을 중심으로 회전 가능할 수 있다.The ferrite shield 2130 may be rotatable about the second rotation axis.

제2 회전축은 제1 회전축과 수직을 이룰 수 있다.The second rotation axis may be perpendicular to the first rotation axis.

도 21에 도시된 자기장 발생 장치의 위치에서 제2 회전축은 세로 방향의 직선일 수 있다.In the position of the magnetic field generating device shown in FIG. 21, the second rotation axis may be a vertical straight line.

따라서, 코일부(2110)로부터 발생된 자기장(2140)은 페라이트 빔포밍부(2120)를 통해 제1 회전축을 따라 빔포밍 될 수 있고, 페라이트 차폐부(2130)를 통해 제2 회전축을 따라 빔포밍 될 수 있다.Accordingly, the magnetic field 2140 generated from the coil unit 2110 may be beamformed along the first rotation axis through the ferrite beamforming unit 2120, and beamforming along the second rotation axis through the ferrite shielding unit 2130. Can be.

도 22는 도 20에 도시된 자기장 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.22 is a view for explaining the operation of the magnetic field generating device shown in FIG. 20.

도 22(a)를 참조하면, 충전 대상 디바이스(2220)는 자기장 발생 장치(2210)의 상부에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 22A, the charging target device 2220 may be positioned above the magnetic field generating device 2210.

페라이트 빔포밍부(2212)는 앞쪽에서 뒤쪽 방향으로 또는 뒤쪽에서 앞쪽 방향으로 회전할 수 있다. The ferrite beamforming unit 2212 may rotate from front to rear or from rear to front.

자기장 발생 장치(2210)는 충전 대상 디바이스(2220)의 위치를 감지하고, 페라이트 차폐부(2213)를 제2 회전축을 중심으로 회전(2240)시키고, 개방부(2211)를 통해 페라이트 빔포밍부(2212)를 제1 회전축을 중심으로 타켓(2220)을 조준하도록 회전(2230)시켜 충전 대상 디바이스(2220)로 자기장을 집중시킬 수 있다.The magnetic field generating device 2210 detects the position of the charging target device 2220, rotates the ferrite shield 2213 about the second rotation axis 2240, and the ferrite beam forming unit ( The magnetic field may be concentrated to the charging target device 2220 by rotating 2212 so as to aim the target 2220 around the first rotation axis.

도 22(b)를 참조하면, 충전 대상 디바이스(2220)는 자기장 발생 장치(2210)의 상부 오른쪽에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 22B, the charging target device 2220 may be located on the upper right side of the magnetic field generating device 2210.

페라이트 빔포밍부(2212)는 도 22(a)에 도시된 개방부(2211)를 통해 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 오른쪽에서 왼쪽으로 회전할 수 있다.The ferrite beamforming unit 2212 may rotate from left to right or from right to left through the opening 2211 shown in FIG. 22(a).

자기장 발생 장치(2210)는 충전 대상 디바이스(2220)의 위치를 감지하고, 도 22(a)에 도시된 방향을 기준으로 페라이트 차폐부(2213)를 오른쪽으로 회전(2260)시키고, 페라이트 빔포밍부(2212)를 오른쪽으로 회전(2250)시켜 충전 대상 디바이스(2220)로 자기장을 집중시킬 수 있다.The magnetic field generating device 2210 detects the position of the charging target device 2220, rotates the ferrite shield 2213 to the right (2260) based on the direction shown in FIG. 22(a), and The magnetic field may be concentrated on the device 2220 to be charged by rotating 2212 to the right (2250).

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 방법의 흐름도이다.23 is a flowchart of a method of generating a magnetic field according to an embodiment of the present invention.

도 23에 도시된 자기장 발생 방법은 도 15 내지 도 22에 도시된 자기장 발생 장치에 의해 수행될 수 있다.The method of generating a magnetic field illustrated in FIG. 23 may be performed by the magnetic field generating apparatus illustrated in FIGS. 15 to 22.

도 23을 참조하면, 자기장 발생 장치는 S2310 단계에서, 무선전력을 공급받을 타켓을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 23, the magnetic field generating device may detect a target to be supplied with wireless power in step S2310.

자기장 발생 장치는 S2320 단계에서, 타켓의 방향으로 자기장을 송신하도록 제1 및 제2 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.In step S2320, the magnetic field generating device may rotate around the first and second rotation axes to transmit the magnetic field in the direction of the target.

자기장 발생 장치는 S2330 단계에서, 자기장을 발생시킬 수 있다.The magnetic field generating device may generate a magnetic field in step S2330.

자기장 발생 장치는 S2340 단계에서, 발생된 자기장이 페라이트 프레임을 통해 타켓의 방향으로 빔포밍 되어 무선전력을 공급할 수 있다.The magnetic field generating device may supply wireless power by beamforming the generated magnetic field in the direction of the target through the ferrite frame in step S2340.

도 23을 참조하여 설명한 자기장 발생 방법은 도 15 내지 도 22를 참조하여 설명한 자기장 발생 장치의 동작 방법과 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.The method of generating a magnetic field described with reference to FIG. 23 is the same as that of the apparatus for generating a magnetic field described with reference to FIGS. 15 to 22, and thus a detailed description thereof will be omitted.

결국, 본 발명을 이용하면, 가정, 사무실, 공항, 열차 안 등 복잡한 무선채널 환경에서 적용될 수 있는 무선 전력 전송 시스템을 제공 할 수 있다.Consequently, by using the present invention, it is possible to provide a wireless power transmission system that can be applied in a complex wireless channel environment such as home, office, airport, and inside a train.

또한, 송수신 모듈의 안테나, RF보드 및 제어보드를 일체형으로 형성함으로써, 송수신 모듈을 소형 및 저가로 구현할 수 있다.In addition, by integrally forming the antenna, the RF board, and the control board of the transmission/reception module, the transmission/reception module can be implemented in a small size and low cost.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. Further, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to operate as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or, to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.

1300: 무선전력 송수신 모듈 1310: 안테나
1320: RF 보드 1330: 제어보드
1340: 기판 1341: 제1 유전체 기판
1342: 접지층 1343: 제2 유전체 기판1300: wireless power transmission/reception module 1310: antenna
1320: RF board 1330: control board
1340: substrate 1341: first dielectric substrate
1342: ground layer 1343: second dielectric substrate

Claims

Including a control unit, a wireless charging pad unit, a near-field power transmission unit, and a microwave power transmission unit,
The wireless charging pad unit transmits power to a three-dimensional space in a magnetic induction method or a magnetic resonance method,
The near-field power transmission unit transmits power to the three-dimensional space in a magnetic resonance method,
The microwave power transmission unit transmits power to the three-dimensional space using a microwave power transmission method,
The control unit monitors the environment of the three-dimensional space, and controls at least one operation of the wireless charging pad unit, the near-field power transmission unit, and the microwave power transmission unit based on the monitoring result, and the monitoring result between the transmitting and receiving ends. When the distance of '2x (antenna length) ² /wavelength' or more is not required for long-distance transmission, the control unit operates only the wireless charging pad unit and the near-field power transmission unit, and the microwave power transmission unit operates. Control so that it does not,
The wireless charging pad unit,
Each of a plurality of small power transmission coils are independently driven and controlled,
A first control signal is generated to apply a first driving voltage having a first phase to driving target power transmission coils corresponding to a position where a charging target device is placed among the plurality of small power transmission coils, and the plurality of small size power transmission coils A second control signal is generated to apply a second driving voltage having a phase different from the first phase to peripheral power transmission coils other than the driving target power transmission coil among the power transmission coils, and the first driving voltage and the Applying a second driving voltage to the wireless charging pad,
The microwave power transmission unit includes a wireless power transmission/reception module,
The wireless power transmission/reception module,
antenna;
RF board connected to the antenna and
Control board connected to the RF board
Wireless power transmission system comprising a.

The method of claim 1,
The antenna includes at least one of a patch antenna, a printed dipole antenna, and a spiral antenna.
Wireless power transmission system.

The method of claim 1,
Further comprising a substrate connecting the antenna and the RF board
Wireless power transmission system.

The method of claim 3,
The antenna is disposed on either side of both sides of the substrate,
The RF board and the control board are disposed on the other side of the board to which the antenna is not attached.
Wireless power transmission system.

The method of claim 3,
The substrate is
A first dielectric substrate;
A ground layer disposed under the first dielectric substrate, and
Including a second dielectric substrate disposed under the ground layer
Wireless power transmission system.

The method of claim 1,
The RF board is connected to the control board through a digital connector.
Wireless power transmission system.

The method of claim 1,
The RF board includes at least one of a phase shifter, an amplifier, and an attenuator.
Wireless power transmission system.

The method of claim 1,
The RF board and the control board are connected to at least two or more of the antennas.
Wireless power transmission system.

Monitoring the environment in the three-dimensional space and transmitting power through at least one of a wireless charging pad unit, a near-field power transmitting unit, and a microwave power transmitting unit, based on the monitoring result and the characteristics of the power receiving device,
The wireless charging pad unit transmits power to the three-dimensional space in a magnetic induction method or a magnetic resonance method,
The near-field power transmission unit transmits power to the three-dimensional space in a magnetic resonance method,
The microwave power transmission unit transmits power to the three-dimensional space using a microwave power transmission method,
The control unit monitors the environment of the three-dimensional space, and controls at least one operation of the wireless charging pad unit, the near-field power transmission unit, and the microwave power transmission unit based on the monitoring result, and the monitoring result between the transmitting and receiving ends. When long-distance transmission that is identified as '2x (antenna length) ² /wavelength' or more is not required, the control unit operates only the wireless charging pad unit and the near-field power transmission unit, and the microwave power transmission unit does not operate. Control,
The wireless charging pad unit,
Independently driving and controlling each of a plurality of small power transmission coils,
A first control signal is generated to apply a first driving voltage having a first phase to driving target power transmission coils corresponding to a position where a charging target device is placed among the plurality of small power transmission coils, and the plurality of small size power transmission coils A second control signal is generated to apply a second driving voltage having a phase different from the first phase to the peripheral power transmission coils excluding the driving target power transmission coil among the power transmission coils, and the first driving voltage and Applying the second driving voltage to the wireless charging pad,
The microwave power transmission unit includes a wireless power transmission/reception module,
The wireless power transmission/reception module,
antenna;
A substrate connected to the antenna and
RF unit and control unit integrated board connected to the substrate and having an RF unit and a control unit
Wireless power transmission system comprising a.

The method of claim 9,
The RF unit includes at least one of a phase shifter, an amplifier, and an attenuator.
Wireless power transmission system.