KR20110099485A - System for multi node wireless energy transmission using resonance magnetic induction - Google Patents

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Abstract

공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 코일을 통해 전달되는 충전파워에 의해 충전되는 충전기기 및 충전기기와 자기장 통신을 통해 충전기기의 충전정보를 수신하고, 충전기기의 코일과 공진채널을 형성하는 다축 입체코일을 통해 충전기기에 무선충전파워를 전송하는 충전 베이스 스테이션을 포함한다. 본 발명에 따르면 에너지를 효율적으로 분배할 수 있다.Disclosed is a multi-node wireless energy transfer system using a resonant magnetic induction. Wireless charging system according to an embodiment receives the charging information of the charger through the magnetic field communication with the charger and the charger charged by the charging power delivered through the coil, and multi-axial three-dimensional to form a resonance channel with the coil of the charger It includes a charging base station for transmitting the wireless charging power to the charger through the coil. According to the present invention, energy can be efficiently distributed.

Description

공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템{SYSTEM FOR MULTI NODE WIRELESS ENERGY TRANSMISSION USING RESONANCE MAGNETIC INDUCTION}Multi-node wireless energy transmission system using resonant magnetic induction method {SYSTEM FOR MULTI NODE WIRELESS ENERGY TRANSMISSION USING RESONANCE MAGNETIC INDUCTION}

본 발명은 무선 에너지 전송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지를 효율적으로 분배할 수 있는 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless energy transmission system, and more particularly, to a multi-node wireless energy transmission system using a resonant magnetic induction method that can efficiently distribute energy.

무선으로 전기에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술 중에서 자기유도(magnetic induction) 현상을 이용한 기술은 이미 1800년대에 저기 모터나 변압기에 적용되어 사용되기 시작했다. 예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기는 전자기 유도의 원리로 충전된다. 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도는 양 코일의 상대적 위치와 거리, 부하전력이 정확해야만 하는 이유로 일부 제품에만 적용되어 왔다.Among the wireless power transmission technologies for wirelessly transmitting electrical energy to a desired device, a technology using magnetic induction has already been applied to motors and transformers in the 1800s. For example, electric toothbrushes or cordless shavers are charged on the principle of electromagnetic induction. Magnetic induction, which induces a current through a magnetic field from one coil to another, has only been applied to some products because the relative position, distance, and load power of both coils must be accurate.

최근에는 전자기유도를 이용하여 핸드폰이나 PDA, MP 3 플레이어, 노트북에까지 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. 이와 관련하여 자기 유도 결합을 통하여 비접촉형, 무접점형 충전방식을 휴대 이동장치에 적용하는 기술이 있다. 그러나 이와같은 기술들은 무선 파워 전송에 있어서 비공진 자기 유도 방식을 사용하기 때문에 크기와 효율성의 문제로 수 ㎜이하의 근거리에서만 사용해야하는 단점이 있었다.Recently, wireless charging products that can be charged to mobile phones, PDAs, MP3 players, and laptops using electromagnetic induction have been released. In this regard, there is a technology for applying a non-contact, contactless charging method to a portable mobile device through magnetic induction coupling. However, these technologies use non-resonant magnetic induction method for wireless power transmission, so they have to be used only in the short distance of several millimeters or less due to the problem of size and efficiency.

또한, 이와같은 무선충전제품에 통신기능을 추가하여 충전상황을 모니터링 하는 기술이 있으나 충전 중인 기기들의 충전상태에 따라서 온 오프 결정 등 단순한 기능만을 제공할 뿐 충전기기의 개수, 무선으로 파워를 전송하기 때문에 충전되는 기기의 위치에 따라 최적화된 충전환경을 제공할 수 없었다.In addition, there is a technology that monitors the charging status by adding a communication function to such a wireless charging product, but provides only simple functions such as on / off decision depending on the state of charge of the device being charged, but the number of chargers and wireless power transmission. As a result, it could not provide an optimized charging environment depending on the location of the device being charged.

또한, 종래의 접점형에 가까운 매우 짧은 무선 충전거리를 제공할 수 있는 자기 공진 유도 무선 에너지 전송에 관한 기술은 현재 1:1 충전 상황만을 고려한 기술이고, 멀티노드의 충전을 고려한 기술은 현재까지 존재하지 않는 실정이다.In addition, the technology related to the self-resonance induction wireless energy transmission that can provide a very short wireless charging distance close to the conventional contact type is currently a technology considering only the 1: 1 charging situation, and the technology considering the charging of multi-nodes exists until now. I do not do it.

본 발명의 목적은 에너지의 효율적인 재분배를 달성할 수 있는 공진자기유 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a multi-node wireless energy transmission system using a resonant free oil method that can achieve efficient redistribution of energy.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템은 저주파 코일 또는 고주파 코일 중 어느 하나의 코일을 통해 전달되는 충전파워에 의해 충전되는 충전기기 및 외부 충전기기와 자기장 통신을 통해 충전기기의 종류, 위치 및 충전상태를 포함하는 충전기기의 충전정보를 수신하고, 상기 충전기기의 코일과 공진채널을 형성하는 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일 중 어느 하나를 선택하여 상기 충전기기에 무선충전파워를 전송하는 충전베이스스테이션을 포함한다.The multi-node wireless energy transfer system using the resonant magnetic induction method according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a charger and an external charge by the charging power delivered through any one of the low frequency coil or high frequency coil Receives the charging information of the charger including the type, location and state of charge of the charger through magnetic field communication, and any one of a low frequency multi-axis three-dimensional coil or a high frequency multi-axis coil to form a resonance channel with the coil of the charger Selecting includes a charging base station for transmitting wireless charging power to the charger.

충전베이스 스테이션은 공진채널을 이용하여 충전기기와 자기장통신을 수행하고, 충전기기로 충전파워를 전송하는 저주파 다축 입체코일과, 공진채널을 이용하여 충전기기로 충전파워를 전송하는 고주파 다축 입체코일과, 자기장 통신 프로토콜을 통해 상기 충전기기로부터 충전기기의 충전정보를 수신하는 자기장 통신모뎀과, 충전정보를 고려하여 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일 중 상기 충전파워를 전송할 코일의 대역을 선택하는 제어부 및 외부 전원공급장치로부터 공급되는 전원을 제어부에서 선택된 대역에 대응하는 AC 전류로 변환하는 고효율컨버터를 포함할 수 있다.The charging base station performs magnetic field communication with the charger using the resonant channel, and the low frequency multiaxial three-dimensional coil transmits the charging power to the charger, and the high frequency multiaxial three-dimensional coil transmits the charging power to the charger using the resonance channel, and the magnetic field communication. A control unit and an external power supply for selecting a band of a magnetic field communication modem for receiving charging information of the charger from the charger through a protocol, and a coil for transmitting the charging power among the low frequency multiaxial three-dimensional coil or the high frequency multiaxial three-dimensional coil in consideration of the charging information. It may include a high efficiency converter for converting the power supplied from the supply device into an AC current corresponding to the band selected by the control unit.

저주파 다축 입체코일 및 고주파 다축 입체코일은 복수의 서로 다른 축을 구비하는 다축 입체코일일 수 있다.The low frequency multiaxial three-dimensional coil and the high frequency multiaxial three-dimensional coil may be multiaxial three-dimensional coils having a plurality of different axes.

제어부는 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일의 커패시턴스(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance) 값을 조절하여 충전 베이스 스테이션으로부터 충전가능거리에 존재하는 충전기기와 공진 채널을 형성할 수 있다.The controller may adjust the capacitance or inductance value of the low frequency multiaxial stereoscopic coil or the high frequency multiaxial stereoscopic coil to form a resonant channel with a charger existing at a chargeable distance from the charging base station.

제어부는 선택된 대역에 해당하는 다축 입체코일 중 최대의 큐팩터(Q-factor)값을 가지는 코일을 선택하고, 선택된 코일을 통해 충전파워가 충전기기에 전송되도록 제어할 수 있다.The controller may select a coil having the largest Q-factor value among the multi-axial three-dimensional coils corresponding to the selected band, and control the charging power to be transmitted to the charger through the selected coil.

제어부는 복수의 충전기기에 충전파워를 전송하는 경우, 복수의 충전기기를 동시에 충전시킬 수 있는 큐 팩터(Q-factor)값을 가지는 코일을 선택하고, 선택된 코일을 통해 충전파워가 복수의 충전기기에 전송되도록 제어할 수 있다.When the controller transmits the charging power to the plurality of chargers, the controller selects a coil having a Q-factor value capable of simultaneously charging the plurality of chargers, and transmits the charging power to the plurality of chargers through the selected coil. Can be controlled.

제어부는 복수의 충전기기에 충전파워를 전송하는 경우, 복수의 충전기기 각각에 대하여 최대의 큐팩터값을 가지는 코일을 각각 선택하고, 시분할(time division)에 의해 선택된 각 코일에 대응하는 충전기기에 충전파워가 전송되도록 제어할 수 있다.When the control unit transmits charging power to the plurality of chargers, the controller selects coils each having the maximum cue value for each of the plurality of chargers, and charges the charger to the chargers corresponding to the coils selected by time division. Can be controlled to be transmitted.

제어부는 복수의 충전기기에 충전파워를 전송하는 경우, 충전정보를 고려하여 복수의 충전기기 중 충전 우선순위를 정하고, 충전서비스를 받지 않는 충전기기의 전원을 오프시킬 수 있다.When the controller transmits the charging power to the plurality of chargers, the controller may determine the charging priority among the plurality of chargers in consideration of the charging information, and turn off the power of the charger that does not receive the charging service.

충전기기는 충전정보를 자기장 신호로 변환하는 자기장 통신모뎀과, 자기장 신호를 충전베이스 스테이션으로 전송하고, 자기장 신호를 충전 베이스 스테이션으로 전송하고, 충전 베이스 스테이션으로부터 충전파워를 전송받는 저주파 코일과, 충전 베이스 스테이션으로부터 충전파워를 전송받는 고주파 코일과, 충전 베이스 스테이션에 의해 전송되는 충전파워를 저장하는 복수의 배터리 셀 및 복수의 배터리 셀 중 상기 충전파워를 공급받을 제1 배터리 셀 및 방전을 통해 상기 충전기기에 전원을 공급하는 제2 배터리 셀을 선택하는 스위치 및 배터리 셀의 충전 또는 방전을 관리하는 파워관리부를 포함할 수 있다.The charger includes a magnetic field communication modem for converting charging information into a magnetic field signal, a low frequency coil for transmitting a magnetic field signal to the charging base station, transmitting a magnetic field signal to the charging base station, and receiving charging power from the charging base station, and a charging base. A high frequency coil receiving charge power from a station, a plurality of battery cells storing charge power transmitted by a charging base station, and a first battery cell to receive the charging power from among the plurality of battery cells and a discharge through the discharge unit. It may include a switch for selecting a second battery cell for supplying power and a power management unit for managing charging or discharging of the battery cell.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명에 따르면 충전 베이스 스테이션에서 사용하는 다축 입체코일을 대역에 따라 구분하여 듀얼모드로 사용함으로써 하나의 충전 베이스 스테이션을 통해 복수의 충전기기에 충전파워를 전송함으로써 에너지를 효율적으로 분배할 수 있다.According to the present invention, the multi-axis three-dimensional coils used in the charging base station are divided according to bands and used in dual mode, thereby efficiently distributing energy by transmitting charging power to a plurality of chargers through one charging base station.

또한, 다양한 무선 기기의 사용에 따른 편의성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to increase convenience of using various wireless devices.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 개략적인 블럭 구성도이다.의 개략적인 블럭 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에서 사용되는 코일의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템 중 충전 베이스 스테이션의 블럭 구성도를 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 충전기기의 블럭 구성도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 무선 에너지 전송 시스템 중에서 무선 충전 베이스 스테이션과 충전기기의 자기장 통신모뎀의 개략적인 블록구성도이다.1 is a schematic block diagram of a multi-node wireless energy transmission system using a resonant magnetic induction method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically illustrates the shape of a coil used in a multi-node wireless energy transfer system using the resonant magnetic induction shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a block diagram of a charging base station in a multi-node wireless energy transmission system using a resonance magnetic induction method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a block diagram of a charger of a multi-node wireless energy transfer system using a resonance magnetic induction method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
FIG. 5 is a schematic block diagram of a magnetic field communication modem of a wireless charging base station and a charger in the wireless energy transmission system shown in FIGS. 3 and 4.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 개략적인 블럭 구성도이다.의 개략적인 블럭 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a multi-node wireless energy transmission system using a resonant magnetic induction method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템은 공진자기유도방식을 통해 충전파워를 전송하는 충전 베이스 스테이션(100) 및 충전 베이스 스테이션(100)과 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하여 충전 베이스 스테이션(100)으로 부터 상기 충전파워를 전송받는 복수의 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a multi-node wireless energy transmission system using a resonant magnetic induction method according to an embodiment includes a charging base station 100 and a charging base station 100 that transmit charging power through a resonant magnetic induction method. Located at a distance away from the charging base station 100 includes a plurality of chargers (200_1, 200_2, ..., 200_N) to receive the charging power from.

충전 베이스 스테이션(100)은 외부의 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)와 자기장 통신을 통해 충전기기의 종류, 위치 및 충전상태를 포함하는 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)의 충전정보를 수신한다. 상기 충전정보를 고려하여 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)로 충전파워를 전송한다. The charging base station 100 charges the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N including the type, location, and state of charge of the chargers through magnetic field communication with external chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N. Receive information. The charging power is transmitted to the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N in consideration of the charging information.

충전파워가 전송되는 코일은 2개의 코일로 분류될 수 있다. 저주파 다축 입체코일과 고주파 다축 입체코일로 분류될 수 있다. 저주파 다축 입체코일을 통해 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)들로부터 상기 충전정보를 수신하고, 저주파 다축 입체코일 및 고주파 다축 입체코일을 통해 충전파워를 전송할 수 있다. 상기 저주파 다축 입체코일 및 고주파 다축 입체코일을 통해 전송되는 자기장 신호의 대역폭은 서로 다르며, 대역폭인 서로 다른 자기장 신호를 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)를 전송함으로써 듀얼모드(저주파 대역 및 고주파 대역)로 충전기기를 충전시킬 수 있다. 듀얼모드 중에서 저주파 모드는 원거리에 있는 충전기기를 충전시킬 때 사용할 수 있으며, 고주파 모드는 저주파 모드 보다 충전거리가 가까우며, 충전효율을 높여서 충전하고자 할 때 사용할 수 있다.The coil to which the charging power is transmitted may be classified into two coils. It can be classified into low frequency multi-axis three-dimensional coil and high frequency multi-axis three-dimensional coil. The charging information may be received from the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N through the low frequency multiaxial three-dimensional coil, and the charging power may be transmitted through the low frequency multiaxial three-dimensional coil and the high frequency multiaxial three-dimensional coil. The bandwidths of the magnetic field signals transmitted through the low frequency multiaxial stereoscopic coil and the high frequency multiaxial stereoscopic coil are different from each other, and the dual mode (low frequency band and high frequency) is transmitted by transmitting different magnetic field signals, which are bandwidths, to the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N. Band) to charge the charger. Among the dual mode, the low frequency mode can be used to charge the charger in the distance, and the high frequency mode is closer to the charging distance than the low frequency mode, and can be used to charge with higher charging efficiency.

한편, 상기 듀얼모드 중에서 어느 하나를 선택하여 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)를 충전시킬 수 있으며, 고주파 모드와 저주파 모드를 동시에 사용하여 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)를 충전시킬 수도 있다. 일반적으로 저주파 모드에서 in-band 자기장 통신이 이루어진다. 고주파 모드는 근거리의 단일 충전기기 또는 복수의 충전기기에 집중적이고, 빠른 충전 서비스를 제공할 수 있다.Meanwhile, one of the dual modes may be selected to charge the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N, and the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N may be charged at the same time using the high frequency mode and the low frequency mode. You can also Typically, in-band magnetic field communication occurs in low frequency mode. The high frequency mode may provide a centralized, fast charging service to a single charger or a plurality of chargers in a short distance.

또한, 충전 베이스 스테이션(100)은 실내에서는 천장이나 테이블 등의 가구 등에 설치될 수 있고, 실외에서는 버스정류장 등에 임플랜트 형식으로 설치될 수 있다. 또한, 차량의 컵홀더, 노트북의 Lid 형태로 구현될 수 있다. In addition, the charging base station 100 may be installed in a room such as a ceiling or a table indoors, and may be installed in an implant type in a bus station outdoors. In addition, the cup holder of the vehicle, may be implemented in the form of the Lid of the notebook.

충전기기(200_1,200_2,…,200_N)는 각종 모바일 단말기, 디지털 카메라, 노트북 등 배터리를 구비하는 모든 디지털 기기를 포함할 수 있으며, 지중, 수중, 거물 내부 등 접근이 용이하지 않은 곳에 배치되는 센서 및 계측기 등의 전자기기가 될 수도 있다. 이 경우 충전 베이스 스테이션(100)을 이동형으로 구현하여 언제 어디서나 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)에 충전파워를 전송할 수 있다.
The chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N may include all digital devices including batteries such as various mobile terminals, digital cameras, and laptops. And electronic devices such as measuring instruments. In this case, the charging base station 100 may be implemented as a mobile type to transmit charging power to the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N anytime and anywhere.

도 2는 도 1에 도시된 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에서 사용되는 코일의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 2 schematically illustrates the shape of a coil used in a multi-node wireless energy transfer system using the resonant magnetic induction shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 충전 베이스 스테이션(110)은 다축 입체코일(110)을 이용하여 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)와 자기장 통신을 수행하고 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)에 충전파워를 전송할 수 있다. 다축 입체코일(110)은 고주파 대역에서 고효율의 무선 충전파워를 전송하는 고주파 다축 입체코일(111)과 저주파 대역에서 자기장 통신을 수행하며, 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)의 코일(110)로 충전파워를 전송하는 저주파 다축 입체코일(112)로 분류되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면 다축 입체코일(110)은 3개의 서로 다른 축으로 구성된 코일이 사용될 수 있다(도 2 참조). 충전 베이스 스테이션(100)과 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)는 소정의 거리만큼 이격되어 있으며, 충전 베이스 스테이션(100)의 코일 축과 충전기기의 코일 축이 일치되는 경우에 충전효율이 높아진다.Referring to FIG. 2, the charging base station 110 performs magnetic field communication with the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N using the multiaxial three-dimensional coil 110, and the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N. Can transmit charging power. The multi-axial three-dimensional coil 110 performs a magnetic field communication in the low frequency band and the high frequency multi-axial three-dimensional coil 111 that transmits a high-efficiency wireless charging power in the high frequency band, the coil 110 of the charger (200_1, 200_2, ..., 200_N) ) Can be classified and used as a low-frequency multi-axial three-dimensional coil (112) for transmitting the charging power. According to one embodiment, the multi-axial three-dimensional coil 110 may be a coil composed of three different axes (see FIG. 2). The charging base station 100 and the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N are spaced apart by a predetermined distance, and the charging efficiency of the charging base station 100 when the coil axis of the charging base station 100 coincides with the coil axis of the charger Increases.

그러나 충전 베이스 스테이션(100)과 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)는 설치되는 위치를 변경시킬 수 있다. 따라서 충전 베이스 스테이션(100)의 다축 입체 코일축과 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)의 코일 축이 일치되는 것이 바람직하나, 그렇지 못한 경우에는 충전 베이스 스테이션(100)의 코일이 자기장 빔포밍(Beamforming)을 지원할 수 있도록 복수의 축을 구비할 수 있다. 상기 복수의 축 중에서 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)로 소정의 자기장을 집중시킬 수 있는 축을 가지는 코일을 선택하여 이를 통해 무선 충전을 한다.However, the charging base station 100 and the charger 200_1, 200_2,..., 200_N may change the installed position. Therefore, it is preferable that the multi-axis three-dimensional coil axis of the charging base station 100 and the coil axis of the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N coincide with each other. Otherwise, the coil of the charging base station 100 is formed by the magnetic field beamforming. A plurality of axes may be provided to support beamforming. Among the plurality of axes, a coil having an axis capable of concentrating a predetermined magnetic field with the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N is selected and wirelessly charged through the coils.

한편, 충전파워 전송은 공진자기유도 방식을 이용하여 전송한다. 공진자기유도방식은 송신코일과 수신코일 사이에 공진을 형성하여 에너지가 무선에서 전송되는 효율을 극대화시키는 방법이다. 고효율의 충전을 위해서는 자기장 통신을 통하여 실시간으로 시스템 내의 공진주파수를 확인하고, 시스템 내의 커패시턴스(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance) 값을 변경하여 소정의 충전거리 내에 존재하는 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)들과 충전 베이스 스테이션(100) 사이에 공진주파수를 일치시켜서 공진채널을 형성한다. 이와 같이 형성된 공진채널은 충전 베이스 스테이션(100)의 다축 입체코일을 통해 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)로 무선 파워를 전송할 수 있다.
On the other hand, charging power transmission is transmitted using the resonant magnetic induction method. The resonance magnetic induction method is a method of maximizing the efficiency of transmitting energy wirelessly by forming a resonance between the transmitting coil and the receiving coil. For high efficiency charging, the resonant frequency in the system is checked in real time through magnetic field communication, and the capacitance or inductance value in the system is changed to allow the charger 200_1, 200_2, ..., to exist within a predetermined charging distance. The resonance channel is formed between the 200_N) and the charging base station 100 to form a resonance channel. The resonance channel formed as described above may transmit wireless power to the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N through the multi-axis three-dimensional coil of the charging base station 100.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템 중 충전 베이스 스테이션의 블럭 구성도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 충전 베이스 스테이션(100)은 저주파 다축 입체코일(111), 고주파 다축 입체코일(112), 자기장 통신모뎀(120), 제어부(130) 및 고효율 컨버터(140)를 포함한다.FIG. 3 is a block diagram of a charging base station in a multi-node wireless energy transmission system using a resonance magnetic induction method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1. Referring to FIG. 3, the charging base station 100 includes a low frequency multiaxial three-dimensional coil 111, a high frequency multiaxial three-dimensional coil 112, a magnetic field communication modem 120, a control unit 130, and a high efficiency converter 140.

저주파 다축 입체코일(110)은 자기장 통신과 무선 충전기능을 동시에 수행할 수 있다. 예컨대, 수백 Kbps의 속도로 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 상대적으로 원거리에 존재하는 단일 충전기기 또는 복수의 충전기기에 대하여 자기장 통신을 수행하고, 공진자기유도를 통한 무선충전이 가능하다. 저주파 다축 입체코일(110)에서는 동일대역(in-band) 자기장 통신과 무선 충전을 함께 수행할 수 있다.The low frequency multi-axial three-dimensional coil 110 may simultaneously perform magnetic field communication and wireless charging. For example, magnetic field communication is performed for a single charger or a plurality of chargers that are relatively remote from the charging base station 100 at a speed of several hundred Kbps, and wireless charging is possible through resonant magnetic induction. In the low-frequency multiaxial three-dimensional coil 110, in-band magnetic field communication and wireless charging may be performed together.

고주파 다축 입체코일(120)은 무선 충전기능을 수행한다. 예컨대, 수 Mbps의 속도로 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 상대적으로 근거리에 있는 단일 충전기기 또는 복수의 충전기기에 대하여 공진자기유도를 통한 무선충전이 가능하다. 또한, 고주파 다축 입체코일(120)의 경우 저주파 다축 입체코일(110) 보다 충전효율이 높기 때문에 충전효율을 고려하여 저주파 다축 입체코일(110) 또는 고주파 다축 입체코일(120)을 선택적으로 사용할 수 있다.The high frequency multi-axial three-dimensional coil 120 performs a wireless charging function. For example, wireless charging through resonant magnetic induction is possible for a single charger or a plurality of chargers relatively short from the charging base station 100 at a speed of several Mbps. In addition, in the case of the high-frequency multi-axial three-dimensional coil 120, since the charging efficiency is higher than the low-frequency multi-axial three-dimensional coil 110, the low frequency multi-axial three-dimensional coil 110 or the high-frequency multi-axial three-dimensional coil 120 can be selectively used in consideration of the charging efficiency. .

자기장 통신모뎀(120)은 자기장 통신 프로토콜을 통해 수신되는 자기장 신호를 패킷 데이터 형태로 변환하여 자기장 통신을 수행할 수 있도록 한다. 자기장 통신 모뎀(120)의 구성과 기능에 대해서는 도 5에서 후술한다.The magnetic field communication modem 120 converts the magnetic field signal received through the magnetic field communication protocol into packet data so as to perform magnetic field communication. The configuration and function of the magnetic field communication modem 120 will be described later with reference to FIG. 5.

제어부(130)는 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)로 부터 수신하는 각 충전기기의 충전정보를 고려하여 다축 입체코일 중에서 충전파워를 전송할 대역으로서 고주파 대역을 사용할 것인지, 저주파 대역을 사용할 것인지를 판단한다. 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)가 충전 베이스 스테이션(100)의 인지거리 내에서 확인되면 충전 베이스 스테이션(100)에서 충전기기를 인식하고 자기장 통신을 통해 충전기기들로부터 충전상태정보를 수신받아서 확인할 수 있다. 충전기기들의 충전상태를 확인한 결과 충전이 필요한 상황으로 판단되면, 고효율의 충전이 필요한지, 충전과 동시에 자기장 통신을 할 필욕 있는지 등의 무선 충전 환경을 고려하여 다축 입체 코일 중 어느 하나를 선택하여 충전파워를 전송하거나 자기장 통신을 수행할 수 있도록 제어한다.The controller 130 considers charging information of each charger received from the chargers 200_1, 200_2, ..., 200_N, whether to use a high frequency band or a low frequency band as a band for transmitting charging power among the multi-axial three-dimensional coils. Judge. When the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N are identified within the recognition distance of the charging base station 100, the charging base station 100 recognizes the charger and receives charging state information from the chargers through magnetic field communication. You can check it. After checking the charging status of the chargers, if it is determined that charging is necessary, the charging power is selected by selecting one of the multi-axis three-dimensional coils in consideration of the wireless charging environment such as whether high-efficiency charging is necessary or whether it is necessary to communicate with the magnetic field at the same time. Control to transmit or perform magnetic field communication.

또한, 제어부(130)는 충전 베이스 스테이션(100)과 충전기기 사이에 공진주파수를 일치시켜 공진채널을 형성한다. 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일의 커패시턴스 또는 인덕턴스 값을 조절하여 공진채널을 형성할 수 있다.In addition, the controller 130 forms a resonance channel by matching a resonance frequency between the charging base station 100 and the charger. The resonance channel may be formed by adjusting the capacitance or inductance of the low frequency multiaxial solid coil or the high frequency multiaxial solid coil.

또한, 제어부(130)는 충전 베이스 스테이션(100)과 충전기기(200_1,200_2,…,200_N) 사이에 공진채널이 형성되면, 선택된 코일을 통해 충전파워를 전송하고나 자기장 통신을 수행할 수 있다. 상기 선택된 코일은 다축 입체코일로서, 축이 서로 다른 코일을 다수 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(130)에서는 선택된 코일 예컨대, 저주파 다축 입체코일이 선택되면, 상기 저주파 다축 입체코일 중에서도 어떠한 축의 코일을 사용할지 여부를 선택한다. 다양한 축을 가지는 소정의 코일과 충전파워를 전송받을 충전기기의 코일 사이에서 최대의 큐 팩터값(Q)을 가지는 코일을 통해 충전파워가 전송되도록 제어할 수 있다.In addition, when a resonant channel is formed between the charging base station 100 and the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N, the controller 130 may transmit charging power through the selected coil or perform magnetic field communication. . The selected coil is a multiaxial three-dimensional coil, and may include a plurality of coils having different axes. Therefore, when the selected coil, for example, a low frequency multi-axis three-dimensional coil is selected, the controller 130 selects which axis of the low-frequency multi-axis three-dimensional coil to use. The charging power may be controlled to be transmitted through a coil having a maximum queue factor value Q between a predetermined coil having various axes and a coil of a charger to receive charging power.

제어부(130)는 상기 큐 패터값을 조절하여 충전기기의 충전효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 충전되는 충전 베이스 스테이션(100)이 하나의 충전기기와 공진채널을 형성하는 경우, 상기 큐 팩터값을 높게 설정하여 대역폭을 줄여서 충전 효율을 높일 수 있다. 또한, 충전 베이스 스테이션(100)이 복수의 충전기기와 공진채널을 형성하는 경우, 상기 큐 팩터값을 상대적으로 낮게 설정하고, 대역폭을 넓게 하여 개별적인 충전기기의 충전효율 뿐 아니라, 복수의 충전기기에 동시에 충전할 수 있는 기능성을 고려함이 바람직하다.The controller 130 may improve the charging efficiency of the charger by adjusting the cue pattern value. For example, when the charging base station 100 to be charged forms a resonance channel with one charger, the queue factor value may be set high to reduce the bandwidth to increase charging efficiency. In addition, when the charging base station 100 forms a resonant channel with a plurality of chargers, the cue factor value is set relatively low, and the bandwidth is widened to simultaneously charge not only individual chargers but also multiple chargers. It is desirable to consider the functionality that can be done.

제어부(130)는 복수의 충전기기에 충전파워를 전송하고자 하는 경우, 자기장 통신을 통해 각 충전기기로부터 충전정보(현재 충전상태, 충전 베이스 스테이션으로부터 떨어진 거리 등)를 수신한 후, 상기 충전정보를 고려하여 충전 우선순위를 정하고, 상기 우선순위에 따라서 충전파워를 전송할 수 있다. 한편, 상기 우선순위에 따라 충전파워를 전송하는 경우, 제1 우선순위에 따라 충전 베이스 스테이션(100)에서 소정의 충전기기로 충전파워가 전송되는 동안, 다른 충전기기들의 전원을 오프(off) 시켜 복수의 충전기기에 충전파워를 전송함에 있어서도 시분할(time division) 기법을 적용하여 1:1 충전서비스를 제공할 수 있다.When the controller 130 intends to transmit charging power to a plurality of chargers, the controller 130 receives charging information (current charging state, distance from the charging base station, etc.) from each charger through magnetic field communication, and then considers the charging information. Charging priority may be determined, and charging power may be transmitted according to the priority. Meanwhile, when charging power is transmitted according to the priority, while charging power is transmitted from the charging base station 100 to a predetermined charger according to the first priority, the power of other chargers is turned off. In the case of transmitting the charging power to the charger of the time division technique (time division) can be applied to provide a 1: 1 charging service.

한편, 제어부(130)는 다축 입체 코일을 조절하여 자기장 빔포밍을 통해 코일로부터 생성되는 자기장의 형태를 목표로 하는 충전기기에 집중시켜 충전효율을 높일 수 있다.
On the other hand, the controller 130 may increase the charging efficiency by adjusting the multi-axial three-dimensional coil to the charger to target the form of the magnetic field generated from the coil through the magnetic field beamforming.

도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템 중 충전기기의 블럭 구성도이다.FIG. 4 is a block diagram of a charger in a multi-node wireless energy transfer system using a resonant magnetic induction method according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.

도 4를 참조하면, 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)는 저주파 코일(211), 고주파 코일(210), 자기장 통신모뎀(220), 제어부(230), 스위치(240), 파워 관리부(250) 및 배터리 셀(260)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N may include a low frequency coil 211, a high frequency coil 210, a magnetic field communication modem 220, a controller 230, a switch 240, and a power management unit ( 250 and battery cell 260.

저주파 코일(211)은 충전 베이스 스테이션(100)과 자기장 통신을 수행하여, 충전 베이스 스테이션(100)으로 충전기기의 충전정보를 전송하고, 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 충전파워를 전송받는다.The low frequency coil 211 performs magnetic field communication with the charging base station 100, transmits charging information of the charger to the charging base station 100, and receives charging power from the charging base station 100.

고주파 코일(212)은 충전 베이스 스테이션으로부터 충전파워를 전송받는다. 저주파 코일(211)과 고주파 코일(212)은 동시에 사용될 수 있으며, 어느 하나가 선택되어 단독으로 사용될 수도 있다.The high frequency coil 212 receives the charging power from the charging base station. The low frequency coil 211 and the high frequency coil 212 may be used at the same time, any one may be selected and used alone.

자기장 통신모뎀(220)은 저주파 코일(211)을 이용하여 충전 베이스 스테이션(120)과 자기장 통신을 수행하고, 충전기기의 위치, 배터리 충전상황 등 충전서비스에 필요한 다양한 충전정보를 충전 베이스 스테이션(100)에 제공한다. 자기장 통신모뎀(220)의 구체적인 블럭 구성과 그 기능에 대해서는 도 5를 통해 후술한다.The magnetic field communication modem 220 performs the magnetic field communication with the charging base station 120 using the low frequency coil 211, and charges various charging information necessary for the charging service such as the location of the charger and the battery charging status. To provide. A detailed block configuration and function of the magnetic field communication modem 220 will be described later with reference to FIG. 5.

제어부(230)는 자기장 통신모뎀(220), 파워 관리부(250) 및 배터리셀(260)을 포함하여 충전기기(200_1,200_2,…,200_N)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(230)는 스위치(240)를 조절하여 다수의 배터리셀(260_1,260_2,…, 260_N) 중에서 외부로부터 충전파워를 공급받아 충전시킬 배터리셀과 방전을 통해 충전기기 자체에 파워를 공급할 배터리 셀을 선택할 수 있다.The controller 230 may control the overall operation of the chargers 200_1, 200_2,..., 200_N, including the magnetic field communication modem 220, the power manager 250, and the battery cell 260. The controller 230 adjusts the switch 240 to receive the charging power from the plurality of battery cells 260_1, 260_2,..., 260_N and to supply the power to the charger itself through the battery cell to be charged and the discharge. Can be selected.

제어부(230)와 스위치(240)는 전원선과 제어선으로 연결될 수 있다. 배터리 셀(260)로부터 전원선을 통해 자기장 통신모뎀(220)에 소정의 전원을 공급할 수 있고, 제어부(230)로부터 제어선을 스위치(240)로 제어신호를 전달할 수 있다.The controller 230 and the switch 240 may be connected to a power line and a control line. Predetermined power may be supplied from the battery cell 260 to the magnetic field communication modem 220 through a power line, and a control signal may be transmitted from the controller 230 to the switch 240.

파워관리부(250)는 저주파 코일(211) 또는 고주파 코일(212)를 통해 전송되는 자기장 신호에서 전력을 검출하여 스위치(240)를 통해 배터리셀(260)로 전달한다. 또한, 파워관리부(250)는 제어부(230)와 마찬가지로 전원선과 제어선으로 연결되어 있어 배터리셀(260_1,260_2.…,260_N)들의 충방전을 조절하고, 전원공급이 필요한 부분에 고정레벨의 전압을 공급할 수 있다.The power manager 250 detects power from a magnetic field signal transmitted through the low frequency coil 211 or the high frequency coil 212 and transmits the power to the battery cell 260 through the switch 240. In addition, the power management unit 250 is connected to the power line and the control line like the control unit 230 to control the charging and discharging of the battery cells (260_1, 260_2 .... 260_N), the voltage of a fixed level in the portion that needs to supply power Can be supplied.

배터리셀(260)은 충전 베이스 스테이션(100)으로 부터 전달받은 파워를 충전할 충전 배터리셀과 이미 충전되어 있는 배터리셀을 충전기기 자체에 공급하기 위한 방전 배터리셀들을 포함할 수 있다. 배터리셀(260)은 2개 이상의 셀로 구분될 수 있으며, 각각의 셀(cell)들은 제어부(230)에 의해 완전히 방전시킨 후 충전시키는 과정을 반복하는 과정이 수행되어 배터리의 효율성을 높이고, 배터리의 수명이 연장될 수 있다.
The battery cell 260 may include a charging battery cell for charging power received from the charging base station 100 and a discharge battery cell for supplying a battery cell that is already charged to the charger itself. The battery cell 260 may be divided into two or more cells, and each cell is repeatedly discharged and recharged by the controller 230 to increase the efficiency of the battery. Life may be extended.

도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 무선 에너지 전송 시스템 중에서 무선 충전 베이스 스테이션과 충전기기의 자기장 통신모뎀의 개략적인 블록구성도이다.FIG. 5 is a schematic block diagram of a magnetic field communication modem of a wireless charging base station and a charger in the wireless energy transmission system shown in FIGS. 3 and 4.

충전 베이스 스테이션의 자기장 통신모뎀(120)과 충전기기의 자기장 통신모뎀(220)은 양방향 통신을 지원하며 송신기(충전 베이스 스테이션 또는 충전기기)에서 전송을 원하는 정보를 자기장 통신 프로토콜 패킷으로 생성한다. 생성된 패킷은 MAC 계층과 DSP(131,221)를 거쳐 DAC(132,222)를 통해 아날로그 신호로 변환되고, Filter(134,224)를 통해 고주파 성분을 제거한 후, AMP(135,225)를 통해 증폭된다.The magnetic field communication modem 120 of the charging base station and the magnetic field communication modem 220 of the charger support bidirectional communication and generate information desired to be transmitted from a transmitter (charging base station or charger) into a magnetic field communication protocol packet. The generated packet is converted into an analog signal through the DACs 132 and 222 through the MAC layer and the DSPs 131 and 221, and the high frequency component is removed through the filters 134 and 224, and then amplified by the AMPs 135 and 225.

증폭된 신호는 코일(210) 또는 다축 입체코일(110)을 통해 증폭된 전류를 생성하고, 상기 전류는 수신기(충전 베이스 스테이션 또는 충전기기)의 코일에 유도 전류를 발생시켜 전달된다. 별도의 주파수 대역이 필요하지 않고 저주파 무선 충전 대역을 in-band로 사용하고 필요에 따라서 충전 베이스 스테이션은 자기장 빔포밍을 이용하여 에너지를 전달한다. 전달된 자기장 신호는 수신기의 AMP(135,225)를 통해 인식할 수 있는 규모의 파형으로 변형되고 Filter(134,224)를 거쳐 노이즈가 제거된 후에 ADC(133,223)를 통해 디지털화된다. 디지털화된 신호는 DSP(131,221)와 MAC 계층을 거쳐 패킷 데이터 형태로 변환되어 복원된다.
The amplified signal generates an amplified current through the coil 210 or the multi-axial three-dimensional coil 110, the current is delivered by generating an induced current to the coil of the receiver (charging base station or charger). There is no need for a separate frequency band, and the low-frequency wireless charging band is used in-band. If necessary, the charging base station transfers energy using magnetic field beamforming. The transmitted magnetic field signal is transformed into a waveform of a magnitude recognizable by the AMPs 135 and 225 of the receiver and digitized by the ADCs 133 and 223 after the noise is removed through the filters 134 and 224. The digitized signal is converted into a packet data form through the DSPs 131 and 221 and the MAC layer and restored.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

100: 충전 베이스 스테이션 110: 다축 입체코일
111: 저주파 다축 입체코일 112: 고주파 다축 입체코일
120,220: 자기장 통신모뎀 130,230: 제어부
140: 고효율 컨버터 240: 스위치
250: 파워관리부 260: 배터리셀
211: 저주파 코일 212: 고주파 코일100: charging base station 110: multi-axis solid coil
111: low frequency multi-axial stereoscopic coil 112: high frequency multi-axial stereoscopic coil
120,220: magnetic field communication modem 130,230: control unit
140: high efficiency converter 240: switch
250: power management unit 260: battery cell
211: low frequency coil 212: high frequency coil

Claims (9)

저주파 코일 또는 고주파 코일 중 어느 하나의 코일을 통해 전달되는 충전파워에 의해 충전되는 충전기기; 및
상기 외부 충전기기와 자기장 통신을 통해 충전기기의 종류, 위치 및 충전상태를 포함하는 충전기기의 충전정보를 수신하고, 상기 충전기기의 코일과 공진채널을 형성하는 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일 중 어느 하나를 선택하여 상기 충전기기에 무선충전파워를 전송하는 충전베이스스테이션
을 포함하는 공진자기유 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.A charger charged by charging power delivered through one of the low frequency coil and the high frequency coil; And
Among the low frequency multi-axis stereoscopic coil or high-frequency multi-axial coil receiving the charging information of the charger including the type, location and state of charge of the charger, and forming a resonance channel with the coil of the charger through the magnetic field communication with the external charger Charging base station to select any one to transmit wireless charging power to the charger
Multi-node wireless energy transmission system using a resonant free oil method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 충전베이스 스테이션은
상기 공진채널을 이용하여 상기 충전기기와 자기장통신을 수행하고, 상기 충전기기로 충전파워를 전송하는 저주파 다축 입체코일;
상기 공진채널을 이용하여 상기 충전기기로 충전파워를 전송하는 고주파 다축 입체코일;
자기장 통신 프로토콜을 통해 상기 충전기기로부터 상기 충전정보를 수신하는 자기장 통신모뎀;
상기 충전정보를 고려하여 상기 저주파 다축 입체코일 또는 고주파 다축 입체코일 중 상기 충전파워를 전송할 코일의 대역을 선택하는 제어부; 및
외부 전원공급장치로부터 공급되는 전원을 상기 제어부에서 선택된 대역에 대응하는 AC 전류로 변환하는 고효율컨버터
를 포함하는 공진자기유 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 1, wherein the charging base station is
A low frequency multi-axial three-dimensional coil which performs magnetic field communication with the charger by using the resonance channel and transmits charging power to the charger;
A high frequency multi-axial three-dimensional coil which transmits charging power to the charger using the resonance channel;
A magnetic field communication modem for receiving the charging information from the charger through a magnetic field communication protocol;
A control unit for selecting a band of a coil to transmit the charging power among the low frequency multi-axial stereoscopic coil or the high frequency multi-axial stereoscopic coil in consideration of the charging information; And
High-efficiency converter that converts power supplied from an external power supply into an AC current corresponding to the band selected by the controller
Multi-node wireless energy transmission system using a resonant free oil method comprising a. 제1항에 있어서,
저주파 다축 입체코일 및 고주파 다축 입체코일은 복수의 서로 다른 축을 구비하는 것인 공진자기유 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 1,
A multi-node wireless energy transmission system using a resonant free oil method in which a low frequency multiaxial three-dimensional coil and a high frequency multiaxial three-dimensional coil have a plurality of different axes. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 저주파 다축입체 코일 또는 고주파 다축입체 코일의 커패시턴스(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance) 값을 조절하여 상기 충전베이스스테이션으로부터 충전가능거리에 존재하는 상기 충전기기와 공진채널을 형성하는 것인 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 2, wherein the control unit
The resonance magnetic induction method is to form a resonant channel with the charger existing in the chargeable distance from the charging base station by adjusting the capacitance (capacitance) or inductance value of the low-frequency multi-axial stereoscopic coil or high frequency multi-axial stereoscopic coil Multi-node wireless energy transmission system using. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 선택된 대역에 해당하는 다축 입체코일 중 최대의 큐팩터(Q-factor)값을 가지는 코일을 선택하고, 상기 선택된 코일을 통해 상기 충전파워가 상기 충전기기에 전송되도록 제어하는 것인 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 2, wherein the control unit
Selecting a coil having a maximum Q-factor value among the multi-axial three-dimensional coils corresponding to the selected band and controlling the charging power to be transmitted to the charger through the selected coil. Multi-node wireless energy transmission system using. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
복수의 상기 충전기기기에 충전파워를 전송하는 경우,
상기 복수의 충전기기를 동시에 충전시킬 수 있는 큐팩터(Q-factor)값을 가지는 코일을 선택하고, 상기 선택된 코일을 통해 상기 충전파워가 상기 복수의 충전기기에 전송되도록 제어하는 것인 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 5, wherein the control unit
When transmitting the charging power to a plurality of the charger device,
Selecting a coil having a Q-factor value capable of simultaneously charging the plurality of chargers and controlling the charging power to be transmitted to the plurality of chargers through the selected coil. Multi-node wireless energy transmission system using. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
복수의 상기 충전기기에 충전파워를 전송하는 경우,
상기 복수의 충전기기 각각에 대하여 최대의 큐팩터값을 가지는 코일을 각각 선택하고, 시분할(time division)에 의해 상기 선택된 각 코일에 대응하는 상기 충전기기에 상기 충전파워가 전송되도록 제어하는 것인 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 5, wherein the control unit
When transmitting the charging power to the plurality of chargers,
A resonator magnet that selects coils each having a maximum cue value for each of the plurality of chargers, and controls the charging power to be transmitted to the charger corresponding to each of the selected coils by time division; Multi-node wireless energy transmission system using an induction method. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
복수의 상기 충전기기에 충전파워를 전송하는 경우,
상기 충전정보를 고려하여 상기 복수의 충전기기 중 충전 우선순위를 정하고, 충전서비스를 받지 않는 충전기기의 전원을 오프 시키는 것인 공진자기유도방식을 이용한 멀티노드 무선충전 시스템.The method of claim 2, wherein the control unit
When transmitting the charging power to the plurality of chargers,
A multi-node wireless charging system using the resonant magnetic induction method to determine the charging priority of the plurality of chargers in consideration of the charging information, and to turn off the power of the charger not receiving the charging service. 제1항에 있어서, 상기 충전기기는
상기 충전정보를 자기장 신호로 변환하는 자기장 통신모뎀;
상기 자기장 신호를 상기 충전베이스 스테이션으로 전송하고, 상기 충전베이스 스테이션으로부터 상기 충전파워를 전송받는 저주파 코일;
상기 충전 베이스 스테이션으로부터 상기 충전파워를 전송받는 고주파 코일;
상기 충전베이스스테이션에 의해 전송되는 충전파워를 저장하는 복수의 배터리 셀;
상기 복수의 배터리 셀 중 상기 충전파워를 공급받을 제1 배터리 셀 및 방전을 통해 상기 충전기기에 전원을 공급하는 제2 배터리 셀을 선택하는 스위치; 및
상기 배터리 셀의 충전 또는 방전을 관리하는 파워관리부
를 포함하는 것인 공진자기유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템.The method of claim 1, wherein the charger
A magnetic field communication modem for converting the charging information into a magnetic field signal;
A low frequency coil transmitting the magnetic field signal to the charging base station and receiving the charging power from the charging base station;
A high frequency coil receiving the charging power from the charging base station;
A plurality of battery cells storing charging power transmitted by the charging base station;
A switch for selecting a first battery cell to receive the charging power and a second battery cell supplying power to the charger through the discharge; And
Power management unit for managing the charge or discharge of the battery cell
Multi-node wireless energy transmission system using a resonant magnetic induction method comprising a.
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