KR102351358B1 - Cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기 및 방법이 개시된다. 본 발명의 무선전력전송 수신기는 복수의 무선전력전송 송신기와 통신을 수행하는 통신부 및 복수의 무선전력전송 송신기로부터 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여하고, 우선순위가 부여된 복수의 전력을 하나로 중첩하며, 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 높으면 출력되도록 제어하고, 낮으면 우선순위를 이용하여 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention discloses a cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization. The wireless power transmission receiver of the present invention gives priority to each of a plurality of powers received from a communication unit performing communication with a plurality of wireless power transmission transmitters and a plurality of wireless power transmission transmitters, and combines the plurality of prioritized powers into one and a controller for controlling to output when the overlapped power is higher than a preset threshold, and controlling to synchronize the phase of at least one of the plurality of powers by using a priority when the overlapping power is lower than the preset threshold.

Description

위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기 및 방법{Cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization}Cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization

본 발명은 무선전력전송기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RF(radio frequency)를 이용한 협업 무선전력전송에서 복수의 송신기 간 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to wireless power transmission technology, and more particularly, to a cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization between a plurality of transmitters in cooperative wireless power transmission using RF (radio frequency).

사물 인터넷이라 일컬어지는 IoT(Internet of Thing) 기술이 보급됨에 따라, 다양한 장치를 통한 정보의 공유 및 분석이 이루어지고 있다. 이러한 사물 인터넷의 활성화를 위해서는 다양한 장치의 위치 자유도를 위한 기술지원이 필수적이다. 장치의 위치 자유도 지원을 위한 대표적인 기술은 데이터 전송을 위한 무선 통신기술, 에너지 공급을 위한 무선전력전송기술이 있다.As the Internet of Thing (IoT) technology, which is called the Internet of Things, spreads, information sharing and analysis through various devices is being performed. In order to activate the Internet of Things, technical support for position freedom of various devices is essential. Representative technologies for supporting the positional freedom of a device include a wireless communication technology for data transmission and a wireless power transmission technology for energy supply.

무선통신기술은 수 십년 동안 다양하고, 급격한 발전이 이루어져 왔으나, 무선전력전송기술은 전동 칫솔, 전자 캔들과 같이 주로 수 ㎜ 거리에서 충전/전력 전송을 제공하는 자기유도 방식 및 송신 코일과 수신 코일 간의 공진주파수를 일치시켜 근거리 상에서 전력전송 효율이 높은 자기 공진을 이용한 무선전력전송 방식이 있다. 이러한 방식은 모두 근거리 고전력 무선전력전송기술로써, 사물 인터넷에서 위치 자유도 지원을 위해 요구하는 원거리 저전력 무선전력전송에는 적합하지 않은 기술이다.Wireless communication technology has varied and developed rapidly over the past several decades, but wireless power transmission technology is mainly a magnetic induction method that provides charging/power transmission at a distance of several millimeters, such as electric toothbrushes and electronic candles, and between a transmitting coil and a receiving coil. There is a wireless power transmission method using magnetic resonance with high power transmission efficiency in a short distance by matching the resonance frequency. All of these methods are short-range high-power wireless power transmission technologies, which are not suitable for long-distance low-power wireless power transmission required to support position freedom in the Internet of Things.

종래 무선전력전송기술의 한계점을 극복하기 위해 제안된 방식이 RF를 이용한 무선전력전송기술이다. 마이크로웨이브 전력전송기술이라고도 일컬어지는 RF 무선전력전송은 전력 전달 매체로 무선 통신에서 일반적으로 사용하는 수백 메가에서 수 기가 대역의 전자파를 활용하고, 수십 미터 이상의 원거리까지 전력 전송이 가능하다.A method proposed to overcome the limitations of the conventional wireless power transmission technology is a wireless power transmission technology using RF. RF wireless power transmission, also called microwave power transmission technology, utilizes electromagnetic waves in the hundreds of mega to several giga bands commonly used in wireless communication as a power transmission medium, and it is possible to transmit power over a distance of several tens of meters or more.

다만, 송수신단의 거리에 따라 전자파의 세기가 감쇄하는 전자파의 전파 특성상 원거리의 수신기에 일정 수준 이상의 전력을 제공하기 위해서는 송신단의 출력을 높여야 한다는 제약을 지니고 있다. 또한 송신단의 출력을 높일 경우, 전자파에 노출되는 사람에 전자파 인체 보호 기준 이상의 전파가 인가될 수 있다는 한계점과 전파 출력에 대한 법적 제한을 고려하여야 한다는 한계점을 지니고 있다.However, due to the propagation characteristics of electromagnetic waves, in which the intensity of electromagnetic waves is attenuated according to the distance between the transmitting and receiving terminals, there is a limitation in that the output of the transmitting terminal must be increased in order to provide more than a certain level of power to the remote receiver. In addition, when the output of the transmitter is increased, there is a limitation that radio waves exceeding the electromagnetic wave human protection standard can be applied to a person exposed to electromagnetic waves, and there are limitations that legal restrictions on radio wave output must be considered.

한국등록특허공보 제10-1743777호(2017.05.30.)Korean Patent Publication No. 10-1743777 (2017.05.30.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 RF를 이용한 협업 무선전력전송에서 전력 송신 효율 향상 및 충전 거리 확장을 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization to improve power transmission efficiency and extend charging distance in cooperative wireless power transmission using RF.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기는 복수의 무선전력전송 송신기와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 복수의 무선전력전송 송신기로부터 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위가 부여된 복수의 전력을 하나로 중첩하며, 상기 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 높으면 출력되도록 제어하고, 낮으면 상기 우선순위를 이용하여 상기 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the cooperative wireless power transmission receiver for phase synchronization according to the present invention is a communication unit for performing communication with a plurality of wireless power transmission transmitters and a priority for each plurality of power received from the plurality of wireless power transmission transmitters , superimposes the plurality of powers given the priority into one, and controls to output when the superimposed power is higher than a preset threshold, and when it is lower, the priority is used to phase at least one of the plurality of powers It includes a control unit for controlling the synchronization.

또한 상기 제어부는, 상기 복수의 전력 중 높은 전력순으로 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that the priority is given in the order of the highest power among the plurality of power.

또한 상기 제어부는, 상기 부여된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 가지는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기를 기준 송신기로 설정하고, 상기 기준 송신기를 기준으로 중첩된 전력에 가장 영향을 주는 무선전력전송 송신기 순에 따라 해당 전력의 위상이 천이되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit sets a wireless power transmission transmitter that transmits power having the highest priority among the assigned priorities as a reference transmitter, and a wireless power transmission transmitter that most affects the overlapped power based on the reference transmitter It is characterized in that the control is performed so that the phase of the corresponding power is shifted according to the order.

또한 상기 제어부는, 상기 위상이 앞(lead) 또는 뒤(lag)로 천이되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit, characterized in that the control so that the phase transition to the front (lead) or the rear (lag).

또한 상기 제어부는, 상기 동기화된 전력이 상기 임계치보다 높으면 상기 동기화를 멈추고, 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit, when the synchronized power is higher than the threshold, the synchronization is stopped and characterized in that the control to be output.

또한 상기 제어부는, 상기 우선순위가 낮아질수록 상기 위상이 천이되는 유닛(unit) 단위가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that the lower the priority, the greater the unit (unit) to which the phase is shifted unit to control.

또한 상기 제어부는, 새로운 무선전력전송 송신기로부터 전송된 전력이 수신되면 상기 동기화를 자동으로 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the power transmitted from the new wireless power transmission transmitter is received, the controller automatically performs the synchronization.

본 발명에 따른 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송방법은 무선전력전송 수신기가 복수의 무선전력전송 송신기로부터 복수의 전력을 수신하는 단계, 상기 무선전력전송 수신기가 상기 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여하는 단계, 상기 무선전력전송 수신기가 상기 우선순위가 부여된 복수의 전력을 하나로 중첩하는 단계 및 상기 무선전력전송 수신기가 상기 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 높으면 출력되도록 제어하고, 낮으면 상기 우선순위를 이용하여 상기 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어하는 단계를 포함한다.The cooperative wireless power transmission method for phase synchronization according to the present invention comprises the steps of: a wireless power transmission receiver receiving a plurality of powers from a plurality of wireless power transmission transmitters, the wireless power transmission receiver prioritizing each of the plurality of received powers The step of granting, the wireless power transmission receiver superimposing the plurality of powers given the priority into one, and controlling the wireless power transmission receiver to output the overlapped power when the overlapped power is higher than a preset threshold, and when it is low, the priority and controlling the phase of at least one of the plurality of powers to be synchronized by using the rank.

본 발명에 따른 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기 및 방법은 RF를 이용한 협업 무선전력전송에서 복수의 송신기 간 위상 동기화를 통해 전력 송신 효율 향상 및 충전 거리 확장할 수 있다. The cooperative wireless power transmission receiver and method for phase synchronization according to the present invention can improve power transmission efficiency and extend the charging distance through phase synchronization between a plurality of transmitters in cooperative wireless power transmission using RF.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 수신기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동일한 위상을 가지는 복수의 전력이 중첩되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 도 4의 S160단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.1 is a configuration diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a wireless power transmission receiver according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a phenomenon in which a plurality of electric powers having the same phase overlap according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining in detail step S160 of FIG. 4 .

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function is obvious to those skilled in the art or may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선전력전송시스템(100)은 RF를 이용한 협업 무선전력전송에서 전력 송신 효율 향상 및 충전 거리 확장을 한다. 무선전력전송시스템(100)은 복수의 무선전력전송 송신기가 무선전력전송 수신기에 전력을 전송함으로써, 수신되는 전력을 증대시킬 수 있다. 즉, 무선전력전송시스템(100)은 적어도 하나의 무선전력전송 수신기(10) 및 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the wireless power transmission system 100 improves power transmission efficiency and extends the charging distance in collaborative wireless power transmission using RF. The wireless power transmission system 100 may increase received power by transmitting power to a wireless power transmission receiver by a plurality of wireless power transmission transmitters. That is, the wireless power transmission system 100 includes at least one wireless power transmission receiver 10 and a plurality of wireless power transmission transmitters 21 , 23 , 25 , 27 .

무선전력전송 수신기(10)는 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)로부터 수신된 복수의 전력을 조합하여 필요한 전력으로 변환한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 복수의 전력을 중첩시켜 큰 전력으로 변환시킬 수 있다. 이 때, 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 복수의 전력에 대한 위상을 동일한 위상으로 중첩되도록 제어함으로써, 보다 큰 전력으로 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 무선전력전송 수신기(10)는 위상 천이(phase shift)가 필요한 전력에 해당하는 무선전력전송 송신기로 위상 천이 정보가 포함된 비콘(beacon) 신호를 전송하여 위상이 동기화되도록 제어할 수 있다.The wireless power transmission receiver 10 combines a plurality of power received from a plurality of wireless power transmission transmitters 21 , 23 , 25 , and 27 and converts it into necessary power. That is, the wireless power transmission receiver 10 may overlap a plurality of received powers and convert them into large power. At this time, the wireless power transmission receiver 10 may convert the received power to a larger power by controlling the phases of the plurality of received powers to overlap with the same phase. To this end, the wireless power transmission receiver 10 transmits a beacon signal including phase shift information to a wireless power transmission transmitter corresponding to power that requires a phase shift to control the phase to be synchronized. .

복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)는 전력을 기 설정된 무선전력전송 수신기(10)로 전송한다. 여기서, 각 무선전력전송 송신기에서 전송하는 전력의 위상은 동일하거나, 동일하지 않을 수 있다. 만약 전력의 위상이 동일하지 않는 경우, 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27) 중 적어도 하나의 무선전력전송 송신기는 무선전력전송 수신기(10)로부터 위상 천이 정보가 포함된 비콘 신호를 수신한다. 비콘 신호를 수신한 무선전력전송 송신기는 수신된 비콘 신호에 따라 전력의 위상을 천이시킨 후, 무선전력전송 수신기(10)로 전력을 전송할 수 있다.The plurality of wireless power transmission transmitters 21 , 23 , 25 , 27 transmits power to a preset wireless power transmission receiver 10 . Here, the phases of power transmitted by each wireless power transmission transmitter may or may not be the same. If the phases of power are not the same, at least one wireless power transmission transmitter among the plurality of wireless power transmission transmitters 21, 23, 25, 27 receives a beacon signal including phase shift information from the wireless power transmission receiver 10 receive The wireless power transmission transmitter receiving the beacon signal may transmit power to the wireless power transmission receiver 10 after shifting the phase of power according to the received beacon signal.

여기서, 복수의 무선전력전송 송신기의 개수를 4개로 한정하였으나, 이에 한정되지 않을 수 있다.Here, the number of the plurality of wireless power transmission transmitters is limited to four, but may not be limited thereto.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 수신기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동일한 위상을 가지는 복수의 전력이 중첩되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram for explaining a wireless power transmission receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining a phenomenon in which a plurality of powers having the same phase overlap according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 무선전력전송 수신기(10)는 통신부(11) 및 제어부(13)를 포함하고, 출력부(15) 및 저장부(17)를 더 포함한다.1 to 3 , the wireless power transmission receiver 10 includes a communication unit 11 and a control unit 13 , and further includes an output unit 15 and a storage unit 17 .

통신부(11)는 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)와 RF 통신을 수행한다. 통신부(11)는 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)로부터 복수의 전력을 수신받는다. 통신부(11)는 적어도 하나의 무선전력전송 송신기로 위상 천이 정보가 포함된 비콘 신호를 전송한다.The communication unit 11 performs RF communication with a plurality of wireless power transmission transmitters 21 , 23 , 25 , and 27 . The communication unit 11 receives a plurality of power from the plurality of wireless power transmission transmitters (21, 23, 25, 27). The communication unit 11 transmits a beacon signal including phase shift information to at least one wireless power transmission transmitter.

제어부(13)는 수신된 복수의 전력을 중첩하여 필요한 형태의 전력으로 변환하여 출력부(15)를 통해 전력이 출력되도록 한다. 이 때, 제어부(13)는 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 낮은 경우, 위상 동기화를 수행하여 출력되는 전력이 임계치보다 높아지도록 제어할 수 있다. 여기서, 임계치는 출력되는 전력의 최소 기준치를 의미한다.The control unit 13 overlaps the plurality of received powers and converts them into a required type of power to output power through the output unit 15 . In this case, when the overlapped power is lower than a preset threshold, the controller 13 may perform phase synchronization to control the output power to be higher than the threshold. Here, the threshold means a minimum reference value of output power.

상세하게는, 제어부(13)는 복수의 전력마다 우선순위를 부여한다. 제어부(13)는 복수의 전력 중 높은 전력순으로 우선순위를 부여한다. 즉, 제어부(13)는 추후 중첩되는 전력에 가장 영향을 주는 전력순으로 우선순위를 부여할 수 있다. In detail, the control unit 13 gives priority to each of the plurality of powers. The control unit 13 gives priority to the highest power among the plurality of powers. That is, the control unit 13 may give priority in the order of the power that most affects the overlapping power later.

제어부(13)는 복수의 전력을 중첩하여 하나의 전력으로 변환한다. 이 때, 제어부(13)는 복수의 전력이 동일한 위상을 가진 상태에서 중첩될 때, 전력이 증폭되는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 동일한 위상을 가진 복수의 전력이 중첩되면 해당 전력의 개수만큼 전력이 증폭되는 전력을 얻을 수 있다. 하지만 복수의 전력이 동일하지 않은 위상을 가진 상태에서 중첩되면 전력이 감쇄되어 원하는 전력을 얻을 수 없게 된다. The control unit 13 overlaps a plurality of powers and converts them into one power. At this time, when a plurality of powers are overlapped in a state having the same phase, the control unit 13 may obtain an effect of amplifying power. For example, when a plurality of powers having the same phase are overlapped, power in which power is amplified by the number of corresponding powers may be obtained. However, when a plurality of powers are overlapped in a state having unequal phases, the power is attenuated and desired power cannot be obtained.

제어부(13)는 중첩된 전력이 기 설정된 임계치와 비교하여 높거나 낮은 경우에 따라 다른 제어를 한다. 제어부(13)는 중첩된 전력이 임계치보다 높으면 출력부(15)를 통해 출력되도록 제어한다. 제어부(13)는 중첩된 전력이 임계치보다 낮으면 부여된 우선순위를 이용하여 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어한다. 여기서, 제어부(13)는 전력전송 과정에서 채널 환경의 변화를 따라가지 못해 순간적으로 전력이 임계치보다 낮아지는 경우에 대한 디바운싱(debouncing)을 하기 위해 기 설정된 횟수가 연속적으로 임계치보다 낮아지는 경우에 한해 위상 동기화를 수행한다. 바람직하게는, 제어부(13)는 전력이 2번 연속 임계치보다 낮아지는 경우 위상 동기화를 수행할 수 있다.The controller 13 performs different control depending on the case in which the superimposed power is higher or lower than the preset threshold. The control unit 13 controls to be output through the output unit 15 when the superimposed power is higher than the threshold value. When the overlapped power is lower than the threshold, the controller 13 controls to synchronize the phase of at least one of the plurality of powers by using the assigned priority. Here, the control unit 13 is unable to keep up with the change in the channel environment during the power transmission process and the preset number of times is continuously lower than the threshold to debouncing the case where the power momentarily becomes lower than the threshold. Phase synchronization is performed only once. Preferably, the control unit 13 may perform phase synchronization when the power is lower than the threshold value for two consecutive times.

제어부(13)는 부여된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 가지는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기를 기준 송신기로 설정하고, 기준 송신기를 기준으로 중첩된 전력에 가장 영향을 주는 무선전력전송 송신기 순에 따라 해당 전력의 위상이 천이되도록 제어한다. 즉, 제어부(13)는 우선순위 순으로 해당 전력의 위상이 천이되도록 제어한다. 제어부(13)는 위상이 천이되도록 하기 위해 위상 천이 정보가 포함된 비콘 메시지를 위상 천이가 필요한 전력을 전송하는 무선전력전송 송신기로 전송되도록 제어한다. 여기서, 위상 천이 정보는 위상이 앞(lead) 또는 뒤(lag)로 천이되도록 하는 메시지를 의미한다. 이 때, 제어부(13)는 우선순위가 낮아질수록 위상이 천이되는 유닛(unit) 단위가 커지도록 제어할 수 있다. 즉, 우선순위가 높은 전력은 중첩된 전력에 미치는 영향이 크므로 위상 동기화 시, 세밀한 위상 동기화를 위해 작은 크기의 유닛 단위로 천이해야 하지만 우선순위가 낮은 전력은 중첩된 전력에 미치는 영향이 작으므로 위상 동기화 시, 빠른 시스템 응답 속도를 위해 큰 크기의 유닛 단위로 천이될 수 있다.The control unit 13 sets the wireless power transmission transmitter that transmits power having the highest priority among the assigned priorities as the reference transmitter, and the wireless power transmission transmitter that most affects the overlapped power based on the reference transmitter in the order of Controlled so that the phase of the corresponding power is shifted accordingly. That is, the control unit 13 controls so that the phase of the corresponding power is shifted in the order of priority. The controller 13 controls so that a beacon message including phase shift information is transmitted to a wireless power transmission transmitter that transmits power required for a phase shift in order to cause a phase shift. Here, the phase shift information means a message that causes the phase to shift to a lead or a lag. In this case, the controller 13 may control so that as the priority is lowered, the unit to which the phase is shifted becomes larger. In other words, high-priority power has a large effect on the superimposed power, so during phase synchronization, it should be shifted in units of a small size for detailed phase synchronization, but power with a low priority has a small effect on the superimposed power. During phase synchronization, it can be shifted in units of a large size for fast system response speed.

제어부(13)는 동기화된 전력이 임계치보다 높아질 때까지 동기화를 반복 수행하고, 동기화된 전력이 임계치보다 높아지면 동기화를 멈추고, 출력부(15)로 출력되도록 제어한다.The controller 13 repeatedly performs synchronization until the synchronized power becomes higher than the threshold, stops the synchronization when the synchronized power becomes higher than the threshold, and controls the output to the output unit 15 .

한편, 제어부(13)는 기존에 전력을 전송하던 무선전력전송 송신기가 아닌 새로운 무선전력전송 송신기로부터 전송된 전력이 수신되면 동기화를 자동으로 수행할 수 있다.Meanwhile, the controller 13 may automatically perform synchronization when power transmitted from a new wireless power transmission transmitter other than the wireless power transmission transmitter previously transmitting power is received.

출력부(15)는 전력을 출력한다. 이 때, 출력되는 전력은 임계치보다 높은 전력이다. 출력부(15)는 부하(미도시)와 연결되어 전력을 부하로 전송할 수 있다. 이를 통해, 부하는 전송된 전력을 이용하여 에너지 충전 또는 구동을 할 수 있다. 여기서, 부하는 각종 전자장치 또는 로봇 등일 수 있다.The output unit 15 outputs power. At this time, the output power is higher than the threshold value. The output unit 15 may be connected to a load (not shown) to transmit power to the load. Through this, the load may be charged with energy or driven by using the transmitted power. Here, the load may be various electronic devices or robots.

저장부(17)는 복수의 전력의 우선순위가 저장된다. 저장부(17)는 기 설정된 임계치가 저장된다. 저장부(17)는 유닛 단위의 크기가 저장된다. 저장부(17)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. The storage unit 17 stores priorities of a plurality of powers. The storage unit 17 stores a preset threshold. The storage unit 17 stores the unit size. The storage unit 17 includes a flash memory type, a hard disk type, a media card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Magnetic Memory, It may include at least one storage medium among a magnetic disk and an optical disk.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart for explaining a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하면, 무선전력전송방법은 RF를 이용한 협업 무선전력전송에서 복수의 송신기 간 위상 동기화를 통해 전력 송신 효율 향상 및 충전 거리 확장할 수 있다. 1 and 4, the wireless power transmission method can improve power transmission efficiency and extend the charging distance through phase synchronization between a plurality of transmitters in cooperative wireless power transmission using RF.

S110단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)로부터 복수의 전력을 수신한다. 여기서, 복수의 무선전력전송 송신기(21, 23, 25, 27)는 독립적으로 전력을 전송할 수 있다.In step S110, the wireless power transmission receiver 10 receives a plurality of power from the plurality of wireless power transmission transmitters (21, 23, 25, 27). Here, the plurality of wireless power transmission transmitters 21 , 23 , 25 , 27 may independently transmit power.

S120단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여한다. 무선전력전송 수신기(10)는 복수의 전력 중 높은 전력순으로 우선순위를 부여한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 추후 중첩되는 전력에 가장 영향을 주는 전력순으로 우선순위를 부여할 수 있다. In step S120, the wireless power transmission receiver 10 gives priority to each of a plurality of received power. The wireless power transmission receiver 10 gives priority to the highest power among a plurality of powers. That is, the wireless power transmission receiver 10 may give priority to the power that most influences the overlapping power later.

S130단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위가 부여된 복수의 전력을 중첩하여 하나의 전력으로 변환한다. 이 때, 무선전력전송 수신기(10)는 복수의 전력이 동일한 위상을 가진 상태에서 중첩될 때, 전력이 증폭되는 효과를 얻을 수 있다. In step S130 , the wireless power transmission receiver 10 converts a plurality of powers given priority into one power by overlapping them. In this case, the wireless power transmission receiver 10 can obtain an effect of amplifying power when a plurality of powers are overlapped in a state having the same phase.

S140단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 수신되어 중첩된 전력과 기 설정된 임계치를 비교한다. 무선전력전송 수신기(10)는 중첩된 전력이 임계치보다 높으면 S150단계를 수행하고, 중첩된 전력이 임계치보다 낮으면 S160단계를 수행한다.In step S140, the wireless power transmission receiver 10 compares the received and superimposed power with a preset threshold. The wireless power transmission receiver 10 performs step S150 if the superimposed power is higher than the threshold, and performs step S160 if the superimposed power is lower than the threshold.

S150단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 중첩된 전력을 부하로 출력한다. 여기서, 부하는 각종 전자장치 또는 로봇 등일 수 있다.In step S150, the wireless power transmission receiver 10 outputs the superimposed power to the load. Here, the load may be various electronic devices or robots.

S160단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위를 이용하여 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어한다. 무선전력전송 수신기(10)는 동기화를 위한 위상 천이가 필요한 전력에 해당하는 무선전력전송 송신기로 위상 천이 정보가 포함된 비콘 신호로 전송한다. 이를 통해, 무선전력전송 수신기(10)는 위상이 천이된 전력을 수신받은 후, S140단계를 재수행한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 동기화된 전력이 임계치보다 높아질 때까지 동기화를 반복 수행한다.In step S160, the wireless power transmission receiver 10 controls to synchronize the phase of at least one of the plurality of powers using the priority. The wireless power transmission receiver 10 transmits a beacon signal including phase shift information to a wireless power transmission transmitter corresponding to power required for a phase shift for synchronization. Through this, the wireless power transmission receiver 10 receives the phase-shifted power and then re-performs step S140. That is, the wireless power transmission receiver 10 repeatedly performs synchronization until the synchronized power becomes higher than the threshold.

도 5는 도 4의 S160단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart for explaining in detail step S160 of FIG. 4 .

도1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 무선전력전송 수신기(10)는 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 낮은 경우, 위상 동기화를 수행하여 출력되는 전력이 임계치보다 높아지도록 제어할 수 있다.1, 4, and 5, when the superimposed power is lower than a preset threshold, the wireless power transmission receiver 10 may perform phase synchronization to control the output power to be higher than the threshold.

S161단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 가지는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기를 기준 송신기로 설정한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위가 1번째인 전력에 해당하는 송신기를 기준 송신기로 설정한다.In step S161, the wireless power transmission receiver 10 sets the wireless power transmission transmitter that has transmitted power having the highest priority among the priorities as the reference transmitter. That is, the wireless power transmission receiver 10 sets the transmitter corresponding to the first priority power as the reference transmitter.

S162단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위가 N(N=2가 되도록 초기값을 설정)번째에 해당하는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기로 위상이 1유닛 앞으로(lead) 천이되도록 하는 메시지가 포함된 비콘 신호를 전송한다. 여기서, 유닛은 위상이 천이되는 크기를 의미하며, 상황에 따라 크기가 가변될 수 있다.In step S162, the wireless power transmission receiver 10 has a priority such that the phase shifts one unit forward to the wireless power transmission transmitter that has transmitted the power corresponding to the N (the initial value is set so that N = 2). It transmits a beacon signal including a message to Here, the unit means the size to which the phase is shifted, and the size may be changed according to circumstances.

S163단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 전력과 이전 수신된 전력을 비교한다. 무선전력전송 수신기(10)는 1유닛 앞으로 위상 천이된 전력이 반영된 수신된 전력이 이전 수신된 전력보다 높으면 S162단계를 재수행하고, 낮으면 S164단계를 수행한다.In step S163, the wireless power transmission receiver 10 compares the received power with the previously received power. The wireless power transmission receiver 10 re-performs step S162 if the received power reflecting the phase shifted power is higher than the previously received power by one unit, and performs step S164 if it is low.

S164단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위 N번째에 해당하는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기로 위상이 2유닛 뒤로(lag) 천이되도록 하는 메시지가 포함된 비콘 신호를 전송한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위 N번째에 해당하는 전력이 최대가 되도록 제어한다.In step S164, the wireless power transmission receiver 10 transmits a beacon signal including a message for causing the phase to shift 2 units backward (lag) to the wireless power transmission transmitter that has transmitted power corresponding to the N-th priority. That is, the wireless power transmission receiver 10 controls so that the power corresponding to the N-th priority is maximized.

S165단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 전력과 기 설정된 임계치를 비교한다. 무선전력전송 수신기(10)는 수신된 전력이 임계치보다 높으면 S110단계를 수행하고, 중첩된 전력이 임계치보다 낮으면 S166단계를 수행한다.In step S165, the wireless power transmission receiver 10 compares the received power with a preset threshold. The wireless power transmission receiver 10 performs step S110 if the received power is higher than the threshold, and performs step S166 if the overlapped power is lower than the threshold.

S166단계에서, 무선전력전송 수신기(10)는 N에 1을 더한다. 무선전력전송 수신기(10)는 N에 1을 더하여 다음 우선순위에 해당하는 전력을 선택한 후, S162단계를 수행한다. 즉, 무선전력전송 수신기(10)는 우선순위 N번째에서 해당되는 전력이 최대가 되도록 위상 동기화를 하여도 수신된 전력이 임계치보다 낮으면 다음 우선순위에 해당되는 전력의 위상을 동기화시키는 과정을 반복 수행한다.In step S166, the wireless power transmission receiver 10 adds 1 to N. The wireless power transmission receiver 10 selects the power corresponding to the next priority by adding 1 to N, and then performs step S162. That is, the wireless power transmission receiver 10 repeats the process of synchronizing the phase of the power corresponding to the next priority if the received power is lower than the threshold value even if the phase synchronization is performed so that the power corresponding to the Nth priority is maximized. carry out

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Anyone with ordinary skill in the art can make various modifications, of course, and such changes are within the scope of the claims.

10: 무선전력전송 수신기
11: 통신부
13: 제어부
15: 출력부
17: 저장부
21: 제1 무선전력전송 송신기
23: 제2 무선전력전송 송신기
25: 제3 무선전력전송 송신기
27: 제4 무선전력전송 송신기
100: 무선전력전송시스템10: wireless power transmission receiver
11: Ministry of Communications
13: control
15: output unit
17: storage
21: first wireless power transmission transmitter
23: second wireless power transmission transmitter
25: third wireless power transmission transmitter
27: fourth wireless power transmission transmitter
100: wireless power transmission system

Claims (8)

복수의 무선전력전송 송신기와 통신을 수행하는 통신부; 및
상기 복수의 무선전력전송 송신기로부터 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위가 부여된 복수의 전력을 하나로 중첩하며, 상기 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 높으면 출력되도록 제어하고, 낮으면 상기 우선순위를 이용하여 상기 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상이 동기화되도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 동기화를 위한 위상 천이가 필요한 전력에 해당하는 무선전력전송 송신기로 위상 천이 정보가 포함된 비콘 신호를 전송시켜 위상 천이된 전력을 수신한 후, 상기 수신된 위상 천이된 전력을 이용하여 동기화하되,
상기 우선순위가 낮아질수록 상기 위상이 천이되는 유닛(unit) 단위가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기.a communication unit for performing communication with a plurality of wireless power transmission transmitters; and
Priority is given to each of the plurality of powers received from the plurality of wireless power transmission transmitters, the plurality of powers given the priority are overlapped into one, and the overlapping power is controlled to be output when it is higher than a preset threshold, and a control unit for controlling the phase of at least one of the plurality of powers to be synchronized using the priority.
The control unit is
After receiving the phase shifted power by transmitting a beacon signal including phase shift information to a wireless power transmission transmitter corresponding to the power required for the phase shift for the synchronization, synchronization using the received phase shifted power,
Cooperative wireless power transmission receiver for phase synchronization, characterized in that the control so that the unit (unit) to which the phase is shifted becomes larger as the priority is lowered. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 전력 중 높은 전력순으로 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기.The method of claim 1,
The control unit is
A cooperative wireless power transmission receiver for phase synchronization, characterized in that priority is given in the order of the highest power among the plurality of powers. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 부여된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 가지는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기를 기준 송신기로 설정하고, 상기 기준 송신기를 기준으로 중첩된 전력에 가장 영향을 주는 무선전력전송 송신기 순에 따라 해당 전력의 위상이 천이되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기.The method of claim 1,
The control unit is
A wireless power transmission transmitter that has transmitted power having the highest priority among the assigned priorities is set as a reference transmitter, and the corresponding power is set in the order of the wireless power transmission transmitter that most affects the overlapped power based on the reference transmitter A cooperative wireless power transmission receiver for phase synchronization, characterized in that the phase is controlled to be shifted. 제 3항에 있어서,
상기 제어부는,
우선순위가 N번째 해당하는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기로 위상이 1유닛 앞(lead)으로 천이되도록 하는 메시지가 포함된 제1 비콘신호를 전송시키고, 제1 비콘신호의 응답에 해당하는 수신된 전력과 이전 수신된 전력을 비교하며,
상기 제1 비콘신호의 응답에 해당하는 수신된 전력이 상기 이전 수신된 전력보다 낮으면 우선순위가 N번째 해당하는 전력을 전송한 무선전력전송 송신기로 위상이 2유닛 뒤(lag)로 천이되도록 하는 메시지가 포함된 제2 비콘신호를 전송시키고, 제2 비콘신호에 응답에 해당하는 수신된 전력과 기 설정된 임계치를 비교하며,
상기 제2 비콘신호의 응답에 해당하는 수신된 전력이 기 설정된 임계치보다 낮으면 N에 1을 더하여 다음 우선순위에 해당하는 전력을 선택한 후, 상기 제1 비콘신호를 전송시켜 전력을 비교하는 과정을 순차적으로 재수행하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기.4. The method of claim 3,
The control unit is
The first beacon signal is transmitted to the wireless power transmission transmitter that has transmitted the power corresponding to the Nth priority, and the first beacon signal including a message for causing the phase to shift one unit ahead (lead) is transmitted, and the response corresponding to the first beacon signal is received Comparing the received power with the previously received power,
When the received power corresponding to the response of the first beacon signal is lower than the previously received power, the phase is shifted 2 units lag to the wireless power transmission transmitter that transmitted the N-th corresponding power Transmitting a second beacon signal including a message, and comparing the received power corresponding to the response to the second beacon signal with a preset threshold,
When the received power corresponding to the response of the second beacon signal is lower than a preset threshold, the power corresponding to the next priority is selected by adding 1 to N, and then the power is compared by transmitting the first beacon signal. Collaborative wireless power transmission receiver with phase synchronization, characterized in that it is sequentially re-performed. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 동기화된 전력이 상기 임계치보다 높으면 상기 동기화를 멈추고, 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 협업 무선전력전송 수신기. The method of claim 1,
The control unit is
When the synchronized power is higher than the threshold value, the cooperative wireless power transmission receiver, characterized in that the synchronization is stopped and controlled to be output. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
새로운 무선전력전송 송신기로부터 전송된 전력이 수신되면 상기 동기화를 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송 수신기. The method of claim 1,
The control unit is
A cooperative wireless power transmission receiver for phase synchronization, characterized in that the synchronization is automatically performed when the power transmitted from the new wireless power transmission transmitter is received. 무선전력전송 수신기가 복수의 무선전력전송 송신기로부터 복수의 전력을 수신하는 단계;
상기 무선전력전송 수신기가 상기 수신된 복수의 전력마다 우선순위를 부여하는 단계;
상기 무선전력전송 수신기가 상기 우선순위가 부여된 복수의 전력을 하나로 중첩하는 단계; 및
상기 무선전력전송 수신기가 상기 중첩된 전력이 기 설정된 임계치보다 높으면 출력하고, 낮으면 상기 우선순위를 이용하여 상기 복수의 전력 중 적어도 하나의 위상을 동기화하는 단계;를 포함하고,
상기 동기화하는 단계는,
상기 동기화를 위한 위상 천이가 필요한 전력에 해당하는 무선전력전송 송신기로 위상 천이 정보가 포함된 비콘 신호를 전송하는 단계;
상기 비콘 신호의 응답에 해당하는 위상 천이된 전력을 수신하는 단계; 및
상기 수신된 위상 천이된 전력을 이용하여 동기화하는 단계;를 포함하되,
상기 우선순위가 낮아질수록 상기 위상이 천이되는 유닛(unit) 단위가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상 동기화를 하는 협업 무선전력전송방법.
Receiving, by a wireless power transmission receiver, a plurality of powers from a plurality of wireless power transmission transmitters;
assigning, by the wireless power transmission receiver, a priority to each of the plurality of received powers;
superimposing, by the wireless power transmission receiver, the plurality of prioritized powers into one; and
The wireless power transmission receiver outputs when the overlapped power is higher than a preset threshold, and when it is low, synchronizing the phase of at least one of the plurality of powers using the priority.
The synchronizing step is
transmitting a beacon signal including phase shift information to a wireless power transmission transmitter corresponding to power required for phase shift for the synchronization;
receiving phase-shifted power corresponding to a response of the beacon signal; and
Including; synchronizing using the received phase-shifted power;
Cooperative wireless power transmission method for phase synchronization, characterized in that the control so that the unit (unit) to which the phase is shifted becomes larger as the priority is lowered.
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