KR102483566B1 - Wire type and wireless type power supplying apparatus - Google Patents

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    • H02M3/315—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치는 입력 전력을 서로 전력 레벨이 다른 제1 전력 및 제2 전력 또는 서로 전기적으로 독립된 제1 전력 및 제2 전력으로 변환하는 전력 변환부와, 상기 제1 전력에 기초하여 제1 출력 전력을 유선 출력하는 유선 전력 공급부와, 상기 제2 전력을 무선 전력으로 변환하여 출력하는 무선 전력 공급부를 포함할 수 있다A wired/wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power converter for converting input power into first power and second power having different power levels or first and second power electrically independent of each other; It may include a wired power supply unit for wired outputting of first output power based on 1 power, and a wireless power supply unit for converting and outputting the second power to wireless power.

Description

유무선 전력 공급 장치{WIRE TYPE AND WIRELESS TYPE POWER SUPPLYING APPARATUS}Wired and wireless power supply {WIRE TYPE AND WIRELESS TYPE POWER SUPPLYING APPARATUS}

본 발명은 유선 방식 및 무선 방식으로 전력을 공급하는 유무선 전력 공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a wired and wireless power supply device for supplying power in a wired and wireless manner.

전기·전자장치는 전기를 에너지원으로 하여 작동되는 장치를 말한다.
Electric/electronic devices refer to devices that operate using electricity as an energy source.

전기·전자장치를 작동시키기 위해서는 장치를 가동시키는데 필요한 에너지원인 전력의 공급이 반드시 필요하며, 상기 전력의 공급은 장치가 스스로 자체 발전하여 조달하지 않는 한 외부로부터 공급받게 된다.
In order to operate an electrical/electronic device, the supply of power, which is an energy source required to operate the device, is absolutely necessary, and the supply of the power is supplied from the outside unless the device self-generates and procures.

따라서, 상기 전기·전자장치가 외부로부터 전력을 공급받기 위해서는 외부의 전력 공급 설비로부터 상기 전기·전자장치로 전력을 전달해 주기 위한 전력 공급 장치가 필요하다.
Therefore, in order for the electrical/electronic device to receive power from the outside, a power supply device for transferring power from an external power supply facility to the electrical/electronic device is required.

이러한 전력 공급 장치로는 일반적으로 커넥터 등으로 전자 장치에 직접 연결되어 전자 장치의 내부 회로 또는 내장된 충전지에 전력을 공급하는 유선 방식의 전력 공급 장치가 주로 사용된다. 그러나 유선 방식의 전력 공급 장치는 전력 공급을 위한 케이블에 의해 이동성, 휴대성 등의 여러 가지 제약이 뒤따른다.
As such a power supply device, a wired power supply device that is directly connected to an electronic device through a connector or the like and supplies power to an internal circuit or a built-in rechargeable battery of the electronic device is mainly used. However, wired power supply devices are subject to various limitations such as mobility and portability due to cables for power supply.

이에 따라, 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이, 자기 유도 효과 또는 자기 공진 효과에 의해 비접촉 방식으로 전자 장치에 내장된 충전지에 전력을 공급할 수 있다.
Accordingly, as in the inventions described in the prior art documents below, power may be supplied to a rechargeable battery built into an electronic device in a non-contact manner by a magnetic induction effect or a magnetic resonance effect.

그러나, 종래의 전력 공급 장치는 유선 방식 또는, 자기 유도 효과 또는 자기 공진 효과 중 하나의 자기 효과에 의한 무선 방식으로 전력을 공급하여 다양한 디바이스에 전력을 공급하기 어려운 문제점이 있으며, 특히 복수의 디바이스에 동시에 전력을 공급하기 어려운 문제점이 있다.
However, the conventional power supply apparatus has a problem in that it is difficult to supply power to various devices by supplying power in a wired manner or wirelessly by a magnetic effect of one of a magnetic induction effect and a magnetic resonance effect, particularly to a plurality of devices. There is a problem in that it is difficult to supply power at the same time.

국내특허공개공보 제2013-0054897호Korean Patent Publication No. 2013-0054897

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유선 방식과 무선 방식으로 각각 전력 공급이 가능한 유무선 전력 공급 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, a wired and wireless power supply device capable of supplying power in a wired method and a wireless method, respectively, is provided.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치는 입력 전력을 서로 전력 레벨이 다른 제1 전력 및 제2 전력 또는 서로 전기적으로 독립된 제1 전력 및 제2 전력으로 변환하는 전력 변환부와, 상기 제1 전력에 기초하여 제1 출력 전력을 유선 출력하는 유선 전력 공급부와, 상기 제2 전력을 무선 전력으로 변환하여 출력하는 무선 전력 공급부를 포함할 수 있다.
In order to solve the above problems of the present invention, a wired/wireless power supply device according to an embodiment of the present invention converts input power to first power and second power having different power levels or first and second power electrically independent of each other. It may include a power conversion unit that converts power into electric power, a wired power supply unit that wirely outputs first output power based on the first power, and a wireless power supply unit that converts the second power into wireless power and outputs it.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유선 방식과 무선 방식으로 복수의 디바이스에 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
According to one embodiment of the present invention, there is an effect of supplying power to a plurality of devices in a wired method and a wireless method.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적이 회로도이다.1 is a schematic block diagram of a wired/wireless power supply device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic circuit diagram of a wired/wireless power supply device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic circuit diagram of a wired/wireless power supply device according to another embodiment of the present invention.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of a wired/wireless power supply device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전력 공급 장치(100)는 입력 전력 또는 교류 전력을 제1 전력(V1) 및 제2 전력(V2)으로 변환하는 전력 변환부(110), 전력 변환부(110)로부터의 제1 전력(V1)에 기초하여 제1 출력 전력을 유선으로 출력하는 유선 전력 공급부(120) 및 전력 변환부(110)로부터의 제2 전력(V2)을 스위칭하여 무선 전송하는 무선 전력 공급부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the power supply device 100 of the present invention includes a power converter 110 that converts input power or AC power into first power V1 and second power V2, and a power converter 110 The wired power supply unit 120 that outputs the first output power in a wired manner based on the first power V1 from ) and the wireless power that switches and wirelessly transmits the second power V2 from the power converter 110 A supply unit 120 may be included.

제1 전력(V1)과 제2 전력(V2)은 서로 전압 레벨이 다르거나 또는 전기적으로 서로 독립될 수 있다.
The first power V1 and the second power V2 may have different voltage levels or be electrically independent of each other.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적인 회로도이다.2 is a schematic circuit diagram of a wired/wireless power supply device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치(200)은 전력 변환부(210), 유선 전력 공급부(220) 및 무선 전력 공급부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a wired/wireless power supply 200 according to an embodiment of the present invention may include a power converter 210, a wired power supply 220, and a wireless power supply 230.

전력 변환부(210)는 입력부(211), 전력 스위칭부(212), 트랜스포머(213)를 포함할 수 있다.The power conversion unit 210 may include an input unit 211 , a power switching unit 212 , and a transformer 213 .

입력부(211)는 입력된 교류 전력(AC)을 정류하거나 전자기 간섭을 억제할 수 있으며, 정류된 전력은 적어도 하나의 스위치를 갖는 전력 스위칭부(212)에 의해 스위칭 될 수 있으며, 트랜스포머(213)는 일차 권선(Np)과 제1 이차 권선(Ns1) 및 제2 이차 권선(Ns2)를 포함할 수 있다. 일차 권선(Np)과 제1 이차 권선(Ns1) 및 제2 이차 권선(Ns2)은 서로 절연되고 자기 결합될 수 있으며, 일차 권선(Np)은 전력 스위칭부(212)에 의해 스위칭된 전력을 입력받으며, 제1 이차 권선(Ns1) 및 제2 이차 권선(Ns2)은 일차 권선(Np)과의 권선비에 따라 상기 일차 권선에 입력된 스위칭된 전력을 변압하여 제1 전력(V1) 및 제2 전력(V2)를 출력할 수 있다.The input unit 211 may rectify input alternating current (AC) or suppress electromagnetic interference, and the rectified power may be switched by a power switching unit 212 having at least one switch, and the transformer 213 may include a primary winding Np, a first secondary winding Ns1 and a second secondary winding Ns2. The primary winding Np, the first secondary winding Ns1, and the second secondary winding Ns2 may be insulated and magnetically coupled to each other, and the primary winding Np inputs power switched by the power switching unit 212. and the first secondary winding (Ns1) and the second secondary winding (Ns2) transform the switched power input to the primary winding according to the winding ratio with the primary winding (Np) to obtain first power (V1) and second power (V1). (V2) can be output.

제2 이차 권선(Ns2)는 제1 이차 권선(Ns1)과 센터탭(ct) 연결되어 제2 전력(V2)의 전압 레벨은 제1 전력(V1)의 전압 레벨보다 높을 수 있다.The second secondary winding Ns2 is connected to the first secondary winding Ns1 by a center tap ct, so that the voltage level of the second power V2 may be higher than that of the first power V1.

예를 들어, 제1 이차 권선(Ns1)과 제2 이차 권선(Ns2)의 권선수가 동일할 경우, 제2 전력(V2)의 전압 레벨은 제1 전력(V1)의 전압 레벨 보다 2배 높을 수 있다.For example, when the number of windings of the first secondary winding Ns1 and the second secondary winding Ns2 are the same, the voltage level of the second power V2 may be twice as high as that of the first power V1. there is.

더하여, 전력 변환부(210)는 비교부(214) 및 컨트롤러(215)를 더 포함할 수 있다.In addition, the power converter 210 may further include a comparator 214 and a controller 215 .

비교부(214)는 상기 제1 전력의 전력 상태를 기준 전압(Vref)과 비교하고, 컨트롤러(215)는 비교부(214)의 비교 결과에 따라 전력 스위칭부(212)의 전력 스위칭을 제어할 수 있다.
The comparison unit 214 compares the power state of the first power with the reference voltage Vref, and the controller 215 controls power switching of the power switching unit 212 according to the comparison result of the comparison unit 214. can

유선 전력 공급부(220)는 전력 변환부(210)의 트랜스포머(213)의 제1 이차 권선(Ns1)으로부터의 제1 전력(V1)을 안정화시켜 제1 출력 전력을 유선 출력할 수 있다. 이를 위해, 유선 전력 공급부(220)는 제1 다이오드(D1)과 제1 캐패시터(C1)을 포함할 수 있다.
The wired power supply unit 220 may stabilize the first power V1 from the first secondary winding Ns1 of the transformer 213 of the power converter 210 and output the first output power by wire. To this end, the wired power supply 220 may include a first diode D1 and a first capacitor C1.

무선 전력 공급부(230)는 무선 전력 스위칭부(231), 무선 전력 출력부(232), 디모듈레이터(233) 및 무선 전력 컨트롤러(234)를 포함할 수 있다.The wireless power supply 230 may include a wireless power switch 231 , a wireless power output 232 , a demodulator 233 and a wireless power controller 234 .

무선 전력 스위칭부(231)는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있으며, 제1 스위치 및 제2 스위치를 갖는 하나의 하프 브리지(half bridge) 스위치를 포함할 수 있다.The wireless power switching unit 231 may include at least one switch, and may include one half bridge switch having a first switch and a second switch.

상술한 바와 같이, 제2 전력(V2)의 전압 레벨은 제1 전력(V1)의 전압 레벨보다 높으므로, 무선 전력 스위칭부(231)는 하프 브리지 스위치를 포함하면서도 풀 브리지 스위치가 출력할 수 있는 출력 전력과 동일한 전력을 출력할 수 있다.As described above, since the voltage level of the second power V2 is higher than the voltage level of the first power V1, the wireless power switching unit 231 includes a half-bridge switch and can output a full-bridge switch. It is possible to output the same power as the output power.

상기 유선 전력 공급부(220)의 제1 출력 전력은 다음과 같은 수식1과 같을 수 있다.The first output power of the wired power supply unit 220 may be expressed as Equation 1 below.

(수식1)(Formula 1)

Figure 112015105197991-pat00001
Figure 112015105197991-pat00001

여기에서 Vo는 유선 전력 공급부(220)의 제1 출력 전력의 전압 레벨, D는 전력 스위칭부(212)의 구동 시비율, Np는 트랜스포머 일차 권선의 권선 수, Ns는 트랜스포머 제1 이차 권선의 권선 수, Vin은 트랜스포머 일차 권선의 입력 전압을 의미한다.
Here, Vo is the voltage level of the first output power of the wired power supply 220, D is the driving duty ratio of the power switching unit 212, Np is the number of windings of the primary winding of the transformer, and Ns is the winding of the first secondary winding of the transformer. The number, Vin, is the input voltage of the primary winding of the transformer.

즉 수식 1에서 알 수 있듯이 유선 전력 공급부(220)의 제1 출력 전력의 전압 레벨(Vo)는 시비율 D와 일차 권선과 제1 이차 권선의 권선수 Np, Ns, 입력전압 Vin에 의해 결정되는데, 시비율 D와 1일차 권선의 권선수 Np, 입력전압 Vin이 동일할 경우 출력 전압은 2차측 권선수 Ns에 의해 결정되며 이는 권선수에 비례하여 증가한다. That is, as can be seen from Equation 1, the voltage level (Vo) of the first output power of the wired power supply unit 220 is determined by the duty ratio D, the number of windings Np, Ns, and input voltage Vin of the primary winding and the first secondary winding. , When the duty ratio D, the number of windings Np of the primary winding, and the input voltage Vin are the same, the output voltage is determined by the number of windings Ns on the secondary side, which increases in proportion to the number of windings.

여기에서 예를 들어 5V가 출력되는 제1 이차 권선(Ns1)에 동일한 권선수를 갖는 제2 이차 권선(Ns2)를 추가하여 센터탭 연결될 경우 제1 이차 권선과 제2 이차 권선의 출력의 합인 제2 전력(V2)의 전압 레벨은 10V가 출력된다. Here, for example, when a center tap is connected by adding a second secondary winding Ns2 having the same number of turns to the first secondary winding Ns1 outputting 5V, the sum of the outputs of the first secondary winding and the second secondary winding is 2 The voltage level of the power (V2) is 10V.

한편, 제2 전력(V2)을 입력 전력으로 이용하는 무선 전력 스위칭부(231)의 경우 인버터의 구성에 따라 캐패시터와 코일로 구성된 무선 전력 출력부에 인가되는 전압의 기본파 성분 Vfun이 달라지는데 기존 방식의 풀-브리지 스위치의 경우는 다음의 수식2, 본 발명의 하프-브리지 스위치의 경우는 수식3에 나타내었다.Meanwhile, in the case of the wireless power switching unit 231 using the second power V2 as input power, the fundamental wave component V fun of the voltage applied to the wireless power output unit composed of a capacitor and a coil varies according to the configuration of the inverter. The case of the full-bridge switch of is shown in Equation 2, and the case of the half-bridge switch of the present invention is shown in Equation 3.

(수식2)(Equation 2)

Figure 112015105197991-pat00002
Figure 112015105197991-pat00002

(수식3)(Formula 3)

Figure 112015105197991-pat00003
Figure 112015105197991-pat00003

여기서, Vo2는 제2 전력(V2)의 전압 레벨를 의미한다.
Here, Vo2 means the voltage level of the second power V2.

수식2와 수식3을 통해 풀-브리지 스위치를 이용하는 경우 하프-브리지 스위치를 이용하는 경우와 비교해 무선 전력 출력부에 전달되는 전압의 기본파 성분 Vfun이 두 배가 되는 것을 알 수 있다. 이때, 하프-브리지 스위치의 입력 전압을 풀-브리지 스위치의 입력 전압보다 두 배 높게 해줄 경우 동일한 기본파 성분 Vfun 을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 즉, 예를 들어 기존 방식과 같이 5V의 출력 전압을 이용해 풀-브리지 스위치를 구동하는 방식과 본 발명과 같이 10V의 출력 전압을 이용해 하프-브리지 스위치를 구동하는 방식을 각각 수식4와 수식5에 나타내면 아래와 같으며 이는 동일한 결과를 가지는 것을 확인할 수 있다. Through Equations 2 and 3, it can be seen that when the full-bridge switch is used, the fundamental wave component V fun of the voltage transmitted to the wireless power output unit is doubled compared to when the half-bridge switch is used. At this time, it can be seen that the same fundamental wave component V fun can be obtained when the input voltage of the half-bridge switch is made twice higher than the input voltage of the full-bridge switch. That is, for example, a method of driving a full-bridge switch using an output voltage of 5V as in the conventional method and a method of driving a half-bridge switch using an output voltage of 10V as in the present invention are expressed in Equations 4 and 5, respectively. As shown below, it can be confirmed that this has the same result.

(수식4)(Equation 4)

Figure 112015105197991-pat00004
Figure 112015105197991-pat00004

(수식5)(Formula 5)

Figure 112015105197991-pat00005

Figure 112015105197991-pat00005

상술한 바와 같이 무선 전력 스위칭부(231)의 입력 전압을 두 배로 증가시키고 하프-브리지 스위치를 사용하는 경우는 풀-브리지 스위치와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 이는 서로 동일한 무선 전력 출력부를 사용할 경우 동일한 동작을 보장함을 알 수 있다.As described above, when the input voltage of the wireless power switching unit 231 is doubled and the half-bridge switch is used, the same effect as the full-bridge switch can be obtained. It can be seen that the operation is guaranteed.

상기의 결과를 통해 제2 이차 권선(Ns2) 및 다이오드(D2) 같은 간단한 소자의 추가를 통해 무선 전력 스위칭부(231)의 입력 전압을 종래에 대비하여 두 배로 증가시켜 기존의 풀-브리지 스위치 대신 하프-브리지 스위치를 사용하는 구조를 제안하였다. 이는 2개의 FET 및 FET 구동 드라이버의 제거가 가능하기 때문에 재료비 및 시스템의 구성 측면에서 매우 유리할 뿐 아니라 기존에 사용되었던 코일 및 캐패시터와 같은 무선 전력 출력부의 구성을 그대로 사용 가능하기 때문에 부품 간의 호환성 측면에서도 유리한 장점이 있다.
Through the above results, the input voltage of the wireless power switching unit 231 is doubled compared to the prior art through the addition of simple elements such as the second secondary winding (Ns2) and the diode (D2), instead of the conventional full-bridge switch. A structure using a half-bridge switch is proposed. This is very advantageous in terms of material cost and system configuration because it is possible to remove two FETs and FET driving drivers, and it is possible to use the configuration of the wireless power output unit such as the coil and capacitor that was previously used as it is, so it is also compatible in terms of parts compatibility. There are favorable advantages.

무선 전력 출력부(232)는 무선 전력 스위칭부(231)에 의해 스위칭된 전력을 무선 전송하는 적어도 하나의 코일(L)과, 상기 적어도 하나의 코일에 전기적으로 연결되어 LC(inductor-Capacitor) 공진하는 적어도 하나의 캐패시터(Cr)를 포함할 수 있다.The wireless power output unit 232 is electrically connected to at least one coil (L) for wirelessly transmitting the power switched by the wireless power switching unit 231, and the at least one coil is electrically connected to LC (inductor-capacitor) resonance It may include at least one capacitor (Cr) to do.

무선 전력 스위칭부(231)의 하프 브리지 스위치의 제1 및 제2 스위치는 전력 변환부(210)로부터의 상기 제2 전력을 상보적인 온/오프 스위칭할 수 있으며, 무선 전력 출력부(232)는 상기 하프 브리지 스위치의 스위칭 주파수에 따라 공진할 수 있으며, 여기서, 공진 주파수는 상기 하프 브리지 스위칭의 스위칭 주파수에 연동될 수 있다.The first and second switches of the half-bridge switch of the wireless power switching unit 231 may perform complementary on/off switching of the second power from the power converter 210, and the wireless power output unit 232 may It may resonate according to the switching frequency of the half-bridge switch, and here, the resonant frequency may be interlocked with the switching frequency of the half-bridge switching.

무선 전력 출력부(232)의 캐패시터(Cr)의 일단은 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 연결점에 연결될 수 있고, 캐패시터(Cr)의 타단은 코일(L)에 연결될 수 있다. 코일(L)은 캐패시터(Cr)의 타단과 접지간에 연결될 수 있다.
One end of the capacitor (Cr) of the wireless power output unit 232 may be connected to the connection point of the first switch and the second switch, and the other end of the capacitor (Cr) may be connected to the coil (L). The coil L may be connected between the other end of the capacitor Cr and the ground.

무선 전력 공급부(230)는 디모듈레이터(233) 및 무선 전력 컨트롤러(234)를 더 포함할 수 있다.The wireless power supply 230 may further include a demodulator 233 and a wireless power controller 234 .

디모듈레이터(233)는 상술한 주파수로 출력되는 무선 전력을 복조하여 전력 상태를 검출할 수 있고, 무선 전력 컨트롤러(234)는 디모듈레이터(233)에 의해 검출된 전력 상태에 따라 무선 전력 스위칭부(231)의 전력 스위칭을 제어할 수 있다.
The demodulator 233 may demodulate the wireless power output at the above-described frequency to detect a power state, and the wireless power controller 234 may perform a wireless power switching unit 231 according to the power state detected by the demodulator 233. of power switching can be controlled.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치의 개략적이 회로도이다.3 is a schematic circuit diagram of a wired/wireless power supply device according to another embodiment of the present invention.

도 3의 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치(300)는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치(200)에 대비하여 트랜스포머(313)의 제1 및 제2 이차 권선(Ns1,Ns2)의 연결 관계가 상이하다.In contrast to the wired/wireless power supply device 200 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the wired/wireless power supply device 300 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. and the connection relationship between the second secondary windings Ns1 and Ns2 is different.

이에 따라, 도 3의 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유무선 전력 공급 장치(300)의 전력 변환부(310)의 입력부(311), 전력 스위칭부(312), 트랜스포머(313)의 일차 권선(Np)과, 유선 전력 공급부(320) 및 무선 전력 공급부(330)의 무선 전력 스위칭부(331), 무선 전력 출력부(332), 디모듈레이터(333), 무선 전력 컨트롤러(334)의 구성 및 기능은 도 2에서의 설명과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.Accordingly, the input unit 311 of the power converter 310 of the wired/wireless power supply device 300 according to another embodiment of the present invention of FIG. Np), the configuration and functions of the wireless power switching unit 331, the wireless power output unit 332, the demodulator 333, and the wireless power controller 334 of the wired power supply unit 320 and the wireless power supply unit 330 Since it is the same as the description in FIG. 2, a detailed description thereof will be omitted.

트랜스포머(313)의 제1 이차 권선(Ns1)과 제2 이차 권선(Ns2)은 서로 전기적으로 독립될 수 있다.The first secondary winding Ns1 and the second secondary winding Ns2 of the transformer 313 may be electrically independent of each other.

더하여, 도 2에서의 설명과 같이 무선 전력 공급부(330)의 하프 브리지 스위치의 구성으로 풀 브리지 스위치와 동일한 전력을 무선 전력하기 위해, 제2 이차 권선(Ns2)의 권선수는 제1 이차 권선(Ns1)의 권선수보다 2배 많을 수 있고, 이에 따라, 제2 전력(V2)의 전압 레벨은 제1 전력(V1)의 전압 레벨보다 2배 높을 수 있다.
In addition, as described in FIG. 2, in order to wirelessly power the same power as the full bridge switch with the configuration of the half bridge switch of the wireless power supply unit 330, the number of windings of the second secondary winding Ns2 is the first secondary winding ( Ns1) may be twice as many, and thus, the voltage level of the second power V2 may be twice as high as the voltage level of the first power V1.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유선 방식과 무선 방식으로 복수의 디바이스에 전력을 공급할 수 있으며, 기존의 풀-브리지 스위치 대신 하프-브리지 스위치를 사용하는 구조를 제안하여 2개의 FET 및 FET 구동 드라이버의 제거가 가능하기 때문에 재료비 및 시스템의 구성 측면에서 매우 유리할 뿐 아니라 기존에 사용되었던 코일 및 캐패시터와 같은 무선 전력 출력부의 구성을 그대로 사용 가능하기 때문에 부품 간의 호환성 측면에서도 유리한 장점이 있다.
As described above, according to the present invention, power can be supplied to a plurality of devices in a wired and wireless manner, and a structure using a half-bridge switch instead of a conventional full-bridge switch is proposed to drive two FETs and FETs Since the driver can be removed, it is very advantageous in terms of material cost and system configuration, and since the configuration of the wireless power output unit such as the previously used coil and capacitor can be used as it is, there is an advantage in terms of compatibility between parts.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims to be described later, and the configuration of the present invention can be varied within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art can easily know that the present invention can be changed and modified accordingly.

100,200,300: 유무선 전력 공급 장치
110,210,310: 전력 변환부
211,311: 입력부
212,312: 전력 스위칭부
213,313: 트랜스포머
Np: 일차 권선
Ns1: 제1 이차 권선
Ns2: 제2 이차 권선
120,220,320: 유선 전력 공급부
130,230,330: 무선 전력 공급부
231,331: 무선 전력 스위칭부
232,332: 무선 전력 출력부
233,333: 디모듈레이터
234,334: 무선 전력 컨트롤러
100,200,300: wired and wireless power supply
110,210,310: power conversion unit
211,311: input unit
212,312: power switching unit
213,313: Transformers
Np: primary winding
Ns1: primary secondary winding
Ns2: Secondary winding
120,220,320: wired power supply
130,230,330: wireless power supply unit
231,331: wireless power switching unit
232,332: wireless power output unit
233,333: demodulator
234,334: wireless power controller

Claims (12)

입력 전력을 서로 전력 레벨이 다른 제1 전력 및 제2 전력으로 변환하는 전력 변환부
상기 제1 전력에 기초하여 제1 출력 전력을 유선 출력하는 유선 전력 공급부; 및
상기 제2 전력을 무선 전력으로 변환하여 출력하는 무선 전력 공급부
를 포함하고,
상기 전력 변환부는
정류된 입력 전력을 스위칭하는 전력 스위칭부; 및
상기 전력 스위칭부로부터 스위칭된 전력을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 자기 결합되어 상기 제1전력을 출력하는 제1 이차 권선과, 상기 일차 권선과 자기 결합하고 상기 제1 이차 권선과 센터탭 연결되어 상기 제1 이차 권선과 함께 상기 제2 전력을 출력하는 제2 이차 권선을 갖는 트랜스포머
를 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
A power conversion unit that converts input power into first power and second power having different power levels.
a wired power supply unit configured to output first output power in a wired manner based on the first power; and
A wireless power supply unit converting the second power into wireless power and outputting the converted power
including,
the power converter
a power switching unit that switches the rectified input power; and
A primary winding receiving the switched power from the power switching unit, a first secondary winding magnetically coupled to the primary winding and outputting the first power, and a center tap coupled to the first secondary winding and magnetically coupled to the primary winding A transformer having a second secondary winding coupled to output the second power together with the first secondary winding
A wired/wireless power supply including a.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 공급부는
상기 제2 전력을 스위칭하는 적어도 하나의 스위치를 갖는 무선 전력 스위칭부; 및
상기 무선 전력 스위칭부에 의해 스위칭된 전력을 무선 전송하는 적어도 하나의 코일과, 상기 적어도 하나의 코일에 전기적으로 연결되어 LC(inductor-Capacitor) 공진하는 적어도 하나의 캐패시터를 갖는 무선 전력 출력부
를 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 1,
The wireless power supply unit
a wireless power switching unit having at least one switch for switching the second power; and
A wireless power output unit having at least one coil for wirelessly transmitting the power switched by the wireless power switching unit, and at least one capacitor electrically connected to the at least one coil and resonating with an inductor-capacitor (LC).
A wired/wireless power supply including a.
 제3항에 있어서,
상기 무선 전력 스위칭부는 하프 브리지(half bridge) 스위치를 갖는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 3,
Wherein the wireless power switching unit has a half bridge switch.
 제3항에 있어서,
상기 무선 전력 공급부는
출력되는 무선 전력을 복조하여 전력 상태를 검출하는 디모듈레이터; 및
상기 디모듈레이터에 의해 검출된 전력 상태에 따라 상기 무선 전력 스위칭부의 전력 스위칭을 제어하는 무선 전력 컨트롤러
를 더 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 3,
The wireless power supply unit
a demodulator that demodulates output wireless power to detect a power state; and
A wireless power controller controlling power switching of the wireless power switching unit according to the power state detected by the demodulator.
Wired and wireless power supply further comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 제2 전력은 상기 제1 전력보다 전압 레벨이 높은 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 1,
The second power has a higher voltage level than the first power.
 입력 전력을 서로 전기적으로 독립된 제1 전력 및 제2 전력으로 변환하는 전력 변환부
상기 제1 전력에 기초하여 제1 출력 전력을 유선 출력하는 유선 전력 공급부; 및
상기 제2 전력을 무선 전력으로 변환하여 출력하는 무선 전력 공급부
를 포함하고,
상기 전력 변환부는 정류된 입력 전력을 스위칭하는 전력 스위칭부; 및
상기 전력 스위칭부로부터 스위칭된 전력을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 자기 결합되어 상기 제1전력을 출력하는 제1 이차 권선과, 상기 일차 권선과 자기 결합하고 상기 제1 이차 권선과 전기적으로 독립되어 상기 제2 전력을 출력하는 제2 이차 권선을 갖는 트랜스포머
를 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
A power conversion unit that converts input power into first and second power that are electrically independent of each other
a wired power supply unit configured to output first output power through a wire based on the first power; and
A wireless power supply unit converting the second power into wireless power and outputting the converted power
including,
The power conversion unit may include a power switching unit that switches the rectified input power; and
A primary winding receiving the switched power from the power switching unit, a first secondary winding magnetically coupled to the primary winding to output the first power, and a first secondary winding magnetically coupled to the primary winding and electrically connected to the first secondary winding. A transformer having a second secondary winding independently outputting the second power
A wired/wireless power supply including a.
 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 무선 전력 공급부는
상기 제2 전력을 스위칭하는 적어도 하나의 스위치를 갖는 무선 전력 스위칭부; 및
상기 무선 전력 스위칭부에 의해 스위칭된 전력을 무선 전송하는 적어도 하나의 코일과, 상기 적어도 하나의 코일에 전기적으로 연결되어 LC(inductor-Capacitor) 공진하는 적어도 하나의 캐패시터를 갖는 무선 전력 출력부
를 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 7,
The wireless power supply unit
a wireless power switching unit having at least one switch for switching the second power; and
A wireless power output unit having at least one coil for wirelessly transmitting the power switched by the wireless power switching unit, and at least one capacitor electrically connected to the at least one coil and resonating with an inductor-capacitor (LC).
A wired/wireless power supply including a.
 제9항에 있어서,
상기 무선 전력 스위칭부는 하프 브리지(half bridge)를 갖는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 9,
The wireless power switching unit has a half bridge (half bridge) wired and wireless power supply device.
 제9항에 있어서,
상기 무선 전력 공급부는
출력되는 무선 전력을 복조하여 전력 상태를 검출하는 디모듈레이터; 및
상기 디모듈레이터에 의해 검출된 전력 상태에 따라 상기 무선 전력 스위칭부의 전력 스위칭을 제어하는 무선 전력 컨트롤러
를 더 포함하는 유무선 전력 공급 장치.
According to claim 9,
The wireless power supply unit
a demodulator that demodulates output wireless power to detect a power state; and
A wireless power controller controlling power switching of the wireless power switching unit according to the power state detected by the demodulator.
Wired and wireless power supply further comprising a.
 제7항에 있어서,
상기 제2 전력은 상기 제1 전력보다 전압 레벨이 높은 유무선 전력 공급 장치.According to claim 7,
The second power has a higher voltage level than the first power.
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