KR102569722B1 - 전자장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 전자장치는, 전자소자를 포함하는 장치본체와; 장치본체에 장착 또는 탈착될 수 있으며, AC 전원을 입력받아 장치본체에 무선으로 전력을 전송하는 전력전송모듈을 포함하며, 전력전송모듈은, 공진주파수에 대응하는 기설정된 범위의 주파수로 동작하는 1차 공진기를 포함하며, 장치본체는, 1차 공진기와 공진하여 전력이 전달되는 2차 공진기를 포함하는 전력수신부를 포함하며, 장치본체 또는 전력전송모듈에 마련될 수 있으며, 전력전송모듈로부터 전력수신부로 전송되는 전압이 기설정된 레벨 이상이면, 전력수신부가 전자소자로 전력을 전달하도록 제어하는 제어부를 더 포함한다. 이에 의하여, 별도의 피드백 수단을 구비하지 않고도 무선전력 전송에 의해 안정적인 전력 공급이 가능하며, 회로의 설계가 용이하고 제조 비용이 감소되는 효과가 있다.

Description

전자장치{ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선전력 전송에 의해 전력을 공급받는 전자장치에 관한 것이다.
기술발전에 따라 가정 내에서 사용되는 전자장치가 다양해지고 있으며, 전자장치의 개수 또한 증가하는 추세이다. 가정 내에서 사용중인 전자장치들의 전기코드와 케이블이 어지럽게 서로 얽혀 있으면, 미관상 좋지 않을 뿐 아니라 화재의 위험도 증가할 수 있다.
그에 따라, 텔레비전(TV)을 포함한 전자장치에 코드리스(cordless)를 적용하고자 하는 시도로서, 무선전력 전송 시스템에 의해 전력을 공급받는 전자장치가 있다.
무선전력 전송 시스템은, 상용전원으로부터 공급된 전력을 무선으로 전송하는 송신부와, 송신부로부터 무선으로 전송받은 전력을 디스플레이부와 같은 부하로 전달하는 수신부를 포함한다.
TV와 같은 전자장치에 일반적으로 적용되는 무선전력 전송 시스템에는, 부하에 전력이 적절하게 전달되도록 제어하기 위해, 송신부와 수신부 외에 수신부로부터 송신부로 정보를 피드백하기 위한 구성이 마련될 필요가 있다.
무선전력 전송 시스템은 유선에 의한 피드백 제어가 구조적으로 불가능하기 때문에, 와이파이나 블루투스와 같은 무선통신 모듈을 통한 피드백 제어가 이루어지게 된다.
그런데, 무선통신 모듈은 유선 피드백 제어와 다르게 통신 또는 연산지연을 고려해야 하므로 설계가 까다로우며, 통신 장애가 발생하는 경우 피드백이 적절이 수행되지 못함에 따라 전자장치에 전력 공급이 정상적으로 이루어지지 않을 수가 있다.
또한, 송신부와 수신부 양측에 피드백 제어를 위한 별도의 무선통신 모듈이 추가로 마련되고, 수신부에는 그 무선통신 모듈에 대기전력을 공급하기 위한 별도의 배터리가 더 구비되어야 하므로, 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 별도의 피드백 수단을 구비하지 않고 무선전력 전송에 의해 안정적으로 전력을 공급받는 전자장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 무선전력 전송으로 동일 소비전력을 전달하는 과정에서, 낮은 레벨의 전압이 인가되어 전류 스트레스가 증가하는 것을 방지할 수 있는 전자장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 송신부와 수신부가 주변에 위치되는 것을 감지하여, 무선전력 전송 동작이 수행되도록 하는 전자장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 송신부와 수신부의 자동정렬이 가능하거나, 송신부와 수신부 간에 일부 미정렬이 발생하더라도 무선전력 전송이 가능한 전자장치를 제공하는 것이다.
본 발명 일 실시예에 따른 전자장치는, 전자소자를 포함하는 장치본체와; 장치본체에 장착 또는 탈착될 수 있으며, AC 전원을 입력받아 장치본체에 무선으로 전력을 전송하는 전력전송모듈을 포함하며, 전력전송모듈은, 공진주파수에 대응하는 기설정된 범위의 주파수로 동작하는 1차 공진기를 포함하며, 장치본체는, 1차 공진기와 공진하여 전력이 전달되는 2차 공진기를 포함하는 전력수신부를 포함하며, 장치본체 또는 전력전송모듈에 마련될 수 있으며, 전력전송모듈로부터 전력수신부로 전송되는 전압이 기설정된 레벨 이상이면, 전력수신부가 전자소자로 전력을 전달하도록 제어하는 제어부를 더 포함한다. 1차 공진기 및 2차 공진기는 LLC 공진형 컨버터를 포함할 수 있다. 이에 의하여, 별도의 피드백 수단 없이도, 송신측으로부터 수신측으로 무선전력 전송에 의해 안정적으로 전력 공급이 가능하다.
기설정된 범위의 주파수는 공진주파수의 스펙트럼 확산에 따른 확산주파수 대역에 대응할 수 있다. 이에, 출력전압 즉, 전압이득이 일정하게 유지되며, EMI 개선 효과까지 기대할 수 있다.
전력전송모듈은, 기설정된 범위의 주파수에 의해 동작하여, 1차 공진기로 전력이 인가되도록 하는 인버터부; 및 인버터부로 동작주파수를 설정하는 신호를 출력하는 설정부를 포함할 수 있다. 인버터부는, 설정부의 출력 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여, 스위칭 동작에 의해 1차 공진기가 공진을 수행하도록 하는 복수의 스위칭소자를 포함할 수 있다. 이에, 간단한 회로 구성에 의해 공진기의 동작을 제어하여, 무선전력 전송이 이루어지도록 할 수 있다.
설정부는, 1차 공진부의 공진전류를 검출하여, 기설정된 레벨 이상의 과전류가 검출되면, 인버터부의 동작을 중지하도록 제어할 수 있다. 이에, 예기지 않은 과전류 발생 시 소자를 보호할 수 있다.
전력전송모듈은, 외부로부터 공급된 AC 전원의 역률을 조정하여 DC 전원으로 변환하여 인버터부로 출력하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
전력수신부는, 전력전송모듈의 1차 공진기로부터 수신된 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 DC 전원이 전자소자로 공급되도록 하는 정류부를 포함할 수 있다.
제어부는, 정류부의 출력 전압을 센싱하는 감지부; 및 센싱된 전압이 기설정된 레벨 이상이면 스위칭되어, 전력수신부가 전자소자로 전력을 전달하도록 하는 스위치를 포함할 수 있다. 이에, 저전압 보호수단에 의해 수신부의 소자들을 보호할 수 있다.
1차 공진기와 2차 공진기 각각은, 전력전송모듈과 장치본체의 각 외장케이스 내에 서로 마주보는 위치에 배치되도록 마련될 수 있다. 이에, 1차 및 2차 공진기가 각 외장케이스의 두께로 인해 자연적으로 상호 이격되어, 공진에 의한 무선전력 전송이 가능하게 된다.
전력전송모듈에는, 2차 공진기가 마주보게 배치되는 것을 감지하는 동작감지부가 더 마련되며, 동작감지부는 자기스위치 또는 포토센서의 수광소자를 포함할 수 있다. 이에, 송수신부가 상호 주변에 위치되는 것을 감지하면 무선전력 전송이 수행되도록 함으로써, 불필요한 전력 손실이나 오동작에 의한 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
전력전송모듈과 전력수신부 각각에는, 전력전송모듈이 장치본체에 장착 시, 1차 공진기와 2차 공진기의 상호 위치가 미리 정해진 범위 내에 배치되도록 하는 위치정렬부재가 마련되며, 위치정렬부재는 N극 또는 S극을 갖는 자석일 수 있다. 이에, 송수신부 간의 전력전달이 용이하도록 하며, 사용자의 편의를 개선한다.
1차 공진기와 2차 공진기 각각은, 코어 및 권선을 포함하고, 어느 하나의 코어가 다른 하나의 코어보다 크게 마련될 수 있다. 이에, 송수신부 간에 일부 미정렬이 발생하더라도 무선전력 전송이 가능한 효과가 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 전자장치에 따르면, 공진주파수에 대응하는 기설정된 주파수로 공진 동작이 수행되도록 함으로써, 별도의 피드백 수단을 구비하지 않고도 무선전력 전송에 의해 안정적인 전력 공급이 가능하며, 회로의 설계가 용이하고 제조 비용이 감소되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, 전력수신부로 전송되는 전압이 기설정된 레벨 이상이면 전자소자로 전력이 전달되도록 함으로써, 무선전력 전송으로 동일 소비전력을 전달하는 과정에서, 낮은 레벨의 전압이 인가되어 전류 스트레스가 증가하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 전력송신모듈과 전력수신부에 동작감지부를 마련하여, 상호 주변에 위치되는 것을 감지하면 무선전력 전송 동작이 수행되도록 함으로써 불필요한 전력 손실이나 오동작에 의한 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전력송신모듈과 전력수신부에 자동정렬을 위한 위치정렬부재를 마련하여, 송수신부 간의 전력전달이 용이하도록 하며, 사용자의 편의를 개선한다.
또한, 본 발명은, 1차 공진기와 2차 공진기의 크기를 상이하게 설계하여, 일부 미정렬이 발생하더라도 무선전력 전송이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 의한 전자장치를 도시한 예이다.
도 2와 도 3은 본 발명 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4와 도 5는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 마련되는 공진기의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 적용되는 LLC 공진형 컨버터의 일례를 도시한 회로도이다.
도 7은 LLC 컨버터의 전압이득을 도식화한 그래프이다.
도 8 내지 도 10은 도 6의 LLC 공진형 컨버터에서 공진기의 이격 거리에 대응한 전압레벨의 가변을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 도 11의 제어부의 회로도의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명 다른 실시예에 따라 전자장치에 마련된 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 송신부 과전류 검출부의 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 1차 공진기로부터 방사되는 자속을 도시한 도면이다.
도 16과 도 17은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 송수신부에 동작감지부가 마련된 예를 도시한 도면이다.
도 18, 도 19 및 도 20은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 송수신부에 위치정렬부재가 마련된 예를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 1차 및 2차 공진기의 구조에 따른 자속 변화를 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명 일 실시예에 따른 전력전송모듈 및 전력수신부가 디스플레이장치에 적용된 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 의한 전자장치를 도시한 예이다.
본 발명 실시예에 따른 전자장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이(도 2의 400)와 같은 전자소자를 포함하는 장치본체(10)와, 장치본체(10)에 장착 또는 탈착될 수 있으며, AC 전원(alternating current, 교류전원)을 입력받아 장치본체(10)에 무선으로 전력을 전송하는 전력전송모듈(100)을 포함한다.
전력전송모듈(100)은 외형을 구성하는 케이스가 장치본체(10)의 후면에 장착 또는 탈착 가능한 브래킷(bracket)의 형태로 구현될 수 있으며, 가정이나 사무소 등의 벽(wall)에 설치된 AC 전원을 입력 받는다. 전력전송모듈(100)은 그 케이스 내부에 AC 전원을 수신하고, 수신된 AC 전원을 장치본체(10) 측으로 무선전력 전송이 가능한 구성들이 마련된다.
상기와 같은 본 발명 실시예에 따르면, 전력전송모듈(100)은 무선전력 전송을 위한 전력송신부(이하, 송신부 또는 송신단 이라고도 한다)가 된다.
장치본체(10)는, 전력전송모듈(100) 즉, 전력송신부로부터 무선전력 전송에 의해 전력을 공급받는 전력수신부(도 2의 200)(이하, 수신부 또는 수신단 이라고도 한다)를 포함한다. 전력수신부(200)는 장치본체(10)의 외형을 구성하는 프레임 즉, 케이스 내부에 설치된다.
일 실시예에서 전자장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 방송국의 송출장비로부터 수신되는 방송신호, 방송정보, 또는 방송데이터 중 적어도 하나에 기초한 방송 영상을 처리하는 텔레비전(TV)과 같은 디스플레이장치를 포함한다.
디스플레이장치는, 예를 들면 방송국으로부터 송출되는 RF(radio frequency) 신호 즉, 방송신호를 무선으로 수신할 수 있으며, 이를 위해 방송신호를 수신하는 안테나와 방송신호를 채널 별로 튜닝하기 위한 튜너를 더 포함할 수 있다. 디스플레이장치가 수신하는 방송신호는 지상파, 케이블, 위성 등을 통해서 수신 가능하며, 본 발명에서의 신호공급원은 방송국에 한정되지 않는다. 즉, 셋탑박스나, 블루레이(Blu-ray) 또는 DVD 등의 광디스크가 재생 가능한 플레이어(player)와 같이, 데이터의 송수신 또는 중계가 가능한 장치 또는 스테이션이라면 본 발명의 신호공급원에 포함될 수 있다.
전자장치에서 수신되는 신호의 규격은 그 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, HDMI, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, 규격 등에 의하여 유선으로 영상신호를 수신할 수 있다. 또한, 전자장치는 와이파이(Wi-Fi), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi direct), 또는 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신을 통해 무선으로 영상신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서 디스플레이장치로 구현된 전자장치는 스마트 TV 또는 IP TV(Internet Protocol TV)로 동작 가능하다. 스마트 TV는 실시간으로 방송신호를 수신하여 표시할 수 있고, 웹 브라우징 기능을 가지고 있어 실시간 방송신호의 표시와 동시에 인터넷을 통하여 다양한 컨텐츠 검색 및 소비가 가능하고 이를 위하여 편리한 사용자 환경을 제공할 수 있는 텔레비전이다. 또한, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 포함하고 있어 사용자에게 양방향 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 통하여 다양한 컨텐츠, 예를 들어 소정의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 사용자에게 제공할 수 있다. 이러한 어플리케이션은 다양한 종류의 서비스를 제공할 수 있는 응용 프로그램으로서, 예를 들어 SNS, 금융, 뉴스, 날씨, 지도, 음악, 영화, 게임, 전자 책 등의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 포함한다.
그러나, 본 발명에서 전자장치는 TV와 같은 디스플레이장치에 한정되는 것은 아니며, 스마트폰(smart phone), 태블릿(table)과 같은 스마트패드(smart pad), 스마트워치(smart watch)나 머리 장착형 디스플레이(HMD, head mounted display)와 같은 웨어러블 장치(wearable device)를 포함하는 모바일장치, 랩탑(laptop) 또는 데스크탑(desktop)을 포함하는 컴퓨터(PC) 장치(또는 컴퓨터 본체와 연결된 모니터) 등 다양한 장치를 포함한다. 즉, AC 전원을 입력받는 전력전송모듈(100)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있는 장치라면, 본 발명의 전자장치에 포함될 수 있으며, 예를 들어 모바일장치가 전력전송모듈(100)로부터 배터리를 무선충전하는 형태의 구현도 가능할 것이다.
본 발명 실시예에 따른 전자장치에서는, 송신부(100) 측에서 소정 주파수로 진동하는 자기장을 생성해 수신부로 에너지(전력)를 전달하는 자기유도방식(inductive coupling method)에 의해 무선전력 전송이 이루어진다. 이를 위해, 전력전송모듈(100)에는 자기장을 생성하기 위한 1차 공진기(도 2의 110)가 마련되며, 장치본체(10)의 전력수신부(200)에는 전력을 수신하는 2차 공진기(도 2의 210)가 마련된다.
이하, 본 발명 실시예에 따른 전자장치의 구체적인 구성들을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2와 도 3은 본 발명 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명 일 실시예에 따른 전자장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전력전송모듈(100)에 마련된 1차 공진기(이하, Tx 공진기 또는 송신측 공진기 라고도 한다)(110)와 장치본체(10)의 전력수신부(200)에 마련된 2차 공진기(이하, Rx 공진기 또는 수신측 공진기 라고도 한다)(210)를 포함한다. 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)는 1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하는 트랜스포머(transformer)를 구성한다. 본 명세서에서 공진기는 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210) 중 어느 하나, 또는 양자를 포함하는 용어로 사용될 수 있다.
도 4와 도 5는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 마련되는 공진기의 일례를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공진기(110)는 코어(111)와 코어(111)에 감겨진 권선(112) 즉, 코일(coil)을 포함한다. 코어(111)와 권선(112)의 재질 및 형상은 한정되지 않으며, 일례로 권선(112)은 구리도선으로 감은 코일의 형태를 가질 수 있다.
도 4는 1차 공진기(110)의 평면도와 측면도를 예로 들어 도시한 것으로, 2차 공진기(210)는 도 4의 1차 공진기(110)에 대응할 수 있다. 다만, 본 발명에서 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)가 반드시 동일한 형상을 가지는 것은 아니므로, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)는 서로 다른 형상을 가지도록 설계 또는 제작이 가능하다.
1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)의, 도 5에 도시된 바와 같이, 권선(112, 212)이 Z축 방향으로 미리 설계된 거리(d)만큼 이격되어 서로 마주보는 구조를 가지도록 배치된다.
1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)는 그 외부를 둘러싼 각각의 외장케이스(전력전송모듈(100)의 케이스 및 장치본체(10)의 케이스) 내에 서로 마주보는 위치에 배치되도록 마련되며, 각 외장케이스의 두께로 인하여 자연적으로 상호 이격되는 구조를 갖는다.
도 3을 참조하면, 전력전송모듈(100)은 상용전원 즉, AC 전원을 입력받는 입력부(120), 입력된 상용전원을 무선전력 전송이 가능한 고주파 형태의 전력신호로 변환하는 인버터부(130), 1차 공진기(110)가 공진주파수에 대응하는 기설정된 주파수로 동작하도록 동작주파수를 설정하는 설정부(140)를 더 포함한다.
입력부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, AC 전원을 역률(power factor, PF)을 조정하여 DC 전원(direct current, 직류전원)으로 변환하는 역률보상부(power factor corrector, PFC)(121)와 역률보상부(121)로부터 출력되는 전원이 저장 가능한 커패시터(122)를 포함한다. 일 실시예에서 역률보상부(121)는 입력된 AC 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터를 포함할 수 있다.
인버터부(130)는 입력부(120)로부터 출력된 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여, 변환된 AC 전원이 1차 공진기(110)로 인가되도록 한다. 인버터부(130)는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터 회로로 구현되어, 그 스위칭 동작에 응답하여 1차 공진기(110)로 AC 전원이 인가될 수 있다.
일 실시예에서, 인버터부(130)는 기설정된 주파수(동작 주파수)에 의해 오픈 루프(open loop) 제어로 동작하여, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)가 공진을 수행하도록 함으로써 1차 공진기(110)로부터 2차 공진기(210)로 전력이 전달되도록 한다. 여기서, 기설정된 주파수는 후술하는 LLC 공진형 컨버터의 공진주파수에 대응하여 결정되며, 기설정된 범위(range)의 주파수로 또는 고정된 값을 가지는 주파수로 결정될 수 있다.
일 실시예의 전자장치에서, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)로 이루어진 공진기에는 LLC 공진형 컨버터(이하, LLC 컨버터 라고도 한다)가 적용될 수 있다. 다만, 본 발명의 전자장치에 적용되는 공진기는 LLC 공진형 컨버터에 한정되지 않으며, 이로부터 파상 가능한 다양한 형태의 컨버터들, 예를 들면 플라이백 컨버터, 포워드 컨버터 등, 중 어느 하나를 이용하여 구현될 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 적용되는 LLC 공진형 컨버터의 일례를 도시한 회로도이다. 도 6의 회로도는 LLC 공진형 컨버터 형태로 구현된 도 3의 등가회로가 된다.
도 6에 도시된 LLC 컨버터 회로는, 입력부(520)의 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 1차 공진기(110)로 인가되도록 하는 인버터부(530), 인버터부(530)의 동작에 의해 공진하는 1차 공진기(510), 1차 공진기(510)와 공진하여 1차 공진기(510)로부터 AC 형태의 전력을 전달받는 2차 공진기(610), 2차 공진기(620)를 통해 수신된 AC 전원을 정류하여 DC 전원으로 출력하는 정류부(620)를 포함한다.
도 6에 도시된 회로의 입력부(520), 인버터부(530), 1차 공진기(510), 2차 공진기(520) 및 정류부(620)는, 도 3에 도시된 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 무선전력 전송을 위해 마련된 구성인 입력부(120), 인버터부(130), 1차 공진기(110), 2차 공진기(210), 및 정류부(220)에 각각 대응된다. 따라서, 동일한 명칭의 구성들은 동일한 동작을 수행하게 되므로, 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
1차 및 2차 공진기(510, 620)로 구성된 공진기 회로에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 공진 인덕터(LR), 트랜스포머의 자화 인덕터(Lm), 공진 커패시터(CR)를 포함하는 공진형 LLC 컨버터가 적용된다. 공진 인덕터(LR)는 트랜스포머 누설 인덕턴스를 이용할 수 있다.
인버터부(530)는, 도 6과 같이, 2개의 스위칭소자(FET)를 사용한 하프 브리지(Half-bridge) 형태의 인버터 회로로 구현될 수 있다. 다만, 인버터부(530)의 구현 형태는 도 6에 도시된 바에 한정되지 않으므로, 예를 들면 4개 혹은 그 이상의 스위칭소자(FET)를 사용한 풀 브릿지(Full-bridge) 형태의 인버터 회로를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
일반적으로 LLC 컨버터는 동작주파수 변화에 따라 전압이득이 달라지며, 기본 조화 근사법(fundamental harmonic approximation)을 이용하여 아래 수학식 1과 같이 전압이득(GDC)을 구할 수 있다.
수학식 1에서, GDC는 1차 및 2차 공진기(510, 610)로 구성된 트랜스포머 권선비를 고려한 전체 전압이득이며, GAC는 LLC 컨버터 공진기의 공진 전압 이득을 나타낸다. FR은 공진 인덕터 LR과 공진 커패시터 CR의 공진 주파수를 나타내며, FS는 인버터부(530)의 스위칭 주파수를 나타낸다.
도 7은 LLC 컨버터의 전압이득을 도식화한 그래프이다.
일반적으로 LLC 공진형 컨버터는 공진주파수에서 동작할 때 GAC가 1의 값을 가진다.
공진 인덕터(LR)와 공진 커패시터(CR)는 회로가 설계된 이후 변경되지 않는 고정된 값을 갖는다. 따라서, 일반적인 동작 영역 내에서 LLC 컨버터는, 도 7에 도시된 바와 같이, 스위칭 주파수(FS)가 크면 전압이득이 낮아지며, 스위칭 주파수(FS)가 작으면 전압이득이 커지게 된다. 그에 따라, 인버터의 스위칭 주파수(FS)를 가변하여 출력전압을 조절한다.
상기와 같이 동작하는 LLC 공진형 컨버터는 공진주파수 근처의 주파수로 동작하는 경우, 즉, 도 7에서 FS/FR이 1에 가까운 경우, 부하(R0)와 무관하게 출력전압 이득이 크게 변경되지 않는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 공진기(110, 210)에서도, 공진주파수 근처의 기설정된 주파수로 동작하는 경우, 출력전압의 이득이 일정하게 유지되므로, 별도의 피드백 수단 없이 안정적으로 일정한 전력이 1차 공진기(110)로부터 2차 공진기(210)로 무선 전송될 수 있다.
설정부(140)는 1차 공진기(110)가 기설정된 주파수로 동작하도록 하는 신호(설정신호)를 인버터부(130)로 출력한다.
일 실시예에서, 기설정된 주파수는 공진주파수에 대응하는 기설정된 범위의 주파수로 결정된다. 여기서, 기설정된 범위는 공진주파수의 스펙트럼 확산(spread spectrum)에 따른 확산주파수 대역이 될 수 있으며, 예를 들어 설정부(140)는 기설정된 범위의 주파수로서 공진주파수 근처에서 조금씩 흔들어주는 스펙트럼 확산을 적용하여 동작주파수를 결정함으로써, 인버터부(130)의 동작을 제어한다.
이 경우, 주파수 변동은 공진주파수 주변에서 일어나기 때문에 LLC 컨버터의 전체적인 동작에는 큰 영향을 주지 않는 반면, 인버터부(130)를 확산주파수로 동작시킴으로써 EMI(Electro Magnetic Interference) 개선 효과까지 기대할 수 있다. 또한, 설정부(140)는 동작주파수의 크기뿐 아니라, 듀티(duty)까지 동시에 제어(증가 또는 감소) 함으로써, 인버터부(130)의 출력전압의 리플이 감쇄되도록 할 수 있다.
다른 실시예에서, 기설정된 주파수는 공진주파수에 대응하는 고정된 값을 가지는 주파수로 결정된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자장치의 장치본체(10)에 마련된 전력수신부(200)는 2차 공진기(210)로부터 수신된 AC 전원을 정류하여 DC 전원으로 변환하는 정류부(220)를 더 포함한다.
정류부(220)는, 도 3과 같이, 2차 공진기(210)의 전류를 정류하는 정류기(221)와 정류기(221)를 통한 전압을 평활하는 커패시터(222)를 포함할 수 있다. 정류기(221)는 정류기 회로 또는 정류 다이오드 등으로 구현될 수 있다.
정류부(220)에서 정류된 DC 전원은 디스플레이(400)와 같은 부하로 공급된다.
도 3을 참조하면, 전자장치는 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전송되는 전압을 센싱하는 제어부(300)와, 전력수신부(200)로부터 전력을 공급받아 동작을 수행하는 디스플레이(400)와 같은 부하를 포함한다.
일 실시예에서 제어부(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 장치본체(10)에 마련된다. 다만, 본 발명의 전자장치에서, 제어부(300)의 위치는 도 3에 한정되는 것은 아니므로, 제어부(300)는 예를 들면 전력전송모듈(100)에 마련될 수도 있다.
공진주파수에 대응하는 기설정된 주파수에 의해 동작하는 LLC 공진형 컨버터가 적용된 본 발명 실시예의 전자장치에서는, 앞서 설명한 바와 같이 일정한 전력이 안정적으로 1차 공진기(110)로부터 2차 공진기(210)로 전달될 수 있다. 다만, 1차 및 2차 공진기(100, 210) 간의 이격 거리(d) 또는 1차 및 2차 공진기(100, 210)의 정렬상태 등에 따라 무선 전송되는 전압의 레벨이 변동될 수 있는데, 전압 레벨의 변동 시 내부 구성들을 보호하기 위한 수단으로서 제어부(300)가 마련된다.
도 6과 같은 LLC 공진형 컨버터는 공진기(510, 610) 간의 이격 거리에 대응하여 출력전압이 가변된다.
도 8 내지 도 10은 도 6의 LLC 공진형 컨버터에서 공진기의 이격 거리에 대응한 전압레벨의 가변을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 1차 공진기(510)와 2차 공진기(610)는, 상호간의 이격 거리(d)가, 도 5에 도시된 바와 같은, Z축 방향으로 멀어질수록 또는 양 공진기가 완벽하게 정렬되지 못하고, 도 5에 도시된 바와 같은, X축 또는 Y축 중 적어도 하나의 방향으로 미정렬 되었을 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 그 권선들 간의 커플링이 감소하는 경향을 갖는다.
커플링 값, 즉 도 9의 커플링 계수(k)가 감소하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 공진에 참여하는 누설 인덕턴스의 값이 증가한다. 여기서, 공진 커패시터(CR)는, 공진기(510)의 위치와 무관하게 고정된 값을 가지기 때문에 증가된 누설 인덕턴스에 의해 1차 공진기(510)의 공진주파수는 낮아지게 된다.
이때 1차 공진기(510)는 기설정된 범위의 주파수로 동작하기 때문에, 도 10에 도시된 바와 같이, 동작 주파수의 범위 내에서는 누설 인덕턴스의 변화에 대응하여 전압이득 즉, 출력 전압이 감소하게 된다. 이러한 출력 전압의 패턴은 도 3에 도시된 본 발명 실시예에 따른 전자장치에 마련된 공진기(110, 210)에도 적용된다.
1차 및 2차 공진기(110, 210)는 그 외부에 형성된 전력전송모듈(100)과 장치본체(10)의 케이스로 인하여 물리적으로 반드시 일정 거리 이격되며, 전력 전송 시 X축 및 Y축으로 정렬되게 설치된다.
여기서, 1차 및 2차 공진기(110, 210)는 Z축 방향으로의 이격 거리가 최소가 될 때 가장 높은 전압이득을 가지게 되므로, 이론적으로 수신부(200)의 전압이 설계된 전압 이상으로 올라가는 경우는 발생되지 않는다. 그러므로, 과전압 보호를 위한 별도의 수단 없이도 오류없이 동작될 수 있다.
반면, 도 8 내지 도 10에서 설명한 바와 같이, 송신부(100) 및 수신부(200) 간의 이격 거리가 증가, 즉 멀어지는 경우 전압의 레벨이 감소 즉, 낮아지는 방향으로 동작된다. 또한, 1차 및 2차 공진기(110, 210)가 정렬되지 않은 경우에도, 전압의 레벨이 감소하는 경향이 있다.
상기와 같은 경우, 송신부(100)로부터 수신부(200)로 전달되는 전압의 레벨은 감소하지만, 전달되는 전력량은 동일하게 유지된다. 무선 전송되는 전압의 레벨이 감소하게 되면, 송신부(100)로부터 수신부(200)로 동일한 소비전력을 전달하기 위해서 전류가 증가한다. 그에 따라, 소자들의 전류 스트레스가 필요 이상으로 증가하는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명 실시예에 따른 전자장치에서는 이러한 동작을 방지하기 위한 저전압 보호회로로서 제어부(300)가 마련된다.
제어부(300)는 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전송되는 전압이 기설정된 레벨 이상이면, 전력수신부(200)가 동작하여 디스플레이(400) 등의 전자소자로 전력이 공급되도록 제어한다.
도 11은 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 제어부의 구성을 도시한 도면이고, 도 12는 도 11의 제어부의 회로도의 예를 도시한 도면이다.
일 실시예에서 제어부(300)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 전압을 센싱하는 감지부(310)와 센싱된 전압에 따라 스위칭되는 스위치(320)을 포함한다.
감지부(310)는 정류부(320)의 출력 전압(VRX _buffer)을 센싱하며, 센싱된 전압이 기설정된 레벨 이상이면, 스위치(320)를 온(ON)시켜, 부하 측으로 전압(VRX)이 전달되도록 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 전압 레벨을 센싱하고, 그에 따라 스위칭되는 스위칭 소자를 포함하는 다양한 형태의 회로로 구현될 수 잇다.
구체적으로, 감지부(310)는 저항 및 다이오드로 구성되어 전압센싱이 가능한 회로로서, 저항 Ra와 Rb 는 대기전력을 고려하여 충분히 큰 값으로 설계된다. 센싱된 전압레벨에 응답하여 온(ON) 또는 오프(OFF)되는 스위치(320)는 PMOS나 NMOS와 같은 FET 또는 릴레이(relay) 스위치와 같은 다양한 형태의 스위칭 소자를 포함한다.
도 12의 첫번째 회로를 예로 들면, 감지부(310)에 의해 센싱된 전압(VRX_buffer)이 기설정된 레벨 이상이면, 스위치(320) 즉, FET의 게이트(gate)에도 임계값(threshold) 이상의 전압이 인가됨으로써 스위칭되어 전압(VRX)가 출력된다. 제어부(300)는 상기와 같이 출력된 전압(VRX)이 전자소자 즉, 디스플레이(400)와 같은 부하에 공급되도록 함으로써, 전력수신부(200)를 제어한다.
도 13은 본 발명 다른 실시예에 따라 전자장치에 마련된 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 다른 실시예의 제어부(300)는 저항 Ra, Rb와 비교기(330)와 DC/DC 컨버터(340)를 포함하며, 전압(VRX)가 기설정된 레벨 이상이면, 비교기(330)에 의해 DC/DC 컨버터(340)가 동작함으로써 디스플레이(400) 등의 부하 측으로 전력이 전달되는 구조를 갖는다.
일 실시예에서 도 11 내지 도 13에서 설명한 제어부(300)는 안정적인 동작을 위해 히스테리시스(hysteresis) 제어를 더 수행할 수 있다.
디스플레이(400)의 구현 방식은 한정되지 않으며, 예를 들면 액정(liquid crystal), 플라즈마(plasma), 발광 다이오드(light-emitting diode), 유기발광 다이오드(organic light-emitting diode), 면전도 전자총(surface-conduction electron-emitter), 탄소 나노 튜브(carbon nano-tube), 나노 크리스탈(nano-crystal) 등의 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다. 디스플레이(400)는 그 구현 방식에 따라서 부가적인 구성으로서 구동부(driver)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 전력수신부(200)로부터 전력을 공급받는 부하는 전자소자즉, 디스플레이(400)를 예로 들어 설명하고 있으나, 전력수신부(200)는 디스플레이뿐 아니라 전자장치 내 동작을 수행하는 다양한 구성(예를 들어, 메인보드 등)으로 전원을 공급할 수 있다. 또한, 전력수신부(200)는 장치본체(10) 내부에 마련된 배터리로 전력을 공급하여, 무선전력 전송에 의해 배터리가 충전되도록 할 수도 있을 것이다.
상기한 본 발명 실시예에 따른 전자장치에서, 도 3에 도시된 전력전송모듈(100) 즉, 송신부에서는 회로 고장 등의 이유로 과전류가 흐르는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전력전송모듈(100)는 상기와 같은 과전류 발생 시 인버터부(130)를 보호하기 위한 과전류 검출부가 더 마련된다.
도 14는 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 송신부 과전류 검출부의 구성을 도시한 도면이다.
일 실시예에서 과전류 검출부는, 도 14에 도시된 바와 같이, 설정부(140)에 포함될 수 있으며, 1차 공진기(110)의 공진전류를 검출하여, 검출된 전류레벨에 따라 인버터부(130)의 스위칭소자가 오프되도록 제어함으로써 인버터부(130)의 동작을 중지시킨다.
도 14는 인버터부(130)를 제어하는 설정부(140)에서 공진기(110)에 흐르는 전류 크기를 감지하는 과전류 검출회로를 예로 들어 도시한 것으로, 본 발명에서의 과전류 검출회로는 도 14에 한정되지 않으며, 예를 들어 저항을 이용하는 등 다양한 방식으로 공진전류의 크기를 감지할 수 있다.
한편, 상기와 같이 전력전송모듈(100)이 장치본체(10)의 후면에 장착 또는 탈착되는 본 발명 실시예에 따른 전자장치에서는, 전력전송모듈(100)이 장치본체(10)에 완전하게 장착되어, 전력수신부(200)의 2차 공진기(210)가 1차 공진기(110)의 주변에 위치된 이후, 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 무선전력 전송이 이루어질 필요가 있다.
도 15는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 1차 공진기로부터 방사되는 자속을 도시한 도면이다.
전력수신부(200)의 2차 공진기(210)의 코어(211)가 1차 공진기(110)의 주변에 위치하지 않는 경우, 도 15의 우측에 도시된 바와 같이, 전력전송모듈(100)에서 방사된 자속은 자유공간으로 넓게 방사된다.
이 경우, 전력전달은 이루어지지 않는 상태에서 송신부(100)의 1차 공진기(110)가 계속 동작하게 되면, 1차 공진기(110)의 코일(112)의 인덕턴스가 감소하고 순환 전류의 크기가 증가함에 따라 불필요한 전력 손실이 야기될 수 있다. 또한, 본 발명 실시예에서 1차 및 2차 공진기(110, 210)는 별도의 무선통신수단 없이 자기유도 방식에 의해 동작하기 때문에, 전력을 전달받는 대상이 아니면서 공진수단이 마련된 다른 기기가 송신부(100)의 근처에 위치되면 오동작에 의한 고장이 발생될 우려도 있다.
도 16과 도 17은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 송수신부에 동작감지부가 마련된 예를 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 동작감지부(710, 720)는 송신부(100)와 수신부(200)의 서로 마주보는 위치 즉, 대응되는 좌표에 설치된다.
일 실시예에서 송신측 동작감지부(710)는 자기스위치(magnetic switch)로, 수신측 동작감지부(720)는 자석 또는 자기스위치를 동작시킬 수 있는 자성체로 각각 구현될 수 있다. 송신측 동작감지부(710)는 수신측 동작감지부(720)의 자성이 감지되면, 인버터부(130)가 동작되도록 함으로써, 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전력이 전송되도록 한다. 여기서, 송신측 동작감지부(710)의 감지결과는 설정부(140)로 전달되어, 인버터부(130)가 동작되도록 제어할 수 있다.
다른 실시예에서 송신측 동작감지부(710)는 포토센서(photo sensor)의 수광소자로, 수신측 동작감지부(720)는 포토센서의 발광소자(예를 들면, LED)로 각각 구현될 수 있다. 송신측 동작감지부(710)의 수광소자는 수신측 동작감지부(720)의 특정 파장이 감지되면, 인버터부(130)가 동작되도록 함으로써, 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전력이 전송되도록 한다. 여기서, 송신측 동작감지부(710)의 감지결과는 설정부(140)로 전달되어, 인버터부(130)가 동작되도록 제어할 수 있다.
도 17은 송신측 동작감지부(711, 712, 713, 714)가 복수로 마련된 실시예들을 도시한 것으로, 마주보는 수신측에도 대응되는 위치에 복수의 동작감지부가 마련된다. 도 17과 같이 2개의 동작감지부가 마련된 경우, 2개의 송신측 동작감지부(711, 712, 713, 714) 모두에서 자성 또는 특정 파장이 감지된 경우, 인버터부(130)가 동작되도록 제어함으로써, 동작 오류를 줄일 수 있다.
본 발명에서 동작감지부의 개수, 위치, 형태 등은 도 16 및 도 17에서 설명한 바에 한정되지 않으며, 수신부(200)가 대응되는 위치에서 감지되면 송신부(100)가 동작되도록 스위칭이 가능한 다양한 방식의 센서가 적용될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명 실시예에 따른 전자장치에서, 송수신부 간의 전력전달이 용이하도록 하기 위해서는, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)가 나란히 마주보게 위치되도록 정확하게 정렬되는 것이 바람직하다. 다양한 사유, 예를 들면 제품의 사이즈나 재료비 상승 등의 이유로 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200)가 마주보는 면적의 크기가 작은 경우, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210) 간의 정렬상태가 좋지 못하면 전력전달이 용이하지 못하거나, 디스플레이(400)로 전원이 공급되지 않는 저전압 상태가 계속 유지될 수 있다.
도 18 내지 도 20은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 송수신부에 위치정렬부재가 마련된 예를 도시한 도면이다.
위치정렬부재(810, 820)는 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200) 각각에 마련되며, 전력전송모듈(100)이 장치본체(10)에 장착 시, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)의 상호 위치가 미리 정해진 범위 내에 자동으로 배치되도록 한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 위치정렬부재(810, 820)는 송신부(100)와 수신부(200)의 서로 마주보는 위치 즉, 대응되는 좌표에 설치된다.
일 실시예에서 송신측 위치정렬부재(810)과 수신측 위치정렬부재(820)는 서로 반대되는 극성을 갖는 자석으로 각각 구현될 수 있다. 여기서, 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200) 중 어느 하나는 또는 양자가 상하좌우 방향으로 움직임이 가능한 구조로 마련됨으로써, 상호 대응되는 좌표에 위치된 위치정렬부재(810, 820)의 인력에 의하여 X축 및 Y축 방향으로 정확하게 정렬될 수 있다.
도 19은 송신측 위치정렬부재(811, 812, 813, 814)와 수신측 위치정렬부재(821, 822, 823, 824)의 자석이 배치된 실시예들을 도시한 것이다.
도 19의 가장 우측에 도시된 형태로 자석이 배치된 경우, 인력과 척력이 발생에 의해 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200)를 정렬시키기가 보다 용이할 수 있다. 다만, 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200) 간의 피벗(90도 회전)이 필요한 경우는, 구조물이 회전되더라도 상호 간에 인력이 작용할 수 있도록 도 19의 가장 좌측에 도시된 형태가 보다 유리할 수도 있다.
즉, 본 발명 실시예에 따른 전자장치에는, 송신부(100) 및 수신부(200)의 자동정렬 수단으로서 도 19에 도시된 다양한 정렬 수단 중 설치 환경에 부합하는 어느 하나를 선택하여 구비되도록 할 수 있다.
다만, 본 발명에서 위치정렬부재(810, 820)의 자석 배치는 도 18 및 도 19에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 자석의 개수, 위치, 배열 등도 다양하게 구현될 수 있다.
위치정렬부재의 개수가 증가하면 정렬 효과가 향상될 수 있으므로, 이를 테면, 도 20에 도시된 바와 같이, 송신측 1차 공진기(110)의 외측으로 다수의 위치정렬부재(815)이 배치되는 형태로의 구현도 가능하며, 이 경우 수신측의 2차 공진기(210)와 인력이 상호 작용할 수 있도록 대응되게 위치정렬부재가 배치될 수 있다.
본 발명에서 위치정렬부재는 적어도 일부가 자석과 인력이 작용할 수 있는 자성체 재질 또는 전자석으로 대체될 수 있다. 또한, AC 모터와 같은 전동수단을 마련하여, 전력전송모듈(100)과 전력수신부(200) 중 어느 하나를 자동으로 회전시켜 정렬이 이루어지도록 할 수도 있다.
다른 실시예로서, 도 18 내지 도 20에서 설명한 바와 같은 자동 정렬구조를 마련하지 않고, 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)의 크기를 상이하게 설계하여 미정렬 상태에서도 자속이 원활하게 형성되도록 할 수 있다.
도 21은 본 발명 일 실시예에 따라 전자장치에 마련된 1차 및 2차 공진기의 구조에 따른 자속 변화를 도시한 도면이다.
일반적으로 루프(loop) 형태의 코일에서는 자속이 코일 안쪽으로 형성된다.
도 21에 도시된 바와 같이, X축 또는 Y축 방향으로 미정렬이 발생되면, 코일 안쪽 실효면적이 줄어들어 코일 간의 커플링이 감소한다.
그런데, 도 21의 우측에 도시된 바와 같이, 한쪽 공진기(110)를 더 크게 설계하면, 예를 들어 2차 공진기(210)의 코어(211)가 1차 공진기(110)의 코어(111) 보다 크게 마련된 경우, 크게 설계된 코어(111)에 의해 코일 턴수가 줄어들게 되어 코일 안쪽 면적이 증가하게 된다. 따라서 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210) 간에 일부 미정렬이 발생하더라도 자속이 원활하게 흐를 수 있어, 전력전달이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에서 1차 공진기(110)와 2차 공진기(210)의 크기가 상이하게 설계된 형태는 도 21에 도시된 바에 한정되지 않으며, 공진기 간의 일부 미정렬 시에도 자속이 원활하게 흐를 수 있는 다양한 구조로 설계 가능할 것이다.
도 22는 본 발명 일 실시예에 따른 전력전송모듈 및 전력수신부가 디스플레이장치에 적용된 예를 도시한 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 장치본체(10)에는 2차 공진기(210)와 정류부(220)를 포함하는 전력수신부(200), 제어부(300) 및 디스플레이(400)와 같은 부하가 마련된다.
전력수신부(200)는 그 내부의 2차 공진기(210)와 일정 거리(d) 이격된 1차 공진기(110)와, 입력부(120)와, 인버터부(130)와 설정부(140)를 포함하는 전력전송모듈(100)로부터 무선전력 전송 방식에 의해 전력을 공급받는다.
구체적으로, 전력전송모듈(100)이 장치본체(10)에 장착되면, 송신측 동작감지부(710)는 수신측 동작감지부(720)의 자성 또는 파장 등을 감지하여, 감지결과를 설정부(140)로 출력한다.
설정부(140)는 동작주파수를 제어하여 인버터부(130)를 동작시킨다. 그에 따라 1차 공진기(110)가 공진주파수에 대응하는 기설정된 범위의 주파수로 동작함으로써, 1차 및 2차 공진기(110, 210)가 공진을 수행한다. 여기서, 공진전류가 큰 폭으로 상승하는 오버슈트(overshoot)를 방지하기 위해, 소프트 스타트(soft start) 제어가 수행될 수 있다.
1차 및 2차 공진기(110, 210)의 공진에 따라, 2차 공진기(210)에는 전력이 유도되며, 그에 따라 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전력이 무선으로 전송된다.
제어부(300)는 전력전송모듈(100)로부터 전력수신부(200)로 전송되는 전압을 센싱하며, 센싱된 전압이 기설정된 레벨 이상이면 전자소자 즉, 디스플레이(400), 메인보드 등을 포함한 부하로 동작을 위한 전력이 전달된다. 여기서, 제어부(300)는 전력수신부(200)의 전압이 기설정된 레벨 이상인 경우, 먼저 메인보드에 전력을 인가하고, 그에 따라 디스플레이(400)의 구동부를 동작시키도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 무선전력 전송이 수행되는 과정에서, 전력전송모듈(100)의 설정부(140)는 1차 공진기(100)의 공진전류를 검출하며, 과전류가 검출된 경우 회로 보호를 위해 인버터부(130)가 오프되도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 본 발명의 전자장치는 무선통신의 활성화가 감지되면, 고화질의 HDR 컨텐츠가 SDR 또는 LDR 컨텐츠로 변환하여 외부장치로 제공되도록 함으로써, HDR 컨텐츠를 지원하지 않는 무선 연결된 외부기기에서 영상의 왜곡이 발생하지 않게 된다.
또한, 본 발명의 전자장치는 무선 또는 유선 연결된 외부장치들에 대해 HDR 컨텐츠의 지원 여부를 판별하여, 선택적으로 HDR 컨텐츠를 변환하여 각 외부장치로 전송되도록 함으로써, 장치 사양에 최적화된 화질의 영상을 제공하면서도, 표현 범위의 차이로 인한 영상 왜곡이 발생하지 않을 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 전자장치는 유선 및 무선 연결된 복수의 외부장치에 출력되는 영상 컨텐츠를 동기화 함으로써, 사용자가 복수의 장치를 번갈아 사용하면서 영상을 시청하더라도 끊김 없이 연속적인 감상이 가능하게 된다.
이상, 바람직한 실시예들을 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
10 : 장치본체
100 : 전력전송모듈
110 : 1차 공진기
200 : 전력수신부
210 : 2차 공진기
300 : 제어부
400 : 디스플레이

Claims (15)

  1. 전자장치에 있어서,
    디스플레이를 포함하는 장치본체와;
    상기 장치본체에 장착 또는 탈착될 수 있으며, AC 전원을 입력받아 상기 장치본체에 무선으로 전력을 전송하는 전력전송모듈을 포함하며,
    상기 전력전송모듈은, 공진주파수에 대응하는 기설정된 범위의 주파수로 동작하는 1차 공진기를 포함하고,
    상기 장치본체는, 상기 1차 공진기와 공진하여 전력이 전달되는 2차 공진기를 포함하는 전력수신부를 포함하며,
    상기 장치본체 또는 상기 전력전송모듈에 마련될 수 있으며,
    상기 전력전송모듈로부터 상기 전력수신부로 전송되는 전압이 기설정된 레벨 이상이면, 상기 디스플레이가 영상을 표시하도록 상기 전력수신부가 상기 디스플레이로 전력을 공급하도록 제어하고,
    상기 전력전송모듈로부터 상기 전력수신부로 전송되는 전압이 상기 기설정된 레벨보다 작으면, 상기 전력수신부가 상기 디스플레이로 전력을 공급하지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기설정된 범위의 주파수는 상기 공진주파수의 스펙트럼 확산에 따른 확산주파수 대역에 대응하는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 공진기 및 2차 공진기는 LLC 공진형 컨버터를 포함하는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력전송모듈은,
    상기 기설정된 범위의 주파수에 의해 동작하여, 상기 1차 공진기로 전력이 인가되도록 하는 인버터부; 및
    상기 인버터부로 동작주파수를 설정하는 신호를 출력하는 설정부를 포함하는 전자장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인버터부는,
    상기 설정부의 출력 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여, 상기 스위칭 동작에 의해 상기 1차 공진기가 공진을 수행하도록 하는 복수의 스위칭소자를 포함하는 전자장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 1차 공진기의 공진전류를 검출하여, 기설정된 레벨 이상의 과전류가 검출되면, 상기 인버터부의 동작을 중지하도록 제어하는 전자장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전력전송모듈은,
    외부로부터 공급된 AC 전원의 역률을 조정하여 DC 전원으로 변환하여 상기 인버터부로 출력하는 입력부를 더 포함하는 전자장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력수신부는,
    상기 전력전송모듈의 1차 공진기로부터 수신된 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 상기 DC 전원이 상기 디스플레이로 공급되도록 하는 정류부를 포함하는 전자장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 정류부의 출력 전압을 센싱하는 감지부; 및
    상기 센싱된 전압이 기설정된 레벨 이상이면 스위칭되어, 상기 전력수신부가 상기 디스플레이로 전력을 전달하도록 하는 스위치를 포함하는 전자장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 1차 공진기와 2차 공진기 각각은, 상기 전력전송모듈과 장치본체의 각 외장케이스 내에 서로 마주보는 위치에 배치되도록 마련되는 전자장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력전송모듈에는,
    상기 2차 공진기가 마주보게 배치되는 것을 감지하는 동작감지부가 더 마련되는 전자장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 동작감지부는 자기스위치 또는 포토센서의 수광소자를 포함하는 전자장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전력전송모듈과 전력수신부 각각에는, 상기 전력전송모듈이 상기 상기 장치본체에 장착 시, 상기 1차 공진기와 2차 공진기의 상호 위치가 미리 정해진 범위 내에 배치되도록 하는 위치정렬부재가 마련되는 전자장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 위치정렬부재는 N극 또는 S극을 갖는 자석인 전자장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 1차 공진기와 2차 공진기 각각은, 코어 및 권선을 포함하고, 어느 하나의 코어가 다른 하나의 코어보다 크게 마련되는 전자장치.

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3100396B1 (fr) * 2019-09-03 2022-03-18 Safran Electronics & Defense Circuit de maintien inductif
US11509229B2 (en) * 2020-08-08 2022-11-22 Patrick Carden Resonant core power supply
CN114123528A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 北京小米移动软件有限公司 充电设备及充电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016143773A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 株式会社Ihi コイル装置の取付構造およびコイル装置
JP2017070180A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 無線電力伝送システム
JP2018011232A (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 キヤノン株式会社 受電装置およびその制御方法ならびにプログラム
WO2018022852A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multi-phase llc converters connected in parallel and series

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001218391A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Sony Corp 被充電機器、充電器および非接触充電システム
KR101414611B1 (ko) * 2007-04-19 2014-07-07 엘지전자 주식회사 다중 안테나 시스템에서 신호 송신 방법
EP2393181B1 (de) 2010-06-02 2019-09-04 FRIWO Gerätebau GmbH Schaltung für ein System zur kontaklosen, induktiven Energieübertragung
US9496731B2 (en) * 2012-01-20 2016-11-15 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for transmitting wireless power by using resonant coupling and system for the same
JP5966538B2 (ja) * 2012-04-10 2016-08-10 ソニー株式会社 受電装置、受電装置の制御方法、および、給電システム
KR101428161B1 (ko) * 2012-04-26 2014-08-07 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법
US9444270B2 (en) * 2012-08-02 2016-09-13 Sandisk Technologies Llc Wireless power transfer
KR101807899B1 (ko) 2012-10-19 2017-12-11 삼성전자주식회사 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 전력 송신기의 무선 전력 수신기 허가 방법
JP6110236B2 (ja) 2013-07-02 2017-04-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 受電装置及び非接触給電システム
KR102114402B1 (ko) 2013-08-07 2020-05-25 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 시스템 및 무선 전력 중계 장치
JP6269939B2 (ja) 2014-02-05 2018-01-31 国立大学法人埼玉大学 非接触給電システム、非接触給電方法及び二次電池充電方法
US9608465B2 (en) * 2014-04-18 2017-03-28 Qualcomm Incorporated Devices, systems, and method for power control of dynamic electric vehicle charging systems
US9853507B2 (en) 2014-05-05 2017-12-26 Apple Inc. Self-locating inductive coil
US10666082B2 (en) 2014-06-20 2020-05-26 Lg Electronics Inc. Wireless power transfer method, apparatus and system
KR101750870B1 (ko) 2014-06-20 2017-06-26 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템
KR102296857B1 (ko) 2014-11-21 2021-09-01 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그의 이물질 검출 방법
KR102342855B1 (ko) 2015-03-05 2021-12-22 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 시스템에서 코일 위치 조절 방법 및 그 장치
KR101740792B1 (ko) 2015-04-09 2017-05-29 삼성전기주식회사 공진 주파수 가변을 이용한 전압 이득 조절형 무선 전력 송신 장치 및 방법
US9991744B2 (en) * 2015-07-03 2018-06-05 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power receiving device and apparatus including the same
CN106560980B (zh) * 2015-10-02 2021-04-27 松下知识产权经营株式会社 无线电力传输系统
CN106560975B (zh) 2015-10-02 2021-06-01 松下知识产权经营株式会社 受电装置以及无线电力传输系统
KR20170042944A (ko) 2015-10-12 2017-04-20 현대자동차주식회사 가변 스위칭 주파수를 이용한 무선 충전 방법 및 장치
WO2017167640A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Philips Lighting Holding B.V. An ac/dc pfc converter using a half bridge resonant converter, and corresponding conversion method
KR102560807B1 (ko) * 2016-05-30 2023-07-28 주식회사 위츠 공진 모듈 및 그를 이용한 무선 전력 송신 장치
US10447088B2 (en) 2016-07-14 2019-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for wireless power transfer
US10333352B2 (en) 2016-08-19 2019-06-25 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer control
US10177673B2 (en) * 2017-01-11 2019-01-08 Texas Instruments Incorporated LLC resonant frequency auto detection
KR102429957B1 (ko) * 2017-06-01 2022-08-09 현대자동차주식회사 차량용 obc 제어방법 및 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016143773A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 株式会社Ihi コイル装置の取付構造およびコイル装置
JP2017070180A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 無線電力伝送システム
JP2018011232A (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 キヤノン株式会社 受電装置およびその制御方法ならびにプログラム
WO2018022852A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multi-phase llc converters connected in parallel and series

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