KR20150031064A - 충전 제어 장치, 충전 제어 방법 및 이를 구비한 무선전력 수신장치 - Google Patents

충전 제어 장치, 충전 제어 방법 및 이를 구비한 무선전력 수신장치 Download PDF

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Abstract

충전 제어 장치는 캐패시터, 비교부 및 스위칭부를 포함한다. 캐패시터는 무선전력 송신장치로부터 수신된 전력으로부터 변환된 전압을 충전시킨다. 비교부는 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력신호를 생성한다. 스위칭부는 캐패시터의 전단에 연결되어 변환된 전압의 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 비교부로부터의 출력신호에 의해 스위칭된다.

Description

충전 제어 장치, 충전 제어 방법 및 이를 구비한 무선전력 수신장치 {APPARATUS FOR CONTOLLING THE CHARGING, METHOD FOR CONTROLLING THE CHARGING AND APPARATUS FOR RECEIVING WIRELESS POWER HAVING THE SAME}
실시예는 무선전력 전송 기술에 관한 것이다.
최근 들어, 무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)이 활발하게 연구 개발되고 있다.
이러한 무선전력 전송기술을 이용하기 위해 무선전력을 송신하기 위한 송신단과 송신된 무선전력을 수신하기 위한 수신단이 구비될 수 있다.
한편, 무선전력이 수신단으로 무한정 공급되는 경우, 수신단에 피해가 갈 수 있다. 특히, 과전압에 의해 충전 대상이 손상될 수 있다.
이에 따라, 수신단의 충전을 제어하여 줄 수 있는 기술이 미국 특허등록공고 US 8217621에 개시되고 있다.
하지만, 특허 문헌에는 구조가 복잡하고, 미리 설정된 low-voltage power supply를 생성하기 위한 전원 발생 수단이 필요하므로, 충전 제어가 효율적이지 않다.
실시예는 충전 효율이 향상될 수 있는 충전 제어 방법 및 장치를 제공한다.
실시예는 충전 안전성을 확보할 수 있는 충전 제어 방법 및 장치를 제공한다.
실시예는 구조가 간단한 충전 제어 장치를 제공한다.
실시예는 충전 제어 장치를 구비한 무선전력 수신장치를 제공한다.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치로부터 수신된 전력으로부터 변환된 전압을 부하단에 충전키시는 충전 제어 장치는, 상기 변환된 전압을 충전시키는 캐패시터; 상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력신호를 생성하는 비교부; 및 상기 캐패시터의 전단에 연결되어 상기 변환된 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 비교부로부터의 출력신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함한다.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치로부터 수신된 전력으로부터 변환된 전압을 부하단에 충전시키기 위해 캐패시터와 상기 캐패시터의 전단에 연결되는 스위칭부를 포함하는 충전 제어 방법은, 상기 변환된 전압을 상기 캐패시터에 충전시키는 단계; 상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따라 출력신호를 생성하는 단계; 및 상기 변환된 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 출력신호에 의해 스위칭되는 단계를 포함한다.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하단에 전달하는 무선전력 수신장치는, 상기 무선전력 송신장치로부터 교류 전력을 수신하는 수신 코일; 상기 수신된 교류 전력을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류된 직류 전압을 충전시키는 캐패시터; 상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력신호를 생성하는 비교부; 및 상기 정류부와 캐패시터 사이에 연결되어 상기 직류 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 비교부로부터의 출력신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함한다.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하단에 전달하는 무선전력 수신장치는, 상기 무선전력 송신장치로부터 교류 전력을 수신하는 수신 코일; 상기 수신된 교류 전력을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류된 직류 전압을 충전시키는 캐패시터; 상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 정류부와 캐패시터 사이에 연결되어 상기 직류 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 제어부의 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함한다.
실시예는 부하단으로 공급되는 과전압을 차단하여 부하단을 보호하여 충전 안전성을 확보할 수 있다.
실시예는 비록 과전압이 차단되더라도 과전압이 공급되는 동안 과전압을 충전 전압으로 변형하여 충전 전압을 지속적으로 부하단에 공급하여 줌으로써, 부하단의 충전 효율을 향상시키고 충전 시간을 단축시킬 수 있다.
실시예는 최소한 스위치와 캐패시터만 구비하여 캐패시터의 전압을 이용하여 부하단으로 공급되는 전압을 차단하기 위해 스위치를 제어할 수 있으므로, 구조가 매우 간단하고 비용 추가가 발생하지 않는다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 실시예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 송신 유도 코일의 등가 회로도이다.
도 3은 실시예에 따른 전력 소스와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 4는 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5의 무선전력 수신장치에서 전력 상태 정보를 송신하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 무선전력 수신장치의 제어부로부터 출력되는 전력 상태 정보를 반영한 신호의 일 예시를 보여주는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 무선전력 수신장치의 제어부로부터 출력되는 전력 상태 정보를 반영한 신호의 다른 예시를 보여주는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 스위치의 온오프에 따라 부하단에 충전 모습을 보여주는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 무선전력의 대소에 따라 부하단에 공급되는 전압을 도시한 도면이다.
도 11은 무선전력의 가변에 따라 부하단에 공급되는 전압을 도시한 도면이다.
도 12는 도 5의 무선전력 송신장치의 정보 검출부를 상세히 도시한 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12의 정보 검출부에서 생성되는 파형을 도시한 도면이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
도 15는 도 5 및 도 14의 제1 및 제2 실시예에서 무선전력 송신장치에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 도 5 및 도 14의 제1 및 제2 실시예에서 무선전력 수신장치에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
먼저 무선단말 거치대를 설명하기 전에, 무선전력을 전송하는 전반적인 개념을 반영한 시스템을 살펴보기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하단(400)를 포함할 수 있다.
실시예에서 전력 소스(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
전력 소스(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결될 수 있다.
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, 부하단(400)는 정류부(330)의 양단과 연결될 수 있다. 실시예에서 부하단(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.
전력 소스(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 소스(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달할 수 있다.
송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 유도 결합되어 있을 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 전력 소스(100)로부터 공급받은 교류 전력에 의해 교류 전류가 발생되고, 이러한 교류 전류에 의한 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 주파수 공진 방식을 이용하여 동일한 공진 주파수를 갖는 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 전자기 유도 방식에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 전송 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.
수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 주파수 공진 방식을 이용하여 전달된 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 부하단(400)로 전달될 수 있다.
실시예에서 송신 유도 코일(210), 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)은 스파이럴(spiral) 또는 헬리컬(helical) 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)은 공진 주파수에서 전력 전달이 가능하도록 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.
이상의 무선전력 전송 시스템은 공진 주파수 방식에 의한 전력 전달을 설명하였다.
실시예는 이러한 공진 주파수 방식 이외에도 전자기 유도 방식에 의한 전력 전달에도 적용될 수 있다.
즉, 실시예에서 무선전력 전송 시스템이 전자기 유도를 기반으로 전력 전송을 수행하는 경우, 무선전력 송신장치(200)에 포함된 송신 공진 코일(220)과 무선전력 수신장치(300)에 포함된 수신 공진 코일(310)이 생략될 수 있다.
무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 가질 수 있다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수 각각과 비례 관계를 가질 수 있다. 따라서, 품질 지수 및 결합계수 중 적어도 어느 하나의 값이 커질수록 전력 전송 효율이 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 다음의 식 1로 나타내어질 수 있다.
[식 1]
Q=w*L/R
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 실시예에 따른 송신 유도 코일의 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 동일하거나 유사할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 3은 실시예에 따른 전력 소스와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 각각 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)은 각각 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 부하단(400)에 전달할 수 있다.
구체적으로, 정류부(330)는 도시되지 않았지만 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 실시예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
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. 실시예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
정류부(330)로부터 전달된 직류 전력은 직류 전압이나 직류 전류일 수 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
부하단(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하단(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.
실시예는 인밴드(in band) 통신 방식으로 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300) 사이에 정보가 교환될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
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. 이를 위해 무선전력 수신장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 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 스위치를 이용하여 무선전력 수신장치(300)로 수신되는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 소모되는 전력의 변화를 감지하여 부하단(400)의 상태 정보를 획득할 수 있다.
실시예에서 부하단(400)의 상태 정보는 충전 관련 상태 정보, 즉 부하단(400)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 부하단(400)은 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.
부하단(400)의 상태 정보 대신에 전력 상태 정보라고 명명할 수도 있다. 즉, 실시예는 무선전력 송신장치(200)으로부터 수신된 전력이 부하단(400)을 충전시키기에 부족한 전력인지 과한 전력인지 또는 적정한 전력인지를 파악하는 것이므로, 이와 같이 전력 상태 정보라 명명하더라도 실시예의 기술적 사상 내에 있음이 명백하다.
실시예의 인배드 통신 방식은 나중에 다시 자세히 설명하기로 한다.
도 5는 제1 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하단(400)을 포함할 수 있다.
전력 소스(100)와 부하단(400)은 이미 앞서 자세히 설명된 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
제1 실시예에서, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 인밴드 통신 방식을 이용하여 정보를 교환할 수 있다. 제1 실시예의 인밴드 통신 방식은 별도의 데이터 통신을 위한 송신 모듈이나 수신 모듈이 구비될 필요가 없고, 이들 통신 모듈에서의 통신을 위해 사용되는 별도의 통신 주파수를 사용할 필요가 없다. 송신 모듈과 수신 모듈이 사용되지 않으므로, 이들 간의 통신 프로토콜이 정의될 필요가 없다. 따라서, 제1 실시예의 인밴드 통신 방식은 비용이 현저하게 절감되고 장치 구조가 단순화되어 장치의 소형화가 가능하다.
제1 실시예의 인밴드 통신 방식은 예컨대 무선전력 수신장치(300)에서 그 수신되는 무선전력량을 인위적으로 변화시켜 줄 수 있다. 예컨대, 무선전력량의 수신이 주기적으로 차단되도록 하여 무선전력량을 변화시켜 줄 수 있다. 무선전력 수신장치(300)에서의 이러한 무선전력량의 변화는 무선전력 수신장치(300)에 인접한 무선전력 송신장치(200)의 무선전력량 또한 변화될 수 있다. 이는 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)과 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)이 서로 영향을 미치기 때문이다.
예컨대, 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)와 부하단(400) 사이를 차단하면, 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)에 흐르는 전류가 변화하게 되고, 이러한 수신 코일(11)의 전류 변화는 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)의 전류 변화를 유도하게 된다.
따라서, 무선전력 송신장치(200)는 이러한 송신 코일(5)의 전류 변화를 감지함으로써 무선전력 수신장치(300)의 상태와 그 요청 사항을 포함하는 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 무선전력 송신장치(200)는 획득된 정보를 토대로 무선전력 수신장치(300)의 요청 사항에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(11), 변조부(13), 정류부(330), 신호 검출부(17), 제어부(19) 및 충전 제어 모듈(30)을 포함할 수 있다.
수신 코일(11)은 무선전력 송신장치(200)에서 전송되는 무선전력을 수신할 수 있다. 제1 실시예의 무선전력 수신장치(300)는 전자기 유도 방식이나 주파수 공진 방식에 의해 무선전력 송신장치(200)의 무선전력을 수신할 수 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 주파수 공진 방식의 경우, 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)은 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)을 포함하고, 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)은 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)을 포함할 수 있다.
유도 방식의 경우, 도 1에 도시된 무선전력 송신장치(200)에 포함된 송신 공진 코일과 무선전력 수신장치(300)에 포함된 수신 공진 코일이 생략될 수 있다.
수신 코일(11)에서 수신된 무선전력은 정류부(330)로 제공된다. 정류부(330)는 무선전력을 정류한 후 부하단(400)으로 제공할 수 있다.
부하단(400)은 충전 소자일 수 있다. 충전 소자는 충전이 필요한 전자 기기에 장착될 수 있다. 예컨대, 전자 기기는 이동 중에 무선 통신을 이용하여 정보를 주고 받을 수 있는 무선단말일 수 있다. 무선단말로는, 모바일 기기, 휴대용 컴퓨터, 네비게이터 등이 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 전자 기기는 가전기기, 예컨대 텔레비전, 냉장소, 세탁기 등을 포함할 수 있다.
신호 검출부(17)는 정류부(330)로부터 출력되는 신호를 검출할 수 있다. 신호는 전압 신호이거나 전류 신호일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 실시예에서는 신호를 전압 신호로 한정하여 설명하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 신호 검출부(17)는 검출된 전압 신호를 제어부(19)로 제공할 수 있다.
제어부(19)는 무선전력 수신장치(300)를 전반적으로 제어할 수 있다. 제어부(19)는 신호 검출부(17)로부터 검출된 전압 신호를 바탕으로 부하단(400)의 상태 정보를 파악할 수 있다. 제어부(19)에는 기 설정된 기준 전압이 설정될 수 있다. 제1 실시예에 따르면, 제어부(19)에는 제1 및 제2 기준 전압이 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제1 기준 전압은 부하단(400)을 충전시킬 수 있는 최소 전압이고, 제2 기준 전압은 부하단(400)에 안전하게 충전할 수 있는 최대 전압일 수 있다.
제어부(19)는 신호 검출부(17)로부터 검출된 전압 신호를 제1 및 제2 기준 전압과 비교하여 검출 전압과 제1 및 제2 기준 전압의 대소에 따라 부하단(400)의 상태를 파악할 수 있다.
예컨대, 검출 전압이 제1 기준 전압보다 작은 경우, 정류부(330)로부터 출력된 무선전력은 부하단(400)을 충전시키기 어렵다. 이러한 경우 즉 전력 부족인 경우, 정류부(330)로부터 출력된 무선전력은 증가될 필요가 있다.
예컨대, 예컨대 검출 전압이 제1 기준 전압과 제2 기준 전압 사이인 경우, 정류부(330)로부터 출력된 무선전력에 의해 부하단(400)이 안정적으로 충전될 수 있다.
예컨대, 검출 전압이 제2 기준 전압보다 큰 경우, 정류부(330)로부터 출력된 무선전력에 의해 부하단(400)이 과열되거나 손상될 수 있다. 이러한 경우 즉 전력 과다인 경우, 정류부(330)로부터 출력된 무선전력은 감소될 필요가 있다.
제어부(19)는 검출 전압과 제1 및 제2 기준 전압과의 비교를 통해 부하단(400)의 상태를 반영하는 상태 정보를 생성할 수 있다.
제어부(19)는 상태 정보를 바탕으로 변조부(13)를 제어한다. 제어부(19)는 상태 정보를 바탕으로 제어 신호를 생성하여 변조부(13)로 제공할 수 있다. 제어 신호는 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. 제어 신호는 부하단(400)의 상태와 무선전 송신장치(200)에서 전력의 조정을 요청하는 요청 정보를 포함할 수 있다.
펄스폭 변호 신호는 가변될 수 있다. 예컨대, 각 주기의 듀티비(duty ratio)가 가변될 수 있다. 예컨대, 각 주기별로 듀티비가 감소할 수 있다. 즉, 제1 주기에는 100%의 듀티비를 갖는 펄스가 생성되고, 제2 주기에는 80%의 듀티비를 갖는 펄스가 생성되고, 제3 주기에는 60%의 듀티비를 갖는 펄스가 생성되며, 제4 주기에는 40%의 듀티비를 갖는 펄스가 생성될 수 있다.
이와 반대로, 각 주기별로 듀티비가 증가될 수 있다. 이때, 듀티비의 증가율 또는 감소율은 일정하거나 랜덤할 수 있다. 이러한 증가율 또는 감소율에 대한 파라미터가 제어부(19)에 미리 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
펄스폭 변조 신호는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같은 파형을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
변조부(13)은 제어부(19)의 제어 신호에 따라 변조될 수 있다. 이러한 변조부(13)의 변조에 의해 수신 코일(11)로부터 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)로 정보가 제공될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 변조부(13)는 스위치(14)를 포함할 수 있다. 스위치(14)는 반도체 트랜지스터일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 반도체 트랜지스터는 BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) 및 MISFET(Metal Insulating Silicon Field Effect Transistor) 중 하나를 포함할 수 있다.
제어부(19)는 상태 정보를 바탕으로 펄스폭 변조 신호를 생성하여 변조부(13)로 제공할 수 있다. 펄스폭 변조 신호는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 생성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
펄스폭 변조 신호는 다수의 하이 레벨, 즉 펄스와 다수의 로우 레벨을 포함할 수 있다. 하이 레벨의 펄스의 폭이 펄스폭으로 정의될 수 있다. 로우 레벨은 하이 레벨의 펄스보다 낮은 레벨을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 7에서는 각 구간이 한 주기로 정의되어 각 구간에서 동일한 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있고, 도 8에서는 다수의 구간이 한 주기로 정의되어 다수의 구간마다 동일한 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다.
이와 같이, 주기별로 동일한 펄스폭 변조 신호를 생성하여 줌으로써, 이 중 특정 주기에서의 펄스폭 변조 신호에 노이즈가 포함되어 에러가 발생되더라도 무선전력 송신장치(200)에서 다른 주기들에서의 펄스폭 변조 신호를 바탕으로 부하단(400)의 상태를 파악하므로 에러에 의한 오동작을 방지하여 줄 수 있다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 부족으로 판정된 경우, 제1 구간에서 점점 증가하는 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다. 제2 구간에서도 제1 구간과 동일한 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다. 예컨대, 각 펄스폭은 30%, 50%, 70% 및 90%로 증가될 있다. 이와 같이, 각 구간마다 한 주기를 가지며 점점 더 증가하는 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 과다로 판정된 경우, 제1 구간에서 점점 더 감소하는 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다. 제2 구간에서도 제1 구간과 동일한 펄스폭 변호 신호가 생성될 수 있다. 예컨대, 각 펄스폭은 90%, 70%, 50% 및 30%로 감소될 수 있다. 이와 같이, 각 구간마다 한 주기를 가지며 점점 더 감소하는 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 유지로 판정된 경우, 제1 및 제2 구간 모두 동일한 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다. 각 펄스폭은 50%로 동일할 수 있다. 이와 같이, 각 구간마다 한 주기를 가지며 동일한 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c에서는 4개의 펄스폭(30%, 50%, 70%, 90%)로 한정되고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 부족으로 판단되는 경우, 각 구간에서는 동일한 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성되고, 각 구간의 펄스폭은 상이할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 구간에서의 펄스폭은 30%, 60% 및 90%로 증가될 수 있다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 과다로 판단되는 경우, 각 구간에서는 동일한 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생성되고, 각 구간의 펄스폭은 상이할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 구간에서의 펄스폭은 90%, 60% 및 30%로 감소될 수 있다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 상태 정보가 전력 유지로 판단되는 경우, 각 구간에서는 동일한 펄스폭을 갖는 다수의 펄스를 포함하는 펄스폭 변조 신호가 생서되고, 각 구간의 펄스폭은 모두 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 구간에서의 펄스폭은 모두 50%로 동일할 수 있다.
이상에서 설명한 펄스폭의 증가비는 듀티비로 표현될 수도 있다. 예컨대, 펄스폭이 증가되는 것은 듀티비가 증가되는 것으로 설명될 수 있다. 도 7a에서 각 펄스의 듀티비는 한 주기 내에서 30%, 50%, 70% 및 90%로 증가될 수 있다. 도 7b에서 각 펄스의 듀티비는 한 주기 내에서 90%, 70%, 50% 및 30%로 감소될 수 있다. 도 7c에서 각 펄스의 한 주기 내에서 50%로 동일할 수 있다. 도 8a 내지 도 8c도 비슷하게 듀티비가 가변될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에서는 3개의 펄스폭(50%, 70%, 90%)로 한정되고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
변조부(13), 구체적으로 스위치(14)는 제어부(19)로부터 제공된 펄스폭 변조 신호에 따라 스위칭 제어될 수 있다. 즉, 펄스폭 변조 신호의 하이 레벨에 의해 턴온되고, 펄스폭 변조 신호의 로우 레벨에 의해 턴오프될 수 있다. 따라서, 스위치(14)는 펄스폭 변조 신호의 다수의 하이 레벨과 다수의 로우 레벨에 의해 턴온 및 턴오프가 반복될 수 있다.
스위치(14)가 턴온될 때와 턴오프될 때에 수신 코일(11)에 흐르는 전류가 달라질 수 있다. 예컨대, 스위치(14)가 턴오프될의 수신 코일(11)에 흐르는 전류가 스위치(14)가 턴온될 때의 수신 코일(11)에 흐르는 전류보다 작아질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
이와 같이, 수신 코일(11)에 흐르는 전류가 주기적으로 가변되면, 수신 코일(11)의 자기장이 달라지며, 이러한 자기장의 가변에 의해 수신 코일(11)에 인접한 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)의 자기장 또한 가변되며, 이러한 송신 코일(5)의 자기장의 가변에 의해 송신 코일(5)에 흐르는 전류 또한 가변될 수 있다. 따라서, 이러한 송신 코일(5)의 전류를 감지함으로써, 부하단(400)의 상태가 파악될 수 있다. 이에 대한 것은 추후에 설명하기로 한다.
충전 제어 모듈(30)은 무선전력 수신장치(200)에서 과전압의 무선전력이 수신되는 경우, 이러한 과전압에 의해 부하단(400)이 손상되는 것을 방지하여 줄 수 있다. 충전 제어 모듈(30)은 무선전력 수신장치(200)에서 과전압의 무선전력이 수신되더라도, 이러한 과전압을 부하단(400)의 충전에 적합한 전압, 충전 최적 전압에 근접한 전압으로 변형시켜 지속적으로 부하단(400)을 충전시켜 줄 수 있어, 충전 효율이 향상되고 충전 시간이 단축될 수 있다.
충전 제어 모듈(30)은 스위치(32), 캐패시터(34), 비교부(36) 및 충전 제어부(38)를 포함할 수 있다.
스위치(32)는 정류부(330)의 출력단과 캐패시터(34)의 일단 사이에 연결될 수 있다. 스위치(32)는 충전 제어부(38)의 제어 하에 정류부(330)의 출력신호, 예컨대 출력전압(V1)을 부하단(400)으로 공급 또는 차단시켜주기 위해 스위칭 제어될 수 있다.
예컨대, 스위치(32)가 턴온되면 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급될 수 있다.
예컨대, 스위치(32)가 턴오프되면, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급되지 않게 된다. 정류부(330)의 출력전압(V1)이 충전 최적 전압보다 높은 과전압인 경우, 스위치(32)의 턴오프에 의해 과전압(V1)이 부하단(400)에 공급되지 않게 되어 부하단(400)의 손상이 방지될 수 있다.
스위치(32)는 MOSFET와 같은 FET(Field Effect Transistor)나 BJT(Bipolar Junction Transistor)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에서는 편의상 스위치(32)를 개시하고 있지만, 스위치(32) 대신에 스위칭 제어의 역할을 하는 어떠한 다른 수단이 사용되어도 무방하다. 예컨대, OP AMP가 스위치(32)로 사용될 수도 있다.
캐패시터(34)의 일단은 스위치(32)와 부하단(400) 사이에 연결되고 타단은 접지될 수 있다. 캐패시터(34)는 스위치(32)의 턴온 및 턴오프에 따라 충방전될 수 있다.
즉, 스위치(32)가 턴온되는 경우, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)에 공급되는 한편 캐패시터(34)에 충전될 수 있다. 스위치(32)가 턴오프되는 경우, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급되지 않는 대신, 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2)이 부하단(400)으로 공급되어 캐패시터(34)는 방전될 수 있다. V2는 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압으로서, 캐패시터(34)에 충전된 전압일 수 있다.
비교부(36)는 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2), 즉 부하단(400)으로 공급되는 전압과 기준 전압(Vref)과의 비교를 통해 출력신호를 생성할 수 있다. 기준 전압(Vref)은 충전 최적 전압일 수 있다.
예컨대, 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2)이 기준 전압(Vref)보다 높은 경우, 비교부(36)는 로우 레벨 신호, 예컨대 '0'을 출력신호로 출력할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2)이 기준 전압(Vref)과 같거나 낮은 경우, 비교부(36)는 하이 레벨 신호, 예컨대 '1'을 출력신호로 출력할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
충전 제어부(38)는 비교부(36)로부터 출력된 출력신호를 바탕으로 스위치(32)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 스위치(32)로 제공할 수 있다.
예컨대, 충전 제어부(38)는 비교부(36)로부터의 출력신호가 로우 레벨 신호인 경우, 로우 레벨의 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 로우 레벨의 제어 신호에 의해 스위치(32)가 턴오프되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급되지 않게 되어, 과전압에 의한 부하단(400)의 손상이 방지될 수 있다.
예컨대, 충전 제어부(38)는 비교부(36)로부터의 출력신호가 하이 레벨 신호인 경우, 하이 레벨의 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 경우, 하이 레벨의 제어 신호에 의해 스위치(32)가 턴온되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급되어, 부하단(400)이 충전될 수 있다.
충전 제어부(38)는 제어부(19)에 포함될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도시되지 않았지만, 충전 제어부(38)가 생략되고, 비교부(36)의 출력신호에 의해 직접 스위치(32)가 제어될 수 있다. 즉, 비교부(36)가 비교와 제어의 역할을 할 수 있다.
즉, 비교부(36)로부터 로우 레벨 신호가 출력되면, 이러한 로우 레벨 신호에 의해 스위치(32)가 턴오프될 수 있다. 비교부(36)로부터 하이 레벨 신호가 출력되면, 이러한 하이 레벨 신호에 의해 스위치(32)가 턴온될 수 있다.
도 9a 및 도 10a에 도시한 바와 같이, 스위치(32)가 턴온되는 경우 즉 정류부(330)의 출력전압(V1)이 충전 최적 전압보다 높은 과전압인 경우, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급되지 않게 된다. 이러한 경우, 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2)이 있는 경우, 이러한 충전 전압(V2)이 부하단(400)으로 공급되어 부하단(400)이 충전될 수 있다. 충전 전압(V2)의 공급으로 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압이 감소될 수 있다.
도 9b에 도시한 바와 같이, 스위치(32)가 턴온되는 경우 즉 정류부(330)의 출력전압(V1)이 충전 최적 전압보다 낮은 경우, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 부하단(400)으로 공급될 수 있다. 이와 동시에, 정류부(330)의 출력전압(V1)은 캐패시터(34)에 충전될 수 있다. 이에 따라, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압은 증가될 수 있다.
이상과 같이, 제1 실시예는 정류부(330)로부터 과전압이 충전되는 경우, 즉각 스위치(32)를 턴오프시켜 과전압이 부하단(400)으로 공급되는 것을 차단할 수 있다.
도 10a에 도시한 바와 같이, 정류부(330)로부터 기준 전압보다 낮은 출력전압(V1)이 지속적으로 공급되는 경우, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2) 또한 정류부(330)의 출력전압(V1)이 되므로, 비교부(36) 및 충전 제어부(38)를 통한 제어에 의해 스위치(32)가 항상 턴온되므로, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 지속적으로 부하단(400)으로 공급될 수 있다.
이와 달리, 도 10b에 도시한 바와 같이, 정류부(330)로부터 기준 전압보다 높은 과전압인 출력전압(V2)이 지속적으로 공급되는 경우, 스위치(32)가 교대로 턴온 및 턴오프가 반복됨으로써 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 기준 전압을 기준으로 기준 전압보다 높거나 낮게 충방전되는 펄스 파형을 가질 수 있다. 이러한 펄스 파형의 충전 전압(V2)이 부하단(400)으로 공급될 수 있다. 따라서, 정류부(330)로부터 과전압이 출력되더라도, 이러한 과전압을 기준 전압에 근접한 충전 전압(V2)로 변형시켜 이러한 충전 전압(V2)으로 부하단(400)을 충전시켜 줄 수 있어 충전 효율을 향상시켜 줄 수 있다.
캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)은 기준 전압에 대해 ±10% 내지 ±30%의 범위 이내일 수 있다.
예컨대, 기준 전압이 5V인 경우, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압은 3.5V 내지 6.5V로 가변되는 펄스 파형을 가질 수 있다. 3.5V 이하인 경우 충전 효율이 떨어지게 되고, 6.5V 이상인 경우 부하단(400)의 손상 가능성이 있다.
예컨대, 기준 전압이 5V인 경우, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압은 4.5V 내지 5.5V일 수 있다.
구체적으로 설명하면 다음과 같다.
동작 1: 정류부(330)의 출력전압(V1)이 충전 최적 전압보다 높은 과전압인 경우, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2) 또한 정류부(330)의 출력전압(V1)이 되며, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 기준 전압보다 높아지므로 비교부(36)에 의해 로우 레벨 신호가 출력되고, 도 9a에 도시한 바와 같이 제어부의 제어에 의해 스위치(32)가 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)로 공급되지 않게 된다. 스위치(32)에 의해 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)에 충전되지 않지만, 캐패시터(34)의 충전 전압(V2)는 부하단(400)으로 지속적으로 공급되므로, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 감소하게 된다.
동작 2: 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 지속적으로 감소되어 기준 전압보다 낮아지는 경우, 도 9b에 도시한 바와 같이 비교부(36) 및 제어부의 제어에 의해 스위치(32)가 턴온되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)가 다시 증가하게 되고, 캐패시터(34) 양단에 걸리는 전압(V2)은 충전 전압으로 부하단(400)에 공급될 수 있다.
동작 3: 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)가 지속적으로 증가되어 기준 전압보다 높아지는 경우, 도 9a에 도시한 바와 같이 비교부(36) 및 제어부의 제어에 의해 스위치(32)가 턴오프되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)로 공급되지 않게 된다. 이전에 캐패시터(34)에 충전된 전압(V2)이 부하단(400)에 계속 공급되므로, 캐패시터(34) 양단에 걸리는 전압(V2)이 감소되게 된다.
도 10b에 도시한 바와 같이, 정류부(330)로부터 충전 전압 또는 기준 전압보다 큰 과전압인 출력전압이 지속적으로 출력되는 경우, 이상의 동작 1 내지 동작 3의 과정이 지속적으로 반복되게 됨에 따라 과전압에 의한 부하단(400)의 손상이 방지될 수 있다. 또한, 과전압이 기준 전압에 근접한 충전 전압으로 변형되어 부하단(400)으로 지속적으로 공급됨으로써, 부하단(400)의 충전 효율이 향상되고 충전 시간도 단축될 수 있다.
한편, 도 11에 도시한 바와 같이, 무선전력 수신장치에서 기준 전압보다 높은 과전압과 기준 전압보다 낮은 전압이 번갈아 수신되는 경우에도 주어진 구간 동안 지속적으로 부하단(400)이 충전될 수 있다.
예컨대, 제1 구간 동안 무선전력 수신장치에서 수신된 무선전력이 기준 전압보다 낮은 전압인 경우, 충전 제어 모듈(30)의 스위치(32)가 항상 턴온됨에 따라 기준 전압보다 낮은 전압이 부하단(400)으로 공급될 수 있다. 따라서, 부하단(400)의 충전이 가능하다.
예컨대, 제2 구간 동안 무선전력 수신장치에서 수신된 무선전력이 기준 전압보다 낮은 전압에서 기준 전압보다 높은 과전압으로 변경된 경우, 충전 제어 모듈(30)의 스위치(32)가 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압과 기준 전압의 대소에 따라 교대로 턴온 및 턴오프되어, 과전전압이 캐패시터(34)에서 기준 전압에 근접한 충전 잔압으로 변형되고 이러한 충전 전압이 부하단(400)에 공급될 수 있다. 따라서, 부하단(400)의 충전이 가능하다.
예컨대, 제3 구간 동안 무선전력 수신장치에서 수신된 무선전력이 기준 전압보다 높은 과전압에서 기준 전압보다 낮은 전압으로 변경된 경우, 충전 제어 모듈(30)의 스위치(32)는 항상 턴온됨에 따라 기준 전압보다 낮은 전압이 부하단(400)에 공급될 수 있다. 따라서, 부하단(400)의 충전이 가능하다.
예컨대, 제4 구간 동안 무선전력 수신장치에서 수신된 무선전력이 기준 전압보다 낮은 전압에서 기준 전압보다 높은 전압으로 변경된 경우, 충전 제어 모듈(30)의 스위치(32)가 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압과 기준 전압의 대소에 따라 교대로 턴온 및 턴오프되어, 과전전압이 캐패시터(34)에서 기준 전압에 근접한 충전 잔압으로 변형되고 이러한 충전 전압이 부하단(400)에 공급될 수 있다. 따라서, 부하단(400)의 충전이 가능하다.
따라서, 간헐적으로 기준 전압보다 높은 과전압이 무선전력 수신장치에서 수신되더라도, 이러한 과전압에 의해 부하단(400)이 손상되지 않고도 지속적으로 부하단(400)이 충전될 수 있어, 부하단(400)의 충전 효율이 향상되고 충전 시간이 단축될 수 있다.
한편, 무선전력 송신장치(200)는 전력 조정부(3), 송신 코일(5), 정보 검출부(7) 및 제어부(9)를 포함할 수 있다.
송신 코일(5)은 전력 소스(100)로부터 제공된 전력을 전자기 유도 방식 또는 공진 주파수 방식을 이용하여 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)로 전송할 수 있다.
수신 코일(11)의 전류 및 자기장의 변화에 따라 송신 코일(5)의 전류 및 자기장 또한 변화될 수 있다.
정보 검출부(7)는 송신 코일(5)의 전류의 변화를 감지할 수 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 정보 검출부(7)는 전류 검출 소자(21), 전류 감지부(23), 비교부(25) 및 ADC(27)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전류 검출 소자(21)는 송신 코일(5)과 연결되어, 송신 코일(5)의 전류를 흐르게 할 수 있다. 전류 검출 소자(21)의 일측은 송신 코일(5)과 연결되고, 전류 검출 소자(21)의 타측은 그라운드 접지될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전류 검출 소자(21)은 저항 소자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전류 검출 소자(21)에 흐르는 전류(Id)는 도 13a에 도시한 바와 같이 톱니 형상의 리플(ripple) 신호를 포함할 수 있다. 이러한 리플 신호는 앞서 설명한 바와 같이 무선전력 수신장치(300)의 제어부(19)로부터 제공된 펄스폭 변조 신호에 의한 변조부(13)의 스위치(32)(14)의 스위칭 제어에 의해 수신 코일(11)의 전류 변화에 기인한 것일 수 있다. 예컨대, 리플 신호에서 각 톱니의 상부 영역은 펄스폭 변조 신호의 하이 레벨에 대응되고 각 톱니 사이의 영역이 펄스폭 변조 신호의 로우 레벨에 대응될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
다시 말해, 무선전력 수신장치(300)의 제어부(19)에서 생성된 펄스폭 변조 신호에 의한 변조부(13)의 스위치(32)(14)에 의한 스위칭 제어에 의해 수신 코일(11)의 전류 변화에 따라 무선전력 송신장치(200)의 송신 코일(5)의 전류가 증가와 감소가 반복되는 톱니 형상을 가질 수 있다. 이때 각 톱니의 사이즈가 달라질 수 있는데, 이러한 사이즈는 무선전력 수신장치(300)의 제어부(19)의 펄스폭 변조 신호의 펄스폭 또는 듀티비에 대응될 수 있다.
전류 감지부(23)는 전류 검출 소자(21)에 흐르는 전류 신호(Id)를 감지할 수 있다.
전류 감지부(23)는 제1 및 제2 입력단이 전류 검출 소자(21)의 제1 및 제2 노드에 연결될 수 있다. 따라서, 전류 감지부(23)는 제1 및 제2 입력단 사이에 배치되는 전류 검출 소자(21)에 흐르는 전류 신호(Id)를 감지하여 도 13b에 도시한 바와 같이 제1 전압 신호로 변환하여 줄 수 있다.
제1 전압 신호는 전류 신호와 유사한 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1 전압 신호 또한 톱니 형상의 리플 신호를 포함할 수 있다.
비교부(25)는 제1 및 제2 입력단을 가지며, 제1 입력단은 전류 감지부(23)의 출력단과 연결되고 제2 입력단은 기준 전압 입력 라인에 연결될 수 있다.
기준 전압(Vref) 신호가 제2 입력단을 통해 비교부(25)로 입력될 수 있다. 기준 전압(Vref)는 직류 전압 신호일 수 있다. 전류 감지부(23)의 출력 신호, 즉 제1 전압 신호가 제1 입력단을 통해 비교부(25)로 입력될 수 있다.
비교부(25)는 전류 감지부(23)로부터의 제1 전압 신호와 기준 전압 신호 바탕으로 도 13c에 도시한 바와 같이 구형파의 다수의 펄스를 포함하는 제2 전압 신호를 생성할 수 있다.
기준 전압 신호(Vref)는 제1 전압 신호의 톱니의 최상점과 최하점 사이에서 결정될 수 있다.
비교부(25)는 제1 전압 신호 중에서 기준 전압 신호보다 큰 부분을 하이 레벨로 처리하고 기준 전압 신호보다 작은 부분은 로우 레벨로 처리하여 줄 수 있다. 이에 따라, 기준 전압 신호보다 큰 하이 레벨과 기준 전압 신호보다 작은 로우 레벨을 포함하는 제2 전압 신호가 생성될 수 있다. 하이 레벨과 로우 레벨이 한 주기로 정의될 수 있다. 하이 레벨이 펄스로 정의될 수 있다.
비교부(25)에서 출력된 제2 전압 신호에서 각 펄스의 폭은 다르거나 같을 수 있다. 예컨대, 각 펄스의 폭은 점점 증가되거나 점점 감소되거나 서로 동일할 수 있다.
비교부(25)에서 출력된 제2 전압 신호는 ADC(27)로 제공될 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(ADC, 27)는 비교부(25)로부터 출력된 제2 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하여 줄 수 있다. 이와 같이 변환된 디지털 전압 신호가 제어부(9)로 제공될 수 있다.
이상과 같이 별도의 통신 모듈을 구비하지 않고, 단지 수신 코일(11)과 송신 코일(5)의 전류 변화만을 이용하여 통신하는 것을 인밴드 통신이라 지칭할 수 있다.
궁극적으로, 정보 검출부(7)는 무선전력 수신장치(300)에서 요청한 정보(이하 요청 정보라 함)를 제어부(9)를 제공할 수 있다.
제어부(9)는 무선전력 송신장치(200)를 전반적으로 제어할 수 있다. 아울러, 제어부(9)는 정보 검출부(7)로부터 제공된 요청 정보를 바탕으로 무선전력 수신장치(300)의 요청 사항을 파악할 수 있다. 다시 말해, 제어부(9)는 정보 검출부(7), 구체적으로 ADC(27)로부터 제공된 디지털 전압 신호를 바탕으로 부하단(400)의 상태 및 무선전력 수신장치(300)의 요청 사항을 파악할 수 있다.
예컨대, 제2 전압 신호의 펄스의 폭이 점점 더 증가하는 경우, 제어부(9)는 부하단(400)으로 공급되는 전력이 부족함을 파악하는 한편, 무선전력 수신장치(300)에서 전력을 증가시켜 줄 것을 요청한 것을 파악할 수 있다.
제어부(9)는 정보 검출부(7)로부터 파악된 무선전력 수신장치(300)의 요청 사항을 바탕으로 전력 조정부(3)를 제어하여 무선전력 수신장치(300)로 송신할 전력을 조절할 수 있다.
예컨대, 무선전력 수신장치(300)에서 전력을 증가시켜 줄 것을 요청한 경우, 제어부(9)는 전력 조정부(3)를 제어하여 전력 소스(100)로부터 제공된 전력을 증가시켜 줄 수 있다. 이와 같이 증가된 전력이 송신 코일(5)로 제공되고, 송신 코일(5)에서 증가된 전력이 전자기 유도 방식이나 공진 주파수 방식에 의해 무선전력 수신장치(300)로 송신될 수 있다. 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)은 증가된 전력을 수신하여 정류부(330)를 경유하여 부하단(400)으로 제공할 수 있다.
예컨대, 무선전력 수신장치(300)에서 전력을 감소시켜 줄 것을 요청한 경우, 제어부(9)는 전력 조정부(3)를 제어하여 전력 소스(100)로부터 제공된 전력을 감소시켜 줄 수 있다. 이와 같이 감소된 전력이 송신 코일(5)로 제공되고, 송신 코일(5)에서 감소된 전력이 전자기 유도 방식이나 공진 주파수 방식에 의해 무선전력 수신장치(300)로 송신될 수 있다. 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(11)은 감소된 전력을 수신하여 정류부(330)를 경유하여 부하단(400)으로 제공하여 줄 수 있다.
제1 실시예에서는 전력 조정부(3)가 전력 소스(100)와 송신 코일(5) 사이에 배치되고 있지만, 이에 한정하지 않는다. 즉, 전력 조정부(3)는 전력 소스(100)에 포함될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(9)의 제어에 의해 전력 소스(100)의 전력이 조정되어 송신 코일(5)로 제공될 수 있다.
도 14는 제2 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
제2 실시예는 제1 실시예의 비교부(36)와 충전 제어부(38)가 생략된 것을 제외하고는 제1 실시예와 유사하다.
도 14를 참조하면, 제2 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하단(400)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(200)은 전력 조정부(3), 송신 코일(5), 정보 검출부(7) 및 제어부(9)를 포함할 수 있다. 무선전력 송신장치(200)의 구성 요소들은 이미 설명한 바 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하지만, 이들 구성 요소들은 제1 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(11), 변조부(13), 정류부(330), 신호 검출부(17), 제어부(19) 및 충전 제어 모듈(40)을 포함할 수 있다. 충전 제어 모듈(40)은 스위치(32)와 캐패시터(34)를 포함할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)의 구성 요소들은 이미 설명한 바 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하지만, 이들 구성 요소들은 제1 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있다.
제2 실시예에서는 제1 실시예의 비교부(36)와 충전 제어부(38)의 역할을 제어부(19)가 담당할 수 있다.
제어부(19)는 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)를 기 설정된 기준 전압(Vref)와 비교하여 그 대소에 따라 스위치(32)의 턴온 또는 턴오프를 제어할 수 있다.
도시되지 않았지만, 캐패시터(34)와 부하단(400) 사이에 신호 검출부가 배치되어, 이 신호 검출부로부터 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압이 검출되어 제어부로 제공될 수 있다.
또는, 신호 검출부 없이, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압이 곧바로 제어부로 제공되고, 제어부에서 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압을 필요시 신호 처리하여 기준 전압과 비교할 수도 있다.
예컨대, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 기준 전압보다 높은 경우, 제어부에서 생성된 로우 레벨의 제어 신호에 의해 스위치(32)가 턴오프되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)로 공급되지 않게 된다. 이러한 경우에도 캐패시터(34)에 이전에 충전된 전압(V2)이 있는 경우, 이러한 충전 전압(V2)이 부하단(400)에 공급될 수 있다.
예컨대, 캐패시터(34)의 양단에 걸리는 전압(V2)이 기준 전압보다 낮은 경우, 제어부에서 생성된 하이 레벨의 제어 신호에 의해 스위치(32)가 턴온되어 정류부(330)의 출력전압(V1)이 캐패시터(34)로 공급되어 충전되는 한편 부하단(400)에 공급될 수 있다.
도 15는 도 5 및 도 14의 제1 및 제2 실시예에서 무선전력 송신장치에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5, 도 6, 도 12, 도 14 및 도 15를 참조하면, 먼저 무선전력 송신장치(200)에서 무선전력 수신장치(300)가 무선전력을 수신할 수 있는 위치에 있는지를 파악할 수 있다(S501). 무선전력 송신장치(200)에서 무선전력 수신장치(300)을 감지할 수 있도록 비교적 낮은 무선전력을 송신할 수 있다. 이때의 무선전력은 실제로 부하단(400)에 충전하는데 사용되는 무선전력보다 훨씬 낮은 것으로서, 무선전력 수신장치(300)만 감지할 수 있으면 충분하다.
만일 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)에 근접하게 되면, 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 수신장치(200)으로부터 송신한 무선전력을 수신하게 된다. 무선전력의 송신이 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(200) 사이의 전자기 유도 방식이나 공진 주파수 방식에 의해 이루어지므로, 무선전력 수신장치(300)이 무선전력을 수신함에 따라 무선전력 송신장치(200)의 송신코일(5)에 흐르는 전류가 가변될 수 있다. 따라서, 이와 같이 가변된 전류를 검출함으로써, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)에 근처에 존재하는지를 감지할 수 있다. 이상의 설명은 하나의 실시예에 불과하고 다른 방법에 의해 무선전력 수신장치(300)의 존재가 감지될 수도 있다.
무선전력 수신장치(300)가 감지된 후, 무선전력 수신장치(300)에서 보내준 정보가 있는지 검출할 수 있다(S503). 이러한 정보 검출에 대해서는 앞서 도 12에 대해 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
정보 검출이 되지 않는다면, 검출 한계 이하인지(S505)와 5회 이상 정보가 검출되지 않는지(S507)를 판단할 수 있다.
검출 한계 이하이거나 5회 이상 정보가 검출되지 않는 경우, S501 단계로 이동하여 무선전력 수신장치(300)를 감지하는 동작을 수행할 수 있다. 이러한 경우는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력의 수신 능력 범위를 벗어난 것으로 해석될 수 있다.
무선전력 송신장치(200)의 제어부(9)에서 검출된 정보를 분석하여 무선전력 수신장치(300)에서 무선전력 증가를 요청하고 있는지를 파악할 수 있다(S 511).
무선전력 수신장치(300)에서 무선전력 증가를 요청하고 있는 것으로 판단되는 경우, 제어부(9)는 전력 조정부(3)를 제어하여 무선전력을 증가시켜 줄 수 있다(S 513). 이와 같이 증가된 무선전력은 송신코일(5)을 통해 전송될 수 있다.
만일 무선전력 수신장치(300)에서 무선전력 감소를 요청하고 있는 것으로 판단되는 경우(S515), 제어부(9)는 전력 조정부(3)를 제어하여 무선전력을 감소시켜 줄 수 있다(S 517).
만일 무선전력 수신장치(300)에서 무선전력 유지를 요청하고 있는 것으로 판단되는 경우(S521), 제어부(9)는 현재 전력 조정부(3)에서 조정된 무선전력을 가감시키지 않고 그대로 유지시켜 줄 수 있다(S523).
도 16은 도 5 및 도 14의 제1 및 제2 실시예에서 무선전력 수신장치에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5, 도 6, 도 12, 도 14 및 도 15를 참조하면, 무선전력 수신장치(300)의 신호 검출부(17)에서 정류부(330)로부터 신호를 검출할 수 있다(S601). 신호 검출 방법은 앞서 도 6에 대해 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
제어부(19)는 신호 검출부(17)에서 검출된 신호를 제1 기준 전압과 제2 기준 전압과 비교할 수 있다.
즉, 검출 신호가 제1 기준 전압보다 낮은지 판단될 수 있다(S603).
만일 검출 신호가 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 제어부(19)는 무선전력 증가를 요청하기 위해 펄스폭 변조 신호를 생성하여 변조부(13)를 변조하여 수신코일(11)을 통해 무선전력 송신장치(200)로 보내줄 수 있다(S605).
검출 신호가 제2 기준 전압보다 높은지 판단되어(S607), 검출 신호가 제2 기준 전압보다 높은 경우 제어부(19)는 무선전력 감소를 요청하기 위해 펄스폭 변조 신호를 생성하여 변조부(13)를 변조하여 수신코일(11)을 통해 무선전력 송신장치(200)로 보내줄 수 있다(S609).
검출 신호가 제1 기준 전압과 제2 기준 전압 사이에 있는 것으로 판단되는 경우, 무선전력 유지를 요청하기 위해 펄스폭 변조 신호를 생성하여 변조부(13)를 변조하여 수신코일(11)을 통해 무선전력 송신장치(200)로 보내줄 수 있다(S611).
제어부(19)는 일정 시간이 경과되었는지 판단하여(613), 일정 시간이 경과된 경우 다시 신호 검출을 수행하도록 신호 검출부(17)를 제어할 수 있다. 제1 및 제2 실시예는 인밴드 통신 방식으로 무선전력 송신장치(200)의 송신코일(5)와 무선전력 수신장치(300)의 수신코일(11)를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이러한 인밴드 통신 방식은 무선전력 전송 동작에 방해가 될 수 있다. 따라서, 가능한 이러한 방해를 취소화하기 위해 일정 시간동안만이라도 인밴드 통신 방식을 이용한 데이터 송수신을 진행하지 않아 원활한 무선전력 전송이 이루어지도록 하고 이는 곧 부하단(400)의 충전 효율의 향상으로 이어질 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 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.
3: 전력 조정부
5: 송신 코일
7: 정보 검출부
9, 19: 제어부
11: 수신 코일
13: 변조부
14: 스위치
17: 신호 검출부
21: 저항 소자
23: 전류 감지부
25: 비교부
27: ADC
30, 40: 충전 제어 모듈
32: 스위치
34: 캐패시터
36: 비교부
38: 충전 제어부
100: 전력 소스
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: 부하단

Claims (17)

  1. 무선전력 송신장치로부터 수신된 전력으로부터 변환된 전압을 부하단에 충전키시는 충전 제어 장치에 있어서,
    상기 변환된 전압을 충전시키는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력신호를 생성하는 비교부; 및
    상기 캐패시터의 전단에 연결되어 상기 변환된 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 비교부로부터의 출력신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 충전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 높은 경우, 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 스위칭부가 오픈되고,
    상기 캐패시터의 전압이 상기 부하단으로 공급되는 충전 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐패시터의 전압의 상기 부하단으로의 공급으로 상기 캐패시터가 방전된 후, 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 경우 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 스위칭부가 도통되고,
    상기 변환된 전압이 상기 캐패시터에 충전되어 상기 캐패시터의 전압이 증가되는 충전 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캐패시터의 전압의 증가로 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 높은 경우 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 스위칭부가 오픈되고,
    상기 캐패시터의 전압이 상기 부하단으로 공급되는 충전 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 전압보다 높은 상기 변환된 전압이 공급되는 동안 상기 스위칭부의 도통 및 오픈과 상기 캐패시터의 충방전이 반복되면서 상기 캐패시터의 전압이 상기 부하단에 충전되는 충전 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐패시터의 충방전에 의해 상기 캐패시터의 전압은 상기 기준 전압에 근접한 펄스 파형의 전압을 갖는 충전 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캐패시터 전압은 상기 기준 전압에 대해 ±10% 내지 ±30%의 범위 이내인 충전 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 스위칭부가 도통되고,
    상기 변환된 전압이 상기 캐패시터에 공급되고 상기 부하단으로 공급되는 충전 제어 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 하나의 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 부하단의 충전에 적합한 전압인 충전 최적 전압인 충전 제어 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 하나의 항에 있어서,
    상기 비교부로부터의 출력신호를 바탕으로 상기 스우칭부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하는 충전 제어 장치.
  11. 무선전력 송신장치로부터 수신된 전력으로부터 변환된 전압을 부하단에 충전시키기 위해 캐패시터와 상기 캐패시터의 전단에 연결되는 스위칭부를 포함하는 충전 제어 방법에 있어서,
    상기 변환된 전압을 상기 캐패시터에 충전시키는 단계;
    상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따라 출력신호를 생성하는 단계; 및
    상기 변환된 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 출력신호에 의해 스위칭되는 단계를 포함하는 충전 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준 전압보다 높은 상기 변환된 전압이 공급되는 동안 상기 스위칭부의 도통 및 오픈과 상기 캐패시터의 충방전이 반복되면서 상기 캐패시터의 전압이 상기 부하단에 충전되는 충전 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 캐패시터의 충방전에 의해 상기 캐패시터의 전압은 상기 기준 전압에 근접한 펄스 파형의 전압을 갖는 충전 제어 방법.
  14. 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하단에 전달하는 무선전력 수신장치에 있어서,
    상기 무선전력 송신장치로부터 교류 전력을 수신하는 수신 코일;
    상기 수신된 교류 전력을 직류 전압으로 정류하는 정류부;
    상기 정류된 직류 전압을 충전시키는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력신호를 생성하는 비교부; 및
    상기 정류부와 캐패시터 사이에 연결되어 상기 직류 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 비교부로부터의 출력신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 무선전력 수신장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 부하단의 충전에 적합한 전압인 충전 최적 전압인 무선전력 수신장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 정류부로부터 신호를 검출하는 신호 검출부;
    상기 신호 검출부로부터 검출된 신호를 바탕으로 상기 부하단의 상태를 파악하는 제어부; 및
    상기 수신 코일과 상기 정류부 사이에 배치되어, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 변조되는 변조부를 포함하고,
    상기 변조부의 변조에 의해 상기 수신 코일로부터 상기 무선전력 송신 장치의 송신 코일로 정보가 제공되는 무선전력 수신장치.
  17. 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하단에 전달하는 무선전력 수신장치에 있어서,
    상기 무선전력 송신장치로부터 교류 전력을 수신하는 수신 코일;
    상기 수신된 교류 전력을 직류 전압으로 정류하는 정류부;
    상기 정류된 직류 전압을 충전시키는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하여 그 비교 결과에 따른 제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 정류부와 캐패시터 사이에 연결되어 상기 직류 전압의 상기 부하단으로의 공급 여부가 제어되도록 상기 제어부의 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 무선전력 수신장치.
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