KR20130064840A - Wireless power transmission apparatus and method converging wireless power to a specific device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 특정 무선 충전기기로 송신전력을 집중하여 무선 충전의 효율을 높일 수 있는 무선 전력전송 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission apparatus and method, and more particularly, to a wireless power transmission apparatus and method that can concentrate the transmission power to a specific wireless charger to increase the efficiency of wireless charging.
무선으로 에너지를 전달하는 무선 전력 전송 기술로서 자기유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 사용되고 있다. A wireless charging system using a magnetic induction phenomenon is being used as a wireless power transmission technology for transferring energy wirelessly.
예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기 등이 전자기 유도의 원리로 충전되며, 최근에는 전자기 유도를 이용하여 휴대전화나 PDA, MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대기기를 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. For example, electric toothbrushes or wireless shavers are charged with the principle of electromagnetic induction. Recently, wireless charging products for charging mobile devices such as mobile phones, PDAs, MP3 players, and notebook computers using electromagnetic induction have been introduced. .
그러나, 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도 방식은 코일 사이의 거리 및 상대적 위치에 매우 민감하여 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 틀어져도 전송 효율이 급속히 떨어진다. 이에 따라 이러한 자기유도 방식의 충전 시스템은 수 cm 이하의 근거리에서만 사용할 수 있다는 약점이 있다.However, the magnetic induction method of inducing current through a magnetic field from one coil to another is very sensitive to the distance and relative position between the coils, so that the transmission efficiency drops rapidly even if the distance between the two coils is slightly dropped or twisted. Accordingly, such a magnetic induction type charging system has a weak point that it can be used only at a short distance of a few cm or less.
한편, 미국특허 7,741,735호에서는 공진장의 감쇄파 결합에 기반을 둔 비방사형 에너지 전달 방식을 개시하고 있다. 이는 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체와는 영향을 미치지 않지만 서로 커플링하려는 경향을 가지는 점을 이용한 것으로 기존의 전자기 유도에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 기술로서 소개되고 있다. On the other hand, US Patent 7,741,735 discloses a non-radiative energy transfer method based on the attenuation wave coupling of the resonant field. This is because two resonators with the same frequency do not affect other non-resonators around them, but they tend to couple with each other and are introduced as a technology that can transfer energy over a long distance compared to conventional electromagnetic induction. .
이와 같은 자기공진유도 방식을 사용하는 무선 전력전송 기술에서는, 전력 송신 효율을 높이는 것이 중요한 과제의 하나이다.In the wireless power transmission technology using such a magnetic resonance induction method, increasing the power transmission efficiency is one of the important problems.
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 무선 충전의 효율을 높일 수 있는 무선 전력전송 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made in the technical background as described above, an object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method that can increase the efficiency of wireless charging.
본 발명의 다른 과제는 특정 무선 충전기기로 송신전력을 집중할 수 있는 무선 전력전송 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method that can concentrate the transmission power to a specific wireless charger.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 무선 전력전송 장치에 두 개 이상의 코일을 구비하고, 두 개 이상의 코일의 위상을 제어하여 전송되는 무선전력이 최대로 될 수 있도록 한다. In order to solve the above problems, the present invention includes two or more coils in the wireless power transmission apparatus and controls the phase of the two or more coils so that the wireless power transmitted can be maximized.
즉, 본 발명의 일면에 따른 무선 전력전송 장치는, 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치로서, 상기 무선 충전기기와 통신할 수 있는 통신부와, 상기 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 신호를 송신하기 위하여 주파수 매칭된 신호를 송신하는 두 개 이상의 코일을 포함하며, 상기 통신부는 상기 무선 충전기기로부터 상기 무선 전력송신 장치에 의해 수신된 수신 전력레벨 정보를 수신하고, 상기 두 개 이상의 코일은 상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 최적화된 위상을 갖는 신호를 각각 송신한다.That is, the wireless power transmitter according to an aspect of the present invention is a wireless power transmitter that transmits power in a magnetic resonance induction manner to an external wireless charger, and includes a communication unit capable of communicating with the wireless charger and a wireless charger. And two or more coils for transmitting a frequency matched signal to transmit a signal in a resonance induced manner, wherein the communication unit receives the received power level information received by the wireless power transmitter from the wireless charger, Two or more coils each transmit a signal having an optimized phase based on the received power level information.
상기 무선 전력전송 장치는, 상기 통신부에 의해 수신한 상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 최적 위상을 도출하는 최적 위상 도출부와, 상기 최적 위상 도출부에 의해 도출된 상기 최적 위상에 대응하는 위상 제어신호를 생성하는 위상 제어신호 생성부와, 상기 위상 제어신호 생성부에 의해 생성된 상기 위상 제어신호에 따라 상기 두 개 이상의 코일의 위상을 각각 제어하는 두 개 이상의 위상 제어부를 더 포함할 수 있다.The wireless power transmitter includes an optimum phase derivation unit for deriving an optimum phase based on the received power level information received by the communication unit, and a phase control signal corresponding to the optimum phase derived by the optimum phase derivation unit. The apparatus may further include a phase control signal generator for generating a phase and two or more phase controllers for respectively controlling phases of the two or more coils according to the phase control signal generated by the phase control signal generator.
상기 최적 위상 도출부는 상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 bisection method를 사용하여 상기 최적 위상을 도출할 수 있으며, 상기 위상 제어부는 상기 두 개 이상의 코일에 인가되는 전류 또는 전압의 위상을 제어할 수 있다. The optimum phase derivation unit may derive the optimal phase using a bisection method based on the received power level information, and the phase controller may control a phase of a current or voltage applied to the two or more coils.
본 발명의 다른 면에 따른 무선 전력전송 장치의 전력전송 방법은, 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 전력을 송신하는 무선 전력송신 장치의 전력전송 방법으로서, 두 개 이상의 코일을 통하여 상기 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 신호를 송신하기 위하여 주파수 매칭된 신호를 송신하는 단계와, 상기 무선 충전기기로부터 상기 무선 충전기기로 수신된 무선 전력 레벨 값을 수신하고, 수신한 상기 무선 전력 레벨 값(이하, "수신 레벨 값")을 저장하는 단계와, 상기 수신 레벨 값을 기 저장된 기존 레벨 값과 비교하는 단계와, 상기 비교하는 단계의 비교 결과에 따라 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, a power transmission method of a wireless power transmission apparatus is a power transmission method of a wireless power transmission apparatus that transmits power in a magnetic resonance induction manner to an external wireless charger. Transmitting a frequency matched signal to transmit a signal in a magnetic resonance induction manner to a wireless charger, receiving a wireless power level value received from the wireless charger to the wireless charger, and receiving the received wireless power level value ( Hereinafter, at least one coil of the two or more coils is stored according to the step of storing the "receive level value"), comparing the received level value with a pre-stored existing level value, and comparing the result of the comparing step. Controlling the phase of the signal to transmit through.
여기에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 수신 레벨 값이 상기 기존 레벨 값 이상인 경우에는 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상에 일정값을 더하여 새로운 위상을 도출하는 단계와, 상기 수신 레벨 값이 상기 기존 레벨 값보다 적은 경우에는 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상으로부터 상기 일정값을 제하여 새로운 위상을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling may include: deriving a new phase by adding a predetermined value to a phase of a signal transmitted through at least one coil of the two or more coils when the reception level value is greater than or equal to the existing level value; If the reception level value is less than the existing level value, the method may include deriving a new phase by subtracting the predetermined value from a phase of a signal transmitted through at least one coil of the two or more coils.
상기 수신하고 저장하는 단계에서는 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로부터 상기 수신 레벨 값을 수신하고 저장할 수 있으며, 상기 제어하는 단계에서는 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일에 인가되는 전류 또는 전압의 위상을 제어할 수 있다. In the receiving and storing step, the receiving level value may be received and stored from two or more of the wireless chargers, and in the controlling step, a phase of a current or voltage applied to at least one coil of the two or more coils may be received. Can be controlled.
본 발명에 따르면, 무선 전력전송 장치에 포함된 두 개 이상의 코일의 위상을 제어하여 특정 무선 충전기기로 무선 전력을 집중시킴으로써 무선 전력전송의 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, by controlling the phase of the two or more coils included in the wireless power transmission apparatus to concentrate the wireless power to a specific wireless charger can increase the efficiency of the wireless power transmission.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템의 무선 전력전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 장치의 두 개의 코일로부터 발생하는 무선 전력의 위상을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a view showing a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission apparatus of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the phase of the wireless power generated from the two coils of the wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 특정 무선 충전기기로 송신전력을 집중할 수 있는 무선 전력전송 시스템, 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a wireless power transmission system, apparatus and method that can concentrate the transmission power to a specific wireless charger according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템은 무선 전력전송 장치(100)와 무선 충전기기(200)를 포함하여 구성된다. 도 1에서는 하나의 무선 충전기기(200)만을 도시하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템은 두 개 이상의 무선 충전기기를 포함할 수도 있다. As shown in FIG. 1, the wireless power transmission system according to the embodiment of the present invention includes a wireless
무선 전력전송 장치(100)는 자기공진유도 방식을 통해 무선으로 무선 충전기기(200)에 전력을 공급하며, 충전 베이스 스테이션이라고 하기도 한다. The wireless
무선 충전기기(200)는 무선 전력공급 장치(100)와 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하며 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선으로 전력을 공급받는다. The
무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200)와 통신하여 무선 충전기기(200)로부터 필요한 정보를 수신할 수 있으며, 이 때 필요한 정보는 충전기기의 식별정보, 종류, 위치, 또는 충전상태를 포함할 수 있고, 특히 무선 충전기기(200)가 무선 전력공급 장치(100)로부터 수신한 전력의 레벨 정보를 포함한다. 무선 전력공급 장치(100)는 이와 같은 무선 충전기기(200)의 정보를 바탕으로 무선 충전기기(200)로 자기공진유도 방식으로 전력을 전송한다. The wireless
무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200)로 자기공진유도 방식으로 신호를 송신하기 위하여 주파수 매칭된 신호를 송신하는 두 개 이상의 안테나(코일)를 포함한다. The wireless
무선 전력공급 장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 구현될 수 있으며, 고정형으로 구현될 경우 실내에서는 천장이나 테이블 등의 가구 등에 설치될 수 있고, 실외에서는 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치될 수 있으며, 무선 전력공급 장치(100)가 차량이나 기차, 지하철과 같은 이동체의 내부에 설치될 수도 있다. 무선 전력공급 장치(100)가 이동형으로 구현되는 경우에는, 무선 전력공급 장치(100) 자체가 별도의 이동형 장치로 구현될 수도 있고, 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 디지털 기기의 일부로서 구현될 수도 있다. The wireless
무선 충전기기(200)는 각종 모바일 단말기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등 배터리를 구비하는 모든 디지털 기기를 포함할 수 있으며, 지중, 수중, 건물 내부 등 접근이 용이하지 않은 곳에 배치되는 센서 및 계측기 등의 전자기기가 될 수도 있다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템의 무선 전력전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission apparatus of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200)와 통신하여 무선 충전기기(200)로부터 필요한 정보를 수신하는 통신부(110)를 포함하며, 통신부(110)를 통해 수신한 정보를 바탕으로 무선 전력전송 장치(100)에서 전송하는 전력의 최적 위상을 도출하는 최적 위상 도출부(120), 최적 위상 도출부(100)에 의해 도출된 최적 위상을 기반으로 위상 제어 신호를 생성하는 위상 제어 신호 생성부(130) 및 위상 제어 신호 생성부(130)에 의해 생성된 위상 제어 신호에 따라 위상을 제어하는 두 개의 위상 제어부(140, 150)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the wireless
두 개의 위상 제어부, 즉 위상 제어부 1(140) 및 위상 제어부 2(150)는 각각 자기공진유도 방식으로 무선전력을 송신하는 두 개의 코일, 즉 코일 1(160) 및 코일 2(170)와 연결되어, 결정된 최적의 위상을 갖는 무선전력을 송신한다. Two phase controllers, namely, phase controller 1 140 and phase controller 2 150, are respectively connected to two coils, that is, coil 1 160 and coil 2 170, which transmit wireless power in a magnetic resonance induction method. In this case, the wireless power having the determined optimal phase is transmitted.
이와 같이 무선전력을 송신하기 위하여 무선 전력공급 장치(100)는 외부의 전력 공급원(도시하지 않음)으로부터 전력을 공급받는다.As such, the wireless
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 시스템에서 사용하는 자기공진유도 방식은 송신 코일과 수신 코일 사이의 공진에 의하여 에너지의 무선 전송 효율을 극대화시키는 방법이다. 이를 위하여 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성하고 이를 통하여 무선 전력을 송신한다. Magnetic resonance induction method used in the wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention is a method of maximizing the wireless transmission efficiency of energy by the resonance between the transmitting coil and the receiving coil. To this end, a resonance channel is formed between the wireless
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력공급 장치(100)는 적어도 두 개의 코일(160, 170)을 포함하고 있어, 두 개의 코일(160, 170)을 통하여 무선전력을 송신함으로써 무선 전력송신의 효율을 높이고자 한다. 그런데, 무선 충전기기의 위치에 따라 두 개의 코일(160, 170)로부터 송신되는 무선 전력의 위상이 달라지며, 이에 따라 두 개의 코일(160, 170)로부터 송신되는 무선 전력이 중첩되어 서로 상쇄 또는 보강되는 효과가 나타날 수 있다. Wireless
이 때 무선 전력의 위상은 코일에 인가되는 전류 또는 전압의 위상을 나타내며, 전압의 위상을 변화시키는 것이 바람직하다. At this time, the phase of the wireless power represents the phase of the current or voltage applied to the coil, and it is preferable to change the phase of the voltage.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 장치의 두 개의 코일로부터 발생하는 무선 전력의 위상을 나타내는 그래프이다. 도 3의 (a)는 코일 1(160)로부터 전송되는 무선 전력의 위상을 나타내고, 도 3의 (b)는 코일 2(170)로부터 전송되는 무선 전력의 위상을 나타낸다. 3 is a graph showing the phase of the wireless power generated from the two coils of the wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 (a) shows the phase of the wireless power transmitted from the coil 1 (160), and (b) of FIG. 3 shows the phase of the wireless power transmitted from the coil 2 (170).
이에 따라, 하나의 코일의 위상을 고정시키고, 다른 하나의 코일의 위상을 점차적으로 변경하면서 전체 무선전력의 레벨이 최대가 되도록 위상을 제어한다. 예를 들어 코일 1(160)의 위상은 고정한 채로, 코일 2(170)의 위상을 변경할 수 있다. Accordingly, the phase of one coil is fixed and the phase is controlled such that the level of the total wireless power is maximized while gradually changing the phase of the other coil. For example, while the phase of the coil 1 160 is fixed, the phase of the coil 2 170 may be changed.
최적 위상을 도출하기 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들어 bisection method와 같은 대수적인 방법을 사용할 수 있다. Various methods can be used to derive the optimal phase, for example, algebraic methods such as the bisection method can be used.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력전송 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
도 4에 나타난 바와 같이, 먼저 무선 전력전송 장치(100) 측에서 전력을 전송하면(S110), 무선 충전기기(200)는 이를 수신하여(S212), 수신된 전력의 레벨을 측정하고(S214), 측정된 수신 전력 레벨을 무선 전력전송 장치(100)로 송신한다(S216).As shown in FIG. 4, first, when power is transmitted from the wireless power transmission apparatus 100 (S110), the
무선 전력전송 장치(100)는 무선 충전기기(200)로부터 전력 레벨을 수신하여 저장한다(S118).The wireless
다음, 수신값과 이미 저장되어 있는 기존의 전력 레벨 값의 차이가 미리 정한 기준치(ε) 이하인지를 판단한다(S120).Next, it is determined whether the difference between the received value and the existing power level value already stored is equal to or less than a predetermined reference value ε (S120).
S120 단계의 판단 결과 수신값과 기존값의 차이가 기준치 이하인 경우라면(S120의 "예"), 최적 위상에 근접한 것으로 판단할 수 있으므로, 더 이상 위상을 변화시키지 않고 전력 전송을 계속한다(S110).If the difference between the received value and the existing value is less than the reference value as a result of the determination in step S120 ("Yes" in S120), it may be determined that it is close to the optimum phase, the power transmission is continued without changing the phase any more (S110). .
반대로, S120 단계의 판단 결과 수신값과 기존값의 차이가 기준치를 넘는 경우에는(S120의 "아니오"), 위상 변화에 따라 수신 전력이 큰 폭으로 변화하는 것으로 볼 수 있으므로, 수신 전력을 최대화하는 방향으로 위상을 제어하며, 위상 제어의 방향을 결정하기 위하여 수신값과 기존값을 비교한다(S122). On the contrary, if the difference between the received value and the existing value exceeds the reference value as a result of the determination of step S120 (“No” in S120), the received power may be considered to change significantly according to the phase change, thus maximizing the received power. The phase is controlled in the direction, and the received value and the existing value are compared to determine the direction of the phase control (S122).
S122 단계의 비교 결과, 수신값이 기존값 이상인 경우(S122의 "예")에는, 코일 2(170)의 위상에 일정값을 더하여(S124) 새로운 위상을 도출한다(S128). 위상에 일정값을 더한다는 것은 현재 위상을 변화시키고 있는 방향(진행방향)으로 위상을 변화시키는 것을 의미한다.As a result of the comparison in step S122, when the received value is equal to or greater than the existing value (YES in S122), a predetermined value is added to the phase of the coil 2 170 (S124) to derive a new phase (S128). Adding a certain value to the phase means changing the phase in the direction in which the current phase is changing (progression direction).
반대로, 수신값이 기존값보다 적은 경우(S122의 "아니오")에는, 코일 2(170)의 위상으로부터 일정값을 제하여(S126) 새로운 위상을 도출한다(S128). 위상으로부터 일정값을 제한다는 것은 진행방향과 반대방향으로 위상을 변화시키는 것을 의미한다. On the contrary, when the received value is smaller than the existing value (NO in S122), a new value is derived by subtracting a predetermined value from the phase of the coil 2 170 (S126) (S128). Subtracting a certain value from the phase means changing the phase in a direction opposite to the traveling direction.
이와 같이 도출한 위상을 기반으로 위상 제어 신호 생성부(130)는 위상 제어 신호를 생성하고(S130), 이를 위상 제어부 2(150)로 전달하며(132), 이에 따라 위상이 제어된 무선 전력이 코일 2(170)를 통하여 다시 전송된다(S110).The phase
이와 같이 위상을 점차적으로 변화시키면서 수신전력의 레벨을 측정하여 최적 수신 레벨을 찾고 최적 수신 레벨의 위상을 갖는 무선 전력을 송신함으로써 무선 전력전송의 효율을 높일 수 있다. 즉, 일종의 빔포밍과 같은 효과를 얻을 수 있다. As such, the efficiency of wireless power transmission can be improved by measuring the level of the received power while gradually changing the phase to find the optimal reception level and transmitting the wireless power having the phase of the optimal reception level. That is, an effect similar to a kind of beamforming can be obtained.
상술한 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 무선 충전기기만을 대상으로 충전하는 것으로 나타내었지만, 두 개 이상의 무선 충전기기를 대상으로 본 발명의 방법을 적용하는 것도 가능하다. 즉, 두 개 이상의 무선 충전기기를 대상으로 충전하는 경우, 두 개 이상의 무선 충전기기로부터 수신 전력레벨을 수신하여 두 개 이상의 무선 충전기기에 대한 무선전력 수신레벨의 합이 최대가 되도록 위상을 조절하여 전체 무선 전력전송 시스템의 무선 충전 효율을 높일 수 있다. In the above-described embodiment is shown to charge only one wireless charger for convenience of description, it is also possible to apply the method of the present invention to two or more wireless chargers. In other words, when charging two or more wireless chargers, by receiving the received power level from the two or more wireless chargers to adjust the phase so that the sum of the wireless power reception level for the two or more wireless chargers to maximize the total wireless Wireless charging efficiency of the power transmission system can be improved.
또한, 상술한 실시예에서는 하나의 코일의 위상을 고정시키고 bisection method에 따라 다른 하나의 코일의 위상을 변경시키면서 최적 위상을 도출하는 방법을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이와 같이 하여야 하는 것이 아님은 물론이다. 수신 전력레벨의 최대값을 찾기 위해서는 bisection method 외의 다른 여러가지 알고리듬을 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 두 코일의 위상을 모두 변화시킬 수도 있다.In addition, in the above-described embodiment, the method of deriving the optimum phase while fixing the phase of one coil and changing the phase of the other coil according to the bisection method has been described as an example. . Various algorithms other than the bisection method can be used to find the maximum value of the received power level. If necessary, the phases of both coils can be changed.
또한, 역시 설명의 편의를 위하여 상술한 실시예에서는 두 개의 코일을 사용하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 세 개 이상의 코일을 사용할 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다. In addition, for the convenience of description, the above-described embodiment has been described using two coils as an example, but it will be apparent to those skilled in the art that three or more coils may be used.
이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. While the invention has been described in terms of the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will include such modifications and variations as long as they fall within the spirit of the invention.
100: 무선 전력전송 장치 200: 무선 충전기기
110: 통신부 120: 최적 위상 도출부
130: 위상 제어 신호 생성부 140, 150: 위상 제어부
160, 170: 코일 100: wireless power transmission device 200: wireless charging device
110: communication unit 120: optimum phase derivation unit
130: phase control
160, 170: coil
Claims (8)
상기 무선 충전기기와 통신할 수 있는 통신부와,
상기 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 신호를 송신하기 위하여 주파수 매칭된 신호를 송신하는 두 개 이상의 코일을 포함하며,
상기 통신부는 상기 무선 충전기기로부터 상기 무선 전력송신 장치에 의해 수신된 수신 전력레벨 정보를 수신하고,
상기 두 개 이상의 코일은 상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 최적화된 위상을 갖는 신호를 각각 송신하는 무선 전력전송 장치.A wireless power transmitter for transmitting power by a magnetic resonance induction method to an external wireless charger,
A communication unit capable of communicating with the wireless charger;
At least two coils for transmitting a frequency matched signal for transmitting a signal in a magnetic resonance induction method to the wireless charger,
The communication unit receives the received power level information received by the wireless power transmitter from the wireless charger,
The at least two coils each transmit a signal having an optimized phase based on the received power level information.
상기 통신부에 의해 수신한 상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 최적 위상을 도출하는 최적 위상 도출부와,
상기 최적 위상 도출부에 의해 도출된 상기 최적 위상에 대응하는 위상 제어신호를 생성하는 위상 제어신호 생성부와,
상기 위상 제어신호 생성부에 의해 생성된 상기 위상 제어신호에 따라 상기 두 개 이상의 코일의 위상을 각각 제어하는 두 개 이상의 위상 제어부를 더 포함하는 무선 전력전송 장치.The method of claim 1,
An optimum phase derivation unit for deriving an optimum phase based on the received power level information received by the communication unit;
A phase control signal generation unit generating a phase control signal corresponding to the optimum phase derived by the optimum phase deriving unit;
And at least two phase controllers respectively controlling phases of the at least two coils according to the phase control signal generated by the phase control signal generator.
상기 수신 전력레벨 정보를 기반으로 bisection method를 사용하여 상기 최적 위상을 도출하는 무선 전력전송 장치.The method of claim 2, wherein the optimum phase derivation unit,
Wireless power transmission apparatus for deriving the optimal phase by using a bisection method based on the received power level information.
상기 두 개 이상의 코일에 인가되는 전류 또는 전압의 위상을 제어하는 것인 무선 전력전송 장치.The method of claim 2, wherein the phase control unit,
Wireless power transmission apparatus for controlling the phase of the current or voltage applied to the two or more coils.
두 개 이상의 코일을 통하여 상기 외부의 무선 충전기기로 자기공진유도 방식으로 신호를 송신하기 위하여 주파수 매칭된 신호를 송신하는 단계와,
상기 무선 충전기기로부터 상기 무선 충전기기로 수신된 무선 전력 레벨 값을 수신하고, 수신한 상기 무선 전력 레벨 값(이하, "수신 레벨 값")을 저장하는 단계와,
상기 수신 레벨 값을 기 저장된 기존 레벨 값과 비교하는 단계와,
상기 비교하는 단계의 비교 결과에 따라 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상을 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력송신 장치의 전력전송 방법.A power transmission method of a wireless power transmitter for transmitting power in a magnetic resonance induction method to an external wireless charger,
Transmitting a frequency matched signal to transmit a signal in a magnetic resonance induction manner to the external wireless charger through two or more coils;
Receiving a wireless power level value received from the wireless charger by the wireless charger, and storing the received wireless power level value (hereinafter referred to as "receive level value");
Comparing the reception level value with a previously stored existing level value;
And controlling a phase of a signal transmitted through at least one of the two or more coils according to the comparison result of the comparing step.
상기 수신 레벨 값이 상기 기존 레벨 값 이상인 경우에는 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상에 일정값을 더하여 새로운 위상을 도출하는 단계와,
상기 수신 레벨 값이 상기 기존 레벨 값보다 적은 경우에는 상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일을 통해 송신하는 신호의 위상으로부터 상기 일정값을 제하여 새로운 위상을 도출하는 단계를 포함하는 무선 전력송신 장치의 전력전송 방법.The method of claim 5, wherein the controlling step,
Deriving a new phase by adding a predetermined value to a phase of a signal transmitted through at least one of the two or more coils when the reception level value is greater than or equal to the existing level value;
And when the reception level value is less than the existing level value, deriving a new phase by subtracting the predetermined value from a phase of a signal transmitted through at least one of the two or more coils. Power transmission method.
두 개 이상의 상기 무선 충전기기로부터 상기 수신 레벨 값을 수신하고 저장하는 것인 무선 전력송신 장치의 전력전송 방법.The method of claim 5, wherein in the receiving and storing step,
And receiving and storing the reception level values from two or more of the wireless chargers.
상기 두 개 이상의 코일 중 적어도 하나의 코일에 인가되는 전류 또는 전압의 위상을 제어하는 것인 무선 전력송신 장치의 전력전송 방법.
The method of claim 5, wherein in the controlling step,
And controlling a phase of a current or voltage applied to at least one of the two or more coils.
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