KR102342239B1 - 무선 수전 장치, 무선 충전 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 수전 장치, 무선 충전 방법 및 시스템을 제공하되, 무선 충전 기술분야에 관한다. 이 무선 수전 장치는 무선 수전 코일, AC-DC전환 회로, 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하는 커패시턴스 벅 회로 및 배터리를 포함하고, 무선 수전 코일의 출력단은 AC-DC전환 회로의 입력단에 연결되고, AC-DC전환 회로의 출력단은 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 배터리에 연결되며, 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 적어도 2개의 커패시턴스는 직열 연결 상태가 되고 에너지를 저장하며, 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 적어도 2개의 커패시턴스는 병렬 연결 상태가 되고 에너지를 방출한다. 직류에 대해 감압을 진행할 때, 커패시턴스 벅 회로의 스위치의 연결 상태에 의해, 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지저장과 에너지 방출의 과정을 제어하고, 이로써 인덕턴스 자체의 임피던스에서 발생되는 에너지 손실 문제를 방지하고, 무선 충전의 충전 효율을 향상시킨다.

Description

무선 수전 장치, 무선 충전 방법 및 시스템
본 발명은 무선 충전 기술분야에 관한 것으로, 특히 무선 수전(受電) 장치, 무선 충전 방법 및 시스템에 관한다.
무선 충전 기술은 통상 핸드폰, 태블릿, 노트북, 스마트 워치 등의 다양한 이동 단말기의 충전에 적용되며, 또는 스마트 단말기의 본체부에서 액세서리(예를 들어, 블루투스 이어폰, 스크린 등)으로의 충전에 적용된다.
관련 기술에 있어서, 무선 충전 기술이 제공되는데, 해당 무선 충전 기술은 무선 충전 장치와 무선 수전 장치가 포함된다. 충전 시, 무선 수전 장치는 무선 충전 장치로 부터 전송되는 에너지를 전달받고, 이 에너지를 충전 전압 및 충전 전류로 전환하여, 벅 컨버터 회로(Buck회로) 아키덱처에 의해 충전 전압을 낮춘 후 전원에 대해 충전을 진행한다.
본 발명은 무선 수전 장치, 무선 충전 방법 및 시스템을 제공하되, BUCK 회로 아키덱처에서의 인덕턴스 자체의 임피던스가 에너지 손실을 발생시켜, 무선 충전의 충전 효율 비교적 낮게 하는 문제를 해결할 수 있다. 다음과 같이 상기 기술 수단을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예의 제 1 양태에 따르면, 무선 수전 코일, AC-DC전환 회로, 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하는 커패시턴스 벅 회로 및 배터리를 포함하고,
상기 무선 수전 코일의 출력단은 상기 AC-DC전환 회로의 입력단에 연결되고, 상기 AC-DC전환 회로의 출력단은 상기 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 배터리에 연결되며,
상기 적어도 하나의 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 직열 연결 상태가 되고 에너지를 저장하며,
상기 적어도 하나의 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 병렬 연결 상태가 되고 에너지를 방출하는 무선 수전 장치를 제공한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 커패시턴스 벅 회로는 제 1단 커패시턴스 벅 회로와 제 2단 커패시턴스 벅 회로를 포함하고,
상기 AC-DC전환 회로의 출력단은 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 배터리에 연결된다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 제 1커패시턴스, 제 3커패시턴스와 제 4커패시턴스와 적어도 하나의 제 2 스위치를 포함하는 제 2커패시턴스 및 적어도 하나의 제 1 스위치를 포함하고,
상기 적어도 하나의 제 1 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 상기 제 2커패시턴스는 상기 직열 연결 상태가 되고, 상기 적어도 하나의 제 1 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 상기 제 2커패시턴스는 상기 병렬 연결 상태가 되며,
상기 적어도 하나의 제 2 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 상기 제 4커패시턴스는 상기 직열 연결 상태가 되고, 상기 적어도 하나의 제 2 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 상기 제 4커패시턴스는 상기 병렬 연결 상태가 된다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로와 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로 사이에는 제 3스위치, 제 4스위치 및 제 5커패시턴스가 연결되고，
상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 제 3스위치의 입력단에 연결되고, 상기 제 3스위치의 출력단은 상기 제 4스위치의 입력단에 연결되고, 상기 제 4스위치의 출력단은 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되며,
상기 제 3스위치의 출력단과 상기 제 4스위치의 입력단은 상기 제 5커패시턴스의 제 1단에 연결되고, 상기 제 5커패시턴스의 제 2단은 접지된다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 무선 수전 장치는 디지털 제어 회로와 중앙 프로세서를 더 포함하고,
상기 디지털 제어 회로의 제 1단이 상기 중앙 프로세서에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로는 상기 연결에 의해 상기 중앙 프로세서와 통신하며,
상기 디지털 제어 회로의 제 2단은 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로의 제 3단은 상기 커패시턴스 벅 회로에 연결된다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 무선 수전 장치는 보호 회로와 아날로그 회로 및 검출 저항을 더 포함하고,
상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 검출 저항에 의해 상기 배터리에 연결되고,
상기 디지털 제어 회로의 제 4단은 상기 보호 회로의 제 1단에 연결되고, 상기 보호 회로의 제 2단은 상기 아날로그 회로의 제 1단에 연결되고, 상기 아날로그 회로의 제 2단은 상기 배터리에 연결되고, 상기 아날로그 회로의 제 3단은 상기 검출 저항에 연결되며,
상기 아날로그 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단의 출력 전압과 출력 전류에 대해 검출하는데 사용되고, 그리고 상기 검출 저항에 의해 상기 배터리의 배터리 전압에 대해 검출을 수행하며,
상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단의 과전압과 과전류, 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단의 과전압과 과전류 및 단락에 대해 보호를 수행한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 무선 수전 장치는 제 5스위치를 더 포함하고,
상기 디지털 제어 회로의 제 2단은 상기 제 5스위치에 의해 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되고,
상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력단은 상기 제 5스위치에 의해 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결된다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단에서 상기 과전압이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 제어하고,
또는,
상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단에서 상기 과전류가 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
또는,
상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단에서 상기 과전압이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
또는,
상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단에서 상기 과전류가 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
또는,
상기 보호 회로는 무선 수전 장치의 충전 라인에 상기 단락이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력 전압을 제 1전압, 입력 전류를 제 1전류라고 하면,
상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력 전압은 제 2전압이고, 출력 전류는 제 2전류이며, 상기 제 2전압의 전압값은 상기 제 1전압의 전압값의 절반이고, 상기 제 2전류의 전류값은 상기 제 1전류의 전류값의 2배이다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력 전압을 제 3전압, 출력 전류를 제 3전류라고 하면, 상기 제 3전압의 전압값은 상기 제 2전압의 전압값의 절반이고, 상기 제 3전류의 전류값은 상기 제 2전류의 전류값의 2배이다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면,
상기 무선 수전 코일이 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달받고, 상기 에너지를 교류 형태로 AC-DC전환 회로에 출력하는 단계,
상기 AC-DC전환 회로가 상기 교류를 직류로 전환시키고, 상기 직류를 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하는 커패시턴스 벅 회로에 출력하는 단계,
상기 커패시턴스 벅 회로가 상기 적어도 하나의 스위치를 제 1연결 상태로 제어하고, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 상기 적어도 하나의 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우 직열 연결 상태가 되고 에너지를 저장하는 단계, 및
상기 커패시턴스 벅 회로가 상기 적어도 하나의 스위치를 제 2연결 상태로 제어하고, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 상기 적어도 하나의 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우 병렬 연결 상태가 되고 전류를 출력하는 형태로 에너지를 배터리에 출력하는 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 무선 충전 장치와 무선 수전 장치를 포함하고, 상기 무선 수전 장치는 상기 본 발명의 실시예에서 제공되는 무선 수전 장치를 포함하는 무선 충전 시스템을 제공한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 무선 수전 장치는 이동 단말기이고, 상기 무선 충전 장치는 충전 베이스이다.
본 발명의 실시예가 제공하는 기술적 방안은 다음과 같은 유익한 효과를 포함한다.
AC-DC전환 회로에서 교류를 직류로 전환 시키고, 직류에 대해 강압을 수행할 때, 커패시턴스 벅 회로 중의 적어도 2개의 커패시턴스 및 적어도 하나의 스위치에 의해, 스위치의 연결 상태에 따라 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지 저장과 에너지의 방출 과정을 제어하고, 이로써 인덕턴스 자체의 임피던스에서 발생되는 에너지 손실의 문제를 방지하고, 에너지의 전환 효율을 향상시키며, 무선 충전의 충전 효율을 향상시킨다.
이해 해야 할 것은, 상기 일반적인 설명과 후술될 상세한 설명은 예시적일뿐 본 발명을 한정하지 않는다.
여기의 도면은 명세서에 병합되어 명세서의 일부분을 구성하며, 본 발명에 부합되는 실시예를 나타내고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 해석한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 커패시턴스 벅 회로의 구조 블록도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 구조 블록도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 제 1 스위치가 제 1연결 상태일 때의 등가 회로도이다
도 6은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 제 1 스위치가 제 2연결 상태일 때의 등가 회로도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 구조 블록도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 제 2스위치가 제 1연결 상태일 때의 등가 회로도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 제 2 스위치가 제 2연결 상태일 때의 등가 회로도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예가 제공하는 커패시턴스 벅 회로의 구조 블록도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 수전 장치의 구조 블록도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 흐름도이다.
이하, 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하고, 그 실시예를 도면에 표시한다. 도면에 대하여 설명할 때, 별도의 설명외에, 부동한 도면에서의 동일한 수자는 동일하거나 유사한 요소를 표시한다. 이하, 예시적인 실시예에서 설명하는 실시방식은 본 발명과 일치하는 모든 실시방식을 대표하는 것이 아니다. 반대로, 이는 첨부되는 청구범위에 기재되는 본 발명의 일 방면과 일치하는 장치 및 방법의 일예에 불과하다.
무선 충전 과정은 무선 충전 장치에 의해 무선 수전 장치로 충전을 진행하는 과정이다. 여기서, 무선 충전 장치에 무선 충전 코일이 포함되고, 무선 수전 장치에 무선 수전 코일이 포함되고, 상기 무선 충전 코일과 상기 무선 수전 코일은 커플링 코일이고, 코일 사이의 커플링에 의해 에너지 전달이 이루어진다.
관련 기술에 있어서, 무선 충전 기술을 제공하되, 해당 무선 충전 기술에은 무선 충전 장치와 무선 수전 장치가 포함된다. 충전 시, 무선 수전 장치는 무선 충전 장치가 전송하는 에너지를 전달받고, 이 에너지를 충전 전압과 충전 전류로 전환시켜, 벅 컨버터 회로(Buck 회로)아키덱처를 통해 충전 전압을 낮춘 후 전원에 대해 충전을 진행한다. 하지만, 벅 회로 아키덱처는 인덕턴스를 이용하여 충전 전압을 조정하는 것으로, 벅 회로 아키덱처 중의 인덕턴스 자체의 임피던스에서 에너지 손실을 발생하게 되므로, 무선 충전의 충전 효율 비교적 낮다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 해당 무선 충전 시스템(100)은 무선 충전 장치(110)와 무선 수전 장치(120)가 포함되며, 여기서, 무선 충전 장치(110)는 충전기(111), 공진회로(112), DC-AC전환 회로(Direct Current-Alternating Current, DC-AC,113) 및 무선 충전 코일(114)을 포함하고, 무선 수전 장치(120)는 무선 수전 코일(121), AC-DC전환 회로(Alternating Current-Direct Current, AC-DC)(122), 커패시턴스 벅 회로(123) 및 배터리(124)를 포함한다.
여기서, 무선 충전 장치(110)는, 충전기(111)의 출력단이 공진회로(112)의 입력단에 연결되고, 공진회로(112)의 출력단이 DC-AC전환 회로(113)의 입력단에 연결되며, DC-AC전환 회로(113)의 출력단이 무선 충전 코일(114)에 연결된다.
무선 수전 장치(120)는, 무선 수전 코일(121)의 출력단이 AC-DC전환 회로(122)의 입력단에 연결되고, AC-DC전환 회로(122)의 출력단이 커패시턴스 벅 회로(123)의 입력단에 연결되며, 커패시턴스 벅 회로(123)의 출력단이 배터리(124)에 연결된다.
여기서, 충전기(111)는 전원과 연결하고 전원의 에너지를 전달받아 전류의 형태로 출력하는데 사용되고； 공진회로(112)는 충전기에서 출력되는 전류를 전환 및 제어하고, 전압 요구에 따라 전류와 전압을 미리 설정된 범위 내에 있도록 제어하며； DC-AC전환 회로(113)는 공진회로(112)가 출력하는 직류를 교류로 전환하여 출력하고； 무선 충전 코일(114)은 교류를 에너지로 전환 한 후 무선 수전 장치(120)의 무선 수전 코일(121)에 출력한다. 선택적으로, 상기 무선 충전 코일(114)은 자기 커플링을 발생 시킬수 있는 커플링 코일일 수 있고, 전기장 커플링을 발생 시킬수 있는 커플링 코일일 수도 있으며, 무선 전파 발사 가능한 코일일 수도 있다. 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다. 여기서, 무선 충전 코일(114)이 발사하는 에너지는 전자파, 마이크로웨이브 등 형태의 에너지를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
무선 수전 코일(121)는 무선 충전 장치(110)의 무선 충전 코일(114)에서 전달되는 에너지를 전달받아 에너지를 교류 형태로 AC-DC전환 회로(122)에 출력하고, AC-DC전환 회로(122)는 교류를 직류로 전환시킨 후, 직류를 커패시턴스 벅 회로(123)에 입력한다. 상기 커패시턴스 벅 회로(123)는 커패시턴스와 스위치에 의해 에너지의 저장과 방출을 제어하여, 직류 전압을 압축하고, 직류의 전류를 대응되게 향샹시킨다. 예시적으로, 적어도 하나의 스위치에 의해 적어도 2개의 연결 상태를 제어하고, 즉, 스위치의 서로 다른 연결 상태에 의해 적어도 2개의 커패시턴스가 직열 연결 상태 또는 병렬 연결 상태가 되도록 제어하고, 적어도2개의 커패시턴스가 직열 연결 상태일 경우, 에너지를 저장하고, 적어도 2개의 커패시턴스가 병렬 연결 상태일 경우, 에너지를 방출하며, 이로써 전압의 압축 및 전류의 증가를 구현한다. 선택적으로, 적어도 하나의 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 직열 연결 상태이고 에너지를 저장한다. 적어도 하나의 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 병렬 연결 상태이고 에너지를 방출한다. 예시적으로, 커패시턴스 벅 회로의 커패시턴스와 스위치에 의해 직류의 전압은 해당 커패시턴스 벅 회로에 입력되는 입력 전압의 1/4로 압축되고, 대응하게 직류의 전류는 입력 전류의 4배로 증가된다. 선택적으로, 커패시턴스 벅 회로(123)는 배터리(124)에 대한 충전이 이루어지도록 전환된 직류를 배터리(124)에 입력한다.
유의해야할 것은, 상기 실시예에서는 무선 충전 시스템(100) 전체를 예로 설명하였으나, 실 조작에 있어서, 상기 무선 충전 장치(110)와 무선 수전 장치(120)를 2개의 독립적인 개체로 볼 수 있다.
정리하면, 본 실시예가 제공하는 무선 수전 장치는, AC-DC전환 회로에서 교류를 직류로 전환시키고, 직류에 대해 강압을 수행할 때, 커패시턴스 벅 회로 중의 적어도2개의 커패시턴스 및 적어도 하나의 스위치에 의해, 스위치의 연결 상태에 따라 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지 저장과 에너지 방출의 과정을 제어함으로써, 인덕턴스 자체의 임피던스에서 발생되는 에너지 손실의 문제를 방지하고, 에너지의 전환 효율을 향상시키고, 무선 충전의 충전 효율을 향상 시킨다.
본 실시예가 제공하는 무선 수전 장치는, 배터리의 충전을 위해, 커패시턴스 벅 회로에 의해 비교적 높은 전압을 배터리가 전달 받을 수 있는 범위 내의 전압으로 전환시킬 수 있고, 이로써 무선 수전 장치에 충전할 때, 높은 전력의 전류를 사용하고, 커패시턴스 벅 회로에 의해 감압을 수행 한 후, 적당한 전압 및 비교적 높은 전류로 배터리에 충전할 수 있어, 무선 충전의 충전 효율을 향상시킨다.
상기 무선 수전 장치(120)의 구조를 결합하여 살펴보면, 도 2는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 흐름도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 해당 방법은 아래와 같은 단계(단계201~206)를 포함한다.
단계201에서는, 무선 수전 코일이 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달 받는다.
선택적으로, 상기 무선 수전 코일은 자기 커플링을 발생 시킬수 있는 커플링 코일일 수 있고, 전기장 커플링을 발생시킬 수 있는 커플링 코일일 수 있으며, 무선 전파 발사 가능한 코일일 수도 있어나 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다. 여기서, 무선 수전 코일이 전달받은 에너지는 전자파, 마이크로 웨이브 등 형태의 에너지를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
단계202에서는, 무선 수전 코일이 에너지를 교류 형태로 AC-DC전환 회로에 출력한다.
선택적으로, 무선 수전 코일은 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달 받은 후, 상기 에너지의 전력에 따라 상기 에너지를 대응되는 교류로 전환시키고, 해당 교류를 AC-DC전환 회로에 출력한다.
단계203에서는, AC-DC전환 회로에 의해 교류를 직류로 전환시킨다.
단계204에서는, AC-DC전환 회로에 의해 직류를 커패시턴스 벅 회로에 출력한다.
선택적으로, 상기 커패시턴스 벅 회로는 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하고, 커패시턴스 벅 회로는 상기 적어도 하나의 스위치를 서로 다른 연결 상태로 제어함으로써, 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지에 대한 저장과 출력을 제어한다.
단계205에서는, 커패시턴스 벅 회로에 의해 적어도 하나의 스위치를 제 1연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 직열 연결 상태이고 에너지를 저장한다.
단계206에서는, 커패시턴스 벅 회로에 의해 적어도 하나의 스위치를 제 2연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 병렬 연결 상태이고, 전류를 출력하는 형태로 배터리에 에너지를 출력한다.
정리하면, 본 실시예가 제공하는 무선 충전 방법은, AC-DC전환 회로에서 교류를 직류로 전환하고, 직류에 대해 감압을 수행할 때, 커패시턴스 벅 회로 중의 적어도 2개의 커패시턴스 및 적어도 하나의 스위치에 의해, 스위치의 연결 상태에 따라 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지의 저장과 에너지의 방출 과정을 제어함으로써, 인덕턴스 자체의 임피던스에서 발생되는 에너지 손실 문제를 방지하고, 에너지의 전환 효율을 향상시키며, 무선 충전의 충전 효율을 향상시킨다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 커패시턴스 벅 회로(123)는 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)와 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)를 포함한다.
AC-DC전환 회로(122)의 출력단은 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 입력단에 연결되고, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력단은 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 입력단에 연결되며, 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력단은 배터리(124)에 연결된다.
선택적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)는 제 1커패시턴스(311), 제 2커패시턴스(312) 및 적어도 하나의 제 1 스위치(313)(도4에서는 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)에 4개의 제 1 스위치(313)가 포함되는 경우를 예로 설명됨)를 포함한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 1 스위치(313)가 제 1연결 상태일 경우, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 직열 연결 상태이고, 적어도 하나의 제 1 스위치(313)가 제 2연결 상태일 경우 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 병렬 연결 상태이다. 예시적으로, 도 4를 참조하면, 제 1 스위치(313)는 스위치(S1), 스위치(S2), 스위치(S3) 및 스위치(S4)를 포함하고, 스위치(S1)와 스위치(S4)가 닫히고（ON） 스위치(S2)와 스위치(S3)가 열릴(OFF) 경우 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 직열 연결 상태가 되고； 스위치(S3)와 스위치(S4)가 닫히고 스위치(S1)와 스위치(S2)가 열릴 경우, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 병렬 연결 상태가 된다. 예시적으로, 스위치(S1)와 스위치(S4)가 닫히고 스위치(S2)와 스위치(S3)가 열려있으며 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)가 직열 연결 상태인 경우 등가회로가 도5에 도시한 바와 같다. 스위치(S3)와 스위치(S4)가 닫히고 스위치(S1)와 스위치(S2)가 열려 있으며 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)가 병렬 연결 상태인 경우 등가회로가 도 6에 도시한 바와 같다.
선택적으로, 제 2커패시턴스(312)의 제 1단은 상기 적어도 하나의 제 1 스위치(313)에 연결되며, 제 2커패시턴스(312)의 제 2단은 접지된다.
선택적으로, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)의 커패시턴스값은 동일하다. 선택적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 스위치(S1)와 스위치(S4)가 닫히고 스위치(S2)와 스위치(S3)가 열릴 경우 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 직열 연결 관계이고, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)의 커패시턴스값이 동일하므로, 제 2커패시턴스(312) 양단의 전압과 제 1커패시턴스(311) 양단의 전압은 동일하고, 즉 2커패시턴스(312) 양단의 전압은 해당 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)에 입력되는 입력 전압의 절반이며, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 동시에 에너지를 저장하고, 그리고 저장되는 에너지의 크기는 일치하다. 스위치(S3)와 스위치(S4)닫히고 스위치(S1)와 스위치(S2)가 열릴 경우, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)는 직열 연결 상태로부터 병렬 연결 상태로 전환되고, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)가 저장하는 에너지는 동일하며, 제 1커패시턴스(311) 양단의 전압과 제 2커패시턴스(312) 양단의 전압은 바로 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력 전압, 즉 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 입력 전압의 절반이며, 따라서 병렬 연결 상태로 전환된 후, 에너지 보존 법칙에 따라, 제 1커패시턴스(311)와 제 2커패시턴스(312)가 저장한 에너지를 방출하며, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력 전압이 입력 전압의 절반이고, 그리고 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력 전류는 출력 전류의 2배 이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)는 제 3커패시턴스(321), 제 4커패시턴스(322) 및 적어도 하나의 제 2 스위치(323)(도 7은 해당 제 2단 벅 회로320에 4개의 제 2 스위치(323)가 포함되는 경우를 예로 설명함)를 포함한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 2 스위치(323)가 제 1연결 상태일 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 직열 연결 상태가 되고, 적어도 하나의 제 2 스위치(323)가 제 2연결 상태일 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 병렬 연결 상태가 된다. 예시적으로, 도 7을 참조하면, 제 2 스위치(323)는 스위치(S5), 스위치(S6), 스위치(S7) 및 스위치(S8)를 포함하고, 스위치(S5)와 스위치(S8)이 닫히고 스위치(S6)과 스위치(S7)가 열릴 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 직열 연결 상태가 되고； 스위치(S7)와 스위치(S8)가 닫히고 스위치(S5)와 스위치(S6)가 열릴 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 병렬 연결 상태가 된다. 예시적으로, 스위치(S5)와 스위치(S8)가 닫히고 스위치(S6)와 스위치(S7)가 열리며 그리고 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)가 직열 연결 상태일 경우, 등가 회로도는 도 8에 도시한 바와 같고； 스위치(S7)와 스위치(S8)가 닫히고 스위치(S5)와 스위치(S6)가 열려있으며 그리고 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 병렬 연결 상태일 경우, 등가 회로도는 도 9에 도시한 바와 같다.
선택적으로, 제 4커패시턴스(322)의 제 1단은 상기 적어도 하나의 제 2 스위치(323)에 연결되고, 제 4커패시턴스(322)의 제 2단은 접지된다.
선택적으로, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)의 커패시턴스값이 동일하다. 선택적으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 스위치(S5)와 스위치(S8)가 닫히고, 스위치(S6)와 스위치(S7)가 열릴 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 직열 연결 관계이고, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)의 커패시턴스값이 동일하므로 제 4커패시턴스(322) 양단의 전압과 제 3커패시턴스(321) 양단의 전압이 동일 하며, 즉 제 4커패시턴스(322)양단의 전압은 해당 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)에 입력되는 입력 전압의 절반이고, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 동시에 에너지를 저장하고, 그리고 저장되는 에너지의 크기는 일치하다. 스위치(S7)와 스위치(S8)닫히고 스위치(S5)와 스위치(S6)가 열릴 경우, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)는 직열 연결 상태로 부터 병렬 연결 상태로 전환되고, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)가 저장하는 에너지가 동일 하며, 제 3커패시턴스(321) 양단의 전압과 제 4커패시턴스(322) 양단의 전압이 바로 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력 전압이고, 즉 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 입력 전압의 절반이며, 따라서 병렬 연결 상태로 전환 된 후, 에너지 보존 법칙에 따라, 제 3커패시턴스(321)와 제 4커패시턴스(322)에 저장된 에너지를 방출하며, 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력 전압은 입력 전압의 절반이고, 그리고 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력 전류는 출력 전류의 2배 이다.
선택적으로, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 입력 전압을 제 1전압, 입력 전류를 제 1전류라고 하면, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력 전압은 제 2전압이고, 출력 전류는 제 2전류이며, 여기서, 제 2전압의 전압값은 제 1전압의 전압값의 절반이고, 제 2전류의 전류값은 제 1전류의 전류값의 2배이다.
선택적으로, 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력 전압을 제 3전압, 출력 전류를 제 3전류라고 하면, 상기 제 3전압의 전압값은 제 2전압의 전압값의 절반이고, 제 3전류의 전류값은 제 2전류의 전류값의 2배이다. 즉, 제 3전압의 전압값이 제 1전압의 전압값의 1/4이고, 제 3전류의 전류값이 제 1전류의 전류값의 4배이다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)와 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320) 사이에는 제 3스위치(1010), 제 4스위치(1020)및 제 5커패시턴스(1030)가 연결된다.
여기서, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 출력단은 제 3스위치(1010)의 입력단에 연결되고, 제 3스위치(1010)의 출력단은 제 4스위치(1020)의 입력단에 연결되고, 제 4스위치(1020)의 출력단은 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 입력단에 연결되며； 선택적으로, 제 3스위치(1010)의 출력단과 제 4스위치(1020)의 입력단은 제 5커패시턴스(1030)의 제 1단에 연결되고, 제 5커패시턴스(1030)의 제 2단은 접지된다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)가 전압을 절반으로 감압하고 2배의 전류를 출력할 경우, 제 3스위치(1010)가 닫히고 제 4스위치(1020)는 열리며, 출력되는 에너지는 제 5커패시턴스(1030)에 집중하게 되고, 제 3스위치(1010)가 열리고 제 4스위치(1020)가 닫히면, 에너지를 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)로 방출한다.
본 실시예가 제공하는 무선 수전 장치는 제 1단 커패시턴스 벅 회로와 제 2단 커패시턴스 벅 회로 사이에 제 5커패시턴스, 제 3스위치 및 제 4스위치를 구비하고, 제 3스위치의 닫힘과 제 4스위치의 열림으로써 제 5커패시턴스를 에너지 전송 스테이션으로 하여 에너지의 저장을 수행하고, 그리고 제 3스위치의 열림과 제 4스위치의 닫힘으로써 제 5커패시턴스의 에너지를 제 2단 커패시턴스 벅 회로에 전달하고, 이로써 제 1단 커패시턴스 벅 회로가 출력하는 에너지가 비교적 커서 제 2단 커패시턴스 벅 회로에 충격을 주어 에너지 전달 과정에 영향을 주는 것을 방지한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 상기 무선 수전 장치(120)는 디지털 제어 회로와 중앙 프로세서(Central Processing Unit, CPU)를 더 포함하고, 여기서, 디지털 제어 회로의 제 1단은 중앙 프로세서에 연결되고, 이 연결에 의해 중앙 프로세서와 통신한다； 선택적으로, 이 디지털 제어 회로의 제 2단은 AC-DC전환 회로(113)의 출력단에 연결되고, 디지털 제어 회로의 제 3단은 커패시턴스 벅 회로에 연결된다.
선택적으로, 상기 커패시턴스 벅 회로가 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)와 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)를 포함할 경우, 이 디지털 제어 회로는 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)와 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)에 각각 연결된다.
선택적으로, 상기 디지털 제어 회로는 중앙 프로세서 또는 다른 코어 프로세서와 통신하는데 사용되며, 중앙 프로세서는 디지털 제어 회로에 제어 시그널링을 송신하고, 이 디지털 제어 회로에 의해 무선 충전 과정을 제어하고, 디지털 제어 시그널링은 무선 충전 과정의 충전 상태를 중앙 프로세서에 통보한다.
예시적으로, 무선 수전 장치(120)의 무선 수전 코일(121)이 무선 충전 장치(110)의 무선 충전 코일(114)의 커플링을 전달받을 경우, 중앙 프로세서는 제어 시그널링을 디지털 제어 회로에 송신하고, 이 제어 시그널링은 무선 충전 장치가 무선 수전 장치에 발사한 에너지가 미리 설정한 에너지 범위 내에 해당함을 나타내며, 디지털 제어 회로는 수신된 제어 시그널링에 따라 무선 충전 과정을 시작한다.
선택적인 일 실시예에 있어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 무선 수전 장치(120)는 상기 디지털 제어 회로(1110), 보호 회로(1120), 아날로그 회로(1130) 및 검출 저항(1140)을 더 포함한다.
여기서, 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력단은 검출 저항(1140)에 의해 배터리(124)에 연결되고, 즉 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)의 출력단은 검출 저항(1140)의 입력단에 연결되고, 검출 저항(1140)의 출력단은 배터리(124)에 열결된다.
디지털 제어 회로(1110)의 제 4단은 보호 회로(1120)의 제 1단에 연결되고, 보호 회로(1120)의 제 2단은 아날로그 회로(1130)의 제 1단에 연결되고, 아날로그 회로(1130)의 제 2단은 배터리(124)에 연결되며, 아날로그 회로(1130)의 제 3단은 검출 저항(1140)과 연결된다.
선택적으로, 상기 아날로그 회로(1130)는 커패시턴스 벅 회로 출력단의 출력 전압과 출력 전류에 대해 검출을 수행하고, 그리고 검출 저항(1140)은 배터리(124)의 배터리 전압에 대해 검출을 수행한다. 선택적으로, 상기 아날로그 회로(1130)는 제 2단 커패시턴스 벅 회로(320)출력단의 출력 전압과 출력 전류에 대해 검출을 수행한다.
선택적으로, 상기 보호 회로(1120)는 커패시턴스 벅 회로 입력단의 과전압과 과전류, 커패시턴스 벅 회로 출력단의 과전압과 과전류 및 단락에 대한 보호를 수행한다.
선택적으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 무선 수전 장치(120)는 제 5스위치(1150)를 더 포함하고, 상기 디지털 제어 회로(1110)의 제 2단은 상기 제 5스위치(1150)에 의해 AC-DC전환 회로(122)의 출력단에 연결되고, 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)의 입력단은 제 5스위치(1150)에 의해 AC-DC전환 회로(122)의 출력단에 연결된다.
선택적으로, 상기 제 5스위치(1150)는 AC-DC전환 회로(122)와 제 1단 커패시턴스 벅 회로(310)를 연결하는 스위치이고, 따라서 상기 제 5스위치(1150)는 무선 충전 진행 중에 오프 상태로 전환됨으로써, 무선 충전 과정을 완료할 수 있다.
선택적으로, 보호 회로(1120)는 커패시턴스 벅 회로(123) 입력단에 과전압이 발생될 경우 디지털 제어 회로(1110)에 의해 제 5스위치(1150)를 오프 상태로 전환되도록 제어한다； 또는, 보호 회로(1120)는 커패시턴스 벅 회로(123) 입력단에 과전류가 발생될 경우 디지털 제어 회로(1110) 제어에 의해 제 5스위치(1150)를 오프 상태로 전환되도록 전환시킨다. 또는, 보호 회로(1120)는 커패시턴스 벅 회로(123) 출력단에 과전압이 발생될 경우 디지털 제어 회로(1110) 제어에 의해 제 5스위치(1150)를 오프 상태로 전환되도록 전환시킨다. 또는, 보호 회로(1120)는 커패시턴스 벅 회로(123) 출력단에 과전류가 발생될 경우 디지털 제어 회로(1110) 제어에 의해 제 5스위치(1150)를 오프 상태로전환되도록 전환시킨다.
유의해야할 것은, 상기 제 1 스위치(313), 제 2 스위치(323), 제 3스위치(1010), 제 4스위치(1020) 및 제 5스위치(1150)는 모두MOS스위칭 회로로 구현될 수 있고, 해당 MOS스위칭 회로는 모스트랜지스터의 게이트(g)가 소스(s)와 드레인(d)의 열림/닫힘을 제어하는 원리를 이용하여 설계한 회로이다.
정리하면, 본 실시예가 제공하는 무선 수전 장치는 보호 회로, 검출 저항 및 아날로그 회로에 의해 무선 충전 과정을 보호함으로써, 과전압, 과전류 또는 단락이 발생될 경우 무선 충전 과정에 영향을 주어 충전 중 위험이 발생되는 것을 방지하고, 무선 충전 과정의 안전성을 향상시킨다.
상기 도 11에 도시한 무선 수전 장치(120)를 결합하여 살펴본면, 도 12는 본 발명의 예시적인 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 흐름도이고, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 방법은 아래와 같은 단계(단계1201~1215)를 포함한다.
단계1201에서는, 무선 수전 코일이 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달 받는다.
선택적으로, 상기 무선 수전 코일은 자기 커플링을 발생시킬 수 있는 커플링 코일이거나 전기장 커플링을 발생시킬 수 있는 커플링 코일이거나 무선 전파 발사 가능한 코일일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다. 여기서, 무선 수전 코일이 전달받는 에너지는 전자파, 마이크로웨이브 등 형태의 에너지를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
단계1202에서는, 무선 수전 코일이 에너지를 교류 형태로AC-DC전환 회로에 출력한다.
선택적으로, 무선 수전 코일은 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달받은 후, 이 에너지의 전력에 따라 이 에너지를 대응되는 교류로 전환하고 상기 교류를 AC-DC전환 회로에 출력한다.
단계1203에서는, AC-DC전환 회로가 교류를 직류로 전환시킨다.
단계1204에서는, AC-DC전환 회로가 직류를 제 1단 커패시턴스 벅 회로에 출력한다.
선택적으로, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 제 1커패시턴스, 제 2커패시턴스 및 적어도 하나의 제 1 스위치를 포함하고, 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 상기 적어도 하나의 스위치를 서로 다른 연결 상태로 제어함으로써, 제 1커패시턴스와 제 2커패시턴스의 에너지 저장과 에너지 방출을 제어한다.
단계1205에서는, 제 1단 커패시턴스 벅 회로가 적어도 하나의 제 1 스위치를 제 1연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 1 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 제 2커패시턴스는 직열 연결 상태이고 에너지를 저장한다.
단계1206에서는, 제 1단 커패시턴스 벅 회로가 제 3스위치를 온 상태로 제어하고, 제어제 4스위치를 오프 상태로 제어한다.
선택적으로, 제 3스위치 온 상태이고 제 4스위치가 오프 상태일 경우, 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 에너지를 제 5커패시턴스에 전송할 수 있고, 제 5커패시턴스는 에너지를 제 2단 커패시턴스 벅 회로에 전달할 수 없다.
단계1207에서는, 제 1단 커패시턴스 벅 회로가 적어도 하나의 제 1 스위치를 제 2연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 1 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 제 2커패시턴스는 병렬 연결 상태가 되고 에너지를 방출한다.
선택적으로, 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 제 1커패시턴스와 제 2커패시턴스의 에너지를 제 5커패시턴스에 전달한다.
단계1208에서는, 제 1단 커패시턴스 벅 회로가 제 3스위치를 오프 상태로 제어하고, 제 4스위치를 온 상태로 제어한다.
선택적으로, 제 3스위치가 오프 상태이고 제 4스위치가 온 상태일 경우, 제 5커패시턴스는 에너지 보존 법칙에 근거하여 밖으로 에너지를 방출한다.
단계1209에서는, 제 2단 커패시턴스 벅 회로가 적어도 하나의 제 2 스위치를 제 1연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 1 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 제 4커패시턴스는 직열 연결 상태가 되고 에너지를 저장한다.
단계1210에서는, 제 2단 커패시턴스 벅 회로가 적어도 하나의 제 2 스위치를 제 2연결 상태로 제어한다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 2 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 제 4커패시턴스는 병렬 연결 상태가 되고 에너지를 방출한다.
단계1211에서는, 배터리가 제 2단 커패시턴스 벅 회로에서 출력되는 에너지를 전달받는다.
선택적으로, 배터리는 수신된 에너지에 의해 충전을 진행한다. 선택적으로, 제 2단 커패시턴스 벅 회로가 출력하는 전압은 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력 전압의 1/4이고, 제 2단 커패시턴스 벅 회로가 출력하는 전류는 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력 전류의 4배이다.
단계1212에서는, 보호 회로가 제 1단 커패시턴스 벅 회로 입력단의 입력 전류의 전류크기 및 입력 전압의 전압크기에 대해 모니터링을 수행한다.
단계1213에서는, 입력 전류의 전류크기가 전류 임계값을 초과할 경우, 또는 입력 전압의 전압크기가 전압 임계값을 초과할 경우, 제 5스위치를 열리도록한다.
선택적으로, 상기 제 5스위치가 열릴 경우, 무선 충전 과정은 오프 된다.
단계1214에서는, 보호 회로가 제 2단 커패시턴스 벅 회로 출력단의 출력 전류의 전류크기와 출력 전압의 전압크기에 대해 모니터링을 수행한다.
단계1215에서는, 출력 전류의 전류크기가 전류 임계값을 초과할 경우, 또는 출력 전압의 전압크기가 전압 임계값을 초과할 경우, 제 5스위치가 열리도록 한다.
유의해야할 것은, 전술한 단계(1212)~단계(1215)는 상기 단계(1201)~단계(1211)이전, 이후, 사이의 임의의 시점에서 진행할 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예는 단계(1212)~단계(1215)의 수행 시점에 대해 한정하지 않는다.
정리하면, 본 실시예가 제공하는 무선 충전 방법은 AC-DC전환 회로에서 교류를 직류로 전환시키고, 직류에 대해 감압을 수행할 경우, 커패시턴스 벅 회로의 적어도 2개의 커패시턴스 및 적어도 하나의 스위치에 의해, 스위치의 연결 상태에 따라 적어도 2개의 커패시턴스의 에너지 저장과 에너지 방출 과정을 제어하여, 인덕턴스 자체의 임피던스에서 발생하는 에너지 손실의 물제를 방지하고, 에너지의 전환 효율 및 무선 충전의 충전 효율을 높인다.
해당분야의 기술자가는 명세서를 고려하고 공개된 내용을 실천한 후, 본 발명의 기타 실시방안을 용이하게 생각해 낼수 있다. 본 출원은 본 발명의 임의의 변형, 용도 또는 적응성 변화를 포함하며, 이러한 변형, 용도 또는 적응성 변화는 본 발명의 일반적인 원리를 따르고, 본 발명에서 공개되지 않는 해당분야의 공지상식 또는 관용기술수단을 포함한다. 명세서 및 실시예는 예시적인 것이고, 본 발명의 진정한 범위와 사상은 첨부되는 청구범위에서 제시된다.
이해해야 할 것은, 본 발명은 위에서 설명한 내용 및 도면에 도시된 구조에 한정되지 않고, 그 범위를 이탈하지 않는 이상 각종 수정 및 변화를 진행할 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부되는 청구범위만에 의해서 한정된다.

Claims (13)

  1. 무선 수전 코일, AC-DC전환 회로, 커패시턴스 벅 회로 및 배터리를 포함하고, 상기 커패시턴스 벅 회로는 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하고,
    상기 무선 수전 코일의 출력단은 상기 AC-DC전환 회로의 입력단에 연결되고, 상기 AC-DC전환 회로의 출력단은 상기 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 배터리에 연결되며,
    상기 적어도 하나의 스위치가 제 1연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 직열 연결 상태가 되여 에너지를 저장하며,
    상기 적어도 하나의 스위치가 제 2연결 상태일 경우, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 병렬 연결 상태가 되여 에너지를 방출하고,
    무선 수전 장치는 디지털 제어 회로와 중앙 프로세서를 더 포함하고,
    상기 디지털 제어 회로의 제 1단이 상기 중앙 프로세서에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로는 상기 연결에 의해 상기 중앙 프로세서와 통신하며,
    상기 디지털 제어 회로의 제 2단은 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로의 제 3단은 상기 커패시턴스 벅 회로에 연결되는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커패시턴스 벅 회로는 제 1단 커패시턴스 벅 회로와 제 2단 커패시턴스 벅 회로를 포함하고,
    상기 AC-DC전환 회로의 출력단은 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되고, 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 배터리에 연결되는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로는 제 1커패시턴스, 제2 커패시턴스 및적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고,
    상기 제2단 커패시턴스 벅 회로는, 제 3커패시턴스, 제 4커패시턴스 및 적어도 하나의 제 2 스위치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 1 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 상기 제 2커패시턴스는 상기 직열 연결 상태가 되고,
    상기 적어도 하나의 제 1 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 1커패시턴스와 상기 제 2커패시턴스는 상기 병렬 연결 상태가 되고,
    상기 적어도 하나의 제 2 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 상기 제 4커패시턴스는 상기 직열 연결 상태가 되고,
    상기 적어도 하나의 제 2 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우, 상기 제 3커패시턴스와 상기 제 4커패시턴스는 상기 병렬 연결 상태가 되는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로와 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로 사이에는 제 3스위치, 제 4스위치 및 제 5커패시턴스가 연결되고,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 제 3스위치의 입력단에 연결되고, 상기 제 3스위치의 출력단은 상기 제 4스위치의 입력단에 연결되고, 상기 제 4스위치의 출력단은 상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 입력단에 연결되며,
    상기 제 3스위치의 출력단과 상기 제 4스위치의 입력단은 상기 제 5커패시턴스의 제 1단에 연결되고, 상기 제 5커패시턴스의 제 2단은 접지되는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 무선 수전 장치는 보호 회로와 아날로그 회로 및 검출 저항을 더 포함하고,
    상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력단은 상기 검출 저항에 의해 상기 배터리에 연결되고,
    상기 디지털 제어 회로의 제 4단은 상기 보호 회로의 제 1단에 연결되고, 상기 보호 회로의 제 2단은 상기 아날로그 회로의 제 1단에 연결되고, 상기 아날로그 회로의 제 2단은 상기 배터리에 연결되고, 상기 아날로그 회로의 제 3단은 상기 검출 저항에 연결되며,
    상기 아날로그 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단의 출력 전압과 출력 전류에 대해 검출하는데 사용되고, 그리고 상기 검출 저항에 의해 상기 배터리의 배터리 전압에 대해 검출을 수행하며,
    상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단의 과전압과 과전류, 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단의 과전압과 과전류 및 단락에 대해 보호를 수행하는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 수전 장치는 제 5스위치를 더 포함하고,
    상기 디지털 제어 회로의 제 2단은 상기 제 5스위치에 의해 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되고,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력단은 상기 제 5스위치에 의해 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단에서 상기 과전압이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
    또는,
    상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 입력단에서 상기 과전류가 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
    또는,
    상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단에서 상기 과전압이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
    또는,
    상기 보호 회로는 상기 커패시턴스 벅 회로 출력단에서 상기 과전류가 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하고,
    또는,
    상기 보호 회로는 무선 수전 장치의 충전 라인에 상기 단락이 발생될 경우, 상기 디지털 제어 회로에 의해 상기 제 5스위치를 오프 상태로 전환되도록 제어하는
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  9. 청구항2 내지 청구항4 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 입력 전압은 제 1전압이고, 입력 전류는 제 1전류이며,
    상기 제 1단 커패시턴스 벅 회로의 출력 전압은 제 2전압이고, 출력 전류는 제 2전류이며, 상기 제 2전압의 전압값은 상기 제 1전압의 전압값의 절반이고, 상기 제 2전류의 전류값은 상기 제 1전류의 전류값의 2배인
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제 2단 커패시턴스 벅 회로의 출력 전압은 제 3전압이고, 출력 전류는 제 3전류이며,
    상기 제 3전압의 전압값은 상기 제 2전압의 전압값의 절반이고, 상기 제 3전류의 전류값은 상기 제 2전류의 전류값의 2배인
    것을 특징으로 하는 무선 수전 장치.
  11. 무선 수전 장치에 응용되는 무선 충전 방법에 있어서,
    무선 수전 코일이 무선 충전 장치에서 전달하는 에너지를 전달받고, 상기 에너지를 교류 형태로 AC-DC전환 회로에 출력하는 단계,
    상기 AC-DC전환 회로가 상기 교류를 직류로 전환시키고, 상기 직류를 적어도 2개의 커패시턴스와 적어도 하나의 스위치를 포함하는 커패시턴스 벅 회로에 출력하는 단계,
    상기 커패시턴스 벅 회로가 상기 적어도 하나의 스위치를 제 1연결 상태로 제어하고, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 상기 적어도 하나의 스위치가 상기 제 1연결 상태일 경우 직열 연결 상태가 되여에너지를 저장하는 단계, 및
    상기 커패시턴스 벅 회로가 상기 적어도 하나의 스위치를 제 2연결 상태로 제어하고, 상기 적어도 2개의 커패시턴스는 상기 적어도 하나의 스위치가 상기 제 2연결 상태일 경우 병렬 연결 상태가 되여 전류를 출력하는 형태로 에너지를 배터리에 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 무선 수전 장치는 디지털 제어 회로와 중앙 프로세서를 더 포함하고,
    상기 디지털 제어 회로의 제 1단이 상기 중앙 프로세서에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로는 상기 연결에 의해 상기 중앙 프로세서와 통신하며,
    상기 디지털 제어 회로의 제 2단은 상기 AC-DC전환 회로의 출력단에 연결되고, 상기 디지털 제어 회로의 제 3단은 상기 커패시턴스 벅 회로에 연결되는
    것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  12. 무선 충전 장치와 무선 수전 장치를 포함하고,
    상기 무선 수전 장치는 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 무선 충전 장치인
    것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
  13. 제12항에 있어서
    상기 무선 수전 장치는 이동 단말기이고, 상기 무선 충전 장치는 충전 베이스인
    것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.
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