KR102655847B1 - 원거리 및 근거리 무선 충전을 위한 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템 - Google Patents

원거리 및 근거리 무선 충전을 위한 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

일실시예에 따르면, 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 송신기 및 상기 적어도 하나의 송신기에 의해 무선으로 충전되는 적어도 하나의 수신기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 송신기는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성하는 신호 생성기; 상기 신호 생성기와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 적어도 하나의 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 하나의 송신기 각각으로부터 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나; 상기 적어도 하나의 안테나와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 복수의 정류기들을 포함한다.

Description

원거리 및 근거리 무선 충전을 위한 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템{WIRELESS CHARGING SYSTEM OF USING MULTI-FREQUENCY FOR WIRELESS CHARGING AT LONG AND SHORT DISTANCE}
아래의 실시예들은 원거리 및 근거리 무선 충전을 위한 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 이용하여, 충전 효율을 개선시키며 복수의 수신기들을 충전하는 기술에 관한 것이다.
최근 무선통신을 이용하는 다양한 휴대용 단말기들이 널리 보급되면서, 휴대용 단말기를 무선으로 충전하는 무선 충전 기술 또한 활발히 개발되고 있다.
무선 충전 기술은 유도 방식, 공진 방식 또는 RF 무선 충전 방식 중 어느 하나의 방식을 기반으로, 무선 충전 송신기에서 전송하는 파워 신호에 따라 휴대용 단말기를 충전하는 기술로서, 휴대용 단말기에 무선 파워 수신기를 내장함으로써, 휴대용 단말기에서 충전에 이용할 파워 신호를 무선 충전 송신기로부터 수신하도록 한다.
이와 같은 기존의 무선 충전 기술은 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기 사이에서 단일 주파수 대역의 파워 신호만을 이용하기 때문에, 파워가 제한되어 근거리에서만 가능한 단점이 있다.
이에, 아래의 실시예들은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 이용함으로써, 파워의 제한없이 원거리에서 무선 충전이 가능한 기술을 제안한다.
일실시예들은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 이용하는 무선 충전 시스템을 제공한다.
구체적으로, 일실시예들은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 적어도 하나의 송신기를 제공하고, 이에 응답하여 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하여 충전에 이용하는 적어도 하나의 수신기를 제공한다.
즉, 일실시예들은 파워 신호를 복수의 주파수 대역들로 송수신함으로써, 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 모두 이용하는 무선 충전 시스템을 제공한다.
일실시예에 따르면, 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 송신기는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성하는 신호 생성기; 상기 신호 생성기와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 적어도 하나의 안테나를 포함한다.
상기 복수의 매칭부들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 하나의 안테나는 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치를 가질 수 있다.
상기 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 송신기는 상기 적어도 하나의 수신기로부터 주파수 정보를 수신하는 주파수 정보 수신부를 더 포함하고, 상기 신호 생성기는 상기 주파수 정보 수신부로부터 전달되는 상기 주파수 정보에 기초하여 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 선택적으로 생성할 수 있다.
상기 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 송신기는 상기 신호 생성기 및 상기 복수의 매칭부들 사이에 배치되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 증폭하는 적어도 하나의 파워 앰프를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 파워 앰프가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 파워 앰프들 각각은 상기 복수의 매칭부들의 개수에 대응하여 구비되고, 상기 적어도 하나의 송신기는 상기 신호 생성기 및 상기 복수의 파워 앰프들 사이에 배치되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 상기 복수의 파워 앰프들로 선택적으로 전달하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 안테나들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
일실시예에 따르면, 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 수신기는 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나; 상기 적어도 하나의 안테나와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 복수의 정류기들을 포함한다.
상기 복수의 정류기들 각각 및 상기 복수의 매칭부들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호들에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 하나의 안테나는 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치를 가질 수 있다.
상기 적어도 하나의 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 안테나들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 수신기는 상기 적어도 하나의 안테나 및 상기 복수의 매칭부들 사이에 배치되어. 상기 적어도 하나의 안테나로부터 전달되는 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 상기 복수의 매칭부들로 선택적으로 전달하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 적어도 하나의 수신기는 상기 복수의 정류기들 각각과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 직류 전력을 충전에 적합한 직류 전력으로 변환하는 부스터를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 송신기 및 상기 적어도 하나의 송신기에 의해 무선으로 충전되는 적어도 하나의 수신기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 송신기는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성하는 신호 생성기; 상기 신호 생성기와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 상기 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 적어도 하나의 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 하나의 송신기 각각으로부터 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나; 상기 적어도 하나의 안테나와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 복수의 정류기들을 포함한다.
상기 적어도 하나의 송신기에 포함되는 상기 복수의 매칭부들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 수신기에 포함되는 상기 복수의 정류기들 각각 및 상기 복수의 매칭부들 각각은 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
일실시예들은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 이용하는 무선 충전 시스템을 제공할 수 있다.
구체적으로, 일실시예들은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 적어도 하나의 송신기를 제공하고, 이에 응답하여 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하여 충전에 이용하는 적어도 하나의 수신기를 제공할 수 있다.
즉, 일실시예들은 파워 신호를 복수의 주파수 대역들로 송수신함으로써, 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 모두 이용하는 무선 충전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 2b는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이다.
도 2c는 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이다.
도 3은 또 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 8은 일실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 적어도 하나의 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 8에 도시된 적어도 하나의 수신기를 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 충전 시스템(100)은 복수의 송신기들(110) 및 복수의 송신기들(110)에 의해 무선으로 충전되는 수신기(120)를 포함한다. 이하, 도면상 수신기(120)를 휴대용 단말로 도시하나, 정확하게 수신기(120)는 휴대용 단말 내외부에 탑재되는 모듈을 의미한다. 또한, 도면에는 무선 충전 시스템(100)이 복수의 송신기들(110)을 포함하는 경우로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 하나의 송신기만을 포함할 수도 있다. 또한, 무선 충전 시스템(100)은 복수의 수신기들을 포함할 수도 있다.
복수의 송신기들(110) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성한 뒤, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신기(120)로 전송한다. 예를 들어, 복수의 송신기들(110) 각각은 각기 다른 주파수 대역인 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호 모두를 수신기(120)로 전송할 수 있다. 이하, 복수의 주파수 대력을 각각의 파워 신호는 펄스 또는 CW(continuous wave) 등의 형태로 구현될 수 있다.
이 때, 복수의 송신기들(110) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 동시에 수신기(120)로 전송함으로써, 수신기(120)로 하여금 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 이용하도록 할 수 있다.
특히, 무선 충전 시스템(110)에 복수의 수신기들이 포함되는 경우, 복수의 송신기들(110) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 복수의 수신기들 각각으로 전송함으로써, 복수의 수신기들 각각에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 이용하도록 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 송신기들(110) 각각은 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호 모두를 제1 수신기 및 제2 수신기 각각으로 전송함으로써, 제1 수신기로 하여금 충전 과정에서 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호를 이용하도록 하고, 제2 수신기로 하여금 충전 과정에서 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호를 이용하도록 할 수 있다.
또한, 복수의 송신기들(110) 각각은 수신기(120)로부터 주파수 정보를 수신함으로써, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 중 일부 주파수 대역의 파워 신호만을 수신기(120)로 전송할 수도 있다. 예를 들어, 복수의 송신기들(110) 각각은 수신기(120)로부터 수신기(120)가 현재 이용 중인 주파수 대역의 파워 신호에 대한 정보를 포함하는 주파수 정보를 수신함으로써, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 중 해당 주파수 대역을 제외한 나머지 일부 주파수 대역의 파워 신호만을 수신기(120)로 전송할 수 있다.
이와 같은 복수의 송신기들(110) 각각에 대한 상세한 설명은 도 2a 내지 3을 참조하여 기재하기로 한다.
수신기(120)는 복수의 송신기들(110) 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신한 뒤, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하고, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 정류된 직류 전력을 충전에 적합한 직류 전력으로 변환함으로써, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 기반으로 충전을 수행할 수 있다.
특히, 수신기(120)는 복수의 송신기들(110) 각각으로부터 수신되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 동시에 정류하여, 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 이용할 수 있다. 따라서, 수신기(120)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 동시에 정류하는 복수의 정류기들을 포함할 수 있다.
또한, 수신기(120)는 복수의 송신기들(110) 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 중 일부 주파수 대역의 파워 신호만이 수신되는 경우, 해당 일부 주파수 대역의 파워 신호만을 선택적으로 정류하여 충전 과정에서 이용할 수도 있다.
이와 같은 수신기(120)에 대한 상세한 설명은 도 4 내지 7을 참조하여 기재하기로 한다.
상술한 바와 같이, 일실시예에 따른 무선 충전 시스템(100)은 복수의 송신기들(110) 각각으로 하여금 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 전송하도록 함으로써, 수신기(120)로 하여금 수신되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 모두를 충전 과정에서 이용하도록 할 수 있다.
도 2a 내지 2b는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이고, 도 2c는 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 일실시예에 따른 송신기(200)는 신호 생성기(210), 파워 앰프(220), 복수의 매칭부들(230) 및 안테나(240)를 포함할 수 있다.
신호 생성기(210)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성한다. 예를 들어, 신호 생성기(210)는 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 신호 생성기(210)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 순차적으로(거의 동시에) 생성할 수 있다. 이하, 신호 생성기(210)에서 생성되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호는 동일한 값의 전력이 인가된 상태일 수 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 서로 다른 값의 전력이 인가된 상태일 수도 있다.
파워 앰프(220)는 신호 생성기(210)로부터 생성되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 증폭하여 복수의 매칭부들(230)로 전달할 수 있다.
파워 앰프(220)는 후술되는 복수의 매칭부들(230)의 개수에 대응하여 복수 개 구비될 수 있고, 송신기(200)는 스위치를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2b를 참조하여 기재하기로 한다.
복수의 매칭부들(230)은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(230) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비됨으로써, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 피딩할 수 있다.
예를 들어, 신호 생성기(210)로부터 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 생성되어 전달되면, 복수의 매칭부들(230) 중 제1 매칭부(231)는 제1 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하고, 제2 매칭부(232)는 제2 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하며, 제3 매칭부(233)는 제3 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력할 수 있다.
안테나(240)는 복수의 매칭부들(230) 각각과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송한다. 특히, 안테나(240)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치(241, 242, 243)를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(241)는 제1 매칭부(231)로부터 출력되는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제1 급전 위치(241), 제2 매칭부(232)로부터 출력되는 제2 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제2 급전 위치(242) 및 제3 매칭부(233)로부터 출력되는 제3 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제3 급전 위치(243)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 급전 위치(241, 242, 243) 별로 공진 주파수가 서로 다르게 된다.
도 2b를 참조하면, 일실시예에 따른 송신기(250)는 도 2a를 참조하여 기재된 송신기(200)와 동일한 구조를 가지나, 복수의 파워 앰프들(260) 및 스위치(270)를 포함한다는 점에서 차이가 있다.
여기서, 스위치(270)는 신호 생성기(210) 및 복수의 파워 앰프들(260) 사이에 배치되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 복수의 파워 앰프들(260)로 선택적으로 전달할 수 있다. 또한, 복수의 파워 앰프들(260) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 증폭하여 복수의 매칭부들(230) 중 대응되는 매칭부로 전달할 수 있다. 따라서, 복수의 파워 앰프들(260)은 복수의 매칭부들(230)의 개수에 대응하여 구비될 수 있다.
예를 들어, 신호 생성기(210)로부터 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 생성되어 전달되면, 스위치(270)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 제1 파워 앰프(261)(제1 파워 앰프(261)는 복수의 매칭부들(230) 중 제1 매칭부(231)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달하고, 제2 주파수 대역의 파워 신호를 제2 파워 앰프(262)(제2 파워 앰프(252)는 복수의 매칭부들(230) 중 제2 매칭부(232)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달하며, 제3 주파수 대역의 파워 신호를 제3 파워 앰프(263)(제3 파워 앰프(263)는 복수의 매칭부들(230) 중 제3 매칭부(233)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달할 수 있다.
이에, 제1 파워 앰프(261)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제1 매칭부(231)로 전달하고, 제2 파워 앰프(262)는 제2 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제2 매칭부(232)로 전달하며, 제3 파워 앰프(263)는 제3 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제3 매칭부(233)로 전달할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 다른 일실시예에 따른 송신기(280)는 도 2a를 참조하여 기재된 송신기(200)와 동일한 구조를 가지나, 복수의 안테나들(290)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.
이 때, 복수의 안테나들(290) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 따라서, 송신기(280)에 포함되는 복수의 매칭부들(230)로부터 출력되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호는 복수의 안테나들(290) 중 대응되는 안테나로 전송될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나(291)에는 제1 매칭부(231)로부터 출력되는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 전송되고, 제2 안테나(292)에는 제2 매칭부(232)로부터 출력되는 제2 주파수 대역의 파워 신호가 전송되며, 제3 안테나(293)에는 제3 매칭부(233)로부터 출력되는 제3 주파수 대역의 파워 신호가 전송될 수 있다.
도 3은 또 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 송신기를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 또 다른 일실시예에 따른 송신기(300)는 주파수 정보 수신부(310), 신호 생성기(320), 파워 앰프(330), 복수의 매칭부들(340) 및 안테나(350)를 포함할 수 있다.
주파수 정보 수신부(310)는 적어도 하나의 수신기로부터 주파수 정보를 수신하여, 신호 생성기(320)로 전달할 수 있다.
신호 생성기(320)는 주파수 정보 수신부(310)로부터 전달되는 주파수 정보에 기초하여 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 선택적으로 생성한다. 예를 들어, 주파수 정보 수신부(310)에서 적어도 하나의 수신기로부터 적어도 하나의 수신기가 현재 제1 주파수 대역의 파워 신호를 이용하고 있다(적어도 하나의 수신기가 송신기(300)와 구별되는 다른 송신기로부터 수신되는 제1 주파수 대역의 파워 신호로 무선 충전을 수행하고 있는 경우)는 주파수 정보가 수신되면, 신호 생성기(320)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 제외한, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호만을 생성할 수 있다.
따라서, 파워 앰프(3#0)는 신호 생성기(320)에 의해 선택적으로 생성된 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 증폭하여 복수의 매칭부들(340)로 전달할 수 있다.
복수의 매칭부들(340)은 신호 생성기(320)에 의해 선택적으로 생성된 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 기초하여, 일부만 구동될 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기(320)에서 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호만을 생성한 경우, 복수의 매칭부들(340) 중 제1 매칭부(341)를 제외한, 제2 매칭부(342) 및 제3 매칭부(343)만이 구동되어, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호를 매칭하여 안테나(350)로 피딩할 수 있다.
이에, 안테나(350)는 복수의 매칭부들(340)로부터 출력되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송함으로써, 적어도 하나의 수신기로 하여금 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하도록 할 수 있다.
또한, 송신기(300)는 도 2c를 참조하여 기재된 송신기(250)와 마찬가지로, 복수의 안테나들을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 복수의 안테나들 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
이와 같이, 송신기(300)는 주파수 정보 수신부(310)의 제어에 따라, 신호 생성기(320)에서 일부 주파수 대역의 파워 신호를 생성하고, 복수의 매칭부들(340) 중 일부 매칭부만 구동시킴으로써, 작업 복잡도를 낮추고, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(400)는 적어도 하나의 안테나(410), 복수의 매칭부들(420) 및 복수의 정류기들(430)을 필수적으로 포함하는 구조를 갖는다.
적어도 하나의 안테나(410)는 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하고, 이를 복수의 매칭부들(420)로 피딩한다.
복수의 매칭부들(420)은 적어도 하나의 안테나(410)와 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력한다.
복수의 정류기들(430)은 복수의 매칭부들(420)과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다.
복수의 정류기들(420)로부터 출력되는 직류 전력은 바이패스 커패시터(440)를 통과하여 충전 과정에서 곧장 이용되도록 로드부(450)에서 출력되거나, 바이패스 커패시터(440), 에너지 스토리지(460), 부스터(470)를 거쳐 충전에 적합한 직류 전력으로 변환된 뒤, 로드부(450)에서 출력될 수 있다.
따라서, 수신기(400)는 적어도 하나의 안테나(410), 복수의 매칭부들(420), 복수의 정류기들(430), 바이패스 커패시터(440) 및 로드부(450)를 포함하는 구조를 갖거나, 적어도 하나의 안테나(410), 복수의 매칭부들(420), 복수의 정류기들(430), 바이패스 커패시터(440), 에너지 스토리지(460), 부스터(470), 파워 관리 회로(480) 및 로드부(450)를 포함하는 구조를 가질 수 있다.
이하, 수신기를 부스터(470)가 포함되는 구조로 설명하나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 부스터(470)가 포함되지 않는 구조 역시 마찬가지로, 적어도 하나의 안테나(410), 복수의 매칭부들(420) 및 복수의 정류기들(430)의 동작이 동일할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 수신기(500)는 안테나(510), 복수의 매칭부들(520), 복수의 정류기들(530) 및 부스터(540)를 포함할 수 있다.
안테나(510)는 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신한다. 이 때, 안테나(510)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치(511, 512, 513)를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(510)는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 수신되는 제1 급전 위치(511), 제2 주파수 대역의 파워 신호가 수신되는 제2 급전 위치(512) 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 수신되는 제3 급전 위치(513)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 급전 위치(511, 512, 513) 별로 공진 주파수가 서로 다르게 된다.
복수의 매칭부들(520)은 안테나(510)와 연결되어, 안테나(510)로부터 피딩되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(520) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
예를 들어, 안테나(510)로부터 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 수신되면, 복수의 매칭부들(520) 중 제1 매칭부(521)는 제1 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하고, 제2 매칭부(522)는 제2 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하며, 제3 매칭부(523)는 제3 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력할 수 있다.
복수의 정류기들(530)은 복수의 매칭부들(520)과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다.
이 때, 복수의 정류기들(530) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 정류기들(530) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 중 대응되는 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다. 예를 들어, 제1 정류기(531)는 제1 매칭부(521)로부터 출력되는 제1 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하고, 제2 정류기(532)는 제2 매칭부(522)로부터 출력되는 제2 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하며, 제3 정류기(533)는 제3 매칭부(523)로부터 출력되는 제3 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다.
부스터(540)는 복수의 정류기들(530) 각각과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 직류 전력을 충전에 적합한 직류 전력으로 변환한다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 다른 일실시예에 따른 수신기(600)는 도 5를 참조하여 기재된 수신기와 동일한 구조를 가지나, 스위치(610)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.
스위치(610)는 안테나(620) 및 복수의 매칭부들(630) 사이에 배치되어, 안테나(620)로부터 전달되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 복수의 매칭부들(630)로 선택적으로 전달할 수 있다.
예를 들어, 안테나(620)에 포함되는 서로 다른 급전 위치(621, 622, 623) 중 제1 급전 위치(621) 및 제2 급전 위치(622)에서 제1 주파수 대역의 파워 신호 및 제2 주파수 대역의 파워 신호가 수신되어 스위치(610)로 피딩되면, 스위치(610)는 제1 주파수 대역의 파워 신호 및 제2 주파수 대역의 파워 신호를 제1 매칭부(631) 및 제2 매칭부(632)로 선택적으로 전달할 수 있다.
따라서, 수신기(600)는 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 수신되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 따라 복수의 매칭부들(630) 및 복수의 정류기들(640)을 선택적으로 작동시킴으로써, 작업 복잡도를 낮추고, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 수신기를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 또 다른 일실시예에 따른 수신기(700)는 도 5를 참조하여 기재된 수신기와 동일한 구조를 가지나, 복수의 안테나들(710)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.
이 때, 복수의 안테나들(710) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 전송되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호는 주파수 대역 별로 서로 다른 안테나(711, 712, 713)로 수신될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나(711)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 수신하고, 제2 안테나(712)는 제2 주파수 대역의 파워 신호를 수신하며, 제3 안테나(713)는 제3 주파수 대역의 파워 신호를 수신할 수 있다.
마찬가지로, 수신기(700)는 도 6을 참조하여 기재된 수신기가 포함하는 스위치를 더 포함할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 기재되었기에, 생략하기로 한다.
도 8은 일실시예에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 송신기(810) 및 적어도 하나의 송신기(810)에 의해 무선으로 충전되는 적어도 하나의 수신기(820)를 포함한다.
적어도 하나의 송신기(810)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기(820) 각각으로 전송하고, 적어도 하나의 수신기(820)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신하여 충전 과정에서 이용할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 9 내지 10을 참조하여 기재하기로 한다.
도 9는 도 8에 도시된 적어도 하나의 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면, 일실시예에 따른 적어도 하나의 송신기는 신호 생성기(910), 복수의 매칭부들(920) 및 적어도 하나의 안테나(930)를 포함한다.
신호 생성기(910)는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성한다.
복수의 매칭부들(920)은 신호 생성기(910)와 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(920) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 매칭부들(920)이 구비되는 개수는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 개수에 대응되도록 구비될 수 있다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았지만, 신호 생성기(910) 및 복수의 매칭부들(920) 사이에는 복수의 주파수 대역을 각각의 파워 신호를 증폭하는 적어도 하나의 파워 앰프가 구비될 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 파워 앰프는 복수의 매칭부들(920)의 개수에 대응하여 복수 개 구비될 수 있다.
이러한 경우, 신호 생성기(910) 및 복수의 파워 앰프들 사이에는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 복수의 파워 앰프들로 선택적으로 전달하는 스위치가 구비될 수 있다.
적어도 하나의 안테나(930)는 복수의 매칭부들(920)과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송한다.
이 때, 적어도 하나의 안테나(930)가 한 개 구비되는 경우, 하나의 안테나는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치를 가질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 안테나(930)가 복수 개 구비되는 경우, 복수의 안테나들 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 수신기로부터 주파수 정보를 수신하는 주파수 정보 수신부를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 주파수 정보 수신부는 신호 생성기(910)의 전단에 위치하여, 신호 생성기(910)로 하여금 주파수 정보 수신부로부터 전달되는 주파수 정보에 기초하여 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 선택적으로 생성하도록 할 수 있다.
도 10은 도 8에 도시된 적어도 하나의 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 일실시예에 따른 적어도 하나의 수신기는 적어도 하나의 안테나(1010), 복수의 매칭부들(1020) 및 복수의 정류기들(1030)을 포함한다.
적어도 하나의 안테나(1010)는 적어도 하나의 송신기 각각으로부터 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 수신한다.
이 때, 적어도 하나의 안테나(1010)가 한 개 구비되는 경우, 하나의 안테나는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치를 가질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 안테나(1010)가 복수 개 구비되는 경우, 복수의 안테나들 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다.
복수의 매칭부들(1020)은 적어도 하나의 안테나(1010)와 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(1020) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 매칭부들(1020)이 구비되는 개수는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 개수에 대응되도록 구비될 수 있다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았지만, 적어도 하나의 안테나(1010) 및 복수의 매칭부들(1020) 사이에는 적어도 하나의 안테나(1010)로부터 전달되는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 복수의 매칭부들(1020)로 선택적으로 전달하는 스위치가 더 구비될 수 있다.
복수의 정류기들(1030)은 복수의 매칭부들(1020)과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류한다. 여기서, 복수의 정류기들(1030) 각각은 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호에 대응하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 정류기들(1030)이 구비되는 개수는 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 개수에 대응되도록 구비될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 무선 충전 시스템은 복수의 정류기들(1030) 각각과 연결되어, 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호의 직류 전력을 충전에 적합한 직류 전력으로 변환하는 부스터를 더 포함할 수 있다.
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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (1)

  1. 다중 주파수 기반의 무선 충전 시스템에서 이용되는 송신기에 있어서,
    복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 생성하는 신호 생성기;
    상기 신호 생성기와 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들;
    상기 복수의 매칭부들과 연결되어, 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 적어도 하나의 수신기 각각으로 전송하는 단일 안테나
    를 포함하고,
    상기 단일 안테나는 상기 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호 별로 서로 다른 급전 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 송신기.
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