KR20140129916A

KR20140129916A - 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법

Info

Publication number: KR20140129916A
Application number: KR20130048876A
Authority: KR
Inventors: 이강윤; 박형구; 장재형; 강지훈
Original assignee: 인텔렉추얼디스커버리 주식회사
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-07

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원하는 전력을 전송하도록 신속하고 정밀하게 전송 전력을 증폭시키는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송 장치로서, 특정 주파수의 전력을 발진하는 발진기; 디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되고, 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 증폭 회로, 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 센서, 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하고 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 디지털 제어기 및 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 아날로그 제어기를 포함하는 증폭기; 및 상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 전송 안테나;를 포함하는 무선 전력 전송 장치가 제공될 수 있다.

Description

무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER}

본 발명은 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원하는 전력을 전송하도록 신속하고 정밀하게 전송 전력을 증폭시키는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다.

무선 전력 전송 기술은 전원 소스와 전자 기기 사이에 무선으로 전력을 전달하는 기술이다. 일 예로 무선 전력 전송 기술은 스마트폰이나 태블릿 등의 이동 단말기를 단지 무선 충전 패드 상에 올려놓는 것만으로 이동 단말기의 배터리의 무선으로 충전할 수 있도록 함으로써, 기존의 유선 충전 커넥터를 이용하는 유선 충전 환경에 비해 보다 뛰어난 이동성과 편의성 그리고 안전성을 제공할 수 있다. 또한, 무선 전력 전송 기술은 이동 단말기의 무선 충전 이외에도 향후 가전 제품, 전기 자동차를 비롯하여 의료, 레저, 로봇 등의 다양한 분야에서 기존의 유선 전력 전송 환경을 대체할 것으로 주목받고 있다.

무선 전력 전송 기술은 전자기파 방사를 이용한 기술과 전자기 유도 현상을 이용한 기술로 분류될 수 있는데, 전자기파 방사를 이용하는 기술은 공기 중에서 소모되는 방사 손실(radiation loss)에 따른 효율의 한계를 가지고 있어 최근에는 주로 전자기 유도 현상을 이용한 기술이 많이 연구되고 있다.

전자기 유도 현상을 이용한 무선 전력 전송 기술은 크게 전자기 유도(inductive coupling) 방식과 자기 공명(resonant magnetic coupling) 방식으로 분류된다.

전자기 유도 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일 간의 전자기 결합에 따라 전송 측 코일에서 발생시킨 자기장로 인해 수신 측 코일에 유도되는 전류를 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다. 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 기술은 전송 효율이 높은 장점을 가지고 있으나, 전력 전송 거리가 수 mm로 제한될 뿐 아니라 코일 간의 정합에 매우 민감하여 위치 자유도가 현저히 낮은 단점을 가지고 있다.

자기 공명 방식은 2005년 MIT의 마린 솔라비치 교수가 제안한 기술로서, 전송 측 코일과 수신 측 코일 간의 공진 주파수로 인가된 자기장에 의해 전송 측과 수신 측 양단에 자기장이 집중되는 현상을 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다. 이에 따라 자기 공명 방식은 전자기 유도 방식에 비해 비교적 긴 수십 cm에서 수 m에 이르는 거리까지 에너지를 전송하는 것이 가능하여 진정한 코드프리(cord-free)를 구현할 무선 전력 전송 기술로 기대를 받고 있다.

그런데, 무선 전력 전송을 수행하는 경우에 전송되는 전력은 전송 거리나 전송 측과 수신 측의 상태 변화에 따라 변동될 수 있다. 이때 수신되는 전력이 원하는 전력보다 작은 경우에는 충전에 소요되는 시간이 늘어날 수 있으며 반대로 큰 경우에는 수신 측에 과전력이 흘러 수신 측 기기가 손상될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 일 과제는, 전송 전력의 특성에 기초하여 신속하고 정밀하게 전력 증폭을 수행하는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송 장치로서, 특정 주파수의 전력을 발진하는 발진기; 디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되고, 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 증폭 회로, 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 센서, 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하고 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 디지털 제어기 및 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 아날로그 제어기를 포함하는 증폭기; 및 상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 전송 안테나;를 포함하는 무선 전력 전송 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 방법으로서, 특정 주파수의 전력을 발진하는 단계; 디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되는 단계; 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 단계; 센서가 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 단계; 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계; 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계; 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 단계; 및 상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단으로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면, 전송 전력의 전력 특성을 이용하여 인가된 전원을 이용하여 전송 전력을 증폭시키는 때의 증폭비를 신속하고 정밀하게 정합할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기의 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기 및 임피던스 정합기의 다양한 형태를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기 및 임피던스 정합기의 제1 형태의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기 및 임피던스 정합기의 제2 형태의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기 및 임피던스 정합기의 제3 형태의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기 및 임피던스 정합기의 제3 형태의 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 증폭기의 동작의 순서도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 증폭기의 동작을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기의 디지털 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 13는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기의 아날로그 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기의 동작에 따른 전송 전력의 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 임피던스 정합기의 동작의 순서도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 임피던스 정합기의 동작을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기의 디지털 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기의 아날로그 제어 동작을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기의 동작에 따른 임피던스의 그래프이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송 장치로서, 특정 주파수의 전력을 발진하는 발진기; 디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되고, 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 증폭 회로, 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 센서, 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하고 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 디지털 제어기 및 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 아날로그 제어기를 포함하는 증폭기; 및 상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 전송 안테나;를 포함하는 무선 전력 전송 장치가 제공될 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 기준값을 수신하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 복수의 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 상기 복수의 무선 전력 수신 장치 각각으로부터 각각 복수의 목표값을 수신하고, 상기 복수의 목표값에 기초하여 상기 기준값을 산출하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 디바이스 프로파일을 수신하고, 상기 디바이스 프로파일에 기초하여 상기 기준값을 판단하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 디지털 제어기는, 상기 감지 결과 및 상기 기준값의 차이가 미리 정해진 값 이하인 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

또 상기 디지털 제어기는, 상기 디지털 제어 신호를 반복하여 출력하고, 상기 디지털 제어 신호의 출력 회수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

또 상기 디지털 제어기는, 상기 감지 결과가 상기 기준값 이상인지 이하인지 여부에 따라 온/오프 신호를 출력할 수 있다.

또 상기 증폭 회로는, 상기 디지털 제어 신호에 따라 아날로그 신호를 출력하는 DA 컨버터, 게이트가 상기 DA 컨버터의 출력단에 연결되고 상기 아날로그 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 제1 모스 및 게이트가 상기 아날로그 제어기의 출력단에 연결되고 상기 아날로그 제어 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 제2 모스를 포함할 수 있다.

또 상기 디지털 제어 신호 및 상기 아날로그 제어 신호에 기초하여 캐패시턴스를 조정하여 임피던스를 정합하는 임피던스 정합기;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 임피던스 정합기는, 상기 디지털 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스가 조정되는 캡 뱅크 및 상기 아날로그 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스가 조정되는 버렉터를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 방법으로서, 특정 주파수의 전력을 발진하는 단계; 디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되는 단계; 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 단계; 센서가 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 단계; 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계; 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계; 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 단계; 및 상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치로부터 상기 기준값을 수신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 복수의 무선 전력 수신 장치 각각으로부터 각각 복수의 목표값을 수신하는 단계; 및 상기 복수의 목표값에 기초하여 상기 기준값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치로부터 디바이스 프로파일을 수신하는 단계; 및 상기 디바이스 프로파일에 기초하여 상기 기준값을 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계에서, 상기 감지 결과 및 상기 기준값의 차이가 미리 정해진 값 이하인 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

또 상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계는 반복하여 수행되고, 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계에서, 상기 디지털 제어 신호의 출력 회수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

또 상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계에서, 상기 감지 결과가 상기 기준값 이상인지 이하인지 여부에 따라 온/오프 신호를 출력할 수 있다.

또 상기 증폭비가 조정되는 단계는, DA 컨버터가 상기 디지털 제어 신호에 따라 아날로그 신호를 출력하는 단계, 게이트가 상기 DA 컨버터의 출력단에 연결되는 제1 모스가 상기 아날로그 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 단계 및 게이트로 상기 아날로그 제어 신호를 입력되는 제2 모스가 상기 아날로그 제어 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.

또 상기 디지털 제어 신호 및 상기 아날로그 제어 신호에 기초하여 캐패시턴스를 조정하여 임피던스를 정합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또 상기 임피던스를 정합하는 단계는, 캡 뱅크가 상기 디지털 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스를 조정하는 단계 및 버렉터가 상기 아날로그 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)에 관하여 설명한다.

무선 전력 전송 시스템(1000)은 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 무선 전력 전송 장치(1100) 및 무선 전력 수신 장치(1200)를 포함한다. 무선 전력 전송 장치(1100)는 외부의 전원 소스(S)로부터 전원을 인가받아 자기장을 발생시킨다. 무선 전력 수신 장치(1200)는 발생된 자기장을 이용하여 전류를 발생시켜 무선으로 전력을 수신받는다.

여기서, 무선 전력 전송 장치(1100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 임베디드(embedded)되는 형태, 실외의 주차장, 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트(implant) 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 무선 전력 전송 장치(1100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다.

또 무선 전력 수신 장치(1200)는 배터리를 구비하는 각종 전자 기기 및 전원 케이블 대신 무선으로 전원을 공급받아 구동되는 각종 가전 기기를 포함하는 포괄적인 개념으로 해석되어야 한다. 무선 전력 수신 장치(1200)의 대표적인 예로는, 이동 단말기(portable terminal), 휴대 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: Portable Media Player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 태블릿(tablet), 패블릿(pablet), 노트북(notebook), 디지털 카메라, 네비게이션 단말기, 텔레비전, 전기차량(EV: Electronic Vehicle) 등이 있다. 또 무선 전력 수신 장치(1200)는 상술한 전자 기기 등에 탈부착되는 형태로 제공될 수도 있으며, 대표적인 예로는 스마트폰 등의 배터리 커버나 보호 케이스 등의 형태가 있다. .

무선 전력 전송 시스템(1000)에는 무선 전력 수신 장치(1200)는 하나 또는 복수일 수 있다. 도 1에서는 무선 전력 전송 장치(1100)와 무선 전력 수신 장치(1200)가 일대일로 전력을 주고 받는 것으로 표현되고 있으나, 하나의 무선 전력 전송 장치(1100)가 복수의 무선 전력 수신 장치(1200)로 전력을 전달하는 것도 가능하다. 특히, 자기 공명 방식으로 무선 전력 전송을 수행하는 경우에는 하나의 무선 전력 전송 장치(1100)가 동시 전송 방식이나 시분할 전송 방식을 응용하여 동시에 여러 대의 무선 전력 수신 장치(1200)로 전력을 전달할 수 있다.

한편, 도 1에는 생략되어 있으나, 무선 전력 전송 시스템(1000)에는 무선 전력 전송 거리를 증대시키기 위한 중계기(relay)가 더 포함될 수 있다. 중계기로는 LC회로로 구현되는 패시브(passive) 타입의 공진 루프가 이용될 수 있다. 이러한 공진 루프는 대기 중으로 방사되는 자기장을 집속하여 무선 전력 전송 거리를 증대시킬 수 있다. 동시에 여러 대의 중계기를 이용하여 보다 넓은 무선 전력 전송 커버리지를 확보하는 것도 가능하다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(1100)에 관하여 설명한다.

무선 전력 전송 장치(1100)는 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(1100)의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1100)는 AC-DC 변환기(1110), 발진기(1120), 증폭기(1130), 임피던스 정합기(1140), 전송 안테나(1150), 통신부(1160) 및 제어부(1170)을 포함할 수 있다.

AC-DC 변환기(1110)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. AC-DC 변환기(1110)는 외부의 전원 소스(S)로부터 교류 전력을 입력받고, 입력된 교류 전력의 파형을 직류 전력으로 변환하여 출력한다. AC-DC 변환기(1110)는 출력하는 직류 전력의 전압값을 조정할 수 있다.

발진기(1120)는 직류 전력을 원하는 특정 주파수의 교류 전력으로 변환할 수 있다. 발진기(1120)는 AC-DC 변환기(1110)가 출력하는 직류 전력을 입력받고, 입력된 직류 전력을 특정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 여기서, 특정 주파수는 공진 주파수일 수 있다. 이때, 발진기(1120)는 공진 주파수의 교류 전력을 출력할 수 있다.

증폭기(1130)는 전력의 전압 또는 전류를 증폭시킬 수 있다. 증폭기(1130)는 발진기(1120)가 출력하는 특정 주파수의 교류 전력을 입력받고, 입력된 특정 주파수의 교류 전력의 전압 또는 전류를 증폭시켜 출력한다.

여기서, 증폭기(1130)는 입력 전력에 대한 출력 전력의 증폭비를 조정할 수 있다. 예를 들면, 증폭기(1130)는 출력 전력의 전력 특성을 감지하고, 전력 특성에 따라 증폭비를 조정할 수 있다. 증폭기(1130)에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다. 여기서, 전력 특성은

임피던스 정합기(1140)는 임피던스의 정합을 수행할 수 있다. 임피던스 정합기(1140)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 임피던스의 정합은 스위칭 소자를 스위칭하여 캐패시터나 인덕터의 연결 상태를 조정하거나 캐패시터의 캐패시턴스를 조정하거나 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써 수행될 수 있다.

여기서, 임피던스 정합기(1140)는 전송 안테나(1150)를 통해 전송되는 무선 전력의 전력 특성에 기초하여 조정될 수 있다. 임피던스 정합기(1140)에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

전송 안테나(1150)는 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 전송 안테나(1150)는 교류 전력을 이용하여 전자기장을 발생시킬 수 있다. 전송 안테나(1150)는 증폭기(1130)에서 출력되는 특정 주파수의 교류 전력을 인가받고, 이에 따라 특정 주파수의 자기장을 발생시킬 수 있다. 전송 안테나(1150)에서 방사되는 자기장은 무선 전력 수신 장치(1200)의 수신 안테나(1210)로 전달되고, 수신 안테나(1210)가 자기장을 이용하여 전류를 생성함으로써 전력이 전달될 수 있다.

통신부(1160)는 무선 전력 수신 장치(1200)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(1160)는 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 예를 들어, 통신부(1160)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 근거리 통신 프로토콜에 따라 통신을 수행하는 모듈일 수 있다.

통신부(1160)는 무선 전력 수신 장치(1200)로부터 무선 전력 수신 장치(1100)의 디바이스 프로파일이나 원하는 전력 특성을 수신할 수 있다. 여기서, 디바이스 프로파일은 무선 전력 수신 장치(1200)를 식별하기 위한 정보를 의미할 수 있다.

메인 콘트롤러(1170)는 무선 전력 전송 장치(1100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메인 콘트롤러(1170)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력 전송 장치(1100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.

메인 콘트롤러(1170)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 메인 콘트롤러(1170)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 메인 콘트롤러(1170)를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(1200)에 관하여 설명한다.

무선 전력 수신 장치(1200)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(1200)의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(1200)는 수신 안테나(1210), 임피던스 정합기(1220), 정류기(1230), DC-DC 변환기(1240) 및 배터리(1250)를 포함할 수 있다.

수신 안테나(1210)는 무선 전력 전송 장치(1100)에서 전송되는 무선 전력을 수신할 수 있다. 전송 안테나(1150)에서 여기서, 특정 주파수가 공진 주파수인 경우에는 전송 안테나(1150)와 수신 안테나(1210) 간에 자기 공명 현상이 발생하여 보다 효율적으로 전력을 전달받을 수 있다.

임피던스 정합기(1220)는 무선 전력 수신 장치(1200)의 임피던스를 조정할 수 있다. 임피던스 정합기(1220)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 임피던스의 정합은 수신 안테나(1210)를 통해 전송되는 무선 전력의 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 스위칭 소자를 스위칭하여 캐패시터나 인덕터의 연결 상태를 조정하거나 캐패시터의 캐패시턴스를 조정하거나 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써 수행될 수 있다.

정류기(1230)는 수신된 무선 전력을 정류하여 교류에서 직류로 변환할 수 있다. 정류기(1230)는 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 교류를 직류로 변환하고, 캐패시터와 저항을 이용하여 이를 평활할 수 있다.

DC-DC 변환기(1240)는 정류된 직류 전력의 전압을 원하는 레벨로 변환하여 출력할 수 있다. 정류기(1230)에서 정류된 직류 전원의 전압값이 배터리의 충전이나 전자 기기의 구동에 요구되는 전압값에 비하여 크거나 작은 경우에 DC-DC 변환기(1240)는 정류된 직류 전원의 전압값을 원하는 전압으로 변경할 수 있다.

배터리(1250)는 DC-DC 변환기(1240)로부터 출력되는 전력을 이용하여 에너지를 저장할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신 장치(1200)에 배터리(1250)가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1200)에는 전자 기기의 다양한 동작을 구동하는 구동 수단이 배터리(1250) 대신 포함될 수도 있다.

통신부(1260)는 무선 전력 전송 장치(1100)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(1260)는 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 예를 들어, 통신부(1260)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 근거리 통신 프로토콜에 따라 통신을 수행하는 모듈일 수 있다.

통신부(1260)는 무선 전력 전송 장치(1100)로 무선 전력 수신 장치(1200)의 디바이스 프로파일이나 원하는 전력 특성을 수신할 수 있다. 여기서, 디바이스 프로파일은 무선 전력 전송 장치(1200)를 식별하기 위한 정보를 의미할 수 있다.

메인 콘트롤러(1270)는 무선 전력 수신 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메인 콘트롤러(1270)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력 수신 장치(1200)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.

메인 콘트롤러(1270)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 메인 콘트롤러(1270)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 메인 콘트롤러(1270)를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)에서 전력이 무선으로 전송되는 과정에 관하여 설명한다.

전력의 무선 전송은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 이때 무선 전력 전송 장치(1100)의 전송 안테나(1150)와 무선 전력 수신 장치(1200)의 수신 안테나(1210) 사이에서 수행될 수 있다.

자기 공명 방식을 이용하는 경우에는 전송 안테나(1150)와 수신 안테나(1210)는 각각 공진 안테나 형태로 제공될 수 있다. 공진 안테나는 코일과 캐패시터를 포함하는 공진 구조를 가질 수 있다. 이때 공진 안테나의 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의해 결정된다. 여기서, 코일은 루프의 형태로 이루어질 수 있다. 또 루프의 내부에는 코어가 배치될 수 있다. 코어는 페라이트 코어(ferrite core)와 같은 물리적인 코어나 공심 코어(air core)를 포함할 수 있다.

전송 안테나(1150)와 수신 안테나(1210) 간의 에너지 전송은 자기장의 공명 현상을 통해 이루어질 수 있다. 공명 현상이란 하나의 공진 안테나에서 공진 주파수에 해당하는 근접장이 발생할 때 주위에 다른 공진 안테나가 위치하는 경우, 양 공진 안테나가 서로 커플링되어 공진 안테나 사이에서 높은 효율의 에너지 전달이 일어나는 현상을 의미한다. 전송 안테나(1150)의 공진 안테나와 수신 안테나(1210)의 공진 안테나 사이에서 공진 주파수에 해당하는 자기장이 발생하면, 전송 안테나(1150)와 수신 안테나(1210)의 공진 안테나가 서로 공진하는 공명 현상이 발생되고, 이에 따라 일반적인 경우 전송 안테나(1150)에서 발생한 자기장이 자유 공간으로 방사되는 경우에 비해 보다 높은 효율로 수신 안테나(1210)를 향해 자기장이 집속되며, 따라서 전송 안테나(1150)로부터 수신 안테나(1210)에 높은 효율로 에너지가 전달될 수 있다.

전자기 유도 방식은 자기 공명 방식과 유사하게 구현될 수 있으나 이때에는 자기장의 주파수가 공진 주파수일 필요가 없다. 대신 전자기 유도 방식에서는 수신 안테나(1210)와 전송 안테나(1150)를 구성하는 루프 간의 정합이 필요하며 루프 간의 간격이 매우 근접해야 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130)에 관하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130)의 블록도이다.

도 4를 참조하면, 증폭기(1130)는 증폭 회로(1132) 및 제어기(1135)를 포함할 수 있다.

증폭 회로(1132)는 발진기(1120)으로부터 출력되는 특정 주파수의 전력을 증폭한다. 이때 전력의 증폭비, 즉 입력 전력에 대한 출력 전력의 비는 조정될 수 있다.

제어기(1135)는 증폭 회로(1132)의 증폭비를 조정할 수 있다.

제어기(1135)는 센서(1139), 디지털 제어기(1136) 및 아날로그 제어기(1135)를 포함할 수 있다.

센서(1139)는 증폭기(1130)로부터 출력되는 전력을 감지한다. 여기서, 출력 전력은 전송 안테나(1150)로 인가되는 전송 전력에 해당할 수 있다. 센서(1139)는 전송 전력의 전력 특성, 즉 전압값 또는 전류값을 측정할 수 있다.

디지털 제어기(1136)는 전송 전력의 전력 특성에 기초하여 디지털 제어 신호를 생성할 수 있다. 디지털 제어 신호는 적어도 1 비트 이상의 온오프 신호일 수 있다. 이후 디지털 제어 신호는 DA 컨버터(1133)에서 아날로그 신호로 변환될 수 있고, 이에 따라 증폭 회로(1130)의 증폭비가 디지털적으로 제어될 수 있다.

또 디지털 제어기(1136)는 증폭 회로(1130)의 증폭비를 디지털 제어가 완료되면 아날로그 제어기(1136)를 활성화 시키기 위한 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

아날로그 제어기(1137)는 아날로그 제어 시작 신호를 수신하고, 이에 의해 활성화될 수 있다. 전송 전력의 전력 특성에 기초하여 아날로그 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라 증폭 회로(1130)의 증폭비가 아날로그 적으로 제어될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기(1140)에 관하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기(1140)의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 임피던스 정합기(1140)는 매칭 네트워크(1142) 및 제어기(1145)를 포함할 수 있다.

매칭 네트워크(1142)는 무선 전력 전송 장치(1100)의 임피던스를 정합할 수 있다. 매칭 네트워크(1142)는 캡 뱅크(1143)을 포함할 수 있다. 임피던스 매칭은 캡 뱅크(1143)의 캐패시턴스를 조정함에 따라 수행될 수 있다.

제어기(1145)는 캡 뱅크(1142)의 캐패시턴스를 조정할 수 있다.

제어기(1145)는 센서(1149), 디지털 제어기(1146) 및 아날로그 제어기(1145)를 포함할 수 있다.

센서(1149)는 전송 안테나(1150)에서 무선 전력으로 전송되는 전송 전력을 입력받아 전송 전력의 전력 특성을 감지할 수 있다.

디지털 제어기(1146)는 전송 전력의 전력 특성에 기초하여 디지털 제어 신호를 생성할 수 있다. 디지털 제어 신호는 적어도 1 비트 이상의 온오프 신호일 수 있다. 디지털 제어 신호는 캡 뱅크(1145)의 스위치를 단락하는 신호로써, 스위치의 개수만큼의 비트수를 가질 수 있다. 스위치가 단락됨에 따라 캐패시터의 연결이 조정되어 캡 뱅크(1143)의 캐패시턴스가 디지털적으로 제어될 수 있다.

또 디지털 제어기(1146)는 캡 뱅크(1143)의 스위치의 디지털 제어가 완료되면 아날로그 제어기(1146)를 활성화 시키기 위한 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

아날로그 제어기(1147)는 아날로그 제어 시작 신호를 수신하고, 이에 의해 활성화될 수 있다. 전송 전력의 전력 특성에 기초하여 아날로그 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라 캡 뱅크(1143)의 가변 캐패시터의 캐패시턴스가 조정될 수 있다. 예를 들어, 가변 캐패시터는 아날로그 제어 신호의 크기에 다라 캐패시턴스가 변경되는 버렉터(veractor)일 수 있다.

이상에서는 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)에 대하여 각각 설명하였으나, 상술한 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)는 무선 전력 전송 장치(1100)에 동시에 제공될 수도 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130) 및 임피던스 정합기(1140)의 다양한 형태를 도시하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130) 및 임피던스 정합기(1140)의 제1 형태의 블록도이다.

예를 들어, 무선 전력 전송 장치(1100)에는 도 6에 도시된 바와 같이 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)가 각각 별도로 제공될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130) 및 임피던스 정합기(1140)의 제2 형태의 블록도이다.

다른 예를 들어, 무선 전력 전송 장치(1100)에는 도 7에 도시된 바와 같이 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)가 센서(1139, 1149)를 공유하는 형태로 제공될 수 있다. 증폭기(1130)의 증폭 회로(1132)와 임피던스 정합기(1140)의 매칭 네트워크(1142)는 별개로 제공되고, 또 증폭기(1130)의 디지털 제어기(1136) 및 아날로그 제어기(1137)와 임피던스 정합기(1140)의 디지털 제어기(1146)와 아날로그 제어기(1147)는 별개로 제공될 수 있다. 반면, 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)은 센서(1139, 1149)를 공유할 수 있다.

여기서, 센서(1139, 1149)는 전송 전력의 전력 특성을 감지하고, 감지된 전력 특성은 증폭기(1130)의 제어기(1135)와 임피던스 정합기(1140)의 제어기(1145)로 전송될 수 있다. 제어기들(1135, 1145)은 각각 센서(1139, 1149)의 감지 결과에 근거하여 별개로 동작하게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130) 및 임피던스 정합기(1140)의 제3 형태의 블록도이다.

또 다른 예를 들어, 무선 전력 전송 장치(1100)에는 도 8에 도시된 바와 같이 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)가 제어기(1135, 1145)를 공유하는 형태로 제공될 수 있다. 이 경우, 증폭 회로(1132)와 매칭 네트워크(1142)는 각각 별도로 제공되며, 센서(1139, 1149), 디지털 제어기(1136, 1146) 및 아날로그 제어기(1137, 1147)은 공유될 수 있다. 디지털 제어기(1136, 1146)와 아날로그 제어기(1137, 1147)은 센서(1139, 1149)의 감지 결과에 기초하여 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호는 각각 증폭 회로(1132)와 매칭 네트워크(1142)로 전달된다. 증폭 회로(1132)는 제어 신호에 따라 증폭비가 조정될 수 있다. 매칭 네트워크(1142) 역시 제어 신호에 따라 그 캐패시턴스가 조정될 수 있다 .

이하에서는 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)의 회로 구성에 관하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130) 및 임피던스 정합기(1140)의 제3 형태의 회로도이다. 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)는 도 4 내지 도 7에 도시된 형태를 비롯하여 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 증폭기(1130)와 임피던스 정합기(1140)가 도 4 내지 도 7의 형태로 구현되는 경우에도 도 8 및 도 9의 형태로 구현되는 것도 동일 유사하게 동작하므로 도 8 내지 도 9에 도시된 형태를 중심으로 설명하도록 한다.

도 9를 참조하면, 센서(1139, 1149)는 전송 안테나(1150)에 의해 무선으로 전송되는 전력, 즉 전송 전력을 입력받을 수 있다. 이에 따라 센서(1139, 1149)는 전송 전력의 전류값 또는 전압값 중 적어도 하나를 포함하는 전력 특성을 측정할 수 있다. 센서(1139, 1149)는 측정한 결과를 디지털 제어기(1136, 1146) 또는 아날로그 제어기(1137, 1147)로 전송할 수 있다.

먼저 디지털 제어기(1136, 1146)는 센서(1139, 1149)로부터 전송 전력의 전력 특성을 입력받을 수 있다. 또 디지털 제어기(1136, 1146)는 기준 전력 특성, 즉 기준 전압값(Vref)이나 기준 전류값(Iref)을 입력받을 수 있다. 여기서, 기준 전압값(Vref)이나 기준 전류값(Iref)은 무선 전력 수신 장치(1136, 1146)에서 무선 전력 전송을 통해 수신받기를 원하는 전압값 또는 전류값을 의미할 수 있다. 기준 전력 특성은 무선 전력 수신 장치(1200)의 통신부(1260)를 통해 무선 전력 전송 장치(1100)의 통신부(1260)를 통해 수신되고, 무선 전력 전송 장치(1100)의 메인 콘트롤러(1170)로부터 디지털 제어기(1136, 1146)로 입력될 수 있다.

디지털 제어기(1136, 1146)는 입력된 전송 전력의 전력 특성과 기준 전력 특성을 비교하여 디지털 제어 신호를 생성할 수 있다. 디지털 제어 신호는 온 오프 신호일 수 있다. 예를 들면, 디지털 제어기(1136, 1146)는 비교기(comparator)로서, 전송 전력의 전력 특성이 기준 전력 특성보다 큰 경우 온 신호를 생성하고, 작은 경우에는 오프 신호를 생성할 수 있다. 생성된 디지털 제어 신호는 증폭 회로(1132)와 매칭 네크워크(1142)로 전달될 수 있다.

증폭 회로(1132)는 디지털 제어 신호에 따라 그 증폭비를 디지털적으로 조정할 수 있다.

증폭 회로(1132)는 DA 컨버터(1333)와 게이트로 입력되는 전력에 따라 소스로부터 드레인으로 전달되는 전력값이 조정되는 제1 모스(M3)와 제2 모스(M2)를 포함할 수 있다.

DA 컨버터(1133)가 디지털 제어 신호를 수신할 수 있다. DA 컨버터(1133)는 디지털 제어 신호를 입력받고, 이를 아날로그 신호로 출력할 수 있다. 여기서, 아날로그 신호의 레벨은 디지털 제어 신호에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로 DA 컨버터(1133)는 온 오프 신호에 따라 스위칭되는 복수의 스위치를 포함할 수 있으며, DA 컨버터(1133)에서 출력되는 아날로그 신호의 레벨은 스위치의 단락 상태에 따라 결정될 수 있다.

이처럼 DA 컨버터(1133)가 복수의 스위치를 가지는 경우에 디지털 제어기(1136, 1146)는 스위치의 개수에 해당하는 비트 수를 가지는 디지털 제어 신호를 생성할 수 있다. DA 컨버터(1133)의 스위치는 각각이 해당하는 비트가 온 신호인지 오프 신호인지에 따라 스위칭 될 수 있다.

또는 DA 컨버터(1133)가 복수의 스위치를 가지는 경우에 디지털 제어기(1136, 1146)는 1 비트의 디지털 제어 신호를 스위치의 개수에 해당하는 회수로 반복하여 생성할 수 있다. 이에 따라 복수의 스위치의 단락 상태가 순차적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 첫 번째 스위치는 첫 번째로 전송되는 디지털 제어 신호에 의해 단락이 제어되고, 두 번째 스위치는 그 다음으로 전송되는 디지털 제어 신호에 따라 단락이 제어될 수 있다.

한편, 디지털 제어기(1136, 1146)는 디지털 제어 신호의 생성 회수가 스위치의 개수만큼 반복되면 디지털 제어가 완료된 것으로 판단하고, 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

제1 모스(M3)는 게이트가 DA 컨버터(1133)의 출력단에 연결되어 있다. 또 제1 모스(M3)의 소스로는 외부로부터 전력이 인가된다. 이에 따라 제1 모스(M3)의 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 DA 컨버터(1133)에서 출력되는 아날로그 신호의 크기에 따라 조정될 수 있다.

결과적으로 디지털 제어기(1136, 1146)의 디지털 제어 신호에 따라 DA 컨버터(1133)의 아날로그 신호의 레벨이 결정되고, 아날로그 신호의 레벨에 따라 제1 모스(M3)의 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 결정됨에 따라 증폭기(1130)의 증폭비가 디지털 조정될 수 있다.

매칭 네트워크(1142)는 디지털 제어 신호에 따라 그 캐패시턴스를 디지털적으로 조정할 수 있다.

매칭 네트워크(1142)는 캡 뱅크(1143)를 포함할 수 있다. 캡 뱅크(1143)는 고정 캐패시턴스를 가지는 복수의 캐패시터와 이들 캐패시터의 단락을 조정하는 복수의 스위치 및 캐패시턴스가 가변적으로 조정되는 가변 캐패시터를 포함할 수 있다.

캡 뱅크(1143)는 디지털 제어 신호를 수신할 수 있다. 복수의 고정 캐패시터의 단락을 조정하는 스위치는 디지털 제어 신호에 의해 스위칭될 수 있다. 이에 따라 복수의 캐패시터의 연결 상태가 제어됨으로써 캡 뱅크(1143)의 캐패시턴스가 디지털적으로 조정될 수 있다.

이처럼 캡 뱅크(1143)가 복수의 스위치를 가지는 경우에 디지털 제어기(1136, 1146)는 스위치의 개수에 해당하는 비트 수를 가지는 디지털 제어 신호를 생성할 수 있다. 캡 뱅크(1143)의 스위치는 각각이 해당하는 비트가 온 신호인지 오프 신호인지에 따라 스위칭 될 수 있다.

또는 캡 뱅크(1143)가 복수의 스위치를 가지는 경우에 디지털 제어기(1136, 1146)는 1 비트의 디지털 제어 신호를 스위치의 개수에 해당하는 회수로 반복하여 생성할 수 있다. 이에 따라 복수의 스위치의 단락 상태가 순차적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 첫 번째 스위치는 첫 번째로 전송되는 디지털 제어 신호에 의해 단락이 제어되고, 두 번째 스위치는 그 다음으로 전송되는 디지털 제어 신호에 따라 단락이 제어될 수 있다. 한편, 디지털 제어기(1136, 1146)는 디지털 제어 신호의 생성 회수가 스위치의 개수만큼 반복되면 디지털 제어가 완료된 것으로 판단하고, 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다.

상술한 과정을 거쳐 디지털 제어가 종료되면 아날로그 제어를 시작할 수 있다. 여기서, 디지털 제어기(1136, 1146)는 전송 전력의 전력 특성과 기준 전력 특성의 차이가 미리 정해진 값보다 작거나 또는 전송 전력의 전력 특성이 기준 전력 특성보다 작거나 큰 경우 디지털 제어가 종료된 것으로 판단하고, 아날로그 제어 시작 신호를 생성할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이 디지털 제어 신호의 반복 생성 회수에 따라 디지털 제어가 종료된 것으로 판단할 수 있다. 물론, 여기서 증폭 회로(1132)의 디지털 제어와 매칭 네트워크(1142)의 디지털 제어가 반드시 동시에 종료되어야 하는 것은 아니며, 어느 하나가 먼저 종료되면 먼저 종료된 부분 먼저 아날로그 제어로 진입하고, 다른 부분은 디지털 제어를 마저 수행한 뒤 아날로그 제어로 진입할 수도 있다.

한편, 디지털 제어기(1136, 1146)는 디지털 제어가 종료된 후라도 디지털 제어 종료의 조건이 파기되는 경우 디지털 제어를 다시 시작할 수 있다. 예를 들어, 전송 전력의 전력 특성이 기준 전력 특성보다 작은 조건에 따라 디지털 제어가 종료되는 경우, 기준 전력 특성이 전송 전력의 전력 특성보다 커지는 조건에서 디지털 제어가 재개될 수 있다. 또는 전송 전력의 전력 특성과 기준 전력 특성의 차이가 미리 정해진 값보다 커지는 경우 디지털 제어를 재개하는 것도 가능하다. 또는 디지털 제어는 주기적으로 재개되는 것도 가능하다.

아날로그 제어기(1137, 1147)는 아날로그 제어 시작 신호를 수신하면 활성화될 수 있다. 아날로그 제어기(1137, 1147)는 디지털 제어기(1136, 1146)과 유사한 방식으로 전송 전력의 전력 특성 및 기준 전력 특성을 입력받을 수 있다. 아날로그 제어기(1137, 1147)는 입력된 전송 전력의 특성과 기준 전력 특성의 크기의 차이에 따라 아날로그 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 제어기(1137, 1147)는 전송 전력의 전압값과 기준 전압값(Vref)의 차이에 기초하여 아날로그 제어 신호를 생성할 수 있다.

증폭 회로(1132)는 아날로그 제어 신호에 따라 그 증폭비를 아날로그적으로 조정할 수 있다.

상술한 바와 같이 증폭 회로(1132)는 제2 모스(M2)를 포함할 수 있다. 제2 모스(M2)는 게이트가 아날로그 제어기(1137, 1147)의 출력단에 연결되어 있다. 또 제2 모스(M2)의 소스로는 외부로부터 전력이 인가된다. 이에 따라 제2 모스(M2)의 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 아날로그 제어 신호의 크기에 따라 조정될 수 있다.

결과적으로 아날로그 제어기(1137, 1147)의 아날로그 제어 신호의 레벨에 따라 제2 모스(M3)의 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 결정됨에 따라 증폭기(1130)의 증폭비가 디지털 조정될 수 있다.

매칭 네트워크(1142)는 아날로그 제어 신호에 따라 그 캐패시턴스를 아날로그적으로 조정할 수 있다.

상술한 바와 같이 매칭 네트워크(1142)의 캡 뱅크(1143)에는 캐패시턴스가 가변적으로 조정되는 가변 캐패시터를 포함할 수 있다. 가변 캐패시터는 입력되는 전압값에 따라 그 캐패시턴스가 조정되는 버렉터일 수 있다. 버렉터로 아날로그 제어 신호가 입력되고, 버렉터는 아날로그 제어 신호의 레벨에 따라 그 캐패시턴스가 아날로그적으로 조정될 수 있다. 이에 따라 임피던스 정합기(1140)의 캐패시턴스가 아날로그적으로 조정될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 관하여 설명한다. 무선 전력 전송 방법에 관해서는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)을 참조하여 설명한다. 물론, 무선 전력 수신 방법이 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000)에 의해서만 수행될 수 있는 것은 아니며, 무선 전력 전송 시스템(1000)과 유사 또는 동일한 다른 시스템에 의해 수행되는 것도 가능하다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다.

도 10을 참조하면, 무선 전력 전송 방법은 외부 전원을 직류 파형으로 정류하는 단계(S110), 정류된 전력을 특정 주파수로 발진하는 단계(S120), 전력을 증폭하는 단계(S130), 임피던스를 정합하는 단계(S140) 및 무선으로 전력을 전송하는 단계(S150)을 포함할 수 있다. 여기서, 전력을 증폭하는 단계는, 증폭비를 디지털 제어하는 단계(S132) 및 증폭비를 아날로그 제어하는 단계(S134)를 포함할 수 있다. 또 임피던스를 정합하는 단계는, 캐패시턴스를 디지털 제어하는 단계(S142) 및 캐패시턴스를 아날로그 제어하는 단계(S144)를 포함할 수 있다.

이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 외부로부터 무선 전력 전송 장치(1100)에 전원이 인가되면 AC-DC 변환기(1110)가 이를 직류 파형으로 정류할 수 있다(S110). 발진기(1120) 정류된 전력을 특정 주파수로 발진할 수 있다(S120). 발진된 특정 주파수의 전력은 증폭기(1130)로 입력된다. 증폭기(1140)는 특정 주파수의 전력을 증폭시켜 전송 전력을 출력할 수 있다(S130). 이때 증폭기(1140)의 증폭비는 먼저 디지털 제어기(1136)에서 디지털적으로 제어되고(S132), 디지털 제어가 종료되면, 아날로그 제어기(1137)에서 아날로그적으로 제어될 수 있다(S134). 임피던스 정합기(1140)는 무선 전력 전송 장치(1100)의 임피던스를 정합할 수 있다(S140). 이때 임피던스 정합기(1140)의 캐패시턴스는 먼저 디지털 제어기(1146)에서 디지털적으로 제어되고(S142), 디지털 제어가 종료되면, 아날로그 제어기(1147)에서 아날로그적으로 제어될 수 있다(S144). 전송 안테나(1150)는 전송 전력을 인가받아 이를 이용하여 자기장을 방사할 수 있다. 이에 따라 무선 전력 전송이 수행될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 증폭기(1130)의 동작 방법에 관하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 증폭기(1130)의 동작의 순서도이다.

도 11을 참조하면, 증폭기(1130)의 동작 방법은, 기준 전압값(Vref)를 획득하는 단계(S132-1), 전송 전력의 전압값(Vout)을 획득하는 단계(S132-2), 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)을 비교하여 디지털 제어 신호를 출력하는 단계(S132-3), 디지털 제어 신호에 따라 DA 컨버터(1133)가 아날로그 신호를 출력하는 단계(S132-4), 아날로그 신호에 따라 증폭비가 디지털 제어되는 단계(S132-6), 디지털 제어가 종료되면 디지털 콘트롤러(1136)가 비활성화되는 단계(S132-7), 아날로그 콘트롤러(1137)가 활성화되는 단계(S134-1), 아날로그 콘트롤러(1137)가 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)의 차이에 기초하여 아날로그 제어 신호를 출력하는 단계(S134-2), 아날로그 제어 신호에 따라 증폭 회로(1132)의 증폭비가 아날로그 제어되는 단계(S134-3)를 포함할 수 있다.

이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 도 12 내지 도 14를 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저 기준 전압값(Vref)이 획득될 수 있다(S132-1). 기준 전압값(Vref)은 미리 정해진 값일 수 있다. 또는 메인 콘트롤러(1170)은 통신부(1160)를 통해 무선 전력 수신 장치(1200)로부터 기준 전압값(Vref)를 수신할 수 있다. 기준 전압값(Vref)는 무선 전력 전송을 준비하는 단계에서 수신되거나 또는 무선 전력 전송 동안 주기적으로 수신될 수 있다. 또는 메인 콘트롤러(1170)는 통신부(1160)를 통해 무선 전력 전송을 준비하는 단계에서 무선 전력 수신 장치(1200)로부터 디바이스 프로파일을 수신하고, 수신된 디바이스 프로파일에 따라 기준 전압값(Vref)을 판단할 수 있다.

센서(1139)는 전송 전력의 전압값(Vout)을 획득할 수 있다(S132-2). 센서(1139)는 전송 전력을 입력받고 이를 이용하여 전송 전력의 전압값(Vout)을 감지할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130)의 디지털 제어 동작을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 디지털 제어기(1136)는 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)을 비교하여 디지털 제어 신호를 출력할 수 있다(S132-3). 예를 들어, 전송 전력의 전압값(Vout)이 기준 전압값(Vref)보다 작으면 온 신호, 크면 오프 신호를 생성할 수 있다. 또는 그 반대로, 전송 전력의 전압값(Vout)이 기준 전압값(Vref)보다 크면 온 신호, 작으면 신호를 생성할 수 있다.

DA 컨버터(1133)는 디지털 제어 신호에 따라 아날로그 신호를 출력할 수 있다(S132-4). 디지털 제어 신호에 따라 DA 컨버터(1133)의 스위치가 스위칭됨에 따라 DA 컨버터(1133)에서 출력되는 아날로그 신호의 레벨이 조정될 수 있다. DA 컨버터(1133)의 스위치의 스위칭은 복수 회의 1비트 온 오프 신호에 의해 하나씩 순차적으로 제어되거나 또는 스위치의 개수에 해당하는 비트의 온 오프 신호에 의해 제어될 수 있다.

증폭 회로(1132)는 아날로그 신호에 따라 증폭비가 디지털 제어될 수 된다(S132-6). 구체적으로 제1 모스(M3)의 게이트로 입력되는 아날로그 신호의 레벨에 따라 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 조정되고 이에 따라 증폭비가 디지털 제어될 수 있다. 디지털 제어가 종료되면 디지털 콘트롤러(1136)가 비활성화된다(S132-7).

도 13는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130)의 아날로그 제어 동작을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 디지털 제어가 종료되면, 디지털 콘트롤러(1136)는 아날로그 제어 시작 신호를 아날로그 콘트롤러(1137)로 송출하고 이에 따라 아날로그 콘트롤러(1137)가 활성화된다(S134-1).

아날로그 콘트롤러(1137)는 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)의 차이에 기초하여 아날로그 제어 신호를 출력할 수 있다(S134-2).

증폭 회로(1132)는 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 아날로그 제어될 수 된다(S134-3). 구체적으로 제2 모스(M2)의 게이트로 입력되는 아날로그 제어 신호의 레벨에 따라 드레인으로 출력되는 전력의 크기가 조정되고 이에 따라 증폭비가 아날로그 제어될 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 증폭기(1130)의 동작에 따른 전송 전력의 그래프이다.

도 14를 참조하면, 증폭기(1130)에서 출력되는 전송 전력은 일차적으로 정해진 스텝 중 어느 하나로 조정될 수 있다. 이러한 디지털 제어 과정은 상술한 바와 같이 디지털 콘트롤러(1136)가 DA 컨버터(1133)의 스위칭 상태를 제어함에 따라 수행될 수 있다. 디지털 제어가 종료되면, 증폭기(1130)에서 출력되는 전송 전력은 이차적으로 원하는 전력값과 현재의 전송 전력값의 차이에 따라 아날로그적으로 제어될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 임피던스 정합기(1140)의 동작 방법에 관하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에서 임피던스 정합기(1140)의 동작의 순서도이다.

도 15를 참조하면, 임피던스 정합기(1140)의 동작 방법은, 기준 전압값(Vref)를 획득하는 단계(S142-1), 전송 전력의 전압값(Vout)을 획득하는 단계(S142-2), 기준 전압값과 전송 전력의 전압값(Vout)을 비교하여 디지털 제어 신호를 출력하는 단계(S142-3), 디지털 제어 신호에 따라 DA 컨버터(1143)가 아날로그 신호를 출력하는 단계(S142-4), 아날로그 신호에 따라 증폭비가 디지털 제어되는 단계(S142-6), 디지털 제어가 종료되면 디지털 콘트롤러(1146)가 비활성화되는 단계(S142-7), 아날로그 콘트롤러(1147)가 활성화되는 단계(S144-1), 아날로그 콘트롤러(1147)가 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)의 차이에 기초하여 아날로그 제어 신호를 출력하는 단계(S144-2), 아날로그 제어 신호에 따라 증폭 회로(1142)의 증폭비가 아날로그 제어되는 단계(S144-3)를 포함할 수 있다.

이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 도 16 내지 도 18을 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저 기준 전압값(Vref)이 획득될 수 있다(S142-1). 기준 전압값(Vref)은 미리 정해진 값일 수 있다. 또는 메인 콘트롤러(1170)은 통신부(1160)를 통해 무선 전력 수신 장치(1200)로부터 기준 전압값(Vref)를 수신할 수 있다. 기준 전압값(Vref)는 무선 전력 전송을 준비하는 단계에서 수신되거나 또는 무선 전력 전송 동안 주기적으로 수신될 수 있다. 또는 메인 콘트롤러(1170)는 통신부(1160)를 통해 무선 전력 전송을 준비하는 단계에서 무선 전력 수신 장치(1200)로부터 디바이스 프로파일을 수신하고, 수신된 디바이스 프로파일에 따라 기준 전압값(Vref)을 판단할 수 있다.

센서(1149)는 전송 전력의 전압값(Vout)을 획득할 수 있다(S142-2). 센서(1149)는 전송 전력을 입력받고 이를 이용하여 전송 전력의 전압값(Vout)을 감지할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기(1140)의 디지털 제어 동작을 도시한 도면이다.

도 16를 참조하면, 디지털 제어기(1146)는 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)을 비교하여 디지털 제어 신호를 출력할 수 있다(S142-3). 예를 들어, 전송 전력의 전압값(Vout)이 기준 전압값(Vref)보다 작으면 온 신호, 크면 오프 신호를 생성할 수 있다. 또는 그 반대로, 전송 전력의 전압값(Vout)이 기준 전압값(Vref)보다 크면 온 신호, 작으면 신호를 생성할 수 있다.

매칭 네트워크(1142)는 디지털 제어 신호에 따라 그 캐패시턴스를 조정할 수 있다(S142-4). 디지털 제어 신호에 따라 캡 뱅크(1143)의 스위치가 스위칭됨에 따라 스위치에 의해 단락이 조정되는 복수의 캐패시터의 연결 상태가 제어되며, 이에 따라 캡 뱅크(1143)의 캐패시턴스가 조정될 수 있다. 여기서 캡 뱅크(1143)의 스위치의 스위칭은 복수 회의 1비트 온 오프 신호에 의해 하나씩 순차적으로 제어되거나 또는 스위치의 개수에 해당하는 비트의 온 오프 신호에 의해 디지털 제어될 수 있다. 디지털 제어가 종료되면 디지털 콘트롤러(1146)가 비활성화된다(S142-5).

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기(1140)의 아날로그 제어 동작을 도시한 도면이다.

도 17을 참조하면, 디지털 제어가 종료되면, 디지털 콘트롤러(1146)는 아날로그 제어 시작 신호를 아날로그 콘트롤러(1147)로 송출하고 이에 따라 아날로그 콘트롤러(1147)가 활성화된다(S144-1).

아날로그 콘트롤러(1147)는 기준 전압값(Vref)과 전송 전력의 전압값(Vout)의 차이에 기초하여 아날로그 제어 신호를 출력할 수 있다(S144-2).

매칭 네트워크(1142)는 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 아날로그 제어될 수 된다(S144-3). 구체적으로 캡 뱅크(1143)의 가변 캐패시터는 아날로그 제어 신호를 입력받고, 아날로그 제어 신호의 레벨에 따라 그 캐패시턴스가 변경된다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 정합기(1140)의 동작에 따른 임피던스의 그래프이다.

도 18를 참조하면, 임피던스 정합기(1140)의 임피던스는 일차적으로 정해진 스텝 중 어느 하나로 조정될 수 있다. 이러한 디지털 제어 과정은 상술한 바와 같이 디지털 콘트롤러(1136)가 캡 뱅크(1133)의 스위치의 스위칭 상태를 제어함에 따라 수행될 수 있다. 디지털 제어가 종료되면, 임피던스 정합기(1140)의 임피던스는 이차적으로 원하는 임피던스와 현재의 임피던스의 차이에 따라 아날로그적으로 제어될 수 있다.

이상에서는 디지털 제어와 아날로그 제어가 전압값에 기초하여 수행되는 것으로 설명하였으나, 디지털 제어와 아날로그 제어는 전압값 대신 전류값에 기초하여 수행되는 것도 가능하다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 방법에서 모든 단계가 필수적인 것은 아니므로, 무선 전력 수신 방법은 상술한 단계의 일부 또는 전부를 포함하여 수행될 수 있다. 또 상술한 분선 전력 수신 방법의 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다. 또 상술한 각 단계들은 반드시 설명한 순서대로 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행되는 것도 가능하다.

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.

1000: 무선 전력 전송 시스템
1100: 무선 전력 전송 장치
1110: AC-DC 변환기
1120: 발진기
1130: 증폭기
1132: 증폭회로
1133: DA 컨버터
1335: 제어기
1136: 디지털 제어기
1137: 아날로그 제어기
1138: 센서
1140: 임피던스 정합기
1142: 매칭 네트워크
1143: 캡 뱅크
1145: 제어기
1146: 디지털 제어기
1147: 아날로그 제어기
1149: 센서
1150: 전송 안테나
1160: 통신부
1170: 메인 콘트롤러
1200: 무선 전력 수신 장치
1210: 수신 안테나
1220: 임피던스 정합기
1230: 정류기
1240: DC-DC 변환기
1250: 배터리
1260: 통신부
1270: 메인 콘트롤러
S: 전원 소스

Claims

자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송 장치로서,
특정 주파수의 전력을 발진하는 발진기;
디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되고, 상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 증폭 회로, 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 센서, 상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하고 상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 디지털 제어기 및 상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 아날로그 제어기를 포함하는 증폭기; 및
상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 전송 안테나;를 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및
상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 기준값을 수신하는 제어부;를 더 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제2 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 복수의 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및
상기 통신부를 통해 상기 복수의 무선 전력 수신 장치 각각으로부터 각각 복수의 목표값을 수신하고, 상기 복수의 목표값에 기초하여 상기 기준값을 산출하는 제어부;를 더 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치와 통신을 수행하는 통신부; 및
상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 디바이스 프로파일을 수신하고, 상기 디바이스 프로파일에 기초하여 상기 기준값을 판단하는 제어부;를 더 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 디지털 제어기는, 상기 감지 결과 및 상기 기준값의 차이가 미리 정해진 값 이하인 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 디지털 제어기는, 상기 디지털 제어 신호를 반복하여 출력하고, 상기 디지털 제어 신호의 출력 회수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 디지털 제어기는, 상기 감지 결과가 상기 기준값 이상인지 이하인지 여부에 따라 온/오프 신호를 출력하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서,
상기 증폭 회로는, 상기 디지털 제어 신호에 따라 아날로그 신호를 출력하는 DA 컨버터, 게이트가 상기 DA 컨버터의 출력단에 연결되고 상기 아날로그 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 제1 모스 및 게이트가 상기 아날로그 제어기의 출력단에 연결되고 상기 아날로그 제어 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 제2 모스를 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제1 항에 있어서
상기 디지털 제어 신호 및 상기 아날로그 제어 신호에 기초하여 캐패시턴스를 조정하여 임피던스를 정합하는 임피던스 정합기;를 더 포함하는
무선 전력 전송 장치.
제9 항에 있어서,
상기 임피던스 정합기는, 상기 디지털 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스가 조정되는 캡 뱅크 및 상기 아날로그 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스가 조정되는 버렉터를 포함하는
무선 전력 전송 장치.
자기장을 이용하여 무선 전력 전송을 수행하는 방법으로서,
특정 주파수의 전력을 발진하는 단계;
디지털 제어 신호 및 아날로그 제어 신호에 따라 증폭비가 조정되는 단계;
상기 특정 주파수의 전력을 상기 증폭비로 증폭시켜 전송 전력을 출력하는 단계;
센서가 상기 전송 전력의 전압값 또는 전류값을 감지하는 단계;
상기 센서의 감지 결과 및 기준값의 크기를 비교하고 상기 비교 결과에 따라 상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계;
상기 디지털 제어 신호에 따른 상기 증폭비의 조정이 완료되면 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계;
상기 아날로그 제어 시작 신호에 의해 활성화되고 상기 센서의 감지 결과 및 상기 기준값의 차이에 기초하여 상기 아날로그 제어 신호를 출력하는 단계; 및
상기 전송 전력을 이용하여 자기장을 방사하는 단계;를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치로부터 상기 기준값을 수신하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제12 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 복수의 무선 전력 수신 장치 각각으로부터 각각 복수의 목표값을 수신하는 단계; 및
상기 복수의 목표값에 기초하여 상기 기준값을 산출하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 자기장을 이용하여 무선 전력 수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치로부터 디바이스 프로파일을 수신하는 단계; 및
상기 디바이스 프로파일에 기초하여 상기 기준값을 판단하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계에서, 상기 감지 결과 및 상기 기준값의 차이가 미리 정해진 값 이하인 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계는 반복하여 수행되고,
상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는 단계에서, 상기 디지털 제어 신호의 출력 회수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 상기 아날로그 제어 시작 신호를 생성하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 디지털 제어 신호를 출력하는 단계에서, 상기 감지 결과가 상기 기준값 이상인지 이하인지 여부에 따라 온/오프 신호를 출력하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서,
상기 증폭비가 조정되는 단계는, DA 컨버터가 상기 디지털 제어 신호에 따라 아날로그 신호를 출력하는 단계, 게이트가 상기 DA 컨버터의 출력단에 연결되는 제1 모스가 상기 아날로그 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 단계 및 게이트로 상기 아날로그 제어 신호를 입력되는 제2 모스가 상기 아날로그 제어 신호에 따라 상기 증폭비를 조정하는 단계;를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제11 항에 있어서
상기 디지털 제어 신호 및 상기 아날로그 제어 신호에 기초하여 캐패시턴스를 조정하여 임피던스를 정합하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
제19 항에 있어서,
상기 임피던스를 정합하는 단계는, 캡 뱅크가 상기 디지털 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스를 조정하는 단계 및 버렉터가 상기 아날로그 제어 신호에 의해 상기 캐패시턴스를 조정하는 단계를 포함하는
무선 전력 전송 방법.