KR20150021285A - 무선전력 수신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일 및 상기 수신 코일의 일단 및 타단에 연결된 스위치를 포함하고, 상기 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역에 따라 상기 스위치의 동작을 제어한다.

Description

무선전력 수신장치{WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE}
본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주파수 대역에 관계없이 무선으로 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치에 관한 것이다.
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.
현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.
최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.
공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측의 코일을 통해 전력이 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.
무선전력 송신장치는 각 무선전력 송신장치 마다 주파수 대역을 갖는 전력을 수신장치에 전송한다. 이 경우, 무선전력 수신장치는 해당 주파수 대역에 매칭되도록 구성되어 특정 주파수 대역의 전력만을 수신할 수 있다. 즉, 종래에는 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역이 달라지면(무선전력 송신장치의 전력 전송 방식이 달라지면), 무선전력 수신장치는 제대로 전력을 수신할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 무선전력 송신장치의 전력 전송 방식에 구애 받지 않고, 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일 및 상기 수신 코일의 일단 및 타단에 연결된 스위치를 포함하고, 상기 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역에 따라 상기 스위치의 동작을 제어한다.
상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 포함하고, 상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역 보다 작다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역인 경우, 상기 스위치를 개방시킨다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 스위치를 개방시켜 상기 수신 코일의 인덕턴스를 유지시킨다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역이 상기 제2 주파수 대역인 경우, 상기 스위치를 단락시킨다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 스위치를 단락시켜 상기 수신 코일의 인덕턴스를 감소시킨다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 수신 코일로부터 전달받은 상기 제1 주파수 대역의 전력을 정류하여 부하에 전달하는 제1 정류부 및 상기 수신 코일로부터 전달받은 상기 제2 주파수 대역의 전력을 정류하여 상기 부하에 전달하는 제2 정류부를 더 포함한다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 제1 정류부에 흐르는 전류 및 상기 제2 정류부에 흐르는 전류를 감지하여 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 검출한다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 제1 정류부에 흐르는 전류만이 감지된 경우, 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역으로 확인하고, 상기 스위치를 개방시킨다.
상기 무선전력 수신장치는 상기 제2 정류부에 흐르는 전류만이 감지된 경우, 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 상기 제2 주파수 대역으로 확인하고, 상기 스위치를 단락시킨다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선전력 수신장치는 무선전력 송신장치가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역에 관계없이 전력을 수신할 수 있어 무선전력 수신장치가 내장된 단말기를 사용하는 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. 즉, 무선전력 송신장치가 직접 결합 방식 또는 유도 결합 방식을 이용하는 것에 구애 받지 않고, 사용자가 편리하게 단말기를 충전할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 수신 코일을 사용하기 때문에 무선전력 송신장치의 전력 전송 방식에 관계없이 단말기의 공간을 절약할 수 있고, 2개 이상의 코일을 사용하는 경우에 비해 비용이 크게 절약될 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
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 코일(210)의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력 공급 장치(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 또 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 전력 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명에서 전자기 유도에 의해 전력을 전송하는 방식은 Q 값이 상대적으로 낮고, 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식을 의미하고, 공진에 의해 전력을 전송하는 방식은 Q 값이 상대적으로 높고, 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식에서 전력 전송에 사용하는 주파수 대역은 100 내지 300kHz의 범위를 가질 수 있고, 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식에서 전력 전송에 사용하는 주파수 대역은 6.78MHz 또는 13.56MHz 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이 수치는 예시에 불과하다.
또한, 본 발명에서 공진을 이용하여 전력을 송신하는 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식은 직접 결합(directly coupling) 방식과 유도 결합(Inductively) 방식을 포함할 수 있다.
직접 결합(directly coupling) 방식은 후술할 무선전력 송신장치 및 무선전력 수신장치가 각각 하나의 공진 코일을 이용하여 직접 전력을 전송하는 방식이고, 유도 결합(Inductively) 방식은 무선전력 송신장치가 2개의 송신 코일을 통해 2개의 수신 코일이 구비된 무선전력 수신장치에 전력을 전송하는 방식이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있다.
일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)는 공진을 이용하여 무선전력 수신장치(300)에 전력을 전송할 수 있으며, 무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함하여 유도 결합(Inductively coupling) 방식 또는 하나의 송신 유도 코일(210)만으로 구성되어 직접 결합(Direct coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 공진을 이용하여 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있으며, 무선전력 송신장치(200)가 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함하여 유도 결합(Inductively coupling) 방식으로 구현된 경우, 무선전력 수신장치(300) 또한, 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320) 포함하여 유도 결합(Inductively coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 무선전력 송신장치(200)가 송신 유도 코일(210)만으로 구성된 경우, 무선전력 수신장치(300) 또한, 수신 유도 코일(320)만으로 구성되어 직접 결합(Directly coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 정류부(330)를 더 포함할 수 있다. 정류부(330)에 대한 설명은 자세히 후술한다.
전력 공급 장치(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결된다.
송신 공진 코일(220)은 송신 유도 코일(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.
수신 공진 코일(310)은 수신 유도 코일(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.
수신 유도 코일(320)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결될 수 있고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.
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 전달될 수 있다.
이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.
전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달할 수 있다.
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 유도될 수 있다.
그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달될 수 있다.
임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)이 느슨하게 결합(loosely coupling)되어 일반적인 전자기 유도에 의한 밀착하게 결합(tightly coupling)된 경우보다 더 먼 거리까지 전력 전달이 가능하며, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)가 보다 높은 배치 자유도를 가지며 높은 효율로 전력 전달이 가능하다.
수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 공진에 의해 전력을 수신할 수 있다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일(310)에는 교류 전류가 흐를 수 있고, 수신 공진 코일(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 공진 코일(310)과 유도 결합된 수신 유도 코일(320)로 전달될 수 있다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달될 수 있다.
일 실시 예에서 송신 유도 코일(210), 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)은 스파이럴 또는 헬리컬 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일(220)은 자기장을 통해 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일(310)에 전력을 전송할 수 있다.
구체적으로, 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)은 공진 주파수에서 동작하도록 공진 결합될 수 있다.
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.
일 실시 예에서 무선 전력 전송 시스템이 전자기 유도를 기반으로 전력 전송을 수행하는 경우, 무선전력 송신장치(200)는 송신 공진 코일(220)을 포함하지 않고, 무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310)을 포함하지 않을 수 있다.
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.
품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치(200) 또는 무선전력 수신장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.
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.
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.
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다.
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 회로로 구성될 수 있다.
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.
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.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다.
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.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.
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.
정류부(330)는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 변환된 직류 전력을 부하(400)에 전달할 수 있다.
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.
정류기는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.
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.
부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다.
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.
무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.
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.
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.
더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다.
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.
무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.
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.
다음으로, 아웃 오브 밴드 통신에 대해 설명한다.
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.
이하에서는 도 1 내지 도 4의 내용을 결부시켜 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치 및 무선전력 수신장치의 전력 수신 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
특히, 도 5는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 저 주파수 대역인 경우, 무선전력 수신장치(300)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(340), 제1 주파수 매칭부(345) 및 제1 정류부(370)를 포함할 수 있다.
수신 코일(340)은 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 수신 코일(340)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역은 저 주파수 대역일 수 있고, 그 주파수 대역은 100 내지 300KHz의 범위를 가질 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역이 저 주파수 대역인 경우, 수신 코일(340)은 도 1에서 설명한 수신 유도 코일(320)에 대응될 수 있고, 무선전력 수신장치(300)는 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 무선전력 송신장치 또한, 도 1에서 설명한 송신 유도 코일(210)만을 포함할 수 있고, 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
수신 코일(340)의 인덕턴스는 16uH일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
제1 주파수 매칭부(345)는 무선전력 수신장치(300)가 사용하는 주파수 대역을 수신 코일(340)이 수신한 전력이 갖는 주파수 대역에 매칭시킬 수 있고, 주파수 대역을 매칭 시킨 후, 매칭된 상태의 전력을 제1 정류부(370)에 출력할 수 있다.
제1 주파수 매칭부(345)는 제1 커패시터(C6) 및 제2 커패시터(C7)를 포함할 수 있다. 제1 커패시터(C6) 및 제2 커패시터(C7) 각각은 고정 커패시터 및 가변 커패시터 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 제1 커패시터(C6) 및 제2 커패시터(C7)가 고정 커패시터인 경우, 제1 커패시터(C6)의 커패시턴스는 137nF 제2 커패시터(C7)의 커패시턴스는 1.6nF일 수 있으나, 이는 예시에 불과한 수치다.
제1 주파수 매칭부(345)는 수신 코일(340)의 인덕턴스 및 제1 커패시터(C6) 및 제2 커패시터(C7)의 커패시턴스를 이용하여 주파수 매칭을 수행할 수 있다.
제1 정류부(370)는 제1 주파수 매칭부(345)로부터 주파수가 매칭된 상태의 전력을 수신하여 부하(400)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 제1 정류부(370)는 주파수 매칭부(345)로부터 주파수 매칭이 완료된 상태의 교류전력을 수신하여 수신한 교류전력을 직류전력으로 정류하고, 정류된 직류전력을 부하(400)에 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
특히, 도 6은 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 무선전력 수신장치(300)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(350), 제2 주파수 매칭부(355) 및 제2 정류부(380)를 포함할 수 있다.
수신 코일(350)은 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 수신 코일(350)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역은 고 주파수 대역일 수 있고, 그 주파수 대역은 6.78MHz 또는 13.56MHz 중 어느 하나일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 수신 코일(350)은 도 1에서 설명한 수신 유도 코일(320)에 대응될 수 있고, 무선전력 수신장치(300)는 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식 중 직접 결합 방식으로 구현될 수 있다.
또 다른 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 수신 코일(350)은 도 1에서 설명한 수신 유도 코일(320)에 대응될 수 있고, 무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(미도시)을 더 포함하여 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식 중 유도 결합 방식으로 구현될 수 있다.
수신 코일(350)의 인덕턴스는 2uH일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
제2 주파수 매칭부(355)는 무선전력 수신장치(300)가 사용하는 주파수 대역을 수신 코일(350)이 수신한 전력이 갖는 주파수 대역에 매칭시킬 수 있고, 매칭된 상태의 전력을 제2 정류부(380)에 출력할 수 있다.
제2 주파수 매칭부(355)는 제3 커패시터(C8) 및 제4 커패시터(C9)를 포함할 수 있다. 제3 커패시터(C8) 및 제4 커패시터(C9) 각각은 고정 커패시터 및 가변 커패시터 중 어느 하나일 수 있다.
예를 들어, 제3 커패시터(C8) 및 제2 커패시터(C9)가 고정 커패시터인 경우, 제3 커패시터(C8)의 커패시턴스는 1nF, 제4 커패시터(C9)의 커패시턴스는 0.1nF일 수 있으나, 이는 예시에 불과한 수치다.
제2 주파수 매칭부(355)는 수신 코일(350)의 인덕턴스 및 제3 커패시터(C8) 및 제4 커패시터(C9)의 커패시턴스를 이용하여 주파수 매칭을 수행할 수 있다.
제2 정류부(380)는 제2 주파수 매칭부(355)로부터 주파수가 매칭된 상태의 전력을 수신하여 부하(400)에 전달할 수 있다.
구체적으로, 제2 정류부(380)는 주파수 매칭부(355)로부터 주파수 매칭이 완료된 상태의 교류전력을 수신하여 수신한 교류전력을 직류전력으로 정류하고, 정류된 직류전력을 부하(400)에 전달할 수 있다.
도 5와 도 6의 실시 예를 비교해 보면, 밀착된 커플링(tightly coupling)을 이용하여 전력을 전송하는 무선전력 송신장치의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역은 100 내지 300KHz의 범위를 가지고, 느슨한 커플링(loosely coupling)을 이용하여 전력을 전송하는 무선전력 송신장치의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역은 6.78MHz 또는 13.56MHz이다.
따라서, 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식의 경우, 수신 코일(340)의 인덕턴스, 제1 커패시터(C6)의 커패시턴스 및 제2 커패시터(C7)의 커패시턴스 각각은 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식의 경우, 수신 코일(350)의 인덕턴스, 제3 커패시터(C8)의 커패시턴스 및 제4 커패시터(C9)의 커패시턴스 각각 보다 큰 값을 가질 수 있다.
즉, 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송 방식이 달라짐에 따라 수신 코일의 인덕턴스, 주파수 매칭부에 포함된 커패시터의 커패시턴스가 달라질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 전력 전송 방식이 각기 다른 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신하는 경우, 해당 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송 방식에 맞추어 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치를 제공하고자 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(360), 제1 주파수 매칭부(345), 제1 정류부(370), 제2 주파수 매칭부(355), 제2 정류부(380), 스위치(390) 및 제어부(395)를 포함할 수 있다.
또한, 도 7에서 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용과 중복되는 부분의 자세한 설명은 생략한다.
수신 코일(360)은 무선전력 송신장치로부터 저 주파수 대역 또는 고 주파수 대역의 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 저 주파수 대역은 100 내지 300kHz의 범위를 가질 수 있고, 고 주파수 대역은 6.78MHz 또는 13.56MHz 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이는 예시에 불과하다.
일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역이 저 주파수 대역인 경우, 무선전력 송신장치(200)는 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 무선전력 송신장치(200)는 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
수신 코일(360)은 헬리컬 및 스파이럴 타입 중 어느 하나의 타입으로 구성될 수 있다.
스위치(390)는 제어부(395)의 제어에 따라 턴 오프 또는 턴 온 될 수 있다. 일 실시 예에서 스위치(390)의 턴 오프는 스위치(390)가 개방된 상태, 스위치(390)의 턴 온은 스위치(390)가 단락된 상태를 의미할 수 있다.
일 실시 예에서 스위치(390)는 모스펫(MOSFET) 또는 전자석을 이용한 스위치 일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
스위치(390)는 수신 코일(360)의 일단 및 타단에 연결될 수 있고, 제어부(395)의 제어에 의해 단락 또는 개방되어 수신 코일(360)의 인덕턴스를 변경시킬 수 있다.
제어부(395)는 무선전력 수신장치(300)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
특히, 제어부(395)는 무선전력 송신장치로부터 수신하는 전력의 주파수 대역을 검출할 수 있다. 일 실시 예에서 제어부(395)는 스위치(390)의 동작을 개방 또는 단락 시켜 무선전력 송신장치로부터 수신하는 전력의 주파수 대역이 저 주파수 대역인지 고 주파수 대역인지를 검출할 수 있다.
제어부(395)는 검출된 주파수 대역에 따라 스위치(390)의 동작을 제어하여 수신 코일(360)의 인덕턴스를 변경시킬 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 전력 수신 방법을 설명한다. 이를 위해 도 8 내지 도 10에 도 1 내지 도 7의 내용을 결부시켜 무선전력 수신장치의 전력 수신 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 전력 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역을 검출하기 위하여 스위치(390)를 턴 오프 시킨다( S101 ). 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역은 저 주파수 대역 또는 고 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 저 주파수 대역은 100 내지 300kHz의 범위를 가질 수 있고, 고 주파수 대역은 6.78MHz 또는 13.56MHz 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이는 예시에 불과하다.
일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역이 저 주파수 대역인 경우, 무선전력 송신장치(200)는 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 전력 전송에 사용되는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 무선전력 송신장치(200)는 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서 스위치(390)가 턴 오프 된 상태는 스위치(390)가 개방된 상태, 스위치(390)가 턴 온 된 상태는 스위치(390)가 단락된 상태를 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)로부터 수신한 전력이 갖는 주파수 대역이 저 주파수 대역인지 고 주파수 대역인지를 확인하기 위해 스위치(390)를 턴 오프 시킬 수 있다.
그 후, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(390)가 턴 오프 된 상태에서 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신한다( S103 ). 즉, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치로부터 밀착된 커플링(tightly coupling) 방식 또는 느슨한 커플링(loosely coupling) 방식을 통해 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
그 후, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역을 검출하기 위해 수신된 전력에 의해 발생하는 제1 정류부(370)의 전류 및 제2 정류부(380)의 전류를 감지한다( S105 ). 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)는 제1 정류부(370)에 흐르는 전류 및 제2 정류부(380)에 흐르는 전류를 감지하여 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 고 주파수 대역인지 저 주파수 대역인지 확인할 수 있다.
또 다른 실시 예에서 제어부(395)는 제1 정류부(370)에 흐르는 전류 및 제2 정류부(380)에 흐르는 전류가 아닌 제1 정류부(370)의 출력 전압 및 제2 정류부(380)의 출력 전압을 감지하여 무선전력 송신장치(200)가 전송하는 전력의 주파수 대역을 검출할 수도 있다.
일 실시 예에서 제1 정류부(370)에서만 전류가 감지되는 경우, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역을 저 주파수 대역으로 판단할 수 있다. 이에 대해서는 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제어부(395)는 스위치(390)를 턴 오프 시킬 수 있다. 스위치(390)가 턴 오프 된 상태는 도 9에 도시된 바와 같이, 스위치(390)가 개방된 상태를 의미할 수 있다. 이 상태에서 수신 코일(360)은 무선전력 송신장치로부터 전력을 수신할 수 있고, 제어부(390)는 제1 정류부(370) 및 제2 정류부(390)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
만약, 제1 정류부(370)에서만 전류가 흐르는 것으로 감지된 경우, 제어부(395)는 무선전력 송신장치(200)가 전송하는 전력의 주파수 대역을 저 주파수 대역으로 확인할 수 있다. 즉, 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 저 주파수 대역인 경우, 수신 코일(360)이 수신한 전력은 저 주파수 대역의 주파수에 매칭된 제1 주파수 매칭부(345)를 거쳐 제1 정류부(370)로 전달되어 제1 정류부(370)에 전류를 흐르게 할 수 있으나, 제2 주파수 매칭부(355)는 고 주파수 대역의 주파수에 매칭되어 저 주파수 대역의 전력을 통과시킬 수 없기 때문이다.
또 다른 실시 예에서 제1 정류부(370) 및 제2 정류부(380) 각각에 전류가 흐르는 것으로 감지될 수도 있다. 이 경우, 제1 정류부(370)에서 흐르는 전류가 제2 정류부(380)에서 흐르는 전류보다 크고, 제2 정류부(380)에 흐르는 전류가 제1 정류부(370)에서 흐르는 전류에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다면, 제어부(395)는 무선전력 송신장치(200)가 전송하는 전력의 주파수 대역을 저 주파수 대역으로 확인할 수 있다.
다시 도 8을 설명한다.
그 후, 무선전력 수신장치(300)는 제1 정류부(370)의 전류만이 검출되었는지를 확인하고( S107 ), 제1 정류부(370)의 전류만이 감지된 경우, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 저 주파수 대역임을 확인한다( S109 ). 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 저 주파수 대역임이 확인된 경우, 스위치(390)의 동작을 턴 오프로 유지시켜 전력을 수신할 수 있다. 즉, 무선전력 수신장치(300)는 도 9와 같이 스위치(390)를 개방시켜 저 주파수 대역의 전력을 수신할 수 있다. 이 경우, 스위치(390)가 개방된 상태로 동작하므로 수신 코일(360)의 인덕턴스는 변경되지 않는다.
한편, 제1 정류부(370)의 전류만이 검출되지 않은 경우, 무선전력 수신장치(300)는 스위치(390)를 턴 온 시킨다( S111 ).
무선전력 수신장치(300)는 스위치(390)를 턴 온 시킨 상태에서 제2 정류부(380)의 전류만이 감지되는지를 확인한다( S113 ).
만약, 제2 정류부(380)의 전류만이 감지된 경우, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 고 주파수 대역임을 확인한다( S115 ). 단계 S111 내지 S113에서 대해서는 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제어부(395)는 스위치(390)를 턴 온 시킬 수 있다. 스위치(390)가 턴 온 된 상태는 도 10에 도시된 바와 같이, 스위치(390)가 단락된 상태를 의미할 수 있다. 이 상태에서 수신 코일(360)은 무선전력 송신장치로부터 전력을 수신할 수 있고, 제어부(390)는 제1 정류부(370) 및 제2 정류부(390)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
만약, 제2 정류부(380)에서만 전류가 흐르는 것으로 감지된 경우, 제어부(395)는 무선전력 송신장치(200)가 전송하는 전력의 주파수 대역을 고 주파수 대역으로 확인할 수 있다. 즉, 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 고 주파수 대역인 경우, 수신 코일(360)이 수신한 전력은 고 주파수 대역의 주파수에 매칭된 제2 주파수 매칭부(355)를 거쳐 제2 정류부(380)로 전달되어 제2 정류부(380)에 전류를 흐르게 할 수 있으나, 제1 주파수 매칭부(345)는 저 주파수 대역의 주파수에 매칭되어 고 주파수 대역의 전력을 통과시킬 수 없기 때문이다.
무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역이 고 주파수 대역임이 확인된 경우, 스위치(390)의 동작을 턴 온으로 유지시켜 전력을 수신할 수 있다. 즉, 무선전력 수신장치(300)는 도 10과 같이 스위치(390)를 단락시켜 저 주파수 대역의 전력을 수신할 수 있다. 이 경우, 스위치(390)가 단락됨에 따라 수신 코일(360) 전체가 아닌 일부분만이 사용될 수 있다. 이로 인해, 수신 코일(360)의 인덕턴스는 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 수신 코일(360)의 전체 인덕턴스가 16uH인 경우, 무선전력 수신장치(300)가 고 주파수 대역의 전력을 수신하면, 스위치(390)의 단락에 의해 수신 코일(390)의 인덕턴스는 2uH로 감소될 수 있다. 한편, 무선전력 수신장치(300)가 저 주파수 대역의 전력을 수신하면, 스위치(390)의 개방에 의해 수신 코일(390)은 원래의 인덕턴스인 16uH를 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선전력 수신장치는 무선전력 송신장치가 전력 전송에 사용하는 주파수 대역에 관계없이 전력을 수신할 수 있어 무선전력 수신장치가 내장된 단말기를 사용하는 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. 즉, 무선전력 송신장치가 직접 결합 방식 또는 유도 결합 방식을 이용하는 것에 구애 받지 않고, 사용자가 편리하게 단말기를 충전할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 수신 코일을 사용하기 때문에 무선전력 송신장치의 전력 전송 방식에 관계없이 단말기의 공간을 절약할 수 있고, 2개 이상의 코일을 사용하는 경우에 비해 비용이 크게 절약될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
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.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(400)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동 단말기에 장착될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 전력 공급 장치
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: 부하

Claims (10)

  1. 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치로서,
    상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일; 및
    상기 수신 코일의 일단 및 타단에 연결된 스위치를 포함하고,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역에 따라 상기 스위치의 동작을 제어하는
    무선전력 수신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역은
    제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 포함하고,
    상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역 보다 작은
    무선전력 수신장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역인 경우, 상기 스위치를 개방시키는
    무선전력 수신장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 스위치를 개방시켜 상기 수신 코일의 인덕턴스를 유지시키는
    무선전력 수신장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역이 상기 제2 주파수 대역인 경우, 상기 스위치를 단락시키는
    무선전력 수신장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 스위치를 단락시켜 상기 수신 코일의 인덕턴스를 감소시키는
    무선전력 수신장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 수신 코일로부터 전달받은 상기 제1 주파수 대역의 전력을 정류하여 부하에 전달하는 제1 정류부; 및
    상기 수신 코일로부터 전달받은 상기 제2 주파수 대역의 전력을 정류하여 상기 부하에 전달하는 제2 정류부를 더 포함하는
    무선전력 수신장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 제1 정류부에 흐르는 전류 및 상기 제2 정류부에 흐르는 전류를 감지하여 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 검출하는
    무선전력 수신장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 제1 정류부에 흐르는 전류만이 감지된 경우, 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역으로 확인하고,
    상기 스위치를 개방시키는
    무선전력 수신장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 무선전력 수신장치는
    상기 제2 정류부에 흐르는 전류만이 감지된 경우, 상기 무선전력 송신장치가 전송하는 전력의 주파수 대역을 상기 제2 주파수 대역으로 확인하고,
    상기 스위치를 단락시키는
    무선전력 수신장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102460788B1 (ko) * 2015-10-15 2022-10-31 주식회사 위츠 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
US9760142B2 (en) * 2015-12-15 2017-09-12 International Business Machines Corporation Power management based on circuit connection information
TWI629846B (zh) * 2017-06-20 2018-07-11 國立交通大學 無線能量擷取與管理裝置
WO2021006475A1 (ko) * 2019-07-08 2021-01-14 엘지전자 주식회사 무선전력 전송장치

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003296683A (ja) 2002-04-04 2003-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触icカード
JP4676409B2 (ja) * 2006-10-06 2011-04-27 東光株式会社 非接触電力伝送装置
JP2008301645A (ja) 2007-06-01 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 非接触式受電装置及びこれを具えた電子機器
JP5135204B2 (ja) * 2008-12-26 2013-02-06 株式会社日立製作所 非接触電力伝送システム、および該非接触電力伝送システムにおける負荷装置
CN102362408B (zh) * 2009-03-30 2015-01-21 富士通株式会社 无线供电系统、无线送电装置及无线受电装置
JP5365306B2 (ja) * 2009-03-31 2013-12-11 富士通株式会社 無線電力供給システム
US8729735B2 (en) 2009-11-30 2014-05-20 Tdk Corporation Wireless power feeder, wireless power receiver, and wireless power transmission system
JP5672844B2 (ja) * 2009-12-02 2015-02-18 Tdk株式会社 ワイヤレス電力伝送システム
KR20110062841A (ko) * 2009-12-04 2011-06-10 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
KR101817320B1 (ko) 2010-06-10 2018-01-11 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 유도 전력 전달을 위한 코일 구성
US20110316347A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 Advantest Corporation Wireless power receiving apparatus
US20120025623A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Qualcomm Incorporated Multi-loop wireless power receive coil
JP2012034487A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 動力機付き二輪車および電力受信装置
JP2012044735A (ja) 2010-08-13 2012-03-01 Sony Corp ワイヤレス充電システム
KR101184503B1 (ko) 2010-08-13 2012-09-20 삼성전기주식회사 무선 전력 전송 장치 및 그 전송 방법
JP5677875B2 (ja) * 2011-03-16 2015-02-25 日立マクセル株式会社 非接触電力伝送システム
US20120267961A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Advantest Corporation Wireless power supply apparatus
US8842635B2 (en) 2011-05-06 2014-09-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for anti-collision in wireless power transmission
US9431830B2 (en) 2011-05-12 2016-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for wireless power transmission
KR20130033867A (ko) * 2011-09-27 2013-04-04 삼성전기주식회사 무선 전력 전송 시스템
JP5821544B2 (ja) 2011-11-08 2015-11-24 ソニー株式会社 電子機器および伝送システム
US9088222B2 (en) 2011-11-17 2015-07-21 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for a high power factor single phase rectifier
KR101338654B1 (ko) 2011-12-19 2013-12-06 엘지이노텍 주식회사 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법
KR102008808B1 (ko) * 2012-12-13 2019-10-21 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법

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