KR20120126333A - 무선 전력 전송 시스템, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스 및 공진 주파수의 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 전송 시스템, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스 및 공진 주파수의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

무선 전력 전송 시스템, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스 및 공진 주파수의 제어 방법이 개시된다.
무선 전력은, 마그네틱 커플링을 통해 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로 전달되는 에너지를 의미한다. 따라서, 무선 전력 전송 및 충전 시스템은, 전력을 무선으로 전송하는 소스 디바이스와 전력을 무선으로 수신하는 타겟 디바이스를 포함한다. 무선 환경의 특성 상, 공진 임피던스 및 공진 주파수의 제어가 필요하다.

Description

무선 전력 전송 시스템, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스 및 공진 주파수의 제어 방법{WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING OF RESONANCE FREQUENCY AND RESONANCE IMPEDANCE OF WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM}
기술분야는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 무선 전력 전송 시스템에서 공진 주파수 및 공진 임피던스의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 전력은, 마그네틱 커플링을 통해 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로 전달되는 에너지를 의미한다. 따라서, 무선 전력 전송 시스템은, 전력을 무선으로 전송하는 소스 디바이스와 전력을 무선으로 수신하는 타겟 디바이스를 포함한다. 이때, 소스 디바이스는 무선 전력 전송 장치라 칭할 수 있다. 또한, 타겟 디바이스는 무선 전력 수신 장치라 칭할 수 있다.
소스 디바이스는 소스 공진기(source resonator)를 구비하고, 타겟 디바이스는 타겟 공진기(target resonator)를 구비한다. 소스 공진기와 타겟 공진기 사이에 마그네틱 커플링 또는 공진 커플링이 형성될 수 있다. 무선 환경의 특성 상, 소스 공진기(source resonator) 및 타겟 공진기(target resonator) 사이의 거리가 시간에 따라 변할 가능성이 높고, 양 공진기의 매칭(matching) 조건 역시 변할 수 있다.
일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 장치는, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹 또는 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 전력 생성부와, 무선 전력 수신 장치에 구비된 타겟 공진기와의 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 상기 타겟 공진기로 전송하는 소스 공진기와, 상기 트래킹 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 미스 매칭 검출부 및 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정하는 제어부를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 장치는, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹 또는 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 전력 생성부와, 무선 전력 수신 장치에 구비된 타겟 공진기와의 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 상기 타겟 공진기로 전송하는 소스 공진기와, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 통신부 및 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정하는 제어부를 포함한다.
일 측면에 있어서, 무선 전력 수신 장치는, 리피터 공진기를 거쳐 소스 공진기로부터 전력을 수신하는 타겟 공진기와, 상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양을 검출하는 검출부와, 상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양에 대한 정보를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 통신부와, 상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성하는 정류부 및 상기 직류 신호의 레벨을 조정하여 일정 레벨의 전압을 부하에 공급하는 DC/DC 컨버터를 포함한다. 여기서, 상기 타겟 공진기는 상기 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 형성하고, 상기 타게 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭은 상기 리피터 공진기에 의해 수행된다.
일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수 제어 방법은, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계와, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계와, 상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 단계 및 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, 상기 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법은, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계와, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계와, 상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 단계 및 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스"를 조정하는 단계를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수 제어 방법은, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계와, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계와, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 상기 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법은, 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계와, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계와, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스"를 조정하는 단계를 포함한다.
무선 전력 전송 시스템에서, 공진 주파수의 제어에 의해 별도의 매칭 회로 없이 전송 전력의 손실을 줄일 수 있다.
무선 전력 전송 시스템에서, 리피터 공진기의 임피던스를 제어함으로써, 전송 전력의 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 2는 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수 제어 방법을 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법을 나타낸다.
도 5는 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법을 나타낸다.
도 6은 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법을 나타낸다.
도 7은 일 실시 예에 따른 공진 임피던스 트래킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 14는 공진기들의 실시 예들을 나타낸다.
도 15는 도 8에 도시된 공진기의 등가 회로를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송시스템은 소스 디바이스(10) 및 타겟 디바이스(20a)를 포함한다. 이때, 소스 디바이스(10)는 복수의 타겟 디바이스들(20a, 20b)에 동시에 전력을 전송할 수 있다.
소스 디바이스(10)는 전력생성부(110), 공진 주파수 발생부(120), 소스 공진기(130), 미스매칭 검출부(150), ADC(Analog Digital Converter)(151), 및 제어부(160)를 포함한다. 또한, 소스 디바이스(10)는 리피터 공진기(140)를 더 포함할 수 있다. 리피터 공진기(140)는 임피던스 조정부(141)를 포함할 수 있다. 한편, 리피터 공진기(140)는 소스 디바이스(10)의 외부에 설치되거나, 소스 디바이스(10)의 내부에 설치될 수 도 있다.
타겟 디바이스(20a)는 타겟 공진기(21) 및 부하(load)(23)를 포함한다. 타겟 디바이스(20a)는 도 2의 300과 같이 구성될 수 있다.
전력생성부(110)는 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹 또는 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성한다. 또한, 전력생성부(110)는 복수의 타겟 디바이스들(20a, 20b)을 충전하기 위한 충전용 전력을 생성할 수 있다. 전력생성부(110)는 AC/DC 컨버터(111), 전압조절부(113) 및 전력증폭부(115)를 포함할 수 있다. AC/DC 컨버터(111)는 외부의 전원공급 장치(101)로부터 수신된 수십 Hz 대역의 AC 전압을 정류하여 DC 전압을 생성한다. 전압조절부(113)는 일정한 레벨의 DC 전압을 출력하거나, 제어부(160)의 제어에 따라 DC 전압의 출력 레벨을 조정할 수 있다. 여기서, 전압조절부(113)에서 출력되는 DC 전압의 레벨에 따라서 전력생성부(110)에서 생성되는 전력의 양이 결정될 수 있다. 전력증폭부(115)는 공진 주파수 발생부(120)에서 출력되는 스위칭 펄스 신호에 의해 교류 전력을 생성할 수 있다.
공진 주파수 발생부(120)는 수 MHz ~ 수십 MHz 대역의 스위칭 펄스 신호를 생성한다. 이때, 공진 주파수는 스위칭 펄스 신호의 주파수와 동일하다. 스위칭 펄스 신호의 주파수는 제어부(160)의 제어에 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 소스 공진 주파수가 13.56MHz 또는 5.78MHz인 경우, 제어부(160)는 스위칭 펄스 신호의 주파수가 13.56MHz 또는 5.78MHz가 되도록 공진 주파수 발생부(120)를 제어할 수 있다. 공진 주파수 발생부(120)는 복수의 커패시터들 및 스위치를 포함할 수 있다. 공진 주파수 발생부(120)는 상기 복수의 커패시터들을 순차적으로 스위칭함으로써 상기 공진 주파수를 조정할 수 있다.
소스 공진기(130)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 타겟 공진기(21)로 전달(transferring)한다. 즉, 소스 공진기(116)는 타겟 공진기(21)와의 마그네틱 커플링을 통해 "트래킹 전력" 또는 "충전용 전력"을 타겟 디바이스(20a)로 전달한다.
미스매칭 검출부(150)는 트래킹 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기(21a)와 상기 소스 공진기(130) 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출한다. 미스매칭 검출부(150)는 반사파의 엔벨롭(envelop)을 검출함으로써, 미스 매칭을 검출하거나 반사파의 전력량을 검출함으로써 미스 매칭을 검출할 수 있다. 미스매칭 검출부(150)는 소스 공진기(130) 또는 전력 생성부(110)의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR, Voltage standing wave ratio)를 계산하고, 상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
ADC(Analog Digital Converter)(151)는 미스매칭 검출부(150)의 출력 신호가 아날로그 신호인 경우, 미스매칭 검출부(150)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 제어부(160)로 전달한다.
제어부(160)는, 상기 타겟 공진기(21a)와 상기 소스 공진기(130) 사이의 미스매칭이 검출되면, 리피터 공진기(140)의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정한다. 여기서, 공진 주파수의 조정은 공진 주파수 발생부(120)에서 출력되는 스위칭 펄스 신호의 주파수를 순차적으로 조정하는 것이다. 제어부(160)는 미스매칭이 검출되지 않으면, 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성하도록 상기 전력 생성부(110)를 제어할 수 있다. 여기서, 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력은 충전용 전력일 수 있다. 예를 들어, "트래킹 전력"의 전력 레벨은 0.1~1Watt이고, "충전용 전력"의 전력 레벨은 1~20Watt일 수 있다. 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력 역시, 상기 소스 공진기(130)를 통해 상기 타겟 공진기(21)로 전송될 수 있다. 제어부(160)는 상기 전력 생성부(110)를 제어한 후 상기 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링하고, 상기 부하의 변화가 검출되면 상기 리피터 공진기(140)의 임피던스 또는 상기 공진 주파수를 재조정할 수 있다. 제어부(160)는 리피터 공진기(140)의 임피던스 또는 상기 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 상기 리피터 공진기(140)의 조정된 임피던스 또는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)할 수 있다.
리피터 공진기(140)는 소스 공진기(130)와 타겟 공진기(21) 사이에 형성되는 마그네틱 커플링의 거리를 늘려 주거나 임피던스 매칭을 위해, 소스 공진기(130)와 타겟 공진기(21) 사이에 위치한다. 리피터 공진기(140)의 구조는 임피던스 조정부(141)를 제외하면 소스 공진기(130)의 구조와 동일할 수 있다. 즉, 리피터 공진기(140)는 도 8 내지 도 14와 같이 구성될 수 있다.
임피던스 조정부(141)는 리피터 공진기의 커패시턴스 값 또는 인덕턴스 값을 변경하여, 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 임피던스 조정부(141)는 도 7의 720과 같이 구성될 수 있다. 임피던스 조정부(141)는 복수의 커패시터들을 순차적으로 스위칭함으로써 상기 리피터 공진기(140)의 임피던스를 조정할 수 있다.
도 2는 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 소스 디바이스(200)는 전력 생성부(210), 공진 주파수 발생부(220), 소스 공진기(230), 리피터 공진기(240), 제어부(260), DAC(Digital Analog Converter)(270), 인-밴드 통신부(280) 및 Out-Band 통신부(290)를 포함한다. 이때, 도 1의 리피터 공진기(141)와 마찬가지로, 리피터 공진기(240)는 임피던스 조정부(241)를 포함할 수 있다. 또한, 리피터 공진기(240)는 소스 디바이스(200)의 외부에 설치되거나, 소스 디바이스(200)의 내부에 설치될 수 도 있다.
한편, 전력 생성부(210), 공진 주파수 발생부(220), 소스 공진기(230) 및 리피터 공진기(240)는 각각, 전력생성부(110), 공진 주파수 발생부(120), 소스 공진기(130) 및 리피터 공진기(140)와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 전력 생성부(210), 공진 주파수 발생부(220), 소스 공진기(230) 및 리피터 공진기(240)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2에서, 인-밴드 통신부(280) 및 Out-Band 통신부(290)는 소스 디바이스(200)의 통신부이다. 인-밴드 통신부(280) 및 Out-Band 통신부(290)는 무선 전력 수신 장치인 타겟 디바이스(300)로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신한다. 즉, 인-밴드 통신부(280)는 공진 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 인-밴드 통신을 수행한다. 인-밴드 통신 방식에 따르면, 소스 공진기와 타겟 공진기의 커플링 영역 내에서만 전력 및 신호의 전송이 가능하다. 인-밴드 통신부(280)는 타겟 디바이스로부터 수신된 신호를 복조하는 복조부(281) 및 복조된 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(283)를 포함할 수 있다.
제어부(260)는 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치(300)로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출한다. 제어부(260)는 상기 미스 매칭이 검출되면 리피터 공진기(240)의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정한다. 제어부(260)는 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치(300)로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
도 2에서, 변조부(221)는 제어부(260)로부터 수신되는 제어 신호(201)에 따라 변조 신호를 생성한다. 변조부(221)는 다양한 방법을 통해, 인-밴드 통신을 수행하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 변조부(221)는 공진 주파수 발생부(220)의 출력 신호를 온/오프 함으로써, 변조신호를 생성할 수 있다. 또한, 변조부(221)는 델타-시그마 변조를 수행하여, 변조신호를 생성할 수 있다. 변조부(221)는 일정한 포락선을 가지는 펄스폭 변조신호를 생성할 수 있다. Out-Band 통신부(290)는 타겟 디바이스(300)와 아웃 밴드 통신을 수행한다. 여기서, 아웃 밴드 통신이란, Zigbee, Bluetooth 등의 통신 채널을 통한 통신을 의미한다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 수신 장치, 즉 타겟 디바이스(300)는 타겟 공진기(310), 검출부(320), 통신부(330), 정류부(340) 및 DC/DC 컨버터(350)를 포함한다. 타겟 디바이스(300)는 타겟 제어부(370), 전류(I)/전압(V) 감지부(380) 및 부하(Load)(390)를 더 포함할 수 있다.
타겟 공진기(310)는 도 1의 타겟 공진기(21)와 동일한 구성요소이다. 타겟 공진기(310)는 리피터 공진기를 거쳐 소스 공진기(240)로부터 전력을 수신한다. 즉, 타겟 공진기는 상기 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 형성한다. 상기 타게 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭은 상기 리피터 공진기에 의해 수행될 수 있다.
검출부(320)는 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양을 검출한다. 검출부(320)는 타겟 공진기에 흐르는 전류 또는 타겟 공진기에 걸리는 전압을 측정함으로써, 수신 전력의 양을 검출할 수 있다. 또한, 검출부(320)는 정류부(340) 또는 DC/DC 컨버터(350)의 출력 전압 및 전류를 측정함으로써, 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양을 검출할 수 도 있다.
통신부(330)는 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양에 대한 정보를 무선 전력 전송 장치, 즉 소스 디바이스(200)로 전송한다. 통신부(330)는 In-Band통신을 수행하는 In-Band 통신부(331) 및 Out-Band 통신을 수행하는 Out-Band 통신부(333)를 포함할 수 있다. In-Band 통신부(331)는 타겟 공진기(310) 또는 정류기(340)의 출력 신호를 검출하고, 검출된 신호의 엔벨롭을 통해 소스 디바이스(200)로부터 수신되는 데이터를 복조할 수 있다. In-Band 통신부(331)는 타겟 공진기(310)의 임피던스를 조정하여 소스 디바이스에(200)에 데이터를 전송할 수 있다. 간단한 예로, In-Band 통신부(331)는 타겟 공진기(310)의 임피던스를 증가 시킴으로써, 소스 디바이스(200)에서 통신을 위한 반사파가 검출되도록 할 수 있다. 통신을 위한 반사파의 발생 여부에 따라, 소스 디바이스(200)의 인-밴드 통신부(280)는 이진수 "0" 또는 "1"을 검출할 수 있다.
정류부(340)는 타겟 공진기에 수신되는 전력의 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다. 즉, 정류부(340)는 교류 전압을 정류함으로써, DC 전압을 생성한다.
DC/DC 컨버터(350)는 직류 신호의 레벨을 조정하여 일정 레벨의 전압을 부하(390)에 공급한다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(350)는 정류부(340)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 3~10Volt로 조정할 수 있다.
타겟 제어부(370)는 검출부(320)로부터 수신 전력의 양에 대한 정보를 수신한다. 또한, 타겟 제어부(370)는 통신부(330)를 제어한다. 또한, 타겟 제어부(370)는 전류(I)/전압(V) 감지부(380)로부터 측정값을 전달받고, 측정값을 통신부(330)를 통해 소스 디바이스(200)로 전송한다.
전류(I)/전압(V) 감지부(380)는 DC/DC 컨버터(350)의 출력 전압 및 전류의 값을 측정한다. 도 2에 명시적으로 도시하지는 않았지만, 전류(I)/전압(V) 감지부(380)는 정류부(340)의 출력 전압 및 전류의 값을 측정할 수 도 있다.
부하(Load)(390)는 배터리를 포함할 수 있다. 부하(390)는 DC/DC 컨버터(350)로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수 제어 방법을 나타낸다.
도 3에 도시된 방법은 소스 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 소스 디바이스는 S31단계에서 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 S32단계에서, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송한다.
소스 디바이스는 S33단계에서, 상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출한다. 이때, 소스 디바이스는 소스 공진기의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR, )를 계산하고, 상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
소스 디바이스는 S33단계에서 미스매칭이 검출되면, S34단계에서 상기 공진 주파수를 조정한다. 여기서, 소스 디바이스는 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 소스 디바이스는 S34단계를 수행한후, 다시 S33단계를 수행할 수 있다. 이때, 소스 디바이스는 S34단계를 수행한 후, S32 단계 및 S33단계를 수행할 수 도 있다.
소스 디바이스는 S33단계에서 미스매칭이 검출되지 않으면, S35단계에서 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 S36단계에서 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 상기 타겟 공진기에 전송한다. 소스 디바이스는 S36 단계 이후, 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링한다.
소스 디바이스는 S37단계에서 무선 전력 수신 장치의 부하 변화가 검출 되는지를 판단한다. 소스 디바이스는 S37단계에서 부하의 변화가 검출되면, S34단계로 회귀하여 공진 주파수를 재조정한다.
소스 디바이스는 S38단계에서 전력 전송이 종료 되는지를 판단하고, 전력 전송이 종료되면 소스의 파워를 Off 시킨다. 이때, 전력 전송의 종료는 타겟 디바이스와의 통신을 통해 감지될 수 있다. 소스 디바이스는 전력 전송이 종료될 때 까지 S35 단계 내지 S38 단계를 반복 수행할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법을 나타낸다.
도 4에 도시된 방법은 소스 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 소스 디바이스는 410단계에서 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 420단계에서, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송한다.
소스 디바이스는 430단계에서, 상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출한다. 이때, 소스 디바이스는 소스 공진기의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR)를 계산하고, 상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
소스 디바이스는 430단계에서 미스매칭이 검출되면, 440단계에서 리피터 공진기의 임피던스를 조정한다. 여기서, 소스 디바이스는 리피터 공진기의 임피던스를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 상기 리피터 공진기의 조정된 임피던스를 트래킹(tracking)할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 소스 디바이스는 440단계를 수행한후, 다시 430단계를 수행할 수 있다. 이때, 소스 디바이스는 440단계를 수행한 후, 420 단계 및 430단계를 수행할 수 도 있다.
소스 디바이스는 430단계에서 미스매칭이 검출되지 않으면, 450단계에서 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 460단계에서 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 상기 타겟 공진기에 전송한다. 소스 디바이스는 460 단계 이후, 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링한다.
소스 디바이스는 470단계에서 무선 전력 수신 장치의 부하 변화가 검출 되는지를 판단한다. 소스 디바이스는 470단계에서 부하의 변화가 검출되면, 440단계로 회귀하여 공진 주파수를 재조정한다.
소스 디바이스는 480단계에서 전력 전송이 종료 되는지를 판단하고, 전력 전송이 종료되면 소스의 파워를 Off 시킨다. 이때, 전력 전송의 종료는 타겟 디바이스와의 통신을 통해 감지될 수 있다. 소스 디바이스는 전력 전송이 종료될 때까지 450 단계 내지 480 단계를 반복 수행할 수 있다.
도 5는 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법을 나타낸다.
도 5에 도시된 방법은 소스 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 소스 디바이스는 510단계에서 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 520단계에서, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송한다.
소스 디바이스는 530단계에서 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신한다.
소스 디바이스는 540단계에서, 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출한다.
소스 디바이스는 540단계에서 미스매칭이 검출되면, 공진 주파수를 조정한다. 여기서, 소스 디바이스는 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 소스 디바이스는 공진 주파수를 조정한 후, 다시 520단계 내지 540단계를 수행할 수 있다. 소스 디바이스는 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
소스 디바이스는 540단계에서 미스매칭이 검출되지 않으면, 도 3의 S35단계내지 S38단계를 수행할 수 있다.
도 6은 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법을 나타낸다.
도 6에 도시된 방법은 소스 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 소스 디바이스는 610단계에서 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성한다.
소스 디바이스는 620단계에서, 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송한다.
소스 디바이스는 630단계에서 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신한다.
소스 디바이스는 640단계에서, 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출한다.
소스 디바이스는 640단계에서 미스매칭이 검출되면, 650 단계에서 공진 주파수를 조정한다. 여기서, 소스 디바이스는 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 소스 디바이스는 650단계를 수행한후, 다시 620단계 내지 640단계를 수행할 수 있다. 소스 디바이스는 상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정할 수 있다.
소스 디바이스는 640단계에서 미스매칭이 검출되지 않으면, 도 4의 450단계내지 480단계를 수행할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 공진 임피던스 트래킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 710은 리피터 공진기들(140, 240) 중 어느 하나 일 수 있다. 도 7에서 720은 임피던스 조정부들(141, 241)들 중 어느 하나 일 수 있다.
공진 임피던스는 복수의 커패시터들(701, 702, 703, 704, 705)들 각각에 대응하는 복수의 스위치들 S1, S2, S3, S4, S5를 순차적으로 온/오프함로써 매칭될 수 있다. 즉, 도 4 또는 도 6에서 리피터 공진기의 임피던스를 조정하는 과정은 복수의 스위치들 S1, S2, S3, S4, S5를 순차적으로 온/오프하는 과정이다. 예를 들어, 미스 매칭이 발생하면, 임피던스 조정부(710)는 S1을 온 시키고 S2, S3, S4, S5를 오프 시킨다. 다음에, 소스 디바이스는 미스 매칭이 검출되는지를 다시 판단한다. 만일 미스 매칭이 다시 검출되면, 임피던스 조정부(710) S2를 온 시키고, S1, S3, S4, S5를 오프 시킨다. 복수의 스위치들 S1, S2, S3, S4, S5은 순서대로 온/오프 될 수 도 있고 랜덤하게 온/오프 될 수 도 있다.
도 7에서 복수의 커패시터들(701, 702, 703, 704, 705)들 각각은 주파수 옵셋에 대응하는 서로 다른 C값을 갖도록 설계될 수 있다.
도 7의 720과 같은 구조는 공진 주파수 트래킹에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수 발생부(120)에 720과 동일한 구조를 적용하여 커패시턴스 값을 순차적으로 변경할 수 도 있다.
한편, 소스 공진기, 및/또는 리피터 공진기 및/또는 타겟 공진기는 헬릭스(helix) 코일 구조의 공진기, 또는 스파이럴(spiral) 코일 구조의 공진기, 또는 meta-structured 공진기로 구성될 수 있다.
이미 잘 알려진 내용들이지만, 이해의 편의를 위하여 관련 용어들을 기술한다. 모든 물질들은 고유의 투자율(Mu) 및 유전율(epsilon)을 갖는다. 투자율은 해당 물질에서 주어진 자계(magnetic field)에 대해 발생하는 자기력선속밀도(magnetic flux density)와 진공 중에서 그 자계에 대해 발생하는 자기력선속밀도의 비를 의미한다. 그리고, 유전율은 해당 물질에서 주어진 전계(electric field)에 대해 발생하는 전기력선속밀도(electric flux density)와 진공 중에서 그 전계에 대해 발생하는 전기력선속밀도의 비를 의미한다. 투자율 및 유전율은 주어진 주파수 또는 파장에서 해당 물질의 전파 상수를 결정하며, 투자율 및 유전율에 따라 그 물질의 전자기 특성이 결정된다. 특히, 자연계에 존재하지 않는 유전율 또는 투자율을 가지며, 인공적으로 설계된 물질을 메타 물질이라고 하며, 메타 물질은 매우 큰 파장(wavelength) 또는 매우 낮은 주파수 영역에서도 쉽게(즉, 물질의 사이즈가 많이 변하지 않더라도) 공진 상태에 놓일 수 있다.
도 8 내지 도 14는 공진기들의 실시 예들을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 2 차원 구조의 공진기를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 2 차원 구조의 공진기는 제1 신호 도체 부분(811), 제2 신호 도체 부분(812) 및 그라운드 도체 부분(813)을 포함하는 전송 선로, 커패시터(820), 매칭기(830) 및 도체들(841, 842)을 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 커패시터(820)는 전송 선로에서 제1 신호 도체 부분(811)과 제2 신호 도체 부분(812) 사이에 위치에 직렬로 삽입되며, 그에 따라 전계(electric field)는 커패시터(820)에 갇히게 된다. 일반적으로, 전송 선로는 상부에 적어도 하나의 도체, 하부에 적어도 하나의 도체를 포함하며, 상부에 있는 도체를 통해서는 전류가 흐르며, 하부에 있는 도체는 전기적으로 그라운드된다(grounded). 본 명세서에서는 전송 선로의 상부에 있는 도체를 제1 신호 도체 부분(811)과 제2 신호 도체 부분(812)로 나누어 부르고, 전송 선로의 하부에 있는 도체를 그라운드 도체 부분(813)으로 부르기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공진기(800)는 2 차원 구조의 형태를 갖는다. 전송 선로는 상부에 제1 신호 도체 부분(811) 및 제2 신호 도체 부분(812)을 포함하고, 하부에 그라운드 도체 부분(813)을 포함한다. 제1 신호 도체 부분(811) 및 제2 신호 도체 부분(812)과 그라운드 도체 부분(813)은 서로 마주보게 배치된다. 전류는 제1 신호 도체 부분(811) 및 제2 신호 도체 부분(812)을 통하여 흐른다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 신호 도체 부분(811)의 한쪽 단은 도체(842)와 접지(short)되고, 다른 쪽 단은 커패시터(820)와 연결된다. 그리고, 제2 신호 도체 부분(812)의 한쪽 단은 도체(841)와 접지되며, 다른 쪽 단은 커패시터(820)와 연결된다. 결국, 제1 신호 도체 부분(811), 제2 신호 도체 부분(812) 및 그라운드 도체 부분(813), 도체들(1641, 1642)은 서로 연결됨으로써, 공진기(800)는 전기적으로 닫혀 있는 루프 구조를 갖는다. 여기서, '루프 구조'는 원형 구조, 사각형과 같은 다각형의 구조 등을 모두 포함하며, '루프 구조를 갖는다고 함은' 전기적으로 닫혀 있다는 것을 의미한다.
커패시터(820)는 전송 선로의 중단부에 삽입된다. 보다 구체적으로, 커패시터(820)는 제1 신호 도체 부분(811) 및 제2 신호 도체 부분(812) 사이에 삽입된다. 이 때, 커패시터(820)는 집중 소자(lumped element) 및 분산 소자(distributed element) 등의 형태를 가질 수 있다. 특히, 분산 소자의 형태를 갖는 분산된 커패시터는 지그재그 형태의 도체 라인들과 그 도체 라인들 사이에 존재하는 높은 유전율을 갖는 유전체를 포함할 수 있다.
커패시터(820)가 전송 선로에 삽입됨에 따라 상기 공진기(800)는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다. 여기서, 메타물질이란 자연에서 발견될 수 없는 특별한 전기적 성질을 갖는 물질로서, 인공적으로 설계된 구조를 갖는다. 자연계에 존재하는 모든 물질들의 전자기 특성은 고유의 유전율 또는 투자율을 가지며, 대부분의 물질들은 양의 유전율 및 양의 투자율을 갖는다. 대부분의 물질들에서 전계, 자계 및 포인팅 벡터에는 오른손 법칙이 적용되므로, 이러한 물질들을 RHM(Right Handed Material)이라고 한다. 그러나, 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 유전율 또는 투자율을 가진 물질로서, 유전율 또는 투자율의 부호에 따라 ENG(epsilon negative) 물질, MNG(mu negative) 물질, DNG(double negative) 물질, NRI(negative refractive index) 물질, LH(left-handed) 물질 등으로 분류된다.
이 때, 집중 소자로서 삽입된 커패시터(820)의 커패시턴스가 적절히 정해지는 경우, 상기 공진기(800)는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 커패시터(820)의 커패시턴스를 적절히 조절함으로써, 공진기는 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 공진기(800)는 MNG 공진기로 불려질 수 있다. 아래에서 설명하겠지만, 커패시터(820)의 커패시턴스를 정하는 전제(criterion)들은 다양할 수 있다. 공진기(800)가 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있도록 하는 전제(criterion), 상기 공진기(800)가 대상 주파수에서 음의 투자율을 갖도록 하는 전제 또는 상기 공진기(800)가 대상 주파수에서 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 갖도록 하는 전제 등이 있을 수 있고, 상술한 전제들 중 적어도 하나의 전제 아래에서 커패시터(820)의 커패시턴스가 정해질 수 있다.
상기 MNG 공진기(800)는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. MNG 공진기(800)는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 MNG 공진기(800)의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. 즉, 아래에서 다시 설명하겠지만, MNG 공진기(800)에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 커패시터(820)를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, MNG 공진기(800)의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.
또한, 근접 필드(near field)에서 전계는 전송 선로에 삽입된 커패시터(820)에 집중되므로, 커패시터(820)로 인하여 근접 필드에서는 자계(magnetic field)가 도미넌트(dominant)해진다. 그리고, MNG 공진기(800)는 집중 소자의 커패시터(820)을 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다. 참고로, 큐-팩터는 무선 전력 전송에 있어서 저항 손실(ohmic loss)의 정도 또는 저항(resistance)에 대한 리액턴스의 비를 나타내는데, 큐-팩터가 클수록 무선 전력 전송의 효율이 큰 것으로 이해될 수 있다.
또한, MNG 공진기(800)는 임피던스 매칭을 위한 매칭기(830)를 포함할 수 있다. 이 때, 매칭기(830)는 MNG 공진기(800) 의 자계의 강도를 적절히 조절 가능(tunable)하고, 매칭기(830)에 의해 MNG 공진기(800)의 임피던스는 결정된다. 그리고, 전류는 커넥터(840)를 통하여 MNG 공진기(800)로 유입되거나 MNG 공진기(800)로부터 유출될 수 있다. 여기서, 커넥터(840)는 그라운드 도체 부분(813) 또는 매칭기(830)와 연결될 수 있다. 다만, 커넥터(840)와 그라운드 도체 부분(813) 또는 매칭기(830) 사이에는 물리적인 연결이 형성될 수도 있고, 커넥터(840)와 그라운드 도체 부분(813) 또는 매칭기(830) 사이의 물리적인 연결 없이 커플링을 통하여 전력이 전달될 수도 있다.
보다 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 매칭기(830)는 공진기(800)의 루프 구조로 인해 형성되는 루프의 내부에 위치할 수 있다. 매칭기(830)는 물리적인 형태를 변경함으로써, 공진기(800)의 임피던스를 조절할 수 있다. 특히, 매칭기(830)는 그라운드 도체 부분(813)으로부터 거리 h 만큼 떨어진 위치에 임피던스 매칭을 위한 도체(831)를 포함할 수 있으며, 공진기(800)의 임피던스는 거리 h를 조절함으로써 변경될 수 있다.
도 8에 도시되지 아니하였지만, 매칭기(830)를 제어할 수 있는 컨트롤러가 존재하는 경우, 매칭기(830)는 컨트롤러에 의해 생성되는 제어 신호에 따라 매칭기(830)의 물리적 형태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호에 따라 매칭기(830)의 도체(831)와 그라운드 도체 부분(813) 사이의 거리 h가 증가하거나, 감소될 수 있으며, 그에 따라 매칭기(830)의 물리적 형태가 변경됨으로써, 공진기(800)의 임피던스는 조절될 수 있다.
매칭기(830)는 도 8에 도시된 바와 같이, 도체 부분(831)과 같은 수동 소자로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라서는 다이오드, 트랜지스터 등과 같은 능동 소자로 구현될 수 있다. 능동 소자가 매칭기(830)에 포함되는 경우, 능동 소자는 컨트롤러에 의해 생성되는 제어 신호에 따라 구동될 수 있으며, 그 제어 신호에 따라 공진기(800)의 임피던스는 조절될 수 있다. 예를 들어, 매칭기(830)에는 능동 소자의 일종인 다이오드가 포함될 수 있고, 다이오드가 'on' 상태에 있는지 또는 'off'' 상태에 있는지에 따라 공진기(800)의 임피던스가 조절될 수 있다.
또한, 도 8에 도시되지 아니하였으나, MNG 공진기(800)를 관통하는 마그네틱 코어가 더 포함될 수 있다. 이러한 마그네틱 코어는 전력 전송 거리를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3 차원 구조의 공진기를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3 차원 구조의 공진기(900)는 제1 신호 도체 부분(911), 제2 신호 도체 부분(912) 및 그라운드 도체 부분(913)을 포함하는 전송 선로 및 커패시터(920)를 포함한다. 여기서 커패시터(920)는 전송 선로에서 제1 신호 도체 부분(911)과 제2 신호 도체 부분(912) 사이에 위치에 직렬로 삽입되고, 전계(electric field)는 커패시터(920)에 갇히게 된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 공진기(900)는 3차원 구조의 형태를 갖는다. 전송 선로는 상부에 제1 신호 도체 부분(911) 및 제2 신호 도체 부분(912)을 포함하고, 하부에 그라운드 도체 부분(913)을 포함한다. 제1 신호 도체 부분(911) 및 제2 신호 도체 부분(912)과 그라운드 도체 부분(913)은 서로 마주보게 배치된다. 전류는 제1 신호 도체 부분(911) 및 제2 신호 도체 부분(912)을 통하여 x 방향으로 흐르며, 이러한 전류로 인해 -y 방향으로 자계(magnetic field) H(w)가 발생한다. 물론, 도 9에 도시된 것과 다르게, +y 방향으로 자계(magnetic field) H(w)가 발생할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 신호 도체 부분(911)의 한쪽 단은 도체(942)와 접지(short)되고, 다른 쪽 단은 커패시터(920)와 연결된다. 그리고, 제2 신호 도체 부분(912)의 한쪽 단은 도체(941)와 접지되며, 다른 쪽 단은 커패시터(920)와 연결된다. 결국, 제1 신호 도체 부분(911), 제2 신호 도체 부분(912) 및 그라운드 도체 부분(913), 도체들(941, 942)은 서로 연결됨으로써, 공진기(900)는 전기적으로 닫혀 있는 루프 구조를 갖는다. 여기서, '루프 구조'는 원형 구조, 사각형과 같은 다각형의 구조 등을 모두 포함하며, '루프 구조를 갖는다고 함은' 전기적으로 닫혀 있다는 것을 의미한다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 커패시터(920)는 제1 신호 도체 부분(911) 및 제2 신호 도체 부분(912) 사이에 삽입된다. 이 때, 커패시터(920)는 집중 소자(lumped element) 및 분산 소자(distributed element) 등의 형태를 가질 수 있다. 특히, 분산 소자의 형태를 갖는 분산된 커패시터는 지그재그 형태의 도체 라인들과 그 도체 라인들 사이에 존재하는 높은 유전율을 갖는 유전체를 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 커패시터(920)가 전송 선로에 삽입됨에 따라 상기 공진기(900)는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다. 집중 소자로서 삽입된 커패시터(920)의 커패시턴스가 적절히 정해지는 경우, 상기 공진기(900)는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 커패시터(920)의 커패시턴스를 적절히 조절함으로써, 공진기(900)는 특정 주파수 대역에서 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 공진기(900)는 MNG 공진기로 불려질 수 있다. 아래에서 설명하겠지만, 커패시터(920)의 커패시턴스를 정하는 전제(criterion)들은 다양할 수 있다. 공진기(900)가 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있도록 하는 전제(criterion), 상기 공진기(900)가 대상 주파수에서 음의 투자율을 갖도록 하는 전제 또는 상기 공진기(900)가 대상 주파수에서 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 갖도록 하는 전제 등이 있을 수 있고, 상술한 전제들 중 적어도 하나의 전제 아래에서 커패시터(920)의 커패시턴스가 정해질 수 있다.
도 9에 도시된 상기 MNG 공진기(900)는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. MNG 공진기(900)는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 MNG 공진기(900)의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. MNG 공진기(900)에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 커패시터(920)를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, MNG 공진기(900)의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 MNG 공진기(900)를 참조하면, 근접 필드(near field)에서 전계는 전송 선로(910)에 삽입된 커패시터(920)에 집중되므로, 커패시터(920)로 인하여 근접 필드에서는 자계(magnetic field)가 도미넌트(dominant)해진다. 특히, 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 갖는 MNG 공진기(900)는 자계 다이폴(magnetic dipole)과 유사한 특성들을 가지므로, 근접 필드에서는 자계가 도미넌트하며, 커패시터(920)의 삽입으로 인해 발생하는 적은 양의 전계 또한 그 커패시터(920)에 집중되므로, 근접 필드에서는 자계가 더더욱 도미넌트해진다. MNG 공진기(900)는 집중 소자의 커패시터(920)을 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 MNG 공진기(900)는 임피던스 매칭을 위한 매칭기(930)를 포함할 수 있다. 이 때, 매칭기(930)는 MNG 공진기(900)의 자계의 강도를 적절히 조절 가능(tunable)하고, 매칭기(930)에 의해 MNG 공진기(900)의 임피던스는 결정된다. 그리고, 전류는 커넥터(940)를 통하여 MNG 공진기(900)로 유입되거나 MNG 공진기(900)로부터 유출된다. 여기서, 커넥터(940)는 그라운드 도체 부분(913) 또는 매칭기(930)와 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 매칭기(930)는 공진기(900)의 루프 구조로 인해 형성되는 루프의 내부에 위치할 수 있다. 매칭기(930)는 물리적인 형태를 변경함으로써, 공진기(900)의 임피던스를 조절할 수 있다. 특히, 매칭기(930)는 그라운드 도체 부분(913)으로부터 거리 h 만큼 떨어진 위치에 임피던스 매칭을 위한 도체 부분(931)을 포함할 수 있으며, 공진기(900)의 임피던스는 거리 h를 조절함으로써 변경될 수 있다.
도 9에 도시되지 아니하였지만, 매칭기(930)를 제어할 수 있는 컨트롤러가 존재하는 경우, 매칭기(930)는 컨트롤러에 의해 생성되는 제어 신호에 따라 매칭기(930)의 물리적 형태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호에 따라 매칭기(930)의 도체(931)과 그라운드 도체 부분(930) 사이의 거리 h가 증가하거나, 감소될 수 있으며, 그에 따라 매칭기(930)의 물리적 형태가 변경됨으로써, 공진기(900)의 임피던스는 조절될 수 있다. 매칭기(930)의 도체(931)과 그라운드 도체 부분(930) 사이의 거리 h는 다양한 방식들로 조절될 수 있다. 즉, 첫째, 매칭기(930)에는 여러 도체들이 포함될 수 있고, 그 도체들 중 어느 하나를 적응적으로 활성화함으로써 거리 h가 조절될 수 있다. 둘째, 도체(931)의 물리적인 위치를 상하로 조절함으로써, 거리 h가 조절될 수 있다. 이러한 거리 h는 컨트롤러의 제어 신호에 따라 제어될 수 있으며, 컨트롤러는 다양한 팩터들을 고려하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러가 제어 신호를 생성하는 것에 대해서는 아래에서 설명한다.
매칭기(930)는 도 9에 도시된 바와 같이, 도체 부분(931)과 같은 수동 소자로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라서는 다이오드, 트랜지스터 등과 같은 능동 소자로 구현될 수 있다. 능동 소자가 매칭기(930)에 포함되는 경우, 능동 소자는 컨트롤러에 의해 생성되는 제어 신호에 따라 구동될 수 있으며, 그 제어 신호에 따라 공진기(900)의 임피던스는 조절될 수 있다. 예를 들어, 매칭기(930)에는 능동 소자의 일종인 다이오드가 포함될 수 있고, 다이오드가 'on' 상태에 있는지 또는 'off'' 상태에 있는지에 따라 공진기(900)의 임피던스가 조절될 수 있다.
또한, 도 9에 명시적으로 도시되지 아니하였으나, MNG 공진기(900)를 관통하는 마그네틱 코어가 더 포함될 수 있다. 이러한 마그네틱 코어는 전력 전송 거리를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
도 10은 bulky type으로 설계된 무선 전력 전송을 위한 공진기의 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 신호 도체 부분(1011)과 도체(1042)는 개별적으로 제작된 후, 서로 연결되는 것이 아니라 하나의 일체형으로 제작될 수 있다. 마찬가지로, 제2 신호 도체 부분(1012)과 도체(1041) 역시 하나의 일체형으로 제작될 수 있다.
제2 신호 도체 부분(1012)과 도체(1041)가 개별적으로 제작된 후, 서로 연결되는 경우, 이음매(1050)로 인한 도체 손실이 있을 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 신호 도체 부분(1012)과 도체(1041)는 별도의 이음매 없이(seamless) 서로 연결되며, 도체(1041)와 그라운드 도체 부분(1013)도 별도의 이음매 없이 서로 연결될 수 있으며, 이음매로 인한 도체 손실을 줄일 수 있다. 결국, 제2 신호 도체 부분(1012)과 그라운드 도체 부분(1013)는 별도의 이음매 없이 하나의 일체형으로서 제작될 수 있다. 마찬가지로, 제1 신호 도체 부분(1011)과 그라운드 도체 부분(1013)는 별도의 이음매 없이 하나의 일체형으로서 제작될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 별도의 이음매 없이 하나의 일체형으로서 둘 이상의 부분(partition)들을 서로 연결하는 유형을 'bulky type'이라고 부르기도 한다.
도 11은 Hollow type으로 설계된 무선 전력 전송을 위한 공진기의 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, Hollow type으로 설계된 무선 전력 전송을 위한 공진기의 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 각각은 내부에 비어 있는 공간을 포함한다.
주어진(given) 공진 주파수에서, 유효 전류는 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 각각의 모든 부분을 통해 흐르는 것이 아니라, 일부의 부분만을 통해 흐르는 것으로 모델링될 수 있다. 즉, 주어진 공진 주파수에서, 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 두께(depth)가 각각의 skin depth보다 지나치게 두꺼운 것은 비효율적일 수 있다. 즉, 그것은 공진기(1100)의 무게 또는 공진기(1100)의 제작 비용을 증가시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 주어진 공진 주파수에서 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 각각의 skin depth를 기초로 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 각각의 두께를 적절히 정할 수 있다. 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 각각이 해당 skin depth보다 크면서도 적절한 두께를 갖는 경우, 공진기(1100)는 가벼워질 수 있으며, 공진기(1100)의 제작 비용 또한 감소될 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 신호 도체 부분(1112)의 두께는 d m로 정해질 수 있고, d는
Figure pat00001
를 통해서 결정될 수 있다. 여기서, f는 주파수,
Figure pat00002
는 투자율,
Figure pat00003
는 도체 상수를 나타낸다. 특히, 제1 신호 도체 부분(1111), 제2 신호 도체 부분(1112), 그라운드 도체 부분(1113), 도체들(1141, 1142) 이 구리(copper)로서 5.8x10^7의 도전율(conductivity)을 갖는 경우에, 공진 주파수가 10kHz에 대해서는 skin depth가 약 0.6mm일 수 있으며, 공진 주파수가 100MHz에 대해서는 skin depth는 0.006mm일 수 있다.
도 12는 parallel-sheet이 적용된 무선 전력 전송을 위한 공진기의 예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, parallel-sheet이 적용된 무선 전력 전송을 위한 공진기에 포함된 제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212) 각각의 표면에는 parallel-sheet이 적용될 수 있다.
제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212)은 완벽한 도체(perfect conductor)가 아니므로, 저항 성분을 가질 수 있고, 그 저항 성분으로 인해 저항 손실(ohmic loss)가 발생할 수 있다. 이러한 저항 손실은 Q 팩터를 감소시키고, 커플링 효율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212) 각각의 표면에 parallel-sheet을 적용함으로써, 저항 손실을 줄이고, Q 팩터 및 커플링 효율을 증가시킬 수 있다. 도 12의 부분(1270)을 참조하면, parallel-sheet이 적용되는 경우, 제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212) 각각은 복수의 도체 라인들을 포함한다. 이 도체 라인들은 병렬적으로 배치되며, 제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212) 각각의 끝 부분에서 접지(short)된다.
제1 신호 도체 부분(1211), 제2 신호 도체 부분(1212) 각각의 표면에 parallel-sheet을 적용하는 경우, 도체 라인들이 병렬적으로 배치되므로, 도체 라인들이 갖는 저항 성분들의 합은 감소된다. 따라서, 저항 손실을 줄이고, Q 팩터 및 커플링 효율을 증가시킬 수 있다.
도 13은 분산된 커패시터를 포함하는 무선 전력 전송을 위한 공진기의 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 무선 전력 전송을 위한 공진기에 포함되는 커패시터(1320)는 분산된 커패시터일 수 있다. 집중 소자로서의 커패시터는 상대적으로 높은 등가 직렬 저항(Equivalent Series Resistance: ESR)을 가질 수 있다. 집중 소자로서의 커패시터가 갖는 ESR을 줄이기 위한 여러 제안들이 있지만, 본 발명의 실시예는 분산 소자로서의 커패시터(1320)를 사용함으로써, ESR을 줄일 수 있다. 참고로, ESR로 인한 손실은 Q 팩터 및 커플링 효율을 감소시킬 수 있다.
분산 소자로서의 커패시터(1320)는 도 13에 도시된 바와 같이, 지그 재그 구조를 가질 수 있다. 즉, 분산 소자로서의 커패시터(1320)는 지그 재그 구조의 도체 라인 및 유전체로 구현될 수 있다.
뿐만 아니라, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 분산 소자로서의 커패시터(1320)를 사용함으로써, ESR로 인한 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 복수 개의 집중 소자로서의 커패시터들을 병렬적으로 사용함으로써, ESR로 인한 손실을 줄일 수 있다. 왜냐 하면, 집중 소자로서의 커패시터들 각각이 갖는 저항 성분들은 병렬 연결을 통하여 작아지기 때문에, 병렬적으로 연결된 집중 소자로서의 커패시터들의 유효 저항 또한 작아질 수 있으며, 따라서, ESR로 인한 손실을 줄일 수 있다. 예를 들어, 10pF의 커패시터 하나를 사용하는 것을 1pF의 커패시터들 10개를 사용하는 것으로 대체함으로써, ESR로 인한 손실을 줄일 수 있다.
도 14는 2 차원 구조의 공진기 및 3 차원 구조의 공진기에서 사용되는 매칭기들의 예들을 나타낸 도면이다.
도 14의 A는 매칭기를 포함하는 도 8에 도시된 2 차원 공진기의 일부를 나타내며, 도 14의 B는 매칭기를 포함하는 도 9에 도시된 3 차원 공진기의 일부를 나타낸다.
도 14의 A를 참조하면, 매칭기는 도체(831), 도체(832) 및 도체(833)을 포함하며, 도체(832) 및 도체(833)는 전송 선로의 그라운드 도체 부분(813) 및 도체(831)와 연결된다. 도체(831) 및 그라운드 도체 부분(813) 사이의 거리 h에 따라 2 차원 공진기의 임피던스는 결정되며, 도체(831) 및 그라운드 도체 부분(813) 사이의 거리 h는 컨트롤러에 의해 제어된다. 도체(831) 및 그라운드 도체 부분(813) 사이의 거리 h는 다양한 방식들로 조절될 수 있으며, 도체(831)가 될 수 있는 여러 도체들 중 어느 하나를 적응적으로 활성화함으로써 거리 h를 조절하는 방식, 도체(831)의 물리적인 위치를 상하로 조절함으로써, 거리 h를 조절하는 방식 등이 있을 수 있다.
도 14의 B를 참조하면, 매칭기는 도체(931), 도체(932) 및 도체(933)을 포함하며, 도체(932) 및 도체(933)는 전송 선로의 그라운드 도체 부분(913) 및 도체(931)와 연결된다. 도체(931) 및 그라운드 도체 부분(913) 사이의 거리 h에 따라 3 차원 공진기의 임피던스는 결정되며, 도체(931) 및 그라운드 도체 부분(913) 사이의 거리 h는 컨트롤러에 의해 제어된다. 2 차원 구조의 공진기에 포함되는 매칭기와 마찬가지로, 3 차원 구조의 공진기에 포함되는 매칭기에서도 도체(931) 및 그라운드 도체 부분(913) 사이의 거리 h는 다양한 방식들로 조절될 수 있다. 예를 들어, 도체(931)가 될 수 있는 여러 도체들 중 어느 하나를 적응적으로 활성화함으로써 거리 h를 조절하는 방식, 도체(931)의 물리적인 위치를 상하로 조절함으로써, 거리 h를 조절하는 방식 등이 있을 수 있다.
도 14에 도시되지 아니하였지만, 매칭기는 능동 소자를 포함할 수 있으며, 능동 소자를 이용하여 공진기의 임피던스를 조절하는 방식은 상술한 바와 유사하다. 즉, 능동 소자를 이용하여 매칭기를 통해 흐르는 전류의 경로를 변경함으로써, 공진기의 임피던스가 조절될 수 있다.
도 15는 도 8에 도시된 무선 전력 전송을 위한 공진기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 무선 전력 전송을 위한 공진기는 도 15에 도시된 등가 회로로 모델링될 수 있다. 도 15의 등가 회로에서 CL은 도 8의 전송 선로의 중단부에 집중 소자의 형태로 삽입된 커패시터를 나타낸다.
이 때, 도 8에 도시된 무선 전력 전송을 위한 공진기는 영번째 공진 특성을 갖는다. 즉, 전파 상수가 0인 경우, 무선 전력 전송을 위한 공진기는
Figure pat00004
를 공진 주파수로 갖는다고 가정한다. 이 때, 공진 주파수
Figure pat00005
는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 여기서, MZR은 Mu Zero Resonator를 의미한다.
[수학식 1]
Figure pat00006

상기 수학식 1을 참조하면, 공진기의 공진 주파수
Figure pat00007
는
Figure pat00008
에 의해 결정될 수 있고, 공진 주파수
Figure pat00009
와 공진기의 물리적인 사이즈는 서로 독립적일 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 공진 주파수
Figure pat00010
와 공진기의 물리적인 사이즈가 서로 독립적이므로, 공진기의 물리적인 사이즈는 충분히 작아질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹 또는 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 전력 생성부;
    무선 전력 수신 장치에 구비된 타겟 공진기와의 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 상기 타겟 공진기로 전송하는 소스 공진기;
    상기 트래킹 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 미스 매칭 검출부; 및
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정하는 제어부를 포함하는,
    무선 전력 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미스 매칭 검출부는,
    상기 소스 공진기의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR, Voltage standing wave ratio)를 계산하고, 상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정하는,
    무선 전력 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되지 않으면, 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성하도록 상기 전력 생성부를 제어하는,
    무선 전력 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력은 상기 소스 공진기를 통해 상기 타겟 공진기로 전송되고,
    상기 제어부는 상기 전력 생성부를 제어한 후 상기 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링하고, 상기 부하의 변화가 검출되면 상기 리피터 공진기의 임피던스 또는 상기 공진 주파수를 재조정하는,
    무선 전력 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리피터 공진기의 임피던스 또는 상기 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 상기 리피터 공진기의 조정된 임피던스 또는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)하는,
    무선 전력 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 커패시터들 및 스위치를 포함하는 공진 주파수 발생부를 더 포함하고, 상기 공진 주파수 발생부는 상기 복수의 커패시터들을 순차적으로 스위칭함으로써 상기 공진 주파수를 조정하는,
    무선 전력 전송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리피터 공진기는 복수의 커패시터들 및 스위치를 포함하는 임피던스 조정부를 포함하고, 상기 임피던스 조정부는 상기 복수의 커패시터들을 순차적으로 스위칭함으로써 상기 리피터 공진기의 임피던스를 조정하는,
    무선 전력 전송 장치.
  8. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹 또는 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 전력 생성부;
    무선 전력 수신 장치에 구비된 타겟 공진기와의 마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 상기 타겟 공진기로 전송하는 소스 공진기;
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스" 또는 "상기 공진 주파수"를 조정하는 제어부를 포함하는,
    무선 전력 전송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정하는,
    무선 전력 전송 장치.
  10. 리피터 공진기를 거쳐 소스 공진기로부터 전력을 수신하는 타겟 공진기;
    상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양을 검출하는 검출부;
    상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 양에 대한 정보를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 통신부;
    상기 타겟 공진기에 수신되는 전력의 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성하는 정류부; 및
    상기 직류 신호의 레벨을 조정하여 일정 레벨의 전압을 부하에 공급하는 DC/DC 컨버터를 포함하고,
    상기 타겟 공진기는 상기 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 형성하고, 상기 타게 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭은 상기 리피터 공진기에 의해 수행되는,
    무선 전력 수신 장치.
  11. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계;
    마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계;
    상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 단계; 및
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, 상기 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미스 매칭을 검출하는 단계는,
    상기 소스 공진기의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR, )를 계산하는 것; 및
    상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 조정하는 단계는,
    상기 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되지 않으면, 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 상기 타겟 공진기에 전송하는 단계; 및
    상기 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링하고, 상기 부하의 변화가 검출되면 상기 공진 주파수를 재조정하는 단계를 더 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  15. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계;
    마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계;
    상기 타겟 공진기로 전송되는 전력에 대한 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 상기 타겟 공진기와 소스 공진기 사이의 미스매칭(mismatching)을 검출하는 단계; 및
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되면, "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스"를 조정하는 단계를 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미스 매칭을 검출하는 단계는,
    상기 소스 공진기의 출력 전압의 레벨 및 상기 반사파의 전압 레벨에 기초하여 전압정재파비(VSWR)를 계산하는 것; 및
    상기 전압정재파비가 기 설정된 값보다 작으면 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 리피터 공진기의 임피던스를 조정하는 단계는,
    상기 리피터 공진기의 임피던스를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 상기 리피터 공진기의 조정된 임피던스를 트래킹(tracking)하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭이 검출되지 않으면, 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 생성하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력을 상기 타겟 공진기에 전송하는 단계; 및
    상기 무선 전력 수신 장치의 부하(load) 변화를 모니터링하고, 상기 부하의 변화가 검출되면 리피터 공진기의 임피던스를 재조정하는 단계를 더 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
  19. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진주파수 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계;
    마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 상기 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 미스 매칭을 검출하는 단계는,
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스매칭이 검출된 것으로 결정하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 조정하는 단계는,
    상기 공진 주파수를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 조정된 공진 주파수를 트래킹(tracking)하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  22. 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 공진 임피던스 트래킹을 위한 트래킹 전력을 생성하는 단계;
    마그네틱 커플링을 통해 상기 트래킹 전력을 타겟 공진기로 전송하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력량에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 미스매칭을 검출하고, 상기 미스 매칭이 검출되면 "상기 타겟 공진기와 상기 소스 공진기 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 리피터 공진기의 임피던스"를 조정하는 단계를 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 주파수의 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 미스 매칭을 검출하는 단계는,
    상기 트래킹 전력의 양 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 전력량의 비가 기 설정된 기준값 보다 작으면, 상기 미스 매칭이 검출된 것으로 결정하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 리피터 공진기의 임피던스를 조정하는 단계는,
    상기 리피터 공진기의 임피던스를 순차적으로 조정함으로써, 상기 미스매칭이 검출되지 않는 상기 리피터 공진기의 조정된 임피던스를 트래킹(tracking)하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템의 공진 임피던스의 제어 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180058003A (ko) * 2016-11-23 2018-05-31 주식회사 큐아이티 부하 임피던스 보상 방법 및 장치
US10141793B2 (en) 2013-10-21 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for impedance matching using isolated resonator in wireless power transmission system

Families Citing this family (174)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9409013B2 (en) 2009-10-20 2016-08-09 Nyxoah SA Method for controlling energy delivery as a function of degree of coupling
US10751537B2 (en) 2009-10-20 2020-08-25 Nyxoah SA Arced implant unit for modulation of nerves
US9849289B2 (en) 2009-10-20 2017-12-26 Nyxoah SA Device and method for snoring detection and control
KR20130028446A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그 방법
US9899875B2 (en) * 2012-06-26 2018-02-20 Hitachi, Ltd. Radio power transmission apparatus and radio power transmission system
US10291066B1 (en) 2014-05-07 2019-05-14 Energous Corporation Power transmission control systems and methods
US20150326070A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Energous Corporation Methods and Systems for Maximum Power Point Transfer in Receivers
US10218227B2 (en) 2014-05-07 2019-02-26 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US9787103B1 (en) 2013-08-06 2017-10-10 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly delivering power to electronic devices that are unable to communicate with a transmitter
US9812890B1 (en) 2013-07-11 2017-11-07 Energous Corporation Portable wireless charging pad
US10263432B1 (en) 2013-06-25 2019-04-16 Energous Corporation Multi-mode transmitter with an antenna array for delivering wireless power and providing Wi-Fi access
US10141768B2 (en) 2013-06-03 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for maximizing wireless power transfer efficiency by instructing a user to change a receiver device's position
US10243414B1 (en) 2014-05-07 2019-03-26 Energous Corporation Wearable device with wireless power and payload receiver
US10992187B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation System and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US9906065B2 (en) 2012-07-06 2018-02-27 Energous Corporation Systems and methods of transmitting power transmission waves based on signals received at first and second subsets of a transmitter's antenna array
US9438045B1 (en) 2013-05-10 2016-09-06 Energous Corporation Methods and systems for maximum power point transfer in receivers
US10141791B2 (en) 2014-05-07 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for controlling communications during wireless transmission of power using application programming interfaces
US10090886B1 (en) 2014-07-14 2018-10-02 Energous Corporation System and method for enabling automatic charging schedules in a wireless power network to one or more devices
US10063064B1 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for generating a power receiver identifier in a wireless power network
US9991741B1 (en) 2014-07-14 2018-06-05 Energous Corporation System for tracking and reporting status and usage information in a wireless power management system
US10270261B2 (en) 2015-09-16 2019-04-23 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US9912199B2 (en) 2012-07-06 2018-03-06 Energous Corporation Receivers for wireless power transmission
US9876379B1 (en) 2013-07-11 2018-01-23 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic devices in a vehicle
US9871398B1 (en) 2013-07-01 2018-01-16 Energous Corporation Hybrid charging method for wireless power transmission based on pocket-forming
US10381880B2 (en) 2014-07-21 2019-08-13 Energous Corporation Integrated antenna structure arrays for wireless power transmission
US10124754B1 (en) 2013-07-19 2018-11-13 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic sensors in a vehicle
US9893768B2 (en) 2012-07-06 2018-02-13 Energous Corporation Methodology for multiple pocket-forming
US9876648B2 (en) 2014-08-21 2018-01-23 Energous Corporation System and method to control a wireless power transmission system by configuration of wireless power transmission control parameters
US9806564B2 (en) 2014-05-07 2017-10-31 Energous Corporation Integrated rectifier and boost converter for wireless power transmission
US10223717B1 (en) 2014-05-23 2019-03-05 Energous Corporation Systems and methods for payment-based authorization of wireless power transmission service
US10224982B1 (en) 2013-07-11 2019-03-05 Energous Corporation Wireless power transmitters for transmitting wireless power and tracking whether wireless power receivers are within authorized locations
US9124125B2 (en) 2013-05-10 2015-09-01 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US10291055B1 (en) 2014-12-29 2019-05-14 Energous Corporation Systems and methods for controlling far-field wireless power transmission based on battery power levels of a receiving device
US10256657B2 (en) 2015-12-24 2019-04-09 Energous Corporation Antenna having coaxial structure for near field wireless power charging
US9954374B1 (en) 2014-05-23 2018-04-24 Energous Corporation System and method for self-system analysis for detecting a fault in a wireless power transmission Network
US10199835B2 (en) 2015-12-29 2019-02-05 Energous Corporation Radar motion detection using stepped frequency in wireless power transmission system
US10224758B2 (en) 2013-05-10 2019-03-05 Energous Corporation Wireless powering of electronic devices with selective delivery range
US10038337B1 (en) 2013-09-16 2018-07-31 Energous Corporation Wireless power supply for rescue devices
US10205239B1 (en) 2014-05-07 2019-02-12 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US9966765B1 (en) 2013-06-25 2018-05-08 Energous Corporation Multi-mode transmitter
US10199849B1 (en) 2014-08-21 2019-02-05 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US9859797B1 (en) 2014-05-07 2018-01-02 Energous Corporation Synchronous rectifier design for wireless power receiver
US9853458B1 (en) 2014-05-07 2017-12-26 Energous Corporation Systems and methods for device and power receiver pairing
US9831718B2 (en) 2013-07-25 2017-11-28 Energous Corporation TV with integrated wireless power transmitter
US10148097B1 (en) 2013-11-08 2018-12-04 Energous Corporation Systems and methods for using a predetermined number of communication channels of a wireless power transmitter to communicate with different wireless power receivers
US10063106B2 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for a self-system analysis in a wireless power transmission network
US10128699B2 (en) 2014-07-14 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods of providing wireless power using receiver device sensor inputs
US10211680B2 (en) 2013-07-19 2019-02-19 Energous Corporation Method for 3 dimensional pocket-forming
US20140008993A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 DvineWave Inc. Methodology for pocket-forming
US9825674B1 (en) 2014-05-23 2017-11-21 Energous Corporation Enhanced transmitter that selects configurations of antenna elements for performing wireless power transmission and receiving functions
US10008889B2 (en) 2014-08-21 2018-06-26 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US10992185B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation Systems and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to game controllers
US10312715B2 (en) 2015-09-16 2019-06-04 Energous Corporation Systems and methods for wireless power charging
US10206185B2 (en) 2013-05-10 2019-02-12 Energous Corporation System and methods for wireless power transmission to an electronic device in accordance with user-defined restrictions
US9843201B1 (en) 2012-07-06 2017-12-12 Energous Corporation Wireless power transmitter that selects antenna sets for transmitting wireless power to a receiver based on location of the receiver, and methods of use thereof
US9939864B1 (en) 2014-08-21 2018-04-10 Energous Corporation System and method to control a wireless power transmission system by configuration of wireless power transmission control parameters
US10211682B2 (en) 2014-05-07 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for controlling operation of a transmitter of a wireless power network based on user instructions received from an authenticated computing device powered or charged by a receiver of the wireless power network
US9867062B1 (en) 2014-07-21 2018-01-09 Energous Corporation System and methods for using a remote server to authorize a receiving device that has requested wireless power and to determine whether another receiving device should request wireless power in a wireless power transmission system
US9899861B1 (en) 2013-10-10 2018-02-20 Energous Corporation Wireless charging methods and systems for game controllers, based on pocket-forming
US10211674B1 (en) 2013-06-12 2019-02-19 Energous Corporation Wireless charging using selected reflectors
US9948135B2 (en) 2015-09-22 2018-04-17 Energous Corporation Systems and methods for identifying sensitive objects in a wireless charging transmission field
US9923386B1 (en) 2012-07-06 2018-03-20 Energous Corporation Systems and methods for wireless power transmission by modifying a number of antenna elements used to transmit power waves to a receiver
US10193396B1 (en) 2014-05-07 2019-01-29 Energous Corporation Cluster management of transmitters in a wireless power transmission system
US10230266B1 (en) 2014-02-06 2019-03-12 Energous Corporation Wireless power receivers that communicate status data indicating wireless power transmission effectiveness with a transmitter using a built-in communications component of a mobile device, and methods of use thereof
US11502551B2 (en) 2012-07-06 2022-11-15 Energous Corporation Wirelessly charging multiple wireless-power receivers using different subsets of an antenna array to focus energy at different locations
US10965164B2 (en) 2012-07-06 2021-03-30 Energous Corporation Systems and methods of wirelessly delivering power to a receiver device
US10063105B2 (en) 2013-07-11 2018-08-28 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
US9907967B2 (en) 2012-07-26 2018-03-06 Adi Mashiach Transcutaneous power conveyance device
US10052097B2 (en) 2012-07-26 2018-08-21 Nyxoah SA Implant unit delivery tool
US8897880B2 (en) 2012-07-26 2014-11-25 Nyxoah SA Insert tool for selectively powering an implant unit
US11253712B2 (en) 2012-07-26 2022-02-22 Nyxoah SA Sleep disordered breathing treatment apparatus
US9543074B2 (en) * 2012-09-12 2017-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for wireless power reception, apparatus and method for wireless power transmission, and wireless power transmission system
JP6130711B2 (ja) * 2013-04-17 2017-05-17 キヤノン株式会社 通信装置、制御方法、及びプログラム
US9538382B2 (en) 2013-05-10 2017-01-03 Energous Corporation System and method for smart registration of wireless power receivers in a wireless power network
US10103552B1 (en) 2013-06-03 2018-10-16 Energous Corporation Protocols for authenticated wireless power transmission
CA2917532A1 (en) 2013-06-17 2014-12-31 Guy SIMAN Implant unit delivery tool
JP6092017B2 (ja) 2013-06-25 2017-03-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 送電装置、非接触給電システム、及び制御方法
US10021523B2 (en) 2013-07-11 2018-07-10 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
US9979440B1 (en) 2013-07-25 2018-05-22 Energous Corporation Antenna tile arrangements configured to operate as one functional unit
KR101897751B1 (ko) * 2013-10-21 2018-10-29 한국전자통신연구원 임피던스 정합 및 중계 공진기에 기초하여 스펙트럼 효율 및 공간 효율의 향상을 위한 무선 전력 전송 방법 및 장치
US9419469B2 (en) 2013-12-23 2016-08-16 Automotive Research & Testing Center High efficiency wireless charging system and its control method
US9935482B1 (en) 2014-02-06 2018-04-03 Energous Corporation Wireless power transmitters that transmit at determined times based on power availability and consumption at a receiving mobile device
US10075017B2 (en) 2014-02-06 2018-09-11 Energous Corporation External or internal wireless power receiver with spaced-apart antenna elements for charging or powering mobile devices using wirelessly delivered power
US10158257B2 (en) 2014-05-01 2018-12-18 Energous Corporation System and methods for using sound waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US9966784B2 (en) 2014-06-03 2018-05-08 Energous Corporation Systems and methods for extending battery life of portable electronic devices charged by sound
US10170917B1 (en) 2014-05-07 2019-01-01 Energous Corporation Systems and methods for managing and controlling a wireless power network by establishing time intervals during which receivers communicate with a transmitter
US10153645B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for designating a master power transmitter in a cluster of wireless power transmitters
US10153653B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for using application programming interfaces to control communications between a transmitter and a receiver
US10068703B1 (en) 2014-07-21 2018-09-04 Energous Corporation Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials
US10116143B1 (en) 2014-07-21 2018-10-30 Energous Corporation Integrated antenna arrays for wireless power transmission
US9871301B2 (en) 2014-07-21 2018-01-16 Energous Corporation Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials
US9635222B2 (en) 2014-08-03 2017-04-25 PogoTec, Inc. Wearable camera systems and apparatus for aligning an eyewear camera
TWI645230B (zh) 2014-08-03 2018-12-21 帕戈技術股份有限公司 穿戴式照相機系統與用於將照相機系統或其他電子裝置附接至穿戴式製品之設備及方法
US9965009B1 (en) 2014-08-21 2018-05-08 Energous Corporation Systems and methods for assigning a power receiver to individual power transmitters based on location of the power receiver
CN104283293B (zh) * 2014-09-29 2016-06-29 深圳市泰金田科技有限公司 谐振－移频实现汽车无线充电的方法及系统
KR20170118054A (ko) 2014-12-23 2017-10-24 포고텍, 인크. 무선 카메라 시스템 및 방법들
US10122415B2 (en) 2014-12-27 2018-11-06 Energous Corporation Systems and methods for assigning a set of antennas of a wireless power transmitter to a wireless power receiver based on a location of the wireless power receiver
US9991818B2 (en) * 2015-03-26 2018-06-05 Integrated Device Technology, Inc. Apparatuses and related methods for a wireless power receiver using coupled inductors
EP3872559A1 (en) 2015-06-10 2021-09-01 Pogotec, Inc. Electronic wearable device for an eyewear with magnetic track
US10481417B2 (en) 2015-06-10 2019-11-19 PogoTec, Inc. Magnetic attachment mechanism for electronic wearable device
US10523033B2 (en) 2015-09-15 2019-12-31 Energous Corporation Receiver devices configured to determine location within a transmission field
US9906275B2 (en) 2015-09-15 2018-02-27 Energous Corporation Identifying receivers in a wireless charging transmission field
US10186893B2 (en) 2015-09-16 2019-01-22 Energous Corporation Systems and methods for real time or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US10158259B1 (en) 2015-09-16 2018-12-18 Energous Corporation Systems and methods for identifying receivers in a transmission field by transmitting exploratory power waves towards different segments of a transmission field
US10778041B2 (en) 2015-09-16 2020-09-15 Energous Corporation Systems and methods for generating power waves in a wireless power transmission system
US9941752B2 (en) 2015-09-16 2018-04-10 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10008875B1 (en) 2015-09-16 2018-06-26 Energous Corporation Wireless power transmitter configured to transmit power waves to a predicted location of a moving wireless power receiver
US11710321B2 (en) 2015-09-16 2023-07-25 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US9871387B1 (en) 2015-09-16 2018-01-16 Energous Corporation Systems and methods of object detection using one or more video cameras in wireless power charging systems
US10199850B2 (en) 2015-09-16 2019-02-05 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly transmitting power from a transmitter to a receiver by determining refined locations of the receiver in a segmented transmission field associated with the transmitter
US9893538B1 (en) 2015-09-16 2018-02-13 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10211685B2 (en) * 2015-09-16 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for real or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US10135294B1 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring transmission devices for power wave transmissions based on location data of one or more receivers
US10128686B1 (en) 2015-09-22 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods for identifying receiver locations using sensor technologies
US10020678B1 (en) 2015-09-22 2018-07-10 Energous Corporation Systems and methods for selecting antennas to generate and transmit power transmission waves
US10050470B1 (en) 2015-09-22 2018-08-14 Energous Corporation Wireless power transmission device having antennas oriented in three dimensions
US10153660B1 (en) 2015-09-22 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring sensor data for wireless charging systems
US10033222B1 (en) 2015-09-22 2018-07-24 Energous Corporation Systems and methods for determining and generating a waveform for wireless power transmission waves
US10135295B2 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for nullifying energy levels for wireless power transmission waves
US10027168B2 (en) 2015-09-22 2018-07-17 Energous Corporation Systems and methods for generating and transmitting wireless power transmission waves using antennas having a spacing that is selected by the transmitter
US10734717B2 (en) 2015-10-13 2020-08-04 Energous Corporation 3D ceramic mold antenna
US10333332B1 (en) 2015-10-13 2019-06-25 Energous Corporation Cross-polarized dipole antenna
US9899744B1 (en) 2015-10-28 2018-02-20 Energous Corporation Antenna for wireless charging systems
US9853485B2 (en) 2015-10-28 2017-12-26 Energous Corporation Antenna for wireless charging systems
US10341787B2 (en) 2015-10-29 2019-07-02 PogoTec, Inc. Hearing aid adapted for wireless power reception
US10063108B1 (en) 2015-11-02 2018-08-28 Energous Corporation Stamped three-dimensional antenna
EP3371871B1 (en) * 2015-11-02 2019-03-27 Koninklijke Philips N.V. Wireless inductive power transfer
US10135112B1 (en) 2015-11-02 2018-11-20 Energous Corporation 3D antenna mount
US10027180B1 (en) 2015-11-02 2018-07-17 Energous Corporation 3D triple linear antenna that acts as heat sink
US10027159B2 (en) 2015-12-24 2018-07-17 Energous Corporation Antenna for transmitting wireless power signals
US10135286B2 (en) 2015-12-24 2018-11-20 Energous Corporation Near field transmitters for wireless power charging of an electronic device by leaking RF energy through an aperture offset from a patch antenna
US10038332B1 (en) 2015-12-24 2018-07-31 Energous Corporation Systems and methods of wireless power charging through multiple receiving devices
US10256677B2 (en) 2016-12-12 2019-04-09 Energous Corporation Near-field RF charging pad with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US11863001B2 (en) 2015-12-24 2024-01-02 Energous Corporation Near-field antenna for wireless power transmission with antenna elements that follow meandering patterns
US10320446B2 (en) 2015-12-24 2019-06-11 Energous Corporation Miniaturized highly-efficient designs for near-field power transfer system
US10079515B2 (en) 2016-12-12 2018-09-18 Energous Corporation Near-field RF charging pad with multi-band antenna element with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US10164478B2 (en) 2015-12-29 2018-12-25 Energous Corporation Modular antenna boards in wireless power transmission systems
EP3430704A1 (en) * 2016-03-18 2019-01-23 Global Energy Transmission, Co. System for wireless power transfer
US11558538B2 (en) 2016-03-18 2023-01-17 Opkix, Inc. Portable camera system
US10923954B2 (en) 2016-11-03 2021-02-16 Energous Corporation Wireless power receiver with a synchronous rectifier
EP3539285A4 (en) 2016-11-08 2020-09-02 Pogotec, Inc. PORTABLE ELECTRONIC DEVICE INTELLIGENT BOX
KR102349607B1 (ko) 2016-12-12 2022-01-12 에너저스 코포레이션 전달되는 무선 전력을 최대화하기 위한 근접장 충전 패드의 안테나 존들을 선택적으로 활성화시키는 방법
US10439442B2 (en) 2017-01-24 2019-10-08 Energous Corporation Microstrip antennas for wireless power transmitters
US10389161B2 (en) 2017-03-15 2019-08-20 Energous Corporation Surface mount dielectric antennas for wireless power transmitters
US10680319B2 (en) 2017-01-06 2020-06-09 Energous Corporation Devices and methods for reducing mutual coupling effects in wireless power transmission systems
US10879736B2 (en) * 2017-03-16 2020-12-29 Shenzhen Yichong Wireless Power Technology Co. Ltd Wireless power transfer systems and methods using non-resonant power receiver
CN110521081B (zh) * 2017-03-16 2023-11-10 成都市易冲半导体有限公司 使用非谐振电能接收器的无线电能传输系统和方法
WO2018183892A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Energous Corporation Flat antennas having two or more resonant frequencies for use in wireless power transmission systems
US10511097B2 (en) 2017-05-12 2019-12-17 Energous Corporation Near-field antennas for accumulating energy at a near-field distance with minimal far-field gain
US11462949B2 (en) 2017-05-16 2022-10-04 Wireless electrical Grid LAN, WiGL Inc Wireless charging method and system
JP6798428B2 (ja) * 2017-06-08 2020-12-09 トヨタ自動車株式会社 送電装置および受電装置
GB201709627D0 (en) * 2017-06-16 2017-08-02 Metaboards Ltd Magnetoinductive system
US10848853B2 (en) 2017-06-23 2020-11-24 Energous Corporation Systems, methods, and devices for utilizing a wire of a sound-producing device as an antenna for receipt of wirelessly delivered power
CN109412276B (zh) 2017-08-15 2022-08-12 泰达电子股份有限公司 适用于无线电能传输装置的控制电路及控制方法
US10122219B1 (en) 2017-10-10 2018-11-06 Energous Corporation Systems, methods, and devices for using a battery as a antenna for receiving wirelessly delivered power from radio frequency power waves
US11342798B2 (en) 2017-10-30 2022-05-24 Energous Corporation Systems and methods for managing coexistence of wireless-power signals and data signals operating in a same frequency band
US10615647B2 (en) 2018-02-02 2020-04-07 Energous Corporation Systems and methods for detecting wireless power receivers and other objects at a near-field charging pad
US11159057B2 (en) 2018-03-14 2021-10-26 Energous Corporation Loop antennas with selectively-activated feeds to control propagation patterns of wireless power signals
US20200274398A1 (en) * 2018-05-01 2020-08-27 Global Energy Transmission, Co. Systems and methods for wireless power transferring
US11515732B2 (en) 2018-06-25 2022-11-29 Energous Corporation Power wave transmission techniques to focus wirelessly delivered power at a receiving device
WO2020102237A1 (en) 2018-11-13 2020-05-22 Opkix, Inc. Wearable mounts for portable camera
US11437735B2 (en) 2018-11-14 2022-09-06 Energous Corporation Systems for receiving electromagnetic energy using antennas that are minimally affected by the presence of the human body
CN113597723A (zh) 2019-01-28 2021-11-02 艾诺格思公司 用于无线电力传输的小型化天线的系统和方法
CN113661660B (zh) 2019-02-06 2023-01-24 艾诺格思公司 估计最佳相位的方法、无线电力发射设备及存储介质
WO2020204303A1 (ko) * 2019-04-05 2020-10-08 엘지전자 주식회사 무선전력 전송 시스템에서 근거리 통신 방법 및 장치
WO2021055898A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
EP4032169A4 (en) 2019-09-20 2023-12-06 Energous Corporation CLASSIFICATION AND DETECTION OF FOREIGN OBJECTS USING POWER AMPLIFIER CONTROLLER INTEGRATED CIRCUIT IN WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEMS
US11381118B2 (en) 2019-09-20 2022-07-05 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
EP4032166A4 (en) 2019-09-20 2023-10-18 Energous Corporation SYSTEMS AND METHODS FOR PROTECTING WIRELESS POWER RECEIVERS USING MULTIPLE RECTIFIER AND ESTABLISHING IN-BAND COMMUNICATIONS USING MULTIPLE RECTIFIER
WO2021072039A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-15 Xin Zhang Nonlinear and smart metamaterials useful to change resonance frequencies
EP4073905A4 (en) 2019-12-13 2024-01-03 Energous Corporation CHARGING PAD WITH GUIDING CONTOURS FOR ALIGNING AN ELECTRONIC DEVICE ON THE CHARGING PAD AND FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING NEAR FIELD HIGH FREQUENCY ENERGY TO THE ELECTRONIC DEVICE
US10985617B1 (en) 2019-12-31 2021-04-20 Energous Corporation System for wirelessly transmitting energy at a near-field distance without using beam-forming control
US11799324B2 (en) 2020-04-13 2023-10-24 Energous Corporation Wireless-power transmitting device for creating a uniform near-field charging area
US11916398B2 (en) 2021-12-29 2024-02-27 Energous Corporation Small form-factor devices with integrated and modular harvesting receivers, and shelving-mounted wireless-power transmitters for use therewith

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2894931T3 (es) * 2007-03-22 2022-02-16 Powermat Tech Ltd Monitor de eficiencia para transmisión de energía inductiva
US9634730B2 (en) 2007-07-09 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Wireless energy transfer using coupled antennas
JP4609519B2 (ja) 2008-04-15 2011-01-12 トヨタ自動車株式会社 無線エネルギ伝送装置及び無線エネルギ伝送方法
JP4544338B2 (ja) * 2008-04-28 2010-09-15 ソニー株式会社 送電装置、受電装置、送電方法、プログラム、および電力伝送システム
KR101088401B1 (ko) * 2008-08-29 2011-12-01 안동대학교 산학협력단 무선전력전송장치
US8692410B2 (en) 2008-09-27 2014-04-08 Witricity Corporation Wireless energy transfer with frequency hopping
EP3059875B1 (en) * 2008-09-27 2019-01-30 WiTricity Corporation Wireless energy transfer systems
JP5174628B2 (ja) 2008-11-20 2013-04-03 オリンパス株式会社 電力供給装置
JP4759610B2 (ja) 2008-12-01 2011-08-31 株式会社豊田自動織機 非接触電力伝送装置
JP5114371B2 (ja) 2008-12-09 2013-01-09 株式会社豊田自動織機 非接触電力伝送装置
JP5114372B2 (ja) 2008-12-09 2013-01-09 株式会社豊田自動織機 非接触電力伝送装置における電力伝送方法及び非接触電力伝送装置
WO2010116441A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 富士通株式会社 無線電力供給システム、無線送電装置、および無線受電装置
JP5689587B2 (ja) * 2009-03-31 2015-03-25 富士通株式会社 電力伝送装置
JP2010252468A (ja) 2009-04-14 2010-11-04 Sony Corp 送電装置および方法、受電装置および方法、並びに、電力伝送システム
US8941268B2 (en) * 2011-03-04 2015-01-27 Sony Corporation Non-contact power transmission apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10141793B2 (en) 2013-10-21 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for impedance matching using isolated resonator in wireless power transmission system
KR20180058003A (ko) * 2016-11-23 2018-05-31 주식회사 큐아이티 부하 임피던스 보상 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20120286582A1 (en) 2012-11-15
US9496718B2 (en) 2016-11-15
KR101813131B1 (ko) 2017-12-28

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