KR102348844B1 - Wireless charging apparatus and the operation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 입력 전원을 설정된 dc 전원으로 변환하는 컨버터, 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는 dc 측정부, 상기 dc 전원을 무선 충전을 위한 ac 전원으로 변환하여 송신 안테나로 공급하는 인버터, 상기 송신 안테나에 인가되는 안테나 전류를 측정하는 안테나 전류 측정부, 상기 송신 안테나의 임피던스를 가변시켜, 상기 ac 전원의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추는 임피던스 매칭부 및 상기 dc 전원의 전류 및 전압과 상기 안테나 전류를 기반으로 상기 dc 전원 및 상기 ac 전원 중 적어도 하나의 변화가 발생된 것으로 판단하면, 상기 인버터 및 상기 임피던스 매칭부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 무선 충전 장치를 제공한다.The present invention provides a converter for converting input power into a set dc power, a dc measuring unit for measuring the current and voltage of the dc power, an inverter converting the dc power into ac power for wireless charging and supplying it to a transmitting antenna, the Antenna current measuring unit for measuring the antenna current applied to the transmitting antenna, by varying the impedance of the transmitting antenna to match the resonance frequency of the ac power to the set wireless charging frequency, and the current and voltage of the dc power and the When it is determined that a change in at least one of the dc power and the ac power has occurred based on the antenna current, it provides a wireless charging device comprising a controller for controlling the operation of at least one of the inverter and the impedance matching unit.
Description
본 발명은 무선 충전 장치 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 충전 환경의 변화에 따라 무선 충전 주파수를 가변시키기 용이한 무선 충전 장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging device and an operating method thereof, and more particularly, to a wireless charging device and an operating method thereof, which can easily vary a wireless charging frequency according to a change in a wireless charging environment.
전기·전자·정보통신 기술의 발전으로 최근 몇 년간 스마트폰, 태블릿PC, 웨어러블 기기 등 모바일기기의 확산이 급속하게 이루어졌다. With the development of electrical, electronic, and information and communication technologies, the proliferation of mobile devices such as smartphones, tablet PCs, and wearable devices has been rapid in recent years.
또한 모바일기기를 이용한 IT 서비스가 비약적으로 증가함에 따라 사용자들이 언제 어디서나 편리하게 다양한 서비스를 이용할 수 있기 때문에 생활의 한 부분을 차지할 만큼 필수품이 되어 버렸다. In addition, as the number of IT services using mobile devices has increased dramatically, users can conveniently use various services anytime, anywhere, so it has become a necessity enough to occupy a part of life.
이로 인하여 사용자들은 모바일기기를 사용하는 시간이 많아지고 배터리 용량의 한계로 인해서 충전을 하는 빈도가 늘어나고 있다. As a result, users spend more time using mobile devices, and the frequency of charging is increasing due to the limitation of battery capacity.
그러나 이러한 전력 공급을 위한 잦은 배터리 교체 및 충전은 사용자의 모바일기기를 사용하는 편의성을 떨어트리는 주된 요인이 되고 있다. However, frequent battery replacement and charging for power supply is a major factor in reducing user convenience in using mobile devices.
따라서 최근 모바일기기와 같은 전자기기의 충전 편의성을 높이기 위한 방법으로 무선 충전 기술을 적용하는 사례가 늘고 있다. Accordingly, there is an increasing number of cases in which wireless charging technology is applied as a method to increase the convenience of charging electronic devices such as mobile devices.
일반적인 기존 상용의 1:1 무선 충전에서는 무선충전 송신부와 수신부가 수 mm이내에서 접촉 형태로 충전이 되기 때문에 무선 충전 환경이 일정하게 유지 가능하다. In the conventional 1:1 wireless charging, the wireless charging environment can be constantly maintained because the wireless charging transmitter and receiver are charged within a few millimeters in a contact form.
그러나 공진형 무선 충전 등 원거리 다수기기 무선 충전이 가능한 차세대 무선 충전 시스템에서는 무선 충전 거리의 변화, 무선 충전기기 수의 변화 등 무선 충전 환경의 변화가 생길 가능성이 높으며, 이러한 환경 변화는 무선 충전 효율 등 무선 충전 시스템에 영향을 미칠 수 있다. However, in the next-generation wireless charging system that enables wireless charging of multiple devices over a long distance, such as resonance type wireless charging, changes in the wireless charging environment are likely to occur, such as changes in the wireless charging distance and the number of wireless chargers. It may affect the wireless charging system.
최근 들어, 무선 충전 환경 변화를 감지하여 항상 최적의 무선 충전 효율을 유지할 수 있도록 하기 위한 연구가 진행 중에 있다.Recently, research is being conducted to detect changes in the wireless charging environment to always maintain optimal wireless charging efficiency.
본 발명의 목적은, 무선 충전 환경의 변화에 따라 무선 충전 주파수를 가변시키기 용이한 무선 충전 장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wireless charging device and an operating method thereof for easily changing a wireless charging frequency according to a change in a wireless charging environment.
또한, 본 발명의 목적은, 무선 충전 환경의 변화 감지 시, 최적의 무선 충전 효율 유지 및 효율 향상시키 위한 무선 충전 장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wireless charging device and an operating method thereof for maintaining and improving the optimal wireless charging efficiency when a change in the wireless charging environment is detected.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.
본 발명에 따른 무선 충전 장치는, 입력된 전원을 설정된 dc 전원으로 변환하는 컨버터, 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는 dc 측정부, 상기 dc 전원을 무선 충전을 위한 ac 전원으로 변환하여 송신 안테나로 공급하는 인버터, 상기 송신 안테나에 인가되는 안테나 전류를 측정하는 안테나 전류 측정부, 상기 송신 안테나의 임피던스를 가변시켜, 상기 ac 전원의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추는 임피던스 매칭부 및 상기 dc 전원의 전류 및 전압과 상기 안테나 전류를 기반으로 상기 dc 전원 및 상기 ac 전원 중 적어도 하나의 변화가 발생된 것으로 판단하면, 상기 인버터 및 상기 임피던스 매칭부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The wireless charging device according to the present invention includes a converter that converts input power into a set dc power, a dc measurer that measures the current and voltage of the dc power, converts the dc power into ac power for wireless charging and transmits the antenna Inverter supplied to, an antenna current measuring unit measuring the antenna current applied to the transmitting antenna, an impedance matching unit adjusting the resonance frequency of the ac power to the set wireless charging frequency by varying the impedance of the transmitting antenna, and the dc power supply When it is determined that at least one of the dc power supply and the ac power supply has changed based on the current and voltage of have.
상기 컨버터는, 상기 입력 전원을 승압 또는 감압한 상기 dc 전원을 출력하는 dc-dc 컨버터일 수 있다.The converter may be a dc-dc converter that outputs the dc power obtained by boosting or reducing the input power.
상기 dc 측정부는, 상기 인버터로 입력되는 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정할 수 있다.The dc measuring unit may measure a current and a voltage of the dc power input to the inverter.
상기 안테나 전류 측정부는, 상기 임피던스 매칭부에서 매칭된 상기 ac 전원에 대한 상기 안테나 전류를 측정할 수 있다.The antenna current measuring unit may measure the antenna current with respect to the ac power matched by the impedance matching unit.
상기 제어부는, 상기 dc 전원의 전류 및 전압이 변화가 발생한 것으로 판단하면, 상기 인버터의 동작을 제어하여 상기 ac 전원 및 상기 ac 전원의 공진주파수가 가변되게 상기 임피던스 매칭부를 제어할 수 있다.When it is determined that the current and voltage of the dc power supply have changed, the control unit may control the operation of the inverter to control the impedance matching unit so that the ac power and the resonant frequency of the ac power are varied.
상기 제어부는, 상기 안테나 전류의 변화가 발생한 것으로 판단하면, 상기 ac 전원의 공진주파수가 가변되게 상기 임피던스 매칭부 만을 제어할 수 있다.When it is determined that the change in the antenna current has occurred, the control unit may control only the impedance matching unit to change the resonance frequency of the ac power source.
본 발명에 따른 무선 충전 장치는, 무선 충전 시, 상기 무선 충전 주파수로 통신하는 In-band 통신부 및 상기 무선 충전 시, 상기 무선 충전 주파수 이외의 주파수로 통신하는 out-band 통신부를 더 포함할 수 있다.The wireless charging device according to the present invention may further include an in-band communication unit that communicates with the wireless charging frequency during wireless charging and an out-band communication unit that communicates with a frequency other than the wireless charging frequency during wireless charging. .
본 발명에 따른 무선 충전 장치의 동작방법은, 컨버터가 입력 전원을 설정된 dc 전원으로 변환하는 단계, dc 측정부가 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는 단계, 인버터가 상기 dc 전원을 무선 충전을 위한 ac 전원으로 변환하여 송신 안테나로 공급하는 단계, 안테나 전류 측정부가 상기 송신 안테나에 인가되는 안테나 전류를 측정하는 단계, 임피던스 매칭부가 상기 송신 안테나의 임피던스를 가변시켜, 상기 ac 전원의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추어 송신하는 단계, 제어부가 상기 dc 전원의 전류 및 전압과 상기 안테나 전류를 기반으로 상기 dc 전원 및 상기 ac 전원 중 적어도 하나의 변화가 발생된 것으로 판단하는 단계 및 상기 제어부가 상기 dc 전원 및 상기 dc 전원 중 적어도 하나가 변화한 것으로 판단하면, 상기 인버터 및 상기 임피던스 매칭부 중 적어도 하나의 동작을 제어하여, 상기 ac 전원의 공진 주파수를 가변시키는 단계를 포함할 수 있다.The method of operating a wireless charging device according to the present invention comprises the steps of: a converter converting input power to a set dc power; measuring a current and voltage of the dc power by a dc measuring unit; an inverter converting the dc power to a set dc power; converting into ac power and supplying it to the transmitting antenna; measuring an antenna current applied to the transmitting antenna by an antenna current measuring unit; and an impedance matching unit changing the impedance of the transmitting antenna to set the resonant frequency of the ac power source. Transmitting according to the charging frequency, determining that at least one of the dc power supply and the ac power source has changed based on the current and voltage of the dc power supply and the antenna current, and the controller the dc power supply and controlling the operation of at least one of the inverter and the impedance matching unit to vary the resonance frequency of the ac power when it is determined that at least one of the dc power sources has changed.
본 발명에 따른 무선 충전 장치 및 그 동작방법은, 무선 충전 환경의 변화를 감지할 수 있는 이점이 있다.A wireless charging device and an operating method thereof according to the present invention have the advantage of detecting a change in the wireless charging environment.
또한, 본 발명에 따른 무선 충전 장치 및 그 동작방법은, 무선 충전 환경의 변화 감지 시 송신 안테나에서 송신되는 ac 전원의 공진 주파수를 가변시킴으로써, 무선 충전 효율을 극대화 시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the wireless charging device and the operating method according to the present invention have the advantage of maximizing the wireless charging efficiency by varying the resonance frequency of the ac power transmitted from the transmitting antenna when the change in the wireless charging environment is detected.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 충전 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 충전 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.1 is a system diagram schematically illustrating a wireless charging system according to the present invention.
2 is a control block diagram showing a control configuration of a wireless charging device according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless charging device according to the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도, 및 도 2는 본 발명에 따른 무선 충전 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.1 is a system diagram schematically showing a wireless charging system according to the present invention, and FIG. 2 is a control block diagram showing a control configuration of a wireless charging device according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무선 충전 시스템(100)은 무선 충전 수신기(110) 및 무선 충전 장치(150)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the
무선 충전 수신기(110)는 무선 충전 장치(150)로부터 송신된 무선 충전 신호(PT)를 수신하여 무선 충전을 수행할 수 있다.The
무선 충전 수신기(110)는 예를 들면, 이동 단말기, 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등 무선 충전이 가능한 기기일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The
무선 충전 장치(150)는 전원부(152), 컨버터(154), dc 측정부(156), 인버터(158), 송신 안테나(160), 안테나 전류 측정부(162), 임피던스 매칭부(164), In-band 통신부(166), out-band 통신부(168) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.The
전원부(152)는 무선 충전 신호(PT)를 생성하기 위한 전원(Vin)을 컨버터(154) 및 제어부(170)로 공급할 수 있다.The
여기서, 전원(Vin)은 배터리 전원일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.Here, the power source Vin may be a battery power source, but is not limited thereto.
컨버터(154)는 전원부(152)에서 입력된 전원(Vin)을 설정된 dc 전원(Vdc)으로 변환할 수 있다. 이때, 컨버터(154)는 전원(Vin)을 승압 또는 감압한 dc 전원(Vdc)을 출력하는 dc-dc 컨버터일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The
만약, 전원(Vin)이 교류 전압인 경우, 컨버터(154)에 공급되는 전원을 직류 전원으로 변환하는 ac-dc 컨버터가 컨버터(154)의 앞단에 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.If the power source Vin is an AC voltage, an ac-dc converter that converts the power supplied to the
dc 측정부(156)는 컨버터(154)에서 출력되는 dc 전원(Vdc)의 전압 및 전류를 측정할 수 있다. 즉, dc 측정부(156)는 컨버터(154)에서 출력된 dc 전원(Vdc)이 인버터(158)로 입력되기 이전에 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)를 측정할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The
인버터(158)는 컨버터(154)에 출력된 dc 전원(Vdc)을 무선 충전을 위한 ac 전원(Vac)으로 변환하여 송신 안테나(160)로 공급할 수 있다.The
이때, 인버터(158)는 복수의 스위치 소자(미도시)로 구현될 수 있으며, 제어부(170)의 제어에 따라 스위칭 동작하여 ac 전원(Vac)을 출력할 수 있다.In this case, the
송신 안테나(160)는 인버터(158)에서 인가된 ac 전원(Vac)에 대응하는 무선 충전 신호(PT)를 무선 충전 수신기(110)로 송신할 수 있다.The transmitting
안테나 전류 측정부(162)는 송신 안테나(160)로 인가되는 ac 전원(Vac)에 대한 안테나 전류(Ia_value)를 측정할 수 있다.The antenna
임피던스 매칭부(164)는 송신 안테나(160)에서 설정된 무선 충전 주파수에 해당하는 무선 충전 신호(PT)가 송신되게 ac 전원(Vac)의 공진주파수가 가변되게 임피던스를 가변시킬 수 있다.The impedance matching
이때, 임피던스 매칭부(164)는 예를 들어, LC 직렬 공진회로 또는 LC 병렬 공진회로로 구현될 수 있다.In this case, the impedance matching
또한, 임피던스 매칭부(164)는 임피던스를 가변시키기 위하여, 복수 개의 인덕터(L) 또는 커패시터(C)를 제어부(170)의 제어에 의해 선택할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.In addition, the impedance matching
In-band 통신부(166)는 무선 충전 수신기(110)와 무선 충전 시, 무선 충전 주파수로 통신할 수 있으며, out-band 통신부(168)는 무선 충전 수신기(110)와 무선 충전 시, 무선 충전 주파수 이외의 주파수로 통신을 수행할 수 있다.The in-
In-band 통신부(166) 및 out-band 통신부(168)는 제어부(170)의 제어에 따라 무선 충전 수신기(110)와 무선 통신을 선택적으로 수행할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The in-
제어부(170)는 전원부(152), 컨버터(154), dc 측정부(156), 인버터(158), 송신 안테나(160), 안테나 전류 측정부(162), 임피던스 매칭부(164), In-band 통신부(166) 및 out-band 통신부(168)의 동작을 제어할 수 있다.The
무선 통신 수신기(110)와 무선 충전을 수행하는 경우, 제어부(170)는 dc 측정부(156)에서 측정한 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류 측정부(162)에서 측정한 안테나 전류(Ia_value)를 수신할 수 있다.When performing wireless charging with the
이후, 제어부(170)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류(Ia_value) 중 적어도 하나의 변화 여부를 판단할 수 있다.Thereafter, the
즉, 제어부(170)는 무선 충전 환경의 변화 여부를 판단하기 위하여, dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류(Ia_value) 중 적어도 하나의 변화 여부를 판단할 수 있다.That is, in order to determine whether the wireless charging environment has changed, the
제어부(170)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와 이전 dc 전원의 이전 전압 및 이전 전류를 비교하여 dc 전원(Vdc)의 변화 여부를 판단할 수 있다.The
이때, 제어부(170)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하면, 인버터(158)의 동작을 제어하여 ac 전원(Vac)을 가변시키고, ac 전원(Vac)의 공진주파수가 가변되게 임피던스 매칭부(164)의 임피던스가 가변되게 제어할 수 있다.At this time, if the
또한, 제어부(170)는 안테나 전류(Ia_value)와 이전 안테나 전류를 비교하여 안테나 전류(Ia_value)의 변화 여부를 판단할 수 있다.Also, the
제어부(170)는 안테나 전류(Ia_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하면, 안테나 전류(Ia_value)의 공진주파수가 가변되게 임피던스 매칭부(164) 만을 제어할 수 있다.If it is determined that the change in the antenna current Ia_value has occurred, the
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 층전 장치(150)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류(Ia_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하는 경우, 무선 충전 환경의 변화로 감지하여 송신 안테나(160)의 공진 주파수를 가변시킴으로써, 무선 충전 수신기(110)에서의 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, when it is determined that the
도 3은 본 발명에 따른 무선 충전 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless charging device according to the present invention.
도 3을 참조하면, 무선 충전 장치(150)의 컨버터(154)는 전원부(152)에서 입력된 전원(Vin)을 설정된 dc 전원(Vdc)으로 변환할 수 있다(S210).Referring to FIG. 3 , the
무선 충전 장치(150)의 dc 측정부(156)는 컨버터(154)에서 출력된 dc 전원(Vdc)의 전류(I_value) 및 전압(V_value)을 측정할 수 있다(S220).The
여기서, dc 측정부(156)는 인버터(158)로 인가되는 dc 전원(Vdc)의 전류(I_value) 및 전압(V_value)을 측정할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.Here, the
무선 충전 장치(150)의 인버터(158)는 dc 전원(Vdc)을 무선 충전을 위한 ac 전원(Vac)으로 변환하여 송신 안테나(160)로 공급할 수 있다(S230).The
무선 충전 장치(150)의 안테나 전류 측정부(162)는 송신 안테나(160)에 인가되는 안테나 전류(Ia_value)를 측정할 수 있다(S240).The antenna
무선 충전 장치(150)의 임피던스 매칭부(164)는 송신 안테나(160)의 임피던스를 가변시켜, ac 전원(Vac)의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추어 송신할 수 있다(S250).The
무선 충전 장치(150)의 제어부(170)는 dc 측정부(156)에서 측정한 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류 측정부(162)에서 측정한 안테나 전류(Ia_value)를 기반으로 dc 전원(Vdc) 및 ac 전원(Vac) 중 적어도 하나의 변화 여부를 판단할 수 있다(S260).The
무선 충전 장치(150)의 제어부(170)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하면, 인버터(158)의 동작을 제어하여 ac 전원(Vac)을 가변시키고, ac 전원(Vac)의 공진주파수가 가변되게 임피던스 매칭부(164)의 임피던스가 가변되게 제어할 수 있으며, 안테나 전류(Ia_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하면, 안테나 전류(Ia_value)의 공진주파수가 가변되게 임피던스 매칭부(164) 만을 제어할 수 있다(S270).When it is determined that the change in voltage (V_value) and current (I_value) of the dc power source (Vdc) has occurred, the
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 층전 장치(150)는 dc 전원(Vdc)의 전압(V_value) 및 전류(I_value)와, 안테나 전류(Ia_value)의 변화가 발생한 것으로 판단하는 경우, 무선 충전 환경의 변화로 감지하여 송신 안테나(160)의 공진 주파수를 가변시킴으로써, 무선 충전 수신기(110)에서의 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, when it is determined that the
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by a person skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiment has been described above, it is merely an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
152: 전원부
154: 컨버터
156: dc 측정부
158: 인버터
160: 송신 안테나
162: 안테나 전류 측정부
164: 임피던스 매칭부
166: In-band 통신부
168: out-band 통신부
170: 제어부152: power supply
154: converter
156: dc measurement unit
158: inverter
160: transmit antenna
162: antenna current measuring unit
164: impedance matching unit
166: In-band communication unit
168: out-band communication unit
170: control unit
Claims (8)
상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는 dc 측정부;
상기 dc 전원을 무선 충전을 위한 ac 전원으로 변환하여 송신 안테나로 공급하는 인버터;
상기 송신 안테나에 인가되는 ac 전원에 대한 안테나 전류를 측정하는 안테나 전류 측정부;
상기 송신 안테나의 임피던스를 가변시켜, 상기 ac 전원의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추는 임피던스 매칭부; 및
상기 dc 전원의 전류 및 전압과 상기 안테나 전류를 기반으로 상기 dc 전원 및 상기 ac 전원 중 적어도 하나의 변화가 발생된 것으로 판단하면, 상기 인버터 및 상기 임피던스 매칭부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 dc 전원의 전류 및 전압과 이전 dc 전원의 이전 전류 및 이전 전압을 비교하여 dc 전원의 변화 여부를 판단하고, dc 전원의 전류 및 전압의 변화가 발생된 것으로 판단하면 상기 인버터의 동작을 제어하여 ac 전원을 가변시키고, ac 전원의 공진주파수가 가변되도록 상기 임피던스 매칭부를 제어하며,
상기 안테나 전류와 이전 안테나 전류를 비교하여 안테나 전류의 변화 여부를 판단하고, 상기 안테나 전류의 변화가 발생된 것으로 판단하면 상기 안테나 전류의 공진주파수가 가변되도록 상기 임피던스 매칭부만을 제어하는
무선 충전 장치.a converter that converts the input power into a set dc power;
a dc measuring unit for measuring the current and voltage of the dc power;
an inverter converting the dc power into ac power for wireless charging and supplying it to a transmitting antenna;
an antenna current measuring unit for measuring an antenna current with respect to ac power applied to the transmitting antenna;
an impedance matching unit that adjusts the resonant frequency of the ac power source to a set wireless charging frequency by varying the impedance of the transmitting antenna; and
When it is determined that at least one of the dc power and the ac power has changed based on the current and voltage of the dc power and the antenna current, a control unit for controlling the operation of at least one of the inverter and the impedance matching unit; including,
The control unit is
By comparing the current and voltage of the dc power supply with the previous current and previous voltage of the previous dc power supply, it is determined whether the dc power has changed, and when it is determined that the change of the current and voltage of the dc power supply has occurred, the operation of the inverter is controlled. Controls the impedance matching unit to vary the ac power source and to vary the resonance frequency of the ac power source,
comparing the antenna current with the previous antenna current to determine whether the antenna current has changed
wireless charging device.
상기 컨버터는,
상기 입력 전원을 승압 또는 감압한 상기 dc 전원을 출력하는 dc-dc 컨버터인,
무선 충전 장치.The method of claim 1,
The converter is
It is a dc-dc converter that outputs the dc power which boosted or reduced the input power,
wireless charging device.
상기 dc 측정부는,
상기 인버터로 입력되는 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는,
무선 충전 장치.The method of claim 1,
The dc measurement unit,
Measuring the current and voltage of the dc power input to the inverter,
wireless charging device.
무선 충전 시, 상기 무선 충전 주파수로 통신하는 In-band 통신부; 및
상기 무선 충전 시, 상기 무선 충전 주파수 이외의 주파수로 통신하는 out-band 통신부를 더 포함하는,
무선 충전 장치.The method of claim 1,
During wireless charging, an in-band communication unit that communicates with the wireless charging frequency; and
When the wireless charging, further comprising an out-band communication unit for communicating with a frequency other than the wireless charging frequency,
wireless charging device.
dc 측정부가 상기 dc 전원의 전류 및 전압을 측정하는 단계;
인버터가 상기 dc 전원을 무선 충전을 위한 ac 전원으로 변환하여 송신 안테나로 공급하는 단계;
안테나 전류 측정부가 상기 송신 안테나에 인가되는 ac 전원에 대한 안테나 전류를 측정하는 단계;
임피던스 매칭부가 상기 송신 안테나의 임피던스를 가변시켜, 상기 ac 전원의 공진주파수를 설정된 무선 충전 주파수로 맞추어 송신하는 단계;
제어부가 상기 dc 전원의 전류 및 전압과 상기 안테나 전류를 기반으로 상기 dc 전원 및 상기 ac 전원 중 적어도 하나의 변화가 발생된 것으로 판단하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 dc 전원 및 상기 dc 전원 중 적어도 하나가 변화한 것으로 판단하면, 상기 인버터 및 상기 임피던스 매칭부 중 적어도 하나의 동작을 제어하여, 상기 ac 전원의 공진 주파수를 가변시키는 단계를 포함하되,
상기 판단하는 단계는,
상기 dc 전원의 전류 및 전압과 이전 dc 전원의 이전 전류 및 이전 전압을 비교하여 dc 전원의 변화 여부를 판단하고,
상기 안테나 전류와 이전 안테나 전류를 비교하여 안테나 전류의 변화 여부를 판단하며,
상기 가변시키는 단계는,
dc 전원의 전류 및 전압의 변화가 발생된 것으로 판단하면 상기 인버터의 동작을 제어하여 ac 전원을 가변시키고, ac 전원의 공진주파수가 가변되도록 상기 임피던스 매칭부를 제어하며,
상기 안테나 전류의 변화가 발생된 것으로 판단하면 상기 안테나 전류의 공진주파수가 가변되도록 상기 임피던스 매칭부만을 제어하는
무선 충전 장치의 동작방법.converting, by the converter, the input power to a set dc power;
Measuring the current and voltage of the dc power by a dc measuring unit;
converting the dc power into ac power for wireless charging by an inverter and supplying it to a transmitting antenna;
measuring, by an antenna current measuring unit, an antenna current with respect to ac power applied to the transmitting antenna;
Transmitting the impedance matching unit by varying the impedance of the transmitting antenna, matching the resonance frequency of the ac power to the set wireless charging frequency;
determining, by a control unit, that at least one of the dc power supply and the ac power source has changed based on the current and voltage of the dc power supply and the antenna current; and
When the control unit determines that at least one of the dc power source and the dc power source has changed, controlling the operation of at least one of the inverter and the impedance matching unit to vary the resonance frequency of the ac power source,
The determining step is
Comparing the current and voltage of the dc power source with the previous current and previous voltage of the previous dc power source to determine whether the dc power supply has changed,
It is determined whether the antenna current is changed by comparing the antenna current with the previous antenna current,
The varying step is
When it is determined that changes in the current and voltage of the dc power source have occurred, the operation of the inverter is controlled to vary the ac power source, and the impedance matching unit is controlled to vary the resonance frequency of the ac power source,
When it is determined that the change in the antenna current has occurred, controlling only the impedance matching unit so that the resonance frequency of the antenna current is varied.
How to operate a wireless charging device.
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