KR20130106706A - Apparatus for wireless charger capable of searching receive coil and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유도 결합을 이용한 무접점 충전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 구비한 무접점 충전 패드 상에 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하여 최적의 효율로 무접점 충전이 가능하도록 하는 수전 코일의 위치 탐색이 가능한 무접점 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless charging device using inductive coupling, and more particularly, to search for the position of a power receiving coil located on a contactless charging pad having a feeding coil array in which a plurality of feeding coils are arranged. A contactless charging device capable of locating a power receiving coil to enable contactless charging and a control method thereof.
일반적으로 이동통신단말, PDA 등과 같은 휴대형 전자기기에는 충전 가능한 이차전지를 내장한 배터리가 장착되어 전원을 제공한다. 이차전지를 충전하기 위해서는 가정용 상용 전원을 적절한 전압으로 조정하여 휴대형 전자기기에 공급하는 별도의 충전장치가 필요하다. 통상적으로, 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉단자가 구성되어 있어서, 두 접촉단자를 서로 접속시키는 것에 의해 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.In general, portable electronic devices such as mobile communication terminals and PDAs are equipped with a battery having a rechargeable secondary battery to provide power. In order to charge the secondary battery, a separate charging device for supplying the portable commercial electronic device with a suitable commercial power source is required. Typically, the charging device and the battery are each provided with a separate contact terminal on the outside, thereby electrically connecting the charging device and the battery by connecting the two contact terminals to each other.
그러나, 이와 같이 접촉단자가 외부에 돌출되면, 미관상 좋지 않고 접촉단자가 외부의 이물질에 오염되어 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다. 또한, 사용자의 부주의로 배터리에 단락이 발생하거나 습기에 노출되면, 충전에너지가 쉽게 소실될 수 있다.However, if the contact terminal protrudes to the outside as described above, there is a problem that the appearance is not good and the contact terminal is contaminated with the foreign substance and the contact state is easily deteriorated. Further, when a short circuit occurs to the battery due to carelessness of the user or exposure to moisture, the charging energy can be easily lost.
이러한 접촉식 충전방식의 문제점을 해결하기 위하여, 1차 코일(급전코일)을 구비한 충전장치와, 2차 코일(수전코일)을 구비한 배터리 간의 유도 결합을 이용하여 비접촉 방식으로 배터리를 충전하는 무접점 충전 시스템이 제안되었다. 이와 관련된 기술로는 대한민국 공개특허공보 제2002-57468호, 대한민국 공개특허공보 제2002-57469호, 대한민국 등록특허공보 제428,713호, 대한민국 공개특허공보 제2002-35242호, 미국 공개특허 제2003/0,210,106호 등에 개시된 비접촉식 충전 시스템을 들 수 있다.In order to solve the problem of the contact charging method, the non-contact method of charging the battery using an inductive coupling between the charging device having a primary coil (feed coil) and the battery having a secondary coil (hydraulic coil). A contactless charging system has been proposed. As related technologies, Republic of Korea Patent Publication No. 2002-57468, Republic of Korea Patent Publication No. 2002-57469, Republic of Korea Patent Publication No. 428,713, Republic of Korea Patent Publication No. 2002-35242, United States Patent Publication No. 2003 / 0,210,106 And the non-contact charging system disclosed in the call.
그러나, 상술한 종래의 무접점 충전 시스템의 경우, 1차 코일과 2차 코일 사이의 위치 관계(positional relationship)에 따라 충전 효율이 좌우되는 단점을 가지게 된다. 즉, 1차 코일과 2차 코일 사이에 위치 어긋남(positional offset)이 존재하면, 2차 코일에 유도기전력이 충분히 유기되지 않기 때문에 유접점 충전 시스템에 비해 충전 효율이 매우 떨어지게 된다. 따라서, 사용자는 2차 코일이 내장된 휴대형 전자기기나 배터리팩을 충전모체상의 최적의 위치에 놓을 수 있도록 노력해야만 한다.However, the above-described conventional contactless charging system has a disadvantage in that the charging efficiency depends on the positional relationship between the primary coil and the secondary coil. That is, if there is a positional offset between the primary coil and the secondary coil, the charging efficiency is very low compared to the contact point charging system because the induced electromotive force is not sufficiently induced in the secondary coil. Therefore, the user should try to put the portable electronic device or battery pack with the secondary coil in the optimum position on the charging matrix.
이러한 문제를 해소하기 위해서, 2차 코일의 위치나 방향과 무관하게 높은 충전 효율을 보장할 수 있도록 1차 코일의 배치 패턴을 변환시키는 노력들이 수행 되었다.In order to solve this problem, efforts have been made to convert the arrangement pattern of the primary coil to ensure high charging efficiency regardless of the position or direction of the secondary coil.
대한민국 등록특허 제 524,254 호(이하, 254'호 특허로 약칭한다)는 무선 충전용 패드(1차측 충전모체)상에 코발트 계열 또는 페라이트 재질의 소형 코어를 다수개 붙인 평판 코어상에 일정 패턴을 가진 코일을 형성한 코어블록을 배치한 무접점 충전 시스템을 개시하고 있다.Republic of Korea Patent No. 524,254 (hereinafter abbreviated as 254 'patent) has a certain pattern on a flat plate core, which has a plurality of small cores made of cobalt-based or ferrite on a wireless charging pad (primary charging matrix). Disclosed is a contactless charging system in which a core block having a coil is disposed.
그러나, 상기 254'호 특허와 같이 1차 코일과 2차 코일간의 위치 어긋남을 보상하기 위해서, 충전모체의 동일 평면상에 다수개의 코일을 교호적으로 또는 병렬로 배치하는 것은 단일한 코일을 이용하는 경우에 비해 에너지 낭비가 과도하다는 문제점을 갖게 된다.However, in order to compensate for the positional misalignment between the primary coil and the secondary coil as in the 254 'patent, it is necessary to arrange multiple coils alternately or in parallel on the same plane of the charging matrix when using a single coil. Compared to the energy waste is excessive.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이와 수전 코일의 유도 결합을 이용한 무접점 충전 장치에 있어서, 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 탐색된 위치의 급전 코일을 통해 무접점 충전이 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 최적의 효율로 무접점 충전이 가능하면서도 에너지 낭비를 최소화시킬 수 있는 수전 코일의 위치 탐색이 가능한 무접점 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, in the contactless charging device using an inductive coupling of the power supply coil array and the power receiving coil array of a plurality of feed coils, the position of the power receiver coil arbitrarily located And a contactless charging device capable of searching the position of the faucet coil which can be contactlessly charged with optimum efficiency while minimizing energy waste by configuring the contactless charging through the feed coil of the searched position. And a control method thereof.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무접점 충전 장치는, 배터리 장치에 내장된 수전 코일과 자기적으로 결합되어 충전 전력을 유도하는 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 포함하는 무접점 충전 패드; 및 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비적으로 구동시키고, 각 급전 코일의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력을 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 전달하는 무접점 충전 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.A contactless charging device according to the present invention for achieving the above technical problem, a contactless including a power supply coil array in which a plurality of feed coils are magnetically coupled to the power receiving coil embedded in the battery device to induce charging power A charging pad; And preliminarily driving each of the feed coils of the feed coil array, and monitor charging power induced according to the preliminary driving of each feed coil to search for a position of the power receiving coil arbitrarily positioned on the contactless charging pad. And a contactless charging module configured to drive only a power supply coil corresponding to a predetermined position to deliver charging power to the battery device in a contactless manner.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈은, 상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 공급받은 전원을 무접점 충전에 필요한 고주파 교류전류로 생성하는 고주파 전력 발생부; 상기 고주파 전력 발생부로부터 생성된 고주파 교류전류를 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 선택적으로 인가하는 코일 구동 회로부; 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일의 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 검출하여 출력하는 충전 전력 검출부; 및 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비적으로 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시키는 제어부를 포함하여 구성된다.Preferably, the contactless charging module, the power supply for receiving a commercial AC power to convert the DC power supply; A high frequency power generation unit generating the power supplied from the power supply unit as a high frequency AC current required for contactless charging; A coil driving circuit unit selectively applying high frequency AC current generated from the high frequency power generator to each of the feed coils of the feed coil array; A charging power detector configured to detect and output an intensity of charging power induced by driving each of the feeding coils of the feeding coil array; And preliminarily driving the respective feeding coils of the feeding coil array by controlling the coil driving circuit unit, and monitoring the strength of the charging power of each feeding coil detected by the charging power detector to randomly locate the contactless charging pad. And a control unit for searching the position of the power receiving coil and driving only the power feeding coil corresponding to the found position.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우, 해당 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치하는 것으로 탐색한다.Preferably, the controller of the contactless charging module controls the coil driving circuit to pre-drive each feeding coil of the feeding coil array, and the intensity of the charging power of each feeding coil detected by the charging power detector is at a predetermined level. When exceeding, it searches to locate the said receiving coil in the position of the said power supply coil.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색한다.Preferably, the controller of the contactless charging module controls the coil driving circuit to pre-drive each feeding coil of the feeding coil array, and compares the strength of the charging power of each feeding coil detected by the charging power detector with each other. The power receiving coil is located at the position of the power feeding coil having the maximum charging power.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 대해 중심 급전 코일과 상기 중심 급전 코일에 인접한 주변 급전 코일들로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하여 제어한다.Preferably, the control unit of the contactless charging module, for each of the feed coils of the feed coil array grouped into a center feed coil and peripheral feed coils adjacent to the center feed coil divided into at least one feed coil block to control do.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 중심 코일의 충전 전력이 최대값인 경우 중심 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색한다.Preferably, the control unit of the contactless charging module, by selecting any of the power supply coil block from the power supply coil block, and controls the coil drive circuit unit to pre-drive the center feed coil and peripheral feed coils of the feed coil block sequentially When the charging power of the center coil is the maximum value, the receiving coil is located at the position of the center feeding coil by comparing the strengths of the charging power of the center feeding coil and the surrounding feeding coils detected by the charging power detector.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 주변 급전 코일 중에서 상기 중심 급전 코일의 값보다 큰 값이 있는 경우, 해당 급전 코일 블록 내에서의 충전 전력의 세기가 최대인 급전 코일을 새로운 중심 급전 코일로 재지정하고, 재지정된 중심 급전 코일에 인접한 주변 급전 코일들이 새로운 주변 급전 코일로 구성되는 가상의 급전 코일 블록을 형성한다.Preferably, the control unit of the contactless charging module, by selecting any of the power supply coil block from the power supply coil block, and controls the coil drive circuit unit to pre-drive the center feed coil and peripheral feed coils of the feed coil block sequentially When there is a value greater than the value of the center feed coil among the surrounding feed coils by comparing the strengths of the charging powers of the center feed coils and the surrounding feed coils detected by the charging power detector, charging in the corresponding feed coil block The feed coil with the maximum power strength is redirected to a new center feed coil, and the peripheral feed coils adjacent to the redirected center feed coil form a virtual feed coil block composed of the new peripheral feed coils.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 중심 급전 코일 또는 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력이 최대값인 경우에 도달할 때까지 지속한다.Preferably, the controller of the contactless charging module continues until the charging power of the center feeding coil or the redesignated center feeding coil reaches a maximum value.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 블록들의 모든 중심 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 충전 전력의 세기를 비교하여 최대값을 나타내는 중심 급전 코일의 해당 급전 코일 블록에서 수전 코일의 탐색을 시작한다.Preferably, the controller of the contactless charging module is configured to pre-drive all of the center feed coils of the feed coil blocks and compare the intensity of the charge power detected by the charge power detector to display a corresponding feed of the center feed coil having a maximum value. The search for the faucet coil in the coil block begins.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 블록들의 모든 중심 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 충전 전력의 세기를 비교하여 소정 레벨 이상을 나타내는 중심 급전 코일의 해당 급전 코일 블록에서 수전 코일의 탐색을 시작한다.Preferably, the controller of the contactless charging module is configured to pre-drive all of the center feed coils of the feed coil blocks, and compare the intensity of the charge power detected by the charge power detector to display a corresponding level or more of the center feed coil. The search for the power receiving coil in the feed coil block starts.
바람직하게, 상기 무접점 충전 모듈의 제어부는, 상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 비교하여 해당 급전 코일 블록 내에서의 모든 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨 이하인 경우, 새로운 급전 코일 블록을 수전 코일 탐색을 위한 급전 코일 블록으로 선택한다.Preferably, the control unit of the contactless charging module, by selecting any of the power supply coil block from the power supply coil block, and controls the coil drive circuit unit to pre-drive the center feed coil and peripheral feed coils of the feed coil block sequentially When the strength of the charging power of all the feeding coils in the corresponding feeding coil block is less than or equal to a predetermined level by comparing the strength of the charging power of the center feeding coil and the surrounding feeding coils detected by the charging power detecting unit, a new feeding coil block is determined. It is selected as a feed coil block for searching for a receiving coil.
바람직하게, 상기 급전 코일 어레이는 다수의 급전 코일들이 서로 지그-재그(Zig-Zag) 형태로 엇갈리게 배열된다.Preferably, the feed coil array includes a plurality of feed coils arranged in a staggered manner in a zigzag form.
바람직하게, 상기 급전 코일 어레이는 다수의 급전 코일들이 매트릭스 형태로 배열된다.Preferably, the feed coil array has a plurality of feed coils arranged in a matrix form.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무접점 충전 제어 방법은, 배터리 장치에 내장된 수전 코일과 자기적으로 결합되어 충전 전력을 유도하는 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 포함하는 무접점 충전 패드를 이용한 무접점 충전 제어 방법에 있어서, (a) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동하는 단계; (b) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하는 단계; 및 (c) 상기 수전 코일이 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A contactless charging control method according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a feed coil array in which a plurality of feed coils are magnetically coupled to the power receiving coil embedded in the battery device to induce charging power; A contactless charging control method using a contactless charging pad comprising: (a) pre-driving each of the feeding coils of the feeding coil array; (b) searching the position of the power receiving coil arbitrarily located on the contactless charging pad by monitoring the intensity of the charging power induced by the preliminary driving of each feeding coil of the feeding coil array; And (c) driving only a power supply coil corresponding to a position where the power receiving coil is found to supply charging power to the battery device in a contactless manner.
바람직하게, 상기 (b) 단계는, 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우, 해당 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색한다.Preferably, in the step (b), when the detected intensity of the charging power of each of the power supply coils exceeds a predetermined level, the power receiver coil is located at the position of the power supply coil.
바람직하게, 상기 (b) 단계는, 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색한다.Preferably, the step (b) compares the strengths of the charging power of each of the detected power feeding coils with each other and searches for the position of the power receiving coil at the position of the power feeding coil having the maximum charging power.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무접점 충전 제어 방법은, 배터리 장치에 내장된 수전 코일과 자기적으로 결합되어 충전 전력을 유도하는 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 포함하는 무접점 충전 패드를 이용한 무접점 충전 제어 방법에 있어서, (a) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 대해 중심 급전 코일과 상기 중심 급전 코일에 인접하는 주변 급전 코일들로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하고, 상기 급전 코일 블록별로 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동하는 단계; (b) 상기 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들이 순차적으로 예비 구동됨에 따라 충전 전력이 검출되는지 여부를 모니터링하는 단계; (c) 상기 급전 코일 블록의 급전 코일에서 충전 전력이 검출되면, 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 단계; 및 (d) 상기 수전 코일이 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a contactless charging control method comprising: a power supply coil array including a plurality of power supply coils magnetically coupled to a power receiving coil embedded in a battery device to induce charging power; A contactless charging control method using a contactless charging pad comprising: (a) at least one grouping each of the feed coils of the feed coil array into a center feed coil and peripheral feed coils adjacent to the center feed coil; Dividing the above power feeding coil block and sequentially driving the center feeding coil and the surrounding feeding coil of the feeding coil block for each feeding coil block; (b) monitoring whether charging power is detected as the center feed coil and the surrounding feed coils of the feed coil block are sequentially preliminarily driven; (c) When the charging power is detected in the feeding coil of the feeding coil block, the strength of the charging power of the center feeding coil and the surrounding feeding coils of the feeding coil block is compared with each other and the charging power is at the position of the feeding coil having the maximum value. Searching for where the receiving coil is located; And (d) driving only a power supply coil corresponding to a position where the power receiving coil is found to supply charging power to the battery device in a contactless manner.
바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일이 주변 급전 코일인 경우, (c1) 충전 전력이 최대값인 주변 급전 코일을 중심 급전 코일로 재지정하는 단계; (c2) 상기 재지정된 중심 급전 코일의 주변 급전 코일들을 예비 구동하는 단계; 및 (c3) 상기 주변 급전 코일들의 예비 구동에 따라 검출된 주변 급전 코일의 충전 전력의 세기와 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 단계를 더 포함한다.Preferably, in the step (c), when the power supply coil having the maximum charging power is the peripheral power supply coil by comparing the strength of the charging power of the center power supply coil and the peripheral power supply coils of the power supply coil block with each other, the charging (c1) Reassigning a peripheral feed coil having a maximum power to a center feed coil; (c2) pre-driving peripheral feed coils of the redirected center feed coil; And (c3) comparing the strength of the charging power of the peripheral power supply coil detected with the preliminary driving of the peripheral power supply coils with the intensity of the recharging power of the re-designated center power supply coil to the position of the power supply coil having the maximum charging power. And searching for where the power receiving coil is located.
바람직하게, 상기 (c1) 내지 (c3) 단계는, 상기 중심 급전 코일 또는 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력이 최대값인 경우에 도달할 때까지 지속한다.Preferably, the steps (c1) to (c3) continue until the charging power of the center feed coil or the redesignated center feed coil reaches a maximum value.
본 발명에 따르면, 무접점 충전 패드를 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이로 구성하고, 이를 통해 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고 해당 위치의 급전 코일을 통해 무접점 충전이 진행됨으로써, 최적의 효율로 무접점 충전이 가능하면서도 에너지 낭비를 최소화시킬 수 무접점 충전 장치를 제공할 수 있다. 또한, 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 통해 다수의 휴대형 전자기기를 동시에 무접점 충전하는 것이 가능하다.According to the present invention, the contactless charging pad is configured as a feeder coil array in which a plurality of feeder coils are arranged, thereby searching for a position of a power receiving coil arbitrarily positioned on the contactless charging pad and contactless through a feeder coil of the corresponding position. As charging progresses, it is possible to provide a contactless charging device capable of contactless charging with optimum efficiency and minimizing energy waste. In addition, it is possible to simultaneously contactless charge a plurality of portable electronic devices through a feed coil array in which a plurality of feed coils are arranged.
본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 무접점 충전 장치의 개략적인 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무접점 충전 장치의 개략적인 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 급전 코일 어레이에 대한 식별 방식을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is a schematic use state diagram of a contactless charging device according to the present invention.
2 is a schematic circuit diagram of a contactless charging device according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an identification method for a power feeding coil array according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a procedure of a contactless charging method according to a first embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a procedure of a contactless charging method according to a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a procedure of a contactless charging method according to a third embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a procedure of a contactless charging method according to a fourth embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명에 따른 무접점 충전 장치의 개략적인 사용 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무접점 충전 장치의 개략적인 회로 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 급전 코일 어레이에 대한 식별 방식을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a schematic use state diagram of a contactless charging device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a contactless charging device according to the present invention, and FIG. 3 is an identification of a feed coil array according to the present invention. Figure is for explaining the scheme.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무접점 충전 장치(100)는 배터리 장치(400)에 내장된 수전 코일(410)과 자기적으로 결합되어 충전 전력을 유도하는 다수의 급전 코일(210)이 배열된 급전 코일 어레이(220)를 포함하는 무접점 충전 패드(200)와, 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들을 예비적으로 구동시키고, 각 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력을 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일(210)만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치(400)에 충전 전력을 전달하는 무접점 충전 모듈(300)을 포함한다.1 and 2, the
상기 무접점 충전 패드(200)는 개별적으로 자기장을 발생하는 다수의 급전 코일(210)이 배열된 급전 코일 어레이(220)를 포함한다. 각 급전 코일(210)은 소정 수만큼 반복적으로 권선된 코일로 이루어지며, 무접점 충전 패드(200) 상면으로부터 소정 거리 이격된 지점에 내장된다. 상기 급전 코일(210)의 모양은, 도면에 도시된 바와 같은 원형으로 형성될 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.The
상기 급전 코일 어레이(220)는 종래의 단일로 코일이 이루어지는 경우에 비해, 다수의 급전 코일(210)로 구성되어 있기 때문에 상기 수전 코일(410)과의 위치 정합을 달성하는데 용이하다. 즉, 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 위치한 배터리 장치(400)가 기울어져 놓이더라도 다수의 급전 코일(210) 중 어느 하나가 상기 수전 코일(410)에 위치하게 되므로 코일 간의 위치 어긋남(positional offset)이 발생하지 않는다.Since the power
이와 같은 급전 코일 어레이(220)를 통해, 사용자는 의식적으로 배터리 장치(400)의 수전 코일(410)과 급전 코일(210)의 위치 관계를 고민할 필요가 없기 때문에 사용상의 편리성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 급전 코일 어레이(220)는 도면에 도시된 바와 같은 다수의 급전 코일(210)이 지그-재그(Zig-Zag) 형태로 엇갈리게 배치될 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 코일을 매트릭스 형태로 배치하는 것도 가능하다.Through the power
상기 무접점 충전 모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(310), 고주파 전력 발생부(320), 코일 구동 회로부(330), 충전 전력 검출부(340) 및 제어부(350)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the
상기 전원 공급부(310)는 상용 교류 전원(60Hz, 220V)을 입력받아 직류전원으로 변환하여 고주파 전력 발생부(320)에 공급한다.The
상기 고주파 전력 발생부(320)는 상기 전원 공급부(310)로부터 공급받은 전원을 무접점 충전에 필요한 고주파 교류전류로 변환하여 생성하고, 생성된 고주파 교류전류를 상기 코일 구동 회로부(330)를 매개로 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)에 전달하여 각 급전 코일(210)이 수전 코일(410)과 자기적으로 커플링되었을 때 충전 전력이 유기될 수 있도록 한다. 이렇게 유기되는 충전 전력의 무선 전달을 통해 무접점으로 상기 배터리 장치(400)에 충전 전력을 전달할 수 있게 되는 것이다.The high frequency
상기 코일 구동 회로부(330)는 상기 고주파 전력 발생부(320)로부터 생성된 고주파 교류전류를 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들에 선택적으로 인가하는 기능을 수행한다. 즉, 코일 구동 회로부(330)는 제어부(350)로부터 선택 명령을 전달받고, 이 선택 명령이 지시하는 급전 코일(210)로 상기 고주파 교류전류를 인가하게 된다. 예를 들어, 상기 코일 구동 회로부(330)는 상기 고주파 전력 발생부(320)와 급전 코일 어레이(220) 사이에 위치하는 일종의 스위칭 회로로서 제어부(350)에 의해 선택된 급전 코일(210)과 고주파 전력 발생부(320) 사이를 전기적으로 연결한다.The coil
상기 충전 전력 검출부(340)는 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)에 고주파 교류전류가 인가되고, 해당 위치에 수전 코일(410)이 위치하였을 때 급전 코일(210)과 수전 코일(410)이 자기적으로 커플링되어 급전 코일(210)에서 유기되는 충전 전력의 세기를 검출하여 출력하는 기능을 수행한다.The charging
상기 제어부(350)는 일종의 마이크로 프로세서로서 무접점 충전 모듈(300)의 구성 요소 전반을 제어하며, 특히 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들을 예비적으로 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부(340)에서 검출된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일(210)만을 구동시키는 프로세스 처리를 통해 상기 배터리 장치(400)로의 무접점 충전 과정을 제어한다.The
상기 제어부(350)는 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하는 수전 코일 탐색 모드와, 탐색된 수전 코일(410)의 위치에 대응되는 급전 코일(210)을 통해 상기 배터리 장치(400)에 무접점으로 충전 전력을 전달하는 충전 모드로 구분하여 무접점 충전 모듈(300)의 각 구성 요소를 전반적으로 제어한다.The
상기 수전 코일 탐색 모드에서 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부(340)에서 검출된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색한다. 여기서, 급전 코일의 예비 구동은 상기 급전 코일(210)에 고주파 교류전류를 예비적으로 인가하여 해당 급전 코일(210)과 자기적으로 커플링되는 수전 코일(410)이 있는지를 확인하기 위한 동작으로, 해당 급전 코일(210) 주변에 수전 코일(410)이 위치되었다고 가정하였을 때, 고주파 교류전류가 인가된 급전 코일(210)은 수전 코일(410)과 자기적으로 커플링되어 충전 전력이 유기되게 된다. 이렇게 급전 코일(210)에서 유기되는 충전 전력의 세기를 모니터링하는 것을 통해 수전 코일 탐색 모드에서는 수전 코일(410)의 위치를 탐색할 수 있는 것이다.In the power receiving coil search mode, the
일 예로, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 도 2에 도시된 각 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)의 순서에 따라 차례대로 급전 코일(210)을 예비 구동시키면서, 각 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 각 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)와 함께 내부 메모리(미도시)에 임시 저장한다. 그리고, 급전 코일 어레이(220)의 모든 급전 코일(210)에 대한 예비 구동과 충전 전력 세기 검출이 완료되면, 각 급전 코일(210)의 충전 전력 세기를 비교하여 수전 코일(410)의 위치를 탐색한다. For example, the
이 때, 수전 코일(410)의 위치 탐색은 상기 충전 전력 검출부(340)에서 검출된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우를 선별하고, 소정 레벨을 초과하는 충전 전력을 갖는 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색하거나, 상기 충전 전력 검출부(340)에서 검출된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 상대적으로 큰 충전 전력을 갖는 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색하거나, 상기 충전 전력 검출부(340)에서 검출된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색할 수 있다. 이러한 탐색 방식은 상기 급전 코일 어레이(220)의 배열 크기 즉, 구성된 급전 코일(210)의 개수나 용량에 따라 적합한 방식을 이용할 수 있다.At this time, the position search of the
다른 예로, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 도 2에 도시된 각 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48) 중 임의의 순서로 급전 코일(210)을 예비 구동시키면서, 각 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력이 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출되는지 여부를 확인하다가 충전 전력이 검출되면, 최초로 충전 전력이 검출된 급전 코일(210)을 중심 급전 코일(210)로 지정하고, 중심 급전 코일(210)의 충전 전력 세기 값을 코일번호(#1 ~ #48)와 함께 내부 메모리(미도시)에 임시 저장한다. 그리고, 중심 급전 코일(210)과 인접하는 주변 급전 코일(210)들에 대해서만 순차적으로 예비 구동시키고, 충전 전력의 세기를 검출하여 상기 중심 급전 코일(210)의 충전 전력 세기와 주변 급전 코일(210)들의 충전 전력 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)을 확인하고, 최대값인 급전 코일(210)이 앞서의 중심 급전 코일(210)인 경우 해당 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색하고, 최대값인 급전 코일(210)이 앞서의 중심 급전 코일(210)이 아닌 경우, 다시 최대값인 급전 코일(210)을 중심 급전 코일(210)로 재지정하여 상기한 과정을 재차 거치게 된다. 이러한 과정은 중심 급전 코일(210)이 최대값을 갖는 급전 코일이 될 때까지 반복적으로 수행할 수 있다.As another example, the
한편, 상술한 실시 예의 경우, 상기 제어부(350)가 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들을 도 2에 도시된 코일번호(#1 ~ #48)로 구분하여 제어하는 것으로 설명되었다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제어부(350)는 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들에 대해 일정 개수로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하여 제어할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(350)는 전체 48개의 급전 코일(210)들을 5개의 급전 코일 블록(B)으로 그룹화하고, 그룹화된 각 급전 코일 블록(B)은 중심 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#0, B2-#0, B3-#0, B4-#0, B5-#0)과 이 중심 급전 코일(210)에 인접하는 주변 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#1~#6, B2-#1~#6, B3-#1~#6, B4-#1~#6, B5-#1~#6)로 구분하여 제어할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that the
이와 같은 실시예에서의 수전 코일 탐색 모드에서는, 또 다른 예로서, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 급전 코일 블록별로 도 3에 도시된 블록번호(B1 ~ B5) 순서에 따라 차례대로 급전 코일 블록(B)을 예비 구동시키면서, 각 급전 코일 블록(B)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력의 세기 값을 각 급전 코일 블록(B)의 블록번호(B1 ~ B5)와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다.In the power receiving coil search mode in this embodiment, as another example, the
이 때, 각 급전 코일 블록(B)의 예비 구동은 구성된 모든 급전 코일들을 동시에 예비 구동시키거나, 구성된 급전 코일들 중 선택된 어느 하나 예컨대, 도 3에서의 중심 급전 코일의 코일번호(B1-#0, B2-#0, B3-#0, B4-#0, B5-#0)들만을 대표적으로 예비 구동시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우, 전체 급전 코일(210)들을 모두 탐색하지 않더라도 대표되는 급전 코일(210) 또는 그룹화된 영역의 급전 코일(210)들을 탐색하는 것을 통해 개략적으로 수전 코일(410)의 위치를 추정할 수 있게 된다.At this time, the preliminary driving of each feed coil block (B) pre-drives all configured feed coils at the same time, or any one selected from the configured feed coils, for example, the coil number (B1- # 0) of the center feed coil in FIG. , B2- # 0, B3- # 0, B4- # 0, and B5- # 0) may be representatively pre-driven. In such a case, the position of the
그리고 나서, 모든 급전 코일 블록(B)에 대한 예비 구동과 충전 전력 세기 검출이 완료되면, 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 한하여 구성된 급전 코일(210)들을 예비 구동시키고, 충전 전력의 세기를 검출하여 해당 급전 코일 블록(B)의 각 급전 코일(210)들의 충전 전력 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색한다.Then, when the preliminary driving and the detection of the charging power intensity of all the power supply coil blocks B are completed, the power supply coils 210 configured only for the power supply coil block B from which the charging power is detected are preliminarily driven, The
또 다른 예로서, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 급전 코일 블록별로 도 3에 도시된 블록번호(B1 ~ B5) 중 임의의 순서로 급전 코일 블록(B)에 구성된 급전 코일(210)들을 순차적으로 예비 구동시키면서, 각 급전 코일 블록(B)별로 구성된 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력이 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출되는지 여부를 확인하다가 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록이 확인되면, 해당 급전 코일 블록(B)의 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색한다.As another example, the
한편, 최대값인 급전 코일(210)이 급전 코일 블록(B)의 외곽 쪽에 위치한 경우, 해당 급전 코일(210)의 주변 급전 코일(210)들을 추가적으로 예비 구동시키면서, 주변 급전 코일(210)의 충전 전력 세기와 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)을 재확인하고, 최대값인 급전 코일(210)이 급전 코일 블록(B)의 중심부에 위치할 때까지 반복적으로 수행하여 보다 정확하게 수전 코일(410)의 위치를 탐색할 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, when the
다음으로, 본 발명에 따른 무접점 충전 장치를 통한 무접점 충전 방법에서 수전 코일의 탐색 방법의 실시 형태를 설명한다. 설명의 편의를 위해서 본 실시예의 무접점 충전 장치(100)가 도 2과 같은 코일 어레이 구조(48개의 급전 코일이 지그-재그 구조로 배열된 형태)를 갖고, 이 무접점 충전 장치(100)의 무접점 충전 패드(200) 상에 임의의 위치로 수전 코일(410)이 내장된 배터리 장치(400)가 놓여진다고 가정한다.Next, an embodiment of a search method of a power receiving coil in a contactless charging method through a contactless charging device according to the present invention will be described. For convenience of description, the
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.4 and 5 are flowcharts illustrating the procedures of the contactless charging method according to the first and second embodiments of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무접점 충전 방법에서 수전 코일을 탐색하는 방법은, 먼저, 단계(S11)에서 교류 전원과 같은 외부 전원이 무접점 충전 모듈(300)에 인가되면, 상기 제어부(350)가 구동되어 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하는 수전 코일 탐색 모드를 시작한다.Referring to FIG. 4, in the method of searching for a power receiving coil in the contactless charging method according to the first embodiment of the present invention, first, in step S11, an external power source such as an AC power supply is connected to the
단계(S12)에서, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 각 급전 코일(210)을 예비 구동한다. 즉, 도 2에 도시된 각 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)의 순서에 따라 n번째의 급전 코일(210)에 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다.In step S12, the
단계(S13)에서, 상기 제어부(350)는 n번째 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 상기 충전 전력 검출부(340)을 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 n번째 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)와 함께 내부 메모리(미도시)에 임시 저장한다.In step S13, the
단계(S14)에서는 n번째 급전 코일(210)의 코일번호가 #48인지를 확인하는 것을 통해 각 급전 코일(210)이 코일번호(#1 ~ #48)의 순서에 따라 차례대로 예비 구동이 모두 완료되었는지에 대해 판단하는 단계로서, n번째 급전 코일(210)의 코일번호가 #48이 아니라면 단계(S15)로 프로세스를 이행하여 급전 코일의 코일번호 인덱스 n을 1 증가시킨 상태에서 프로세스를 단계(S12)로 이행하고, n번째 급전 코일(210)의 코일번호가 #48이라면 단계(S16)으로 프로세스를 이행한다.In step S14, by checking whether the coil number of the nth
단계(S15)에서, 상기 제어부(350)는 모든 급전 코일(210)의 예비 구동 및 충전 전력 검출이 완료된 것으로 판단하고, 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 내부 메모리로부터 리드하여 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 비교한다. 즉, 단계(S15)에서 제어부(350)는 각 급전 코일(210)에서 충전 전력이 검출되었는지 여부와 충전 전력이 검출되었다면 어느 급전 코일(210)에서 충전 전력이 검출되었는지를 확인하고, 충전 전력이 검출된 급전 코일(210)들의 충전 전력의 세기를 상호 비교한다.In operation S15, the
단계(S16)에서, 상기 제어부(350)는 각 급전 코일(210)들의 충전 전력의 세기를 비교한 결과로부터 수전 코일의 위치를 탐색한다. 예컨대, 상기 제어부(250)는 각 급전 코일(210)의 충전 전력 세기의 비교 결과에서, 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우를 선별하고, 소정 레벨을 초과하는 충전 전력을 갖는 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색하거나, 충전 전력의 세기가 다른 급전 코일(210)에 비해 상대적으로 큰 충전 전력을 갖는 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색하거나, 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색할 수 있다. 이와 같은 탐색 방법은 상기 급전 코일 어레이(220)의 배열 크기 즉, 구성된 급전 코일(210)의 개수나 용량에 따라 적합한 방식을 결정하여 이용될 수 있다.In step S16, the
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무접점 충전 방법에서 수전 코일을 탐색하는 방법은, 먼저, 단계(S21)에서 교류 전원과 같은 외부 전원이 무접점 충전 모듈(300)에 인가되면, 상기 제어부(350)가 구동되어 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하는 수전 코일 탐색 모드를 시작한다.Referring to FIG. 5, in the method of searching for a power receiving coil in the contactless charging method according to the second embodiment of the present invention, first, in step S21, an external power source such as an AC power supply is connected to the
단계(S22)에서, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 각 급전 코일(210)을 예비 구동한다. 즉, 도 2에 도시된 각 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48) 중 임의의 순서로 n번째 급전 코일(210)을 예비 구동한다.In step S22, the
단계(S23)에서, 상기 제어부(350)는 n번째 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력이 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출한다.In step S23, the
단계(S24)에서는 n번째 급전 코일(210)에서 충전 전력의 세기가 검출되는지 여부를 확인하다가 충전 전력이 검출되지 않았다면 단계(S25)로 프로세스를 이행하여 급전 코일의 코일번호 인덱스 n을 1 증가시킨 상태에서 프로세스를 단계(S22)로 이행하고, n번째 급전 코일(210)에서 충전 전력의 세기가 검출되면, 단계(S26)으로 프로세스를 이행한다.In step S24, it is checked whether the power of the charging power is detected in the nth
단계(S26)에서, 상기 제어부(350)는 n번째 급전 코일(210)이 최초로 충전 전력이 검출된 급전 코일(210)인 것으로 인지하여 해당 급전 코일(210)을 중심 급전 코일(210)로 지정하고, 중심 급전 코일(210)의 충전 전력 세기 값을 n번째 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)와 함께 내부 메모리(미도시)에 임시 저장한다.In step S26, the
단계(S27)에서, 상기 제어부(350)는 중심 급전 코일(210)과 인접하는 주변 급전 코일(210)들에 대해서만 순차적으로 예비 구동시킨다. 즉, 중심 급전 코일(210)의 주변에서 예비 구동 및 충전 전력 검출이 시행되지 않았던 급전 코일(210)만을 선별하고, 선별된 급전 코일(210)들을 개별적이고도 순차적으로 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다.In operation S27, the
단계(S28)에서, 상기 제어부(350)는 순차적으로 예비 구동된 각 주변 급전 코일(210)에서 유기되는 충전 전력의 세기를 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 해당 급전 코일(210)의 코일번호(#1 ~ #48)와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다.In step S28, the
단계(S29)에서, 상기 제어부(350)는 상기 중심 급전 코일(210)의 충전 전력 세기와 주변 급전 코일(210)들의 충전 전력 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)을 확인한다.In operation S29, the
단계(S30)에서는 상기 중심 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기가 최대값인지 여부를 확인하고, 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)이 중심 급전 코일(210)이 아니라면 단계(S31)로 프로세스를 이행하여 최대값인 급전 코일(210)을 중심 급전 코일(210)로 재지정한 상태에서 프로세스를 단계(S27)로 이행하고, 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)이 중심 급전 코일(210)이라면 단계(S32)로 프로세스를 이행한다.In step S30, it is checked whether the intensity of the charging power of the
단계(S32)에서, 상기 제어부(350)는 상기 중심 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색한다.In step S32, the
한편, 상술한 제1 및 제2 실시예의 경우, 상기 제어부(350)가 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들을 도 2에 도시된 코일번호(#1 ~ #48)로 구분하여 제어하는 것으로 설명되었다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제어부(350)가 상기 급전 코일 어레이(220)의 각 급전 코일(210)들에 대해 일정 개수로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하여 제어할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(350)는 전체 48개의 급전 코일(210)들을 5개의 급전 코일 블록(B)으로 그룹화하고, 그룹화된 각 급전 코일 블록(B)은 중심 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#0, B2-#0, B3-#0, B4-#0, B5-#0)과 이 중심 급전 코일(210)에 인접하는 주변 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#1~#6, B2-#1~#6, B3-#1~#6, B4-#1~#6, B5-#1~#6)로 구분하여 제어할 수 있다. 이하에서, 이와 같은 조건에서 무접점 충전 장치를 통한 무접점 충전 방법에서 수전 코일의 탐색 방법의 실시 형태를 설명한다.Meanwhile, in the above-described first and second embodiments, the
도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 무접점 충전 방법의 절차를 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.6 and 7 are flowcharts illustrating the procedures of the contactless charging method according to the third and fourth embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 무접점 충전 방법에서 수전 코일을 탐색하는 방법은, 먼저, 단계(S41)에서 교류 전원과 같은 외부 전원이 무접점 충전 모듈(300)에 인가되면, 상기 제어부(350)가 구동되어 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하는 수전 코일 탐색 모드를 시작한다.Referring to FIG. 6, in the method of searching for a power receiving coil in the contactless charging method according to the third embodiment of the present invention, first, in step S41, an external power source such as an AC power supply is connected to the
단계(S42)에서, 상기 제어부(350)는 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 급전 코일 블록(B)별로 예비 구동한다. 즉, 도 3에 도시된 각 급전 코일 블록(B)의 블록번호(B1 ~ B5)의 순서에 따라 M번째의 급전 코일 블록(B)에 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다. 이 때, 단계(S42)에서 제어부(350)는 각 급전 코일 블록(B)의 모든 급전 코일들을 동시에 예비 구동시키거나, 구성된 급전 코일들 중 선택된 어느 하나 예컨대, 도 3에 도시된 중심 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#0, B2-#0, B3-#0, B4-#0, B5-#0)들만을 대표적으로 예비 구동시키는 방식으로 시행될 수 있다. 이와 같은 경우, 상술한 제1 및 제2 실시예에서와는 다르게 모든 급전 코일(210)들을 탐색하지 않더라도 대표되는 급전 코일(210) 또는 그룹화된 영역의 급전 코일(210)들만을 탐색하는 것을 통해 개략적으로 수전 코일(410)의 위치를 추정할 수 있게 된다.In step S42, the
단계(S43)에서, 상기 제어부(350)는 M번째 급전 코일 블록(B)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력의 세기 값을 각 급전 코일 블록(B)의 블록번호(B1 ~ B5)와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다.In step S43, the
단계(S44)에서는 M번째 급전 코일 블록(B)의 블록번호가 B5인지를 확인하는 것을 통해 각 급전 코일 블록(B)이 블록번호(B1 ~ B5)의 순서에 따라 차례대로 예비 구동이 모두 완료되었는지에 대해 판단하는 단계로서, M번째 급전 코일 블록(B)의 블록번호가 B5가 아니라면 단계(S45)로 프로세스를 이행하여 급전 코일 블록(B)의 블록번호 인덱스 M을 1 증가시킨 상태에서 프로세스를 단계(S42)로 이행하고, M번째 급전 코일 블록(B)의 블록번호가 B5라면 단계(S46)으로 프로세스를 이행한다.In step S44, all the preliminary drivings are completed in order according to the order of the block numbers B1 to B5 by checking whether the block number of the Mth feeding coil block B is B5. If the block number of the M-th power supply coil block B is not B5, the process proceeds to step S45 where the block number index M of the power supply coil block B is increased by one. Is shifted to step S42, and if the block number of the Mth power supply coil block B is B5, the process proceeds to step S46.
단계(S46)에서, 상기 제어부(350)는 모든 급전 코일 블록(B)의 예비 구동 및 충전 전력 검출이 완료된 것으로 판단하고, 각 급전 코일 블록(B)의 충전 전력의 검출 여부를 확인한다.In step S46, the
단계(S47)에서는 각 급전 코일 블록(B)의 충전 전력의 검출 여부 결과로부터 수전 코일(410)의 존재 유무를 확인한다. 즉, 모든 급전 코일 블록(B)에서 충전 전력이 검출되지 않았다면 무접점 충전 패드(200) 상에 수전 코일(410)이 위치하지 않은 것으로 판단하여 프로세스를 단계(S42) 이전으로 이행시키고, 충전 전력이 검출되는 급전 코일 블록(B)이 존재하는 경우에만 프로세스를 단계(S48)로 이행한다.In step S47, the presence or absence of the
단계(S48)에서, 상기 제어부(350)는 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 대해서만 해당 급전 코일 블록(B)에 구성된 각 급전 코일(210)을 순차적으로 예비 구동시킨다. 즉, 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 구성된 급전 코일(210)에만 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다.In operation S48, the
단계(S49)에서, 상기 제어부(350)는 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 구성된 각 급전 코일(210)의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 상기 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 코일번호와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다.In step S49, the
단계(S50)에서, 상기 제어부(350)는 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 구성된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 비교한다. 즉, 단계(S50)에서 제어부(350)는 충전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 구성된 각 급전 코일(210)에서 충전 전력이 검출되었는지 여부와 충전 전력이 검출되었다면 어느 급전 코일(210)에서 충전 전력이 검출되었는지를 확인하고, 충전 전력이 검출된 급전 코일(210)들의 충전 전력의 세기를 상호 비교한다.In step S50, the
단계(S51)에서, 상기 제어부(350)는 전 전력이 검출된 급전 코일 블록(B)에 구성된 각 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 비교한 결과로부터 수전 코일의 위치를 탐색한다. 즉, 해당 급전 코일 블록(B)의 각 급전 코일(210) 중에서 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색한다.In step S51, the
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 무접점 충전 방법에서 수전 코일을 탐색하는 방법은, 먼저, 단계(S61)에서 교류 전원과 같은 외부 전원이 무접점 충전 모듈(300)에 인가되면, 상기 제어부(350)가 구동되어 상기 무접점 충전 패드(200) 상에 임의로 위치한 수전 코일(410)의 위치를 탐색하는 수전 코일 탐색 모드를 시작한다.Referring to FIG. 7, in the method of searching for a power receiving coil in the contactless charging method according to the fourth embodiment of the present invention, first, an external power source such as an AC power source is connected to the
단계(S62)에서, 상기 제어부(350)는 상기 급전 코일 블록(B)별로 예비 구동하기 위한 사전 작업으로 도 3에 도시된 각 급전 코일 블록(B)의 블록번호(B1 ~ B5) 중 임의로 M번째의 급전 코일 블록(B)을 선택한다. 이 때, 급전 코일 블록(B)의 선택은 무접점 충전 패드(200) 상에서 수전 코일(410)이 상대적으로 많이 위치하게 되는 지점에 대응되는 급전 코일 블록(B)을 선택하는 것이 바람직하다.In step S62, the
단계(S63)에서, 상기 제어부(350)는 M번째 급전 코일 블록(B)에 구성된 급전 코일(210)을 예비 구동한다. 즉, 도 3에 도시된 각 급전 코일 블록(B)에서 중심 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#0, B2-#0, B3-#0, B4-#0, B5-#0)를 우선하여 주변 급전 코일(210)의 코일번호(B1-#1~#6, B2-#1~#6, B3-#1~#6, B4-#1~#6, B5-#1~#6) 순서에 따라 각 급전 코일(210)에 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다.In step S63, the
단계(S64)에서, 상기 제어부(350)는 M번째 급전 코일 블록(B)에서 순차적으로 예비 구동된 중심 급전 코일(210)과 주변 급전 코일(210)들에서 유기되는 충전 전력의 세기를 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 코일번호와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다.In step S64, the
단계(S65)에서는 M번째 급전 코일 블록(B)에서 충전 전력이 검출된 급전 코일(210)이 존재하는지 여부를 확인하다가 충전 전력이 검출되는 급전 코일(210)이 존재하지 않으면 단계(S66)으로 프로세스를 이행하여 급전 코일 블록(B)의 블록번호 인덱스 M을 1 증가시킨 상태에서 프로세스를 단계(S62)로 이행하고, 충전 전력이 검출되는 급전 코일(210)이 존재하면 단계(S67)로 프로세스를 이행한다.In step S65, it is checked whether the
단계(S67)에서, 제어부(350)는 M번째 급전 코일 블록(B)에 구성된 중심 급전 코일(210)과 주변 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 내부 메모리로부터 리드하여 중심 급전 코일(210)과 주변 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기를 비교한다.In step S67, the
단계(S68)에서는 상기 중심 급전 코일(210)의 충전 전력의 세기가 최대값인지 여부를 확인하고, 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)이 중심 급전 코일(210)이 아니라면 단계(S69)로 프로세스를 이행하고, 충전 전력이 최대값인 급전 코일(210)이 중심 급전 코일(210)이라면 단계(S72)로 프로세스를 이행한다.In step S68, it is determined whether the intensity of the charging power of the
단계(S69) 내지 단계(S71)은, 충전 전력의 세기가 최대값인 급전 코일(210)이 중심 급전 코일(210)이 아닌 경우 수행되는 프로세스로서, 단계(S69)에서 제어부(350)는 최대값인 급전 코일(210)을 중심 급전 코일(210)로 변동하여 재지정한다. 그리고, 단계(S70)에서 제어부(350)에서 제어부(350)는 중심 급전 코일(210)과 인접하는 주변 급전 코일(210)들에 대해서만 순차적으로 예비 구동시킨다. 즉, 중심 급전 코일(210)의 주변에서 예비 구동 및 충전 전력 검출이 시행되지 않았던 급전 코일(210)만을 선별하고, 선별된 급전 코일(210)들을 개별적이고도 순차적으로 상기 코일 구동 회로부(330)를 제어하여 상기 고주파 전력 발생부(320)에서 생성된 고주파 교류전류를 인가한다. 그런 다음, 단계(S72)에서 제어부는 순차적으로 예비 구동된 각 급전 코일(210)에서 유기되는 충전 전력의 세기를 충전 전력 검출부(340)를 통해 검출하고, 검출된 충전 전력 세기 값을 코일번호와 함께 내부 메모리에 임시 저장한다. 이와 같은 과정은 중심 급전 코일(210)이 최대값을 갖는 급전 코일이 될 때까지 반복적으로 수행되게 된다.Steps S69 to S71 are processes that are performed when the
단계(S72)에서, 제어부(350)는 상기 중심 급전 코일(210)의 위치에 상기 수전 코일(410)이 위치하는 것으로 탐색한다.In step S72, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무접점 충전 장치는 별도의 무선 통신 모듈을 구비하지 않고, 무접점 충전 장치의 기본 구성만으로도 다수의 급전 코일이 배열된 급전 코일 어레이를 구비한 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색할 수 있으므로 최적의 효율로 무접점 충전이 가능하면서도 에너지 낭비를 최소화시킬 수 있다.As described above, the contactless charging device according to the present invention does not include a separate wireless communication module, and has a contactless charging pad having a feed coil array in which a plurality of feed coils are arranged even with a basic configuration of the contactless charging device. Since the position of the faucet coil randomly located at can be searched, the contactless charging can be performed with optimum efficiency while minimizing energy waste.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
100 : 무접점 충전 장치 200 : 무접점 충전 패드
210 : 급전 코일 220 : 급전 코일 어레이
300 : 무접점 충전 모듈 310 : 전원 공급부
320 : 고주파 전력 발생부 330 : 코일 구동 회로부
340 : 충전 전력 검출부 350 : 제어부100: contactless charging device 200: contactless charging pad
210: power supply coil 220: power supply coil array
300: contactless charging module 310: power supply
320: high frequency power generating unit 330: coil driving circuit unit
340: charging power detection unit 350: control unit
Claims (19)
상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비적으로 구동시키고, 각 급전 코일의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력을 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 전달하는 무접점 충전 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.A contactless charging pad including a power supply coil array in which a plurality of power supply coils are magnetically coupled to the power reception coil embedded in the battery device to induce charging power; And
Preliminarily driving each of the feed coils of the feed coil array, and monitor the charging power induced according to the preliminary driving of each feed coil to search for the position of the faucet coil arbitrarily located on the contactless charging pad. And a contactless charging module configured to drive only a power supply coil corresponding to a position to deliver charging power to the battery device in a contactless manner.
상기 무접점 충전 모듈은,
상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 공급하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부로부터 공급받은 전원을 무접점 충전에 필요한 고주파 교류전류로 생성하는 고주파 전력 발생부;
상기 고주파 전력 발생부로부터 생성된 고주파 교류전류를 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 선택적으로 인가하는 코일 구동 회로부;
상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일의 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 검출하여 출력하는 충전 전력 검출부; 및
상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비적으로 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하고, 이렇게 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시키는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 1,
The contactless charging module,
A power supply unit which receives commercial AC power and converts the power into DC power;
A high frequency power generation unit generating the power supplied from the power supply unit as a high frequency AC current required for contactless charging;
A coil driving circuit unit selectively applying high frequency AC current generated from the high frequency power generator to each of the feed coils of the feed coil array;
A charging power detector configured to detect and output an intensity of charging power induced by driving each of the feeding coils of the feeding coil array; And
The coil driving circuit unit is controlled to preliminarily drive each of the feed coils of the feed coil array, and the intensity of the charge power of each of the feed coils detected by the charge power detector is monitored to randomly position the faucet on the contactless charging pad. And a control unit for searching the position of the coil and driving only the feeding coil corresponding to the searched position.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우, 해당 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치하는 것으로 탐색하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.3. The method of claim 2,
The control unit of the contactless charging module,
The coil driving circuit unit is controlled to pre-drive each of the feed coils of the feed coil array, and when the intensity of the charge power of each feed coil detected by the charge power detector exceeds a predetermined level, the power supply coil is positioned at the position of the feed coil. A contactless charging device, characterized in that the search for the power receiving coil is located.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 코일 구동 회로부를 제어하여 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.3. The method of claim 2,
The control unit of the contactless charging module,
The coil driving circuit unit is controlled to pre-drive each of the feed coils of the feed coil array, and the strength of the charge power of each feed coil detected by the charge power detector is compared with each other at a position of the feed coil having the maximum charge power. The contactless charging device of claim 1, wherein the power receiver coil is located.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 대해 중심 급전 코일과 상기 중심 급전 코일에 인접한 주변 급전 코일들로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하여 제어하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.3. The method of claim 2,
The control unit of the contactless charging module,
And contacting each of the feed coils of the feed coil array into a center feed coil and peripheral feed coils adjacent to the center feed coil to divide and control at least one feed coil block.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 중심 코일의 충전 전력이 최대값인 경우 중심 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 5,
The control unit of the contactless charging module,
Select a power supply coil block from the power supply coil block, and control the coil drive circuit to sequentially drive the center feed coil and the surrounding feed coils of the feed coil block in sequence, and the center feed coil detected by the charging power detector And comparing the strength of the charging power of the peripheral power supply coils with each other and searching for the position of the power receiving coil at the position of the center power supply coil when the charging power of the center coil is the maximum value.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 주변 급전 코일 중에서 상기 중심 급전 코일의 값보다 큰 값이 있는 경우, 해당 급전 코일 블록 내에서의 충전 전력의 세기가 최대인 급전 코일을 새로운 중심 급전 코일로 재지정하고, 재지정된 중심 급전 코일에 인접한 주변 급전 코일들이 새로운 주변 급전 코일로 구성되는 가상의 급전 코일 블록을 형성하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 5,
The control unit of the contactless charging module,
Select a power supply coil block from the power supply coil block, and control the coil drive circuit to sequentially drive the center feed coil and the surrounding feed coils of the feed coil block in sequence, and the center feed coil detected by the charging power detector Comparing the strengths of the charging powers of the peripheral power supply coils with each other, and when there is a value greater than the value of the central power supply coils among the peripheral power supply coils, the feeder coil having the maximum strength of the charging power in the corresponding power supply coil block is newly centered. And the peripheral feed coils adjacent to the redirected center feed coils form a virtual feed coil block composed of new peripheral feed coils.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 중심 급전 코일 또는 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력이 최대값인 경우에 도달할 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 7, wherein
The control unit of the contactless charging module,
Contactless charging device, characterized in that it continues until the charging power of the center feed coil or the redesignated center feed coil reaches a maximum value.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 블록들의 모든 중심 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 충전 전력의 세기를 비교하여 최대값을 나타내는 중심 급전 코일의 해당 급전 코일 블록에서 수전 코일의 탐색을 시작하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 5,
The control unit of the contactless charging module,
Pre-drive all of the center feed coils of the feed coil blocks and compare the strength of the charge power detected by the charge power detector to start the search of the power receiver coil in the feed coil block of the center feed coil that represents the maximum value; Solid state charging device.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 블록들의 모든 중심 급전 코일들을 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 충전 전력의 세기를 비교하여 소정 레벨 이상을 나타내는 중심 급전 코일의 해당 급전 코일 블록에서 수전 코일의 탐색을 시작하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 5,
The control unit of the contactless charging module,
Pre-drive all of the center feed coils of the feed coil blocks, and compare the strength of the charge power detected by the charge power detector to start searching for the receive coil in the feed coil block of the center feed coil that represents a predetermined level or more; A contactless charging device characterized by the above.
상기 무접점 충전 모듈의 제어부는,
상기 급전 코일 블록 중에서 임의의 급전 코일 블록을 선택하고, 상기 코일 구동 회로부를 제어하여 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동시키고, 상기 충전 전력 검출부에서 검출된 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 비교하여 해당 급전 코일 블록 내에서의 모든 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨 이하인 경우, 새로운 급전 코일 블록을 수전 코일 탐색을 위한 급전 코일 블록으로 선택하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 5,
The control unit of the contactless charging module,
Select a power supply coil block from the power supply coil block, and control the coil drive circuit to sequentially drive the center feed coil and the surrounding feed coils of the feed coil block in sequence, and the center feed coil detected by the charging power detector Comparing the strengths of the charging powers of the peripheral power supply coils with each other, and selecting the new power supply coil block as the power supply coil block for searching the power receiving coils when the strength of the charging power of all the power supply coils in the corresponding power supply coil block is less than or equal to a predetermined level. A contactless charging device characterized by the above.
상기 급전 코일 어레이는 다수의 급전 코일들이 서로 지그-재그(Zig-Zag) 형태로 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 1,
The feed coil array is a contactless charging device, characterized in that the plurality of feed coils are arranged in a staggered (Zig-Zag) form with each other.
상기 급전 코일 어레이는 다수의 급전 코일들이 매트릭스 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 장치.The method of claim 1,
The feed coil array is a contactless charging device, characterized in that a plurality of feed coils are arranged in a matrix form.
(a) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들을 예비 구동하는 단계;
(b) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일의 예비 구동에 따라 유기되는 충전 전력의 세기를 모니터링하여 상기 무접점 충전 패드 상에 임의로 위치한 수전 코일의 위치를 탐색하는 단계; 및
(c) 상기 수전 코일이 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.In the contactless charging control method using a contactless charging pad comprising a feeder coil array is arranged magnetically coupled to the power receiving coil embedded in the battery device to induce charging power,
(a) pre-driving each of the feed coils of the feed coil array;
(b) searching the position of the power receiving coil arbitrarily located on the contactless charging pad by monitoring the intensity of the charging power induced by the preliminary driving of each feeding coil of the feeding coil array; And
and (c) driving only a power supply coil corresponding to a position where the power receiving coil is found to supply charging power to the battery device in a contactless manner.
상기 (b) 단계는,
검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기가 소정 레벨을 초과하는 경우, 해당 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.15. The method of claim 14,
The step (b)
And if the strength of the detected charging power of each of the power feeding coils exceeds a predetermined level, searching that the power receiving coil is located at a position of the power feeding coil.
상기 (b) 단계는,
검출된 각 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.15. The method of claim 14,
The step (b)
And comparing the strengths of the detected charging powers of the respective feeding coils with each other and searching for the position of the receiving coil at the position of the feeding coil having the maximum charging power.
(a) 상기 급전 코일 어레이의 각 급전 코일들에 대해 중심 급전 코일과 상기 중심 급전 코일에 인접하는 주변 급전 코일들로 그룹화하여 적어도 하나 이상의 급전 코일 블록으로 구분하고, 상기 급전 코일 블록별로 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들을 순차적으로 예비 구동하는 단계;
(b) 상기 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들이 순차적으로 예비 구동됨에 따라 충전 전력이 검출되는지 여부를 모니터링하는 단계;
(c) 상기 급전 코일 블록의 급전 코일에서 충전 전력이 검출되면, 해당 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 단계; 및
(d) 상기 수전 코일이 탐색된 위치에 대응되는 급전 코일만을 구동시켜 무접점으로 상기 배터리 장치에 충전 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.In the contactless charging control method using a contactless charging pad comprising a feeder coil array is arranged magnetically coupled to the power receiving coil embedded in the battery device to induce charging power,
(a) grouping each of the feed coils of the feed coil array into a center feed coil and peripheral feed coils adjacent to the center feed coil and classifying them into at least one feed coil block, and corresponding feed coils for each feed coil block Sequentially pre-driving the center feed coil and peripheral feed coils of the block;
(b) monitoring whether charging power is detected as the center feed coil and the surrounding feed coils of the feed coil block are sequentially preliminarily driven;
(c) When the charging power is detected in the feeding coil of the feeding coil block, the strength of the charging power of the center feeding coil and the surrounding feeding coils of the feeding coil block is compared with each other and the charging power is at the position of the feeding coil having the maximum value. Searching for where the receiving coil is located; And
and (d) driving only a power supply coil corresponding to a position where the power receiving coil is found to supply charging power to the battery device in a contactless manner.
상기 (c) 단계는,
상기 급전 코일 블록의 중심 급전 코일과 주변 급전 코일들의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일이 주변 급전 코일인 경우,
(c1) 충전 전력이 최대값인 주변 급전 코일을 중심 급전 코일로 재지정하는 단계;
(c2) 상기 재지정된 중심 급전 코일의 주변 급전 코일들을 예비 구동하는 단계; 및
(c3) 상기 주변 급전 코일들의 예비 구동에 따라 검출된 주변 급전 코일의 충전 전력의 세기와 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력의 세기를 상호 비교하여 충전 전력이 최대값인 급전 코일의 위치에 상기 수전 코일이 위치한 것으로 탐색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.18. The method of claim 17,
The step (c)
When the power supply coil having the maximum charging power is the peripheral power supply coil by comparing the strength of the charging power of the center power supply coil and the peripheral power supply coils of the power supply coil block with each other,
(c1) reassigning the peripheral power supply coil having the maximum charging power to the center power supply coil;
(c2) pre-driving peripheral feed coils of the redirected center feed coil; And
(c3) comparing the strength of the charging power of the peripheral power supply coil detected by the preliminary driving of the peripheral power supply coils with the intensity of the recharging power of the re-designated center power supply coil, and comparing the received power to the position of the power supply coil having the maximum charging power. And searching for where the coil is located.
상기 (c1) 내지 (c3) 단계는, 상기 중심 급전 코일 또는 재지정된 중심 급전 코일의 충전 전력이 최대값인 경우에 도달할 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 무접점 충전 제어 방법.19. The method of claim 18,
(C1) to (c3), the contactless charging control method characterized in that it continues until the charging power of the center feed coil or the redesignated center feed coil reaches a maximum value.
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- 2012-03-20 KR KR1020120028452A patent/KR20130106706A/en not_active Application Discontinuation
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