KR102593696B1 - 복수의 코일 공진체를 구비하는 무선전력 전송장치 및 그 방법 - Google Patents

복수의 코일 공진체를 구비하는 무선전력 전송장치 및 그 방법 Download PDF

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KR102593696B1
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이현건
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Abstract

본 발명은 무선전력 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치는 발진부와, 발진부와 연결되어 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부로 무선전력을 전송하는 복수의 송신 공진부와, 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이의 전기 결합계수 및 복수의 송신 공진부 각각과 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링하는 결합계수 모니터링부 및 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어하는 무선전력 제어부를 포함한다.

Description

복수의 코일 공진체를 구비하는 무선전력 전송장치 및 그 방법{WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS AND METHOD INCLUDING MULTI COIL RESONATOR}
본 발명은 무선전력 전송장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 송신 공진체를 이용하여 자기공진 방식으로 무선전력 전송 시에 전력 전송을 안정화시키고 전송 범위를 확장하는 기술적 사상에 관한 것이다.
도 1a 내지 도 1b는 기존의 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a을 참조하면, 기존에 사용되는 자기 공명 방식의 무선전력 전송 시스템은 자기공명 무선전력 전송 방식(110)으로 송신단(111), 송신단(111)과 제1 거리(d1)만큼 이격된 송신 코일(112), 수신단(114), 수신단(114)과 제2 거리(d2)만큼 이격된 수신 코일(113)을 포함하고, 자기 공명에 기반하여 송신 거리(d12)만큼 이격된 송신 코일(112)과 수신 코일(113)간에 무선전력을 송수신할 수 있다. 하지만 기존 방식은 높은 무선전력전송 효율을 유지하기 위해 송신단과 수신단에서 실시간으로 미세한 조정을 해야 하는 번거로움이 있으며 이는 원활한 전력전송을 방해하는 요인으로 작용한다.
구체적으로, 무선전력 전송 시스템은 송신단 코일과 수신단 코일간의 간격이 변하게 되면, 최대 효율을 보이는 시스템의 작동 주파수가 변하게 되고, 이는 회로적으로 송신단 측에서 보이는 송신 코일의 임피던스가 바뀌는 것을 의미하며, 임피던스 불균형으로 인하여 무선전력전송 효율이 감소하게 된다.
보다 구체적으로, 자기공명 무선전력 전송 방식(110)은 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 변화시킴으로써, 임피던스의 불균형에 따른 무선전력 전송 효율의 감소를 개선할 수 있다. 하지만 이러한 미세 조정의 필요는 전력 전송 효율의 지속적인 모니터링을 필요로 하고 이것이 실패할 경우, 원활한 전력전송이 저해된다.
이러한 임피던스 불균형의 문제를 보다 효율적으로 해결하기 위해, 기존의 무선전력 전송 시스템은 비선형 PT-대칭 무선전력 전송 방식(120)으로 동작할 수 있다.
비선형 PT-대칭 무선전력 전송 방식(120)은 발진기(122)를 구비한 송신 코일(121), 수신단(124) 및 수신단(124)과 제2 거리(d2)만큼 이격된 수신 코일(123)을 포함하고, PT-대칭에 기반하여 송신 거리(d12)만큼 이격된 송신 코일(121)과 수신 코일(123)간에 무선전력을 송수신할 수 있다.
비선형 PT-대칭 무선전력 전송 방식(120)은 수직 방향(즉, 송신 거리(d12)의 방향)으로 움직이는 수신 코일(123)에 대해 송신단 회로에서 실시간으로 조정을 할 필요 없이 일정한 효율을 얻을 수 있다. 즉, 비선형 PT-대칭 무선전력 전송 방식(120)에서는 송신 코일(121)에 구비된 발진기(122)를 이용하여 자체적으로 임피던스 불균형을 조절할 수 있다.
그러나 비선형 PT-대칭 무선전력 전송 방식(120)은 송신 코일(121)이 하나밖에 존재하지 않아 수신 코일(123)이 수평 방향(즉, 송신 거리(d12)와 직교하는 방향)으로의 전력 전송 범위를 벗어나면 전송 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 일반적으로 무선전력 전송 시스템에서는 송신 코일과 수신 코일이 수평 방향으로 움직이는 상황이 빈번하게 발생될 수 있고, 이로 인해 무선전력 전송 시스템에서 같은 크기의 송신 코일을 이용하면 무선전력 전송이 가능한 수평 방향의 범위가 한정적 이라는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해 무선전력 전송 시스템에서 송신 코일의 크기를 증가시키면 전력전송 범위를 수평방향으로 확장시킬 수 있지만, 결합계수()가 약해진다는 문제가 있다.
이에, 현재 무선전력 전송 시스템에서는 무선전력 전송이 가능한 범위를 수평적으로 확장시키기 위해, MISO(multiple input single output) 방식의 무선전력 전송 기술이 적용되고 있다.
그러나, MISO 방식은 여러개의 동일한 크기의 송신 코일을 수평적으로 배치시키고, 각 송신 코일에 인가되는 입력 전류과 위상을 일일히 조절해주는 방식으로, 송신 코일간의 상호작용으로 인해 발생하는 임피던스 변화로 원하는 입력 전류와 위상을 인가하기 어렵다는 문제가 있다.
미국등록특허 제9,375,580호, "LEADLESS PACEMAKER SYSTEM" 미국등록특허 제9,358,387호, "LEADLESS PACEMAKER"
본 발명은 복수의 송신 공진체를 이용하여 무선전력 전송이 가능한 범위를 수평 방향으로 확장시킬 수 있는 무선전력 전송장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 PT-대칭에 따른 가변 축전기의 제어를 통해 트래킹 과정없이 자동으로 임피던스 불균형의 문제를 해결할 수 있으며, 무선전력의 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선전력 전송장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 복수의 송신 공진체가 별도의 증폭기 없이 하나의 발진기만을 공유하는 구조로 구현되어, 시스템을 단순화하고 시스템 구현에 따른 비용을 절감할 수 있는 무선전력 전송장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 전송장치는 발진부와, 발진부와 연결되어 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부로 무선전력을 전송하는 복수의 송신 공진부와, 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이의 전기 결합계수 및 복수의 송신 공진부 각각과 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링하는 결합계수 모니터링부 및 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어하는 무선전력 제어부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이에 연결된 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 대응하여 디지털 신호, 아날로그 전압 및 다이얼 회전 신호 중 적어도 하나의 커패시턴스 제어신호를 생성하고, 생성된 커패시턴스 제어신호를 가변 축전기에 제공할 수 있다.
일측에 따르면, 결합계수 모니터링부는 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 수집하고, 수집된 제1 정보에 기초하여 전기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
일측에 따르면, 결합계수 모니터링부는 수집된 제1 정보에 기초하여 하기 수학식1과 같이 산출되는 전기 결합계수(μi)를 모니터링할 수 있으며, 여기서 Ci는 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, Ct는 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, f0는 작동 주파수, C ci 는 발진부와 i-번째 송신 공진부 사이 연결된 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값을 나타낸다.
[수학식1]
일측에 따르면, 결합계수 모니터링부는 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 복수의 송신 공진부 각각과 수신 공진부 사이의 상호 인덕턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 수집하고, 수집된 제2 정보에 기초하여 자기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
일측에 따르면, 결합계수 모니터링부는 수집된 제2 정보에 기초하여 하기 수학식2와 같이 산출되는 자기 결합계수( i)를 모니터링할 수 있으며, 여기서 Li는 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, Lr는 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, f0는 작동 주파수, Mir은 상호 인덕턴스 값을 나타낸다.
[수학식2]
일측에 따르면, 무선전력 제어부는 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 전기 결합계수(μi)와 자기 결합계수( i)가 하기 수학식3의 조건을 만족하도록 복수의 가변 축전기 각각의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
[수학식3]
일측에 따르면, 무선전력 전송장치는 자기 결합계수의 부호를 전환하기 위해 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 급전 방향을 제어하는 부호 전환부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여, 복수의 송신 공진부 중 어느 하나의 송신 공진부와 발진부 사이의 전기 결합계수의 값이 어느 하나의 송신 공진부와 수신 공진부 사이의 자기 결합계수의 값과 다른 부호를 갖는 것으로 판단되면, 어느 하나의 송신 공진부에 구비된 코일의 급전 방향을 반전시키기 위한 부호 제어신호를 생성하고, 생성된 부호 제어신호를 부호 전환부로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이의 전기 결합계수 및 복수의 송신 공진부 각각과 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링하는 단계 및 무선전력 제어부에서 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 복수의 송신 공진부를 통해 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 복수의 송신 공진체를 이용하여 무선전력 전송이 가능한 범위를 수평 방향으로 확장시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 PT-대칭에 따른 가변 축전기의 제어를 통해 트래킹 과정없이 자동으로 임피던스 불균형의 문제를 해결할 수 있으며, 무선전력의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 복수의 송신 공진체가 별도의 증폭기 없이 하나의 발진기만을 공유하는 구조로 구현되어, 시스템을 단순화하고 시스템 구현에 따른 비용을 절감할 수 있다.
도 1a 내지 도 1b는 기존의 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 무선전력 전송장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4l는 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 전기적 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 무선전력 전송방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들면 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들면 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 일실시예에 따른 무선전력 전송장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치(200)는 복수의 송신 공진체를 이용하여 무선전력 전송이 가능한 범위를 수평 방향으로 확장시킬 수 있다.
또한, 무선전력 전송장치(200)는 PT-대칭에 따른 가변 축전기의 제어를 통해 트래킹 과정없이 자동으로 임피던스 불균형의 문제를 해결할 수 있으며, 무선전력의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 무선전력 전송장치(200)는 복수의 송신 공진체가 별도의 증폭기 없이 하나의 발진기만을 공유하는 구조로 구현되어, 시스템을 단순화하고 시스템 구현에 따른 비용을 절감할 수 있다.
이를 위해, 무선전력 전송장치(200)는 발진부(210), 복수의 송신 공진부(221 내지 223), 결합계수 모니터링부(230) 및 무선전력 제어부(240)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선전력 전송장치(200)는 MISO(multiple input single output) 방식에 기반하는 장치일 수 있다.
예를 들면, 무선전력 전송장치(200)의 발진부(210)는 발진기이고, 복수의 송신 공진부(221 내지 223)는 송신 공진체(즉, 송신 안테나)일 수 있다. 또한, 결합계수 모니터링부(230) 및 무선전력 제어부(240)는 마이크로 프로세서를 통해 구현될 수 있다.
구체적으로, 무선전력 전송장치(200)는 기존 수직방향으로의 일정한 효율을 갖던 PT-대칭 기반의 무선전력 전송방식에서 송신 코일(즉, 송신 공진부에 구비된 코일)의 수를 수평방향으로 확장시켜 수평방향의 넓은 영역으로도 일정한 전송효율을 갖도록 할 수 있다. 또한, 무선전력 전송장치(200)는 수신 코일(수신 공진부에 구비된 코일)과 같은 크기의 코일을 송신 코일에 사용함으로써 수직 방향의 결합계수를 높일 수 있다.
이하에서는 송신 공진부의 개수를 3개로 예시하나, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치(200)는 이에 한정되지 않고 둘 이상의 송신 공진부를 구비할 수 있다.
일실시예에 따른 복수의 송신 공진부(221 내지 223)는 발진부(210)와 연결되어 무선전력 수신장치(250)에 구비된 수신 공진부(251)로 무선전력을 전송할 수 있다. 예를 들면, 복수의 송신 공진부(221 내지 223)는 하나의 발진부(210)를 공유할 수 있으며, 무선전력 수신장치(250)는 수신 공진부(251)와 연결되는 정류부(252)를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 결합계수 모니터링부(230)는 복수의 송신 공진부(221 내지 223) 각각과 발진부(210) 사이의 전기 결합계수 및 복수의 송신 공진부(221 내지 223) 각각과 수신 공진부(251) 사이의 자기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
일실시예에 따른 무선전력 제어부(240)는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 수신 공진부(251)로 전송되는 무선전력을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부(240)는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 복수의 송신 공진부(221 내지 223) 각각과 발진부(210) 사이에 연결된 복수의 가변 축전기(CC1 내지 CC3)의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
예를 들면, 무선전력 전송장치(200)는 발진부(210)와 제1 송신 공진부(221) 사이에 구비되는 제1 가변 축전기(CC1), 발진부(210)와 제2 송신 공진부(222) 사이에 구비되는 제2 가변 축전기(CC2) 및 발진부(210)와 제3 송신 공진부(223) 사이에 구비되는 제3 가변 축전기(CC3)를 구비할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부(240)는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과와 PT-대칭에 기초하는 제1 가변 축전기(CC1), 제2 가변 축전기(CC2) 및 제3 가변 축전기(CC3) 각각의 커패시턴스 값의 제어 동작을 통해 무선전력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 무선전력 제어부(240)는 별도의 위상 변위기와 증폭기가 아닌 복수의 송신 공진부(221 내지 223) 각각에 구비된 송신 코일과 발진부(210)사이의 가변 축전기(CC1 내지 CC3)를 이용해 전기 결합계수를 제어하여 시스템을 간소화하는 방법을 통해, 각 송신 코일로부터 발진부(210)로의 전기 결합계수와 수신 공진부(251)에 구비된 수신 코일로의 자기 결합계수가 서로 일치하도록 설정함으로써, 보다 높은 무선전력의 전송효율을 구현할 수 있다.
다시 말해, 무선전력 제어부(240)는 별도의 위상 변위기와 증폭기 없이 간단한 결합계수 조절만으로 높은 전력 전송 효율을 위한 다중 송신 코일 내 전류의 크기와 위상을 맞춰줄 수 있다.
한편, 기존 MISO 방식의 무선전력 전송 시스템에서는 수신 코일(수신 공진부(251)에 구비된 코일)의 특정 위치에 따라서 위상 변위기와 증폭기의 변수를 조절해야만 하는데, 이 때 조절 변수는 송신 공진부(221 내지 223)의 갯수가 n일 때 위상 변위기와 증폭기 세기가 각각 Rn 차원을 가지므로 총 R2n 차원을 갖는다.
그러나, 위상 변위기와 증폭기를 가변 축전기로 대체한 일실시예에 따른 무선전력 전송장치(200)의 조절 변수는 결합용 가변 축전기 Rn 차원과 발진부 내 가변 축전기의 R1 차원 그리고 송신 공진부의 뒤집음 동작 차원을 포함하여 총 Rn +1차원을 가지므로 최적화 문제의 차원이 감소될 수 있다.
이러한 장점은 무선전력 전송장치(200) 내 송신 공진부(221 내지 223)의 개수가 증가할수록 더욱 부각될 수 있다. 또한, 위상 변위기와 증폭기에 비해 가변 축전기(CC1 내지 CC3)는 전기적으로 간단하고, 비용이 작기 때문에 경제적이며, 전력 소모도 적기 때문에 실질적인 무선전력의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 제어부(240)는 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 대응하여 디지털 신호, 아날로그 전압 및 다이얼 회전 신호 중 적어도 하나의 커패시턴스 제어신호를 생성하고, 생성된 커패시턴스 제어신호를 가변 축전기(CC1 내지 CC3)에 제공할 수 있다.
다시 말해, 가변 축전기(CC1 내지 CC3)는 디지털 신호로 커패시턴스 값을 조절하는 가변 축전기, 아날로그 전압 크기로 커패시턴스 값을 조절하는 버랙터 다이오드 및 다이얼 회전으로 커패시턴스 값을 조절하는 물리적 가변 축전기 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 무선전력 전송장치(200)는 결합계수 모니터링부(230) 및 무선전력 제어부(240) 중 적어도 하나와 복수의 송신 공진부(221 내지 223) 사이에 구비되어 송신 공진부(221 내지 223)에 인가된 전압, 위상 및 주파수를 측정하는 완충 증폭기(buffer amplifier)(BA1 내지 BA3)와, 결합계수 모니터링부(230) 및 무선전력 제어부(240) 중 적어도 하나에 완충 증폭기(BA1 내지 BA3) 각각으로부터 측정된 전압, 위상 및 주파수를 디지털 신호로 변환하여 제공하는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 무선전력 전송장치(200)는 이후 실시예 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 3은 도 2를 통해 설명한 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 실시예에 관한 것으로, 이하에서 도 3을 통해 설명하는 내용 중 도 2를 통해 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치는 발진부(310)와, 발진부(310)를 공유하는 복수의 송신 공진부(320 내지 340)를 포함하고, 복수의 송신 공진부(320 내지 340)를 제어하여 수신 공진부(350)를 통해 무선전력 수신장치로 무선전력을 제공할 수 있다.
구체적으로, 무선전력 전송장치는 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각과 발진부(310) 사이의 전기 결합계수(μi)(여기서, i는 송신 공진부의 번호)와, 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각과 수신 공진부(350) 사이의 자기 결합계수( i)를 모니터링하고, 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 가변 축전기(CC1 내지 CC3)의 커패시턴스 값을 조절함으로써, 수신 공진부(350)로 전송되는 무선전력을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 무선전력 전송장치의 결합계수 모니터링부는 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각에 구비된 축전기(C1 내지 C3)의 커패시턴스 값, 발진부(310)에 구비된 축전기(Ct)의 커패시턴스 값, 복수의 가변 축전기(CC1 내지 CC3)의 커패시턴스 값 및 작동 주파수(즉, 공진 주파수)(f0) 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 수집하고, 수집된 제1 정보에 기초하여 전기 결합계수(μi)를 모니터링할 수 있다.
바람직하게는, 결합계수 모니터링부는 수집된 제1 정보에 기초하여 하기 수학식1과 같이 산출되는 전기 결합계수(μi)를 모니터링할 수 있다.
[수학식1]
여기서, Ci는 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각에 구비된 축전기(C1 내지 C3)의 커패시턴스 값, Ct는 발진부(310)에 구비된 축전기(Ct)의 커패시턴스 값, f0는 작동 주파수, Cci는 복수의 가변 축전기(CC1 내지 CC3)의 커패시턴스 값을 나타낸다.
일측에 따르면, 결합계수 모니터링부는 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각에 구비된 코일(즉, 송신 코일)(L1 내지 L3)의 인덕턴스 값, 수신 공진부(350)에 구비된 코일(즉, 수신 코일)(Lr)의 인덕턴스 값, 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각과 수신 공진부(350) 사이의 상호 인덕턴스 값(Mir) 및 작동 주파수(f0) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 수집하고, 수집된 제2 정보에 기초하여 자기 결합계수( i)를 모니터링할 수 있다.
바람직하게는, 결합계수 모니터링부는 수집된 제2 정보에 기초하여 하기 수학식2와 같이 산출되는 자기 결합계수( i)를 모니터링할 수 있다.
[수학식2]
여기서, Li는 복수의 수신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, Lr는 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, f0는 작동 주파수, Mir은 상호 인덕턴스 값을 나타낸다.
한편, 무선전력 전송장치의 무선전력 제어부는 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 전기 결합계수(μi)와 자기 결합계수( i)가 하기 수학식3의 조건을 만족하도록 복수의 가변 축전기(Cc1 내지 Cc3) 각각의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
[수학식3]
다시 말해, 무선전력 제어부는 μ1 = 1의 조건을 만족하도록 제1 가변 축전기(Cc1)의 커패시턴스 값을 제어하고, μ2 = 2의 조건을 만족하도록 제2 가변 축전기(Cc2)의 커패시턴스 값을 제어하며, μ3 = 3의 조건을 만족하도록 제3 가변 축전기(Cc3)의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
즉, 무선전력 제어부는 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과와, 이를 이용한 수학식3 기반의 PT-대칭의 구현을 통해 수신 공진부(350)로 전송되는 무선전력을 제어할 수 있다.
여기서, PT-대칭이란 두 물체로 이루어진 시스템이 짝변환(P 변환)과 시간적 역변환(T 변환)을 거칠 때 대칭을 이루는 것을 뜻하며, PT-대칭을 이루는 시스템 내 두 물체 사이의 결합 계수가 특정 값 이상이 되면 두 물체에 저장되는 평균 에너지가 같게 되는 대칭 성질이 있다.
도 3에 따르면, 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 무선전력 전송장치(300)와 무선전력 수신장치(350)가 서로 PT-대칭을 이루는 것을 확인할 수 있다.
여기서, P-대칭은 전기 결합계수(μi)와 자기 결합계수( i)의 값이 일치하는 것을 의미하고, T-대칭은 발진부(310)에서 공급하는 전력과 무선전력 수신장치(350)에서 소모하는 전력이 일치하는 것을 의미하며, 이처럼 PT-대칭이 만족되면, 무선전력 수신장치(350)의 전압 진폭이 발진부(310)의 진폭과 같게 되어 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치(300)는 복수의 가변 축전기(Cc1 내지 Cc3) 각각의 커패시턴스 값을 제어하여 모든 송신 공진부(320 내지 340)에 대하여 수학식3의 조건에 따른 PT-대칭을 만족시켜 높은 효율로 무선전력을 전송할 수 있으며, 이에 따른 무선전력 전송장치(300)의 동작 방정식은 하기 수학식4와 같이 표현될 수 있다.
[수학식4]
여기서, ai는 i-번째 공진기 내의 전자기장 세기, 0는 송신/수신 공진부의 자체 공진주파수 (rad), t는 발진부의 자체 공진주파수, g는 발진부로부터의 에너지 입력, γl은 수신 공진부에서의 에너지 손실, 12는 제1 송신 공진부(320)와 제2 송신 공진부(330) 사이의 자기 결합계수, 23는 제2 송신 공진부(330)와 제3 송신 공진부(340) 사이의 자기 결합계수, 31는 제3 송신 공진부(340)와 제1 송신 공진부(320) 사이의 자기 결합계수를 나타낸다.
한편, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치(300)는 자기 결합계수( i)의 부호를 전환하기 위해 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 각각에 구비된 코일(L1 내지 L3)의 급전 방향을 제어하는 부호 전환부를 더 포함할 수 있다.
또한, 무선전력 제어부는 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여, 복수의 송신 공진부(320 내지 340) 중 어느 하나의 송신 공진부와 발진부(310) 사이의 전기 결합계수의 값이 어느 하나의 송신 공진부와 수신 공진부(350) 사이의 자기 결합계수의 값과 다른 부호를 갖는 것으로 판단되면, 어느 하나의 송신 공진부에 구비된 코일의 급전 방향을 반전시키기 위한 부호 제어신호를 생성하고, 생성된 부호 제어신호를 부호 전환부로 전달할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 무선전력 전송장치는 보다 높은 무선전력의 전송효율을 달성하기 위해 상술한 수학식3의 조건을 만족시켜야 하는데, 이를 위해 전기 결합계수(μi)의 값과 자기 결합계수( i)의 값이 다른 부호(즉, 양(+) 또는 음(-)의 부호)를 갖는 경우에 송신 코일(L1 내지 L3)의 급전의 방향을 제어하여 상호 인덕턴스 값(Mir)의 부호를 변경(반전)함으로써, 결과적으로 자기 결합계수( i)의 부호를 변경(반전)시킬 수 있다.
다시 말해, 무선전력 제어부는 제1 전기 결합계수의 값(μ1)과 제1 자기 결합계수의 값( 1)이 서로 다른 부호를 갖는 경우에 부호 전환부를 제어하여 제1 송신 공진부(320)에 구비된 코일(L1)의 급전 방향을 반전시킬 수 있고, 제2 전기 결합계수의 값(μ2)과 제2 자기 결합계수의 값( 2)이 서로 다른 부호를 갖는 경우에 부호 전환부를 제어하여 제2 송신 공진부(330)에 구비된 코일(L2)의 급전 방향을 반전시킬 수 있으며, 제3 전기 결합계수의 값(μ3)과 제3 자기 결합계수의 값( 3)이 서로 다른 부호를 갖는 경우에 부호 전환부를 제어하여 제3 송신 공진부(340)에 구비된 코일(L3)의 급전 방향을 반전시킬 수 있다.
예를 들면, 부호 전환부는 코일(L1 내지 L3)의 두 단자와 메인 회로의 두 단자 사이의 연결을 변경하는 스위칭 소자 및 멀티플렉서 중 적어도 하나일 수 있다.
도 4a 내지 도 4l는 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 전기적 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4l를 참조하면, 참조부호 410은 일반적인 SISO 방식의 무선전력 전송 시스템의 구현예를 도시하고, 참조부호 420은 기존 PT-대칭 기반의 SISO 방식의 무선전력 전송 시스템의 구현예를 도시하며, 참조부호 430은 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구현예를 도시한다. 여기서, 참조부호 411, 421 및 431은 각 시스템의 무선전력 전송장치를 도시하고, 참조부호 412, 422 및 432는 각 시스템의 무선전력 수신장치를 도시한다.
또한, 참조부호 441 내지 443는 참조부호 410의 시스템에 대한 실험 결과를 도시하고, 참조부호 451 내지 453은 참조부호 420의 시스템에 대한 실험 결과를 도시하며, 참조부호 461 내지 463은 참조부호 430의 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템에 대한 실험 결과를 도시한다.
구체적으로, 참조부호 441, 451 및 461은 각 시스템의 송신 코일과 수신 코일 사이의 거리(Displacement) 변화에 따른 결합 계수(Coupling coefficient)의 변화 특성을 도시하고, 참조부호 442, 452 및 462는 각 시스템의 거리(Displacement) 변화에 따른 작동 주파수(Operating frequency)의 변화 특성을 도시하며, 각 무선전력 전송 시스템은 무선전력 수신장치의 위치에 따라 작동 주파수가 참조부호 442, 452 및 462의 데이터와 같이 자동적으로 변화할 수 있다.
또한, 참조부호 443, 453 및 463은 각 시스템의 거리(Displacement) 변화에 따른 무선전력의 전압비(즉, 수신전압/송신전압비)(VRX/VTX, Vl/VS)를 도시한다.
참조부호 410 내지 463에 따르면, 단일의 송신 공진부(즉, 송신 안테나)를 사용하는 참조부호 410 및 420의 시스템은 고효율로 전력을 전송할 수 있는 전력 전송 범위가 송신 공진부로부터 수직 방향으로만 제한이 되는 것을 확인할 수 있다.
반면, 참조부호 430의 일실시예에 따른 무선전력 전송장치는 복수의 송신 공진부를 수평 방향으로 함으로써, 고효율의 전송 공간의 범위를 수평방향으로 확대할 수 있다.
보다 구체적으로, 참조부호 410의 시스템은 무선전력 수신장치(412)가 수평 방향으로 이동함에 따라 코일간 결합계수가 참조부호 441과 같이 변화하고, 작동 주파수의 자동 변화기능이 없기 때문에 참조부호 442와 같이 작동 주파수가 변화없이 일정하게 유지되며, 이로 인해 전력 전송 효율이 참조부호 443과 같이 무선전력 수신장치(412)의 위치변화에 따라 민감하게 변화하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 참조부호 420의 시스템은 무선전력 수신장치(422)가 수평 방향으로 이동함에 따라 코일 간 결합계수가 참조부호 451과 같이 변화하고, 참조부호 452와 같이 작동 주파수가 무선전력 수신장치(422)의 위치에 따라 변화하면, 이러한 변화를 통해 참조부호 453과 같이 보다 넓은 범위에서 높은 전력 전송 효율을 구현하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 참조부호 430의 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 무선전력 수신장치(432)가 수평방향으로 이동함에 따라 코일간 결합계수가 참조부호 461과 같이 변화하고, 작동 주파수가 참조부호 462와 같이 변화하며, 이러한 변화를 통해 참조부호 463과 같이 보다 넓은 범위에서 참조부호 410 및 420의 시스템 대비 보다 높은 전력 전송 효율을 구현하는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 무선전력 전송방법을 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 5는 도 2 내지 도 4l를 통해 설명한 일실시예에 따른 무선전력 전송장치의 동작방법을 설명하는 도면으로, 이하에서 도 5를 통해 설명하는 내용 중 도 2 내지 도 4l를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이의 전기 결합계수 및 복수의 송신 공진부 각각과 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
일측에 따르면, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 수집하고, 수집된 제1 정보에 기초하여 전기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
바람직하게는, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 수집된 제1 정보에 기초하여 상술한 수학식1과 같이 산출되는 전기 결합계수(μi)를 모니터링할 수 있다.
일측에 따르면, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 복수의 송신 공진부 각각과 수신 공진부 사이의 상호 인덕턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 수집하고, 수집된 제2 정보에 기초하여 자기 결합계수를 모니터링할 수 있다.
바람직하게는, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 결합계수 모니터링부에서 수집된 제2 정보에 기초하여 상술한 수학식2와 같이 산출되는 자기 결합계수( i)를 모니터링할 수 있다.
다음으로, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 무선전력 제어부에서 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 복수의 송신 공진부를 통해 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 무선전력 제어부에서 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이에 연결된 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
예를 들면, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 무선전력 제어부에서 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 대응하여 디지털 신호, 아날로그 전압 및 다이얼 회전 신호 중 적어도 하나의 커패시턴스 제어신호를 생성하고, 생성된 커패시턴스 제어신호를 가변 축전기에 제공할 수 있다.
바람직하게는, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 무선전력 제어부에서 전기 결합계수(μi) 및 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 전기 결합계수(μi)와 자기 결합계수( i)가 상술한 수학식3의 조건을 만족하도록 복수의 가변 축전기 각각의 커패시턴스 값을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송방법은 무선전력 제어부에서 전기 결합계수 및 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여, 복수의 송신 공진부 중 어느 하나의 송신 공진부와 발진부 사이의 전기 결합계수의 값이 어느 하나의 송신 공진부와 수신 공진부 사이의 자기 결합계수의 값과 다른 부호를 갖는 것으로 판단되면, 어느 하나의 송신 공진부에 구비된 코일의 급전 방향을 반전시키기 위한 부호 제어신호를 생성하고, 생성된 부호 제어신호를 부호 전환부로 전달할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 복수의 송신 공진체를 이용하여 무선전력 전송이 가능한 범위를 수평 방향으로 확장시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, PT-대칭에 따른 가변 축전기의 제어를 통해 트래킹 과정없이 자동으로 임피던스 불균형의 문제를 해결할 수 있으며, 무선전력의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, 복수의 송신 공진체가 별도의 위상변위기와 증폭기 없이 하나의 발진기만을 공유하는 구조로 구현되어, 시스템을 단순화하고 시스템 구현에 따른 비용을 절감할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들면, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 장치, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 무선전력 전송장치 210: 발진부
221: 제1 송신 공진부 222: 제2 송신 공진부
223: 제3 송신 공진부 230: 결합계수 모니터링부
240: 무선전력 제어부 250: 무선전력 수신장치
251: 수신 공진부 252: 정류부
CC1: 제1 가변 축전기 CC2: 제2 가변 축전기
CC3: 제3 가변 축전기 BA1: 제1 완충 증폭기
BA2: 제2 완충 증폭기 BA3: 제3 완충 증폭기

Claims (11)

  1. 발진부;
    상기 발진부와 연결되어 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부로 무선전력을 전송하는 복수의 송신 공진부;
    상기 복수의 송신 공진부 각각과 상기 발진부 사이의 전기 결합계수 및 상기 복수의 송신 공진부 각각과 상기 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링하는 결합계수 모니터링부 및
    상기 전기 결합계수 및 상기 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 상기 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어하는 무선전력 제어부
    를 포함하고,
    상기 결합계수 모니터링부는,
    상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 상기 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 상기 복수의 송신 공진부 각각과 상기 발진부 사이에 연결된 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 수집하고, 상기 수집된 제1 정보에 기초하여 하기 수학식1과 같이 산출되는 상기 전기 결합계수(μi)를 모니터링하는,
    [수학식1]

    여기서, Ci는 상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, Ct는 상기 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, f0는 상기 작동 주파수, Cci는 발진부와 i-번째 송신공진부 사이를 연결하는 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값인
    무선전력 전송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선전력 제어부는,
    상기 전기 결합계수 및 상기 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 상기 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값을 제어하는
    무선전력 전송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선전력 제어부는,
    상기 전기 결합계수 및 상기 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 대응하여 디지털 신호, 아날로그 전압 및 다이얼 회전 신호 중 적어도 하나의 커패시턴스 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 커패시턴스 제어신호를 상기 가변 축전기에 제공하는
    무선전력 전송장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 결합계수 모니터링부는,
    상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 상기 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, 상기 복수의 송신 공진부 각각과 상기 수신 공진부 사이의 상호 인덕턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 수집하고, 상기 수집된 제2 정보에 기초하여 상기 자기 결합계수를 모니터링하는
    무선전력 전송장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결합계수 모니터링부는,
    상기 수집된 제2 정보에 기초하여 하기 수학식2와 같이 산출되는 상기 자기 결합계수( i)를 모니터링하는,
    [수학식2]

    여기서, Li는 상기 복수의 수신 공진부 각각에 구비된 코일의 인덕턴스 값, Lr는 상기 수신 공진부에 구비된 코일의 인덕턴스 값, f0는 상기 작동 주파수, Mir은 상기 상호 인덕턴스 값인
    무선전력 전송장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 무선전력 제어부는,
    상기 전기 결합계수(μi) 및 상기 자기 결합계수( i)에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 상기 전기 결합계수(μi)와 상기 자기 결합계수( i)가 하기 수학식3의 조건을 만족하도록 상기 복수의 가변 축전기 각각의 커패시턴스 값을 제어하는,
    [수학식3]

    무선전력 전송장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기 결합계수의 부호를 전환하기 위해 상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 코일의 급전 방향을 제어하는 부호 전환부
    를 더 포함하는 무선전력 전송장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무선전력 제어부는,
    상기 전기 결합계수 및 상기 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여, 상기 복수의 송신 공진부 중 어느 하나의 송신 공진부와 상기 발진부 사이의 전기 결합계수의 값이 상기 어느 하나의 송신 공진부와 상기 수신 공진부 사이의 자기 결합계수의 값과 다른 부호를 갖는 것으로 판단되면, 상기 어느 하나의 송신 공진부에 구비된 코일의 급전 방향을 반전시키기 위한 부호 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 부호 제어신호를 상기 부호 전환부로 전달하는
    무선전력 전송장치.
  11. 결합계수 모니터링부에서, 복수의 송신 공진부 각각과 발진부 사이의 전기 결합계수 및 상기 복수의 송신 공진부 각각과 무선전력 수신장치에 구비된 수신 공진부 사이의 자기 결합계수를 모니터링하는 단계 및
    무선전력 제어부에서, 상기 전기 결합계수 및 상기 자기 결합계수에 대한 모니터링의 결과에 기초하여 상기 복수의 송신 공진부를 통해 상기 수신 공진부로 전송되는 무선전력을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 자기 결합계수를 모니터링하는 단계는,
    상기 결합계수 모니터링부에서, 상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 상기 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, 상기 복수의 송신 공진부 각각과 상기 발진부 사이에 연결된 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값 및 작동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 수집하고, 상기 수집된 제1 정보에 기초하여 하기 수학식1과 같이 산출되는 상기 전기 결합계수(μi)를 모니터링하는,
    [수학식1]

    여기서, Ci는 상기 복수의 송신 공진부 각각에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, Ct는 상기 발진부에 구비된 축전기의 커패시턴스 값, f0는 상기 작동 주파수, Cci는 발진부와 i-번째 송신공진부 사이를 연결하는 복수의 가변 축전기의 커패시턴스 값인
    무선전력 전송방법.
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