KR102621925B1 - An wireless power apparatuse using multiple receiving coils for efficiency and system including the same - Google Patents

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KR102621925B1
KR102621925B1 KR1020160144738A KR20160144738A KR102621925B1 KR 102621925 B1 KR102621925 B1 KR 102621925B1 KR 1020160144738 A KR1020160144738 A KR 1020160144738A KR 20160144738 A KR20160144738 A KR 20160144738A KR 102621925 B1 KR102621925 B1 KR 102621925B1
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Abstract

효율 향상을 위해 다중 수신 코일들을 이용한 무선 전력 장치 및 이를 포함하는 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따른 무선 전력 장치는 부하 저항, 및 복수의 수신 코일들을 인터리브 방식으로 이용하여 전력을 변환함으로써, 상기 전력을 상기 부하 저항으로 전달하는 전력 변환기를 포함한다.A wireless power device using multiple receiving coils to improve efficiency and a system including the same are disclosed. A wireless power device according to an embodiment includes a load resistor and a power converter that converts power using a plurality of receiving coils in an interleaved manner, thereby transferring the power to the load resistor.

Description

효율 향상을 위해 다중 수신 코일들을 이용한 무선 전력 장치 및 이를 포함하는 시스템{AN WIRELESS POWER APPARATUSE USING MULTIPLE RECEIVING COILS FOR EFFICIENCY AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}Wireless power device using multiple receiving coils to improve efficiency and system including the same {AN WIRELESS POWER APPARATUSE USING MULTIPLE RECEIVING COILS FOR EFFICIENCY AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}

아래 실시예들은 효율 향상을 위해 다중 수신 코일들을 이용한 무선 전력 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.The following embodiments relate to a wireless power device using multiple receiving coils to improve efficiency and a system including the same.

무선전력전송 시스템의 전송 효율은 부하저항에 따라 무선전력전송 시스템의 각 구간에서 큰 폭으로 변화한다.The transmission efficiency of the wireless power transmission system varies greatly in each section of the wireless power transmission system depending on the load resistance.

무선전력전송 시스템의 부하저항이 작을수록, 송신 코일에서 수신 코일까지의 전송 효율은 증가하지만, 수신 코일에서 부하까지의 전송 효율은 감소한다.As the load resistance of the wireless power transmission system decreases, the transmission efficiency from the transmitting coil to the receiving coil increases, but the transmission efficiency from the receiving coil to the load decreases.

반대로 무선전력전송 시스템의 부하저항이 클수록, 수신 코일에서 부하까지의 전송 효율은 증가하지만, 송신 코일에서 수신 코일까지의 전송 효율은 감소하게 된다.Conversely, as the load resistance of the wireless power transmission system increases, the transmission efficiency from the receiving coil to the load increases, but the transmission efficiency from the transmitting coil to the receiving coil decreases.

무선전력전송 시스템의 전체 전송 효율은 부하저항에 따라 각 구간의 전송 효율과 상관관계를 가진다. 이에, 무선전력전송 시스템의 전체 전송 효율은 송신 코일에서 부하까지 최대 전송 효율을 얻을 수 없는 문제점이 있다.The overall transmission efficiency of the wireless power transmission system is correlated with the transmission efficiency of each section depending on the load resistance. Accordingly, the overall transmission efficiency of the wireless power transmission system has a problem in that the maximum transmission efficiency cannot be obtained from the transmission coil to the load.

부하 변환 무선전력전송 시스템은 무선전력전송 시스템의 문제점을 개선하기 위해서 제안되었다.The load conversion wireless power transmission system was proposed to improve the problems of the wireless power transmission system.

하지만, 부하 변환 무선전력전송 시스템의 유효 부하 저항을 변환해도 전체 전송 효율의 개선은 제한적이다.However, even if the effective load resistance of the load conversion wireless power transmission system is changed, the improvement in overall transmission efficiency is limited.

실시예들은 다중 수신 코일을 이용하는 인터리브 방식으로 무선전력전송 시스템의 송신 코일에서 부하 저항까지의 전체 전송 효율을 최대 전송 효율로 유지할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technology that can maintain the overall transmission efficiency from the transmission coil to the load resistance of the wireless power transmission system at the maximum transmission efficiency by using an interleaved method using multiple receiving coils.

또한, 실시예들은 듀티를 제어하여 무선전력전송 시스템의 최대 전송 효율을 유지할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.Additionally, embodiments may provide technology for maintaining maximum transmission efficiency of a wireless power transmission system by controlling duty.

일 실시예에 따른 무선 전력 장치는 부하, 및 복수의 수신 코일들을 인터리브 방식으로 이용하여 전력을 변환함으로써, 상기 전력을 상기 부하로 전달하는 전력 변환기를 포함한다.A wireless power device according to an embodiment includes a load and a power converter that converts power using a plurality of receiving coils in an interleaved manner, thereby transferring the power to the load.

도 1은 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.
도 2는 부하 저항의 변동에 따른 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.
도 3은 부하 변환 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.
도 4는 부하 변환 무선전력전송 시스템에서 각 구간의 최대 전송 효율 부하 조건을 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 인터리브 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.
도 6은 인터리브 무선전력전송 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 인터리브 무선전력전송 시스템의 효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인터리브 무선전력전송 시스템의 시뮬레이션 을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 시뮬레이션을 통해 생성된 시뮬레이션 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 시뮬레이션을 통해 생성된 시뮬레이션 파형의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 인터리브 방식의 무선전력전송 시스템의 시뮬레이션 비교 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 출력 전력에 따른 효율 그래프를 나타낸다.
도 13은 결합 계수에 따른 전송 효율, 및 출력 전력 비교 그래프를 나타낸다.
도 14는 각각의 무선전력전송 시스템의 비교를 나타낸다.Figure 1 shows a schematic circuit diagram of a wireless power transmission system.
Figure 2 shows a schematic circuit diagram of a wireless power transmission system according to changes in load resistance.
Figure 3 shows a schematic circuit diagram of a load conversion wireless power transmission system.
Figure 4 shows the maximum transmission efficiency load conditions for each section in the load conversion wireless power transmission system.
Figure 5 shows a schematic circuit diagram of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment.
Figure 6 is a diagram for explaining the operating principle of the interleaved wireless power transmission system.
Figure 7 is a diagram for explaining the efficiency of the interleaved wireless power transmission system.
FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment.
Figure 9 is a diagram showing an example of a simulation waveform generated through simulation.
Figure 10 is a diagram showing another example of a simulation waveform generated through simulation.
FIG. 11 is a diagram illustrating simulation comparison waveforms of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment.
Figure 12 shows an efficiency graph according to output power.
Figure 13 shows a graph comparing transmission efficiency and output power according to the coupling coefficient.
Figure 14 shows a comparison of each wireless power transmission system.

본 명세서에서 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.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention. They may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 잇고 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.Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, a first component may be named a second component, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

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 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Expressions that describe the relationship between components, such as “between” and “immediately between” or “neighboring” and “directly adjacent to”, should be interpreted similarly.

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 용어를 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.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, and one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.
Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms as defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. No.

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.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these examples. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

도 1은 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.Figure 1 shows a schematic circuit diagram of a wireless power transmission system.

도 1을 참조하면, 무선전력전송 시스템은 송신단 및 수신단을 포함한다.Referring to Figure 1, the wireless power transmission system includes a transmitting end and a receiving end.

송신단은 입력 전압 전원(Vac), 송신 코일(LTX), 및 송신 캐패시터(CTX)로 구성된다.The transmitting end consists of an input voltage power supply (V ac ), a transmitting coil (L TX ), and a transmitting capacitor (C TX ).

수신단은 수신 코일(LRX), 수신 캐패시터(CRX), 및 부하 저항(RL)으로 구성된다.The receiving end consists of a receiving coil (L RX ), a receiving capacitor (C RX ), and a load resistance (R L ).

송신단 전류(I1)는 수신단에 유도 전압(jwMI1)을 발생시켜 수신단 전류(I-2)를 발생시킬 수 있다. 이때, 수신단 전류(I2)는 송신단에 유도 전압(jwMI2)을 발생시킬 수 있다.The transmitting end current (I 1 ) can generate an induced voltage (jwMI 1 ) at the receiving end, thereby generating the receiving end current (I- 2 ). At this time, the current (I 2 ) at the receiving end may generate an induced voltage (jwMI 2 ) at the transmitting end.

무선전력전송 시스템에서 전력을 전송할 때, 송신단 전류(I1) 및 수신단 전류(I2)는 서로 관여될 수 있다.When transmitting power in a wireless power transmission system, the transmitting end current (I 1 ) and the receiving end current (I 2 ) may be involved with each other.

무선전력전송 시스템의 상호 인덕턴스(M)는 송신 코일(LTX)과, 수신 코일(LRX)간의 거리와 위치에 따라 결정될 수 있다.The mutual inductance (M) of the wireless power transmission system can be determined depending on the distance and location between the transmitting coil (L TX ) and the receiving coil (L RX ).

송신단에서 수신단까지 전송하는 전력량은 투영 저항(Rref)으로 모델링할 수 있다. 이때, 무선전력전송 시스템의 송/수신단의 공진주파수는 같을 수 있다.The amount of power transmitted from the transmitting end to the receiving end can be modeled as projection resistance (R ref ). At this time, the resonant frequencies of the transmitting and receiving ends of the wireless power transmission system may be the same.

투영 저항(Rref)은 수학식 1로 표현될 수 있다.
Projection resistance (R ref ) can be expressed as Equation 1.

수학식 1의 결합 계수(k)는 송/수신단의 코일 자체 인덕턴스(LTX, LRX)와, 상호 인덕턴스(M)에 의해서 결정될 수 있다. 이때, 결합 계수(k)의 범위는 0<k<1 이다.The coupling coefficient (k) in Equation 1 can be determined by the coil self-inductance (L TX , L RX ) of the transmitting/receiving end and the mutual inductance (M). At this time, the range of the coupling coefficient (k) is 0<k<1.

투영 저항(Rref)에서 소모되는 전력은 무선전력전송 시스템의 송신단에서 수신단까지 전달되는 전력과 같을 수 있다. 이에, 무선전력전송 시스템의 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전력 효율( 1,2)은 수학식 2로 표현될 수 있다.
The power consumed in the projection resistance (R ref ) may be the same as the power transmitted from the transmitting end to the receiving end of the wireless power transmission system. Accordingly, the power efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) of the wireless power transmission system ( 1,2 ) can be expressed as Equation 2.

무선전력전송 시스템의 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전력 효율()은 수학식 3으로 표현될 수 있다.
Power efficiency from the receiving coil (L RX ) to the load resistance (R L ) of the wireless power transmission system ( ) can be expressed as Equation 3.

따라서, 무선전력전송 시스템의 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지의 전체 전력 효율()은 수학식 4로 표현될 수 있다.
Therefore, the overall power efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the load resistance (R L ) of the wireless power transmission system ( ) can be expressed as Equation 4.

도 2는 부하 저항의 변동에 따른 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.Figure 2 shows a schematic circuit diagram of a wireless power transmission system according to changes in load resistance.

도 2를 참조하면, 도 2의 무선전력전송 시스템에서는 도 1과 달리 부하 저항(RL)이 변할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the wireless power transmission system of FIG. 2, the load resistance (R L ) may change, unlike FIG. 1.

수학식 1에서, 무선전력전송 시스템의 부하 저항(RL)이 변하면, 투영 저항(Rref)은 변할 수 있다. 또한, 수학식 2에서, 무선전력전송 시스템의 투영 저항(Rref)이 변하면, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전력 효율( 1,2)은 변할 수 있다.In Equation 1, if the load resistance (R L ) of the wireless power transmission system changes, the projection resistance (R ref ) may change. Additionally, in Equation 2, when the projection resistance (R ref ) of the wireless power transmission system changes, the power efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) is 1,2 ) may change.

즉, 무선전력전송 시스템의 전체 전송 효율()은 부하 저항(RL)의 변화에 의해 변화될 수 있다.In other words, the overall transmission efficiency of the wireless power transmission system ( ) can be changed by changing the load resistance (R L ).

무선전력전송 시스템의 부하 저항(RL)이 커질 때(또는, 출력 전력(Pout)이 작을 때), 투영 저항(Rref)은 작아지며, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지 전송 효율( 1,2)은 낮아진다.When the load resistance (R L ) of the wireless power transmission system increases (or the output power (P out ) decreases), the projection resistance (R ref ) decreases, and the distance from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) up to transmission efficiency ( 1,2 ) is lowered.

즉, 무선전력전송 시스템은 부하 저항(RL)이 커질 때, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)이 낮아지는 문제점을 포함할 수 있다. 또한, 무선전력전송 시스템은 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 낮은 전송 효율( 1,2)로 전력을 전송하는 문제점이 더 포함할 수 있다.In other words, the wireless power transmission system increases the transmission efficiency (L TX ) from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) when the load resistance (R L ) increases. 1,2 ) may include the problem of being lowered. In addition, the wireless power transmission system has low transmission efficiency (L TX ) from the transmitting coil (L TX) to the receiving coil (L RX ). 1,2 ) There may be further problems with transmitting power.

부하변환 무선전력전송 시스템은 무선전력전송 시스템의 문제점을 개선하고자 제안되었다.
The load conversion wireless power transmission system was proposed to improve the problems of the wireless power transmission system.

도 3은 부하 변환 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.Figure 3 shows a schematic circuit diagram of a load conversion wireless power transmission system.

도 3을 참조하면, 부하 변환 무선전력전송 시스템의 수신단에서 부하 저항(RL)으로 보이는 등가 저항은 듀티(duty; D)를 제어하여 유효 부하 저항(Reg)으로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3, the equivalent resistance seen as load resistance (R L ) at the receiving end of the load conversion wireless power transmission system can be expressed as effective load resistance (R eg ) by controlling the duty (D).

부하 변환 무선전력전송 시스템의 듀티(D)는 전력변환 스위치의 한 주기(TSW)동안의 스위치가 켜진 비율을 나타낼 수 있고, 스위치가 꺼진 비율은 (1-D)로 나타낼 수 있다. 또한, 듀티(D)의 범위는 0=D=1 이다.The duty (D) of the load conversion wireless power transmission system can represent the switch-on ratio during one cycle (T SW ) of the power conversion switch, and the switch-off ratio can be expressed as (1-D). Additionally, the range of duty (D) is 0=D=1.

유효 부하 저항(Reg)은 수학식 5로 표현될 수 있다.
The effective load resistance (R eg ) can be expressed as Equation 5.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 유효 부하 저항(Reg)은 부하 저항(RL)이 크더라도 듀티(D)를 증가시키면, (1-D)2으로 감소할 수 있다.The effective load resistance (R eg ) of the load conversion wireless power transmission system can be reduced to (1-D) 2 by increasing the duty (D) even if the load resistance (R L ) is large.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 유효 부하 저항(Reg)이 (1-D)2으로 감소하여 투영 저항(Rref)이 증가하게 될 때, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)은 높아질 수 있다.When the effective load resistance (R eg ) of the load conversion wireless power transmission system decreases to (1-D) 2 and the projection resistance (R ref ) increases, from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) Transmission efficiency of ( 1,2 ) can be higher.

수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 수신단 기생저항(RRX)과, 유효 부하 저항(Reg)의 저항비로 나타낼 수 있다.Transmission efficiency from receiving coil (L RX ) to load resistance (R L ) ( ) can be expressed as the resistance ratio of the receiving end parasitic resistance (R RX ) and the effective load resistance (R eg ).

부하 변환 무선전력전송 시스템에서 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 유효 부하 저항(Reg)이 작을수록 감소할 수 있다.In a load conversion wireless power transmission system, the transmission efficiency ( ) can decrease as the effective load resistance (R eg ) becomes smaller.

즉, 부하 변환을 하여 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지 전력을 전송하는 방식인 부하 변환 무선전력전송 시스템은 각각의 구간이 서로 관여될 수 있다.That is, in the load conversion wireless power transmission system, which transfers power from the transmission coil (L TX ) to the load resistance (R L ) by converting the load, each section may be involved with each other.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 전체 전송 효율() 개선은 제한적일 수 있다.
The overall transmission efficiency of the load conversion wireless power transmission system ( ) Improvements may be limited.

도 4는 부하 변환 무선전력전송 시스템에서 각 구간의 최대 전송 효율 부하 조건을 나타낸다.Figure 4 shows the maximum transmission efficiency load conditions for each section in the load conversion wireless power transmission system.

도 4를 참조하면, 부하 변환 무선전력전송 시스템의 듀티(D)가 1일 때, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)은 최대 전송 효율이 될 수 있다.Referring to FIG. 4, when the duty (D) of the load conversion wireless power transmission system is 1, the transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) ( 1,2 ) can be the maximum transmission efficiency.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 듀티(D)가 1이면, 유효 부하 저항(Reg)은 0(또는, 최소값)이 될 수 있다. 이때, 부하 변환 무선전력전송 시스템에서 투영 저항(Rref)은 최대가 될 수 있으며, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)은 최대 전송 효율이 될 수 있다.If the duty (D) of the load conversion wireless power transmission system is 1, the effective load resistance (R eg ) may be 0 (or the minimum value). At this time, in the load conversion wireless power transmission system, the projection resistance (R ref ) can be maximized, and the transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) is 1,2 ) can be the maximum transmission efficiency.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 유효 부하 저항(Reg)이 0이면, 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지 전력이 전송되지 않는다. 이에, 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 0이 될 수 있다.If the effective load resistance (R eg ) of the load conversion wireless power transmission system is 0, power is not transmitted from the receiving coil (L RX ) to the load resistance (R L ). Accordingly, the transmission efficiency from the receiving coil (L RX ) to the load resistance (R L ) ( ) can be 0.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 듀티(D)가 0이면, 유효 부하 저항(Reg)은 부하 저항(RL) (또는, 최대값)이 될 수 있다.If the duty (D) of the load conversion wireless power transmission system is 0, the effective load resistance (R eg ) may be the load resistance (R L ) (or maximum value).

부하 변환 무선전력전송 시스템의 부하 저항(RL)이 클 경우, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)은 최저 전송 효율이 될 수 있다.When the load resistance (R L ) of the load conversion wireless power transmission system is large, the transmission efficiency (L TX ) from the transmitting coil (L TX) to the receiving coil (L RX ) is 1,2 ) can be the lowest transmission efficiency.

부하 변환 무선전력전송 시스템의 듀티(D)가 0일 때, 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있다.When the duty (D) of the load conversion wireless power transmission system is 0, the transmission efficiency ( ) can be the maximum transmission efficiency.

부하 변환 무선전력전송 시스템에서 각 구간의 최대 전송 효율을 갖는 유효 부하 저항(Reg)의 조건은 서로 정반대이다.In a load conversion wireless power transmission system, the conditions for effective load resistance (R eg ) with maximum transmission efficiency in each section are opposite to each other.

따사서, 부하 변환 무선전력전송 시스템은 듀티(D)를 제어하여, 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지의 전체 전송 효율()을 최대 전송 효율로 얻을 수 없다.
Accordingly, the load conversion wireless power transmission system controls the duty (D) to determine the overall transmission efficiency (from the transmitting coil (L TX ) to the load resistance (R L )) ) cannot be obtained with maximum transmission efficiency.

이하에서는 일 실시예에 따른 인터리브 무선전력전송 시스템에 대해서 상세히 설명한다.
Hereinafter, an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment will be described in detail.

도 5는 일 실시예에 따른 인터리브 무선전력전송 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.Figure 5 shows a schematic circuit diagram of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)은 제1 무선전력장치(100) 및 제2 무선전력장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the interleaved wireless power transmission system 10 includes a first wireless power device 100 and a second wireless power device 200.

제1 무선 전력 장치(100)는 전력을 제2 무선 전력 장치(200)로 전송할 수 있다. 제1 무선 전력 장치(100)는 무선 전력 전송 장치를 의미하고, 제2 무선 전력 장치(200)는 무선 전력 수신 장치를 의미한다.The first wireless power device 100 may transmit power to the second wireless power device 200. The first wireless power device 100 refers to a wireless power transmission device, and the second wireless power device 200 refers to a wireless power reception device.

제1 무선 전력 장치(100)는 제1 전력 변환기(110)를 포함한다.The first wireless power device 100 includes a first power converter 110.

제1 전력 변환기(110)는 송신 코일(LTX)을 포함한다.The first power converter 110 includes a transmitting coil (L TX ).

제2 무선 전력 장치(200)는 제2 전력 변환기(210), 및 부하 저항(RL)을 포함한다.The second wireless power device 200 includes a second power converter 210 and a load resistance (R L ).

제2 전력 변환기(210)는 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)을 포함한다. 또한, 제2 전력 변환기(210)는 복수의 스위치(S/W1, 및 S/W2)를 더 포함한다.The second power converter 210 includes a plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ). Additionally, the second power converter 210 further includes a plurality of switches (S/W 1 and S/W 2 ).

제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)은 전력을 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)은 전력을 제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2) 중에서 적어도 하나에게 전송할 수 있다.The transmitting coil (L TX ) of the first power converter 110 may transmit power. For example, the transmitting coil (L TX ) of the first power converter 110 may transmit power to at least one of the plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the second power converter 210 .

제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)은 전력을 수신 받을 수 있다.A plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the second power converter 210 may receive power.

제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)은 부하 저항(RL)에게 전력을 전송할 수 있다.The plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the second power converter 210 may transmit power to the load resistor (R L ).

제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)은 인터리브 방식대로 교대로 이용될 수 있다.The plurality of receiving coils L RX1 and L RX2 of the second power converter 210 may be used alternately in an interleaved manner.

제2 전력 변환기(210)의 복수의 스위치(S/W1, 및 S/W2)는 듀티(D) 제어를 할 수 있다.A plurality of switches (S/W 1 and S/W 2 ) of the second power converter 210 may perform duty (D) control.

제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)에서 제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)까지의 전송 효율( 1,2)은 부하 저항(RL)과 무관할 수 있다.Transmission efficiency (L TX ) from the transmitting coil (L TX ) of the first power converter 110 to the plurality of receiving coils (L RX1 , and L RX2 ) of the second power converter 210 ( 1,2 ) may be independent of the load resistance (R L ).

제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)에서 제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)까지의 전송 효율( 1,2)은 부하 저항(RL)과 무관 하게 최대 전송 효율이 될 수 있다.Transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) of the first power converter 110 to the plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the second power converter 210 ( 1,2 ) can be the maximum transmission efficiency regardless of the load resistance (R L ).

제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들(LRX1, 및 LRX2)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있다.Transmission efficiency (L RX1 , L RX2 ) of the second power converter 210 to the load resistance (R L ) ) can be the maximum transmission efficiency.

제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일(LRX1, 및 LRX2)들을 인터리브 방식으로 이용하고, 복수의 스위치(S/W1, 및 S/W2)를 듀티(D) 제어에 이용함으로써, 제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지의 전체 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있으며, 유지될 수 있다.A plurality of receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the second power converter 210 are used in an interleaved manner, and a plurality of switches (S/W 1 and S/W 2 ) are used for duty (D) control. By doing so, the overall transmission efficiency (L TX ) from the transmission coil (L TX ) of the first power converter 110 to the load resistance (R L ) ) can be the maximum transmission efficiency and can be maintained.

따라서, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)은 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 있다. 또한, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)은 제1 전력 변환기(110)의 송신 코일(LTX)과, 제2 전력 변환기(210)의 복수의 수신 코일들간의 거리, 및 부하 변동에 무관할 수 있다.
Therefore, the interleaved wireless power transmission system 10 can transmit power with maximum transmission efficiency. In addition, the interleaved wireless power transmission system 10 may be independent of the distance between the transmitting coil (L TX ) of the first power converter 110 and the plurality of receiving coils of the second power converter 210, and load changes. there is.

도 6은 도 5에 도시된 인터리브 무선전력전송 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of the interleaved wireless power transmission system shown in FIG. 5.

도 6을 참조하면, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)은 2단계 방식(Phase1, Phase2)으로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 6, the interleaved wireless power transmission system 10 can operate in a two-phase system (Phase1, Phase2).

Phase1에서 수신 코일1(LRX1)의 스위치(S/W1)는 닫혀있다. 또한, Phase1에서 수신 코일2(LRX2)의 스위치(S/W2)는 열려있다.In Phase 1, the switch (S/W 1 ) of receiving coil 1 (L RX1 ) is closed. Additionally, in Phase 1, the switch (S/W 2 ) of receiving coil 2 (L RX2 ) is open.

Phase1에서 수신 코일1(LRX1)의 유효 부하 저항(Reg)은 최소값(또는, 0)이며, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일1(LRX1)까지의 전송 효율( 1,2)은 최대 전송 효율이 될 수 있다.In Phase1, the effective load resistance (R eg ) of receiving coil 1 (L RX1 ) is the minimum value (or 0), and the transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to receiving coil 1 (L RX1 ) is the minimum value (or, 0). 1,2 ) can be the maximum transmission efficiency.

Phase1에서 수신 코일2(LRX2)의 유효 부하 저항(Reg)은 최대값(또는, 부하 저항(RL))이며, 수신 코일2(LRX2)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있다.In Phase1, the effective load resistance (R eg ) of receiving coil 2 (L RX2 ) is the maximum value (or load resistance (R L )), and the transmission efficiency from receiving coil 2 (L RX2 ) to the load resistance (R L ) ( ) can be the maximum transmission efficiency.

Phase1에서 수신 코일1(LRX1)의 전류1(IRX1)은 송신 코일(LTX)로부터 전력을 수신 받는 인덕터(LRX1)와, 캐패시터(CRX1)가 공진하기 때문에 점점 증가할 수 있다. 이때, 수신 코일2(LRX2)의 전류2(IRX2)는 부하 저항(RL)으로 전력을 전송하여 점점 감소할 수 있다.In Phase 1, the current 1 (I RX1 ) of the receiving coil 1 (L RX1 ) may gradually increase because the inductor (L RX1 ) that receives power from the transmitting coil (L TX ) and the capacitor (C RX1 ) resonate. At this time, current 2 (I RX2 ) of receiving coil 2 (L RX2 ) may gradually decrease by transmitting power to the load resistance (R L ).

Phase2에선 Phase1과 반대로, 수신 코일1(LRX1)의 스위치(S/W1)는 열려있고, 수신 코일2(LRX2)의 스위치(S/W2)는 닫혀있다.In Phase 2, contrary to Phase 1, the switch (S/W 1 ) of receiving coil 1 (L RX1 ) is open, and the switch (S/W 2 ) of receiving coil 2 (L RX2 ) is closed.

Phase2에선 수신 코일1(LRX1)의 유효 부하 저항(Reg)은 최대값(또는, 부하 저항(RL))이며, 수신 코일1(LRX1)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있다.In Phase 2, the effective load resistance (R eg ) of receiving coil 1 (L RX1 ) is the maximum value (or load resistance (R L )), and the transmission efficiency from receiving coil 1 (L RX1 ) to the load resistance (R L ) ( ) can be the maximum transmission efficiency.

Phase2에선 수신 코일2(LRX2)의 유효 부하 저항(Reg)은 최소값(또는, 0)이며, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일2(LRX2)까지의 전송 효율( 1,2)은 최대 전송 효율이 될 수 있다.In Phase 2, the effective load resistance (R eg ) of receiving coil 2 (L RX2 ) is the minimum value (or 0), and the transmission efficiency from transmitting coil (L TX ) to receiving coil 2 (L RX2 ) is ( 1,2 ) can be the maximum transmission efficiency.

즉, Phase2의 수신 코일1(LRX1)에서는 Phase1 단계에서 송신 코일(LTX)에서 수신 받은 전력을 최대 전송 효율로 부하 저항(RL)에 전송할 수 있다. 이때, 수신 코일2(LRX2)에서는 송신 코일(LTX)로부터 최대 전송 효율로 전력을 전송 받을 수 있다.That is, receiving coil 1 (L RX1 ) of Phase 2 can transmit the power received from the transmitting coil (L TX ) in Phase 1 to the load resistance (R L ) with maximum transmission efficiency. At this time, receiving coil 2 (L RX2 ) can receive power from the transmitting coil (L TX ) with maximum transmission efficiency.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 각각의 수신 코일들(LRX1 및 LRX2)은 인터리브 방식대로 교대로 이용될 수 있다. 이때, 인터리브 무선전력전송 시스템의 각 구간의 전송 효율은 최대 전송 효율이 될 수 있다.Each of the receiving coils (L RX1 and L RX2 ) of the interleaved wireless power transmission system 10 may be used alternately in an interleaved manner. At this time, the transmission efficiency of each section of the interleaved wireless power transmission system may be the maximum transmission efficiency.

인터리브 무선전력전송 시스템은 각각의 수신 코일(LRX)들은 인터리브 방식대로 교대로 이용되여, 부하 저항(RL)에 무관하게 각 구간의 전력을 최대 전송 효율로 전송할 수 있다.
In the interleaved wireless power transmission system, each receiving coil ( L R

도 7은 도 5에 도시된 인터리브 무선전력전송 시스템의 효율을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining the efficiency of the interleaved wireless power transmission system shown in FIG. 5.

도 7에서는 설명의 편의를 위해 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 각각의 수신 코일(LRX)들의 상호 인덕턴스(M1, M2), 자체 인덕턴스(LRX1, LRX2) 및 자체 캐패시턴스(CRX1, CRX2)는 계산의 용이성을 위해서 서로 같다고 가정한다.In FIG. 7, for convenience of explanation, the mutual inductance (M 1 , M 2 ), self-inductance (L RX1 , L RX2), and self-capacitance (C) of each receiving coil (L RX ) of the interleaved wireless power transmission system 10 are shown. RX1 , C RX2 ) are assumed to be the same for ease of calculation.

도 7을 참조하면, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 각각의 수신 코일(LRX)들의 상호 인덕턴스(M1, M2), 자체 인덕턴스(LRX1, LRX2), 그리고 자체 캐패시턴스(CRX1, CRX2)가 서로 같지 않지만 부하 저항(RL)>> 수신단 기생저항(RRX)일 때, 유도된 결과가 계산의 용이성을 위해서 서로 같다고 가정한 결과와 같다.Referring to FIG. 7, the mutual inductance (M 1 , M 2 ), self-inductance (L RX1 , L RX2 ), and self-capacitance (C RX1) of each receiving coil (L RX ) of the interleaved wireless power transmission system 10 , C RX2 ) are not the same, but the load resistance (R L ) >> the receiving end parasitic resistance (R R

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 송신 코일(LTX)에서 수신 코일1(LRX1)까지의 전송 효율( 1,2)은 수학식 2로 나타낼 수 있다.Transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil 1 (L RX1 ) of the interleaved wireless power transmission system 10 ( 1,2 ) can be expressed as Equation 2.

수학식 2의 투영 저항(Rref)은 제1 전력변환기(110)에 발생한 유도전압들에 의해 송신 코일(LTX)에 흐르는 전류(ITX)로 나타낼 수 있다. 또한, 제1 전력변환기(110)의 유도전압은 수신 코일(LRX)들에 흐르는 전류들(IRX1, IRX2)과 비례할 수 있다.The projection resistance (R ref ) of Equation 2 can be expressed as the current (I TX ) flowing in the transmission coil (L TX ) due to the induced voltages generated in the first power converter 110. Additionally, the induced voltage of the first power converter 110 may be proportional to the currents (I RX1 , I RX2 ) flowing in the receiving coils (L RX ).

투영 저항(Rref)은 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Projection resistance (R ref ) can be expressed as Equation 6.

이때, 부하 저항(RL)>> 수신단 기생저항(RRX)이라면, 투영 저항(Rref)은 수학식 7로 표현될 수 있다.
At this time, if the load resistance (R L )>> the receiving end parasitic resistance (R RX ), the projection resistance (R ref ) can be expressed by Equation 7.

수학식 7에서 인터리브 무선전력전송 시스템(10)에서 투영 저항(Rref)은 부하 저항(RL)과 무관하다는 것을 수학적으로 확인할 수 있다.From Equation 7, it can be mathematically confirmed that in the interleaved wireless power transmission system 10, the projection resistance (R ref ) is unrelated to the load resistance (R L ).

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 송신 코일(LTX)에서 수신 코일1(LRX1)까지의 전송 효율( 1,2)은 부하 저항(RL)과 무관하며, 최대 전송 효율이 될 수 있다.Transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil 1 (L RX1 ) of the interleaved wireless power transmission system 10 ( 1,2 ) is independent of the load resistance (R L ) and can be the maximum transmission efficiency.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 수신 코일2(LRX2)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.Transmission efficiency ( ) can be expressed in Equation 3.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 유효 부하 저항(Reg)은 부하 저항(RL)이며, 최대 전송 효율로 부하 저항(RL)에 전력을 전송할 수 있다.The effective load resistance (R eg ) of the interleaved wireless power transmission system 10 is the load resistance (R L ), and power can be transmitted to the load resistance (R L ) with maximum transmission efficiency.

인터리브 무선전력전송 시스템에서 Phase1 단계와, Phase2 단계는 수신 코일(LRX)들의 역할이 다를 뿐, 전체 전송 효율()은 동일할 수 있다.In the interleaved wireless power transmission system, the roles of the receiving coils (L RX ) are different between Phase 1 and Phase 2, and the overall transmission efficiency ( ) may be the same.

따라서, 전체 전송 효율()은 수학식 8로 표현될 수 있다.
Therefore, the overall transmission efficiency ( ) can be expressed as Equation 8.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전송 효율( 1,2)은 부하 저항(RL)과 무관하며, 최대 전송 효율일 수 있다. 또한, 송신 코일(LTX)에서 수신 코일(LRX)까지의 전력은 최대 전송 효율로 전송될 수 있다.Transmission efficiency from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) of the interleaved wireless power transmission system 10 ( 1,2 ) is independent of the load resistance (R L ) and may be the maximum transmission efficiency. Additionally, power from the transmitting coil (L TX ) to the receiving coil (L RX ) can be transmitted with maximum transmission efficiency.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전송 효율()은 최대 전송 효율일 수 있고, 수신 코일(LRX)에서 부하 저항(RL)까지의 전력은 최대 전송 효율로 전송될 수 있다.Transmission efficiency from the receiving coil (L RX ) of the interleaved wireless power transmission system 10 to the load resistance (R L ) ( ) may be the maximum transmission efficiency, and the power from the receiving coil (L RX ) to the load resistance (R L ) may be transmitted at the maximum transmission efficiency.

따라서, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지의 전체 전송 효율()은 최대가 될 수 있고, 송신 코일(LTX)에서 부하 저항(RL)까지의 전력은 최대 전송 효율로 전송될 수 있다.
Therefore, the overall transmission efficiency from the transmission coil (L TX ) to the load resistance (R L ) of the interleaved wireless power transmission system 10 ( ) can be maximized, and the power from the transmitting coil (L TX ) to the load resistance (R L ) can be transmitted with maximum transmission efficiency.

도 8은 일 실시예에 따른 인터리브 무선전력전송 시스템의 시뮬레이션 을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 시뮬레이션을 통해 생성된 시뮬레이션 파형의 일 예를 나타내고, 도 10은 도 8의 시뮬레이션을 통해 생성된 시뮬레이션 파형의 다른 예를 나타낸다.FIG. 8 is a diagram for explaining a simulation of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment, FIG. 9 shows an example of a simulation waveform generated through the simulation of FIG. 8, and FIG. 10 shows an example of a simulation waveform generated through the simulation of FIG. 8. Shows another example of the generated simulation waveform.

도 8에서, 상호 인덕턴스1(M1)은 송신 코일(LTX)와 수신 코일1(LRX1)사이의 인덕턴스를 의미하며, 상호 인덕턴스2(M2)는 송신 코일(LTX)와 수신 코일2(LRX2) 사이의 인덕턴스를 의미한다.In Figure 8, mutual inductance 1 (M 1 ) refers to the inductance between the transmitting coil (L TX ) and the receiving coil 1 (L RX1 ), and mutual inductance 2 (M 2 ) refers to the inductance between the transmitting coil (L TX ) and the receiving coil. It means the inductance between 2(L RX2 ).

도 9를 참조하면, M1=M2, LRX1=LRX2, CRX1=CRX2일 때, 스위치1(S/W1)의 듀티(D1)와, 스위치2(S/W2)의 듀티(D2)는 동일하게 제어될 수 있다. 이때, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 출력 전압(Vout)은 일정하게 유지될 수 있다.Referring to FIG. 9, when M 1 =M 2 , L RX1 =L RX2 , C RX1 =C RX2 , the duty (D 1 ) of switch 1 (S/W 1 ) and switch 2 (S/W 2 ) The duty (D 2 ) of can be controlled in the same way. At this time, the output voltage (V out ) of the interleaved wireless power transmission system 10 can be maintained constant.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 Phase1 단계의 전류2(IRX2)는 정류된 전류(IREC)와 같다는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the current 2 (I RX2 ) of the Phase 1 stage of the interleaved wireless power transmission system 10 is equal to the rectified current (I REC ).

인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 Phase2 단계의 전류1(IRX1)은 정류된 전류(IREC)와 같다는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the current 1 (I RX1 ) of the Phase 2 stage of the interleaved wireless power transmission system 10 is equal to the rectified current (I REC ).

도 10을 참조하면, M1≠M2, LRX1≠LRX2, CRX1≠CRX2일 때, 스위치1(S/W1)의 듀티(D1)와, 스위치2(S/W2)의 듀티(D2)는 각각 제어될 수 있다. 이때, 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 전체 전송 효율()은 최대 전송 효율이 될 수 있다.
Referring to FIG. 10, when M 1 ≠M 2 , L RX1 ≠L RX2 , and C RX1 ≠C RX2 , the duty (D 1 ) of switch 1 (S/W 1 ) and switch 2 (S/W 2 ) The duty (D 2 ) of can be controlled respectively. At this time, the overall transmission efficiency of the interleaved wireless power transmission system 10 ( ) can be the maximum transmission efficiency.

도 11은 일 실시예에 따른 인터리브 방식의 무선전력전송 시스템의 시뮬레이션 비교 파형을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating simulation comparison waveforms of an interleaved wireless power transmission system according to an embodiment.

도 11은 동일한 조건에서 무선전력전송 시스템의 입/출력 전력(Pin, Pout)과, 전체 전송 효율( total)을 나타낸다. 이때, 도 11의 동일한 조건은 같은 송/수신 코일(LTX, LRX), 입력 전압(Vin), 부하 저항(RL), 및 상호 인덕턴스(M)일 수 있다.Figure 11 shows the input/output power (P in , P out) and overall transmission efficiency (P in, P out ) of the wireless power transmission system under the same conditions. total ). At this time, the same conditions in FIG. 11 may be the same transmission/reception coils (L TX , L RX ), input voltage (V in ), load resistance (R L ), and mutual inductance (M).

도 11을 참조하면, 기존 방식을 사용할 경우, 입력 전력(Pin)은 4.91W, 출력 전력(Pout)은 0.994W이며, 전체 전송 효율( total)은 19%이다.Referring to Figure 11, when using the existing method, the input power (P in ) is 4.91W, the output power (P out ) is 0.994W, and the overall transmission efficiency ( total ) is 19%.

인터리브 방식을 사용할 경우, 기존 방식보다 송신 코일 전류(ITX)가 9.5A에서 3.88A로 줄어들어 입력 전력(Pin)이 2.47W로 낮아진다. 이때, 출력 전압(Vout)은 9.64V에서 13.43V로 올라가 출력 전력(Pout)이 0.944W에서 1.8W로 증가하게 되며, 전체 전송 효율( total)은 19%에서 72.8%로 향상된다.When using the interleaved method, the transmission coil current (I TX ) is reduced from 9.5A to 3.88A compared to the existing method, and the input power (P in ) is lowered to 2.47W. At this time, the output voltage (V out ) increases from 9.64V to 13.43V, the output power (P out ) increases from 0.944W to 1.8W, and the overall transmission efficiency ( total ) improves from 19% to 72.8%.

큰 부하 저항(RL=100)에서도 인터리브 무선전력전송 시스템(10)의 전체 전송 효율( total)은 최대 전송 효율이 될 수 있다. 또한, 전체 전송 효율( total)은 낮은 결합 계수(k=0.04)에서도 최대 전송 효율이 될 수 있다.
Even at a large load resistance (R L = 100), the overall transmission efficiency of the interleaved wireless power transmission system (10) ( total ) can be the maximum transmission efficiency. Additionally, the overall transmission efficiency ( total ) can be the maximum transmission efficiency even with a low coupling coefficient (k=0.04).

도 12는 출력 전력에 따른 효율 그래프를 나타낸다.Figure 12 shows an efficiency graph according to output power.

도 12를 참조하면, 출력 전력(Pout), 예를 들어 부하 저항(RL)에서 발생하는(또는 소비하는) 전력은 1W에서 10W(또는 100Ω에서 10Ω)까지 넓은 범위를 가질 수 있다.Referring to FIG. 12, the output power (P out ), for example, the power generated (or consumed) in the load resistance (R L ), may have a wide range from 1W to 10W (or 100Ω to 10Ω).

부하 변환 방식은 넓은 출력 전력(Pout) 범위(1W~10W)에서 전송 효율이 50% 후반에서 76%로 일정하게 유지하는 것에 한계가 있을 수 있다.The load conversion method may have limitations in maintaining transmission efficiency constant from the late 50s to 76% in a wide output power (P out ) range (1W to 10W).

인터리브 방식은 넓은 출력 전력(1W~10W)에서도 고효율(90%이상)로 전송 효율()을 일정하게 유지할 수 있다.
The interleaved method has high transmission efficiency (over 90%) even at a wide output power (1W~10W). ) can be kept constant.

도 13은 결합 계수에 따른 전송 효율, 및 출력 전력 비교 그래프를 나타낸다.Figure 13 shows a graph comparing transmission efficiency and output power according to the coupling coefficient.

인터리브 방식의 전송 효율()은 기본 방식보다 항상 높을 수 있다.Interleaved transmission efficiency ( ) can always be higher than the default method.

인터리브 방식은 송신 코일(LTX)과, 수신 코일(LRX)간의 거리가 크게 이격 되어있는 경우(또는, 결합 계수(k)=0.01)에도 무선전력전송이 가능할 수 있다.
The interleaved method may enable wireless power transmission even when the distance between the transmitting coil (L TX ) and the receiving coil (L RX ) is large (or, coupling coefficient (k) = 0.01).

도 14는 각각의 무선전력전송 시스템의 비교를 나타낸다.Figure 14 shows a comparison of each wireless power transmission system.

인터리브 무선전력전송 시스템(10)은 전체 전송 효율()을 최대 전송 효율이 될 수 있으며, 결합 계수(k)가 작을 경우에도 무선전력전송이 가능할 수 있다.
The interleaved wireless power transmission system 10 has overall transmission efficiency ( ) can be the maximum transmission efficiency, and wireless power transmission can be possible even when the coupling coefficient (k) is small.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), etc. , may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.

Claims (8)

송신 코일을 포함하는 제1 전력 변환기를 포함하는 무선 전력 전송 장치; 및
수신 코일을 포함하는 제2 전력 변환기 및 부하 저항을 포함하는 무선 전력 수신 장치
를 포함하고,
상기 제2 전력 변환기의 수신 코일들은,
상기 수신 코일들 중 일부가 상기 송신 코일로부터 전력을 수신하고, 상기 수신 코일들 중 다른 일부가 상기 부하 저항까지 전력을 전송하는 인터리브 방식에 따라 교대로 이용됨으로써 최대 전송 효율이 되는 무선 전력 전송 시스템.A wireless power transmission device including a first power converter including a transmitting coil; and
A wireless power receiving device including a second power converter including a receiving coil and a load resistor.
Including,
The receiving coils of the second power converter are:
A wireless power transmission system that achieves maximum transmission efficiency by being alternately used according to an interleaved method in which some of the receiving coils receive power from the transmitting coil and other parts of the receiving coils transmit power up to the load resistance. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 시스템의 상호 인덕턴스는 송신 코일과, 수신 코일 간의 거리와 위치에 따라 결정되는 무선 전력 전송 시스템.According to paragraph 1,
The mutual inductance of the wireless power transmission system is determined according to the distance and location between the transmitting coil and the receiving coil. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 시스템의 듀티가 1인 경우, 상기 송신 코일에서 수신 코일까지의 전송 효율은 최대가 되고, 상기 수신 코일에서 부하 저항까지의 전송 효율은 최소가 되는 무선 전력 전송 시스템.According to paragraph 1,
When the duty of the wireless power transmission system is 1, the transmission efficiency from the transmitting coil to the receiving coil is maximized, and the transmission efficiency from the receiving coil to the load resistance is minimized. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 시스템의 듀티가 1인 경우, 유효 부하 저항은 최소가되고, 상기 송신 코일에서 상기 수신 코일까지 전송되는 전력량을 모델링 하기 위한 투영 저항은 최대가 되는 무선 전력 전송 시스템.According to paragraph 1,
When the duty of the wireless power transmission system is 1, the effective load resistance is minimized, and the projection resistance for modeling the amount of power transmitted from the transmitting coil to the receiving coil is maximized. 제1항에 있어서,
상기 수신 코일은 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일을 포함하고,
Phase 1에서 제1 수신 코일의 스위치는 닫히고, 제2 수신 코일의 스위치는 열리며,
Phase 1 이후 Phase 2에서 제1 수신 코일의 스위치는 열리고, 제2 수신 코일의 스위치는 닫히는 무선 전력 전송 시스템.According to paragraph 1,
The receiving coil includes a first receiving coil and a second receiving coil,
In Phase 1, the switch of the first receiving coil is closed, the switch of the second receiving coil is open,
A wireless power transmission system in which the switch of the first receiving coil is opened and the switch of the second receiving coil is closed in Phase 2 after Phase 1. 제6항에 있어서,
Phase 1에서, 상기 제1 수신 코일의 유효 부하 저항은 최소이고, 송신 코일에서 제1 수신 코일까지의 전송 효율은 최대가 되며, 상기 제2 수신 코일의 유효 부하 저항은 최대이고, 제2 수신 코일에서 부하 저항까지의 전송 효율은 최대가 되고,
Phase 2에서, 상기 제1 수신 코일의 유효 부하 저항은 최대이고, 제1 수신 코일에서 부하 저항까지의 전송 효율은 최대가 되며, 상기 제2 수신 코일의 유효 부하 저항은 최소이고, 송신 코일에서 제2 수신 코일까지의 전송 효율은 최대가 되는 무선 전력 전송 시스템.According to clause 6,
In Phase 1, the effective load resistance of the first receiving coil is minimum, the transmission efficiency from the transmitting coil to the first receiving coil is maximum, the effective load resistance of the second receiving coil is maximum, and the second receiving coil The transmission efficiency from to the load resistance is maximum,
In Phase 2, the effective load resistance of the first receiving coil is maximum, the transmission efficiency from the first receiving coil to the load resistance is maximum, the effective load resistance of the second receiving coil is minimum, and the first 2 A wireless power transmission system that maximizes transmission efficiency to the receiving coil. 제1항에 있어서,
송신 코일에서 부하 저항까지의 전송 효율은 최대가 되고, 송신 코일에서 부하 저항까지의 전력은 최대 전송 효율로 전송되는 무선 전력 전송 시스템.According to paragraph 1,
A wireless power transmission system in which the transmission efficiency from the transmission coil to the load resistance is maximized, and the power from the transmission coil to the load resistance is transmitted with maximum transmission efficiency.
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US10523276B2 (en) * 2011-08-16 2019-12-31 Qualcomm Incorporated Wireless power receiver with multiple receiver coils
KR101305823B1 (en) * 2011-11-25 2013-09-06 한국전기연구원 Apparatus for relaying wireless power, method for transmitting wireless power and method for contorlling resonance frequency
KR20130081620A (en) * 2012-01-09 2013-07-17 주식회사 케이더파워 The reciving set for the wireless charging system
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