KR20140034633A - Power supplying apparatus and wireless power transmitting apparatus - Google Patents

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Abstract

A power supply apparatus for a wireless power transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: an oscillator generating an AC signal having the predetermined frequency; a DC-DC converter for converting DC power into the DC power having the predetermined size by using the AC signal; and an AC power generating unit for generating AC power by using the DC power and the AC signal. [Reference numerals] (120) DC-DC converter; (130) Oscillator; (140) Current sensing unit; (150) AC power generating unit; (160) Storage unit; (170) Control unit; (200) Wireless power transmitting apparatus

Description

전력 공급 장치 및 무선전력 송신장치{POWER SUPPLYING APPARATUS AND WIRELESS POWER TRANSMITTING APPARATUS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply apparatus,

본 발명은 전력 전송 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 직류 직류 변환기의 입력 신호를 발진기의 출력 신호와 동일하게 하여, 듀티 사이클을 일정하게 유지시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transfer technique, and more particularly, to a technique capable of keeping a duty cycle constant by making an input signal of a DC / DC converter equal to an output signal of an oscillator.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. The electromagnetic induction method is rapidly commercialized mainly in small-sized devices, but there is a problem in that the transmission distance of electric power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission method using a wireless method includes a resonance method in addition to electromagnetic induction and a remote transmission technique using a short wavelength radio frequency.

이와 같은 에너지 전달을 위해 직류 직류 변환기는 직류 전압을 승압 또는 감압하여 송신 측에 전달할 수 있고, 송신 측은 이를 토대로 수신 측에 전력을 전송할 수 있다.For such energy transfer, the DC / DC converter can increase or decrease the DC voltage to the transmitting side, and the transmitting side can transmit power to the receiving side based on the DC voltage.

그러나, 종래에는 송신 측에 전력을 공급하는 직류 직류 변환기에 입력되는 입력 신호의 듀티 사이클이 빠른 속도로 변하게 되어 직류 직류 변환기의 스위칭 소자의 손실 및 인덕터의 저항 성분으로 인한 전력 손실이 발생하게 되었고, 이로 인해 직류 직류 변환기의 변환 효율이 떨어지는 문제가 있었다.However, conventionally, a duty cycle of an input signal input to a DC-DC converter that supplies power to a transmission side changes at a high speed, so that a loss of a switching element of the DC-DC converter and a power loss due to a resistance component of the inductor have occurred. As a result, there has been a problem that the conversion efficiency of the DC / DC converter is deteriorated.

본 발명은 직류 직류 변환기에 입력되는 입력 신호를 조절하여 직류 직류 변환기의 변환 효율을 개선시키기 위한 방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for improving the conversion efficiency of a direct current (DC) direct current converter by adjusting an input signal inputted to the direct current direct current converter.

본 발명은 발진기의 출력 신호를 직류 직류 변환기의 기준 신호로 이용하여 변환 효율을 개선시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a method for improving the conversion efficiency by using an output signal of an oscillator as a reference signal of a DC / DC converter.

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 전력 공급 장치는 소정의 주파수를 갖는 교류 신호를 생성하는 발진기와 직류 전력을 상기 교류 신호를 이용하여 소정의 크기를 갖는 직류 전력으로 변환하는 직류 직류 변환기 및 상기 직류 전력 및 상기 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성하는 교류 전력 생성부를 포함한다.The power supply apparatus of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention includes an oscillator that generates an AC signal having a predetermined frequency and a DC to DC converter that converts DC power to DC power having a predetermined magnitude using the AC signal And an AC power generating unit for generating AC power using the DC power and the AC signal.

상기 전력 공급 장치는 상기 교류 신호를 기준 신호로 이용하여 상기 직류 직류 변환기의 듀티 사이클을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.The power supply device is characterized in that the duty cycle of the DC-DC converter is kept constant by using the AC signal as a reference signal.

상기 전력 공급 장치는 상기 기준 신호와 상기 교류 전력 생성부의 출력 신호의 주파수 및 위상을 일치시켜 상기 직류 직류 변환기의 듀티 사이클을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.And the power supply unit maintains the duty cycle of the DC-DC converter constant by matching the frequency and phase of the reference signal and the output signal of the AC power generation unit.

상기 직류 직류 변환기는 부스트 타입(Boost type)의 변환기인 것을 특징으로 한다. And the DC direct current converter is a Boost type converter.

상기 직류 직류 변환기는 전원 공급부로부터 인가되는 직류 전압을 소정 크기의 직류 전압으로 승압하는 인덕터와 상기 승압된 직류 전압을 상기 교류 전력 생성부로 공급하거나 차단하는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자가 턴 오프된 경우, 상기 승압된 직류 전압을 방전하여 출력하는 캐패시터를 포함하며, 상기 스위칭 소자는 상기 교류 신호를 이용하여 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.The DC / DC converter includes an inductor for boosting a DC voltage applied from a power supply unit to a DC voltage of a predetermined magnitude, a switching element for supplying or blocking the boosted DC voltage to the AC power generator, And a capacitor for discharging and outputting the boosted DC voltage, wherein the switching device performs a switching operation using the AC signal.

상기 교류 전력 생성부는 푸쉬 풀 타입의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The AC power generating unit has a push-pull type structure.

상기 교류 전력 생성부는 제1 모스펫과 제2 모스펫 및 상기 발진기로부터 생성된 교류 신호를 이용하여 상기 제1 모스펫 및 상기 제2 모스펫 각각에 크기는 같고, 위상은 서로 반대인 교류 신호를 인가하는 드라이버를 포함한다.The AC power generating unit may include a first MOSFET, a second MOSFET, and a driver for applying an AC signal having the same magnitude to the first MOSFET and the second MOSFET using phase signals generated from the oscillator and the first MOSFET and the second MOSFET, .

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 전력 공급 장치는 소정의 주파수를 갖는 교류 신호를 생성하는 발진기와 직류 전력을 상기 교류 신호를 이용하여 소정의 크기를 갖는 직류 전력으로 변환하는 직류 직류 변환기 및 상기 직류 전력 및 상기 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성하는 교류 전력 생성부를 포함하는 전력 공급 장치와 상기 전력 공급 장치로부터 전달받은 교류 전력을 송신하기 위해 외부 코일과 자기적으로 상호 결합하는 송신부를 포함한다.In the wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention, the power supply apparatus of the wireless power transmitter according to the embodiment of the present invention uses an AC signal and an oscillator for generating an AC signal having a predetermined frequency. A power supply device including a direct current direct current converter converting into a direct current power having a predetermined size and an alternating current power generating unit using the direct current power and the alternating current signal and the alternating current power received from the power supply device. And a transmitter magnetically coupled to the outer coil for transmission.

상기 송신부는 전자기 유도에 의해 상기 외부 코일로 전력을 전송하는 것을 특징으로 한다.And the transmitting unit transmits electric power to the external coil by electromagnetic induction.

상기 송신부는 상기 전력 공급 장치로부터 교류 전력을 전달받아 자기장을 발생하는 송신 유도 코일 및 상기 발생된 자기장에 의해 송신 유도 코일과 커플링되어 생성된 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 외부 코일로 송신하는 송신 공진 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.The transmission unit includes a transmission induction coil for receiving AC power from the power supply unit to generate a magnetic field, and a transmission unit for transmitting AC power generated by coupling with the transmission induction coil by the generated magnetic field to the external coil using resonance And includes a resonance coil.

본 발명의 실시 예에 따르면, 직류 직류 변환기의 듀티 사이클을 일정하게 유지하여, 스위칭 소자의 손실을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the duty cycle of the DC / DC converter can be kept constant, and the loss of the switching element can be reduced.

또한, 직류 직류 변환기의 입력 신호의 듀티 사이클을 일정하게 유지하여, 인덕터의 저항 성분으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.Further, the duty cycle of the input signal of the DC / DC converter can be kept constant, so that the power loss due to the resistance component of the inductor can be reduced.

결과적으로, 스위칭 소자의 손실 및 인덕터로 인한 전력 손실이 감소하게 됨에 따라 전체적인 변환 효율이 감소하게 된다.As a result, the total conversion efficiency is reduced as the loss of the switching element and the power loss due to the inductor are reduced.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 송신 유도 코일의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력 공급 장치와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치에 포함된 직류 직류 변환기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치에 포함된 교류 전력 생성부의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 푸쉬 풀 타입의 교류 전력 생성부에 포함된 제1 모스펫 및 제2 모스펫에 인가되는 교류 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a) 및 (b)는 직류 직류 변환기의 출력 전류와 직류 직류 변환기의 스위칭 소자에 입력되는 입력 신호의 파형을 보여주는 도면이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 발진기의 출력 신호를 직류 직류 변환기의 스위칭 소자의 입력 신호로 한 경우, 직류 직류 변환기의 출력 전류와 직류 직류 변환기의 스위칭 소자에 입력되는 입력 신호의 파형을 보여주는 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil according to an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a power supply device and a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a power supply according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a DC to DC converter included in a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram of an AC power generating unit included in a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a waveform of an AC signal applied to a first MOSFET and a second MOSFET included in a push-pull type AC power generating unit according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are diagrams showing waveforms of an output current of a direct current direct current converter and an input signal inputted to a switching element of a direct current direct current converter.
10 (a) and 10 (b) are graphs showing the relationship between the output current of the DC / DC converter and the switching element of the DC / DC converter when the output signal of the oscillator is used as the input signal of the switching element of the DC / FIG. 4 is a diagram showing a waveform of an input signal to be input to FIG.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless power transmission system may include a power supply device 100, a wireless power transmitter 200, a wireless power receiver 300, and a load 400.

일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있다.In one embodiment, the power supply device 100 may be included in the wireless power transmitter 200.

무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may include a transmission induction coil 210 and a transmission resonance coil 220.

무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320), 정류부(330)를 포함할 수 있다. The wireless power receiver 300 may include a reception resonance coil 310, a reception induction coil 320, and a rectifier 330.

전력 공급 장치(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결된다.Both ends of the power supply device 100 are connected to both ends of the transmission induction coil 210.

송신 공진 코일(220)은 송신 유도 코일(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.The transmission resonant coil 220 may be disposed at a certain distance from the transmission induction coil 210.

수신 공진 코일(310)은 수신 유도 코일(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다. The reception resonant coil 310 may be disposed at a certain distance from the reception induction coil 320. [

수신 유도 코일(320)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결되고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.Both ends of the reception induction coil 320 are connected to both ends of the rectification part 330 and the load 400 is connected to both ends of the rectification part 330. In an embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiver 300.

전력 공급 장치(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 공진 현상에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. The power generated by the power supply apparatus 100 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 and the power transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 is resonated with the wireless power transmission apparatus 200 And transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 having the same resonance frequency value.

이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.More specifically, the power transmission process will be described below.

전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달한다.The power supply apparatus 100 generates and transmits AC power having a predetermined frequency to the wireless power transmission apparatus 200.

송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 유도 결합되어 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)는 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일(220)에도 교류 전류가 유도된다. The transmission induction coil 210 and the transmission resonance coil 220 are inductively coupled. That is, when the alternating current flows by the electric power supplied from the power supply device 100, the transmission induction coil 210 induces an alternating current also in the transmission resonance coil 220 which is physically separated by the electromagnetic induction.

그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. Thereafter, the power transmitted to the transmission resonant coil 220 is transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 which forms a resonant circuit with the wireless power transmitting apparatus 200 by resonance.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power can be transmitted by resonance between two LC circuits whose impedance is matched. Such resonance-based power transmission enables power transmission to be carried out farther than the power transmission by electromagnetic induction with higher efficiency.

수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 공진에 의해 전력을 수신한다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일(310)에는 교류 전류가 흐른다. 수신 공진 코일(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 공진 코일(310)과 유도 결합된 수신 유도 코일(320)로 전달된다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달된다.The reception resonance coil 310 receives power from the transmission resonance coil 220 by resonance. An AC current flows in the reception resonant coil 310 due to the received power. The power transmitted to the reception resonance coil 310 is transmitted to the reception induction coil 320 inductively coupled to the reception resonance coil 310 by electromagnetic induction. The power transmitted to the reception induction coil 320 is rectified through the rectifying part 330 and transferred to the load 400.

일 실시 예에서 송신 유도 코일(210), 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)은 원형, 타원형, 사각형 등과 같은 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.In one embodiment, the transmission induction coil 210, the transmission resonance coil 220, the reception resonance coil 310, and the reception induction coil 320 may have a shape such as a circle, an ellipse, a square, and the like, none.

무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일(220)은 자기장을 통해 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일(310)에 전력을 전송할 수 있다. The transmission resonance coil 220 of the wireless power transmitter 200 may transmit power to the reception resonance coil 310 of the wireless power receiver 300 through a magnetic field.

구체적으로, 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)은 공진 주파수에서 동작하도록 공진 결합되어 있다. Specifically, the transmitting resonant coil 220 and the receiving resonant coil 310 are resonantly coupled to operate at a resonant frequency.

송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)의 공진 결합으로 인해, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율은 크게 향상될 수 있다.The power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can be greatly improved due to the resonance coupling between the transmission resonance coil 220 and the reception resonance coil 310.

무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수가 큰 값을 가질수록 향상될 수 있다.In wireless power transmission, quality factor and coupling coefficient have important meaning. That is, the power transmission efficiency may be improved as the quality index and the coupling coefficient have larger values.

품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치(200) 또는 무선전력 수신장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.The quality factor may mean an index of energy that can be accumulated in the vicinity of the wireless power transmission apparatus 200 or the wireless power reception apparatus 300.

품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 품질 지수는 수식으로 Q=w*L/R 와 같이 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실량에 해당하는 저항을 의미한다.The quality factor may vary depending on the operating frequency w, the shape, dimensions, materials, and the like of the coil. The quality index can be expressed as Q = w * L / R by the formula. L is the inductance of the coil, and R is the resistance corresponding to the amount of power loss generated in the coil itself.

품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있고, 품질지수가 클수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.The quality factor can have a value from 0 to infinity. The larger the quality index, the higher the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can be.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.Coupling coefficient means the degree of magnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and ranges from 0 to 1.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.The coupling coefficient may vary depending on the relative position or distance between the transmitting coil and the receiving coil.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil 210 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다. As shown in FIG. 2, the transmission induction coil 210 may include an inductor L 1 and a capacitor C 1, thereby constituting a circuit having an appropriate inductance and a capacitance value.

송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단이 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.The transmission induction coil 210 may be constituted by an equivalent circuit in which both ends of the inductor L1 are connected to both ends of the capacitor C1. That is, the transmission induction coil 210 may be composed of an equivalent circuit in which the inductor L1 and the capacitor C1 are connected in parallel.

캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 조절됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)의 등가 회로도 또한, 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.The capacitor C1 may be a variable capacitor, and the impedance matching may be performed as the capacitance of the capacitor C1 is adjusted. Equivalent circuits of the transmit resonant coil 220, the receive resonant coil 310, and the receive induction coil 320 may also be the same as those shown in FIG. 2.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a power supply device 100 and a wireless power transmitter 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다. As illustrated in FIG. 3, the transmission induction coil 210 and the transmission resonant coil 220 may be formed of inductors L1 and L2 and capacitors C1 and C2 having predetermined inductance values and capacitance values, respectively.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiver 300 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 캐패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다. 4, the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 may include inductors L3 and L4 and capacitors C3 and C4 having a predetermined inductance value and a capacitance value, respectively.

정류부(330)는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 변환된 직류 전력을 부하(400)에 전달할 수 있다. The rectifier 330 may convert the DC power received from the reception induction coil 320 to DC power to transfer the converted DC power to the load 400.

구체적으로, 정류부(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있다. Specifically, the rectifier 330 may include a rectifier and a smoothing circuit. In one embodiment, the rectifier may be a silicon rectifier, and may be equivalent to the diode D1, as shown in FIG.

정류기는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.The rectifier can convert the DC power to the AC power received from the reception induction coil 320.

평활 회로는 정류기에서 변환된 직류 전력에 포함된 교류 성분을 제거하여 매끄러운 직류 전력을 출력할 수 있다. 일 실시 예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. The smoothing circuit may output the smooth DC power by removing the AC component included in the DC power converted by the rectifier. In an exemplary embodiment, as shown in FIG. 4, the rectifying capacitor C5 may be used, but the smoothing circuit is not limited thereto.

부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다.The load 400 may be any rechargeable battery or device requiring direct current power. For example, the load 400 may mean a battery.

무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 노트북, 마우스 등 전력이 필요한 전자기기에 장착될 수 있다. 이에 따라, 수신 공진 코일(310) 및 수신 유도 코일(320)은 전자기기의 형태에 맞는 형상을 가질 수 있다.The wireless power receiver 300 may be mounted on an electronic device that requires power, such as a mobile phone, a notebook, a mouse, and the like. Accordingly, the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 may have shapes conforming to the shape of the electronic device.

무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 can exchange information with the wireless power reception apparatus 300 using in-band or out-of-band communication.

인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치의 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)에 포함된 스위치의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다. In band communication may refer to a communication for exchanging information between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 using a signal having a frequency used for wireless power transmission. The wireless power receiver 300 may further include a switch, and may or may not receive power transmitted from the wireless power transmitter 200 through a switching operation of the switch. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 200 can detect the amount of power consumed in the wireless power transmission apparatus 200 and recognize the ON or OFF signal of the switch included in the wireless power reception apparatus 300. [

구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.Specifically, the wireless power receiving apparatus 300 can change the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 by changing the amount of power absorbed by the resistor using the resistor and the switch. The wireless power transmission apparatus 200 can detect the change in the consumed power and obtain the status information of the wireless power reception apparatus 300. [ The switch and resistor can be connected in series. In one embodiment, the status information of the wireless power receiving apparatus 300 may include information on a current charging amount and a charging amount change of the wireless power receiving apparatus 300.

더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다. More specifically, when the switch is opened, the power absorbed by the resistor becomes zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 also decreases.

스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치에서 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다. If the switch is shorted, the power absorbed by the resistor is greater than zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 increases. When the wireless power receiving apparatus 200 repeats this operation, the wireless power transmitting apparatus 200 can detect the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 and perform digital communication with the wireless power receiving apparatus 300.

무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitting apparatus 200 can receive the status information of the wireless power receiving apparatus 300 according to the above operation, and can transmit appropriate power.

이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.Conversely, it is also possible to transmit the state information of the wireless power transmission apparatus 200 to the wireless power reception apparatus 300 by providing a resistor and a switch on the wireless power transmission apparatus 200 side. In one embodiment, the state information of the wireless power transmitter 200 is the maximum amount of power that the wireless power transmitter 200 can transmit, and the wireless power receiver 300 that the wireless power transmitter 200 provides power. It may include information about the number of available and the amount of available power of the wireless power transmitter 200.

다음으로, 아웃 오브 밴드 통신에 대해 설명한다.Next, out-of-band communication will be described.

아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.Out-of-band communication refers to a communication for exchanging information for power transmission by using a separate frequency band instead of a resonant frequency band. The wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 300 may be equipped with an out of band communication module to exchange information necessary for power transmission. The out of band communication module may be mounted to a power supply. In one embodiment, the out-of-band communication module may use a short range communication method such as Bluetooth, Zigbee, WLAN, and Near Field Communication (NFC), but is not limited thereto.

다음으로 도 5 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 도 1 내지 도 4의 내용에 결부시켜 상세히 설명한다.5 to 10, a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치에 포함된 직류 직류 변환기의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치에 포함된 교류 전력 생성부의 구성도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 푸쉬 풀 타입의 교류 전력 생성부에 포함된 제1 모스펫 및 제2 모스펫에 인가되는 교류 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 직류 직류 변환기의 출력 전류와 직류 직류 변환기의 스위칭 소자에 입력되는 입력 신호의 파형을 보여주는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 발진기의 출력 신호를 직류 직류 변환기의 스위칭 소자의 입력 신호로 한 경우, 직류 직류 변환기의 출력 전류와 직류 직류 변환기의 스위칭 소자에 입력되는 입력 신호의 파형을 보여주는 도면이다.FIG. 5 is a block diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a configuration diagram of a DC / DC converter included in a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, 8 is a schematic diagram of an AC power generating unit included in a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 9 is a diagram showing waveforms of an output current of a DC / DC converter and an input signal inputted to a switching element of a DC / DC converter, and FIG. 10 is a diagram illustrating a waveform of an AC signal When the output signal of the oscillator is used as the input signal of the switching element of the DC-DC converter, the output current of the DC-DC converter and the input signal of the input signal to the switching element of the DC- Fig.

먼저 도 5를 참조하면, 전력 공급 장치(100)는 전원 공급부(110), 직류 직류 변환기(120), 발진기(130), 교류 전력 생성부(150), 전류 센싱부(140), 저장부(160), 제어부(170)를 포함할 수 있다.5, the power supply apparatus 100 includes a power supply unit 110, a DC / DC converter 120, an oscillator 130, an AC power generation unit 150, a current sensing unit 140, a storage unit 160, and a control unit 170.

전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있고, 반대로 무선전력 송신장치(200)의 구성을 모두 포함할 수 있다.The power supply 100 may be included in the wireless power transmission device 200 and conversely may include all of the configurations of the wireless power transmission device 200.

전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)에 직류 전력을 공급할 수 있다. 전원 공급부(110)는 특히, 직류 직류 변환기(120)에 직류 전력을 공급할 수 있다. The power supply unit 110 may supply DC power to the power supply 100. The power supply unit 110 can supply DC power to the DC / DC converter 120 in particular.

일 실시 예에서 전원 공급부(110)는 전력 공급 장치(100)에 포함되지 않고, 별도로 구비될 수 있다.In one embodiment, the power supply 110 is not included in the power supply 100, but may be separately provided.

직류 직류 변환기(120)는 전원 공급부(110)로부터 공급받은 직류 전력을 소정의 크기를 갖는 직류 전력으로 변환하여 출력할 수 있다. The DC / DC converter 120 converts the DC power supplied from the power supply unit 110 into DC power having a predetermined magnitude and outputs the DC power.

직류 직류 변환기(120)는 전원 공급부(110)로부터 직류 전압을 공급받아 소정의 크기를 갖는 직류 전압으로 승압하여 출력할 수 있다.The direct current (DC) converter 120 may receive a direct current voltage from the power supply unit 110, increase the direct current voltage to a predetermined magnitude, and output the direct current voltage.

일 실시 예에서 직류 직류 변환기(120)는 부스트 타입(Boost type)의 변환기 일 수 있다. 부스트 타입의 변환기는 입력 전압을 승압하여 안정된 출력 전압을 출력하는 변환기를 말한다. 이러한, 부스트 타입의 변환기는 승압형 컨버터라고도 하며, 입력단과 출력단의 접지(GND)가 동일한 경우에만 사용할 수 있다. 부스트 타입의 변환기는 부하 측의 입장에서 볼 때, 부하로 전류가 주기적으로 흘러들어오다 끊어지다를 반복하기 때문에 전류원(current-fed) 방식이라고도 하며, 출력단의 전류는 항상 입력단의 전류보다 작다. 부스트 타입의 변환기 회로의 동작 원리상 손실 성분이 없기 때문에 입력 전류 * 입력 전압 = 출력 전류 * 출력 전압의 관계식으로부터 출력 전압이 입력 전압보다 항상 높게 나타난다.In one embodiment, DC to DC converter 120 may be a Boost type converter. A boost type converter is a converter that boosts an input voltage and outputs a stable output voltage. Such a boost type converter is also referred to as a step-up converter and can be used only when the ground (GND) of the input terminal and the output terminal are the same. The boost type converter is also referred to as a current-fed type because the current flows periodically from the load side to the load side, and the output current is always smaller than the input side current. Since there is no loss component due to the operation principle of the boost type converter circuit, the output voltage is always higher than the input voltage from the relation of input current * input voltage = output current * output voltage.

도 6을 참조하여, 부스트 타입의 직류 직류 변환기(120)를 상세히 설명한다.Referring to FIG. 6, the DC-DC converter 120 of the boost type will be described in detail.

도 6을 참조하면, 직류 직류 변환기(120)는 인덕터(121), 다이오드(123), 캐패시터(125), 스위칭 소자(127), 신호 생성부(미도시)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(127)는 모스펫(MOSFET)으로 구성될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등으로 구성될 수 있다.6, the DC / DC converter 120 may include an inductor 121, a diode 123, a capacitor 125, a switching device 127, and a signal generator (not shown). The switching device 127 may be a MOSFET, but it is not limited thereto, and may be a bipolar junction transistor (BJT), an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or the like.

인덕터(121)의 일단은 직류 직류 변환기(120)의 입력 단자와 연결되고, 타단은 스위칭 소자(127)의 드레인 단자와 다이오드(123)의 애노드 단자에 연결된다. 스위칭 소자(127)의 게이트 단자는 신호 생성부(미도시)와 연결된다.One end of the inductor 121 is connected to the input terminal of the DC / DC converter 120 and the other end is connected to the drain terminal of the switching element 127 and the anode terminal of the diode 123. The gate terminal of the switching element 127 is connected to a signal generator (not shown).

다이오드(123)의 캐소드 단자는 캐패시터(125)의 일단 및 직류 직류 변환기(120)의 출력 단자와 연결된다.The cathode terminal of the diode 123 is connected to one end of the capacitor 125 and the output terminal of the DC direct current converter 120.

인덕터(121)는 전원 공급부(110)로부터 인가되는 직류 전압을 소정 크기의 전압으로 승압할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 소자(127)가 턴 온(turn on)되면, 전원 공급부(110)로부터 인가된 전원에 의해 인덕터(121)에 전류가 흐르고, 인덕터(121)에 에너지가 축적된다. The inductor 121 can boost the DC voltage applied from the power supply unit 110 to a voltage of a predetermined magnitude. Specifically, when the switching device 127 is turned on, a current flows in the inductor 121 by the power source applied from the power supply unit 110, and energy is accumulated in the inductor 121.

이 후, 스위칭 소자(127)가 턴 오프(turn off)되면, 인덕터(121)에 저장되어 있던 에너지가 방출된다. 이 때, 방출되는 에너지는 인덕터(121)의 관성에 의해 처음 입력된 전류와는 반대된 극성을 갖는다. 스위칭 소자(127)가 턴 오프됨에 따라 처음과는 반대 극성의 전류가 흐르면, 역기전력이 발생하여 짧은 순간 동안 인덕터(121)에 걸리는 전압이 증가하게 된다. Thereafter, when the switching device 127 is turned off, the energy stored in the inductor 121 is released. At this time, the energy to be emitted has a polarity opposite to that of the current initially input by the inertia of the inductor 121. When a current of the opposite polarity flows through the switching element 127 as the switching element 127 is turned off, a counter electromotive force is generated and a voltage applied to the inductor 121 increases for a short period of time.

즉, 스위칭 소자(127)는 제어 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프되어 인덕터(121)에 의해 승압된 전압을 직류 직류 변환기(120)의 출력 단자로 공급하거나 차단시킬 수 있다. 스위칭 소자(127)가 턴 온으로 동작하는 동안, 직류 전압은 인덕터(121)의 양단에 연결되어 인덕터(121)의 충전이 이루어지고, 인덕터(121)에 흐르는 전류는 스위칭 소자(127)의 드레인 단자로 유입되어 소스 단자로 흐르게 된다. 스위칭 소자(127)가 턴 오프로 동작하는 동안, 인덕터(121)에 충전된 전압은 다이오드(123)를 통해 출력 단자로 인가된다. That is, the switching element 127 can be turned on or off according to the control signal to supply or cut off the voltage boosted by the inductor 121 to the output terminal of the DC / DC converter 120. The DC voltage is connected to both ends of the inductor 121 so that the inductor 121 is charged while the switching element 127 is turned on and the current flowing in the inductor 121 flows to the drain of the switching element 127 And flows to the source terminal. The voltage charged in the inductor 121 is applied to the output terminal through the diode 123 while the switching element 127 is turned off.

캐패시터(125)는 스위칭 소자(127)가 턴 오프로 동작하는 동안, 인덕터(121)에서 승압된 직류 전압을 방전하여 출력할 수 있다. The capacitor 125 can discharge the DC voltage boosted by the inductor 121 and output it while the switching element 127 is turned off.

다이오드(123)는 캐소드 단자에서 애노드 단자로 흐를 수 있는 전류의 역류를 방지할 수 있다.The diode 123 can prevent the reverse flow of the current that can flow from the cathode terminal to the anode terminal.

신호 생성부(미도시)는 스위칭 소자(127)에 입력 신호를 인가하여, 스위칭 소자(127)를 턴 온 또는 턴 오프 시킬 수 있다. 상기 입력 신호는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. A signal generator (not shown) may apply an input signal to the switching element 127 to turn on or off the switching element 127. The input signal may be a pulse width modulation (PWM) signal.

신호 생성부(미도시)는 스위칭 소자(127)에 듀티 사이클(Duty Cycle)을 조절하여 입력 신호를 인가함에 따라 직류 직류 변환기(120)의 출력 전압을 조절할 수 있다. 듀티 사이클은 한 주기의 시간 동안에 대한 펄스 폭의 비율을 의미한다.The signal generator may control the output voltage of the DC-DC converter 120 by adjusting the duty cycle of the switching element 127 and applying an input signal. The duty cycle means the ratio of the pulse width for a period of time of one cycle.

직류 직류 변환기(120)의 출력 단자에 저항이 연결되어 고정된 직류 전압을 출력하고자 하는 경우, 신호 생성부(미도시)는 스위칭 소자(127)에 듀티 사이클이 일정한 펄스 폭 변조 신호를 인가할 수 있다. When a resistor is connected to the output terminal of the DC / DC converter 120 to output a fixed DC voltage, a signal generator (not shown) may apply a pulse width modulation signal having a constant duty cycle to the switching device 127 have.

다시 도 5를 설명하면, 발진기(130)는 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 생성하여 생성된 교류 신호를 교류 전력 생성부(150)에 출력할 수 있다. 5, the oscillator 130 may generate an AC signal having a predetermined frequency and output the generated AC signal to the AC power generating unit 150. [

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송하는 경우, 상기 소정의 주파수는 공진 주파수 일 수 있다. 즉, 발진기(130)는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)가 공진 주파수에서 전력 전송이 가능하도록 공진 주파수를 갖는 교류 신호를 생성하여 교류 전력 생성부(150)에 출력할 수 있다.According to an embodiment, when the wireless power transmitter 200 transmits power to the wireless power receiver 300 using resonance, the predetermined frequency may be a resonance frequency. That is, the oscillator 130 generates an AC signal having a resonance frequency so that the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can transmit power at the resonance frequency, and outputs the generated AC signal to the AC power generation unit 150 .

교류 전력 생성부(150)는 직류 직류 변환기(120)로부터 제공받은 직류 전력을 발진기(130)에서 출력된 교류 신호를 이용하여 교류 전력으로 변환하고, 변환된 교류 전력을 무선전력 송신장치(200)에 공급할 수 있다.The AC power generation unit 150 converts the DC power provided from the DC converter 120 into AC power using the AC signal output from the oscillator 130, and converts the converted AC power into the wireless power transmitter 200. Can be supplied to

즉, 교류 전력 생성부(150)는 직류 직류 변환기(120)로부터 제공받은 직류 전력과 발진기(130)에서 출력된 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다.That is, the AC power generating unit 150 may generate AC power using the DC power supplied from the DC / DC converter 120 and the AC signal output from the oscillator 130.

교류 전력 생성부(150)는 발진기(130)에서 출력된 교류 신호를 증폭하여 출력할 수 있다. 발진기(130)에서 출력된 교류 신호의 크기는 작을 수 있으므로, 교류 전력 생성부(150)는 증폭 버퍼를 더 포함하여 발진기(130)에서 출력된 교류 신호를 소정의 크기만큼 증폭시킬 수 있다.The AC power generating unit 150 may amplify and output the AC signal output from the oscillator 130. The AC signal output from the oscillator 130 may be small in size. Therefore, the AC power generating unit 150 may further include an amplification buffer to amplify the AC signal output from the oscillator 130 by a predetermined magnitude.

교류 전력 생성부(150)는 푸쉬 풀 타입(push-pull type)의 구조를 가질 수 있고, 이에 대해서는 도 7을 통해 상세히 설명한다.The AC power generation unit 150 may have a push-pull type structure, which will be described in detail with reference to FIG.

푸쉬 풀 타입은 쌍으로 존재하는 스위치나 트랜지스터 또는 임의의 회로 블록이 서로 교대로 동작하여 출력 부분에서 둘의 응답이 번갈아 나타나는 구조를 말한다. 쌍으로 존재하는 회로 블록이 번갈아 동작하는 형태가 서로 밀고 당기는 듯 보여서 푸쉬 풀 구조라 불린다. The push pull type refers to a structure in which switches or transistors or pairs of circuit blocks present in pairs operate alternately with each other so that two responses alternate in the output part. The alternating circuit blocks appear to be pushing and pulling on each other, so they are called push-pull structures.

도 7을 참조하면, 교류 전력 생성부(150)는 제1 모스펫(MOSFET)(151), 제2 모스펫(MOSFET)(153), 드라이버(155)를 포함할 수 있다.7, the AC power generation unit 150 may include a first MOSFET 151, a second MOSFET (MOSFET) 153, and a driver 155.

드라이버(155)는 발진기(130)로부터 소정의 주파수를 갖는 교류 신호를 전달받는다. 일 실시 예에서 교류 신호는 구형파(rectangular) 형태일 수 있다.The driver 155 receives an AC signal having a predetermined frequency from the oscillator 130. In one embodiment, the alternating current signal may be in the form of a rectangular wave.

드라이버(155)는 제1 모스펫(151) 및 제2 모스펫(153) 각각에 크기는 같고, 위상은 반대인 교류 신호를 인가할 수 있다. 위상이 반대인 교류 신호가 인가됨에 따라 반주기 동안은 제1 모스펫(151)이 온(ON) 상태, 제2 모스펫(153)은 오프(OFF) 상태가 되고, 나머지 반주기 동안은 제1 모스펫(151)이 오프(OFF) 상태, 제2 모스펫(153)은 온(ON) 상태가 된다.The driver 155 may apply an AC signal having the same magnitude and the opposite phase to the first MOSFET 151 and the second MOSFET 153, respectively. The first MOSFET 151 is turned on and the second MOSFET 153 is turned off during the half period as the AC signal having the opposite phase is applied and the first MOSFET 151 Is turned off, and the second MOSFET 153 is turned on.

구체적으로, 반주기 동안 제1 모스펫(151)이 온(ON) 상태, 제2 모스펫(153)이 오프(OFF) 상태가 되면, 제1 모스펫(151)을 거쳐 무선전력 송신장치(200) 측으로 교류 전류가 흐르게 되고, 반대로 나머지 반주기 동안 제1 모스펫(151)이 오프(OFF) 상태, 제2 모스펫(153)이 온(ON) 상태가 되면, 제2 모스펫(153)을 거쳐 무선전력 송신장치(200) 측으로 반대 방향의 교류 전류가 흐르게 된다. 특히, 상기 반대 방향의 교류 전류의 흐름은 무선전력 송신장치(200)에서 제2 모스펫(153) 측으로 교류 전류가 흐르는 것으로 해석될 수 있다.Specifically, when the first MOSFET 151 is turned on and the second MOSFET 153 is turned off during the half period, the AC power is supplied to the wireless power transmission apparatus 200 via the first MOSFET 151, When the first MOSFET 151 is turned off and the second MOSFET 153 is turned on during the remaining half period of time, the current flows through the second MOSFET 153, 200) in the opposite direction. In particular, the flow of the alternating current in the opposite direction can be interpreted as that the alternating current flows from the wireless power transmission apparatus 200 to the second MOSFET 153 side.

이와 같이, 제1 모스펫(151)과 제2 모스펫(153)은 반주기의 시간 간격마다 교대로 동작하여 무선전력 송신장치(200)에 교류 전력을 공급한다.Thus, the first MOSFET 151 and the second MOSFET 153 alternately operate at a time interval of half a period to supply AC power to the wireless power transmission apparatus 200.

상기 과정을 구형파를 이용하여 더 구체적으로 설명한다.The above process will be described in more detail using a square wave.

도 8을 참조하면, 제1 모스펫(151)에 인가되는 구형파 형태의 교류 신호(A) 및 제2 모스펫(153)에 인가되는 구형파 형태의 교류 신호(B)를 보여준다. 각 교류 신호(A, B)의 주기를 T라고 가정한다. 각 교류 신호(A, B)는 크기는 같고, 반주기의 위상 차이를 갖는다.8, there are shown square wave AC signals A applied to the first MOSFET 151 and square wave AC signals B applied to the second MOSFET 153. FIG. Assume that the period of each AC signal (A, B) is T. Each AC signal (A, B) has the same magnitude and a phase difference of half a period.

처음 반주기(T/2)의 제1 구간(a) 동안 하이(high) 레벨의 교류 신호(A)가 제1 모스펫(151)에 인가됨에 따라 제1 모스펫(151)이 온(ON)되어, 교류 전류는 제1 모스펫(151)을 거쳐 무선전력 송신장치(200)로 흐른다. 이때, 제2 모스펫(153)은 로우(low) 레벨의 교류 신호(B)가 인가됨에 따라 제2 모스펫은 오프(OFF)된다.The first MOSFET 151 is turned on as the AC signal A of high level is applied to the first MOSFET 151 during the first period a of the first half period T / The alternating current flows to the wireless power transmission apparatus 200 via the first MOSFET 151. At this time, the second MOSFET is turned off as the AC signal B of low level is applied to the second MOSFET.

반대로, 나머지 반주기(T/2)의 제2 구간(b) 동안 하이(high) 레벨의 교류 신호(B)가 제2 모스펫(153)에 인가됨에 따라 제2 모스펫(153)이 온(ON)되어, 교류 전류는 제2 모스펫(153)을 거쳐 무선전력 송신장치(200)로 흐른다. 이때, 제1 모스펫(151)은 로우(low) 레벨의 교류 신호(A)가 인가됨에 따라 제2 모스펫은 오프(OFF)된다.On the contrary, the second MOSFET 153 is turned on as the AC signal B of high level is applied to the second MOSFET 153 during the second period b of the remaining half period (T / 2) So that the alternating current flows to the wireless power transmission apparatus 200 via the second MOSFET 153. At this time, the second MOSFET is turned off as the AC signal A of the low level is applied to the first MOSFET 151.

다시 도 6을 설명하면, 도 6의 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호의 듀티 사이클은 직류 직류 변환기(120)에서 출력되는 출력 전류에 따라 달라질 수 있다.6, the duty cycle of an input signal applied to the switching device 127 of the DC-DC converter 120 of FIG. 6 may be changed according to the output current output from the DC-DC converter 120. FIG.

이에 대해서는 도 9를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG.

도 9의 (a)는 직류 직류 변환기(120)에서 출력되는 출력 전류의 파형을 보여주고 있고, 도 9의 (b)는 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호를 보여주고 있다. 9 (a) shows the waveform of the output current outputted from the DC / DC converter 120, and FIG. 9 (b) shows the waveform of the input signal applied to the switching element 127 of the DC / DC converter 120 .

도 9의 (a)에서 상기 출력 전류의 파형의 주기는 T1(15us)로 가정하고, 도 9의 (b)에서 스위칭 소자(127)에 입력되는 입력 신호의 주기는 T2(5us)로 가정한다. 9A, the period of the waveform of the output current is assumed to be T1 (15us), and the period of the input signal input to the switching element 127 in FIG. 9B is assumed to be T2 (5us) .

도 9의 (b)를 참조하면, 듀티 사이클은 입력 신호의 주기(T2)마다 계속 변하는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 처음 5us동안의 듀티 사이클(d1)은 80%(4.0us/5.0us), 다음 5us동안의 듀티 사이클(d2)은 50%(2.5us/5.0us), 그 다음 5us동안의 듀티 사이클(d3)은 10%(0.5us/5.0us)가 되어, 듀티 사이클이 출력 전류의 주기(T1)에 대해 계속 변하게 됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9B, it can be seen that the duty cycle continues to change for every period T2 of the input signal. Specifically, the duty cycle d1 for the first 5 us is 80% (4.0 us / 5.0 us), the duty cycle d2 for the next 5 us is 50% (2.5 us / 5.0 us), then the duty cycle (d3) becomes 10% (0.5us / 5.0us), and the duty cycle continuously changes with respect to the period T1 of the output current.

즉, 반 주기(T1/2) 동안 직류 직류 변환기(120)의 출력 전류가 하이 레벨의 신호를 유지하는 경우, 스위칭 소자(127)에 입력되는 입력 신호의 듀티 사이클(d)은 직류 직류 변환기(120)의 출력 전류가 로우 레벨의 신호를 유지하는 경우에 비해 커진다. That is, when the output current of the DC-DC converter 120 maintains the high-level signal during the half period T1 / 2, the duty cycle d of the input signal input to the switching element 127 is supplied to the DC- 120 is larger than the case where the output current of the low-level signal is maintained.

또한, 반 주기(T1/2) 동안 직류 직류 변환기(120)의 출력 전류가 하이 레벨의 신호를 유지하는 경우, 스위칭 소자(127)에 입력되는 입력 신호는 2번의 하이 레벨 신호를 포함할 수 있다. 이는 스위칭 소자(127)에 2번의 턴 온 동작이 발생함을 의미할 수 있다. Further, when the output current of the DC / DC converter 120 maintains the high level signal during the half period (T1 / 2), the input signal input to the switching element 127 may include two high level signals . This may mean that the turn-on operation occurs twice in the switching device 127. [

마찬가지로, 반 주기(T1/2) 동안 직류 직류 변환기(120)의 출력 전류가 로우 레벨의 신호를 유지하는 경우, 스위칭 소자(127)에 입력되는 입력 신호는 2번의 하이 레벨 신호를 포함할 수 있다. 이 경우, 듀티 사이클은 반 주기(T1/2) 동안 직류 직류 변환기(120)의 출력 전류가 하이 레벨의 신호를 유지하는 경우에 비해 작게 된다. Likewise, when the output current of the DC-DC converter 120 maintains a low level signal during the half period (T1 / 2), the input signal input to the switching element 127 may include two high level signals . In this case, the duty cycle becomes smaller as compared with the case where the output current of the DC-DC converter 120 maintains the high level signal during the half period (T1 / 2).

이와 같이, 듀티 사이클이 계속적으로 변하면, 스위칭 소자(127)의 손실이 증가하게 된다. 스위칭 소자(127)의 손실은 턴 온시 스위칭 소자(127)의 저항이 0이 되지 않아 발생하는 손실, 턴 오프시 스위칭 소자(127)가 완전히 턴 오프 되지 않아(스위칭 소자(127)의 저항이 무한대가 되지 않아) 발생하는 손실일 수 있다. Thus, if the duty cycle continuously changes, the loss of the switching element 127 increases. The loss of the switching element 127 is a loss that occurs when the resistance of the switching element 127 does not become zero at the time of turn-on, and the switching element 127 is not completely turned off at the time of turning off (the resistance of the switching element 127 is infinite ).

또한, 듀티 사이클이 계속적으로 변하면, 직류 직류 변환기(120)에 포함된 인덕터(121)의 저항 성분으로 인한 전류 손실이 발생할 수 있다.Further, if the duty cycle continuously changes, a current loss due to the resistance component of the inductor 121 included in the DC / DC converter 120 may occur.

상기와 같은 스위칭 소자(127)의 손실, 인덕터(121)의 저항 성분으로 인한 전류 손실을 방지하기 위해 스위칭 소자(127)에 입력되는 신호의 듀티 사이클을 일정하게 유지시킬 필요가 있다. It is necessary to maintain the duty cycle of the signal input to the switching device 127 constant to prevent the loss of the switching device 127 and the current loss due to the resistance component of the inductor 121 as described above.

이는 발진기(130)의 출력 신호를 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127) 및 교류 전력 생성부(150)에 동시에 인가시킴으로써 해결될 수 있다. This can be solved by simultaneously applying the output signal of the oscillator 130 to the switching device 127 of the DC / DC converter 120 and the AC power generation unit 150. [

다시 도 5를 설명하면, 발진기(130)는 교류 전력 생성부(150)에 인가되는 주파수 및 위상과 동일한 교류 신호를 기준 신호로 하여 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가할 수 있다. 이 경우, 직류 직류 변환기(120)는 신호 생성부(미도시)를 포함하지 않을 수 있다.5, the oscillator 130 can apply an AC signal having the same frequency and phase to the AC power generating unit 150 as a reference signal to the switching device 127 of the DC-DC converter 120 have. In this case, the DC / DC converter 120 may not include a signal generator (not shown).

이렇게, 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호로 교류 전력 생성부(150)에 인가되는 교류 신호를 이용하게 되면, 교류 전력 생성부(150)에서 출력되는 출력 신호의 주파수 및 위상은 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호의 주파수 및 위상과 동일하게 된다. 왜냐하면, 교류 전력 생성부(150)에서 출력되는 출력 신호의 주파수 및 위상은 기본적으로 발진기(130)가 출력한 신호의 주파수 및 위상과 같을 것이기 때문이다.When the AC signal applied to the AC power generating unit 150 is used as the input signal to the switching device 127 of the DC-DC converter 120, the output signal of the AC power generating unit 150 The frequency and the phase become the same as the frequency and phase of the input signal applied to the switching element 127 of the DC / DC converter 120. This is because the frequency and the phase of the output signal output from the AC power generation unit 150 are basically the same as the frequency and phase of the signal output from the oscillator 130.

이에 따라, 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호의 듀티 싸이클은 일정하게 유지될 수 있다. 이에 대해, 도 10을 참조하여, 구체적으로 설명한다.Accordingly, the duty cycle of the input signal applied to the switching element 127 of the DC / DC converter 120 can be kept constant. This will be described in detail with reference to Fig.

도 10의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 발진기(130)의 출력 신호를 스위칭 소자(127)의 입력 신호와 동일하게 한 경우, 직류 직류 변환기(120)에서 출력되는 출력 전류의 파형을 보여주고 있고, 도 10의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 발진기(130)의 출력 신호를 스위칭 소자(127)의 입력 신호와 동일하게 한 경우, 직류 직류 변환기(120)의 스위칭 소자(127)에 인가되는 입력 신호의 파형을 보여주고 있다. 10A shows a waveform of an output current outputted from the DC-DC converter 120 when the output signal of the oscillator 130 is made equal to the input signal of the switching device 127 according to an embodiment of the present invention. 10B shows the case where the output signal of the oscillator 130 is the same as the input signal of the switching device 127 according to the embodiment of the present invention. The waveform of the input signal applied to the element 127 is shown.

도 10의 (a)에서 상기 출력 전류의 파형의 주기는 T3(15us)로 가정하고, 도 10의 (b)에서 스위칭 소자(127)에 입력되는 입력 신호의 주기도 T4(15us)로 가정한다.In FIG. 10A, it is assumed that the period of the waveform of the output current is T3 (15us), and the period T4 (15us) of the input signal input to the switching element 127 in FIG. 10B is assumed.

도 10의 (b)를 참조하면, 듀티 사이클은 입력 신호의 주기(T4)마다 일정함을 확인할 수 있다. 즉, 도 9의 (b)에서처럼, 듀티 사이클이 계속 변하는 것이 아니라, 입력 신호의 주기(15us)동안 듀티 사이클(d4)은 40%(6us/15us)로 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10B, it can be seen that the duty cycle is constant for each period T4 of the input signal. That is, as shown in FIG. 9B, the duty cycle does not continuously change, but the duty cycle d4 remains constant at 40% (6us / 15us) during the period 15us of the input signal.

또한, 스위칭 소자(127)의 턴 온은 1번, 턴 오프 또한, 1번으로 도 9의 (b)에 비해 스위칭 소자(127)의 턴 온 및 턴 오프의 횟수가 감소함을 확인할 수 있다.Also, it can be seen that the number of turn-on and turn-off of the switching element 127 is reduced compared to FIG. 9 (b) with the turn-on of the switching element 127 being 1 turn-off and 1 time.

이와 같이, 발진기(130)의 출력 신호를 직류 직류 변환기(120)의 입력 신호와 동일하게 하는 경우, 한 주기 동안 듀티 사이클이 일정하게 되어, 스위칭 소자(127)의 손실이 감소하게 된다. 왜냐하면, 듀티 사이클이 일정하게 되면, 스위칭 소자(127)의 턴 온, 턴 오프의 횟수가 줄어들기 때문이다.When the output signal of the oscillator 130 is made equal to the input signal of the DC / DC converter 120, the duty cycle is constant for one period, and the loss of the switching device 127 is reduced. This is because, when the duty cycle is constant, the number of turn-on and turn-off of the switching device 127 is reduced.

또한, 듀티 사이클이 일정하게 되면, 직류 직류 변환기(120)에 포함된 인덕터(121)의 저항 성분으로 인한 전류 손실이 감소할 수 있게 된다. 왜냐하면, 스위칭 소자(127)의 턴 온, 턴 오프 횟수가 감소함에 따라 인덕터(121)에 흐르는 전류의 빈도가 감소하여, 인덕터(121)의 저항 성분으로 인한 전류 손실이 감소하기 때문이다.In addition, when the duty cycle is constant, the current loss due to the resistance component of the inductor 121 included in the DC / DC converter 120 can be reduced. This is because the frequency of the current flowing through the inductor 121 decreases as the number of turn-on and turn-off times of the switching device 127 decreases, and the current loss due to the resistance component of the inductor 121 decreases.

다시 도 5를 설명한다.5 is described again.

전류 센싱부(140)는 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 전류를 감지하여 감지된 전류의 세기를 측정할 수 있다.The current sensing unit 140 senses the current flowing in the wireless power transmission apparatus 200 and can measure the intensity of the sensed current.

일 실시 예에서 전류 센싱부(140)는 도 5에서 도시된 교류 전력 생성부(150)에 입력되는 전류의 세기를 측정할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 전류 센싱부(140)는 교류 전력 생성부(150)에서 출력되는 전류의 세기를 측정할 수도 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 무선전력 송신장치(200)의 내부에 흐르는 모든 지점에 대한 전류의 세기를 측정할 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 140 may measure the intensity of the current input to the AC power generating unit 150 shown in FIG. In yet another embodiment, the current sensing unit 140 may measure the intensity of the current output from the AC power generating unit 150, but is not limited thereto and may include all of the current flowing in the wireless power transmitting apparatus 200 The intensity of the current to the point can be measured.

일 실시 예에서 전류 센싱부(140)는 변류기(CT: Current Transformer)가 사용될 수 있다. 변류기는 회로에 흐르는 높은 전류를 필요한 값의 낮은 전류로 낮추어 측정할 수 있는 장치이다. 즉, 변류기는 회로에 흐르는 임의의 전류에 대해 그에 비례하는 전류로 변성시켜 전류를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 변류기는 1차권선, 2차권선과 철심으로 구성되어 있으며, 철심을 지나는 자속에 의해 전자기 유도 현상이 발생하면, 1차 전류를 변류비에 비례하여 2차 전류로 변성시킬 수 있고, 변성된 2차 전류를 측정할 수 있다. In one embodiment, the current sensing unit 140 may be a current transformer (CT). A current transformer is a device that can measure a high current flowing in a circuit by lowering the current to the required value. That is, the current transformer can measure the current by modifying it with a current proportional to an arbitrary current flowing in the circuit. More specifically, the current transformer is composed of a primary winding, a secondary winding, and an iron core. When an electromagnetic induction phenomenon occurs due to the magnetic flux passing through the iron core, the primary current can be transformed into a secondary current in proportion to the current ratio , The denatured secondary current can be measured.

일 실시 예에서 전류 센싱부(140)는 권선형, 봉형, 관통형, 3차 권선부형, 다심 철심형 중 어느 하나의 변류기가 사용될 수 있다.In one embodiment, the current sensing unit 140 may be a current transformer, such as a wire-wound type, a bar type, a through type, a tertiary winding type, or a multi-core type.

일 실시 예에서 전류 센싱부(140)가 측정하는 전류의 세기는 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 떨어져 있는 근접 거리에 따라 가변될 수 있다. 즉, 전류 센싱부(140)에서 측정된 전류의 세기가 커질수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 가까워지는 것을 의미하고, 전류 센싱부(140)에서 측정된 전류의 세기가 작아질수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 거리가 멀어지는 것을 의미할 수 있다.The intensity of the current measured by the current sensing unit 140 may vary depending on the proximity distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300. [ That is, the greater the intensity of the current measured by the current sensing unit 140, the closer the distance between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300 becomes. The smaller the intensity of the current, the greater the distance between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 becomes.

저장부(160)는 교류 전력 생성부(150)에 인가되는 전류의 세기, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)의 결합계수 및 직류 직류 변환기(120)에서 출력하는 직류전압을 대응시켜 저장하고 있다. 즉, 저장부(160)에는 상기 3가지 값이 룩업 테이블의 형태로 저장되어 있을 수 있다.The storage unit 160 stores the intensity of the current applied to the AC power generating unit 150, the coupling coefficient between the wireless power transmitting apparatus 200 and the wireless power receiving apparatus 300, and the DC voltage output from the DC- Are stored in association with each other. That is, the storage unit 160 may store the three values in the form of a look-up table.

제어부(170)는 전력 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The controller 170 may control the overall operation of the power supply device 100.

특히, 제어부(170)는 교류 전력 생성부(150)에 인가되는 전류의 세기와 대응되는 결합계수, 직류 직류 변환기(120)에서 출력하는 직류전압을 저장부(160)에서 검색하고, 검색된 직류전압을 출력하도록 직류 직류 변환기(120)를 제어할 수 있다.In particular, the control unit 170 searches the storage unit 160 for the DC voltage output from the DC-DC converter 120 and the coupling coefficient corresponding to the intensity of the current applied to the AC power generation unit 150, The DC / DC converter 120 may be controlled so as to output the DC voltage.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.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 limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 전력 공급 장치
110: 전원 공급부
120: 직류 직류 변환기
130: 발진기
140: 전류 센싱부
150: 교류 전력 생성부
160: 저장부
170: 제어부
200: 무선전력 송신장치
210: 송신 유도 코일
220: 송신 공진 코일
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 공진 코일
320: 수신 유도 코일
330: 정류부
400: 부하100: power supply
110: Power supply
120: DC to DC converter
130: Oscillator
140: Current sensing unit
150: AC power generating unit
160:
170:
200: Wireless power transmitting device
210: transmission induction coil
220: transmission resonance coil
300: Wireless power receiving device
310: Receive resonant coil
320: reception induction coil
330: rectification part
400: Load

Claims (10)

무선전력 송신장치의 전력 공급 장치로서,
소정의 주파수를 갖는 교류 신호를 생성하는 발진기;
직류 전력을 상기 교류 신호를 이용하여 소정의 크기를 갖는 직류 전력으로 변환하는 직류 직류 변환기; 및
상기 직류 전력 및 상기 교류 신호를 이용하여 교류 전력을 생성하는 교류 전력 생성부를 포함하는
전력 공급 장치.A power supply apparatus for a wireless power transmission apparatus,
An oscillator for generating an AC signal having a predetermined frequency;
A direct current direct current converter converting direct current power into direct current power having a predetermined size using the AC signal; And
An AC power generator configured to generate AC power using the DC power and the AC signal;
Power supply. 제1항에 있어서,
상기 전력 공급 장치는,
상기 교류 신호를 기준 신호로 이용하여 상기 직류 직류 변환기의 듀티 사이클을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는
전력 공급 장치.The method of claim 1,
The power supply device includes:
By using the AC signal as a reference signal characterized in that the duty cycle of the direct current DC converter is kept constant
Power supply. 제2항에 있어서,
상기 전력 공급 장치는,
상기 기준 신호와 상기 교류 전력 생성부의 출력 신호의 주파수 및 위상을 일치시켜 상기 직류 직류 변환기의 듀티 사이클을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는
전력 공급 장치.3. The method of claim 2,
The power supply device includes:
By matching the frequency and phase of the reference signal and the output signal of the AC power generating unit characterized in that the duty cycle of the DC-DC converter is kept constant
Power supply. 제1항에 있어서,
상기 직류 직류 변환기는 부스트 타입(Boost type)의 변환기인 것을 특징으로 하는
전력 공급 장치.The method of claim 1,
And the DC direct current converter is a Boost type converter
Power supply. 제4항에 있어서,
상기 직류 직류 변환기는,
전원 공급부로부터 인가되는 직류 전압을 소정 크기의 직류 전압으로 승압하는 인덕터;
상기 승압된 직류 전압을 상기 교류 전력 생성부로 공급하거나 차단하는 스위칭 소자; 및
상기 스위칭 소자가 턴 오프된 경우, 상기 승압된 직류 전압을 방전하여 출력하는 캐패시터를 포함하며,
상기 스위칭 소자는 상기 교류 신호를 이용하여 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는
전력 공급 장치.5. The method of claim 4,
The DC / DC converter includes:
An inductor for boosting a DC voltage applied from a power supply unit to a DC voltage of a predetermined magnitude;
A switching element for supplying or blocking the boosted DC voltage to the AC power generation unit; And
And a capacitor for discharging and outputting the boosted DC voltage when the switching element is turned off,
The switching device is characterized in that for performing a switching operation using the AC signal.
Power supply. 제1항에 있어서,
상기 교류 전력 생성부는 푸쉬 풀 타입의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는
전력 공급 장치.The method of claim 1,
Wherein the AC power generating unit has a push-pull type structure
Power supply. 제6항에 있어서,
상기 교류 전력 생성부는,
제1 모스펫;
제2 모스펫; 및
상기 발진기로부터 생성된 교류 신호를 이용하여 상기 제1 모스펫 및 상기 제2 모스펫 각각에 크기는 같고, 위상은 서로 반대인 교류 신호를 인가하는 드라이버를 포함하는
전력 공급 장치.The method according to claim 6,
The AC power generation unit may include:
A first MOSFET;
A second MOSFET; And
And a driver for applying an AC signal having the same magnitude and the opposite phase to each other in the first MOSFET and the second MOSFET using an AC signal generated from the oscillator
Power supply. 제1항에 기재된 전력 공급 장치; 및
상기 전력 공급 장치로부터 전달받은 교류 전력을 송신하기 위해 외부 코일과 자기적으로 상호 결합하는 송신부를 포함하는
무선전력 송신장치.A power supply device according to claim 1; And
And a transmitter that magnetically couples with the external coil to transmit the AC power transmitted from the power supply device
Wireless power transmitter. 제8항에 있어서,
상기 송신부는,
전자기 유도에 의해 상기 외부 코일로 전력을 전송하는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.9. The method of claim 8,
The transmitting unit,
Characterized in that electric power is transmitted to the external coil by electromagnetic induction
Wireless power transmitter. 제8항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 전력 공급 장치로부터 교류 전력을 전달받아 자기장을 발생하는 송신 유도 코일; 및
상기 발생된 자기장에 의해 송신 유도 코일과 커플링되어 생성된 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 외부 코일로 송신하는 송신 공진 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.9. The method of claim 8,
The transmitting unit,
A transmission induction coil for receiving AC power from the power supply device and generating a magnetic field; And
And a transmission resonance coil coupled to the transmission induction coil by the generated magnetic field to transmit the generated AC power to the external coil using resonance
Wireless power transmitter.
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