KR20120047027A - Wireless power transmission method and apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wireless power transmission method and apparatus are provided to charge wireless power regardless of a charging method by selectively transmitting induction power and resonance power to a wireless power receiving device. CONSTITUTION: A resonance power generation part(130) creates resonance power in predetermined resonant frequency. An induction power generating part(150) creates predetermined induction power. A power supply part(110) supplies a power source to one of the resonance power generation part and the induction power generating part. A controller(170) controls resonance power generation part and the induction power generating part in order to create power in one of the resonance power generation part and the induction power generating part.

Description

무선전력전송방법 및 장치{WIRELESS POWER TRANSMISSION METHOD AND APPARATUS}Wireless power transmission method and device {WIRELESS POWER TRANSMISSION METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 무선전력전송방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유도결합방식에 따른 유도전력 및 공진결합방식에 따른 공진전력을 선택적으로 전송할 수 있는 무선전력전송방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission method and apparatus, and more particularly, to a wireless power transmission method and apparatus capable of selectively transmitting the induction power according to the inductive coupling method and the resonance power according to the resonance coupling method.

일상 생활에서 사용하는 거의 모든 가전제품, 휴대기기와 사무용 기기 그리고 산업용 기기들은 발전소에서 유선으로 공급되는 전기 에너지를 사용하고 있다. 하지만, 최근 다양한 휴대기기의 발달과 광범위한 사용은 유선 전력 공급이 휴대기기에 적합한 전력 공급원이 아님을 보여주고 있다. 일상 생활의 필수품이 된 휴대폰의 경우 배터리를 모두 소모한 경우 쉽게 아무 곳에서나 충전하기 어려운 문제도 발생하며, 랩탑(LAP TOP) 컴퓨터의 사용 또한 늘어나면서 배터리의 용량과 무게의 문제는 더욱 심각한 상황으로 부각되고 있는 실정이다. 따라서 사무실에서나 산업체에서 에너지 전달이 무선으로 이루어질 수 있다면 경제적, 산업적 측면에서 새로운 혁명적 변화가 있으리라 예상할 수 있다.Almost all home appliances, portable and office devices and industrial devices used in everyday life use electrical energy supplied by wires at power plants. However, recent developments and widespread use of various portable devices have shown that wired power supply is not a suitable power supply for portable devices. In the case of the mobile phone, which is a necessity of everyday life, it is difficult to charge it anywhere easily when the battery is exhausted.In addition, as the use of the laptop (LAP TOP) computer increases, the problem of capacity and weight of the battery becomes more serious. The situation is emerging. Thus, if energy transfer can be done wirelessly in the office or in the industry, it can be expected that there will be new revolutionary changes in economic and industrial terms.

본 발명에 따른 무선전력전송장치는 무선전력을 수신하여 충전이 가능한 무선전력수신장치라면 무선전력의 종류와 무관하게 모두 충전시킬 수 있는 것을 목적으로 한다.The wireless power transmission apparatus according to the present invention is intended to be able to charge all irrespective of the type of wireless power if the wireless power receiving device capable of charging and receiving wireless power.

상기 목적은, 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송장치에 있어서, 소정의 공진주파수에서 공진전력을 생성하는 공진전력생성부와; 소정의 유도전력을 생성하는 유도전력생성부와; 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 적어도 하나에서 전력이 생성되도록 상기 공진 전력생성부 및 상기 유도전력생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 무선전력전송장치에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided a wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power, comprising: a resonance power generation unit for generating resonance power at a predetermined resonance frequency; An induction power generation unit generating a predetermined induction power; A power supply unit supplying power to at least one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit; It is achieved by a wireless power transmission device including a control unit for controlling the resonant power generation unit and the induction power generation unit to generate power in at least one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit.

여기서, 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 하나를 선택하는 선택부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 어느 하나를 선택하도록 상기 선택부를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 소정의 외부장치가 상기 유도전력 및 상기 공진전력 중 어느 전력에 의해 충전이 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 어느 하나를 선택하도록 상기 선택부를 제어하여 상기 유도전력 및 상기 공진전력 중 어느 하나가 상기 외부장치에 전송하도록 제어할 수 있다. The apparatus may further include a selector configured to select one of the resonance power generator and the induced power generator, and the controller may control the selector to select one of the resonance power generator and the induced power generator. have. The controller determines whether a predetermined external device can be charged by any of the induced power and the resonance power, and selects one of the resonance power generator and the induced power generator based on a determination result. The selector may be controlled to transmit any one of the induced power and the resonance power to the external device.

또한, 상기 공진전력생성부의 상기 공진주파수 변경시키기 위한 공진주파수변경부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 공진주파수의 값을 변경하도록 상기 공진주파수변경부를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 외부장치가 상기 공진전력에 의해 충전되는 경우, 상기 외부장치의 충전에 필요한 공진주파수 값을 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 공진주파수변경부를 제어하여 상기 필요한 공진주파수를 갖는 상기 공진전력을 생성하도록 상기 공진전력생성부를 제어할 수 있다.The apparatus may further include a resonance frequency changing unit for changing the resonance frequency of the resonance power generating unit, and the controller may control the resonance frequency changing unit to change the value of the resonance frequency. When the external device is charged with the resonance power, the controller determines a resonance frequency value necessary for charging the external device, and controls the resonance frequency changer according to the determination result to have the necessary resonance frequency. The resonance power generation unit may be controlled to generate the resonance power.

또한, 상기 유도전력생성부는 상기 공진전력생성부에서 생성된 상기 공진전력에 의해 구동될 수 있다. In addition, the induction power generation unit may be driven by the resonance power generated by the resonance power generation unit.

그리고, 상기 유도전력생성부와 상기 공진 전력생성부는 상기 전원공급부에 의하여 서로 별도로 전원을 공급받을 수 있다.The inductive power generation unit and the resonance power generation unit may be separately supplied with power by the power supply unit.

그리고, 상기 외부장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 요청신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 외부장치로부터 상기 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위해 필요한 충전관련정보를 요청하는 충전요청신호를 더 출력하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 외부장치로부터 상기 충전관련정보에 대한 신호가 수신되는 경우 수신된 신호에 기초하여 상기 유도전력생성부 및 공진전력생성부 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 상기 외부장치와 통신하기 위한 상기 통신부는 상기 공진전력생성부의 공진코일 및 상기 유도전력생성부의 유도코일에 포함되고, 상기 제어부는 주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 요청신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 외부장치로부터 상기 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위해 필요한 충전관련정보를 요청하는 충전요청신호를 더 출력하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 외부장치로부터 상기 충전관련정보에 대한 신호가 수신되는 경우 수신된 신호에 기초하여 상기 유도전력생성부 및 공진전력생성부 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.The apparatus may further include a communication unit for communicating with the external device, wherein the control unit controls the communication unit to output a request signal for identifying whether there is an external device requiring charging periodically, and the request signal from the external device. When the response signal is received, and controls the communication unit to further output a charging request signal for requesting the charging-related information required for charging the external device, the signal for the charging-related information is received from the external device In this case, at least one of the induction power generator and the resonance power generator may be controlled based on the received signal. The communication unit for communicating with the external device is included in the resonant coil of the resonance power generation unit and the induction coil of the induction power generation unit, and the controller outputs a request signal for identifying whether there is an external device that needs to be periodically charged. Control the communication unit to control the communication unit, and when the response signal to the request signal is received from the external device, control the communication unit to further output a charge request signal for requesting charging related information necessary for charging the external device, When the signal for the charging related information is received from the external device, at least one of the induction power generator and the resonance power generator may be controlled based on the received signal.

한편, 상기 목적은 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송방법에 있어서, 공진전력 및 유도전력 중 어느 전력을 생성할지 여부를 판단하는 단계와; 판단 결과에 따라 상기 공진전력 및 상기 유도전력 중 적어도 하나를 생성하는 단계와; 생성된 상기 공진전력 및 상기 유도전력 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 포함하는 무선전력전송방법에 의해 달성된다.On the other hand, the above object is a wireless power transmission method for transmitting power wirelessly according to the present invention, comprising: determining which of the resonance power and induced power to generate; Generating at least one of the resonance power and the induced power according to a determination result; It is achieved by a wireless power transmission method comprising the step of outputting at least one of the generated resonance power and the induced power.

여기서, 주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 식별 요청신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 외부장치로부터 상기 식별 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위한 전력의 타입을 요청하는 타입요청신호를 더 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 전력의 타입은 상기 공진전력 및 상기 유도전력을 포함할 수 있다.The method may further include outputting an identification request signal for identifying whether there is an external device that needs to be charged periodically. The method may further include outputting a type request signal for requesting a type of power for charging the external device when the response signal to the identification request signal is received from the external device. The resonance power and the induced power may be included.

그리고, 상기 외부장치로부터 상기 식별 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위한 충전관련정보를 요청하는 신호를 더 출력하는 단계를 포함하며, 상기 충전관련정보는 외부장치를 충전하기 위한 공진주파수 값 정보를 포함하고, 상기 공진주파수 값에 대응하도록 상기 공진전력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.And when a response signal to the identification request signal is received from the external device, outputting a signal for requesting charging related information for charging the external device, wherein the charging related information includes an external device. And resonant frequency value information for charging, and controlling the resonance power to correspond to the resonance frequency value.

본 발명에 따른 무선전력전송장치는 선택적으로 유도 결합(Inductive Coupling) 방식에 따른 유도전력 및 공진 결합(Resonance Coupling) 방식에 따른 공진전력을 무선전력수신장치에 전송함으로써 무선전력수신장치의 충전방식이 유도결합방식 및 공진결합방식 중 어느 방식인지 여부와 무관하게 모두 충전시킬 수 있는 효과가 있다. The wireless power transmitter according to the present invention selectively transfers the inductive power according to the inductive coupling method and the resonant power according to the resonance coupling method to the wireless power receiver to reduce the charging method of the wireless power receiver. There is an effect that can be charged both irrespective of whether the inductive coupling method and the resonance coupling method.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치의 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치 및 무선전력전송장치로부터 무선전력을 수신하는 무선전력수신장치의 블록도이다.
도 3은 본원발명에 따른 무선전력전송장치의 공진전력생성부 및 전원공급부의 간략 회로도 및 공진전원을 수신하는 무선전력수신장치의 간략 회로도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진코일과 유도코일을 도시한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치의 간략 제어흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치와 무선전력수신장치 간의 제어흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 무선전력전송장치가 전력중계기로 사용되는 일 실시예를 도시한 도면이다.1A is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
1B is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a simplified circuit diagram of a resonant power generation unit and a power supply unit of a wireless power transmission apparatus according to the present invention, and a simplified circuit diagram of a wireless power receiver receiving a resonance power.
4A and 4B are diagrams illustrating a resonance coil and an induction coil according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a simplified control flowchart of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a control flow chart between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an embodiment in which the wireless power transmission apparatus according to the present invention is used as a power repeater.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 한다.The terminology used in the present invention was selected as a general term that is widely used at present, but in some cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the term is described in detail in the description of the present invention. The present invention should be understood as meanings other than terms.

이하에서는 본 발명을 구성하는 무선으로 전력을 전송하는 전력전송장치에 관한 일 실시예들을 구체적으로 설명한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, one embodiment of a power transmission apparatus for wirelessly transmitting power constituting the present invention will be described in detail. In adding reference numerals to the components of the following drawings, the same components are used the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(Wilreless Power Transmission System)은 전원을 직접 공급하기 위한 선이 연결되어 있지 않은 장치들간에 전력을 무선으로 공급할 수 있는 시스템으로서, 유도 결합 방식에 의해 유도전력을 생성하는 방법과 공진 결합 방식에 의해 공진전력을 생성하는 방법을 포함한다.The wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention is a system capable of wirelessly supplying power between devices that are not connected to a line for directly supplying power, and are induced by an inductive coupling method. A method of generating power and a method of generating resonance power by a resonance coupling method may be included.

유도 결합 방식에 따르면, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면 그 전류에 의해 자기장이 변화하고, 이로 인하여 2차 코일을 지나는 자속이 변하게 되어 2차 코일 측에 유도기전력이 생기게 된다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일을 근접시킨 채 1차 코일의 전류만 변화시키면 유도기전력이 생기게 된다. 이 경우, 주파수 특성은 크게 영향을 받지 않으나, 각 코일을 포함하는 전력송신장치 및 전력수신장치 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)에 따라 전력 효율이 영향을 받게 된다.According to the inductive coupling method, changing the intensity of the current flowing in the primary coil of the two adjacent coils (coil) changes the magnetic field by the current, thereby changing the magnetic flux passing through the secondary coil to the secondary coil side Induction electromotive force is generated. That is, according to this method, the induced electromotive force is generated by changing only the current of the primary coil with two coils in close proximity without moving the two conductors spatially. In this case, the frequency characteristics are not significantly affected, but the power efficiency is affected by the alignment and the distance between the power transmitter and the power receiver including each coil.

반면, 공진 결합 방식에 따르면, 두 개의 코일 중 1차 코일에 공진 주파수(Resonance Frequency)를 인가하여 발생한 자기장 변화량 중 일부가 동일한 공진 주파수의 2차 코일을 인가하여 2차 코일에서 유도기전력이 발생하게 된다. 즉, 이 방식에 따르면, 송수신 장치가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 에너지 전달이 없게 된다. 이 경우, 주파수 특성은 크게 영향을 받으나, 각 코일을 포함하는 송신 장치 및 수신 장치 사이의 배열 및 거리는 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 전력 효율에 덜 영향을 준다.On the other hand, according to the resonance coupling method, some of the magnetic field changes generated by applying the resonance frequency to the primary coil of the two coils apply the secondary coil of the same resonance frequency to generate the induced electromotive force in the secondary coil. do. That is, according to this method, when the transmitting and receiving devices resonate at the same frequency, the electromagnetic waves are transmitted through the near field, so that the energy is not transmitted when the frequencies are different. In this case, the frequency characteristics are greatly affected, but the arrangement and distance between the transmitting device and the receiving device including each coil have less influence on the power efficiency than the inductive coupling method.

이하, 공진 결합방식에 따른 무선 전력 전송 시스템으로 무선 전력을 효율적으로 전송하는 방법에 대하여 상술하고자 한다. 특히, 아래 도시한 수학식 1과 같이, 공진 결합 방식에 따르면, 무선 전력 전송 시스템 송신 장치 및 수신 장치를 구성하는 코일사이의 간격(d), 길이, 회전수에 의해 결정되는 인덕턴스(Inductance, L) 및 코일사이의 간격과 코일의 면적에 의해 결정되는 전력 용량(Capacitance, C) 값에 따라 공진 주파수(f)가 결정된다. Hereinafter, a method of efficiently transmitting wireless power to the wireless power transmission system according to the resonance coupling method will be described in detail. In particular, as shown in Equation 1 shown below, according to the resonance coupling method, the inductance (L) determined by the distance (d), the length, and the number of rotations between the coils constituting the wireless power transmission system transmitter and receiver. ) And the resonance frequency f is determined according to the value of the power capacity C determined by the distance between the coils and the area of the coils.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치(100: Wilreless Power Transmission Apparatus)의 블록도이다.1A is a block diagram of a wireless power transmission apparatus 100 (Wireless Power Transmission Apparatus) according to an embodiment of the present invention.

도 1a에 도시한 바와 같이, 무선전력전송장치(100)는 공진전력생성부(130), 유도전력생성부(150), 전원공급부(110) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1A, the wireless power transmitter 100 may include a resonance power generator 130, an induction power generator 150, a power supply 110, and a controller 170.

공진전력생성부(130)는 소정의 공진주파수를 갖는 공진전력을 생성하고, 생성된 공진전력을 외부의 전력수신장치에 출력하여 공진전력에 의해 외부의 전력수신장치가 충전되도록 할 수 있다. 공진전력생성부(130)는 전술한 공진 결합방식에 의해 소정의 공진주파수를 갖는 공진전력을 생성하며, 이를 위하여 도시되지 않은 공진코일 및 공진커패시터를 포함한다. 그리고, 공진코일이 1차 코일과 같이 동작할 수 있다.The resonance power generator 130 may generate a resonance power having a predetermined resonance frequency and output the generated resonance power to an external power receiver so that the external power receiver is charged by the resonance power. The resonance power generation unit 130 generates a resonance power having a predetermined resonance frequency by the above-described resonance coupling method, and includes a resonance coil and a resonance capacitor not shown for this purpose. In addition, the resonant coil may operate like the primary coil.

유도전력생성부(150)는 유도전력을 생성하고, 생성된 유도전력을 외부의 전력수신장치에 출력한다. 따라서, 외부의 전력수신장치가 유도전력에 의해 충전되도록 할 수 있다. 유도전력생성부(150)는 전술한 유도 결합 방식에 의해 유도전력을 발생시키며 이에 따라 유도코일을 포함한다. 여기에서, 유도코일은 전술한 1차 코일로 동작하며, 유도기전력에 의해 충전되는 외부의 무선전력수신장치는 역시 코일을 포함하고, 이 코일은 전술한 2차 코일로 동작한다.The induction power generator 150 generates induction power and outputs the generated induction power to an external power receiver. Therefore, the external power receiver can be charged by the induced power. The induction power generation unit 150 generates induction power by the inductive coupling method described above, and thus includes an induction coil. Here, the induction coil operates as the primary coil described above, and the external wireless power receiver which is charged by the induction electromotive force also includes a coil, which coil operates as the secondary coil described above.

전원공급부(110)는 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150)에 각각 전원을 공급한다. 여기서 비록 전원공급부(110)가 하나로 도시되었지만 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150)에 전원을 공급하기 위하여 별도의 전원공급부(110)가 각각 마련될 수 있음은 당연하다.The power supply unit 110 supplies power to the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150, respectively. Although the power supply unit 110 is illustrated as one, it is obvious that separate power supply units 110 may be provided to supply power to the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150, respectively.

제어부(170)는 무선전력전송장치(100)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.The controller 170 controls each component included in the wireless power transmitter 100.

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력전송장치(100)의 블록도이다.1B is a block diagram of a wireless power transmission apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 1b에 도시한 바와 같이, 무선전력전송장치(100)는 공진전력생성부(130), 유도전력생성부(150), 전원공급부(110) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 또한, 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150)는 도 1a와 동일한 역할을 하므로 이에 대한 설명을 이하 생략한다.As shown in FIG. 1B, the wireless power transmission apparatus 100 may include a resonance power generation unit 130, an induction power generation unit 150, a power supply unit 110, and a controller 170. In addition, since the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150 play the same role as FIG. 1A, a description thereof will be omitted below.

다만, 전원공급부(110)는 공진전력생성부(130)에만 전원을 공급한다. 그리고, 유도전력생성부(150)는 공진전력생성부(130)의 공진코일에 의해 전원을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 공진코일의 자속 변화에 따라 유도전력생성부(150)의 1차코일, 즉, 유도코일에 유도기전력이 발생할 수 있으며, 이 유도기전력을 기초로 유도전력생성부(150)에서 유도전력을 생성하여 외부의 2차코일에 유도기전력을 생성시킬 수 있다. 또 다른 방법으로 유도전력생성부(150)가 코일은 물론 캐패시터를 더 포함하고, 코일 및 캐패시터 간의 공진주파수가 공진코일의 공진주파수와 동일한 경우 공진전력이 유도전력생성부(150)에 인가되고, 이에 따라 유도전력생성부(150)의 1차코일에 전력이 인가되어 2차 코일과 유도기전력이 생성될 수 있다. However, the power supply unit 110 supplies power only to the resonance power generation unit 130. In addition, the induction power generation unit 150 may receive power by the resonance coil of the resonance power generation unit 130. For example, induction electromotive force may be generated in the primary coil of the induction power generation unit 150, that is, induction coil according to the change of the magnetic flux of the resonance coil, and the induction power generation unit 150 is induced based on the induction electromotive force. By generating power, induced electromotive force can be generated in an external secondary coil. In another method, the induction power generation unit 150 further includes a capacitor as well as a coil. When the resonance frequency between the coil and the capacitor is equal to the resonance frequency of the resonance coil, the resonance power is applied to the induction power generation unit 150. Accordingly, power may be applied to the primary coil of the induction power generator 150 to generate a secondary coil and an induced electromotive force.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 유도전력생성부(150)의 코일은 도 4a 및 도 4b와 같이 공진코일에 적어도 일부 둘러 쌓여있도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 공진코일에 의해 용이하게 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 공진코일에 의해 전력을 수신받기 위한 유도전력생성부(150)의 코일은 외부의 2차코일에 유도기전력을 전송하기 위한 1차코일일 수 있다. 그러나, 유도전력생성부(150)는 공진코일에 의해 전력을 수신받기 위한 별도의 코일을 더 포함하여 구성할 수 있음은 당연하다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the coil of the induction power generating unit 150 may be arranged to be at least partially enclosed in the resonant coil as shown in FIGS. 4A and 4B, thereby easily supplying power by the resonant coil. Can be supplied. Here, the coil of the induction power generation unit 150 for receiving power by the resonance coil may be a primary coil for transmitting induction electromotive force to the external secondary coil. However, it is obvious that the induction power generation unit 150 may further include a separate coil for receiving power by the resonance coil.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치(100) 및 무선전력전송장치(100)로부터 무선전력을 수신하는 무선전력수신장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter 100 according to an embodiment of the present invention.

무선전력전송장치(100)는 도 1a 및 도 1b에서 설명한 바와 같이 공진전력생성부(130), 유도전력생성부(150), 전원공급부(110) 및 제어부(170)를 포함한다. 또한, 무선전력전송장치(100)는 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 하나를 선택하기 위한 선택부(120)를 더 포함한다. The wireless power transmitter 100 includes a resonance power generator 130, an induction power generator 150, a power supply 110, and a controller 170 as described with reference to FIGS. 1A and 1B. In addition, the wireless power transmission apparatus 100 further includes a selection unit 120 for selecting one of the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150.

그리고, 공진전력생성부(130)는 공진커패시터 및 공진코일을 포함하는 공진전력발생부(135) 및 공진전력발생부(135)에 인가되는 신호를 변조/복조 하는 등 신호를 처리하기 위한 제1신호처리부(131)를 포함한다. 여기서, 제1신호처리부(131)는 공진전력발생부(135)의 공진주파수 값을 변경시키기 위한 공진주파수변경부를 더 포함할 수 있다.In addition, the resonance power generator 130 may be configured to process a signal such as to modulate / demodulate a signal applied to the resonance power generator 135 and the resonance power generator 135 including the resonance capacitor and the resonance coil. The signal processor 131 is included. Here, the first signal processor 131 may further include a resonance frequency changer for changing the resonance frequency value of the resonance power generator 135.

그리고, 유도전력생성부(150)는 유도코일을 포함하는 유도전력발생부(155)를 포함한다. 또한, 유도전력생성부(150)는 유도전력발생부(155)에 인가되는 신호를 변조/복조 하는 등 신호를 처리하기 위한 제2신호처리부(151)를 더 포함할 수 있다.In addition, the induction power generation unit 150 includes an induction power generation unit 155 including an induction coil. In addition, the induction power generation unit 150 may further include a second signal processing unit 151 for processing a signal, such as modulating / demodulating a signal applied to the induction power generation unit 155.

제어부(170)는 무선전력전송장치(100)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 즉, 제어부(170)는 공진전력 및/또는 유도전력이 생성되도록 공진전력생성부(130) 및/또는 유도전력생성부(150)를 각각 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 하나를 선택하도록 선택부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 도시된 바와 같이 전원공급부(110)에서 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 하나에만 전원이 공급되도록 선택부(120)를 선택할 수 있다. 제어부(170)는 소정의 외부장치가 유도전력 및 공진전력 중 어느 전력에 의해 충전이 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 하나를 선택하도록 선택부(120)를 제어하여 유도전력 및 공진전력 중 어느 하나가 외부장치에 전송되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 공진주파수의 값을 변경하도록 공진주파수변경부를 제어할 수 있다. 여기에서, 제어부(170)는 무선전력전송장치(100)의 각 구성요소를 제어하기 위한 구성으로, 마이컴 및 디지털시크널프로세서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The controller 170 controls each component included in the wireless power transmitter 100. That is, the controller 170 may control the resonance power generator 130 and / or the induced power generator 150 to generate resonance power and / or induced power, respectively. The controller 170 may control the selector 120 to select one of the resonance power generator 130 and the induced power generator 150. That is, the controller 170 may select the selection unit 120 to supply power to only one of the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150 in the power supply unit 110 as shown. The controller 170 determines whether a predetermined external device can be charged by induction power or resonant power, and according to the determination result, any one of the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150 is determined. The selector 120 may be controlled to select the control unit 120 so that any one of induced power and resonant power may be transmitted to an external device. In addition, the controller 170 may control the resonance frequency changing unit to change the value of the resonance frequency. Herein, the controller 170 is a component for controlling each component of the wireless power transmitter 100 and may include at least one of a microcomputer and a digital signal processor.

구체적으로, 무선전력전송장치(100)의 제어부(170)는 외부에 충전을 필요로 하는 무선전력수신장치가 있는지 판단하기 위하여 주기적으로 또는 비주기적으로 요청신호(inquiry signal)를 전송할 수가 있다. 이 때, 무선전력수신장치가 해당 요청신호에 대하여 응답신호(response signal)을 전송하는 경우, 제어부(170)는 무선전력수신장치가 공진전력에 의해 충전되는 장치인지 유도전력에 의해 충전되는 장치인지 판단하기 위한 아이디정보를 무선전력수신장치에 요청할 수 있으며, 제어부(170)는 무선전력수신장치로부터 수신한 아이디정보에 기초하여 무선전력수신장치를 충전시키기 위하여 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 것을 구동시킬지 여부를 판단하게 된다. 그리고, 그 결과에 따라 제어부(170)는 전술한 선택부(120)를 제어할 수 있다. 여기에서, 아이디정보는 무선전력수신장치의 충전에 필요한 정보를 의미한다. 즉, 아이디정보는 무선전력수신장치를 충전할 수 있는 무선전력의 타입에 대한 정보를 포함하며, 무선전력의 타입은 적어도 공진전력 및 유도전력을 포함한다. 또한, 아이디정보는 무선전력수신장치의 아이디와, 공진전력으로 충전되는 경우 필요한 공진주파수 값, 충전이 필요한 전력량 등을 포함할 수 있다. In detail, the control unit 170 of the wireless power transmitter 100 may transmit an inquiry signal periodically or aperiodically to determine whether there is a wireless power receiver that requires charging. In this case, when the wireless power receiver transmits a response signal to the request signal, the controller 170 determines whether the wireless power receiver is charged with resonance power or charged with induced power. The ID information may be requested to the wireless power receiver, and the controller 170 may resonate the power generation unit 130 and the induced power to charge the wireless power receiver based on the ID information received from the wireless power receiver. Which of the generators 150 is driven is determined. In addition, the controller 170 may control the selection unit 120 according to the result. Here, ID information means information necessary for charging the wireless power receiver. That is, the ID information includes information on the type of wireless power capable of charging the wireless power receiver, and the type of the wireless power includes at least resonance power and induced power. In addition, the ID information may include an ID of the wireless power receiver, a resonance frequency value required when charging with resonance power, an amount of power required for charging, and the like.

본 발명의 일 실시예는 본원발명에 따른 무선전력전송장치(100)가 별도의 통신부(180)를 포함하여 전술한 요청신호 및 아이디정보 요청신호 등을 무선전력수신장치에 송신하고, 무선전력수신장치로부터 아이디정보, 응답신호 등을 수신할 수 있다. 여기에서, 통신부(180)는 블루투스 유닛을 포함하여 블루투스 통신프로토콜에 의해 신호를 송수신할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wireless power transmitter 100 according to the present invention includes a separate communication unit 180 to transmit the above-described request signal and ID information request signal to the wireless power receiver, and wireless power receiver. ID information, a response signal, and the like may be received from the device. Here, the communicator 180 may transmit and receive a signal by a Bluetooth communication protocol including a Bluetooth unit.

본 발명의 다른 실시예에서는 본원발명에 따른 무선전력전송장치(100)는 별도의 통신부(180)를 포함하지 않고 전술한 유도전력신호 및 공진전력신호에 요청신호 및 아이디정보 요청신호 등을 포함시켜서 유도전력생성부(150) 및 공진전력생성부(130)를 통하여 무선전력수신장치에 송신할 수 있다. 여기에서, 요청신호 및 아이디정보 요청신호 등은 제1신호처리부(131) 및 제2신호처리부(151)에서 모듈레이션 될 수 있다. 또한, 유도전력생성부(150) 및 공진전력생성부(130)는 무선전력수신장치로부터 아이디정보, 응답신호 등을 수신할 수 있으며, 제1신호처리부(131) 및 제2신호처리부(151)에서 수신된 신호들을 디모듈레이션하여 제어부(170)에 전송시킬 수 있다. 즉, 공진전력발생부(135)의 공진코일 및 유도전력발생부(155)의 유도코일이 각각 무선전력수신장치로부터 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 도 2의 통신부(180)는 무선전력전송장치(100)에 포함될 필요가 없다.In another embodiment of the present invention, the wireless power transmission apparatus 100 according to the present invention does not include a separate communication unit 180 and includes the request signal and ID information request signal in the above-described induction power signal and resonance power signal. The inductive power generation unit 150 and the resonance power generation unit 130 may be transmitted to the wireless power receiver. The request signal and the ID information request signal may be modulated by the first signal processor 131 and the second signal processor 151. In addition, the induction power generator 150 and the resonance power generator 130 may receive ID information, a response signal, and the like from the wireless power receiver, and the first signal processor 131 and the second signal processor 151. The signals received from the demodulator may be transmitted to the control unit 170. That is, the resonance coil of the resonance power generator 135 and the induction coil of the induced power generator 155 may receive signals from the wireless power receiver. In this case, the communication unit 180 of FIG. 2 does not need to be included in the wireless power transmitter 100.

도 3은 본원발명에 따른 무선전력전송장치(100)의 공진전력생성부(130) 및 전원공급부(110)의 간략 회로도 및 공진전원을 수신하는 무선전력수신장치의 간략 회로도이다. 3 is a simplified circuit diagram of a resonant power generating unit 130 and a power supply unit 110 of the wireless power transmission apparatus 100 according to the present invention and a simplified circuit diagram of a wireless power receiving apparatus for receiving a resonance power.

공진 결합에 대하여 전술한 바와 같이 공진전력발생부(135)의 공진코일 및 공진 커패시터의 값에 따라 공진주파수가 결정된다. 따라서, 공진코일이

Figure pat00002
값을 갖고 공진 커패시터가
Figure pat00003
값을 갖는 경우 이를 수학식 1에 대입하면 공진주파수 값을 구할 수 있다. 또한, 공진전력수신장치(200)의 공진코일 및 공진커패시터에 의한 공진주파수 값 역시 동일한 경우 공진전력전송장치의 공진코일과 공진전력수신장치(200)의 공진코일의 거리가 유도전력에 따른 1차코일 및 2차코일에 비하여 거리가 멀고 배열이 어긋나 있어도 공진전력이 전송될 수 있다.As described above with respect to the resonance coupling, the resonance frequency is determined according to the values of the resonance coil and the resonance capacitor of the resonance power generator 135. Therefore, the resonance coil
Figure pat00002
Value and the resonant capacitor
Figure pat00003
In case of having a value, the resonance frequency can be obtained by substituting this value into Equation 1. In addition, when the resonance coils of the resonance power receiver 200 and the resonance frequency values of the resonance capacitors are also the same, the distance between the resonance coil of the resonance power transmitter and the resonance coil of the resonance power receiver 200 depends on the induced power. Resonant power can be transmitted even if the distance and the arrangement of the coils and the secondary coils are far from each other.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진코일과 유도코일을 도시한 도면들이다. 도 4a 및 도 4b와 같이 본원발명에 따른 공진코일은 유도코일의 외주에 위치하여 유도코일을 에워싸는 모양으로 배열될 수 있다.이에 따라 코일들이 차지하는 공간을 줄일 수 있다. 또한, 본원발명에 따른 유도코일은 코일이 아니라도 자속을 모을 수 있다면 다른 구성요소로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 유도코일은 페라이트(ferrite)를 포함할 수 있다. 4A and 4B are diagrams illustrating a resonance coil and an induction coil according to an exemplary embodiment of the present invention. Resonant coils according to the present invention as shown in Figure 4a and 4b may be arranged in the shape surrounding the induction coil is located on the outer periphery of the induction coil. Accordingly, the space occupied by the coil can be reduced. In addition, the induction coil according to the present invention may be replaced with other components if the magnetic flux can be collected even if the coil is not. For example, the induction coil may include ferrite.

그리고, 적어도 하나 이상의 코일의 주변에 투자율이 크거나 전도성이 없는 재료로 구성된 차폐(Shield)를 구현함으로서 코일간의 근접 자기장을 제어할 수 있다.In addition, by implementing a shield formed of a material having a high permeability or a non-conductivity around the at least one coil, it is possible to control the proximity magnetic field between the coils.

본 발명에 따른 제어부(170)는 코일의 간격을 변경하도록 공진주파수 변경부를 제어하여 공진주파수의 값을 변경시킬 수 있다. 본원발명의 일 실시예에 따라 공진주파수 변경부는 코일을 회전 또는 이동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 즉, 공진코일의 중심부에 위치한 회전 모터를 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시키거나, 공진코일의 끝단부에 위치한 선형 모터를 평형 이동시켜 이러한 코일의 간격을 변경시킬 수 있다.The control unit 170 according to the present invention can change the value of the resonance frequency by controlling the resonance frequency changing unit to change the interval of the coil. According to an embodiment of the present invention, the resonant frequency changing unit may include a motor for rotating or moving the coil. That is, it is possible to change the spacing of the coil by rotating the rotary motor located in the center of the resonant coil clockwise or counterclockwise or by moving the linear motor located at the end of the resonant coil in equilibrium.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치(100)의 간략 제어흐름도이다.5 is a simplified control flowchart of the wireless power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

무선전력전송장치(100)의 제어부(170)는 무선전력을 생성할 필요가 있는지 여부를 판단한다(S110). 이 때, 무선전력을 생성할 필요가 있는지 여부를 판단하는 것은 외부의 무선전력수신장치와의 통신을 통해서 판단하는 것으로 이는 도 6에서 자세히 설명한다. 무선전력을 생성할 필요가 있다고 판단되는 경우, 제어부(170)는 필요한 무선전력이 공진전력인지 유도전력인지 여부를 판단한다(S130). 판단 결과, 공진전력이 필요하다고 판단되는 경우(S130) 제어부(170)는 공진전력이 생성되도록 공진전력생성부(130)를 제어한다(S155). 이 때, 제어부(170)는 전술한 선택부(120)를 제어하여 공진전력생성부(130)에만 전원이 공급되게 제어할 수 있다. 또한, 본원발명에 따른 공진전력생성부(130)가 공진주파수를 조절할 수 있는 공진주파수변경부를 포함하는 경우, 제어부(170)는 공진전력수신장치(200)공진전력수신장치(200)여 필요한 공진주파수의 값을 더 판단한다(S151). 그리고, 제어부(170)는 필요한 공진주파수 값을 갖도록 공진주파수변경부를 조절하고 (S153) 조절된 공진주파수의 공진전력을 생성하여 무선전력수신장치에 출력하도록 공진전력생성부(130)를 제어한다(S155). The controller 170 of the wireless power transmitter 100 determines whether it is necessary to generate wireless power (S110). In this case, whether to generate the wireless power needs to be determined through communication with an external wireless power receiver, which will be described in detail with reference to FIG. 6. If it is determined that the wireless power needs to be generated, the controller 170 determines whether the required wireless power is resonance power or induced power (S130). As a result, when it is determined that the resonance power is necessary (S130), the controller 170 controls the resonance power generation unit 130 to generate the resonance power (S155). In this case, the controller 170 may control the selection unit 120 to control the power to be supplied only to the resonance power generation unit 130. In addition, when the resonant power generation unit 130 according to the present invention includes a resonant frequency changing unit that can adjust the resonant frequency, the control unit 170 is the resonant power receiving device 200 resonant power receiving device 200 is required resonance The value of the frequency is further determined (S151). In addition, the controller 170 adjusts the resonance frequency changing unit to have a necessary resonance frequency value (S153) and controls the resonance power generation unit 130 to generate and output the resonance power of the adjusted resonance frequency to the wireless power receiver (S153). S155).

한편, 판단 결과, 유도전력이 필요하다고 판단되는 경우(S130), 제어부(170)는 유도전력을 생성하여 유도전력수신장치(300)에 출력하도록 유도전력생성부(150)를 제어한다(S170). 이 때, 제어부(170)는 전술한 선택부(120)를 제어하여 유도전력생성부(150)에만 전원이 공급되게 제어할 수 있다. On the other hand, if it is determined that induction power is necessary (S130), the control unit 170 controls the induction power generation unit 150 to generate the induction power to output to the induction power receiver 300 (S170). . In this case, the controller 170 may control the selection unit 120 to control the power to be supplied only to the induction power generation unit 150.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송장치(100)와 무선전력수신장치 간의 제어흐름도를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a control flow chart between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 무선전력전송장치(100)는 주기적으로 또는 비주기적으로 외부에 충전이 필요한 무선전력수신장치가 있는지 여부를 검색하기 위하여 요청신호를 출력한다(S210). 이 때, 무선전력수신장치는 요청신호를 수신하는 경우 요청신호에 대한 응답신호를 무선전력전송장치(100)에 출력한다(S310). 무선전력전송장치(100)는 응답신호가 수신되면 무선전력전송장치(100)가 충전할 필요가 있는지, 무선전력수신장치를 충전할 수 있는 무선전력의 타입, 즉, 공진전력 또는 유도전력, 공진전력으로 충전되는 경우 필요한 공진주파수 값이 무엇인지 여부 등 충전에 필요한 정보를 무선전력수신장치에 요청한다. 이하, 충전에 필요한 정보를 통틀어서 아이디정보라고 한다. 즉, 무선전력전송장치(100)는 무선전력수신장치에 아이디정보 요청신호를 전송한다(S230). 그러면, 무선전력수신장치는 아이디정보 요청신호가 요청하는 아이디정보를 무선전력전송장치(100)에 전송한다(S330). 무선전력전송장치(100)의 제어부(170)는 아이디정보에 기초하여 무선전력을 생성할지 여부를 판단하고, 무선전력을 생성할 필요가 있다고 판단되는 경우 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 것을 구동시킬지 여부를 판단한다. 판단 결과, 무선전력수신장치를 충전하기 위하여 공진전력을 생성할 필요가 있다고 판단되는 경우(S250) 제어부(170)는 공진전력생성부(130)를 구동시켜서 공진전력을 생성하고(S271) 생성된 공진전력이 무선전력수신장치에 전송되도록 제어한다(S273). 한편, 판단 결과 무선전력수신장치를 충전하기 위하여 유도전력을 생성할 필요가 있다고 판단되는 경우(S250) 제어부(170)는 유도전력생성부(150)를 구동시켜서 유도전력을 생성하고(S281) 생성된 유도전력이 무선전력수신장치에 전송되도록 제어한다(S283). 무선전력수신장치는 유도전력 및 공진전력 중 적어도 어느 하나가 수신되면 수신된 무선전력에 의해 충전을 시작한다(S350). 그리고, 무선전력수신장치의 충전이 완료되는 경우(S370) 무선전력수신장치는 충전이 완료됐음을 알리는 알림신호를 무선전력전송장치(100)에 전송한다(S390). 무선전력전송장치(100)는 해당 알림신호가 수신되는 경우 공진전력생성부(130) 또는 유도전력생성부(150)의 구동을 종료한다(S290). The wireless power transmitter 100 according to the present invention outputs a request signal to search whether there is a wireless power receiver that needs to be charged externally periodically or aperiodically (S210). At this time, when receiving the request signal, the wireless power receiver outputs a response signal to the wireless power transmitter 100 in response to the request signal (S310). The wireless power transmitter 100 may determine whether the wireless power transmitter 100 needs to charge when a response signal is received, or a type of wireless power capable of charging the wireless power receiver, that is, resonance power or induced power, and resonance. When charging with power, the wireless power receiver receives information necessary for charging, such as what is required resonant frequency value. Hereinafter, the information required for charging is referred to as ID information. That is, the wireless power transmitter 100 transmits an ID information request signal to the wireless power receiver (S230). Then, the wireless power receiver transmits the ID information requested by the ID information request signal to the wireless power transmitter 100 (S330). The controller 170 of the wireless power transmitter 100 determines whether to generate wireless power based on ID information, and when it is determined that the wireless power needs to be generated, the resonance power generation unit 130 and the induced power generation. Which of the units 150 is to be driven is determined. If it is determined that the resonance power needs to be generated to charge the wireless power receiver (S250), the controller 170 drives the resonance power generator 130 to generate the resonance power (S271). The resonance power is controlled to be transmitted to the wireless power receiver (S273). On the other hand, when it is determined that it is necessary to generate the induction power to charge the wireless power receiver (S250), the control unit 170 generates the induction power by driving the induction power generation unit 150 (S281) generation The induced power is controlled to be transmitted to the wireless power receiver (S283). When at least one of the induced power and the resonance power is received, the wireless power receiver starts charging by the received wireless power (S350). When the charging of the wireless power receiver is completed (S370), the wireless power receiver transmits a notification signal indicating that the charging is completed to the wireless power transmitter 100 (S390). The wireless power transmitter 100 terminates driving of the resonance power generator 130 or the induced power generator 150 when the corresponding notification signal is received (S290).

도 7은 본 발명에 따른 무선전력전송장치(100)가 전력중계기로 사용되는 일 실시예를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an embodiment in which the wireless power transmission apparatus 100 according to the present invention is used as a power repeater.

본 발명의 일 실시예에 따르는 경우 제1무선전력전송장치(100a)는 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 하나만 포함할 수 있다. 예를 들어 제1무선전력전송장치(100a)가 공진전력생성부(130)만 포함하여 공진결합에 따른 공진전력을 출력하는 장치이고, 무선전력수신장치(500)는 유도전력에 의해 충전이 가능한 장치일 수 있다. 이런 경우 제2무선전력전송장치(100b)는 제1무선전력전송장치(100a)로부터 수신한 공진전력을 유도전력으로 변환하여 무선전력수신장치(500)에 전송할 수 있다. 즉, 제2무선전력전송장치(100b)의 공진코일을 제1무선전력전송장치(100a)로부터 공진전력, 즉 공진자기장을 수신받고, 공진전력에 따라 공진코일에 공진이 발생하면, 이에 따라 유도코일에 전력이 수신되어 유도코일이 전술한 바와 같이 제1 코일로 동작하고 무선전력수신장치(500)의 코일이 제2 코일로 동작하여 서로 유도기전력이 발생될 수 있다. 여기서, 제1무선전력전송장치(100a)로부터 공진코일에 공진전력이 수신되는 것이 바람직하지만 별도의 수신 코일이 마련될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the first wireless power transmission apparatus 100a may include only one of the resonance power generation unit 130 and the induction power generation unit 150. For example, the first wireless power transmitter 100a includes only the resonance power generator 130 to output resonance power according to resonance coupling, and the wireless power receiver 500 may be charged by induction power. It may be a device. In this case, the second wireless power transmitter 100b may convert the resonance power received from the first wireless power transmitter 100a into induced power and transmit the induced power to the wireless power receiver 500. That is, when the resonance coil of the second wireless power transmitter 100b receives the resonance power, that is, the resonant magnetic field from the first wireless power transmitter 100a, and the resonance occurs in the resonance coil according to the resonance power, the resonance coil is induced accordingly. As the coil receives power, the induction coil operates as the first coil as described above, and the coils of the wireless power receiver 500 operate as the second coil to generate induced electromotive force. Here, although the resonance power is preferably received from the first wireless power transmitter 100a in the resonance coil, a separate receiving coil may be provided.

이와 동일한 원리로 제1무선전력전송장치(100a)에서 유도전력이 발생되고 무선전력수신장치(500)가 공진전력에 의해 충전이 가능한 경우 제2무선전력전송장치(100b)에서 유도전력을 수신하고 이에 따라 공진전력생성부(130)의 공진코일에서 공진전력이 생성되어 무선전력수신장치(500)에 전송될 수도 있다.In the same principle, when the induced power is generated in the first wireless power transmitter 100a and the wireless power receiver 500 can be charged by the resonance power, the second wireless power transmitter 100b receives the induced power. Accordingly, the resonance power may be generated from the resonance coil of the resonance power generator 130 and transmitted to the wireless power receiver 500.

여기에서 제1무선전력전송장치(100a)가 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150) 중 어느 하나만 포함되는 것을 일 예로 설명하였지만, 제1무선전력전송장치(100a)가 공진전력생성부(130) 및 유도전력생성부(150)를 모두 포함한 경우에도 동일하게 동작할 수 있음은 당연하다.Although the first wireless power transmitter 100a has been described as an example in which only one of the resonance power generator 130 and the induced power generator 150 is included, the first wireless power transmitter 100a is a resonance power. Naturally, even if both the generation unit 130 and the induction power generation unit 150 are included, the operation may be the same.

이와 같이 본원발명에 따른 무선전력전송장치(100)가 중계기의 역할을 하는 경우, 공진전력에 의한 충전 가능 거리를 벗어나서 무선전력수신장치(500)가 위치하는 경우에도 무선전력전송장치(100)와 무선전력수신장치(500) 사이에 새로운 무선전력전송장치(100)를 하나 더 추가하여 충전 가능 거리를 더 넓힐 수 있는 효과가 있다. 또한, 제1무선전력전송장치(100a)에서 전송 가능한 무선전력의 전송방법, 즉 공진결합방법 또는 유도결합방법이 무선전력수신장치(500)의 방법과 상이한 경우에도 중계기를 사용하여 무선전력수신장치(500)에 충전이 가능하게 된다.As described above, when the wireless power transmitter 100 according to the present invention serves as a repeater, even when the wireless power receiver 500 is located outside the chargeable distance due to the resonance power, the wireless power transmitter 100 and Adding a new wireless power transmitter 100 between the wireless power receiver 500 has an effect that can extend the chargeable distance. In addition, even if the transmission method of the wireless power that can be transmitted from the first wireless power transmitter 100a, that is, the resonance coupling method or the inductive coupling method is different from the method of the wireless power receiver 500, the wireless power receiver using the repeater Charging to 500 becomes possible.

전술한 바와 같이 본원발명에 따른 무선전력전송장치(100)는 선택적으로 유도 결합(Inductive Coupling) 방식에 따른 유도전력 및 공진 결합(Resonance Coupling) 방식에 따른 공진전력을 무선전력수신장치(500)에 전송함으로써 무선전력수신장치(500)의 충전방식이 유도결합방식 및 공진결합방식 중 어느 방식인지 여부와 무관하게 모두 충전시킬 수 있다.As described above, the wireless power transmitter 100 according to the present invention selectively transmits the induction power according to the inductive coupling method and the resonance power according to the resonance coupling method to the wireless power receiver 500. By transmitting, the charging method of the wireless power receiver 500 may be charged regardless of whether the charging method is an inductive coupling method or a resonance coupling method.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

Claims (13)

무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송장치에 있어서,
소정의 공진주파수에서 공진전력을 생성하는 공진전력생성부와;
소정의 유도전력을 생성하는 유도전력생성부와;
상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원공급부와;
상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 적어도 하나에서 전력이 생성되도록 상기 공진 전력생성부 및 상기 유도전력생성부를 제어하는 제어부를 포함하는 무선전력전송장치.In the wireless power transmission device for transmitting power wirelessly,
A resonance power generator for generating resonance power at a predetermined resonance frequency;
An induction power generation unit generating a predetermined induction power;
A power supply unit supplying power to at least one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit;
And a controller configured to control the resonance power generator and the induced power generator to generate power in at least one of the resonance power generator and the induction power generator. 제1항에 있어서,
상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 하나를 선택하는 선택부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 어느 하나를 선택하도록 상기 선택부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 1,
Further comprising a selection unit for selecting one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit,
And the controller controls the selection unit to select one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit. 제2항에 있어서,
상기 제어부는 소정의 외부장치가 상기 유도전력 및 상기 공진전력 중 어느 전력에 의해 충전이 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 공진전력생성부 및 상기 유도전력생성부 중 어느 하나를 선택하도록 상기 선택부를 제어하여 상기 유도전력 및 상기 공진전력 중 어느 하나가 상기 외부장치에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 2,
The control unit determines whether a predetermined external device can be charged by any of the induced power and the resonance power, and selects one of the resonance power generation unit and the induction power generation unit according to a determination result. And controlling one of the induction power and the resonance power to be transmitted to the external device. 제3항에 있어서,
상기 공진전력생성부의 상기 공진주파수 변경시키기 위한 공진주파수변경부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 공진주파수의 값을 변경하도록 상기 공진주파수변경부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 3,
Further comprising a resonance frequency changing unit for changing the resonance frequency of the resonance power generation unit,
And the control unit controls the resonance frequency changing unit to change the value of the resonance frequency. 제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 외부장치가 상기 공진전력에 의해 충전되는 경우, 상기 외부장치의 충전에 필요한 공진주파수 값을 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 공진주파수변경부를 제어하여 상기 필요한 공진주파수를 갖는 상기 공진전력을 생성하도록 상기 공진전력생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 4, wherein
When the external device is charged by the resonance power, the controller determines a resonance frequency value required for charging the external device, and controls the resonance frequency changer according to the determination result to perform the resonance having the required resonance frequency. Wireless power transmitter characterized in that for controlling the resonant power generation unit to generate power. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유도전력생성부는 상기 공진전력생성부에서 생성된 상기 공진전력에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method according to claim 1 or 2,
And the inductive power generation unit is driven by the resonance power generated by the resonance power generation unit. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유도전력생성부와 상기 공진 전력생성부는 상기 전원공급부에 의하여 서로 별도로 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method according to claim 1 or 2,
The inductive power generating unit and the resonant power generating unit wireless power transmission device, characterized in that the power supply separately from each other by the power supply. 제3항에 있어서,
상기 외부장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하고,
상기 제어부는 주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 요청신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 외부장치로부터 상기 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위해 필요한 충전관련정보를 요청하는 충전요청신호를 더 출력하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 외부장치로부터 상기 충전관련정보에 대한 신호가 수신되는 경우 수신된 신호에 기초하여 상기 유도전력생성부 및 공진전력생성부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 3,
Further comprising a communication unit for communicating with the external device,
The controller controls the communication unit to output a request signal for identifying whether there is an external device that needs to be charged periodically, and when receiving a response signal to the request signal from the external device, charging the external device. And controlling the communication unit to further output a charging request signal for requesting charging related information necessary for the charging, and when the signal for the charging related information is received from the external device, the inductive power generation unit and the resonance power based on the received signal. Wireless power transmitter, characterized in that for controlling at least one of the generation unit. 제8항에 있어서,
상기 외부장치와 통신하기 위한 상기 통신부는 상기 공진전력생성부의 공진코일 및 상기 유도전력생성부의 유도코일에 포함되고,
상기 제어부는 주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 요청신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 외부장치로부터 상기 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위해 필요한 충전관련정보를 요청하는 충전요청신호를 더 출력하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 외부장치로부터 상기 충전관련정보에 대한 신호가 수신되는 경우 수신된 신호에 기초하여 상기 유도전력생성부 및 공진전력생성부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송장치.The method of claim 8,
The communication unit for communicating with the external device is included in the resonance coil of the resonance power generation unit and the induction coil of the induction power generation unit,
The controller controls the communication unit to output a request signal for identifying whether there is an external device that needs to be charged periodically, and when receiving a response signal to the request signal from the external device, charging the external device. And controlling the communication unit to further output a charging request signal for requesting charging related information necessary for the charging, and when the signal for the charging related information is received from the external device, the inductive power generation unit and the resonance power based on the received signal. Wireless power transmitter, characterized in that for controlling at least one of the generation unit. 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송방법에 있어서,
공진전력 및 유도전력 중 어느 전력을 생성할지 여부를 판단하는 단계와;
판단 결과에 따라 상기 공진전력 및 상기 유도전력 중 적어도 하나를 생성하는 단계와;
생성된 상기 공진전력 및 상기 유도전력 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 포함하는 무선전력전송방법.In the wireless power transmission method for transmitting power wirelessly,
Determining which of the resonance power and the induced power to generate;
Generating at least one of the resonance power and the induced power according to a determination result;
And outputting at least one of the generated resonance power and the induced power. 제10항에 있어서,
주기적으로 충전이 필요한 외부장치가 있는지 여부를 식별하기 위한 식별 요청신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송방법.The method of claim 10,
And a step of outputting an identification request signal for identifying whether there is an external device that needs to be charged periodically. 제11항에 있어서,
상기 외부장치로부터 상기 식별 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위한 전력의 타입을 요청하는 타입요청신호를 더 출력하는 단계를 더 포함하고,
상기 전력의 타입은 상기 공진전력 및 상기 유도전력을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송방법.The method of claim 11,
If a response signal to the identification request signal is received from the external device, further comprising: outputting a type request signal for requesting a type of power for charging the external device;
The power type includes the resonance power and the induced power. 제11항에 있어서,
상기 외부장치로부터 상기 식별 요청신호에 대한 응답신호가 수신되는 경우, 상기 외부장치를 충전하기 위한 충전관련정보를 요청하는 신호를 더 출력하는 단계를 포함하며,
상기 충전관련정보는 외부장치를 충전하기 위한 공진주파수 값 정보를 포함하고,
상기 공진주파수 값에 대응하도록 상기 공진전력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송방법.The method of claim 11,
If a response signal to the identification request signal is received from the external device, outputting a signal for requesting charging related information for charging the external device;
The charging related information includes resonant frequency value information for charging an external device,
And controlling the resonance power to correspond to the resonance frequency value.
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