KR20150034616A - 무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법 - Google Patents

무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 무선 전력 전달 시스템은 1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하고, 상기 2차측에 위치하는 2차측 코일, 상기 2차측 코일의 양단 사이에 전기적으로 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제어 스위치 및 상기 1차측의 주파수에 동기된 제어 신호와 상기 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 제어 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 레귤레이션 제어기를 포함한다.

Description

무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법{WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND DRIVING METHOD THEREOF}
실시 예는 무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
무선 전력 전달 시스템은 유도 코일을 사용하여 교류 전자기장을 1차측에 생성하고, 2차측의 제2 유도 코일은 1차측에 생성된 교류 자기장으로부터 전력을 공급받는다.
무선 전력 전달 시스템의 출력을 제어하기 위해 1차측 레귤레이터(프리-레귤레이터, pre-regulator) 또는 2차측 레귤레이터(포스트-레귤레이터, post-regulator)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 프리-레귤레이터 타입의 무선 전력 전달 시스템에서는, 출력 전압에 대한 정보를 RF 통신을 통해 피드백 받아야 한다. 따라서 레귤레이터와 함께 RF 통신 회로가 더 필요하다.
포스터-레귤레이터 타입의 무선 전력 전달 시스템에서는, 1차측의 임피던스와 2차측의 임피던스를 매칭시키기 위한 액티브 로드(active load)가 필요하다. 따라서 레귤레이터와 함께 액티브 로드가 더 필요하다.
이와 같이 종래 무선 전력 전달 시스템은 레귤레이터와 함께 레귤레이터의 타입에 따라 RF 통신 회로 또는 액티브 로드가 필요하다. 구성의 추가에 따른 사이즈 증가와 소비 전력 증가가 문제될 수 있다.
추가적인 구성을 최소화하고, 소비 전력을 개선시킬 수 있는 무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법을 제공하고자 한다.
실시 예에 따른 무선 전력 전달 시스템은, 1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달한다. 상시 무선 전력 전달 시스템은 상기 2차측에 위치하는 2차측 코일, 상기 2차측 코일의 양단 사이에 전기적으로 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제어 스위치, 상기 1차측의 주파수에 동기된 제어 신호와 상기 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 제어 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 레귤레이션 제어기를 포함한다.
상기 레귤레이션 제어기는, 상기 2차측에 흐르는 전류를 감지한 전압을 정류하여 상기 1차측의 주파수에 동기된 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 2차측의 임피던스가 변할 수 있다.
상기 레귤레이션 제어기는 상기 2차측에 흐르는 전류를 감지하고 감지 전압을 생성하는 전류 센서, 상기 감지 전압을 정류하여 상기 제어 신호를 생성하는 정류기, 상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교하는 비교기, 및 상기 비교기의 출력에 따라 게이트 전압을 생성하는 게이트 구동부를 포함한다.
상기 무선 전력 전달 시스템은 상기 출력 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 오차 증폭기 및 상기 오차 증폭기의 출력단과 반전 단자 사이에 연결되어 상기 오차 증폭기의 출력을 보상하여 상기 피드백 신호로서 오차 전압을 생성하는 보상기를 더 포함한다.
상기 무선 전력 전달 시스템은 상기 2차측 코일의 일단에 연결되어 있는 일전극을 포함하는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 제어 스위치는, 상기 제1 공진 커패시터의 타전극과 상기 2차측 코일의 타단 사이에 직렬 연결되어 있을 수 있다.
실시 예에 따른 1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법은 상기 2차측에 흐르는 전류를 이용하여 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호를 생성하는 단계, 및 상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 2차측의 임피던스를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 무선 전력 전달 시스템은, 2차측 코일의 양단 사이에 전기적으로 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제어 스위치를 포함할 수 있다. 상기 2차측의 임피던스를 제어하는 단계는, 상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 제어 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 2차측에 흐르는 전류를 감지하여 감지 전압을 생성하는 단계, 및 상기 감지 전압을 정류하여 상기 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 피드백 신호를 생성하는 단계는, 상기 출력 전압에 대응하는 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과를 보상하여 상기 피드백 신호로 오차 전압을 생성하는 단계를 포함한다.
추가적인 구성을 최소화하고, 소비 전력을 개선시킬 수 있는 무선 전력 전달 시스템 및 그 구동 방법을 제공한다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 전력 전달 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 제어 신호, 오차 전압, 및 게이트 제어 신호를 나타낸 파형도이다.
도 3 및 4는 부하의 증가 또는 감소에 따른 오차 전압 및 게이트 제어 신호의 변화를 설명하기 위한 파형도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 전력 전달 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전달 시스템(1)은 브릿지 다이오드(bridge-diode)(10), 풀-브릿지 인버터(20), 공진기(30), 정류 회로(40), 오차 전압 생성부(50), 및 레귤레이션 제어기(60)를 포함한다.
브릿지 다이오드(10)는 교류 입력(Vac)을 전파 정류한다. 브릿지 다이오드(10)를 통과한 교류 입력(Vac)은 커패시터(Cin)에 의해 평활되어 입력 전압(Vin)이 생성된다. 입력 전압(Vin)은 풀-브릿지 인버터(20)에 공급된다.
도 1에서 무선 전력 전달 시스템(1)은 풀-브릿지 인버터로 구현되었으나 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 하프-브릿지 인버터로 구현될 수 있다.
풀-브릿지 인버터(20)는 입력 전압(Vin)을 구형파(square wave)로 변환하기 위한 수단의 일 예다. 풀-브릿지 인버터(20)는 4 개의 스위치(Q1-Q4)를 포함하고, 4 개의 스위치(Q1-Q4)의 스위칭 동작에 따라 입력 전압(Vin)은 구형파로 변환된다.
4 개의 스위치(Q1-Q4) 각각의 게이트에는 4개의 게이트 전압(VG1-VG4) 각각이 입력된다. 게이트 전압(VG1-VG4)의 인에이블 레벨(하이 레벨)에 의해 스위치(Q1-Q4)가 턴 온 되고, 게이트 전압(VG1-VG4)의 디스에이블 레벨(로우 레벨)에 의해 스위치(Q1-Q4)가 턴 오프 된다. 노드(N1) 및 노드(N2)는 풀-브릿지 인버터(20)의 출력 노드들이다.
스위치(Q1)는 입력 전압(Vin)과 노드(N1) 사이에 연결되어 있고, 스위치(Q2)는 입력 전압(Vin)과 노드(N2) 사이에 연결되어 있다. 스위치(Q3)는 노드(N1)와 1차측 그라운드 사이에 연결되어 있고, 스위치(Q4)는 노드(N2)와 1차측 그라운드 사이에 연결되어 있다.
스위치(Q1) 및 스위치(Q4)가 턴 온이고, 스위치(Q2) 및 스위치(Q3)가 턴 오프 일 때, 구형파 전압(VRI)은 입력 전압(Vin)이다. 스위치(Q2) 및 스위치(Q3)가 턴 온이고, 스위치(Q1) 및 스위치(Q4)가 턴 오프 일 때, 구형파 전압(VRI)은 입력 전압(Vin)의 반대 극성인 -Vin 전압이다.
공진기(30)는 1차측 및 2차측 코일(CO1, CO2), 공진 커패시터(C1), 및 공진 커패시터(C2)를 포함한다. 공진기(30)는 풀-브릿지 인버터(20)으로부터 공급되는 1차측 구형파를 공진시켜 2차측으로 전력을 전달한다.
공진 커패시터(C1)는 1차측 코일(CO1)과 노드(N1) 사이에 연결되어 있다. 1차측 코일(CO1)의 누설 인덕턴스(Llkp)와 자화 인덕턴스(Lm), 그리고 공진 커패시터(C1) 사이의 공진에 의해 구형파 전압(VRI)은 정현파로 변환될 수 있다.
2차측에는 2차측 코일(CO2)과 공진 커패시터(C2)가 연결되어 있고, 1차측 코일(CO1)의 권선수와 2차측 코일(CO2)의 권선수 사이의 권선비는 n:1(CO1의 권선수:CO2의 권선수)이다. 2차측 코일(CO2)의 누설 인덕턴스(Llks)와 공진 커패시터(C2) 사이의 공진에 의해 노드(N3)와 노드(N4) 사이의 전압(VRO)이 정현파로 발생할 수 있다.
2차측에는 정류 회로(40) 및 커패시터(Co)가 연결되어 있고, 무선 전력 전달 시스템(1)에 연결된 부하는 저항(Ro)으로 표시되어 있다.
정류 회로(40)는 4 개의 다이오드(D1-D4)를 포함하는 전파 정류 회로이다. 다이오드(D1)의 캐소드는 출력 전압(Vo)에 연결되어 있고, 다이오드(D1)의 애노드는 노드(N3)에 연결되어 있다. 다이오드(D2)의 캐소드는 출력 전압(Vo)에 연결되어 있고, 다이오드(D2)의 애노드는 노드(N4)에 연결되어 있다. 다이오드(D3)의 캐소드는 노드(N3)에 연결되어 있고, 다이오드(D3)의 애노드는 2차측 그라운드에 연결되어 있다. 다이오드(D4)의 캐소드는 노드(N4)에 연결되어 있고, 다이오드(D4)의 애노드는 2차측 그라운드에 연결되어 있다. 이 4개의 다이오드(D1-D4)는 4개의 스위치로도 구현이 가능하다.
커패시터(Co)는 출력 전압(Vo)의 리플을 감쇄시킨다. 정류 회로(20)를 통해 공급되는 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전되거나, 커패시터(Co)로부터 부하(Ro)로 전류가 방전될 수 있다.
오차 전압 생성부(50)는 보상기(51)와 오차 증폭기(52)를 포함한다.
오차 증폭기(52)는 출력 전압(Vo)과 소정의 기준 전압(Vref) 간의 차이를 증폭하여 출력한다. 보상기(51)는 오차 증폭기(52)의 출력을 보상한다.
구체적으로, 보상기(51)는 오차 증폭기(52)의 반전 단자(-)와 출력단 사이에 연결되어 있다. 오차 증폭기(52)의 반전 단자(-)는 출력 전압(Vo) 또는 출력전압에 대응하는 전압에 연결되어 있고, 비반전 단자(+)는 기준 전압(Vref)에 연결되어 있다. 보상기(51)는 일반적으로 PI(proportional integral) 제어를 통해 오차 증폭기(52)의 출력을 보상하여, 오차 전압(VEA)을 생성한다. 오차 전압(VEA)는 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호의 일 예로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
레귤레이션 제어기(regulation controller)(60)는 2차측 전류를 감지하여 1차측 주파수에 동기된 제어 신호(VCON)을 생성하고, 오차 전압(VEA)과 제어 신호(VCON)을 비교한 결과에 따라 제어 스위치(Qs)의 스위칭 동작을 제어한다. 제어 스위치(Qs)의 스위칭 듀티에 따라 2차측의 임피던스가 변한다.
1차측 주파수는 풀-브릿지 인버터(20)의 스위칭 주파수에 따라 결정될 수 있다. 레귤레이션 제어기(60)는 2차측 전류(Is)를 감지한 전압(VIs)을 정류하여 제어 신호(VCON)을 생성한다. 그러면, 제어 신호(VCON)은 1차측 주파수에 동기된다.
레귤레이션 제어기(60)는 제어 스위치(Qs), 커패시터(Cs), 정류기(61), 비교기(62), 게이트 구동부(63), 및 전류 센서(64)를 포함한다.
제어 스위치(Qs)와 커패시터(Cs)는 노드(N3)와 노드(N4) 사이에 직렬 연결되어 있다. 커패시터(Cs)의 일전극은 노드(N3)에 연결되어 있고, 커패시터(Cs)의 타전극은 제어 스위치(Qs)의 드레인에 연결되어 있다. 제어 스위치(Qs)의 게이트에는 게이트 전압(Vgss)이 입력되고, 제어 스위치(Qs)의 소스는 노드(N4)에 연결되어 있다. 커패시터(Cs)와 제어 스위치(Qs)의 연결 관계는 도 1에 도시된 순서와 다를 수 있다. 예를 들어, 커패시터(Cs)와 제어 스위치(Qs)의 연결 순서가 서로 바뀔 수 있다.
전류 센서(64)는 2차측 전류(Is)를 감지하여 전압(VIs)를 생성한다. 2차측 전류(Is)와 1차측 전류(Ip)는 동일 주파수이고, 1차측 전류(Ip)는 풀-브릿지 인버터(20)의 스위칭 주파수에 동기되어 발생한다.
정류기(61)는 전압(VIs)을 전파 정류하여 제어 신호(VCON)를 생성한다.
비교기(62)는 제어 신호(VCON)과 오차 전압(VEA)을 비교한 결과에 따라 게이트 제어 신호(Vgs)를 생성한다. 비교기(62)의 반전 단자(-)에는 오차 전압(VEA)이 입력되고, 비반전 단자(+)에는 제어 신호(VCON)이 입력된다. 비교기(62)는 제어 신호(VCON)이 오차 전압(VEA) 이상일 때 제어 스위치(Qs)를 인에이블 시키는 게이트 제어 신호(Vgs)을 생성한다. 그 반대의 경우, 비교기(620는 제어 스위치(Qs)를 디스에이블 시키는 게이트 제어 신호(Vgs)을 생성한다.
실시 예에서는 게이트 제어 신호(Vgs)의 인에이블 레벨은 하이 레벨이고, 디스에이블 레벨은 로우 레벨인 것으로 설명한다. 그러나 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 구동부(63)는 게이트 제어 신호(Vgs)에 따라 게이트 전압(Vgss)을 생성한다. 예를 들어, 게이트 구동부(63)는 하이 레벨의 게이트 제어 신호(Vgs)에 따라 하이 레벨의 게이트 전압(Vgss)를 생성하고, 로우 레벨의 게이트 제어 신호(Vgs)에 따라 로우 레벨의 게이트 전압(Vgss)를 생성한다.
도 2는 실시 예에 따른 제어 신호, 오차 전압, 및 게이트 제어 신호를 나타낸 파형도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상승하던 제어 신호(VCON)이 오차 전압(VEA)에 도달하는 시점 T1에 게이트 제어 신호(Vgs)가 하이 레벨로 상승한다. 그러면 제어 스위치(Qs)가 턴 온 되어 2차측 전류(Is)의 일부가 레귤레이션 제어기(60)의 커패시터(Cs)로 흐른다. 제어 신호(VCON)이 시점 T2에 오차 전압(VEA) 보다 작아질 때, 게이트 제어 신호(Vgs)이 로우 레벨로 하강한다. 그러면, 제어 스위치(Qs)가 턴 오프 되어 2차측 전류(Is)는 정류 회로(40)를 통해 부하로 전달된다.
도 3 및 4는 부하의 증가 또는 감소에 따른 오차 전압 및 게이트 제어 신호의 변화를 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 부하가 증가하여 출력 전압(Vo)이 감소하고, 오차 전압(VEA)이 증가한 조건에 대한 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오차 전압(VEA)이 VEA1 레벨로 도 2에 비해 상승한다. 그러면 게이트 제어 신호(Vgs)이 인에이블 되는 기간 T11-T12 동안 제어 스위치(Qs)가 턴 온 된다. 부하의 증가에 따라 부하로 전달되는 전류량을 증가시키기 위해 레귤레이션 제어기(60)로 흐르는 전류를 감소시킬 필요가 있다. 이를 위해 제어 스위치(Qs)의 듀티가 도 2에 비해 감소된다.
도 4는 부하가 감소하여 출력 전압(Vo)이 증가하고, 오차 전압(VEA)이 감소한 조건에 대한 파형도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 오차 전압(VEA)이 VEA2 레벨로 도 2에 비해 하강한다. 그러면 게이트 제어 신호(Vgs)이 인에이블 되는 기간 T21-T22 동안 제어 스위치(Qs)가 턴 온 된다. 부하의 감소에 따라 부하로 전달되는 전류량을 감소시키기 위해 레귤레이션 제어기(60)로 흐르는 전류를 증가시킬 필요가 있다. 이를 위해 제어 스위치(Qs)의 듀티가 도 2에 비해 증가된다.
이와 같이, 제어 스위치(Qs)의 스위칭 동작에 따라 2차측 임피던스가 제어되어 부하로 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 또한, 별도의 액티브 로드 또는 RF 통신회로를 구비하지 않고, 레귤레이션 제어기(60)만으로 출력 전압을 레귤레이트할 수 있다. 액티브 로드를 사용하지 않으므로 소비 전력을 감소시킬 수 있고, 액티브 로드 및 RF 통신 회로를 포함하지 않으므로 그 구성을 단순화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 무선 전력 전달 시스템
10: 브릿지 다이오드
20; 풀-브릿지 인버터
30: 공진기
40: 정류회로
CO1: 1차측 코일
CO2: 2차측 코일

Claims (10)

1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하는 무선 전력 전달 시스템에 있어서,
상기 2차측에 위치하는 2차측 코일,
상기 2차측 코일의 양단 사이에 전기적으로 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제어 스위치, 및
상기 1차측의 주파수에 동기된 제어 신호와 상기 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 제어 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 레귤레이션 제어기를 포함하는 무선 전력 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 레귤레이션 제어기는,
상기 2차측에 흐르는 전류를 감지한 전압을 정류하여 상기 1차측의 주파수에 동기된 제어 신호를 생성하는 무선 전력 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 2차측의 임피던스가 변하는 무선 전력 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 2차측에 흐르는 전류를 감지하고 감지 전압을 생성하는 전류 센서,
상기 감지 전압을 정류하여 상기 제어 신호를 생성하는 정류기,
상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교하는 비교기, 및
상기 비교기의 출력에 따라 게이트 전압을 생성하는 게이트 구동부를 포함하는 무선 전력 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 출력 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 오차 증폭기 및
상기 오차 증폭기의 출력단과 반전 단자 사이에 연결되어 상기 오차 증폭기의 출력을 보상하여 상기 피드백 신호로서 오차 전압을 생성하는 보상기를 더 포함하는 무선 전력 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 2차측 코일의 일단에 연결되어 있는 일전극을 포함하는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고,
상기 커패시터 및 상기 제어 스위치는,
상기 제1 공진 커패시터의 타전극과 상기 2차측 코일의 타단 사이에 직렬 연결되어 있는 무선 전력 전달 시스템.
1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법에 있어서,
상기 2차측에 흐르는 전류를 이용하여 제어 신호를 생성하는 단계,
상기 무선 전력 전달 시스템의 출력에 대응하는 피드백 신호를 생성하는 단계, 및
상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 2차측의 임피던스를 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법.
제7항에 있어서,
상기 무선 전력 전달 시스템은,
2차측 코일의 양단 사이에 전기적으로 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제어 스위치를 포함하고,
상기 2차측의 임피던스를 제어하는 단계는,
상기 제어 신호와 상기 피드백 신호를 비교한 결과에 따라 상기 제어 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법.
제7항에 있어서,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
상기 2차측에 흐르는 전류를 감지하여 감지 전압을 생성하는 단계, 및
상기 감지 전압을 정류하여 상기 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법.
제7항에 있어서,
상기 피드백 신호를 생성하는 단계는,
상기 출력 전압에 대응하는 전압과 소정의 기준 전압을 비교한 결과를 보상하여 상기 피드백 신호로 오차 전압을 생성하는 단계를 포함하는 무선 전력 전달 시스템의 구동 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673353B1 (ko) 2015-05-22 2016-11-17 현대자동차 주식회사 무선충전장치 및 그 수신 회로
KR20220154963A (ko) * 2021-05-14 2022-11-22 전남대학교산학협력단 과전류 및 과전압 방지를 위한 무선 전력 송수신 장치
KR20220154957A (ko) * 2021-05-14 2022-11-22 전남대학교산학협력단 무선 전력 송수신 장치 및 그 설계 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120067601A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 삼성전자주식회사 정류기를 보호하는 보호기, 상기 보호기를 포함하는 무선전력 수신 장치
KR20130020437A (ko) * 2011-08-19 2013-02-27 삼성전자주식회사 스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120067601A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 삼성전자주식회사 정류기를 보호하는 보호기, 상기 보호기를 포함하는 무선전력 수신 장치
KR20130020437A (ko) * 2011-08-19 2013-02-27 삼성전자주식회사 스위치를 이용하여 무선 전력을 조정하는 무선 전력 수신기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673353B1 (ko) 2015-05-22 2016-11-17 현대자동차 주식회사 무선충전장치 및 그 수신 회로
KR20220154963A (ko) * 2021-05-14 2022-11-22 전남대학교산학협력단 과전류 및 과전압 방지를 위한 무선 전력 송수신 장치
KR20220154957A (ko) * 2021-05-14 2022-11-22 전남대학교산학협력단 무선 전력 송수신 장치 및 그 설계 방법

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