KR20120047549A - 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치 - Google Patents

무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선 전력 전송 장치의 전송 코일로부터 수신되는 객체 감지 신호를 전송하는 단계; 상기 객체 감지 신호에 대한 객체 응답 신호를 상기 전송 코일을 통해 수신하는 단계; 상기 객체 응답 신호에 기초하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 신호를 전송하는 단계; 전송 제어부에 의해 상기 전력 신호를 전송하는 전송 코일의 전압 또는 전류를 감지하는 단계; 및 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.

Description

무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치{METHOD FOR CONTROLLING WIRELESS POWER SIGNAL IN WIRELESS POWER TRANSMISSION DEVICE AND WIRELESS POWER TRANSMISSION USING THE SAME}
본 발명은, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배터리팩(Battery pack)은 외부의 충전기로부터 전력(전기에너지)을 공급받아 충전한 상태에서 휴대용 단말기(핸드폰, PDA 등)의 작동을 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 전기에너지를 충전하는 배터리셀과 상기 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로 등이 구성되어 있다.
이러한 휴대용 단말기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리팩의 전기적 연결방식에는. 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 배터리팩으로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식이 있다.
그러나, 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리팩을 접촉하거나 분리할 경우, 양측의 단자(배터리팩의 단자 및 충전기의 단자)들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어, 순간방전현상을 초래하는 문제점이 있었다.
특히, 이러한 순간방전현상 등으로 인하여 양측의 단자들에 이물질이 쌓이게 되면 화재 등이 발생할 우려가 있었다.
또한, 습기 등으로 인하여 배터리팩에 충전된 전기에너지가 배터리팩의 단자를 통해 외부로 자연방전되는 등의 문제점이 있음은 물론, 이로 인하여 배터리팩의 수명 및 성능의 저하를 초래하는 단점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력전송방식을 이용한 무접점 방식의 충전시스템과 제어방법들이 제시되고 있다.
본 발명은, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 전력을 안정적으로 공급하고, 효율적으로 공급하는 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법은, 무선 전력 전송 장치의 전송 코일을 통해 객체 감지 신호를 전송하는 단계; 상기 객체 감지 신호에 대한 객체 응답 신호를 상기 전송 코일을 통해 수신하는 단계; 상기 객체 응답 신호에 기초하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 신호를 전송하는 단계; 전송 제어부에 의해 상기 전력 신호를 전송하는 전송 코일의 전압 또는 전류를 감지하는 단계; 및 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는, 상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부의 구동 드라이버가 재설정되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값 이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전력 신호의 주파수를 변경하여 전압획득을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전송 장치의 교류/직류 인버터의 입력 전압을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 코일을 제 1 서브 전송 코일과 제 2 서브 전송 코일을 포함하고, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는, 상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일을 통해 상기 객체 감지 신호를 교대로 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 각각 원형 코일과 상기 원형 코일의 외주면을 둘러싸는 사각 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 동일한 크기의 타원형 코일일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인 무선 전력 전송 장치는, 객체 감지 신호와 무선 전력 신호를 무선 전력 수신 장치로 전송하기 위해 구성된 전송 코일; 및 상기 전송 코일의 전압 또는 전류값을 감시하여, 상기 전압 또는 전류의 위상이 소정값이상으로 변경되면, 상기 무선 전력 신호를 변경하는 전송 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 제어부는, 상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부의 구동 드라이버를 재설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 제어부는, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값 이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전력 신호의 주파수를 변경하여 전압획득을 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 제어부는, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전송 장치의 교류/직류 인버터의 입력 전압을 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 코일을 제 1 서브 전송 코일과 제 2 서브 전송 코일을 포함하고, 상기 전송 제어부는, 상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일을 통해 상기 객체 감지 신호를 교대로 재전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 전송 제어부는, 상기 재전송된 객체 감지 신호의 응답 신호에 기초하여, 상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일 중 하나를 선택하고, 선택된 전송 코일을 통해 상기 무선 전력 신호를 재전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 각각 원형 코일과 상기 원형 코일의 외주면을 둘러싸는 사각 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 동일한 크기의 타원형 코일일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 전송코일과 상기 제 2 서브 전송 코일을 안착시키는 차폐 코어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 차폐 코어는 페라이트를 포함할 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 무선 전력 수신 장치가 전송 코일의 주변부분에서 중앙부부분으로 이동하게 되어 발생될 수 있는 갑작스런 승압현상에 대해서도 안정적인 전력 공급이 원활하게 이루어져 무선 전력 수신 장치를 보호할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 장치에 사용되는 복수의 코일 구조의 예를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는, 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 장치에 사용되는 복수의 코일을 수용하는 차폐 코어의 사시도 및 평면도.
도 5는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템은, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. 즉, 전자기 유도 방식에 의해, 무선 전력 전송 장치(100)가 무선 전력 신호를 무선 전력 수신 장치(200)로 전송하면, 이 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(200)는 상기 무선 전력 신호의 전력으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치(200)와 연결된 전자기기에 전원을 공급하게 된다.
이하에서는, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)의 구성에 대하여 각각 설명하도록 한다.
본 발명의 일시시예인 무선 전력 전송 장치(100)는, 전송 코일(110)과 전송 제어부(120)를 포함한다. 여기서 전송 코일(110)(1차측 코일)은 전력 신호를 전자기 유도 방식으로 전력 수신 장치(200)의 수신 코일(210)에 전송하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 2개의 코일(즉, 제 1 서브 전송 코일(111) 및 제 2 서브 전송 코일(112))이 적용될 수 있다.
이 제 1 서브 전송 코일(111) 및 제 2 서브 전송 코일(112)의 형태에 대해서는 도 3을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 전송 코일(110)을 제어하는 전송 제어부(120)는, 객체 감지부(121), 중앙제어부(122), 스위칭제어부(123), 구동드라이버(124) 및 직렬공진형컨버터(125), 전송코일 전압 및 전류 감지부(126)를 포함할 수 있다.
상기 객체 감지부(121)는 상기 1차측 코일인 전송 코일(110)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무선 전력 수신 장치(200)에 의한 것인지를 판단할 뿐만 아니라(즉 아이디 확인부로서의 기능을 가짐), 무선 전력 수신 장치(200)로부터 전송된 응답 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 즉, 전송 코일(110)을 통해 전송되는 객체 감지 신호의 응답신호인 객체 응답신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리하는 기능을 한다. 또한, 무선 전력 수신 장치의 2차측 코일인 수신 코일(210)을 통해 전송되는 충전 검출 신호(즉, 정류부(220)에서 측정되는 정류 전압 정보를 포함하는 신호)를 처리하는 기능을 한다.
상기 중앙 제어부(122)는 상기 객체 감지부(121)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 전송 코일(110)에서 수신되는 객체 응답 신호를 분석하여, 상기 전송 코일(110)를 통해 무선전력신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 구동 드라이버(124)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 후술하는 전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)으로부터 획득되는 위상 정보를 판단하고, 이에 기초하여 구동 드라이버(124)를 제어하여 무선 전력 신호를 변경하는 기능을 한다. 이에 대해서는 전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
즉, 상기 중앙 제어부(122)는 상기 객체 감지부(121)와 전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)에서 필터링된 데이터신호를 분석처리하고, 이에 대응하여 구동 드라이버(124)를 제어하게 된다. 또한, 객체 감지 신호 생성하여 이를 전송 코일(110)을 통해 무선 전력 수신 장치(200)로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 스위칭제어부(123)는 직렬 공진형 컨버터(125)와 제 1 서브 전송 코일(111) 및 제 2 서브 전송 코일(112)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다.
상기 구동 드라이버(124)는 중앙 제어부(122)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하는 것이다.
상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 전송 코일(110)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 중앙 제어부(122)가 요구되는 전력값을 갖는 전력 신호의 송출을 위한 전력 제어 신호를 구동 드라이버(124)로 전송하면, 상기 구동 드라이버(124)는 전송된 전력제어신호에 대응하여 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하고, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의하여 요구되는 전력값에 대응하는 송출전원을 전송 코일(110)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선 전력 신호가 송출되도록 하는 것이다.
또한, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 제 1 서브 전송 코일(111) 및 제 2 서브 전송 코일(112)을 통해 각각 제 1 객체 감지 신호와 제 2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.
전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)는 상기 전송 코일(100)의 전압 및 전류의 위상을 감지하기 위한 구성요소이다. 무선 전력 수신 장치(200)가 충전 위치에서 이동하게 되면, 전송 코일(110)의 전압 또는 전류의 위상이 변화하게 된다. 이러한 위상 감지를 통해 무선 전력 수신 장치의 이동을 감지하게 되고, 이 위상값이 설정된 소정값 보다 크게 되면, 중앙 제어부(122)는 구동 드라이버(124)를 제어하여, 전력 신호의 주파수 값은 변경하거나, 후술하는 AC/DC 인버터(130)를 제어하여 입력되는 전압값을 낮추거나, 구동 드라이버(124)를 재설정하여 전송 제어부(120)를 초기화할 수 있다.
AC/DC 인버터(130)는 220V 또는 110V 의 교류 전원을 소정 전압의 직류 전원으로 변경하는 장치로서, 전술한 바와 같이, 상기 중앙 제어부(122)의 제어에 의해, 출력 전압값이 변경된다.
그리고, 전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선 전력 수신 장치(200)는, 상기 송출된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 수신 코일(210)과, 유도된 전력을 정류하는 정류부(220) 및 정류된 전력으로 배터리셀을 충전하는 배터리셀모듈(230)을 포함한다.
여기서, 상기 배터리셀모듈(230)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.
이하에서는 상술한 구성을 가지는 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 본 발명의 일실시예인 복수의 코일을 구비하는 무선 전력 전송 장치(100)에서의 전력 전송 코일 선택 제어 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 우선 도시된 바와 같이, 전송 코일(110)에서는, 무선 전력 수신 장치로 객체 감지 신호를 전송한다(S1). 그러면, 상기 객체 감지 신호에 대한 객체 응답 신호를 상기 전송 코일을 통해 수신한다(S2). 전송 제어부(120)는 상기 객체 응답 신호에 기초하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 신호를 전송한다. 이 무선 전력 신호는 전송 코일(110)을 통해 전송되며, 그동안, 전송 제어부의 전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)는 상기 전송 코일의 전압 또는 전류를 감지한다(S3).전송 코일 전압 및 전류 감지부(126)에서 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면(위상의 급격한 변화), 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경한다(S4, S5). 즉, 상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부의 구동 드라이버가 재설정되어, 전송 제어부가 재설정(리셋)될 수 있다. 또는, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전력 신호의 주파수를 변경하여 전압획득(voltage gain)을 변경할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신 장치(200)의 정류부(220)에서 검출되는 전압값이 낮아지거나 높아지도록 전압 획득 레벨을 낮출 수 있다.
또는, 상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전송 장치의 교류/직류 인버터를 제어하여, 교류/직류 인버터로부터 입력되는 입력 전압을 낮추거나 높일 수 있다.
한편, 상기 전송 코일이 2개로 구성되는 경우, 즉 제 1 서브 전송 코일과 제 2 서브 전송 코일을 포함하는 경우, 전송 제어부가 리셋이 되면, 전송제어부(120)는 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일을 통해 상기 객체 감지 신호를 교대로 재전송하고, 다시 객체 감지 신호의 응답신호에 기초하여, 제 1 서브 전송 코일 및 제 2 서브 전송 코일 중 하나를 선택하여 전력 신호가 전송되게 된다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치가 전송 코일의 주변부분에서 중앙부부분으로 이동하게 되어 발생될 수 있는 갑작스런 승압현상에 대해서도 안정적인 전력 공급이 원활하게 이루어져 무선 전력 수신 장치를 보호할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 복수의 전송 코일에 대한 예를 도 3을 통해 상세하게 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예인 복수의 코일을 구비하는 무선 전력 전송 장치(100)에 사용되는 복수의 코일 구조의 예를 나타내는 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 복수의 코일을 구비하는 무선 전력 전송 장치(100)는 제 1 서브 전송 코일(111)과 제 2 서브 전송 코일(112)이 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 제 1 서브 전송 코일(111)과 제 2 서브 전송 코일(112)은 중첩 영역을 가진다. 도 3a에서 도시된 바와 같이 제 1 서브 전송 코일(111)과 제 2 서브 전송 코일(112)은 타원형 코일일 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 서브 전송 코일(111,112)은 각각은 원형 코일과 사각 코일이 결합된 형태일 수 있다. 즉 도시된 바와 같이 제 1 서브 전송 코일(111) 및 제 2 서브 전송 코일(112)은 원형 코일(111-1,112-1)이 내측에 형성되고, 사각 코일(111-2, 112-2)이 상기 원형 코일일(111-1,112-1)의 외측면에 배치된다.
도 3b와 같은 전송 코일은 원형 코일의 장점인 전력 전송 효율과, 사각 코일의 장점인 이동성을 모두 갖추기 때문에, 전력 수신 장치(200)가 전력을 수신 받지 못하는 영역인 데드존(dead zone)을 줄임과 동시에 전력 전송 효율성을 유지할 수 있다.
이하에서는 도 3a에 사용되는 타원형 코일이 삽입하기 위한 전송측 차폐 코어에 대하여 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b는, 본 발명의 일실시예인 복수의 코일을 구비하는 무선 전력 전송 장치(100)에 사용되는 복수의 코일을 수용하는 차폐 코어(140)의 사시도 및 평면도이다. 도시된 바와 같이, 차폐 코어(140)는 직사각형 평판형으로 형성되며, 제 1 코일을 삽입하기 위한 제 1 오목부(141)와 제 2 전송 코일(112)을 삽입하기 위한 제 2 오목부(142)가 형성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 오목부(141)와 제 2 오목부(142) 사이에는 단차가 형성된다. 그리고, 각 오목부의 측면과 중앙에는 리드선을 삽입하기 위한 홀(141-1, 142-1)이 형성되며, 각 오목부(141,142)의 중앙에는 상기 전송 코일을 고정하기 위한 고정부(141-2, 142-2(돌출부))가 형성된다. 여기서 상기 차폐코어는 비정질 계통의 페라이트 계열, Mn - Zn (50 중량부 : 50 중량부), Ni - Fe (80 중량부 : 20 중량부), 또는 파인메탈(Fine-metal)(Fe - Si- Cu - Nb) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 차폐 코어에 의하여, 제 1 전송 코일(111) 및 제 2 전송 코일(112)로부터 발생되는 자기장에 의하여 무선 전력 전송 장치의 제어부가 훼손되는 것을 방지할 뿐 아니라. 전력 전송 효율을 높일 수 있다.
이하에서는, 상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 전력 제어 방법의 효과에 대하여 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신 장치(200)가 A 위치에 있게 되면, 제 1 전송 코일(111)을 통해 전력 신호를 수신하게 된다. 그런데, 어떠한 상황으로 인하여, 무선 전력 수신 장치(200)가 타원형인 제 1 전송 코일(111)의 중앙부로 급격하게 이동(위치 B)하게 되고, 전력 전송 장치(100)로부터 전력제어가 되지 않는다면, 전력 수신 장치에 과전압이 걸려 무선 전력 수신 장치(200)가 훼손되거나, 베터리 셀 모듈(230)이 폭발하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명을 적용하게 되면, 무선 전력 수신 장치(200)의 순간적 이동시 발생되는, 전송 코일(110)에서 측정되는 전류 또는 전압의 위상값 변화를 감지하여, 이를 기초로 전송 제어부가 리셋되거나, 전압 획득을 변경하거나, 교류/직류 인버터로부터 출력되는 입력 전압값을 감압시켜, 상술한 문제를 해결할 수 있게 된다.
즉, 상술한 구성에 따르면, 무선 전력 수신 장치가 전송 코일의 주변부분에서 중앙부부분으로 이동하게 되어 발생될 수 있는 갑작스런 승압현상에 대해서도 안정적인 전력 공급이 원활하게 이루어져 무선 전력 수신 장치를 보호할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 무선 전력 전송 장치
111 : 제 1 전송 코일
112 : 제 2 전송 코일
120 : 전송 제어부
121 : 객체 감지부
122 : 중앙 제어부
123 : 스위칭 제어부
124 : 구동 드라이버
125 : 직렬 공진형 컨버터
126 : 전송 코일 전압 및 전류 감지부
130 : 교류/직류 컨버터
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 수신 코일
220 : 정류부
230 : 배터리셀 모듈

Claims (17)

  1. 무선 전력 전송 장치의 전송 코일을 통해 객체 감지 신호를 전송하는 단계;
    상기 객체 감지 신호에 대한 객체 응답 신호를 상기 전송 코일을 통해 수신하는 단계;
    상기 객체 응답 신호에 기초하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 신호를 전송하는 단계;
    전송 제어부에 의해 상기 전력 신호를 전송하는 전송 코일의 전압 또는 전류를 감지하는 단계; 및
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는,
    상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부의 구동 드라이버가 재설정되는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값 이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전력 신호의 주파수를 변경하여 전압획득을 변경하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전송 장치의 교류/직류 인버터의 입력 전압을 변경하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 코일을 제 1 서브 전송 코일과 제 2 서브 전송 코일을 포함하고,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 무선 전력신호를 변경하는 단계는,
    상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일을 통해 상기 객체 감지 신호를 교대로 재전송하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 각각 원형 코일과 상기 원형 코일의 외주면을 둘러싸는 사각 코일을 포함하는, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 동일한 크기의 타원형 코일인, 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법.
  8. 객체 감지 신호와 무선 전력 신호를 무선 전력 수신 장치로 전송하기 위해 구성된 전송 코일; 및
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류값을 감시하여, 상기 전압 또는 전류의 위상이 소정값이상으로 변경되면, 상기 무선 전력 신호를 변경하는 전송 제어부를 포함하는, 무선 전력 전송 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부의 구동 드라이버가 재설정되는, 무선 전력 전송 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값 이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전력 신호의 주파수를 변경하여 전압획득을 변경하는, 무선 전력 전송 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 전송 코일의 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 전송 제어부는 상기 무선 전송 장치의 교류/직류 인버터의 입력 전압을 변경하는, 무선 전력 전송 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 코일을 제 1 서브 전송 코일과 제 2 서브 전송 코일을 포함하고,
    상기 전송 제어부는,
    상기 전압 또는 전류의 위상값이 소정값이상으로 변경되면, 상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일을 통해 상기 객체 감지 신호를 교대로 재전송하는, 무선 전력 전송 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 재전송된 객체 감지 신호의 응답 신호에 기초하여, 상기 제 1 서브 전송 코일 및 상기 제 2 서브 전송 코일 중 하나를 선택하고, 선택된 전송 코일을 통해 상기 무선 전력 신호를 재전송하는, 무선 전력 전송 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 각각 원형 코일과 상기 원형 코일의 외주면을 둘러싸는 사각 코일을 포함하는, 무선 전력 전송 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전송 코일과 상기 제 2 서브 전송 코일은 동일한 크기의 타원형 코일인, 무선 전력 전송 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 전송코일과 상기 제 2 서브 전송 코일을 안착시키는 차폐 코어를 더 포함하는, 무선 전력 전송 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 차폐 코어는 페라이트를 포함하는, 무선 전력 전송 장치.
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