KR20120133080A - Method for controlling received power in wireless power receiving device and wireless power receiving device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for controlling power reception in a wireless power receiver and a wireless power receiver using the same.
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.2. Description of the Related Art Generally, a battery pack is a battery pack for supplying electric power for operating a portable terminal (a mobile phone, a PDA or the like) in a state of being supplied with electric power (electric energy) from an external charger, And a circuit for charging and discharging the battery cell (supplying electric energy to the portable terminal).
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.In the electrical connection method of the charger and the battery pack for charging the electrical energy to the battery pack used in the portable terminal, the commercial power is supplied to convert the voltage and current corresponding to the battery pack to the battery pack through the terminals of the battery pack. There is a terminal supply method for supplying electrical energy.
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.However, when power is supplied by such a terminal supply method, when the charger and the battery pack are brought into contact with or separated from each other, the terminals (the terminals of the battery pack and the terminals of the charger) of the two sides have different potential differences, There was a problem.
특히, 이러한 순간방전현상 등으로 인하여 양측의 단자들에 이물질이 쌓이게 되면 화재 등이 발생할 우려가 있었다.Particularly, when foreign substances are accumulated on the terminals on both sides due to the instantaneous discharge phenomenon, there is a possibility of fire or the like.
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.In addition, there is a problem in that electric energy charged in the battery pack due to moisture or the like is naturally discharged to the outside through the terminal of the battery pack, and the life and performance of the battery pack are deteriorated.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력전송방식을 이용한 무접점 방식의 충전시스템과 제어방법들이 제시되고 있다.Recently, a non-contact charging system and a control method using a wireless power transmission method have been proposed in order to solve the above problems.
이러한 무선 전력 전송 시스템에 있어서 안정적인 전력 수신과 더불어 무선 전력 효율을 높이기 위한 노력들이 있어 왔다.
In such a wireless power transmission system, there have been efforts to improve wireless power efficiency with stable power reception.
본 발명은, 무선 충전이 개시됨에 따라 부하가 정류부에 연결될 때, 충전 전압이 급격하게 다운되어서, 무선 전력 수신 장치 자체가 셧다운되는 현상을 방지하여, 안정적으로 배터리를 충전시키기 위한 것이다.
According to the present invention, when the load is connected to the rectifying unit as the wireless charging is started, the charging voltage is suddenly lowered, thereby preventing the wireless power receiver itself from being shut down, thereby stably charging the battery.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법은, 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 무선 전력 수신 장치의 정류부의 충전 전압이 인가되는 단계; 및 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, a method for controlling power reception in a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes: receiving a power signal from a wireless power transmitter and applying a charging voltage of a rectifier of the wireless power receiver; And when the charge start signal is generated, controlling the load current of the first set current smaller than the set charge current to flow to the load.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은,상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the power receiving control method, after the first set current flows a predetermined time, controlling the load current of the second set current larger than the first set current and smaller than the set charging current flows to the load It may further include.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류 되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the power reception control method may further include controlling the load current to gradually set the charging current.
여기서, 상기 부하가 배터리이고, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the load is a battery, and the power reception control method, after the load current is equal to the set charging current, and transmits a battery status information signal including the status information of the battery to the wireless power transmission device. It may further comprise a step.
여기서, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치의 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.Here, after the load current becomes equal to the set charging current, the step of transmitting a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter may include a short range communication module of the wireless power receiver. The method may include transmitting the battery status information signal to the wireless power transmitter.
여기서, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치의 2차측 코어를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.Here, after the load current is equal to the set charging current, the step of transmitting a battery state information signal including the state information of the battery to the wireless power transmitter, the secondary core of the wireless power receiver The method may include transmitting the battery status information signal to the wireless power transmitter.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하는 단계; 및 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결됨과 더불어, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the power reception control method, measuring the charging voltage of the rectifier in a first period; And detecting the charging voltage of the rectifying unit in a second period shorter than the first period, while the load is connected to the rectifying unit according to the charging start signal.
여기서, 상기 제 1 주기는 제 2 주기의 5 배 내지 20 배일 수 있다.Here, the first period may be 5 times to 20 times the second period.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계; 및 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가되는 단계를 더 포함할 수 있다.
The power reception control method may include transmitting an ID signal of the wireless power receiver to a wireless power transmitter; And receiving the wireless power signal based on the ID signal and rectifying the wireless power signal to the DC power by the rectifying unit to apply the charging voltage.
본 발명의 다른 실시예인 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 전송 장치의 1차측 코어로부터 무선 전력 신호를 수신하기 위해 구성된 2차측 코어; 상기 2차측 코어로부터 수신되는 상기 무선 전력 신호를 정류하는 정류부; 상기 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 상기 정류부의 충전 전압이 인가된 후 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 상기 정류부를 제어하는 수신 제어부를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention provides a wireless power receiver, comprising: a secondary core configured to receive a wireless power signal from a primary core of the wireless power transmitter; A rectifier for rectifying the wireless power signal received from the secondary side core; When the charging start signal is generated after the charging signal is applied after receiving the power signal from the wireless power transmitter, the control unit controls the rectifying unit so that the load current of the first set current smaller than the set charging current flows to the load. It may include a control unit.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어할 수 있다.Here, the reception control unit may control the load current of the second set current larger than the first set current and smaller than the set charging current to flow to the load after the first set current flows for a predetermined time.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류가 되면서, 상기 충전 전압이 설정 전압이 되도록 제어할 수 있다.Here, the reception controller may control the charging voltage to be the set voltage while the load current becomes the set charging current.
여기서, 상기 부하가 배터리이고, 상기 수신 제어부는, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.Here, after the load is a battery and the load current becomes equal to the set charging current, the reception controller may transmit a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter.
여기서, 상기 수신 제어부는, 제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하다가, 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결되면, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지할 수 있다.Here, the reception control unit measures the charging voltage of the rectifying unit in a first period, and when the load is connected to the rectifying unit according to the charging start signal, senses the charging voltage of the rectifying unit in a second period shorter than the first period. can do.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가할 수 있다.
Here, the reception controller transmits an ID signal of the wireless power receiver to a wireless power transmitter, receives a wireless power signal based on the ID signal, rectifies it to DC power from the rectifier, and applies the charging voltage. Can be.
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 충전이 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.According to the present invention having the above-described configuration, when a load connection event such as a charging start signal occurs in the wireless power receiver, the charging voltage is suddenly lowered, thereby preventing the wireless power charging from being shut down. .
또한, 상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 부하 연결 이벤트 발생시, 설정 전압 및 설정 전류로 소프트 다운시킴으로써, 안정적으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치에 연결된 전자 기기를 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.
In addition, according to the present invention having the above-described configuration, when the load connection event occurs, by softening down to the set voltage and the set current, it is possible to stably charge the battery or to stably operate the electronic device connected to the wireless power receiver. .
도 1은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용될 때, 배터리로 흐르는 전류의 시간 경과에 따른 값 변화를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면.1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power signal in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a change in value over time of the current flowing to the battery when the method for controlling a wireless power signal in the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the effect of the wireless power signal control method applied in the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
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.
Hereinafter, a method of controlling a wireless power signal in a wireless power transmitter and a wireless power transmitter using the same will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
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.1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention includes a wireless
이하에서는, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)의 구성에 대하여 각각 설명하도록 한다.Hereinafter, the configurations of the
본 발명의 일시시예인 무선 전력 전송 장치(100)는, 1차측 코어(110), 전송 제어부(120) 및 AC/DC 컨버터(130)를 포함한다. 여기서 1차측 코어(110)(1차측 코일)은 전력 신호를 전자기 유도 방식으로 전력 수신 장치(200)의 2차측 코어(210)에 전송하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 2개의 코일(즉, 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112))이 적용될 수 있다.A wireless
다시 도 1을 참조하면, 상기 1차측 코어(110)을 제어하는 전송 제어부(120)는, 객체 감지부(121), 중앙제어부(122), 스위칭제어부(123), 구동드라이버(124) 및 직렬공진형컨버터(125) 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
상기 객체 감지부(121)는 상기 1차측 코일인 1차측 코어(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 충전 상태 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 즉, 1차측 코어(110)을 통해 전송되는 아이디 호출 신호의 응답신호인 아이디 신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리하고, 충전 중, 배터리 셀이나 충전 전압에 관한 정보를 포함하는 충전 상태 신호가 수신되면. 이를 필터링하여 처리하는 기능을 한다.The
상기 중앙 제어부(122)는 상기 객체 감지부(121)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 1차측 코어(110)에서 수신되는 아이디 신호를 분석하여, 상기 1차측 코어(110)를 통해 무선 전력 신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 구동 드라이버(124)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 후술하는 1차측 코어로부터 충전 상태신호가 수신되면, 이에 기초하여 구동 드라이버(124)를 제어하여 무선 전력 신호를 변경하는 기능을 한다. The
상기 스위칭제어부(123)는 직렬 공진형 컨버터(125)와 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다. 본 발명에서는, 2개의 서브 코일이 이용되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나의 코일이 적용되는 경우도 포함한다. 하나의 코일이 적용되는 경우, 상기 스위칭 제어부(123)가 불필요하게 된다.The
상기 구동 드라이버(124)는 중앙 제어부(122)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하는 것이다.The
상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 1차측 코어(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 1차측 코어(110)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선 전력 신호가 송출되도록 하는 것이다.The
또한, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)을 통해 각각 제 1 객체 감지 신호와 제 2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다. In addition, the
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.
The AC /
그리고, 전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선 전력 수신 장치(200)는, 상기 송출된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 2차측 코어(210), 유도된 전력을 정류하는 정류부(220), 정류된 전력으로 충전되는 배터리셀모듈(230), 그리고, 상기 2차측 코어(210), 정류부(220) 및 상기 배터리 셀 모듈을 제어하는 수신 제어부(240)를 포함한다.In addition, the
2차측 코어(210)는 무선 전력 전송 장치(100)의 1차측 코어로부터 전송되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 구성요소이다. The
정류부(220)는 상기 2차측 코어로부터 수신되는 무선 전력을 직류 전압으로 정류하며, 충전 개시 전까지는 충전전압으로 충전 상태를 유지하게 된다. The
배터리 셀 모듈(230)은 수신 제어부(240)의 제어를 받아 상기 정류부(220)로부터의 직류 전원을 통해 충전이 되는 충전 대상이 된다. 배터리 셀 모듈 (230) 대신에 PMP, MP3, 핸드폰등의 전자기기가 될 수도 있다. 한편, 상기 배터리셀모듈(230)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.Under the control of the
수신 제어부(240)는 정류부(220)에서 충전된 전원의 전류를 제어하여 배터리셀모듈(230)로 적절한 전류가 흐르도록 하는 구성요소이다. 이 수신 제어부(240)의 구체적인 동작은 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
The
이들의 동작에 대해서는 도 2의 순서도를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.These operations will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. 2.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power signal in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 우선, 무선 전력 전송 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)로 아이디 호출 신호를 전송한다(S1). 이 때, 1차측 코어(110)를 통해 아이디 호출 신호가 전송될 수도 있고, 근거리 통신 모듈이 이용될 수도 있다. 즉, RFID나 블루투스, 지그비등이 이용될 수도 있다. As shown, first, the
이 아이디 호출 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(200)는 2차측 코어(210) 또는 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 전송 장치(100)로 아이디 신호를 전송한다(S3). 이 아이디 신호를 수신한 무선 전력 전송 장치(100)의 중앙 제어부(122)는 구동 드라이버(124)를 제어하여, 무선 전력 신호(전력 신호)를 전송하게 된다(S5). 이 전력 신호를 2차측 코어(210)를 통해 수신한 무선 전력 수신 장치(100)의 정류부(220)에는 충전 전압이 인가된다(S7). 이 때, 충전 전압은 설정 전압(즉, 배터리를 충전하기 위하여 설정된 전압)보다 크게 된다. 이렇게 충전 전압이 설정전압보다 크게 설정됨으로써, 부하 연결시 정류부의 충전 전압이 셧다운 전압(정류부(220)의 충전 전압이 설정 전압보다 낮아져서, 회로 보호를 위하여 전력 수신 장치 전체를 셧다운 시키는 전압)보다 낮아지는 것을 방지할 수 있다.The
충전 개시 신호에 의해 상기 정류부에 배터리셀과 같은 부하가 연결되면, 수신 제어부(240)는 초기에 부하 전류(Ic)가 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류가 되도록 상기 부하 전류(Ic)를 제어한다(S9,S11). 이 때의 제 1 설정 전류는 시간에 따라 점차 커져서, 충전 전압이 안정화었을 때, 부하 전류가 설정 충전 전류가 되도록 제어할 수도 있고, 소정 시간 간격으로 스텝업되도록 할 수도 있다. 즉, 수신 제어부(240)는 상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 상기 제 2 설정 전류가 부하 전류가 되도록 상기 부하 전류를 제어할 수도 있다(S13). 여기서, 설정 충전 전류란 정상적으로 배터리 셀을 충전하는 경우에 배터리 셀에 흐르는 전류를 의미한다. 설정 충전 전류에 의해 기설정된 충전 전압이 부하에 인가되어서 정상적으로 충전이 이루어지며, 그 후 제 1 주기로 충전 상태 신호를 무선 전력 전송 장치측으로 전송하게 된다(S17).When a load such as a battery cell is connected to the rectifying unit by a charge start signal, the
이러한 충전 개시신호에 의해 충전이 개시되어 부하 전류가 스텝업 되는 동안에는 제 1 주기보다 짧은, 제 2 주기로 충전상태 신호를 전송하게 된다(S19). 여기서 충전 상태 신호는 배터리셀의 상태 정보 및 정류부의 전압 정보 중 하나를 포함할 수 있다. While the charging is started by the charging start signal and the load current is stepped up, the charging state signal is transmitted in the second period shorter than the first period (S19). Here, the charge state signal may include one of state information of the battery cell and voltage information of the rectifier.
여기서, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기의 1/5 내지 1/20일 수 있다. 즉, 제 2 주기가 제 1 주기의 1/5보다 작아야 본 발명이 원하는 목적인 전압의 소프트 다운을 이룰 수 있다. 제 1 주기의 1/20 보다 작게 되면, 에너지 효율 측면에서 비효율적이다. 즉, 150- 250ms인 제 1 주기와 비교하여, 제 2 주기는 10 - 50ms가 될 수 있다.Here, the second period may be 1/5 to 1/20 of the first period. That is, the second period must be less than 1/5 of the first period to achieve soft down of the voltage, which is the object of the present invention. If it is smaller than 1/20 of the first period, it is inefficient in terms of energy efficiency. That is, compared to the first period of 150-250ms, the second period may be 10-50ms.
이렇게 제 2 주기로 정류부(220)의 충전 전압을 측정하여, 제 2주기로 정류부(220)의 충전 상태 정보를 포함하는 충전 상태 신호를 무선 전력 전송 장치(100)로 전송하면, 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 이에 기초하여 변경된 전력 신호를 무선 전력 수신 장치(200)로 전송하게 된다(S13). 즉, 보다 자주 상기 전력 신호가 변경되게 된다(5 배에서 20배). 이에 따라, 정류부(220)의 충전전압은 소프트 다운된다. When the charging voltage of the
이렇게 정류부(220)의 충전 전압이 안정화되면, 다시 제 1 주기로 정류부(220)의 전압를 측정하고, 제 1 주기로 충전 상태 신호를 무선 전력 전송장치(100)로 전송하게 된다.When the charging voltage of the
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 수신 장치가 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
According to the present invention having the above-described configuration, when a load connection event such as a charging start signal occurs in the wireless power receiver, the charging voltage is suddenly lowered to prevent the wireless power receiver from being shut down. do.
도 3은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용될 때, 배터리로 흐르는 전류의 시간 경과에 따른 값의 변화를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a change in a value over time of a current flowing to a battery when a method of controlling a wireless power signal in a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention is applied.
도 3에서 수직축은 배터리셀 모듈로 흐르는 부하전류를 나타내며, 수평축은 시간을 나타낸다. 여기서, 100mA는 제 1 설정 전류이고, 400mA는 제 2 설정 전류이다. 700mA는 설정 충전 전류이다. In FIG. 3, the vertical axis represents load current flowing to the battery cell module, and the horizontal axis represents time. Here, 100 mA is the first set current and 400 mA is the second set current. 700mA is the set charge current.
(가)는 본 발명의 일실시예에 따른 전류선이고, (나)는 본 발명의 다른 실시예의 전압선이다.(A) is a current line according to an embodiment of the present invention, (B) is a voltage line of another embodiment of the present invention.
0 - A 구간에서는 충전 개시 신호 발생전에 배터리셀(230)로의 연결이 단락된 상태를 나타내며, A-B 구간은 충전 개시신호가 발생하여 배터리 셀(230)로의 연결이 이루어져 배터리셀(230)로 부하 전류(Ic)가 흐르는 구간을 나타내며, B 이후의 구간은 충전 전압이 안정화되어 정상적으로 배터리셀 모듈(230)이 충전되는 상태를 나타낸다.In the 0-A section, the connection to the
도시된 바와 같이, (가)선에 따르면, A-B 구간에서 부하 전류가 스탭업하는 방식으로 설정 충전 전류에 이르도록 하고 있고, (나)선에 따르면, A-B 구간에서 부하 전류가 순차적으로 설정 충전 전류에 이르도록 하고 있다. 이러한 방식으로 충전 개시 신호시 전류 제어가 되면, 부하 연결 이벤트 발생시 충전 전압이 소프트하게 다운되어서 무선 전력 충전 시스템이 셧다운 되는 것이 더욱더 방지 될 수 있다.As shown in Fig. 2A, the load current reaches the set charging current in a manner of step-up in the AB section, and according to the line 2B, the load current sequentially sets the charging current in the AB section. To reach. In this manner, if the current control is performed at the start of the charging signal, the charging voltage may be softly down when the load connection event occurs to further prevent the wireless power charging system from being shut down.
이에 대한 효과를 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.The effect thereof will be described in more detail with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the effect of the wireless power signal control method applied in the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
도 4에서 수직축은 정류부의 충전 전압을 나타내며, 수평축은 시간을 나타낸다. 여기서 5V는 설정전압이고, 3V는 셧다운 전압이며, 7V는 초기 충전전압이다.In FIG. 4, the vertical axis represents charging voltage of the rectifier and the horizontal axis represents time. Where 5V is the set voltage, 3V is the shutdown voltage, and 7V is the initial charge voltage.
(가)는 본발명의 일실시예에 따른 전압선이고, (나)는 비교예의 전압선이다.(A) is a voltage line according to an embodiment of the present invention, (B) is a voltage line of the comparative example.
0 - A 구간에서는 무선 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치의 정류부의 전압을 나타내고, A-B 구간은 충전 개시신호가 발생한 때부터 충전 전압이 안정화 때까지의 구간이며, B 이후의 구간은 충전 전압이 안정화되어 정상적으로 배터리셀 모듈(230)이 충전되는 상태를 나타낸다.In the 0-A section, the voltage of the rectifier of the wireless power receiver receiving the wireless power signal is indicated. The AB section is a period from when the charging start signal is generated until the charging voltage is stabilized. It is stabilized and shows a state in which the
본 실시예에 따르면, A-B 구간에서 정류부(220)의 충전 전압이 소프트 다운 하는 것을 알 수 있다. 즉, A-B 구간에서, 도 3의 (가)선 또는 (나)선과 같이 부하 전류를 순차적으로 또는 스텝업 방식으로 시간에 따라 상승시키면, 도 4의 (가)선과 같이, 충전 전압이 소프트 다운되어서, 셧다운 전압까지 정류부의 충전전압이 다운되지 않는다.According to the present embodiment, it can be seen that the charging voltage of the
이와 달리, 비교예를 나타내는 (나)선에서는, 수신장치에서 전류제어가 없기 때문에, 충전 개시신호시 정류부(220)의 충전 전압은 셧다운 전압근처까지 급격히 낮아지게 되어, 전력 전송 수신 장치(200) 전체가 셧다운될 위험이 높아지게 된다.On the other hand, in the (b) line of the comparative example, since there is no current control in the receiver, the charging voltage of the rectifying
한편, 충전 개시신호시 충전 상태 신호를 제 2 주기로 전송하는 것을 부가하게 되면, 정류부(220)의 충전전압은 더욱더 소프트 다운되어서, 전력 수신 장치의 셧다운 현상을 더욱 잘 막을 수 있다.
On the other hand, when the charging start signal is added to transmit the charging state signal in the second period, the charging voltage of the
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 충전 시스템이 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.According to the present invention having the above-described configuration, when a load connection event such as a charging start signal occurs in the wireless power receiver, the charging voltage is suddenly lowered to prevent the wireless power charging system from shutting down. do.
또한, 상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 부하 연결 이벤트 발생시, 설정 전압 및 설정 전류로 소프트 다운시킴으로써, 안정적으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치에 연결된 전자 기기를 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.
In addition, according to the present invention having the above-described configuration, when the load connection event occurs, by softening down to the set voltage and the set current, it is possible to stably charge the battery or to stably operate the electronic device connected to the wireless power receiver. .
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.The wireless power signal control method and the wireless power transmission apparatus using the same in the above-described wireless power transmission apparatus may not be limitedly applied to the configuration and method of the above-described embodiments, and the embodiments may be modified in various ways. All or part of each of the embodiments may be configured to be selectively combined to make it possible.
100 : 무선 전력 전송 장치
111 : 제 1 서브 코일
112 : 제 2 서브 코일
120 : 전송 제어부
121 : 객체 감지부
122 : 중앙 제어부
123 : 스위칭 제어부
124 : 구동 드라이버
125 : 직렬 공진형 컨버터
130 : 교류/직류 컨버터
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 2차측 코어
220 : 정류부
230 : 배터리셀 모듈
240 : 수신 제어부100: Wireless power transmission device
111: first sub coil
112: second sub coil
120:
121: object detection unit
122:
123:
124 drive driver
125: Series resonant converter
130: AC / DC converter
200: Wireless power receiving device
210: secondary side core
220: rectification part
230: battery cell module
240:
Claims (15)
충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
Receiving a power signal from the wireless power transmitter and applying a charging voltage to a rectifier of the wireless power receiver; And
And when the charge start signal is generated, controlling the load current of the first set current smaller than the set charge current to flow to the load.
상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 1,
And controlling a load current of a second set current larger than the first set current and smaller than the set charging current to flow to the load after the first set current has passed for a predetermined time. Power reception control method.
상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 1,
And controlling the load current to gradually become the set charging current.
상기 부하가 배터리이고,
상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 1,
The load is a battery,
After the load current becomes equal to the set charging current, transmitting a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter, the power reception control in the wireless power receiver. Way.
상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는,
상기 무선 전력 수신 장치의 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 4, wherein
After the load current becomes equal to the set charging current, transmitting a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter,
And transmitting the battery status information signal to the wireless power transmitter through a short range communication module of the wireless power receiver.
상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는,
상기 무선 전력 수신 장치의 2차측 코어를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 4, wherein
After the load current becomes equal to the set charging current, transmitting a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter,
And transmitting the battery status information signal to the wireless power transmitter via the secondary core of the wireless power receiver.
제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하는 단계; 및
상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결됨과 더불어, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 1,
Measuring the charging voltage of the rectifier at a first period; And
And connecting the load to the rectifier according to the charging start signal, and detecting a charging voltage of the rectifier in a second period shorter than the first period.
상기 제 1 주기는 제 2 주기보다 5 배 내지 20 배인, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 7, wherein
And the first period is 5 to 20 times greater than the second period.
상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계; 및
상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가되는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
The method of claim 1,
Transmitting an ID signal of the wireless power receiver to a wireless power transmitter; And
And receiving the wireless power signal based on the ID signal and rectifying the wireless power signal to a DC power by the rectifying unit to apply the charging voltage.
상기 2차측 코어로부터 수신되는 상기 무선 전력 신호를 정류하는 정류부; 및
상기 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 상기 정류부의 충전 전압이 인가된 후 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 상기 정류부를 제어하는 수신 제어부를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
A secondary side core configured to receive a wireless power signal from a primary side core of the wireless power transfer apparatus;
A rectifier for rectifying the wireless power signal received from the secondary side core; And
When the charging start signal is generated after the charging signal is applied after receiving the power signal from the wireless power transmitter, the control unit controls the rectifying unit so that the load current of the first set current smaller than the set charging current flows to the load. Wireless control device including a control unit.
상기 수신 제어부는,
상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는, 무선 전력 수신 장치.
11. The method of claim 10,
The reception control unit,
And after the first set current has passed for a predetermined time, a load current of a second set current larger than the first set current and smaller than the set charging current flows to the load.
상기 수신 제어부는,
상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류 되도록 제어하는, 무선 전력 수신 장치.
11. The method of claim 10,
The reception control unit,
And control the load current to be gradually set to the set charging current.
상기 부하가 배터리이고,
상기 수신 제어부는,
상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는, 무선 전력 수신 장치.
11. The method of claim 10,
The load is a battery,
The reception control unit,
And after the load current becomes equal to the set charging current, transmitting a battery state information signal including state information of the battery to the wireless power transmitter.
상기 수신 제어부는,
제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하다가, 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결되면, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는, 무선 전력 수신 장치.
11. The method of claim 10,
The reception control unit,
While measuring the charging voltage of the rectifier in a first period, when the load is connected to the rectifier in accordance with the charge start signal, detecting the charging voltage of the rectifier in a second period shorter than the first period.
상기 수신 제어부는,
상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가하는, 무선 전력 수신 장치.11. The method of claim 10,
The reception control unit,
And transmitting the ID signal of the wireless power receiver to the wireless power transmitter, receiving the wireless power signal based on the ID signal, rectifying the ID signal from the rectifier to DC power, and applying the charging voltage.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |