KR20120134031A - 무선 전력을 이용한 통신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

타겟 디바이스가 무선 전력을 이용하여 소스 디바이스와 통신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 상기 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신하고, 메시지를 전송하며, 상기 수신된 무선 전력 및 소스 디바이스와 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조하고, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경함으로써, 상기 임피던스 미스매칭을 제어한다.

Description

무선 전력을 이용한 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATION USING WIRELESS POWER}
기술분야는 타겟 디바이스가 무선 전력을 이용하여 소스 디바이스와 통신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 전력전송에 대한 연구는 휴대기기 및 전기 자동차를 포함한 다양한 전기기기의 폭발적 증가로 인한 유선전력공급의 불편함 증가 및 기존 battery 용량의 한계 봉착 등을 극복하기 위해 시작되었다. 무선 전력 전송 기술들 중 하나는 RF 소자들의 공진(resonance) 특성을 이용한다. 공진 특성을 이용하는 무선 전력 전송 시스템은 전력을 공급하는 소스 디바이스와 전력을 공급받는 타겟 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스가 타겟 디바이스에게 전력을 효율적으로 전송 위해서는 소스 디바이스의 상태에 대한 정보 및 타겟 디바이스의 상태에 대한 정보를 서로 주고 받아야 한다. 즉, 소스 디바이스와 타겟 디바이스 간에 통신을 수행할 필요가 있다.
일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 상기 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신하고 메시지를 전송하는 타겟 공진부, 상기 수신된 무선 전력 및 소스 디바이스와 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조하는 변조부 및 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경함으로써, 상기 임피던스 미스매칭을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 변조부는 상기 수신된 무선 전력의 주파수를 반송 주파수로 하여, 상기 메시지를 변조할 수 있다.
상기 제어부는 DC/DC 컨버터와 병렬로 연결된, 부하에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 제어부는 부하로 동작하는 전류 소스를 통하여 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타겟 디바이스의 부하에 연결된 스위치의 온/오프를 이용하여, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타겟 디바이스의 배터리에 저장된 전력량에 기초하여 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 변조부는 상기 소스 공진기로부터 수신된 전력의 DC 신호를 검출하는 검출부, 상기 검출된 DC 신호를 소정의 배수만큼 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력하는 비교부 및 상기 "하이" 또는 "로우" 값에 기초하여 부하에 연결된 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 신호는 상기 메시지를 변조하는 것에 이용하기 위한 목적 전압일 수 있다.
일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 통하여 무선 전력을 수신하는 타겟 공진부, 상기 수신하는 무선 전력의 DC 신호와 소정의 레퍼런스 신호를 비교하여 소스 디바이스의 메시지를 복조하는 복조부 및 상기 소정의 레퍼런스 신호를 제공하고, 타겟 공진기와 타겟 디바이스 간에 임피던스 매칭을 수행하는 제어부를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 상기 DC 신호의 누설전류를 차단하는 누설전류 차단부를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 상기 DC 신호의 리플 신호를 제거하는 리플 제거부를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 상기 DC 신호의 DC 오프셋 전압을 차단하는 오프셋 차단부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 방법은 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 상기 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신하는 단계, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경함으로써, 상기 임피던스 미스매칭을 제어하는 단계 및 상기 수신된 무선 전력 및 소스 디바이스와 상기 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 DC/DC 컨버터와 병렬로 연결된, 부하에 흐르는 전류의 온/오프 또는 전류량을 제어함으로써, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 타겟 디바이스의 부하에 연결된 스위치의 온/오프를 이용하여, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 소스 공진기로부터 수신된 전력의 DC 신호를 검출하는 단계, 상기 검출된 DC 신호를 소정의 값 이상으로 증폭하는 단계, 상기 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력하는 단계 및 상기 "하이" 또는 "로우" 값에 기초하여 부하에 연결된 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 전력을 이용한 통신 방법은 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 통하여 무선 전력을 수신하는 단계, 상기 수신하는 무선 전력의 DC 신호와 소정의 레퍼런스 신호를 비교하여 소스 디바이스의 메시지를 복조하는 단계 및 상기 소정의 레퍼런스 신호를 제공하고, 타겟 공진기와 타겟 디바이스 간에 임피던스 매칭을 수행하는 단계를 포함한다.
타겟 디바이스의 임피던스를 이용하여 메시지를 변조함으로써, 무선 전력과동일한 주파수를 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
전송하는 전력과 동일한 공진 주파수에서 수신 전력과 레퍼런스 신호를 비교하여 메시지를 복원함으로써, 주파수 간섭 없이 데이터를 안정적으로 복원할 수 있다.
또한, 타겟 디바이스에 전류가 흐를 수 가변 부하를 이용하여 임피던스를 제어함으로써, DC 오프셋 및 누설전류 등의 문제를 극복할 수 있어서 통신 비트에러율(Bit Error Rate, BER)을 개선할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 2는 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 구체적 일 예이다.
도 4는 일실시예에 따른 변조부의 구체적 일 예이다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 변조부의 구체적 일 예이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 8은 도 7의 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 구체적 일 예이다.
도 9는 도 8의 비교부에 입력되는 레퍼런스 신호의 생성 방법의 일 예이다.
도 10은 도 8의 비교부에 입력되는 레퍼런스 신호의 생성 방법의 다른 일 예이다.
도 11은 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 전기 자동차(electric vehicle) 충전 시스템을 나타낸다.
도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 장치가 탑재될 수 있는 어플리케이션들을 나타낸다.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치의 구성 예를 나타낸다.
이하, 일측에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 소스 디바이스(110) 및 타겟 디바이스(120)를 포함한다. 소스 디바이스(110)는 무선 전력을 공급하는 디바이스를 의미하며, 디바이스에는 패드, 단말, TV, 의료기기, 전기 자동차(electric vehicle) 등 전력을 공급할 수 있는 모든 전자기기가 포함될 수 있다. 타겟 디바이스(120)는 무선 전력을 공급받는 디바이스를 의미하며, 전력을 필요로 하는 모든 전자기기가 포함될 수 있다. 이때, 전자기기에는 패드, 단말, 태블릿, 의료기기, 전기 자동차(electric vehicle) 등이 포함될 수 있다.
소스 디바이스(110)는 AC/DC 컨버터(111), Power Detector(113), 전력변환부(114), 제어 및 통신부(115) 및 소스 공진기(116)을 포함한다.
타겟 디바이스(120)는 타겟 공진기(121), 정류부(122), DC/DC 컨버터(123), 스위치부(124), 충전부(125) 및 제어 및 통신부(126)를 포함한다.
AC/DC 컨버터(111)는 일정한 레벨의 DC 전압을 출력하거나, 제어 및 통신부(115)의 제어에 따라 DC 전압의 출력 레벨을 조정할 수 있다.
Power Detector(113)는 AC/DC 컨버터(111)의 출력 전류 및 전압을 검출하고, 검출된 전류 및 전압에 대한 정보를 제어 및 통신부(115)로 전달한다. 또한, Power Detector(113)는 전력변환부(114)의 입력 전류 및 전압을 검출할 수 도 있다.
전력변환부(114)는 수 MHz ~ 수십 MHz 대역의 스위칭 펄스 신호에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압를 AC 전압으로 변환함으로써 전력을 생성할 수 있다. 즉, 전력변환부(114)는 공진 주파수를 이용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환함으로써, 타겟 디바이스에서 사용되는 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"을 생성할 수 있다. 여기서, "통신용 전력"은 타겟 디바이스의 통신 모듈 및 프로세서를 활성화 시키기 위한 에너지를 의미한다. 상기 활성화 시키기 위한 에너지라는 의미에서 "통신용 전력"은 웨이크 업(wake-up)전력이라고 불리울 수 있다. "통신용 전력"은 CW(constant wave)의 형태로 일정 시간 동안 전송될 수 있다. "충전용 전력"은 타겟 디바이스와 연결된 또는 타겟 디바이스에 포함된 배터리를 충전 시키기 위한 에너지를 의미한다. "충전용 전력"은 소정 시간 동안 계속 전송될 수 있으며, "통신용 전력" 보다 높은 전력 레벨로 전송될 수 있다.
제어 및 통신부(115)는 스위칭 펄스 신호의 주파수를 제어할 수 있다. 제어 및 통신부(115)의 제어에 의하여 스위칭 펄스 신호의 주파수가 결정될 수 있다. 제어 및 통신부(115)는 전력변환부(114)를 제어함으로써, 타겟 디바이스(120)에 전송하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 즉, 제어 및 통신부(115)는 인-밴드 통신"을 통해 상기 타겟 디바이스에 다양한 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 제어 및 통신부(115)는 반사파를 검출하고, 반사파의 포락선을 통해 타겟 디바이스로부터 수신되는 신호를 복조할 수 있다.
제어 및 통신부(115)는 다양한 방법을 통해, 인-밴드 통신을 수행하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 제어 및 통신부(115)는 스위칭 펄스 신호를 온/오프 함으로써, 변조신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어 및 통신부(115)는 델타-시그마 변조를 수행하여, 변조신호를 생성할 수 있다. 제어 및 통신부(115)는 일정한 포락선을 가지는 펄스폭 변조신호를 생성할 수 있다.
한편, 제어 및 통신부(115)는 공진 주파수가 아닌 별도의 통신 채널을 이용하는 아웃-밴드 통신을 수행할 수 도 있다. 제어 및 통신부(115)는 Zigbee, Bluetooth 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제어 및 통신부(115)는 아웃-밴드 통신을 통해 타겟 디바이스(120)와 데이터를 송수신 할 수 있다.
소스 공진기(116)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 타겟 공진기(121)로 전달(transferring)한다. 즉, 소스 공진기(116)는 타겟 공진기(121)와의 마그네틱 커플링을 통해 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"을 타겟 디바이스(120)로 전달한다.
타겟 공진기(121)는 소스 공진기(116)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 즉, 타겟 공진기(121)는 소스 공진기(116)와의 마그네틱 커플링을 통해 소스 디바이스(110)로부터 "통신용 전력" 또는 "충전용 전력"을 수신한다. 또한, 타겟 공진기(121)는 인-밴드 통신을 통해 상기 소스 디바이스로부터 다양한 메시지를 수신할 수 있다.
정류부(122)는 교류 전압을 정류함으로써, DC 전압을 생성한다. 즉, 정류부(122)는 타겟 공진기(121)에 수신된 교류 전압을 정류한다.
DC/DC 컨버터(123)는 정류부(122)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 충전부(125)의 용량에 맞게 조정한다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(123)는 정류부(122)에서 출력되는 DC 전압의 레벨을 3~10Volt로 조정할 수 있다.
스위치부(124)는 제어 및 통신부(126)의 제어에 따라 온/오프 된다. 스위치부(124)가 오프되는 경우, 소스 디바이스(110)의 제어 및 통신부(115)는 반사파를 검출하게 된다. 즉, 스위치부(124)가 오프되는 경우, 소스 공진기(116)와 타겟 공진기(121) 사이의 마그네틱 커플링이 제거 될 수 있다.
충전부(125)는 배터리를 포함할 수 있다. 충전부(125)는 DC/DC 컨버터(123)로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
제어 및 통신부(126)는 공진 주파수를 이용하여 데이터를 송수신하는 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 제어 및 통신부(126)는 타겟 공진기(121)과 정류부(122) 사이의 신호를 검출하여 수신 신호를 복조하거나, 정류부(122)의 출력 신호를 검출하여 수신 신호를 복조할 수 있다. 즉, 제어 및 통신부(126)는 인-밴드 통신을 통해 수신된 메시지를 복조할 수 있다. 또한, 제어 및 통신부는 타겟 공진기(121)의 임피던스를 조정함으로써, 소스 디바이스(110)에 전송하는 신호를 변조할 수 있다. 또한, 제어 및 통신부는 스위치부(124)의 온/오프를 통해 소스 디바이스(110)에 전송하는 신호를 변조할 수 도 있다. 간단한 예로, 제어 및 통신부(126)는 타겟 공진기(121)의 임피던스를 증가 시킴으로써, 소스 디바이스(110)의 제어 및 통신부(115)에서 반사파가 검출되도록 할 수 있다. 반사파의 발생 여부에 따라, 소스 디바이스(110)의 제어 및 통신부(115)는 이진수 "0" 또는 "1"을 검출할 수 있다.
한편, 제어 및 통신부(126)는 통신 채널을 이용하는 아웃-밴드 통신을 수행할 수 도 있다. 제어 및 통신부(126)는 Zigbee, Bluetooth 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제어 및 통신부(126)는 아웃-밴드 통신을 통해 소스 디바이스(110)와 데이터를 송수신 할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 타겟 공진부(210), 매칭 네트워크(220), 정류부(230), DC/DC 컨버터(240), 부하(250), 변조부(260) 및 제어부(270)를 포함한다.
타겟 공진부(210)는 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신한다. 타겟 공진부(210)는 타겟 디바이스의 임피던스 변화에 따라 변조된 메시지를 전송할 수 있다. 타겟 공진부(210)는 타겟 디바이스의 제어부(270)를 구동시키는 데 필요한 웨이크 업 전력을 수신할 수 있다. 매칭 네트워크(220)는 타겟 공진부(210)의 출력 임피던스와 매칭 네트워크(220)의 입력 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 매칭 네트워크(220)는 타겟 공진부(210)를 통해 수신되는 무선 전력이 부하(250)에 효율적으로 전달 될 수 있도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 정류부(230)는 교류(AC) 신호를 직류(DC) 신호로 정류한다. 수신하는 무선 전력은 교류 신호이므로, 정류부(230)는 수신한 무선 전력을 직류 신호로 정류할 수 있다. DC/DC 컨버터(240)는 부하(250)에서 필요로 하는 전압레벨 또는 전류레벨로 직류 신호를 변환할 수 있다.
변조부(260)는 수신한 무선 전력의 공진 주파수를 반송 주파수로 이용할 수 있다. 또한, 변조부(260)는 소스 디바이스와 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조한다. 소스 디바이스와 타겟 디바이스 간에 임피던스 매칭이 이루어지면, 무선 전력 전송이 시작될 수 있다. 그 후, 타겟 디바이스의 임피던스가 변화하면 임피던스 미스매칭이 발생할 수 있다. 임피던스 미스매칭이 발생하면, 타겟 디바이스의 반사 전력이 커지게 된다. 즉, 임피던스 미스매칭을 의도적으로 조절하여, 타겟 디바이스의 반사 전력을 변화시킬 수 있고, 메시지를 변조할 수 있다. 이러한 메시지 변조를 로드 모듈레이션이라고 부른다. 반사 전력이란 소스 디바이스에서 전송한 전력 중 타겟 디바이스에서 수신되지 않고 반사되는 전력을 의미한다. 임피던스 미스매칭과 맵핑되는 데이터는 제어부(270)에서 제공될 수 있다.
제어부(270)는 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 따라서, 제어부(270)는 소스 디바이스와 타겟 디바이스 간의 임피던스 미스매칭을 제어할 수 있다.
제어부(270)는 부하(load), 액티브 로드(active load)에 흐르는 전류의 온/오프 또는 전류 량을 제어함으로써, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 타겟 디바이스에 부하 또는 액티브 로드가 연결되어 전류가 흐르는 경우, 타겟 디바이스의 임피던스는 변경될 수 있다. 보다 구체적으로 가변 부하 또는 액티브 로드는 부하(250)와 병렬로 연결될 수 있다. 제어부(270)는 가변 부하의 크기를 변경할 수 있다.
또한, 제어부(270)는 부하로 동작하는 전류 소스를 통하여 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 제어부(270)는 전류 소스(current source)에 흐르는 전류량을 제어하여 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
또한, 제어부(270)는 타겟 디바이스의 부하(250)에 연결된 스위치의 온/오프를 이용하여, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 제어부(270)는 부하(250)와 DC/DC 컨버터(240) 간의 연결에 따라 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
또한, 제어부(270)는 타겟 디바이스의 배터리에 저장된 전력량을 이용하여 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 배터리에 저장된 전력량에 따라 배터리의 임피던스가 변경될 수 있다. 따라서, 배터리를 포함하는 타겟 디바이스의 임피던스도 변경될 수 있다. 제어부(270)는 배터리에 저장되는 전력량을 조절함으로써, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 구체적 일 예이다.
도 3을 참조하면, DC/DC 컨버터(240)의 앞 단에 부하(310)가 병렬로 연결될 수 있다. 제어부(340)는 트랜지스터(311)를 제어하여, 부하(310)를 통해 전류의 흐름을 제어할 수 있다. 여기서, 트랜지스터(311)는 스위치로 동작할 수도 있다. 제어부(340)는 트랜지스터(311)를 제어하여, 부하(310)에 전류가 흐르게 할 수도 있고, 흐르지 않게 할 수도 있다. 또한, 제어부(340)는 트랜지스터(311)를 제어하여, 부하(310)에 흐르는 전류 량을 제어할 수도 있다. 이때, 제어부(340)는 제어부(340)로부터 트랜지스터(311)로 입력되는 전압을 제어하여, 부하(310)에 흐르는 전류 량을 제어할 수도 있다. 트랜지스터(311)에는 접합형 트랜지스터(BJT, Bipolar Junction Transistor), 전계형 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor) 등 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 트랜지스터가 포함될 수 있다. 부하(310)에 전류가 흐르는 경우, 타겟 디바이스의 임피던스가 변경된다. 즉, 제어부(340)는 부하(310)에 흐르는 전류의 흐름을 제어함으로써, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 DC/DC 컨버터(240)와 부하(330)의 연결을 온/오프하는 스위치(320)를 제어할 수 있다. 부하(330)와 DC/DC 컨버터(240)가 연결되는 경우와, 연결되지 않는 경우에 임피던스에는 차이가 발생한다. 그러므로, 제어부(340)는 스위치(320)를 제어함으로써, 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다. 캐패시터(321)에는 부하에 안정적으로 전력을 공급하기 위해, 에너지가 저장될 수 있다.
또한, 제어부(340)는 부하(330)의 배터리(331)에 저장되는 전력량을 제어할 수 있다. 배터리(331)에 저장된 전력량에 따라 부하(330)의 임피던스가 달라질 수 있다. 제어부(340)는 배터리(331)에 저장되는 전력량을 조절함으로써, 부하(330)의 임피던스 및 타겟 디바이스의 임피던스를 변경할 수 있다.
DC/DC 컨버터(350)는 제어부(270)의 동작에 필요한 전압레벨 또는 전류레벨로 직류 신호를 변환한다. 제어부(340)의 동작이 멈추지 않도록 캐패시터(351)에 예비 전력이 저장될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 변조부의 구체적 일 예이다.
도 4를 참조하면, 변조부(260)는 검출부(410), 증폭부(420), 비교부(430) 및 DC/DC 제어부(440)를 포함할 수 있다. 변조부(260)는 검출되는 DC 신호와 목적하는 값을 비교하여, 검출되는 DC 신호가 목적하는 값에 도달하도록 수신 전력을 제어할 수 있다. 또한, 변조부(260)는 목적하는 값에 기초하여 타겟 디바이스의 메시지를 변조할 수 있다. 스위치 제어부를 DC/DC 제어부로 수정
검출부(410)는 부하(250)에 전달되는 DC 신호를 검출할 수 있다. DC 신호는 정류부(230)에서 정류된 DC 신호 또는 DC/DC 컨버터(240)에서 변환된 DC 신호일 수 있다. 증폭부(420)는 검출된 DC 신호를 소정의 배수만큼 증폭할 수 있다. 검출된 DC 신호는 작은 크기의 신호여서, 비교를 위해 소정의 배수만큼 증폭하여, 레퍼런스 신호와 비교할 수 있다. 비교부(430)는 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력할 수 있다. 레퍼런스 신호는 메시지 변조에 이용하기 위한 목적 전압일 수 있다. 예를 들면, 증폭된 DC 신호가 300mV이고, 목적 전압이 500mV이면, 레퍼런스 신호는 500mV일 수 있다. 레퍼런스 신호는 제어부(460)에서 제공될 수 있다. 비교부(430)는 "하이" 또는 "로우" 값으로 표시된 펄스 신호를 출력할 수 있다. DC/DC 제어부(440)는 "하이" 또는 "로우" 값으로 표시된 펄스 신호에 따라 DC/DC 컨버터(240)를 제어할 수 있다. DC/DC 제어부(440)는 설정에 따라 "하이"인 경우에 DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하게 하고, "로우"인 경우에 DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하지 않도록 할 수 있다. 예를 들면, DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하는 경우에는 부하(250)의 정격 전압에 맞게 DC신호가 변환될 수 있다. DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하지 않는 경우에는 정류부(230)에서 정류된 DC 신호가 소정의 DC 신호로 변환되지 않고 부하(250)에 전달될 수 있다. 또한, 반대로 DC/DC 제어부(440)는 설정에 따라 "로우"인 경우에 DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하게 하고, "하이"인 경우에 DC/DC 컨버터(240)가 동작을 수행하지 않도록 할 수 있다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 변조부의 구체적 일 예이다.
도 5를 참조하면, 변조부(260)에서 검출부(510)는 저항 R1 및 R2에 기초하여 현재 부하(250)에 전달되는 DC 신호를 검출할 수 있다. 증폭부(520)는 Vref 및 Z1와 Z2의 비율에 기초하여 검출된 DC 신호를 증폭할 수 있다. Z1 및 Z2는 소정의 임피던스일 수 있다. Vref는 증폭의 정도를 고려하여 설정된 전압일 수 있다. 비교부(530)는 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력할 수 있다. 레퍼런스 신호는 메시지 변조에 이용하는 목적 전압일 수 있다. 레퍼런스 신호는 제어부(560)에서 제공된다. DC/DC 제어부(540)는 비교부(530)에서 출력된 "하이" 또는 "로우" 값에 기초하여 DC/DC 컨버터(240)를 제어할 수 있다. 비교부(530)는 "하이" 또는 "로우" 값을 가지는 펄스 신호를 출력할 수 있다. DC/DC 제어부(540)는 펄스 신호에 따라 DC/DC 컨버터(240)를 제어할 수 있다. 펄스 신호의 지속시간(duration)이 펄스 마다 다를 수 있다. 펄스 신호의 지속시간에 따라 DC/DC 컨버터(240)의 동작 수행 시간이 결정된다. 검출부(510)에서 목적 전압이 검출될 때까지, DC/DC 제어부(540)는 펄스 신호에 따라 DC/DC 컨버터(240)를 제어할 수 있다. 변조부(260)는 목적 전압에 기초하여 메시지를 변조할 수 있다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 타겟 공진부(610), 매칭 네트워크(620), 정류부(630), DC/DC 컨버터(640), 부하(650), 복조부(660) 및 제어부(670)를 포함한다.
타겟 공진부(610)는 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신한다. 타겟 공진부(610)는 무선 전력을 이용하여 소스 공진기로부터 전송된 메시지를 수신할 수 있다. 타겟 공진부(610)는 타겟 디바이스의 제어부(670)를 구동시키는 데 필요한 웨이크 업 전력을 수신할 수 있다. 매칭 네트워크(620)는 타겟 공진부(610)의 출력 임피던스와 매칭 네트워크(620)의 입력 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 매칭 네트워크(620)는 타겟 공진부(610)를 통해 수신되는 무선 전력이 부하(650)에 효율적으로 전달 될 수 있도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 정류부(630)는 교류(AC) 신호를 직류(DC) 신호로 정류한다. 수신하는 무선 전력은 교류 신호이므로, 정류부(630)는 수신한 무선 전력을 직류 신호로 정류할 수 있다. DC/DC 컨버터(640)는 부하(650)에서 필요로 하는 전압레벨 또는 전류레벨로 직류 신호를 변환할 수 있다.
복조부(660)는 무선 전력의 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교한 값에 기초하여 소스 디바이스의 메시지를 복조할 수 있다. 예를 들면, 복조부(660)는 무선 전력의 DC 신호가 레퍼런스 신호보다 큰 경우에는 "하이", 무선 전력의 DC 신호가 레퍼런스 신호보다 작은 경우에는 "로우"로 판단하여, 소스 디바이스의 메시지를 복조할 수 있다. "하이"는 비트의 1에 대응할 수 있고, "로우"는 비트의 0에 대응할 수 있다. 또한, 설정에 따라 반대로 "하이"는 비트의 0에 대응할 수 있고, "로우"는 비트의 1에 대응할 수도 있다. 소스 디바이스의 메시지가 진폭 변조된 경우에, 무선 전력의 DC 신호는 변조에 따라 가변하는 값을 가진다. 복조부(660)는 상기 가변하는 값을 레퍼런스 신호와 비교하여, 소스 디바이스의 메시지를 복조할 수 있다.
제어부(670)는 복조부(660)에 레퍼런스 신호를 제공할 수 있다. 레퍼런스 신호는 기 설정되어 고정된 값일 수 있다. 또한, 레퍼런스 신호는 무선 전력의 DC 신호를 고려하여 설정되는 가변적인 값일 수 있다. 제어부(670)는 매칭 네트워크(620)를 제어하여, 타겟 디바이스의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 누설전류 차단부(710), 리플 제거부(720), 오프셋 차단부(730)를 더 포함할 수 있다.
누설전류 차단부(710)는 무선 전력의 DC 신호에서 정류부(630) 방향으로 누설되는 전류를 차단할 수 있다. 정류부(630) 쪽으로 누설되는 전류는 무선 전력의 DC 신호를 감소시킬 수 있으므로, 차단할 필요가 있다. 리플 제거부(720)는 무선 전력의 DC 신호에 포함된 리플 신호를 제거할 수 있다. 타겟 공진부를 통하여 수신된 무선 전력은 매칭 네트워크 및 정류부(630)를 통과하면서 리플 신호를 포함하게 된다. 리플 신호는 무선 전력의 DC 신호를 왜곡 시킬 수 있으므로, 보다 정확한 메시지의 복원을 위해 차단할 필요가 있다. 오프셋 차단부(730)는 무선 전력의 DC 신호에 포함된 DC 오프셋 전압을 차단할 수 있다. 타겟 공진부를 통하여 수신된 무선 전력은 매칭 네트워크 및 정류부(630)를 통과하면서 DC 오프셋 전압이 누적된다. 보다 정확한 메시지의 복조를 위해, DC 오프셋 전압을 차단할 필요가 있다.
도 8은 도 7의 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 구체적 일 예이다.
도 8을 참조하면, 누설전류 차단부(810)는 다이오드를 이용하여, 정류부(630)에서 정류된 DC 신호의 전류 성분이 정류부(630)로 누설되지 않도록 누설전류를 차단할 수 있다. 리플 제거부(820)는 누설 전류가 차단된 DC 신호에서 캐패시터 C1을 이용하여 리플 신호를 제거할 수 있다. 리플이 포함된 신호는 DC 신호를 왜곡시킬 수 있기 때문이다. 오프셋 차단부(830)는 저항을 이용하여 DC 신호에 포함된 DC 오프셋 전압을 차단할 수 있다. 차단되는 DC 오프셋 전압은 저항 값에 따라 결정될 수 있다. 오프셋 차단부(830)는 저항 값을 조절하여 DC 신호에 포함된 DC 오프셋 전압의 차단 정도를 조절할 수 있다. 비교부(840)는 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력할 수 있다. DC 신호는 소스 디바이스에서 메시지가 변조된 신호로, 변조에 따라 그 크기가 다를 수 있다. 따라서, DC 신호의 크기와 레퍼런스 신호를 비교하면, "하이" 또는 "로우" 값이 생성될 수 있다.
레퍼런스 신호는 제어부(850)에서 제공될 수 있다. 레퍼런스 신호는 기 설정되어 고정된 값일 수 있다. 또한, 레퍼런스 신호는 무선 전력의 DC 신호를 고려하여 설정되는 가변적인 값일 수 있다. DC/DC 컨버터(860)는 비교부(840)에 구동전압을 제공할 수 있다. 또한, DC/DC 컨버터(860)는 제어부(850)의 동작에 필요한 최소한의 전압을 제공할 수 있다. 캐패시터(861)에는 제어부(850)가 안정적으로 동작할 수 있도록, 동작에 필요한 최소한의 에너지가 저장될 수 있다.
도 9는 도 8의 비교부에 입력되는 레퍼런스 신호의 생성 방법의 일 예이다.
도 9를 참조하면, 비교부(920)는 수신 전력(Rx power)과 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력할 수 있다. 수신 전력은 정류부에서 정류된 DC 신호일 수 있다.
레퍼런스 신호는 비교부(920)에 연결된 저항(910) 값에 기초하여 결정될 수 있다. 저항(910) 값에 따라 레퍼런스 신호는 다양한 값을 가질 수 있다.
도 10은 도 8의 비교부에 입력되는 레퍼런스 신호의 생성 방법의 다른 일 예이다.
도 10을 참조하면, 비교부(1030)는 수신 전력(Rx power)과 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력할 수 있다. 이때, 레퍼런스 신호는 DC/DC 컨버터(640)로부터 출력되는 전압이 저항(1010)과 저항(1020)의 관계에 따라 비교부(1030)의 입력 단에 걸리는 전압에 기초하여 결정될 수 있다. 저항(1010)과 저항(1020) 각각의 크기에 따라 DC/DC 컨버터(640)로부터 출력되는 전압은 전압 분배되므로, 레퍼런스 신호는 다양한 값을 가질 수 있다.
도 11은 다른 일실시예에 따른 무선 전력을 이용한 통신 장치의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 무선 전력을 이용한 통신 장치는 검출부(1110), 제어부(1120) 및 스위치(1130)를 포함할 수 있다. 검출부(1110)는 저항 Rs 양단(1111,1113)에 걸리는 전압과 저항 Rs에 기초하여, 저항 Rs에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 이때, 검출부(1110) 차동 증폭기를 이용하여 저항 Rs 양단(1111,1113)에 걸리는 전압의 차이를 증폭할 수 있다. 제어부(1120)는 저항 Rs에 흐르는 전류의 변화량에 기초하여 소스 디바이스에서 변조되어 전송된 메시지를 복조할 수 있다. 메시지의 변조된 정도에 따라 저항 Rs에 흐르는 전류의 양에는 차이가 발생할 수 있기 때문이다. 제어부(1120)는 소스 디바이스로부터 메시지를 수신하는 경우에 스위치(1130)를 온(on) 시키고, 소스 디바이스로부터 메시지를 수신하지 않는 경우에는 스위치(1130)를 오프(off)할 수 있다. 소스 디바이스로부터 메시지를 수신하는 타이밍에 대해서는 소스 디바이스와 타겟 디바이스 간에 미리 설정될 수 있다. 이때, 스위치(1130)로 트랜지스터가 사용될 수 있다. 트랜지스터에는 접합형 트랜지스터(BJT, Bipolar Junction Transistor), 전계형 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor) 등 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 트랜지스터가 포함될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 전기 자동차(electric vehicle) 충전 시스템을 나타낸다.
도 12을 참조하면, 전기 자동차 충전 시스템(1200)은 소스 시스템(1210), 소스 공진기(1220), 타겟 공진기(1230), 타겟 시스템(1240) 및 전기 자동차용 배터리(1250)을 포함한다.
전기 자동차 충전 시스템(1200)은 도 1의 무선 전력 전송 시스템과 유사한 구조를 가진다. 전기 자동차 충전 시스템(1200)은 소스 시스템(1210) 및 소스 공진기(1220)로 구성되는 소스를 포함한다. 또한, 전기 자동차 충전 시스템(1200)은 타겟 공진기(1230) 및 타겟 시스템(1240)로 구성되는 타겟을 포함한다.
이때, 소스 시스템(1210)은 도 1의 소스 디바이스(110)와 같이, AC/DC 컨버터, 파워 검출기(Power Detecter), 전력변환부, 제어 및 통신부를 포함할 수 있다. 이때, 타겟 시스템(1240)은 도 1의 타겟 디바이스(120)와 같이, 정류부, DC/DC 컨버터, 스위치부, 충전부 및 제어 및 통신부를 포함할 수 있다.
전기 자동차용 배터리(1250)는 타겟 시스템(1240)에 의해 충전 될 수 있다.
전기 자동차 충전 시스템(1200)은 수 KHz~수십 MHz의 공진 주파수를 사용할 수 있다.
소스 시스템(1210)은 충전 차량의 종류, 배터리의 용량, 배터리의 충전 상태에 따라 전력을 생성하고, 생성된 전력을 타겟 시스템(1240)으로 공급할 수 있다.
소스 시스템(1210)은 소스 공진기(1220) 및 타겟 공진기(1230)의 정렬(alignment)를 맞추기 위한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 소스 시스템(1210)의 제어부는 소스 공진기(1220)와 타겟 공진기(1230)의 정렬(alignment)이 맞지 않은 경우, 타겟 시스템(1240)으로 메시지를 전송하여 정렬(alignment)을 제어할 수 있다.
이때, 정렬(alignment)이 맞지 않은 경우란, 타겟 공진기(1230)의 위치가 마그네틱 레조넌스(magnetic resonance)가 최대로 일어나기 위한 위치에 있지 않은 경우 일 수 있다. 즉, 차량이 정확하게 정차되지 않은 경우, 소스 시스템(1210)은 차량의 위치를 조정하도록 유도함으로써, 소스 공진기(1220)와 타겟 공진기(1230)의 정렬(alignment)이 맞도록 유도할 수 있다.
소스 시스템(1210)과 타겟 시스템(1240)은 통신을 통해, 차량의 식별자를 송수신할 수 있고, 각종 메시지를 주고 받을 수 있다.
도 1 내지 도 11에서 설명된 내용들은 전기 자동차 충전 시스템(1200)에 적용될 수 있다. 다만, 전기 자동차 충전 시스템(1200)은 수 KHz~수십 MHz의 공진 주파수를 사용하고, 전기 자동차용 배터리(1250)를 충전하기 위해 수십 watt이상의 전력 전송을 수행할 수 있다.
도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 장치가 탑재될 수 있는 어플리케이션들을 나타낸다.
도 13을 참조하면, (a)는 패드(1310)와 모바일 단말(1320) 간의 무선 전력 충전을 나타내고, (b)는 패드들(1330, 1340)과 보청기들(1350, 1360) 간의 무선 전력 충전을 나타낸다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는 패드(1310)에 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 모바일 단말(1320)에 탑재될 수 있다. 이때, 패드(1310)는 하나의 모바일 단말(1320)을 충전할 수 있다.
일 실시예에 따른 2개의 무선 전력 전송 장치는 제1 패드(1330) 및 제2 패드(1340) 각각에 탑재될 수 있다. 보청기(1350)는 왼쪽 귀의 보청기를 나타내고, 보청기(1360)는 오른쪽 귀의 보청기를 나타낸다. 일 실시예에 따른 2개의 무선 전력 수신 장치는 보청기(1350) 및 보청기(1360) 각각에 탑재될 수 있다.
도 14를 참조하면, (a)는 인체에 삽입된 전자기기(1410)와 모바일 단말(1420) 간의 무선 전력 충전을 나타내고, (b)는 보청기(1430)와 모바일 단말(1440) 간의 무선 전력 충전을 나타낸다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 모바일 단말(1420)에 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 인체에 삽입된 전자기기(1410)에 탑재될 수 있다. 인체에 삽입된 전자기기(1410)는 모바일 단말(1420)로부터 전력을 수신하여 충전될 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 모바일 단말(1440)에 탑재될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 보청기(1430)에 탑재될 수 있다. 보청기(1430)는 모바일 단말(1440)로부터 전력을 수신하여 충전될 수 있다. 보청기(1430)뿐만 아니라, 블루투스 이어폰과 같은 저전력 전자기기들도 모바일 단말(1440)로부터 전력을 수신하여 충전될 수 있다.
도 15은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치의 구성 예를 나타낸다.
도 15에서 무선 전력 전송 장치(1510)는 도 13의 제1 패드(1330) 및 제2 패드(1340) 각각에 탑재 될 수 있다. 또한, 도 15에서 무선 전력 전송 장치(1510)는 도 14의 모바일 단말(1440)에 탑재될 수 있다.
도 15에서 무선 전력 수신 장치(1520)는 보청기(1350) 및 보청기(1360) 각각에 탑재될 수 있다.
무선 전력 전송 장치(1510)는 도 1의 무선 전력 전송 장치(110)와 유사한 구성을 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 장치(1510)는 마그네틱 커플링을 이용하여 전력을 전송하기 위한 구성을 포함할 수 있다.
도 15에서 통신 및 트래킹부(1511)는 무선 전력 수신 장치(1520)와 통신을 수행하고, 무선 전력 전송 효율을 유지하기 위한 임피던스 제어 및 공진주파수 제어를 수행할 수 있다. 즉, 통신 및 트래킹부(1511)는 도 1의 115와 유사한 기능을 수행할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(1520)는 도 1의 무선 전력 수신 장치(120)와 유사한 구성을 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신 장치(1520)는 전력을 무선으로 수신하여 배터리를 충전하기 위한 구성을 포함한다. 무선 전력 수신 장치(1520)는 타겟 공진기, 정류기, DC/DC 컨버터, 충전 회로를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(1520)는 통신 및 제어부(1523)를 포함할 수 있다.
통신 및 제어부(1523)는 무선 전력 전송 장치(1510)와 통신을 수행하고, 과전압 및 과전류 보호를 위한 동작을 수행할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(1520)는 청각기기 회로(1521)를 포함할 수 있다. 청각기기 회로(1521)는 배터리에 의해 충전될 수 있다. 청각기기 회로(1521)는 마이크, 아날로그-디지털 변환기, 프로세서, 디지탈-아날로그 변환기 및 리시버를 포함할 수 있다. 즉, 청각기기 회로(1521)는 보청기와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto--tical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 상기 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신하고 메시지를 전송하는 타겟 공진부;
    상기 수신된 무선 전력 및 소스 디바이스와 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조하는 변조부; 및
    상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경함으로써, 상기 임피던스 미스매칭을 제어하는 제어부
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변조부는
    상기 수신된 무선 전력의 주파수를 반송 주파수로 하여, 상기 메시지를 변조하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    DC/DC 컨버터와 병렬로 연결된, 부하에 흐르는 전류의 온/오프 또는 전류량을 제어함으로써, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    부하로 동작하는 전류 소스를 통하여 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타겟 디바이스의 부하에 연결된 스위치의 온/오프를 이용하여, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타겟 디바이스의 배터리에 저장된 전력량에 기초하여 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변조부는
    상기 소스 공진기로부터 수신된 전력의 DC 신호를 검출하는 검출부;
    상기 검출된 DC 신호를 소정의 배수만큼 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력하는 비교부; 및
    상기 "하이" 또는 "로우" 값에 기초하여 부하에 연결된 스위치를 제어하는 스위치 제어부
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레퍼런스 신호는
    상기 메시지를 변조하는 것에 이용하기 위한 목적 전압인 것을 특징으로 하는
    무선 전력을 이용한 통신 장치.
  9. 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 통하여 무선 전력을 수신하는 타겟 공진부;
    상기 수신하는 무선 전력의 DC 신호와 소정의 레퍼런스 신호를 비교하여 소스 디바이스의 메시지를 복조하는 복조부; 및
    상기 소정의 레퍼런스 신호를 제공하고, 타겟 공진기와 타겟 디바이스 간에 임피던스 매칭을 수행하는 제어부
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 DC 신호의 누설전류를 차단하는 누설전류 차단부
    를 더 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 DC 신호의 리플 신호를 제거하는 리플 제거부
    를 더 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 DC 신호의 DC 오프셋 전압을 차단하는 오프셋 차단부
    를 더 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 장치.
  13. 소스 공진기와 타겟 공진기간의 마그네틱 커플링을 통하여, 상기 소스 공진기로부터 무선 전력을 수신하는 단계;
    타겟 디바이스의 임피던스를 변경함으로써, 상기 임피던스 미스매칭을 제어하는 단계; 및
    상기 수신된 무선 전력 및 소스 디바이스와 상기 타겟 디바이스간의 임피던스 미스매칭(mismatching)에 기초하여 메시지를 변조하는 단계
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    DC/DC 컨버터와 병렬로 연결된, 부하에 흐르는 전류의 온/오프 또는 전류량을 제어함으로써, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 타겟 디바이스의 부하에 연결된 스위치의 온/오프를 이용하여, 상기 타겟 디바이스의 임피던스를 변경하는
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 소스 공진기로부터 수신된 전력의 DC 신호를 검출하는 단계;
    상기 검출된 DC 신호를 소정의 값 이상으로 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 DC 신호와 레퍼런스 신호를 비교하여 "하이" 또는 "로우" 값을 출력하는 단계; 및
    상기 "하이" 또는 "로우" 값에 기초하여 부하에 연결된 스위치를 제어하는 단계
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 방법.
  17. 소스 공진기와 마그네틱 커플링을 통하여 무선 전력을 수신하는 단계;
    상기 수신하는 무선 전력의 DC 신호와 소정의 레퍼런스 신호를 비교하여 소스 디바이스의 메시지를 복조하는 단계; 및
    상기 소정의 레퍼런스 신호를 제공하고, 타겟 공진기와 타겟 디바이스 간에 임피던스 매칭을 수행하는 단계
    를 포함하는 무선 전력을 이용한 통신 방법.
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