KR102661464B1

KR102661464B1 - Wireless power transmitting apparatus and electronic apparatus including the same

Info

Publication number: KR102661464B1
Application number: KR1020190021202A
Authority: KR
Inventors: 권준찬; 손도현; 권태욱; 김형석; 김종구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2024-04-25
Also published as: WO2020171663A1; KR20200102781A

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 코일과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일에 출력하는 풀 브릿지부와, 파워 공급장치로부터 입력되는 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압으로 강압하여 동작 전압을 출력하는 전압 강압부와, 전압 강압부로부터의 동작 전압에 기초하여 동작하며, 풀 브릿지부에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. The present invention relates to a wireless power transmission device and electronic devices equipped with the same. A wireless power transmission device and an electronic device including the same according to an embodiment of the present invention perform switching based on the first level power input from a coil and an external power supply device that outputs multiple levels of power to provide alternating current power. A full bridge unit that outputs to the coil, a voltage step-down section that outputs an operating voltage by stepping down various levels of voltage input from the power supply device to a certain level of operating voltage, and operating based on the operating voltage from the voltage step-down section. And includes a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit. Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from an external power supply device.

Description

Wireless power transmission apparatus and electronic apparatus including the same}

본 발명은 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission device and an electronic device equipped with the same, and more specifically, to a wireless power transmission device capable of transmitting wireless power while reducing power loss by directly using power input from an external power supply device. It relates to devices and electronic devices equipped with the same.

무선 전력 전송 장치는, 무선으로 전력 전송을 하기 위한 장치이다.A wireless power transmission device is a device for transmitting power wirelessly.

한편, 무선 전력 전송 장치는, 유도 결합 방식 또는 공진 결합 방식으로 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device may wirelessly transmit power to the wireless power reception device using an inductive coupling method or a resonance coupling method.

한편, 무선 전력 전송 장치가, 외부로부터 일정한 레벨의 전원을 수신하고, 이를 이용하여, 무선 전력을 전송하는 경우, 무선 전력 전송을 위해, 내부에, 일정한 레벨의 전원을 승압하는 별도의 컨버터 등이 필요하게 된다.Meanwhile, when the wireless power transmission device receives power at a certain level from the outside and uses this to transmit wireless power, a separate converter, etc. that boosts the power at a certain level is installed inside for wireless power transmission. It becomes necessary.

특히, 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 도달하기 위해, dc/dc 컨버터에서 전력 변환을 별도로 수행한 후, 전력 변환된 전원을 이용하여, 무선 전력을 수행하여야 한다.In particular, in order to reach the amount of wireless power required by the wireless power receiving device, power conversion must be separately performed in a dc/dc converter, and then wireless power must be performed using the converted power.

그러나, 이러한 컨버터를 이용하는 경우, 전력 효율 손실이 발생하는 등의 문제가 있다.However, when using such a converter, there are problems such as loss of power efficiency.

본 발명의 목적은, 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to provide a wireless power transmission device that can transmit power wirelessly while reducing power loss by using power input from an external power supply device and an electronic device equipped therewith.

본 발명의 다른 목적은, 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 다양한 레벨의 전원을 이용하여 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission device capable of transmitting wireless power using various levels of power input from an external power supply device and an electronic device equipped therewith.

본 발명의 또 다른 목적은, 풀 브릿지부에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission device capable of varying at least one of the switching frequency or duty of a switching control signal input to a full bridge unit and an electronic device including the same.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 다른 목적은, 외부의 파워 공급장치에서 출력되는 전압의 레벨을 조절할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission device capable of adjusting the level of voltage output from an external power supply device and an electronic device equipped therewith.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 코일과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일에 출력하는 풀 브릿지부와, 파워 공급장치로부터 입력되는 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압으로 강압하여 동작 전압을 출력하는 전압 강압부와, 전압 강압부로부터의 동작 전압에 기초하여 동작하며, 풀 브릿지부에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a wireless power transmission device and an electronic device including the same according to an embodiment of the present invention are based on a coil and a first level of power input from an external power supply device that outputs multiple levels of power. A full bridge unit that performs switching and outputs AC power to the coil, a voltage step-down unit that outputs the operating voltage by stepping down the various levels of voltage input from the power supply device to a certain level of operating voltage, and a voltage step-down portion from the voltage step-down section. It operates based on the operating voltage and includes a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention switches the switching control signal input to the full bridge unit when the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is more than a predetermined value. At least one of frequency or duty can be varied.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치로, 제2 레벨의 전압 요청을 전송할 수 있다.Meanwhile, in the wireless power transmission device and electronic devices including the same according to an embodiment of the present invention, the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is maintained even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. If it is above a predetermined value, a second level voltage request can be transmitted to the power supply device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치로부터 제1 레벨 보다 높은 제2 레벨의 전원을 수신하고, 풀 브릿지부는, 제2 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행할 수 있다.Meanwhile, in the wireless power transmission device and electronic devices including the same according to an embodiment of the present invention, the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is maintained even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. If it is above a predetermined value, a second level power higher than the first level is received from the power supply device, and the full bridge unit can perform switching based on the second level power.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력하며, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 이하인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 높은 제2 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 큰 제2 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit, and wireless transmission power is output to the outside through the coil. If the target power is lower than this, a second switching control signal based on a second switching frequency higher than the first switching frequency or a second duty greater than the first duty may be output to the full bridge unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력하며, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 초과인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제3 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 낮은 제3 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit, and wireless transmission power is output to the outside through the coil. If this target power is exceeded, a second switching control signal based on a third switching frequency lower than the first switching frequency or a third duty lower than the first duty may be output to the full bridge unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 풀 브릿지부에서 출력되는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device including the same according to an embodiment of the present invention may further include an output current detection unit that detects the output current output from the full bridge unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 출력 전류에 기초하여, 무선 전송 전력을 연산할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention may calculate the wireless transmission power based on the output current.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 풀 브릿지부에 입력되는 입력 전압을 검출하는 입력 전압 검출부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device including the same according to an embodiment of the present invention may further include an input voltage detector that detects the input voltage input to the full bridge unit.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 검출되는 입력 전압의 레벨에 따라, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention may vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal depending on the level of the detected input voltage.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 외부의 무선 전력 수신 장치로부터 출력되는 무선 전송 전력 정보 또는 목표 전력 정보를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device equipped with the same according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit that receives wireless transmission power information or target power information output from an external wireless power reception device.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 코일과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일에 출력하는 풀 브릿지부와, 풀 브릿지부에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하며, 제어부는, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다.Meanwhile, a wireless power transmission device and an electronic device equipped with the same according to another embodiment of the present invention for achieving the above object include a coil and a first level power input from an external power supply device that outputs multiple levels of power. It includes a full bridge unit that performs power-based switching and outputs AC power to the coil, and a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit, and the control unit includes wireless transmission power and target power output to the outside through the coil. If the difference is greater than a predetermined value, at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit can be varied.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 코일과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일에 출력하는 풀 브릿지부와, 파워 공급장치로부터 입력되는 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압으로 강압하여 동작 전압을 출력하는 전압 강압부와, 전압 강압부로부터의 동작 전압에 기초하여 동작하며, 풀 브릿지부에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. A wireless power transmission device and an electronic device including the same according to an embodiment of the present invention perform switching based on the first level power input from a coil and an external power supply device that outputs multiple levels of power to provide alternating current power. A full bridge unit that outputs to the coil, a voltage step-down section that outputs an operating voltage by stepping down various levels of voltage input from the power supply device to a certain level of operating voltage, and operating based on the operating voltage from the voltage step-down section. And includes a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit. Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from an external power supply device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention switches the switching control signal input to the full bridge unit when the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is more than a predetermined value. At least one of frequency or duty can be varied. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치로, 제2 레벨의 전압 요청을 전송할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치에서 출력되는 전압의 레벨을 조절할 수 있게 된다.Meanwhile, in the wireless power transmission device and electronic devices including the same according to an embodiment of the present invention, the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is maintained even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. If it is above a predetermined value, a second level voltage request can be transmitted to the power supply device. Accordingly, it is possible to adjust the level of voltage output from the external power supply device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치로부터 제1 레벨 보다 높은 제2 레벨의 전원을 수신하고, 풀 브릿지부는, 제2 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, in the wireless power transmission device and electronic devices including the same according to an embodiment of the present invention, the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is maintained even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. If it is above a predetermined value, a second level power higher than the first level is received from the power supply device, and the full bridge unit can perform switching based on the second level power. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력하며, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 이하인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 높은 제2 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 큰 제2 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit, and wireless transmission power is output to the outside through the coil. If the target power is lower than this, a second switching control signal based on a second switching frequency higher than the first switching frequency or a second duty greater than the first duty may be output to the full bridge unit. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력하며, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 초과인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제3 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 낮은 제3 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부에 출력할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit, and wireless transmission power is output to the outside through the coil. If this target power is exceeded, a second switching control signal based on a third switching frequency lower than the first switching frequency or a third duty lower than the first duty may be output to the full bridge unit. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 풀 브릿지부에서 출력되는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 전송 장치에서 출력되는 무선 전력을 연산할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device including the same according to an embodiment of the present invention may further include an output current detection unit that detects the output current output from the full bridge unit. Accordingly, it is possible to calculate wireless power output from the wireless power transmission device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 풀 브릿지부에 입력되는 입력 전압을 검출하는 입력 전압 검출부를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 전송 장치에 입력되는 전력을 연산할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device including the same according to an embodiment of the present invention may further include an input voltage detector that detects the input voltage input to the full bridge unit. Accordingly, it is possible to calculate the power input to the wireless power transmission device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어부는, 검출되는 입력 전압의 레벨에 따라, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit of the wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention may vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal depending on the level of the detected input voltage. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 외부의 무선 전력 수신 장치로부터 출력되는 무선 전송 전력 정보 또는 목표 전력 정보를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device and the electronic device equipped with the same according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit that receives wireless transmission power information or target power information output from an external wireless power reception device. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는, 코일과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일에 출력하는 풀 브릿지부와, 풀 브릿지부에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하며, 제어부는, 코일을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, a wireless power transmission device and an electronic device including the same according to another embodiment of the present invention perform switching based on the first level power input from the coil and an external power supply device that outputs multiple levels of power. It includes a full bridge unit that outputs AC power to the coil, and a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit, wherein the control unit determines the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power by a predetermined value. In the above case, at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit can be varied. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명과 관련된 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9a 내지 도 9b는 도 8의 동작 설명에 참조되는 도면이다.Figure 1 is a diagram illustrating a wireless power transmission and reception system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating a wireless power transmission and reception system according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing an example of a wireless power transmission device related to the present invention.
Figure 4 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart showing a method of operating a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram referenced in the description of the operation of FIG. 6.
Figure 8 is a flowchart showing a method of operating a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
9A to 9B are diagrams referenced in the description of the operation of FIG. 8.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are simply given in consideration of the ease of writing this specification, and do not in themselves give any particularly important meaning or role. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.

본 명세서에서 기술하는 전자 기기는, 무선 전력 전송 장치를 구비하는 기기로서, 예를 들어, 영상표시장치, 노트북, 이동 단말기, 차량, 드론, 로봇, 로봇 청소기, 홈 어플라이언스, 각종 센서 등을 포함하는 개념일 수 있다. 여기서, 홈 어플라이언스는, 청소기, 헤어 드라이기, 선풍기, 세탁기, 공기청정기, 에어컨, 정수기, 냉장고, 건조기 등의 홈 어플라이언스 등을 포함할 수 있다. Electronic devices described in this specification are devices equipped with a wireless power transmission device, including, for example, video display devices, laptops, mobile terminals, vehicles, drones, robots, robot vacuum cleaners, home appliances, and various sensors. It could be a concept. Here, home appliances may include home appliances such as vacuum cleaners, hair dryers, fans, washing machines, air purifiers, air conditioners, water purifiers, refrigerators, and dryers.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram illustrating a wireless power transmission and reception system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 무선 전력 송수신 시스템(10)은, 무선 전력 전송 장치(100), 무선 전력 전송 장치(100)로 유선 등에 의해 파워를 공급하는 외부의 파워 공급장치(300a), 및 무선 전력 전송 장치(100)에 의해 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the wireless power transmission and reception system 10 includes a wireless power transmission device 100, an external power supply device 300a that supplies power to the wireless power transmission device 100 by wire, etc., and wireless power transmission. It may include a wireless power reception device 200 that receives wireless power by the device 100.

도면에서는, 무선 전력 수신 장치(200)의 일예로, 이동 단말기를 예시하나, 다양한 전자 기기가 가능하다.In the drawing, a mobile terminal is shown as an example of the wireless power receiving device 200, but various electronic devices are possible.

한편, 무선 전력 전송 장치(100)는, 유도 결합 방식 또는 공진 결합 방식으로 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device 100 may wirelessly transmit power to a wireless power reception device using an inductive coupling method or a resonance coupling method.

유도 결합 방식(Inductive Coupling) 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일(coil)을 지나는 자속이 변하게 되어 2차 코일(coil)측에 유도 기전력이 생기게 되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일(coil)을 근접시킨 채 1차 코일(coil)의 전류만 변화시키면 유도 기전력이 생기게 된다. The inductive coupling method changes the strength of the current flowing in the primary coil of two adjacent coils, and the magnetic field changes due to the current, which causes the magnetic field passing through the secondary coil to change. It uses the principle that magnetic flux changes and induced electromotive force is generated on the secondary coil side. In other words, according to this method, induced electromotive force is generated by only changing the current in the primary coil while bringing the two coils close to each other without spatially moving the two conductors.

공진 결합(Resonance Coupling) 방식은, 일정 거리가 떨어진 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 공진 주파수(Resonance Frequncy)를 인가하여 발생한 자기장 변화량 중 일부가 동일한 공진 주파수의 2차 코일(coil)에 인가되어 2차 코일(coil)에서 유도 기전력이 발생되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 송수신 장치가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우, 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 에너지 전달이 없게 된다.The resonance coupling method involves applying a resonance frequency to the primary coil of two coils separated by a certain distance, so that some of the magnetic field change generated is transferred to the secondary coil of the same resonance frequency ( It uses the principle that induced electromotive force is generated in the secondary coil by being applied to the coil. That is, according to this method, when the transmitting and receiving devices each resonate at the same frequency, electromagnetic waves are transmitted through a short-distance electromagnetic field, so if the frequencies are different, there is no energy transmission.

무선 전력 전송 장치(100)는, 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여, 무선 전력 수신 장치에 전달할 수 있다. 무선 전력 전송 장치(100)에 의해 전달되는 무선 전력 신호는, 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다.The wireless power transmission device 100 can convert power into a wireless power signal and transmit it to a wireless power reception device. The wireless power signal transmitted by the wireless power transmission device 100 is formed in the form of a magnetic field or electro-magnetic field with oscillation characteristics.

한편, 무선 전력 전송 장치(100)는, 내부의 전송 코일(CLt)을 이용하여, 무선 전력을 전송하며, 무선 전력 수신 장치(200)는, 내부의 수신 코일(CLr)을 이용하여 무선 전력을 수신할 수 있다. Meanwhile, the wireless power transmission device 100 transmits wireless power using an internal transmitting coil (CLt), and the wireless power receiving device 200 transmits wireless power using an internal receiving coil (CLr). You can receive it.

한편, 파워 공급장치(300a)는, 복수의 레벨의 전원을 출력할 수 있다. Meanwhile, the power supply device 300a can output power at multiple levels.

예를 들어, 파워 공급장치(300a)는, 제1 레벨의 직류 전압, 제2 레벨의 직류 전압, 제3 레벨의 직류 전압, 제4 레벨의 직류 전압 등을 출력할 수 있다.For example, the power supply device 300a may output a first level DC voltage, a second level DC voltage, a third level DC voltage, a fourth level DC voltage, etc.

보다 구체적으로, 파워 공급장치(300a)는, USB 3.1의 Power Delivery를 지원하는 장치로서, 출력 전압을 5V, 9V, 15V, 20V 등으로 구분하여 출력할 수 있다.More specifically, the power supply device 300a is a device that supports USB 3.1 Power Delivery and can output output voltages divided into 5V, 9V, 15V, 20V, etc.

한편, 파워 공급장치(300a)는, 케이블(CABa)을 통해, 무선 전력 전송 장치(100)로 다양한 레벨의 전압을 출력하며, 케이블(CABa)을 통해, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다.Meanwhile, the power supply device 300a outputs voltages at various levels to the wireless power transmission device 100 through the cable CABa, and receives a control signal from the wireless power transmission device 100 through the cable CABa. can receive.

예를 들어, 파워 공급장치(300a)는, 케이블(CABa)을 통해, 복수의 레벨 전압 중 특정 레벨의 전압 요청을, 수신할 수 있다.For example, the power supply device 300a may receive a request for a voltage of a specific level among a plurality of level voltages through the cable CABa.

다른 예로, 파워 공급장치(300a)는, 케이블(CABa)을 통해, 전압 출력 중지 요청을, 수신할 수도 있다.As another example, the power supply device 300a may receive a request to stop outputting voltage through the cable CABa.

한편, 도면에서는, 외부의 파워 공급장치(300a)로, 노트북을 예시하나, 이와 달리 다양한 변형이 가능하다.Meanwhile, in the drawing, a laptop is illustrated as the external power supply device 300a, but various modifications are possible.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 외부의 파워 공급장치(300a)로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여, 코일(CLt)을 통해, 무선 전력을 전송할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300a)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention performs switching based on the first level power input from the external power supply device 300a, and transmits wireless power through the coil CLt. can be transmitted. Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from the external power supply device 300a.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 파워 공급장치(300a)로부터 입력되는 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압(Vop)으로 강압하여 동작 전압(Vop)을 출력하는 전압 강압부(130)와, 전압 강압부(130)로부터의 동작 전압(Vop)에 기초하여 동작하며, 풀 브릿지부(120)에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부(170)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention outputs an operating voltage (Vop) by stepping down the various levels of voltage input from the power supply device (300a) to a constant level of operating voltage (Vop). It may include a voltage step-down section 130 that operates based on the operating voltage (Vop) from the voltage step-down section 130 and a control section 170 that outputs a switching control signal to the full bridge section 120. . Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from the external power supply device 300 as is.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)의 제어부(170)는, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부(120)에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit 170 of the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention performs full bridge when the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt and the target power is more than a predetermined value. At least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the unit 120 may be varied. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 코일(CLt)과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300a)로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일(CLt)에 출력하는 풀 브릿지부(120)와, 풀 브릿지부(120)에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부(170)를 포함하며, 제어부(170)는, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부(120)에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to another embodiment of the present invention is based on the first level power input from the coil CLt and the external power supply device 300a that outputs multiple levels of power. It includes a full bridge unit 120 that performs switching and outputs AC power to the coil CLt, and a control unit 170 that outputs a switching control signal to the full bridge unit 120. The control unit 170 includes a coil When the difference between the wireless transmission power output to the outside through (CLt) and the target power is greater than a predetermined value, at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit 120 may be varied. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram illustrating a wireless power transmission and reception system according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 무선 전력 송수신 시스템(20)은, 무선 전력 전송 장치(100), 무선 전력 전송 장치(100)로 유선 등에 의해 파워를 공급하는 외부의 파워 공급장치(300b), 및 무선 전력 전송 장치(100)에 의해 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the wireless power transmission and reception system 20 includes a wireless power transmission device 100, an external power supply device 300b that supplies power to the wireless power transmission device 100 by wire, etc., and wireless power transmission. It may include a wireless power reception device 200 that receives wireless power by the device 100.

도 2의 무선 전력 송수신 시스템(20)은, 도 1의 무선 전력 송수신 시스템(10)과 달리, 외부의 파워 공급장치(300b)가 내부의 컨버터 등을 구비하여, 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고, 다양한 레벨의 직류 전압을 출력하는 데에 그 차이가 있다.The wireless power transmission and reception system 20 of FIG. 2, unlike the wireless power transmission and reception system 10 of FIG. 1, includes an external power supply device 300b equipped with an internal converter, etc. to convert alternating current voltage to direct current voltage. , the difference lies in the output of various levels of direct current voltage.

즉, 도 2의 외부의 파워 공급장치(300b)는, USB 3.1의 Power Delivery를 지원하는 장치로서, 출력 전압을 5V, 9V, 15V, 20V 등으로 구분하여 출력할 수 있다.That is, the external power supply device 300b in FIG. 2 is a device that supports USB 3.1 Power Delivery and can output output voltages divided into 5V, 9V, 15V, 20V, etc.

한편, 파워 공급장치(300b)는, 케이블(CABb)을 통해, 무선 전력 전송 장치(100)로 다양한 레벨의 전압을 출력하며, 케이블(CABb)을 통해, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다.Meanwhile, the power supply device 300b outputs voltages at various levels to the wireless power transmission device 100 through the cable CABb, and receives a control signal from the wireless power transmission device 100 through the cable CABb. can receive.

예를 들어, 파워 공급장치(300b)는, 케이블(CABb)을 통해, 복수의 레벨 전압 중 특정 레벨의 전압 요청을, 수신할 수 있다.For example, the power supply device 300b may receive a request for a voltage of a specific level among a plurality of level voltages through the cable CABb.

다른 예로, 파워 공급장치(300b)는, 케이블(CABb)을 통해, 전압 출력 중지 요청을, 수신할 수도 있다.As another example, the power supply device 300b may receive a request to stop outputting voltage through the cable CABb.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 외부의 파워 공급장치(300b)로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여, 코일(CLt)을 통해, 무선 전력을 전송할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300b)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention performs switching based on the first level power input from the external power supply device 300b, and transmits wireless power through the coil CLt. can be transmitted. Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from the external power supply device 300b.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 파워 공급장치(300b)로부터 입력되는 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압(Vop)으로 강압하여 동작 전압(Vop)을 출력하는 전압 강압부(130)와, 전압 강압부(130)로부터의 동작 전압(Vop)에 기초하여 동작하며, 풀 브릿지부(120)에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부(170)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300b)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention outputs an operating voltage (Vop) by stepping down the various levels of voltage input from the power supply device (300b) to a constant level of operating voltage (Vop). It may include a voltage step-down section 130 that operates based on the operating voltage (Vop) from the voltage step-down section 130 and a control section 170 that outputs a switching control signal to the full bridge section 120. . Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from the external power supply device 300b.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는, 코일(CLt)과, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300b)로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일(CLt)에 출력하는 풀 브릿지부(120)와, 풀 브릿지부(120)에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부(170)를 포함하며, 제어부(170)는, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부(120)에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to another embodiment of the present invention is based on the first level power input from the coil CLt and the external power supply device 300b that outputs multiple levels of power. It includes a full bridge unit 120 that performs switching and outputs AC power to the coil CLt, and a control unit 170 that outputs a switching control signal to the full bridge unit 120. The control unit 170 includes a coil When the difference between the wireless transmission power output to the outside through (CLt) and the target power is greater than a predetermined value, at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit 120 may be varied. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

도 3은 본 발명과 관련된 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram showing an example of a wireless power transmission device related to the present invention.

도면을 참조하면, 도 3의 무선 전력 전송장치(100x)는, 파워 공급장치((300x)로부터 입력되는 전압(Vx)의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터(110x)와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 레벨을 변환된 직류 전압을 이용한 스위칭을 수행하는 풀 브릿지부(120x)와, 풀 브릿지부(120x)를 제어하는 제어부(170x)를 구비할 수 있다.Referring to the drawing, the wireless power transmitter 100x of FIG. 3 includes a dc/dc converter 110x that converts the level of the voltage Vx input from the power supply device 300x, and a plurality of switching elements. It may be provided with a full bridge unit (120x) that performs switching using the level converted direct current voltage, and a control unit (170x) that controls the full bridge unit (120x).

이러한 방식에 의하면, 무선 전력 수신 장치 내의 수신 코일(CLr)로, 코일(CLt)를 통해, 무선 전력을 전송할 수 있다.According to this method, wireless power can be transmitted to the receiving coil (CLr) in the wireless power receiving device through the coil (CLt).

그러나, 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 도달하기 위해, dc/dc 컨버터(110x)에서 전력 변환을 별도로 수행한 후, 전력 변환된 전원을 이용하여, 무선 전력을 수행하여야 한다.However, in order to reach the amount of wireless power required by the wireless power receiving device, power conversion must be performed separately in the dc/dc converter (110x) and then wireless power must be performed using the converted power. do.

그러나, 이러한 dc/dc 컨버터(110x)를 이용하는 경우, 전력 효율 손실이 발생하는 등의 문제가 있다.However, when using this dc/dc converter (110x), there is a problem such as loss of power efficiency.

이에 본 발명에서는, 전력 효율 손실 저감을 위해, 외부의 파워 공급장치로부터의 입력 전압을 그대로 이용하여, 무선 전력을 전송하는 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 4 이하를 참조하여 기술한다.Accordingly, in order to reduce power efficiency loss, the present invention proposes a method of transmitting wireless power by directly using the input voltage from an external power supply device. This will be described with reference to FIG. 4 and below.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram illustrating an example of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치(100)는, 코일(CLt)과, 풀 브릿지부(120)와, 전압 강압부(130)와, 제어부(170)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the wireless power transmitter 100 according to an embodiment of the present invention includes a coil (CLt), a full bridge unit 120, a voltage step-down unit 130, and a control unit 170. can do.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치(100)는, 입력 전압 검출부(A)와, 출력 전류 검출부(E)를 구비할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission device 100 according to an embodiment of the present invention may include an input voltage detection unit (A) and an output current detection unit (E).

전압 강압부(130)는, 다양한 레벨의 전압을 일정한 레벨의 동작 전압(Vop)으로 강압하여 동작 전압(Vop)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 다양한 레벨의 전압을 3.3V의 일정 전압으로 변환하여, 제어부(170)에 출력할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는, 일정 전압에 기초하여, 동작하게 된다.The voltage step-down unit 130 may output the operating voltage (Vop) by stepping down voltages at various levels to a constant level of the operating voltage (Vop). For example, voltages at various levels can be converted into a constant voltage of 3.3V and output to the control unit 170. Accordingly, the control unit 170 operates based on a constant voltage.

입력 전압 검출부(A)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 입력 전압(Vin)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전압 검출부(A)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 입력 전압(Vin)은, 펄스 형태의 이산 신호(diocrete signal)로서, 제어부(170)에 입력될 수 있다.The input voltage detector (A) can detect the input voltage (Vin) input from the external power supply device 300. To this end, the input voltage detection unit (A) may include a resistor element, an amplifier, etc. The detected input voltage Vin may be input to the control unit 170 as a pulse-shaped discrete signal.

출력 전류 검출부(E)는, 풀 브릿지부(120)에서 출력되는 출력 전류(i_o)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 출력 전류 검출부(E)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 출력 전류(i_o)는, 펄스 형태의 이산 신호(diocrete signal)로서, 제어부(170)에 입력될 수 있다.The output current detection unit (E) can detect the output current (i _o ) output from the full bridge unit 120. For this purpose, a CT (current trnasformer), shunt resistor, etc. may be used as the output current detection unit (E). The detected output current (i _o ) may be input to the control unit 170 as a pulse-shaped discrete signal.

풀 브릿지부(120)는, 복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 전압을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 코일(CLt)에 출력할 수 있다. The full bridge unit 120 is provided with a plurality of switching elements, and converts the voltage input from the external power supply device 300 into alternating current power of a predetermined frequency by the on/off operation of the switching elements, and coil ( CLt).

풀 브릿지부(120)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상측 스위칭 소자(S1,S2) 및 하측 스위칭 소자(S3,S4)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하측 스위칭 소자가 서로 병렬(S1&S3,S2&S4)로 연결된다. 각 스위칭 소자(S1,S2,S3,S4)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The full bridge unit 120 is a pair of upper switching elements (S1, S2) and lower switching elements (S3, S4) that are connected in series with each other, and a total of two pairs of upper and lower switching elements are parallel to each other (S1 & S3, It is connected to S2&S4). A diode is connected to each switching element (S1, S2, S3, S4) in anti-parallel.

풀 브릿지부(120) 내의 스위칭 소자들은 제어부(170)로부터의 스위칭 제어신호(Scc)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 코일(CLt)에 출력되게 된다. The switching elements in the full bridge unit 120 perform on/off operations based on the switching control signal (Scc) from the control unit 170. As a result, alternating current power having a predetermined frequency is output to the coil CLt.

제어부(170)는, 센서리스 방식을 기반으로, 풀 브릿지부(120)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(170)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The control unit 170 may control the switching operation of the full bridge unit 120 based on a sensorless method. For this purpose, the control unit 170 can receive the output current (io) detected by the output current detection unit (E).

제어부(170)는, 풀 브릿지부(120)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 스위칭 제어신호(Scc)를 풀 브릿지부(120)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Scc)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The control unit 170 outputs a switching control signal (Scc) to the full bridge unit 120 in order to control the switching operation of the full bridge unit 120. The switching control signal (Scc) is a pulse width modulation (PWM) switching control signal, which is generated and output based on the output current (io) detected by the output current detector (E).

특히, 제어부(170)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)에 기초하여, 전송되는 무선 전력의 전력량을 연산할 수 있다.In particular, the control unit 170 can calculate the amount of transmitted wireless power based on the output current (io) detected by the output current detection unit (E).

한편, 제어부(170)는, 입력 전압 검출부(A)에서 검출되는 입력 전압(Vin)에 기초하여, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 전력량을 연산할 수 있다.Meanwhile, the control unit 170 may calculate the amount of power input from the external power supply device 300 based on the input voltage Vin detected by the input voltage detection unit A.

한편, 풀 브릿지부(120)는, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 제1 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행하여 교류 전원을 코일(CLt)에 출력할 수 있다.Meanwhile, the full bridge unit 120 can output alternating current power to the coil CLt by performing switching based on the first level power input from the external power supply 300 that outputs multiple levels of power. there is.

특히, 풀 브릿지부(120)는, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 스위칭을 수행할 수 있다. In particular, the full bridge unit 120 can perform switching by directly using the power input from the external power supply device 300 that outputs multiple levels of power.

예를 들어, 외부의 파워 공급장치(300)는, USB 3.1의 Power Delivery를 지원하는 장치로서, 출력 전압을 5V, 9V, 15V, 20V 등으로 구분하여 출력할 수 있다.For example, the external power supply device 300 is a device that supports USB 3.1 Power Delivery and can output output voltages divided into 5V, 9V, 15V, 20V, etc.

예를 들어, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 5V의 전압이 입력되는 경우, 풀 브릿지부(120)는, 5V의 전압을 그대로 이용하여, 스위칭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 전원을 그대로 이용하여, 전력 손실을 저감하면서 무선 전력을 전송할 수 있게 된다. For example, when a voltage of 5V is input from the external power supply device 300, the full bridge unit 120 can perform switching using the voltage of 5V as is. Accordingly, it is possible to transmit wireless power while reducing power loss by using the power input from the external power supply device 300 as is.

한편, 제어부(170)는, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 풀 브릿지부(120)에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, when the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt and the target power is more than a predetermined value, the control unit 170 sets the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit 120. At least one of them can be changed. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 제어부(170)는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력하며, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 이하인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 높은 제2 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 큰 제2 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit 170 outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit 120, and the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt is the target power. In the following cases, a second switching control signal based on a second switching frequency higher than the first switching frequency or a second duty greater than the first duty may be output to the full bridge unit 120. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 제어부(170)는, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 제1 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력하며, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 초과인 경우, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제3 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 낮은 제3 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit 170 outputs a first switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit 120, and the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt is the target power. If it exceeds, a second switching control signal based on a third switching frequency lower than the first switching frequency or a third duty lower than the first duty may be output to the full bridge unit 120. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

예를 들어, 무선 전송 전력이 목표 전력 보다 작아, 무선 전송 전력량을 증가시켜야 하는 경우, 제어부(170)는, 공진 주파수에 근접하도록 스위칭 주파수를 가변할 수 있다. 즉, 스위칭 주파수를 증가시킬 수 있다. 이때, 무선 전송 전력과 목표 전력의 차이가 클수록, 스위칭 주파수는 커질 수 있다. For example, when the wireless transmission power is less than the target power and the amount of wireless transmission power needs to be increased, the control unit 170 may vary the switching frequency to approach the resonance frequency. That is, the switching frequency can be increased. At this time, the larger the difference between the wireless transmission power and the target power, the larger the switching frequency can be.

다른 예로, 무선 전송 전력이 목표 전력 보다 높아, 무선 전송 전력량을 감소시켜야 하는 경우, 제어부(170)는, 공진 주파수에 멀어지도록 스위칭 주파수를 가변할 수 있다. 즉, 스위칭 주파수를 감소시킬 수 있다. 이때, 무선 전송 전력과 목표 전력의 차이가 클수록, 스위칭 주파수는 작아질 수 있다.As another example, when the wireless transmission power is higher than the target power and the amount of wireless transmission power must be reduced, the control unit 170 may vary the switching frequency to move away from the resonance frequency. That is, the switching frequency can be reduced. At this time, the larger the difference between the wireless transmission power and the target power, the smaller the switching frequency can be.

한편, 무선 전송 전력이 목표 전력 보다 작아, 무선 전송 전력량을 증가시켜야 하는 경우, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호(Scc)의 듀티를 증가시킬 수 있다. 이때, 무선 전송 전력과 목표 전력의 차이가 클수록, 스위칭 제어 신호(Scc)의 듀티는 커질 수 있다. Meanwhile, when the wireless transmission power is less than the target power and the amount of wireless transmission power needs to be increased, the control unit 170 may increase the duty of the switching control signal (Scc). At this time, the larger the difference between the wireless transmission power and the target power, the larger the duty of the switching control signal (Scc) can be.

한편, 무선 전송 전력이 목표 전력 보다 높아, 무선 전송 전력량을 감소시켜야 하는 경우, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호(Scc)의 듀티를 감소시킬 수 있다. 이때, 무선 전송 전력과 목표 전력의 차이가 클수록, 스위칭 제어 신호(Scc)의 듀티수는 작아질 수 있다.Meanwhile, when the wireless transmission power is higher than the target power and the amount of wireless transmission power must be reduced, the control unit 170 may reduce the duty of the switching control signal (Scc). At this time, the larger the difference between the wireless transmission power and the target power, the smaller the duty number of the switching control signal (Scc) may be.

한편, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치(300)로, 제2 레벨의 전압 요청을 전송하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 외부의 파워 공급장치(300)에서 출력되는 전압의 레벨을 조절할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit 170 operates the power supply device 300 when the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt and the target power is greater than a predetermined value even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. ), it can be controlled to transmit a second level voltage request. Accordingly, it is possible to adjust the level of voltage output from the external power supply device 300.

한편, 무선 전력 전송 장치(100)는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주기 또는 듀티 중 가변 이후에도, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급장치(300)로부터 제1 레벨 보다 높은 제2 레벨의 전원을 수신하고, 풀 브릿지부(120)는, 제2 레벨의 전원에 기초한 스위칭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the wireless power transmission device 100 supplies power when the difference between the wireless transmission power output externally through the coil CLt and the target power is greater than a predetermined value even after the switching period or duty of the switching control signal is changed. Upon receiving power of a second level higher than the first level from the device 300, the full bridge unit 120 may perform switching based on the power of the second level. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

한편, 제어부(170)는, 검출되는 입력 전압(Vin)의 레벨에 따라, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 무선 전력량에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Meanwhile, the control unit 170 may vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal depending on the level of the detected input voltage Vin. Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the amount of wireless power required by the wireless power receiving device.

예를 들어, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 목표 전력이 10W인 경우, 제어부(170)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 5V의 전압이 인가되는 중에, 11V의 전압 요청을 전송하도록 제어할 수 있다.For example, if the target power required by the wireless power receiving device is 10W, the control unit 170 may control to transmit a voltage request of 11V while a voltage of 5V is applied from the external power supply device 300. You can.

이에 따라, 풀 브릿지부(120)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 수신되는 11V의 전압을 그대로 이용한 스위칭을 통해, 무선 전력을 전송할 수 있다.Accordingly, the full bridge unit 120 can transmit wireless power through switching using the voltage of 11V received from the external power supply device 300.

이때, 전송되는 무선 전력이 목표 전력과 차이가 있는 경우, 제어부(170)는, 11V의 전압 인가 중에, 스위칭 주파수 또는 듀티를 가변하여, 목표 전력에 도달하도록 제어할 수 있다.At this time, if the transmitted wireless power is different from the target power, the controller 170 may vary the switching frequency or duty while applying a voltage of 11V and control it to reach the target power.

다른 예로, 무선 전력 수신 장치에서 요구하는 목표 전력이 15W인 경우, 제어부(170)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 11V의 전압이 인가되는 중에, 13V의 전압 요청을 전송하도록 제어할 수 있다.As another example, when the target power required by the wireless power receiving device is 15W, the control unit 170 may control to transmit a voltage request of 13V while a voltage of 11V is applied from the external power supply device 300. there is.

이에 따라, 풀 브릿지부(120)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 수신되는 13V의 전압을 그대로 이용한 스위칭을 통해, 무선 전력을 전송할 수 있다.Accordingly, the full bridge unit 120 can transmit wireless power through switching using the voltage of 13V received from the external power supply device 300.

이때, 전송되는 무선 전력이 목표 전력과 차이가 있는 경우, 제어부(170)는, 13V의 전압 인가 중에, 스위칭 주파수 또는 듀티를 가변하여, 목표 전력에 도달하도록 제어할 수 있다.At this time, if the transmitted wireless power is different from the target power, the controller 170 may vary the switching frequency or duty while applying a voltage of 13V and control it to reach the target power.

한편, 외부의 파워 공급장치(300)에서 5V, 9V, 15V, 20V 등으로 구분된 입력 전압이 입력되는 경우, 상기와 같이, 스위칭 주파수 또는 듀티를 가변함으로써, 외부의 파워 공급장치(300)에서 출력되는 레벨의 레인지 보다 훨씬 넓은 레인지인 2 내지 20V의 입력 전압이 인가되는 것과 같은 효과가 발생할 수 있다.Meanwhile, when an input voltage classified as 5V, 9V, 15V, 20V, etc. is input from the external power supply device 300, the switching frequency or duty is varied as described above, so that the external power supply device 300 The same effect can occur when an input voltage of 2 to 20 V, which is a much wider range than the range of the output level, is applied.

따라서, 도 3의 dc/dc 컨버터(110x) 등이 불필요하게 되며, 따라서, 컨버터(110x)의 미사용으로 인한, 전력 변환 손실이 저감될 수 있게 된다.Accordingly, the dc/dc converter 110x of FIG. 3 becomes unnecessary, and thus power conversion loss due to non-use of the converter 110x can be reduced.

한편, 제어부(170)는, 무선 전력 수신 장치에서의 무선 충전량에 따라, 무선 전송 장치(100)에서의 무선 전력 전송이 중지되도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(170)는, 풀 브릿지부(120)의 스위칭이 중지되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit 170 may control wireless power transmission from the wireless transmitting device 100 to be stopped according to the amount of wireless charging in the wireless power receiving device. To this end, the control unit 170 may control the switching of the full bridge unit 120 to be stopped.

나아가, 제어부(170)는, 외부의 파워 공급장치(300)로 전압 출력 중지 요청을, 전송하도록 제어할 수도 있다. 이에 따라, 효율적인 전력 관리가 가능하게 된다.Furthermore, the control unit 170 may control to transmit a request to stop voltage output to the external power supply device 300. Accordingly, efficient power management is possible.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 일예를 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an example of a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 5의 무선 전력 전송 장치(100b)는, 도 4의 무선 전력 전송 장치(100)와 같이, 코일(CLt)과, 풀 브릿지부(120)와, 전압 강압부(130)와, 제어부(170), 입력 전압 검출부(A)와, 출력 전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 풀 브릿지부(120)와, 전압 강압부(130)와, 제어부(170), 입력 전압 검출부(A)와, 출력 전류 검출부(E) 등의 동작은, 도 4와 동일하며, 도 4를 참조하여 생략한다.Referring to the drawings, the wireless power transmission device 100b of FIG. 5, like the wireless power transmission device 100 of FIG. 4, includes a coil CLt, a full bridge unit 120, and a voltage step-down unit 130. It may include a control unit 170, an input voltage detection unit (A), and an output current detection unit (E). The operations of the full bridge unit 120, the voltage step-down unit 130, the control unit 170, the input voltage detection unit (A), and the output current detection unit (E) are the same as those in FIG. 4, see FIG. 4. Therefore, it is omitted.

한편, 도 4와 달리, 도 5의 무선 전력 전송 장치(100b)는, 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부(180)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, unlike FIG. 4, the wireless power transmission device 100b of FIG. 5 may further include a communication unit 180 that communicates with the wireless power reception device.

통신부(180)는, 무선 전력 수신 장치로부터 무선 전송 전력 정보 또는 목표 전력 정보를 수신할 수 있다. 특히, 무선 전력 전송 장치(100b)에서 전송되어 무선 전력 수신 장치에 수신된 전력 정보를 수신할 수 있다.The communication unit 180 may receive wireless transmission power information or target power information from a wireless power reception device. In particular, power information transmitted from the wireless power transmission device 100b and received by the wireless power reception device may be received.

이에 따라, 제어부(170)는, 정확한 무선 전력 전송 정보와 목표 전력을 비교하고, 비교에 기초하여, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 등을 가변할 수 있으며, 나아가, 외부의 파워 공급장치(300)로, 전압 가변 요청을 전송하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 170 can compare the accurate wireless power transmission information and the target power and change the switching frequency or duty of the switching control signal based on the comparison, and further, the external power supply device 300 ), it can be controlled to transmit a voltage variation request.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이고, 도 7은 도 6의 동작 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 6 is a flowchart showing a method of operating a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram referenced in the description of the operation of FIG. 6.

먼저, 도 6을 참조하면, 무선 전력 전송장치(100) 내의 풀 브릿지부(120)는, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 제1 레벨의 입력 전압을 수신할 수 있다(S610).First, referring to FIG. 6, the full bridge unit 120 in the wireless power transmitter 100 receives the first level input voltage from the external power supply device 300 that outputs multiple levels of power. You can do it (S610).

한편, 입력 전압 검출부(A)는, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 제1 레벨의 입력 전압을 검출하고, 검출된 정보를 제어부(170)로 전송할 수 있다.Meanwhile, the input voltage detection unit A may detect the first level input voltage input from the external power supply device 300 and transmit the detected information to the control unit 170.

다음, 제어부(170)는, 입력 전압 검출부(A)로부터의 정보에 기초하여, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 제1 레벨의 입력 전압이 입력되는 것으로 판단할 수 있다.Next, the control unit 170 may determine that a first level input voltage is input from the external power supply device 300, based on information from the input voltage detection unit (A).

다음, 제어부(170)는, 제1 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다(S615).Next, the control unit 170 may output a switching control signal based on the first level input voltage to the full bridge unit 120 (S615).

다음, 제어부(170)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(io)에 기초하여 무선 전송 전력 정보를 연산할 수 있다.Next, the control unit 170 may calculate wireless transmission power information based on the output current (io) detected by the output current detection unit (E).

한편, 제어부(170)는, 통신부(180) 등을 통해, 목표 전력 정보를 수신할 수 있다.Meanwhile, the control unit 170 may receive target power information through the communication unit 180, etc.

다음, 제어부(170)는, 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 지 여부를 판단하고(S625), 해당하는 경우, 풀 브릿지부(120)에 입력되는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변하도록 제어할 수 있다.Next, the control unit 170 determines whether the difference between the wireless transmission power and the target power is greater than a predetermined value (S625), and, if applicable, changes the switching frequency or the switching control signal input to the full bridge unit 120. At least one of the duties can be controlled to vary.

이에 따라, 제어부(170)는, 스위칭 주파수 또는 듀티가 가변된 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력할 수 있다(S625).Accordingly, the control unit 170 may output a second switching control signal with a variable switching frequency or duty to the full bridge unit 120 (S625).

다음, 제어부(170)는, 스위칭 주파수 또는 듀티 가변 이후, 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 지 여부를 다시 판단하고(S630), 해당하는 경우, 파워 공급 장치(300)로 제2 레벨의 전압 전송을 요청할 수 있다(S635).Next, after changing the switching frequency or duty, the control unit 170 determines again whether the difference between the wireless transmission power and the target power is greater than a predetermined value (S630), and, if applicable, sends the power to the power supply device 300. Two-level voltage transmission can be requested (S635).

이에 따라, 파워 공급 장치(300)는, 제2 레벨의 전압을, 무선 전력 전송 장치(100)로 출력할 수 있다.Accordingly, the power supply device 300 may output the second level voltage to the wireless power transmission device 100.

다음, 무선 전력 전송 장치(100)는, 파워 공급 장치(300)로부터 제2 레벨의 입력 전압을 수신한다(S640).Next, the wireless power transmission device 100 receives a second level input voltage from the power supply device 300 (S640).

그리고, 제어부(170)는, 입력 전압 검출부(A)로부터의 정보에 기초하여, 외부의 파워 공급장치(300)로부터 제2 레벨의 입력 전압이 입력되는 것으로 판단할 수 있다.And, the control unit 170 may determine that the second level input voltage is input from the external power supply device 300, based on information from the input voltage detection unit (A).

다음, 제어부(170)는, 제2 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다(S645). 이에 따라, 전력 효율 손실을 저감하면서, 목표 전력에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.Next, the control unit 170 may output a switching control signal based on the second level input voltage to the full bridge unit 120 (S645). Accordingly, it is possible to transmit wireless power corresponding to the target power while reducing power efficiency loss.

도 7의 (a)는, 무선 전력 전송 장치(100)의 무선 전송 전력 파형(Pm)을 예시하며, 도 7의 (b)는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 파형(fm)을 예시하며, 도 7의 (c)는 무선 전력 전송 장치(100)로 입력되는 입력 전압 파형(Vinm)을 예시한다.Figure 7 (a) illustrates the wireless transmission power waveform (Pm) of the wireless power transmission device 100, Figure 7 (b) illustrates the switching frequency waveform (fm) of the switching control signal, Figure 7 (c) illustrates the input voltage waveform (Vinm) input to the wireless power transmission device 100.

먼저, Ta1 시점에, 제1 레벨의 입력 전압(Vina)이 입력되면, 제어부(170)는, 제1 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다. 이때, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수는 도 7의 (b)와 같이, f1에 대응할 수 있다.First, when the first level input voltage Vina is input at time Ta1, the control unit 170 may output a switching control signal based on the first level input voltage to the full bridge unit 120. At this time, the switching frequency of the switching control signal may correspond to f1, as shown in (b) of FIG. 7.

이에 따라, Ta1 시점 부터, 무선 전력 전송이 수행되어, 전송되는 무선 전력의 레벨이, 도 7의 (a)와 같이 상승할 수 있다.Accordingly, from time point Ta1, wireless power transmission is performed, and the level of transmitted wireless power can increase as shown in (a) of FIG. 7.

도 7의 (a)의 Ta1 시점 부터 Ta2 시점까지, 무선 전송 전력의 레벨은 최대값이 Pka로서, 목표 전력인 Pta 또는 목표 전력(Pta)의 일정 범위 이내(Par)와 차이를 보이게 된다.From time Ta1 to time Ta2 in (a) of FIG. 7, the level of wireless transmission power has a maximum value of Pka, which is different from the target power Pta or within a certain range (Par) of the target power (Pta).

이에 따라, 제어부(170)는, 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 170 may control to vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal when the difference between the wireless transmission power and the target power is greater than or equal to a predetermined value.

따라서, Ta2 시점 부터, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수가 제1 스위칭 주파수(f1)에서 제2 스위칭 주파수(f2)로 상승하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 무선 전송 전력의 레벨은 상승할 수 있다.Accordingly, from time Ta2, the controller 170 can control the switching frequency of the switching control signal to increase from the first switching frequency f1 to the second switching frequency f2. Accordingly, the level of wireless transmission power may increase.

도 7의 (a)의 Ta2 시점 부터 Ta3 시점까지, 무선 전송 전력의 레벨은 최대값이 Pka 보다 큰 Pkb로 증가하나, 목표 전력인 Pta 또는 목표 전력(Pta)의 일정 범위 이내(Par)와 차이를 보이게 된다.From time Ta2 to time Ta3 in (a) of Figure 7, the level of wireless transmission power increases to Pkb, whose maximum value is greater than Pka, but is different from the target power Pta or within a certain range (Par) of the target power (Pta). is displayed.

이에 따라, 제어부(170)는, 무선 전송 전력과 목표 전력과의 차이가 소정치 이상인 경우, 파워 공급 장치(300)로 제2 레벨의 전압 전송을 요청하도록 제어할 수 있다. Accordingly, the control unit 170 may control the power supply device 300 to request transmission of a second level voltage when the difference between the wireless transmission power and the target power is greater than or equal to a predetermined value.

파워 공급 장치(300)는, Ta3 시점 부터, 제2 레벨의 전압을, 무선 전력 전송 장치(100)로 출력할 수 있다.The power supply device 300 may output a second level voltage to the wireless power transmission device 100 from time point Ta3.

이에 따라, Ta3 시점 부터, 무선 전력 전송 장치(100)는, 파워 공급 장치(300)로부터 제2 레벨의 입력 전압을 수신할 수 있다.Accordingly, from time Ta3, the wireless power transmission device 100 can receive the second level input voltage from the power supply device 300.

그리고, 제어부(170)는, 제2 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 출력하여, 풀 브릿지부(120)를 동작하도록 제어할 수 있다.Additionally, the control unit 170 may control the full bridge unit 120 to operate by outputting a switching control signal based on the second level input voltage.

도 7의 (a)에 의하면, Ta3 시점 부터, 무선 전송 전력이 상승하여 대략 Pkc의 레벨을 유지하는 것을 예시한다. 즉, 목표 전력인 Pta 또는 목표 전력(Pta)의 일정 범위 이내(Par)에 근접하게 된다. 따라서, 전력 효율 손실을 저감하면서, 목표 전력에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.According to (a) of FIG. 7, from the time point Ta3, the wireless transmission power increases and approximately maintains the level of Pkc. In other words, it approaches the target power Pta or within a certain range (Par) of the target power Pta. Therefore, it is possible to transmit wireless power corresponding to the target power while reducing power efficiency loss.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이고, 도 9a 내지 도 9b는 도 8의 동작 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 8 is a flowchart showing an operation method of a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B are diagrams referenced in the description of the operation of FIG. 8.

먼저, 도 8을 참조하면, 무선 전력 전송장치(100) 내의 풀 브릿지부(120)는, 복수 레벨의 전원을 출력하는 외부의 파워 공급장치(300)로부터 입력되는 제1 레벨의 입력 전압을 수신할 수 있다(S710).First, referring to FIG. 8, the full bridge unit 120 in the wireless power transmitter 100 receives the first level input voltage from the external power supply device 300 that outputs multiple levels of power. You can do it (S710).

다음, 제어부(170)는, 제1 레벨의 입력 전압에 기초하여, 제1 스위칭 주파수와 제1 듀티에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다(S715).Next, the control unit 170 may output a switching control signal based on the first switching frequency and the first duty to the full bridge unit 120 based on the input voltage of the first level (S715).

다음, 제어부(170)는, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 이하인 지 여부를 판단한다(S712).Next, the control unit 170 determines whether the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt is less than the target power (S712).

그리고, 해당하는 경우, 제어부(170)는, 제1 스위칭 주파수 보다 높은 제2 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 큰 제2 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력할 수 있다(S722). And, if applicable, the control unit 170 may output a second switching control signal based on a second switching frequency higher than the first switching frequency or a second duty greater than the first duty to the full bridge unit 120. (S722).

한편, 코일(CLt)을 통해 외부로 출력되는 무선 전송 전력이 목표 전력 초과인 경우, 제어부(170)는, 제1 스위칭 주파수 보다 낮은 제3 스위칭 주파수 또는 제1 듀티 보다 낮은 제3 듀티에 기초한 제2 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)에 출력할 수 있다(S724). Meanwhile, when the wireless transmission power output to the outside through the coil CLt exceeds the target power, the control unit 170 provides a third switching frequency lower than the first switching frequency or a third duty lower than the first duty. 2 The switching control signal can be output to the full bridge unit 120 (S724).

도 9a의 (a)는, 무선 전력 전송 장치(100)의 무선 전송 전력 파형(Pmb)을 예시하며, 도 9a의 (b)는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 파형(fmb)을 예시한다.(a) of FIG. 9A illustrates the wireless transmission power waveform (Pmb) of the wireless power transmission device 100, and (b) of FIG. 9A illustrates the switching frequency waveform (fmb) of the switching control signal.

먼저, Tb1 시점에, 제1 레벨의 입력 전압(Vina)이 입력되면, 제어부(170)는, 제1 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다. 이때, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수는 도 9a의 (b)와 같이, f1에 대응할 수 있다.First, when the first level input voltage Vina is input at time Tb1, the control unit 170 may output a switching control signal based on the first level input voltage to the full bridge unit 120. At this time, the switching frequency of the switching control signal may correspond to f1, as shown in (b) of FIG. 9A.

이에 따라, Tb1 시점 부터, 무선 전력 전송이 수행되어, 전송되는 무선 전력의 레벨이, 도 9a의 (a)와 같이 상승할 수 있다.Accordingly, from time Tb1, wireless power transmission is performed, and the level of transmitted wireless power may increase as shown in (a) of FIG. 9A.

도 9a의 (a)의 Tb1 시점 부터 Tb2 시점까지, 무선 전송 전력의 레벨은 최대값이 Pkb1로서, 목표 전력인 PTa 또는 목표 전력(PTa)의 일정 범위 이내(Par) 보다 작게 된다.From time Tb1 to time Tb2 in (a) of FIG. 9A, the level of wireless transmission power has a maximum value of Pkb1, which is smaller than PTa, which is the target power, or within a certain range (Par) of the target power (PTa).

이에 따라, 제어부(170)는, 무선 전송 전력이 목표 전력 이하인 경우, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 170 may control to vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal when the wireless transmission power is below the target power.

따라서, Tb2 시점 부터, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수가 제1 스위칭 주파수(f1)에서 제2 스위칭 주파수(f2)로 상승하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 무선 전송 전력의 레벨은 상승할 수 있다.Accordingly, from time Tb2, the controller 170 can control the switching frequency of the switching control signal to increase from the first switching frequency (f1) to the second switching frequency (f2). Accordingly, the level of wireless transmission power may increase.

도 9a의 (a)에 의하면, Tb2 시점 부터, 무선 전송 전력이 상승하여 대략 Pkb2의 레벨을 유지하는 것을 예시한다. 즉, 목표 전력인 PTa 또는 목표 전력(PTa)의 일정 범위 이내(Par)에 근접하게 된다. 따라서, 전력 효율 손실을 저감하면서, 목표 전력에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.According to (a) of FIG. 9A, from the time point Tb2, the wireless transmission power increases and maintains approximately the level of Pkb2. In other words, it approaches the target power PTa or within a certain range (Par) of the target power PTa. Therefore, it is possible to transmit wireless power corresponding to the target power while reducing power efficiency loss.

도 9b의 (a)는, 무선 전력 전송 장치(100)의 무선 전송 전력 파형(Pmc)을 예시하며, 도 9b의 (b)는 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 파형(fmc)을 예시한다.(a) of FIG. 9B illustrates the wireless transmission power waveform (Pmc) of the wireless power transmission device 100, and (b) of FIG. 9B illustrates the switching frequency waveform (fmc) of the switching control signal.

먼저, Tc1 시점에, 제1 레벨의 입력 전압(Vina)이 입력되면, 제어부(170)는, 제1 레벨의 입력 전압에 기초한 스위칭 제어 신호를 풀 브릿지부(120)로 출력할 수 있다. 이때, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수는 도 9b의 (b)와 같이, f1에 대응할 수 있다.First, when the first level input voltage Vina is input at time Tc1, the control unit 170 may output a switching control signal based on the first level input voltage to the full bridge unit 120. At this time, the switching frequency of the switching control signal may correspond to f1, as shown in (b) of FIG. 9B.

이에 따라, Tc1 시점 부터, 무선 전력 전송이 수행되어, 전송되는 무선 전력의 레벨이, 도 9b의 (a)와 같이 상승할 수 있다.Accordingly, from time point Tc1, wireless power transmission is performed, and the level of transmitted wireless power may increase as shown in (a) of FIG. 9B.

도 9b의 (a)의 Tc1 시점 부터 Tc2 시점까지, 무선 전송 전력의 레벨은 최대값이 Pkc1로서, 목표 전력인 PTa 또는 목표 전력(PTa)의 일정 범위 이내(Par) 보다 클 수 있다. From time Tc1 to time Tc2 in (a) of FIG. 9B, the level of wireless transmission power has a maximum value of Pkc1, which may be greater than PTa, which is the target power, or within a certain range (Par) of the target power (PTa).

이에 따라, 제어부(170)는, 무선 전송 전력이 목표 전력 초과인 경우, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수 또는 듀티 중 적어도 하나를 가변하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the control unit 170 may control to vary at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal when the wireless transmission power exceeds the target power.

따라서, Tc2 시점 부터, 제어부(170)는, 스위칭 제어 신호의 스위칭 주파수가 제1 스위칭 주파수(f1)에서 제3 스위칭 주파수(f3)로 하강하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 무선 전송 전력의 레벨은 하강할 수 있다.Accordingly, from time Tc2, the controller 170 can control the switching frequency of the switching control signal to fall from the first switching frequency (f1) to the third switching frequency (f3). Accordingly, the level of wireless transmission power may decrease.

도 9b의 (a)에 의하면, Tc2 시점 부터, 무선 전송 전력이 하강하여 대략 Pkc2의 레벨을 유지하는 것을 예시한다. 즉, 목표 전력인 PTa 또는 목표 전력(PTa)의 일정 범위 이내(Par)에 근접하게 된다. 따라서, 전력 효율 손실을 저감하면서, 목표 전력에 대응하는 무선 전력을 전송할 수 있게 된다.According to (a) of FIG. 9B, from the time point Tc2, the wireless transmission power decreases and approximately maintains the level of Pkc2. In other words, it approaches the target power PTa or within a certain range (Par) of the target power PTa. Therefore, it is possible to transmit wireless power corresponding to the target power while reducing power efficiency loss.

한편, 본 발명의 무선 전력 전송 장치의 구동방법 또는 전자 기기의 동작방법은, 무선 전력 전송 장치 또는 전자 기기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. Meanwhile, the method of driving a wireless power transmission device or operating a method of an electronic device of the present invention can be implemented as processor-readable code on a processor-readable recording medium provided in the wireless power transmission device or electronic device. . Processor-readable recording media includes all types of recording devices that store data that can be read by a processor.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.

Claims

coil;
a full bridge unit that outputs alternating current power to the coil by performing switching based on a first level power input from an external power supply device that outputs multiple levels of power;
a voltage step-down unit that steps down various levels of voltage input from the power supply device to a constant level of operating voltage and outputs the operating voltage;
a control unit that operates based on the operating voltage from the voltage step-down unit and outputs a switching control signal to the full bridge unit;
An output current detection unit that detects the output current output from the full bridge unit;
It includes an input voltage detection unit that detects the input voltage input to the full bridge unit,
The control unit,
Based on the output current, calculate the wireless transmission power,
The control unit,
A wireless power transmission device, characterized in that at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal is varied according to the level of the detected input voltage.

According to paragraph 1,
The control unit,
When the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is more than a predetermined value, at least one of the switching frequency or the duty of the switching control signal input to the full bridge unit is varied. A wireless power transmission device.

According to paragraph 2,
Even after changing the switching period or duty of the switching control signal, if the difference between the wireless transmission power output externally through the coil and the target power is greater than the predetermined value, a second level voltage request is made to the power supply device. A wireless power transmission device characterized by transmitting.

According to paragraph 2,
Even after changing the switching period or duty of the switching control signal, if the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is greater than the predetermined value, a second level higher than the first level is supplied from the power supply device. Receive power from the level,
The full bridge unit is a wireless power transmission device, characterized in that performing switching based on the second level power.

According to paragraph 1,
The control unit,
Outputting a first switching control signal based on a first switching frequency and a first duty to the full bridge unit,
When the wireless transmission power output to the outside through the coil is less than the target power, the full bridge unit sends a second switching control signal based on a second switching frequency higher than the first switching frequency or a second duty greater than the first duty. A wireless power transmission device characterized in that it outputs to .

According to paragraph 1,
The control unit,
Outputting a first switching control signal based on a first switching frequency and a first duty to the full bridge unit,
When the wireless transmission power output to the outside through the coil exceeds the target power, a second switching control signal based on a third switching frequency lower than the first switching frequency or a third duty lower than the first duty is sent to the full bridge. A wireless power transmission device characterized in that the output is output to the unit.

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According to paragraph 2,
A wireless power transmission device further comprising a communication unit that receives wireless transmission power information or target power information output from an external wireless power reception device.

coil;
a full bridge unit that outputs alternating current power to the coil by performing switching based on a first level power input from an external power supply device that outputs multiple levels of power;
It includes a control unit that outputs a switching control signal to the full bridge unit,
The control unit,
When the difference between the wireless transmission power output to the outside through the coil and the target power is greater than a predetermined value, the wireless power is characterized in that at least one of the switching frequency or duty of the switching control signal input to the full bridge unit is varied. Transmission device.

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