KR20130035560A - 무선 충전 시스템 - Google Patents

무선 충전 시스템

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KR20130035560A KR1020110099935A KR20110099935A KR20130035560A KR 20130035560 A KR20130035560 A KR 20130035560A KR 1020110099935 A KR1020110099935 A KR 1020110099935A KR 20110099935 A KR20110099935 A KR 20110099935A KR 20130035560 A KR20130035560 A KR 20130035560A
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Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템을 공개한다. 상기 무선 충전 시스템은 1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템에 있어서, 상기 송신 장치는, 상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 상기 수신 장치의 유무를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압을 제어한다. 이러한, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은, 검출부를 통해 송신측 코일에서 수신측 코일로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치의 유무를 판단하는 감지 신호를 생성할 수 있다. 그에 따라, 무선 충전 시스템의 수신측 제어부는 검출부에서 제공되는 감지 신호와 기준 신호를 비교하여 전력 전송 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다.

Description

무선 충전 시스템{WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM}
본 발명은 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 특히, 전력 낭비를 줄일 수 있는 무선 충전 시스템에 관한 것이다.
최근 각종 전자기기에 전선의 연결이 없이도 편리하게 전원을 공급하거나 충전할 수 있는 방법인 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer) 기술에 대한 활발한 연구가 진행되면서 관심도가 급격히 늘어나고 있다.
무선 전력 전송 기술은 개인 단말기를 무선으로 충전하는 방식에서부터 크게는 자동차 배터리를 무선으로 충전하는 기술까지 그 영역이 확대되어질 추세이다.
무선 전력 전송 기술 분야는 전자기 유도(Inductive Coupling) 방식, 근접장 공명(Evanescent Wave Resonance) 방식, RF(Radio Frequency)방식 등 크게 세 가지 방식이 있으며, 현재 가장 효율적이고 많이 이용되고 있는 방식은 전자기 유도 방식이다.
전자기 유도 방식은 변압기(Transformer)의 기본 원리와 같으며, 무선 충전 시스템에서는 변압기의 1차 코일과 2차 코일을 분리하여 1차 코일은 충전 장치(이하, 송신 장치)에 2차 코일은 단말기(이하, 수신 장치)에 탑재하여 사용된다.
전자기 유도 방식을 이용한 무선 충전 시스템을 설계함에 있어서, 코일 간의 전류 유도가 전체 시스템의 효율과 밀접한 관련이 있기 때문에 송수신단의 코일의 특성 및 매칭을 고려하여 설계해야 한다.
더하여, 송신 장치 입장에서 송신 장치 패드 상에 수신 장치의 유무를 판단하여 수신 장치가 위치하여 있는 경우는 전력을 송신해야하고, 수신 장치가 없는 경우에는 전력을 공급하지 않도록 하여 불필요한 전력 낭비를 줄여야할 필요가 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 전력 낭비를 줄일 수 있는 무선 충전 시스템을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은,1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템에 있어서, 상기 송신 장치는 상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 상기 수신 장치의 유무를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압을 제어한다.
상기 송신 장치는, 상기 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 상기 수신 장치의 유무를 판단할 수 있도록 하는 감지 신호를 생성하는 검출부; 및 상기 검출부에서 공급되는 감지 신호와 기설정된 비교 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압 레벨을 결정할 제어 신호를 생성하는 송신측 제어부를 포함한다.
상기 검출부는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 생성한다.
상기 검출부는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템에 있어서, 상기 송신 장치는, 외부 전원을 이용하여 충전 전력을 생성하는 전원부; 상기 전원부에 생성된 충전 전력으로부터 고주파를 증폭시키는 파워 증폭기 구동부; 상기 1차 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 감지신호를 생성하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 제공받은 상기 감지신호와 기준 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 파워 증폭기 구동부를 구동할 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
상기 검출부는, 상기 1차 코일에서의 상기 잔여 전류량을 피드백할 경우, 주 전력쪽으로의 간섭을 방지하는 아이솔레이션부; 일단이 상기 아이솔레이션부과 연결되며, 상기 아이솔레이션부로부터 공급되는 상기 잔여 전류량을 감지하여 측정 신호를 생성하는 감지부; 상기 아이솔레이션부에서 제공되는 입력 신호와 상기 감지부에서 제공되는 상기 측정 신호를 비교하여 비교 신호를 생성하는 비교부; 및 상기 비교부에서 출력되는 상기 비교 신호를 디지털화화하여 상기 감지 신호로 생성하는 연산부를 포함한다.
상기 아이솔레이션부는, 트랜스포머이다.
상기 감지부는, 저항으로 이루어지되, 상기 저항의 일단은 상기 아이솔레이션부와 연결되며, 상기 저항의 타단은 상기 비교부의 입력단 중 어느 하나와 연결된다.
상기 검출부는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 생성한다.
상기 검출부는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성한다.
상기 제어부는, 상기 감지신호가 기준 신호보다 작으면, 상기 수신 장치가 존재함으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 활성화시킬 상기 제어 신호를 생성한다.
상기 제어부는, 상기 감지신호가 기준 신호보다 크면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 비활성화시킬 상기 제어 신호를 생성한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템의 충전 방법은, 1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 충전 방법에 있어서, 상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 감지 신호를 발생하는 단계; 상기 감지 신호와 기 설정된 기준 신호를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압을 제어한다.
상기 감지 신호를 발생하는 단계는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 발생한다.
상기 감지 신호를 발생하는 단계는, 상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성한다.
상기 비교 단계에서는, 상기 감지신호가 기준 신호보다 작으면, 상기 수신 장치가 존재함으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 활성화시킬 상기 제어 신호를 생성한다.
상기 비교 단계에서는, 상기 감지신호가 기준 신호보다 크면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 비활성화시킬 상기 제어 신호를 생성한다.
상기 비교 신호는, 상기 수신 장치가 없는 상태에서의 상기 송신 장치에서 발생한 신호를 디폴트(Defalt)값으로 저장한 신호이다.
본 발명의 실시 예는 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은, 검출부를 통해 송신측 코일에서 수신측 코일로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치의 유무를 판단하는 감지 신호를 생성할 수 있다.
그에 따라, 무선 충전 시스템의 수신측 제어부는 검출부에서 제공되는 감지 신호와 기준 신호를 비교하여 전력 전송 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 역률 보상 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도2는 본 발명의 일시예에 따른 역률 보상 제어 장치의 검출부를 나타내는 상세 구성도다.
도3은 도2의 P지점의 파형을 나타내는 그래프이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 역률 보상 제어 장치에서 수신 장치의 존재 유무를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 충전 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 역률 보상 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 충전 시스템(1000)은 송신 장치(TX, 100) 및 수신 장치(RX, 200)를 포함한다. 이때, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템(1000)은 변압기(Transformer)의 기본 원리와 동일한 전자기 유도(Inductive Coupling) 방식을 이용할 수 있다.
송신 장치(100)는 충전 장치에 상응하는 수단이며, 수신 장치(200)로 최적의 전력 전송 및 충전이 이루어지도록 한다. 이때, 송신 장치(100)는 유도 자기장을 발생시켜 유도 전력을 발생시키고, 이를 휴대 장치, 즉 수신 장치(200)로 공급되도록 할 수 있다.
이러한, 송신 장치(100)는 전원부(110), 파워 증폭기(Power Amplifier: 이하 PA라 함) 구동부(120), 송신측 제어부(130) 및 검출부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원부(110) 외부 전원을 이용하여 충전 전력을 생성하며, 이를 PA 구동부(120)로 공급한다. 통상적으로, 외부 전원은 교류 전원을 공급하므로 이 교류 전원을 전원부(110)에서 직류 전원으로 변환하여 PA 구동부(120)로 전달할 수 있다.
PA 구동부(120)는 전원부(110)에서 인가되는 직류 전원으로부터 고주파를 증폭시켜 송신측 코일(150)로 공급할 수 있다.
이때, 1차 코일, 즉 송신측 코일(150)에 직류 전압이 인가되면 송신측 코일(150)에서 정자계(Startic Magnetic Field)가 형성되어 송신측 코일(150)은 전자석과 같은 성질을 가지게 되고 송신측 코일(150) 내의 자성체는 내부적으로 자화되어 자성을 갖게 된다. 이러한, 직류 전압은 그 세기에 따라서 송신 장치(100)와 접촉되어 있는 수신 장치(200)의 2차 코일, 즉 수신측 코일(210)에까지 적용되며, 수신측 코일(210) 내의 자성체 또한 내부적으로 자화되어 자성을 갖게 되므로 송신측 및 수신측 코일(210)의 정렬이 이루어지게 된다. 이때, 직류 전압의 세기는 송신측 제어부(130)에 의해 결정될 수 있다.
송신측 제어부(130)는 검출부(140)에서 검출된 감지 신호(B)에 기초하여 PA 구동부(120)의 구동을 제어하는 제어 신호(C)를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 송신측 제어부(130)는 검출부(140)에서 제공된 감지 신호(B)와 기설정된 기준 신호를 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 수신 장치(200)의 유무를 판단할 수 있다. 그리고, 송신측 제어부(130)는 유무 판단 결과에 기초하여 PA 구동부(120)의 구동을 제어하는 제어 신호(C)를 생성함으로써, 수신 장치(200)로 전력을 공급할지 여부를 결정할 수 있다.
더하여, 본 발명에 따른 송신측 제어부(130)는 저장부(132)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 저장부(132)에는 기설정된 기준 신호가 저장될 수 있다. 이때, 기준 신호라 함은, 송신 장치(100)가 없는 상태에서의 송신 장치(100)에서 발생한 신호(A)를 디폴트(Defalt)값으로 저장한 신호이다. 이때의 기준 신호는, 설계자에 의해 임의로 설정된 신호로서, 실험에 의해 산출된 것이다.
검출부(140)는 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치(200)의 유무를 판단하는 감지 신호(B)를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 수신 장치(200)가 존재할 경우, 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 전송되는 전류량이 기준치 이상으로 증가하게 되며, 그에 따라 검출부(140)로 피드백되는 전류량(A)은 점차적으로 감소하게 된다. 그러면, 검출부(140)는 수신 장치(200)가 존재함을 알리는 제1 레벨의 감지 신호(B)를 생성하여 송신측 제어부(130)로 공급할 수 있다.
반면에, 수신 장치(200)가 존재하지 않을 경우에는 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 전송되는 전류량이 기준치 이하로 감소하게 되며, 그에 따라 검출부(140)로 피드백되는 전류량(A)은 증가하게 된다. 그러면, 검출부(140)는 수신 장치(200)가 존재하지 않음을 알리는 제2 레벨의 감지 신호(B)를 생성하여 송신측 제어부(130)로 공급할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 검출부(140)는 후술될 도2에서 상세히 설명하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 수신 장치(200)는 휴대용 단말기와 같은 충전이 될 대상이며, 충전이 필요할 경우 송신 장치(100)와 접촉하게 되고 그 시점부터 송신 장치(100)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
이러한, 수신 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 수신측 코일(210)을 통하여 수신되는 전압을 정류하는 정류부(220), 정류부(220)로부터 수신된 정류 전압을 이용하여 배터리(250)에 충전할 정전압 및 정전류를 생성하여 배터리(250)로 공급하는 정전압/정전류부(230), 및 정전압/정전류부(230)를 제어하는 수신측 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템(1000)은, 검출부(140)를 통해 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치의 유무를 판단하는 감지 신호(B)를 생성할 수 있다. 더하여, 무선 충전 시스템(1000)은 송신측 제어부(130)를 통해 검출부(140)에서 제공되는 감지 신호(B)와 기준 신호를 비교하여 전력 전송 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다.
도2는 본 발명의 일시예에 따른 역률 보상 제어 장치의 검출부를 나타내는 상세 구성도다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검출부(140)는 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 인가되는 전류량(A)을 측정하여 수신 장치(200)의 유무를 판단하는 감지 신호(B)를 생성할 수 있다.
이러한, 검출부(140)는 아이솔레이션부(142), 감지부(144), 비교부(146) 및 연산부(148)를 포함한다.
아이솔레이션부(142)는 검출부(140)쪽으로 전류를 피드백할 경우, 주 전력(Main Power)쪽으로 간섭을 주지 않도록 하기 위한 것으로, 일 예로, 트랜스포머(Transformer)로 이루어질 수 있다.
감지부(144)는 일 예로, 하나의 저항(도시되지 않음)으로 이루어질 수 있다. 이러한, 저항의 일단은 아이솔레이션부(142)와 연결되고, 저항의 타단은 비교부(146)의 두 개의 입력단 중 어느 하나의 입력단과 연결된다.
이러한, 감지부(144)는 수신부의 유무에 따라 양단에 흐르는 전류의 양이 변하게 되며, 그 결과는 비교부(146)에 의해 나타날 수 있다.
즉, 수신 장치(200)가 존재할 경우, 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 전송되는 전류량이 기준치 이상으로 증가하게 되며, 그에 따라 검출부(140)로 피드백되는 전류량(A)은 점차적으로 감소하게 된다. 그러면, 감지부(144)를 거쳐 흐르는 전류량도 줄어들기 때문에 검출부(140)에서는 수신 장치(200)가 존재함을 알리는 감지 신호(B)를 생성하여 송신측 제어부(130)로 공급할 수 있다.
반면에, 수신 장치(200)가 존재하지 않을 경우에는 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 전송되는 전류량이 기준치 이하로 감소하게 되며, 그에 따라 검출부(140)로 피드백되는 전류량(A)은 증가하게 된다. 그러면, 감지부(144)를 거쳐 흐르는 전류량도 상승하기 때문에 검출부(140)에서는 수신 장치(200)가 존재하지 않음을 알리는 신호(B)를 생성하여 송신측 제어부(130)로 공급할 수 있다.
비교부(146)는 입력 신호 및 측정 신호를 입력받아 비교하여 연산부(148)로 출력할 수 있다. 이때, 입력 신호는 아이솔레이션부(142)로부터 입력되는 신호이며, 측정 신호는 감지부(144)를 거쳐 입력되는 신호이므로, 수신 장치의 유무에 따라 비교부의 양입력단으로 입력되는 전압도 차이가 발생하고, 그에 기초하여 비교 신호를 생성할 수 있다.
연산부(148)는 비교부(146)에서 전송되는 비교 신호를 디지털화하여 송신측 제어부(130)로 제공할 수 있다. 이때, 연산부(148)는 일 예로, 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter)로 이루어질 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 검출부(140)는 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치의 유무를 판단하는 감지 신호(B)를 생성할 수 있다.
그에 의해, 무선 충전 시스템(1000)은 송신측 제어부(130)를 통해 검출부(140)에서 제공되는 감지 신호(B)와 기준 신호를 비교하여 전력 전송 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다.
도3은 도2의 P지점의 파형을 나타내는 그래프이다.
여기서, 그래프의 가로축은 시간(time)을 나타내는 것이고, 그래프의 세로축은 전압(Voltage) 레벨을 나타내는 것이다. 그리고, 그래프에서의 점선은 수신 장치(200)가 없을 때의 검출부(140) P지점에서의 파형이고, 실선은 수신 장치가 있을 때의 P지점에서의 파형이다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템(1000)은 수신 장치(200)의 유무에 따라 출력된 감지 신호가 차이가 남을 알 수 있다. 따라서, 송신측 제어부(130)에서는 기준 값으로 수신 장치(200)가 없는 경우의 데이터 즉, 기준 신호를 디폴트값으로 저장하고 있고, 검출부(140)로부터 수신 장치(200)가 위치할 경우의 감지 데이터인 감지 신호(B)를 입력받아 비교할 수 있다.
그리고, 도3과 같이, 가장 감지하기 쉬운 영역, 즉 차이가 가장 많이 나는 영역인 X영역에서 신호를 샘플링하여 그 데이터를 처리하여 수신 장치의 위치 여부를 판단하면, 무선 충전 시스템(1000)은 보다 정확하게 전력 전송 여부를 판단할 수 있기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 역률 보상 제어 장치에서 수신 장치의 존재 유무를 판단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 송신측 제어부(130)는 검출부(140)를 통해 인가된 감지 신호(B)와 기준 신호를 비교하고, 그 비교에 기초하여 PA 구동부(120)를 제어할 제어 신호(C)를 생성할 수 있다.
여기서, 본 발명에서의 기준 신호라고 함은, 송신측 제어부(130)의 저장부(도1의 132)에는 수신 장치(200)가 없는 상태에서의 송신 장치(100)에서 발생한 신호(A)를 디폴트(Defalt)값으로 저장할 수 있다. 이때의 기준 신호는, 설계자에 의해 임의로 설정된 신호로서, 실험에 의해 산출된 것이다.
보다 구체적으로, 송신측 제어부(130)는 검출부(140)에서 인가된 감지 신호(B)가 기준 신호보다 크면, 수신 장치가 존재한다는 것으로 판단할 수 있다.
그에 의해, 송신측 제어부(130)는 송신 장치(100)로 전력이 전송될 수 있도록 PA 구동부(120)를 구동할 제1 레벨의 제어 신호(C)를 생성하여 PA 구동부(120)로 제공할 수 있다.
반면에, 송신측 제어부(130)는 검출부(140)에서 인가된 감지 신호(B)가 기준 신호보다 작으면, 수신 장치가 존재하지 않는다고 판단하게 되고 그에 따라 계속 감지 신호를 인식할 수 있도록 다시 310 단계로 피드백할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템(1000)은 검출부(140)를 통해 송신측 코일(150)에서 수신측 코일(210)로 인가되는 전류량을 측정하여 수신 장치의 유무를 판단하는 감지 신호(B)를 생성할 수 있다.
그에 의해, 무선 충전 시스템(1000)은 송신측 제어부(130)를 통해 검출부(140)에서 제공되는 감지 신호(B)와 기준 신호를 비교하여 수신 장치 유무를 보다 정확하게 판단할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다.
100: 송신측 전력 전송 장치 110: 전원부
120: PA 구동부 130: 송신측 제어부
140: 검출부 142: 아이솔레이션부
144: 감지부 146: 비교부
148: 연산부 200: 수신측 전력 전송 장치
210: 배터리 220: 전압 조절부
230: 정류부 240: 수신측 제어부

Claims (18)

1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 송신 장치는,
상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 상기 수신 장치의 유무를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압을 제어하는 무선 충전 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 송신 장치는,
상기 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 상기 수신 장치의 유무를 판단할 수 있도록 하는 감지 신호를 생성하는 검출부; 및
상기 검출부에서 공급되는 감지 신호와 기설정된 비교 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압 레벨을 결정할 제어 신호를 생성하는 송신측 제어부를 포함하는 무선 충전 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 송신 장치는,
외부 전원을 이용하여 충전 전력을 생성하는 전원부;
상기 전원부에 생성된 충전 전력으로부터 고주파를 증폭시키는 파워 증폭기 구동부;
상기 1차 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 감지신호를 생성하는 검출부; 및
상기 검출부로부터 제공받은 상기 감지신호와 기준 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 파워 증폭기 구동부를 구동할 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 무선 충전 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 1차 코일에서의 상기 잔여 전류량을 피드백할 경우, 주 전력쪽으로의 간섭을 방지하는 아이솔레이션부;
일단이 상기 아이솔레이션부과 연결되며, 상기 아이솔레이션부로부터 공급되는 상기 잔여 전류량을 감지하여 측정 신호를 생성하는 감지부;
상기 아이솔레이션부에서 제공되는 입력 신호와 상기 감지부에서 제공되는 상기 측정 신호를 비교하여 비교 신호를 생성하는 비교부; 및
상기 비교부에서 출력되는 상기 비교 신호를 디지털화화하여 상기 감지 신호로 생성하는 연산부를 포함하는 무선 충전 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 아이솔레이션부는, 트랜스포머인 무선 충전 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 감지부는, 저항으로 이루어지되,
상기 저항의 일단은 상기 아이솔레이션부와 연결되며, 상기 저항의 타단은 상기 비교부의 입력단 중 어느 하나와 연결되는 무선 충전 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 감지신호가 기준 신호보다 작으면, 상기 수신 장치가 존재함으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 활성화시킬 상기 제어 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 감지신호가 기준 신호보다 크면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 비활성화시킬 상기 제어 신호를 생성하는 무선 충전 시스템.
1차 코일을 포함하는 송신 장치 및 2차 코일을 포함하는 수신 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 충전 방법에 있어서,
상기 1차 코일에서 상기 2차 코일로 공급되는 전류량의 잔여 전류량을 피드백 받아 감지 신호를 발생하는 단계;
상기 감지 신호와 기 설정된 기준 신호를 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 기초하여 상기 1차 코일로 입력되는 전압을 제어하는 무선 충전 시스템의 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 감지 신호를 발생하는 단계는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 감소하면, 상기 수신 장치가 존재함을 알리는 상기 감지 신호를 발생하는 무선 충전 시스템의 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 감지 신호를 발생하는 단계는,
상기 잔여 전류량이 점차적으로 증가하면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음을 알리는 상기 감지 신호를 생성하는 무선 충전 시스템의 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 비교 단계에서는,
상기 감지신호가 기준 신호보다 작으면, 상기 수신 장치가 존재함으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 활성화시킬 상기 제어 신호를 생성하는 무선 충전 시스템의 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 비교 단계에서는,
상기 감지신호가 기준 신호보다 크면, 상기 수신 장치가 존재하지 않음으로 인식함과 동시에 상기 파워 증폭기 구동부를 비활성화시킬 상기 제어 신호를 생성하는 무선 충전 시스템의 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 비교 신호는,
상기 수신 장치가 없는 상태에서의 상기 송신 장치에서 발생한 신호를 디폴트(Defalt)값으로 저장한 신호인 무선 충전 시스템의 충전 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160049792A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 삼성전자주식회사 무선 충전 시 로드 변화 감지 방법 및 무선 전력 송신기
WO2017209381A1 (ko) * 2016-05-31 2017-12-07 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 방법 및 그를 위한 장치
WO2019022368A1 (ko) * 2017-07-24 2019-01-31 엘지이노텍(주) 무선 충전 시 거짓 충전 상태를 감지하여 충전 과정을 제어하는 방법 및 장치
US10432012B2 (en) 2016-11-01 2019-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for performing wireless charging and method thereof

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10298048B1 (en) 2014-04-15 2019-05-21 Mediatek Inc. Wireless charging system and charging control method for dynamically adjusting output power
DE102015223230A1 (de) * 2015-11-24 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Ladestation, Ladevorrichtung und Ladesystem zum induktiven Aufladen eines Energiespeichers sowie Verfahren zum induktiven Aufladen eines Energiespeichers
CN106936187B (zh) * 2017-03-31 2021-02-19 联想(北京)有限公司 一种无线充电机座及被充电设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407639B1 (en) 1998-06-03 2002-06-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radio frequency device including a power amplifier circuit and a stabilizer circuit, and mobile transceiver terminal including such a device
WO2008050260A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Inductive power system and method of operation
US8803474B2 (en) * 2009-03-25 2014-08-12 Qualcomm Incorporated Optimization of wireless power devices
KR20100010648U (ko) * 2009-04-21 2010-10-29 주식회사 와이즈파워 무접점 충전 정위치 표시기능이 구비된 거치대
JP5554937B2 (ja) * 2009-04-22 2014-07-23 パナソニック株式会社 非接触給電システム
KR101077762B1 (ko) 2009-05-21 2011-10-27 엘에스산전 주식회사 Ａｆ궤도회로장치에서의 수신신호 검지 회로
US8629651B2 (en) * 2010-04-27 2014-01-14 Callpod, Inc. Portable wireless charging device
US9118357B2 (en) * 2011-02-17 2015-08-25 Qualcomm Incorporated Systems and methods for controlling output power of a wireless power transmitter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160049792A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 삼성전자주식회사 무선 충전 시 로드 변화 감지 방법 및 무선 전력 송신기
WO2017209381A1 (ko) * 2016-05-31 2017-12-07 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 방법 및 그를 위한 장치
US10432012B2 (en) 2016-11-01 2019-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for performing wireless charging and method thereof
US10819133B2 (en) 2016-11-01 2020-10-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for performing wireless charging and method thereof
WO2019022368A1 (ko) * 2017-07-24 2019-01-31 엘지이노텍(주) 무선 충전 시 거짓 충전 상태를 감지하여 충전 과정을 제어하는 방법 및 장치

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