KR20130123842A - 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 중계 장치 및 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

무선 전력 전송 장치, 무선 전력 중계 장치 및 무선 전력 전송 시스템 Download PDF

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KR20130123842A
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power
power transmission
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한민석
김영선
황정만
박운규
이지형
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

무선 전력 전송 장치, 무선 전력 중계 장치 및 이를 이용한 무선 전력 전송 시스템이 제공된다. 무선 전력 중계 장치는, 무선 전력 전송 장치의 공진 코일로부터 자기 공명을 통해 전력을 수신하고 상기 수신된 전력을 자기 공명을 통해 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송하는 중계 코일과, 상기 무선 전력 전송 장치 또는 다른 무선 전력 중계 장치와 통신하여 전력 전송 상태 정보를 송수신하는 통신부를 포함하며, 하나 이상의 인접한 다른 무선 전력 중계 장치와 함께 메쉬(mesh) 구조를 형성하여 상기 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공한다.

Description

무선 전력 전송 장치, 무선 전력 중계 장치 및 무선 전력 전송 시스템{Wireless Power Transmission Device, Wireless Power Receiving Device and Wireless Power Transmission System}
본 발명은 중계 코일을 구비하는 다수의 전자기기를 이용한 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
최근 에너지-IT 융합기술에 대한 관심도가 증가하고 있다. 에너지-IT 융합기술이란 종래의 에너지 기술에 급속히 발달하고 있는 IT 기술을 융합하는 것을 말하며, 이러한 에너지-IT 융합 기술의 한 분야로서 무선전력전송(Wireless Power Transfer, WPT) 기술이 있다. 무선전력전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 가전기기나 전기자동차에 전원을 공급하는 기술을 말하며, 종래에 가전기기 등을 충전하기 위해서 전원 콘센트로부터 가전기기 또는 충전기기로 유선으로 된 전원 케이블을 연결하지 않고도 무선으로 가전기기 등을 충전할 수 있다는 장점 때문에 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화 또는 연구 중인 무선전력전송 기술은 크게 4가지 방식으로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 고출력 마이크로파 방사 방식으로서, 이 방식은 수 GHz 대의 주파수를 사용하여 고출력 전송이 가능하므로 원거리 전송을 할 수 있는 반면에, 인체에의 유해성 및 직진성 등의 문제로 인해 상용화되지 못하고 있다. 다른 하나는 방사(radiative) 방식의 근거리 전송 방식으로서, 이 방식은 UHF(Ultra High Frequency) 대역의 RFID/USN 주파수 대역 또는 2.4 GHz ISM 대역을 이용한 RFID 서비스이며, 현재는 유통 및 물류 분야 등의 일정 분야에서 상용화된 상태이며, 방사 손실에 의해 최대 수십 mW의 전력 전송만이 가능하다는 단점이 있다. 또한, 이와 같은 RFID 표준을 확장한 것으로 NFC 등의 초단거리 무선통신 기술이 있다. 한편, 유도결합을 이용하는 접촉식 전송 방식은 수 mm ~ 수 cm 의 거리에서 접촉식으로 수 W의 전력을 전송하는 방식으로서, 125kHz 또는 135kHz 등의 주파수를 사용하고 있으며, 현재는 교통카드, 무선 면도기, 전동 칫솔 등에 적용되고 있다. 한편, 비방사(non-radiated) 자기공명 방식은 공진 결합(resonant coupling) 방식을 기반으로 하는 방식이다. 공진 결합이란, 자기공명의 경우에 두 매체가 같은 주파수로 공진하게 되면 전자파가 근거리 자기장을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 현상을 말하며, 이 방식은 수 m 이내의 거리에서 수십 W의 대전력 전송이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 실제 구현을 위해서는 공진기의 Q(Quality Factor)값을 높게 유지할 필요가 있다.
한편, 자기 공진 방식의 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 거리가 먼 경우에 두 장치 사이에 중계 코일을 배치하여 무선 전력 전송 장치로부터 송신되는 전력 신호를 중계 코일을 통해 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다. 하지만, 종래의 중계 코일은 원하는 중계 거리를 만족하기 위해서는 그에 상당하는 코일 지름을 가질 필요가 있었다. 따라서, 자기 공진 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 중계 코일의 지름을 축소하면서도 원하는 중계 거리를 만족시킬 수 있는 무선 전력 전송 기술이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2009-0115407호, "무선 공명 전력 충전 시스템"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치의 사이에 중계 코일을 구비하는 다수의 전자 기기를 배치하여 송전 경로를 확보할 수 있는 무선 전력 중계 장치 및 이를 이용한 무선 전력 전송 시스템을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 무선 전력 중계 장치는, 무선 전력 전송 장치의 공진 코일로부터 자기 공명을 통해 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 자기 공명을 통해 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송하는 중계 코일과, 상기 무선 전력 전송 장치 또는 다른 무선 전력 중계 장치와 통신하여 전력 전송 상태 정보를 송수신하는 통신부를 포함하며, 하나 이상의 인접한 다른 무선 전력 중계 장치와 함께 메쉬(mesh) 구조를 형성하여, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공한다.
여기서, 상기 수신된 전력 중 일부는 상기 무선 전력 중계 장치의 구동 전력으로 사용되고, 상기 전력 중 나머지는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송될 수 있다.
여기서, 상기 수신된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함하고, 상기 충전부는 상기 배터리의 충전 잔량을 검사하고 배터리 충전 잔량 정보를 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 중계 코일은 단부에 스위치가 형성되고, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 코일 차단 신호를 수신하면 상기 스위치를 제어하여 상기 중계 코일을 차단시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 중계 장치는 내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 무선 전력 중계 장치가 존재하지 않는 경우에, 상기 무선 전력 전송 장치에서 생성된 상기 코일 차단 신호가 상기 통신부를 통해 수신될 수 있다.
여기서, 상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 무선 전력 전송 장치는, 자기 공명을 통해 무선으로 전력을 무선 전력 중계 장치로 전송하는 송신 안테나부, 상기 무선 전력 중계 장치로부터 전력 전송 상태 정보를 수신하는 통신부 및 상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 무선 전력 중계 장치로 코일 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함하고, 메쉬(mesh) 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 상기 코일 차단 신호로 제어하여 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공한다.
여기서, 상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 배터리의 충전 잔량 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 무선 전력 중계 장치와 인접한 다른 무선 전력 중계 장치 간의 전력 전송이 없는 경우에, 상기 코일 차단 신호를 생성하여 상기 무선 전력 중계 장치로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 수신된 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 구성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치에 대한 목록을 관리할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 메쉬 구조를 구성하는 무선 전력 중계 장치의 상태 변동 또는 새로운 무선 전력 중계 장치의 추가를 인지하면, 상기 메쉬 구조를 구성하는 모든 무선 전력 중계 장치로 코일 연결 신호를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 무선 전력 전송 시스템은, 외부 전원으로부터 인입된 전력을 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 무선으로 송전하는 무선 전력 전송 장치와, 상기 전력을 수신하고, 상기 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 상기 수신된 전력을 외부로 중계하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 수신된 전력을 다른 무선 전력 중계 장치 또는 무선 전력 수신 장치로 전송하고, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 무선 전력 전송 장치의 공진 코일로부터 자기 공명을 통해 전력을 수신하고 상기 수신된 전력을 자기 공명을 통해 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송하는 중계 코일을 포함하고, 하나 이상의 인접한 다른 무선 전력 중계 장치와 메쉬(mesh) 구조를 형성하여, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공한다.
여기서, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 무선 전력 전송 장치 또는 다른 무선 전력 중계 장치와 통신하여 전력 전송 상태 정보를 송수신하는 통신부 및 상기 수신된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함하고, 상기 충전부는 상기 배터리의 충전 잔량을 검사하고, 배터리 충전 잔량 정보를 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 코일 차단 신호를 수신하면, 상기 중계 코일의 단부에 형성된 스위치를 제어하여 상기 중계 코일을 차단시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 중계 장치는 내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치가 없는 경우에 전력 전송 상태 정보를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 무선 전력 전송 장치는 상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치의 중계 코일을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 무선 전력 전송 시스템은, 외부 전원으로부터 인입된 전력을 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 무선으로 송전하는 무선 전력 전송 장치와, 상기 전력을 수신하고, 상기 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 상기 수신된 전력을 외부로 중계하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 수신된 전력을 다른 무선 전력 중계 장치 또는 무선 전력 수신 장치로 전송하고, 상기 무선 전력 전송 장치는, 자기 공명을 통해 무선으로 전력을 상기 무선 전력 중계 장치로 전송하는 송신 안테나부, 상기 무선 전력 중계 장치로부터 전력 전송 상태 정보를 수신하는 통신부 및 상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 무선 전력 중계 장치로 코일 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함하고, 메쉬(mesh) 구조를 형성하는 상기 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 상기 코일 차단 신호로 제어하여 상기 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공한다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 장치에서, 상기 제어부는 상기 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 무선 전력 중계 장치와 인접한 다른 무선 전력 중계 장치 간의 전력 전송이 없는 경우에 상기 코일 차단 신호를 생성하여 상기 무선 전력 중계 장치로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 장치에서, 상기 제어부는 상기 메쉬 구조를 구성하는 무선 전력 중계 장치의 상태 변동 또는 새로운 무선 전력 중계 장치의 추가를 인지하면, 상기 메쉬 구조를 구성하는 모든 무선 전력 중계 장치로 코일 연결 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 중계 장치는 내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치가 없는 경우에 전력 전송 상태 정보를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 무선 전력 전송 장치는 상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치의 중계 코일을 차단할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치의 사이에 중계 코일을 구비하는 다수의 전자기기를 배치하여 송전 한계 거리보다 먼 거리에 위치하는 무선 전력 수신 장치로 전력을 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 동일한 거리까지 무선으로 전력을 전송하기 위하여 필요한 공진 코일의 크기를 줄일 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 코일을 구비하는 다수의 무선 전력 중계 장치를 이용하는 무선 전력 전송 시스템의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치를 이용하는 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치를 이용하는 무선 전력 전송 시스템에서 자기 공진을 이용한 무선 전력 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무선 전력 중계 장치를 이용한 전력 송전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무선 전력 중계 장치를 이용한 전력 송전 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무선 전력 중계 장치를 이용한 전력 송전 방법을 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 무선 전력 중계 장치는 전력 신호의 중계를 위한 공진 코일을 구비하고 있는 장치로서, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션 등과 같이 이동 가능한 모바일 단말일 수 있으며, 또는, 벽걸이 TV, 조명 스탠드, 전자 액자, 청소기 등과 같이 일반적인 가정 또는 사무실에서 사용되는 가전제품 등일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 코일을 구비하는 다수의 전자기기를 이용한 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 전송 장치(100), 무선 전력 수신 장치(300) 및 다수의 무선 전력 중계 장치(200)로 구성된다.
무선 전력 중계 장치(200)는 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300) 간에 전송되는 전력을 중계한다. 이때, 무선 전력 전송 장치(100), 무선 전력 중계 장치(200) 및 무선 전력 수신 장치(300) 간에는 자기 공명 방식으로 전력이 전송된다. 참고로, 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 기술은 비방사형 전력 전송(non-radiative power transfer)에 해당하며, 두 매체가 같은 주파수로 공진할 경우에 전자파가 근거리 전자장을 통하여 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 감쇄파 결합(evanescent wave coupling)에 근거한다.
무선 전력 중계 장치(200)는 가정 또는 사무실 등의 실내에 설치된 다수의 전자 기기일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 중계 장치(200)는 PC(200-1), TV(200-2), 스탠드(200-3), 오디오(200-4), 전화기(200-5) 및 노트북(200-6) 등을 포함할 수 있다. 무선 전력 중계 장치(200)는 전력 중계 기능을 수행하며 이를 위하여 내부에 중계측 공진 코일(이하, 중계 코일)을 포함한다.
본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300)가 송전 한계 거리 이상 이격되어 있는 경우에도, 동일한 공진 주파수의 중계 코일을 구비하는 전자 장치인 무선 전력 중계 장치(200)를 이용하여 송전 한계 거리 이상으로 전력을 전송할 수 있다. 물론, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300)가 송전 한계 거리 이내에 위치하는 경우에는 무선 전력 중계 장치(200)를 중계하지 않고 직접 무선 전력 수신 장치(300)로 전송될 수도 있음은 당연하다.
이하에서, 도2 및 도 3을 참조하여 무선 전력 전송 시스템의 전력 전송 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 표현한 블록도이고, 도 3은 상기 무선 전력 전송 시스템에서, 무선 전력 전송 장치(100)의 송전 안테나부(110), 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(210), 그리고 무선 전력 수신 장치(300)의 수전 안테나부(310) 간의 전력 전송 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300)는 각각 송전 안테나부(110)와 수전 안테나부(310)를 이용하여 전력을 전송한다. 송전 안테나부(110)는 급전 코일(112) 및 송전측 공진 코일(114)을 포함하며, 수전 안테나부(310)는 수전 코일(312) 및 수전측 공진 코일(314)을 포함한다.
무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300)의 사이에는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치(200)가 배치될 수 있다. 이때, 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(210)은 무선 전력 전송 장치(100)의 송전측 공진 코일(114) 및 무선 전력 수신 장치(300)의 수전측 공진 코일(314)과 동일하거나 거의 근사한 공진 주파수를 가지며, 공진 주파수로 정합된 공진 상태에서 송전 안테나부(110)와 중계 코일(210) 또는 중계 코일(210)과 수전 안테나부(310) 간에 최적의 효율로 전력 전송이 이뤄진다.
이때, 송전측 공진 코일(114)과 중계 코일(210), 또는 중계 코일(210)과 수전측 공진 코일(314) 간에는 공진 결합(resonance coupling)에 의해 에너지 전달 채널이 형성된다. 송전측 공진 코일(114)를 통해 방출된 전력 신호는 에너지 전달 채널을 통해 중계 코일(210)로 전송되고, 중계 코일(210)에 전송된 전력 신호는 중계 코일(210)과 수전측 공진 코일(314) 간의 에너지 전달 채널을 통해 수전측 공진 코일(314)로 전달된다. 이때, 전력 신호는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치(200)를 경유하여 전송될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300) 사이에 하나 이상의 무선 전력 중계 장치(200)를 배치함으로써 하나의 메쉬(mesh) 망을 형성하게 되고, 이를 통하여 자기 공명에 의한 송전 한계 거리 이상으로 전력 전송 거리를 확장할 수 있으며, 원거리에 위치한 무선 전력 수신 장치(300)에서의 전력 전송 효율을 높일 수 있다.
이하에서, 본 발명의 무선 전력 전송 장치(100) 및 무선 전력 중계 장치(200)의 세부 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
무선 전력 전송 장치(100)는 외부의 입력 전원으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하고 이후 무선 전력 전송을 위하여 고주파 전력 신호를 생성한다. 생성된 고주파 전력 신호는 송전 안테나부(110)를 통해 외부로 전송된다. 이때, 송전 안테나부(110)를 통해 방출된 전력 신호 중 수전 안테나부(310) 또는 중계 코일(210)에 전달되지 않은 에너지는 송전 안테나부(110)에 다시 흡수될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(100)는 송전 안테나부(110), 급전부(120), 통신부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
송전 안테나부(110)는 급전 코일(112)과 송전측 공진 코일(114)의 쌍으로 구성되며 고주파 전력 신호를 외부로 전송한다. 송전 안테나부(110)의 급전 코일(112)은 급전부(120)로부터 전력 신호를 전달받고, 전달된 전력 신호는 급전 코일(112)과 송전측 공진 코일(114) 간의 자기 유도에 의해 송전측 공진 코일(114)로 전달된다. 이후 전력 신호는 송전측 공진 코일(114)과 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(210) 간의 자기 공진에 의해 생성된 에너지 전달 채널을 통해 무선 전력 중계 장치(200)로 전송된다.
이때, 송전측 공진 코일(114)은 루프 형태일 수 있으며, 예를 들어, 헬리컬(helical) 코일 구조 또는 스파이럴(spiral) 코일 구조일 수 있다.
급전부(120)는 상용 교류 전원 등으로부터 공급되는 전력을 이용하여 주파수 신호를 발생하고 이를 증폭시켜 고주파 전력 신호를 생성한다. 이를 위하여 급전부(120)는 클럭에 응답하여 고주파 신호를 발생시키는 위상 동기 회로(미도시), 위상 동기 회로의 출력을 입력받아 고대역 필터링하는 고주파 필터 회로(미도시), 필터링된 위상 동기 회로의 출력 신호를 증폭하는 증폭 회로(미도시), 송전 안테나부(110)의 임퍼던스를 매칭시키는 임피던스 매칭 회로(미도시) 등을 포함할 수 있다.
한편, 통신부(130)는 무선 전력 중계 장치(200) 또는 무선 전력 수신 장치(300)와 통신하여 해당 장치들의 전력 전송 상태에 관한 정보를 송수신할 수 있다. 이때, 각 장치들 중 일부는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 수신된 전력을 이용하여 내부에 장착된 배터리를 충전하거나 구동 전력으로 사용할 수 있다. 이 경우, 전력 전송 상태 정보는 해당 장치에 대한 충전 잔량 정보가 포함되어 있을 수 있다.
제어부(140)는 통신부(130)에서 수신된 전력 전송 상태 정보를 이용하여 다수의 무선 전력 중계 장치(200) 중에서 중계 기능을 중단시킬 무선 전력 중계 장치(200)를 선택할 수 있다. 제어부(140)는 중계 기능을 중단시킬 무선 전력 중계 장치(200)에 대해 통신부(130)를 통해 코일 차단 신호를 전송하여 제어할 수 있다.
코일 차단 신호를 전송하여 해당 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(210)을 차단하여 중계 기능을 중지시키는 경우는, 예를 들어, 무선 전력 중계 장치(200)에 장착된 배터리가 기준값 이상 충전된 상태이거나 또는 해당 무선 전력 중계 장치(200)를 통해 전력을 수신하는 다른 무선 전력 중계 장치가 인접하여 존재하지 않는 경우일 수 있다.
또한, 전력 전송 상태 정보에는 무선 전력 중계 장치(200)의 식별 코드 또는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 해당 무선 전력 중계 장치(200)까지의 홉(hop) 수를 포함할 수 있으며, 제어부(140)는 상기의 정보를 이용하여 무선 전력 전송 장치(100)로부터 무선 전력 수신 장치(300)로의 최적화된 송전 경로를 결정하고, 중계 기능을 중지시킬 무선 전력 중계 장치(200)를 선택할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 상기 수신된 전력 전송 상태 정보를 이용하여 메쉬망을 구성하는 무선 전력 중계 장치(200)를 파악하고 이에 대하여 목록을 생성하여 관리할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 메쉬 구조를 구성하는 무선 전력 중계 장치(200) 중에서 일부의 상태가 변화되거나 또는 새로운 무선 전력 중계 장치(200)가 메쉬 구조에 새롭게 추가되는 경우에, 수신되는 전력 전송 상태 정보를 이용하여 이를 인지하고 관리 목록을 갱신할 수 있다. 이 경우, 제어부(140)는 메쉬 구조 상에서 기존의 송전 경로에 대한 정보를 갱신하기 위하여 관리중인 모든 무선 전력 중계 장치(200)로 코일 연결 신호를 전송할 수 있다. 코일 연결 신호를 수신한 무선 전력 중계 장치(200)는 차단된 중계 코일을 다시 연결시켜서 중계 기능을 수행할 수 있다. 이후, 제어부(140)는 갱신된 메쉬 구조에서 새로운 송전 경로를 다시 결정할 수 있다.
다음으로, 무선 전력 중계 장치(200)의 세부 구성을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치(200)의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
무선 전력 중계 장치(200)는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 전송된 전력 신호를 인접한 다른 무선 전력 중계 장치 또는 무선 전력 수신 장치(300)로 중계한다. 이를 위하여 다수의 무선 전력 중계 장치(200)가 메쉬 구조를 구성할 수 있으며, 메쉬 구조를 이루는 다수의 무선 전력 중계 장치(200)를 통해 무선 전력 전송 장치(100)에서 무선 전력 수신 장치(300)로의 송전 경로를 제공할 수 있다.
한편, 무선 전력 중계 장치(200)는 내부에 배터리를 구비할 수 있으며, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 전송되는 전력을 구동 전력으로 사용하거나 또는 배터리를 충전할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 중계 장치(200)는 무선 전력 수신 장치(300)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 무선 전력 중계 장치(200)가 무선 전력 수신 장치(300)와 동일한 구성인 경우를 예로서 설명한다. 실시예에 따라서는 무선 전력 중계 장치(200)는 전력을 중계하는 기능만을 수행하도록 중계 코일(210)만을 구비하는 구성을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 중계 장치(200)는 중계 코일(210)을 포함하며, 중계 코일(210)은 자기 공명을 통해 전력을 수신하고 이를 다른 중계 코일 또는 무선 전력 수신 장치(300)의 수전 안테나부(310)로 중계한다.
이때, 중계 코일(210)은 송전측 공진 코일(114) 및 수전측 공진 코일(314)와 동일한 구성을 가지는 것이 바람직하다. 다시 말해, 중계 코일(210)은 송전측 공진 코일(114) 및 수전측 공진 코일(314)와 거의 동일한 소재 및 거의 동일한 두께의 도선으로 형성될 수 있으며, 동일한 원주상에 동일한 권선수를 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 상기의 세 코일은 거의 동일한 인덕턴스 L 및 커패시턴스 C를 가지게 되며, 따라서, 중계 코일(210), 송전측 공진 코일(114) 및 수전측 공진 코일(314)은 거의 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다.
실시예에 따라서 무선 전력 중계 장치(200)는 내부에 배터리(240)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 중계 코일(210)은 중계용 공진 코일(212) 이외에 별도의 수전 코일(214)를 더 포함할 수 있다.
중계용 공진 코일(212)을 통해 수신된 전력 신호는 자기 유도에 의해 수전 코일(214)로 전송되어 수전부(220)로 입력된다. 수전부(220)는 수신된 전력 신호를 정류하는 정류 회로(미도시), 정류된 dc 전원을 필터링하고 사용 가능한 전압으로 변환하는 전압 제어 회로(미도시) 등을 포함할 수 있다.
이후, 변환된 출력 전원은 충전부(230)에 의해 배터리(240)의 충전에 사용될 수 있다. 이때, 충전부(230)는 배터리(240)의 충전 잔량을 검사하고, 배터리의 충전 잔량에 관한 정보를 통신부(260)를 통해 무선 전력 전송 장치(100)로 전송할 수 있다.
제어부(250)는 중계 코일(210) 또는 수전부(220)에서의 전력 전송량의 변화를 측정하여 전력 전송 상태 정보를 생성하고, 이를 통신부(260)를 통해 무선 전력 전송 장치(100)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 코일 차단 신호 또는 코일 연결 신호가 수신되면 이에 기초하여 중계 코일(210)을 차단 또는 연결할 수 있다. 이를 위해 중계 코일(210)의 단부에는 스위치(216)가 장착될 수 있다. 제어부(250)는 코일 차단 신호가 수신되면 중계 코일(210)의 스위치(216)를 제어하여 중계 코일(210)을 차단한다. 또한, 제어부(250)는 코일 연결 신호가 수신되면 스위치(216)를 제어하여 중계 코일(210)을 연결한다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 메쉬망을 이루는 다수의 무선 전력 중계 장치(200)들 중에서 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300)간의 송전 경로를 구성하지 않는 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(210)을 차단함으로써 불필요한 전력 소비를 억제하고 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서 도 6 내지 도 8을 참조하여 무선 전력 전송 시스템에서 송전 경로를 구성하는 방법을 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 송전 경로를 구성하는 방법을 나타내고 있다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(300) 간의 송전 경로는 네 개의 무선 전력 중계 장치(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)에 의해 순차적으로 형성된다. 한편, 무선 전력 중계 장치(200-1)에서 무선 전력 중계 장치(200-5)로도 전력이 전송될 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 중계 장치(200-5)로부터 전력을 수신하는 다른 장치가 인접하여 존재하지 않으므로, 무선 전력 전송 장치(100)는 무선 전력 중계 장치(200-5)에 대해 코일 차단 신호를 전송하여 중계 코일을 차단할 수 있다. 마찬가지로 무선 전력 중계 장치(200-6)의 경우도 중계 코일이 차단될 수 있다.
도 7을 참조하면, 각각의 무선 전력 중계 장치(200-1~200-6) 또는/및 무선 전력 수신 장치(300)는 무선 전력 전송 장치(100)로 전력 전송 상태 정보를 전송할 수 있으며, 이때, 전송되는 전력 전송 상태 정보에는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 각 장치까지의 중계 횟수(홉 수)가 포함될 수 있다. 각 무선 전력 중계 장치(200)는 전력 신호에 홉 수 정보를 추가하여 변조하거나 또는 통신부를 통해 인접한 장치들에게 해당 정보를 제공할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(100)는 상기 홉 수 정보를 이용하여 최적의 송전 경로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 무선 전력 중계 장치(200-6)의 경우에, 무선 전력 중계 장치(200-5) 및 무선 전력 중계 장치(200-4)에 인접하게 위치하고 있어서, 양 장치(200-5, 200-4)로부터 동시에 전력을 전송받을 수 있다. 이때, 무선 전력 전송 장치(100)는 두 장치(200-5, 200-4)의 홉 수를 비교하여 홉 수가 상대적으로 작은 무선 전력 중계 장치(200-5)를 활성화하고, 다른 무선 전력 중계 장치(200-4)의 중계 코일을 차단할 수 있다.
이 경우, 무선 전력 중계 장치(200-1, 200-5, 200-6)으로 구성되는 송전 경로가 활성화되며, 나머지 무선 전력 중계 장치(200-2, 200-3, 200-4)의 중계 코일은 차단되도록 제어될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 수신 장치(300)에의 전력 전송을 위한 송전 경로를 효과적으로 설정할 수 있으며, 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 발생한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 무선 전력 중계 장치에 있어서,
    무선 전력 전송 장치의 공진 코일로부터 자기 공명을 통해 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 자기 공명을 통해 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송하는 중계 코일과,
    상기 무선 전력 전송 장치 또는 다른 무선 전력 중계 장치와 통신하여 전력 전송 상태 정보를 송수신하는 통신부를 포함하며,
    하나 이상의 인접한 다른 무선 전력 중계 장치와 함께 메쉬(mesh) 구조를 형성하여, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공하는,
    무선 전력 중계 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 전력 중 일부는 상기 무선 전력 중계 장치의 구동 전력으로 사용되고, 상기 전력 중 나머지는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송되는,
    무선 전력 중계 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함하고,
    상기 충전부는 상기 배터리의 충전 잔량을 검사하고, 배터리 충전 잔량 정보를 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는,
    무선 전력 중계 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계 코일은 단부에 스위치가 형성되고,
    상기 무선 전력 전송 장치로부터 코일 차단 신호를 수신하면, 상기 스위치를 제어하여 상기 중계 코일을 차단시키는 제어부를 더 포함하는,
    무선 전력 중계 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 무선 전력 중계 장치가 존재하지 않는 경우에, 상기 무선 전력 전송 장치에서 생성된 상기 코일 차단 신호가 상기 통신부를 통해 수신되는,
    무선 전력 중계 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함하는,
    무선 전력 중계 장치.
  7. 무선 전력 전송 장치에 있어서,
    자기 공명을 통해 무선으로 전력을 무선 전력 중계 장치로 전송하는 송신 안테나부,
    상기 무선 전력 중계 장치로부터 전력 전송 상태 정보를 수신하는 통신부 및
    상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 무선 전력 중계 장치로 코일 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함하고,
    메쉬(mesh) 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 상기 코일 차단 신호로 제어하여 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공하는,
    무선 전력 전송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 배터리의 충전 잔량 정보를 포함하는,
    무선 전력 전송 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 무선 전력 중계 장치와 인접한 다른 무선 전력 중계 장치 간의 전력 전송이 없는 경우에, 상기 코일 차단 신호를 생성하여 상기 무선 전력 중계 장치로 전송하는,
    무선 전력 전송 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함하는,
    무선 전력 전송 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수신된 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 구성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치에 대한 목록을 관리하는,
    무선 전력 전송 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메쉬 구조를 구성하는 무선 전력 중계 장치의 상태 변동 또는 새로운 무선 전력 중계 장치의 추가를 인지하면, 상기 메쉬 구조를 구성하는 모든 무선 전력 중계 장치로 코일 연결 신호를 전송하는,
    무선 전력 전송 장치.
  13. 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
    외부 전원으로부터 인입된 전력을 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 무선으로 송전하는 무선 전력 전송 장치와,
    상기 전력을 수신하고, 상기 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 상기 수신된 전력을 외부로 중계하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 포함하고,
    상기 무선 전력 중계 장치는 상기 수신된 전력을 다른 무선 전력 중계 장치 또는 무선 전력 수신 장치로 전송하고,
    상기 무선 전력 중계 장치는,
    상기 무선 전력 전송 장치의 공진 코일로부터 자기 공명을 통해 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 자기 공명을 통해 인접한 다른 무선 전력 중계 장치로 전송하는 중계 코일을 포함하고,
    하나 이상의 인접한 다른 무선 전력 중계 장치와 메쉬(mesh) 구조를 형성하여, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 전력 중계 장치는,
    상기 무선 전력 전송 장치 또는 다른 무선 전력 중계 장치와 통신하여 전력 전송 상태 정보를 송수신하는 통신부 및
    상기 수신된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전부를 더 포함하고,
    상기 충전부는 상기 배터리의 충전 잔량을 검사하고, 배터리 충전 잔량 정보를 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 전력 중계 장치는,
    상기 무선 전력 전송 장치로부터 코일 차단 신호를 수신하면, 상기 중계 코일의 단부에 형성된 스위치를 제어하여 상기 중계 코일을 차단시키는 제어부를 더 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 무선 전력 중계 장치는,
    내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치가 없는 경우에 전력 전송 상태 정보를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하고,
    상기 무선 전력 전송 장치는,
    상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치의 중계 코일을 차단하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  17. 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
    외부 전원으로부터 인입된 전력을 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 무선으로 송전하는 무선 전력 전송 장치와,
    상기 전력을 수신하고, 상기 공진 주파수에서의 자기 공명을 통해 상기 수신된 전력을 외부로 중계하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 포함하고,
    상기 무선 전력 중계 장치는 상기 수신된 전력을 다른 무선 전력 중계 장치 또는 무선 전력 수신 장치로 전송하고,
    상기 무선 전력 전송 장치는,
    자기 공명을 통해 무선으로 전력을 상기 무선 전력 중계 장치로 전송하는 송신 안테나부,
    상기 무선 전력 중계 장치로부터 전력 전송 상태 정보를 수신하는 통신부 및
    상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 무선 전력 중계 장치로 코일 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함하고,
    메쉬(mesh) 구조를 형성하는 상기 하나 이상의 무선 전력 중계 장치를 상기 코일 차단 신호로 제어하여 상기 무선 전력 수신 장치로의 송전 경로를 제공하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 장치에서,
    상기 제어부는 상기 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 무선 전력 중계 장치와 인접한 다른 무선 전력 중계 장치 간의 전력 전송이 없는 경우에 상기 코일 차단 신호를 생성하여 상기 무선 전력 중계 장치로 전송하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 전송 상태 정보는 상기 무선 전력 중계 장치의 식별 코드 또는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 상기 무선 전력 중계 장치까지의 홉(hop) 수 중 하나 이상을 포함하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 장치에서,
    상기 제어부는 상기 메쉬 구조를 구성하는 무선 전력 중계 장치의 상태 변동 또는 새로운 무선 전력 중계 장치의 추가를 인지하면, 상기 메쉬 구조를 구성하는 모든 무선 전력 중계 장치로 코일 연결 신호를 전송하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 전력 중계 장치는,
    내장된 배터리가 기준값 이상 충전되거나 또는 상기 중계 코일과의 자기 공명을 통해 전력을 수신하는 인접한 다른 무선 전력 중계 장치가 없는 경우에 전력 전송 상태 정보를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하고,
    상기 무선 전력 전송 장치는,
    상기 전력 전송 상태 정보를 기초로 상기 메쉬 구조를 형성하는 하나 이상의 무선 전력 중계 장치의 중계 코일을 차단하는,
    무선 전력 전송 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019203445A1 (ko) * 2018-04-18 2019-10-24 삼성전자 주식회사 무선으로 전력을 공급하는 디스플레이 시스템
CN114006478A (zh) * 2021-11-17 2022-02-01 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 基于无线供电的电子商城展销台及其电路参数设计方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9530038B2 (en) 2013-11-25 2016-12-27 Hand Held Products, Inc. Indicia-reading system
DE102015204704B4 (de) * 2015-03-16 2020-02-20 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Kommunikation zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Telekommunikationsendgerät mit jeweils einer Weitverkehrskommunikationsschnittstelle, einer Nahbereichskommunikationsschnittstelle, einem Energiespeicher sowie jeweils einer Energieübertragungsschnittstelle, Telekommunikationsendgerät, System, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt
EP3157124B1 (en) 2015-10-13 2023-11-29 Nokia Technologies Oy Apparatuses, methods and computer programs for wireless energy transfer control
CN111343067B (zh) * 2020-03-23 2020-12-04 珠海格力电器股份有限公司 建立can通信网络的中继节点的方法及can通信网络
CN112803616B (zh) * 2020-12-31 2022-11-29 国网北京市电力公司 球状中继线圈和无线电能传输系统
CN113472090A (zh) * 2021-07-29 2021-10-01 江苏方天电力技术有限公司 能量和信号同传机构及高压线路监测设备的无线供电系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8194583B2 (en) * 2008-12-08 2012-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system of radio frequency (RF) power transmission in a wireless network
KR101172886B1 (ko) * 2008-12-18 2012-08-10 아주대학교산학협력단 무선 메쉬 네트워크에서의 전력 자원 사용 방법
KR20110062841A (ko) * 2009-12-04 2011-06-10 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
US8823214B2 (en) * 2010-01-27 2014-09-02 Honeywell International Inc. Wireless energy transfer
JP2012050183A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd 無線ネットワークシステム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019203445A1 (ko) * 2018-04-18 2019-10-24 삼성전자 주식회사 무선으로 전력을 공급하는 디스플레이 시스템
KR20190121640A (ko) * 2018-04-18 2019-10-28 삼성전자주식회사 무선으로 전력을 공급하는 디스플레이 시스템
US11381116B2 (en) 2018-04-18 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Display system for wirelessly supplying power
CN114006478A (zh) * 2021-11-17 2022-02-01 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 基于无线供电的电子商城展销台及其电路参数设计方法
CN114006478B (zh) * 2021-11-17 2024-01-30 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 基于无线供电的电子商城展销台及其电路参数设计方法

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