KR20150049858A - Method for processing signal in hybrid wireless power transmission device which enables to transmit magnetic resonance wirelss power signal and induce wireless power signal, and hybrid wireless power transmission device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 무선 전력 전송 시스템에서 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법 및 이를 이용하는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal in a wireless power transmission system, and a hybrid wireless power transmission apparatus using the same.
무선 통신 기술의 발달로 언제 어디서나 누구나 원하는 모든 정보를 주고 받을 수 있는 유비쿼터스 정보 환경이 되고 있다. 하지만, 아직까지 통신 정보 기기들은 대부분 배터리에 의존하고 있고, 유선 전원 코드에 의한 전원을 공급받아 통신 정보 기기의 사용이 제한을 받고 있다.With the development of wireless communication technology, it becomes a ubiquitous information environment that can exchange all information desired by anyone at any time and anywhere. However, the communication information devices mostly depend on the battery, and the use of the communication information device is limited due to the power supply by the wired power cord.
따라서, 무선 정보 네트워크 환경은 단말기 전원에 대한 문제를 해결하지 않고서는 진정으로 자유로워질 수 없다.Therefore, the wireless information network environment can not be truly freed without solving the problem with the terminal power source.
이러한 문제점을 해결하기 위해 무선으로 전력을 전달하기 위한 많은 방식이 개발되고 있는데, 전파(Microwave)를 이용한 전파 수신형 방식, 자기장을 이용한 자기 유도 방식 또는 자기장과 전기장의 에너지 전환에 의한 자기 공명 방식 등이 대표적이다.In order to solve this problem, many methods for wirelessly transmitting electric power have been developed, such as a radio wave reception method using a microwave, a magnetic induction method using a magnetic field, or a magnetic resonance method using energy conversion between a magnetic field and an electric field This is representative.
여기서, 전파 수신형 방식은 안테나를 통해 전파를 공기 중으로 방사함으로써 먼 거리까지 전력 전송 가능한 장점이 있으나, 공기 중에서 소모되는 방사 손실(Radiation loss)이 매우 커서 전력 전송의 효율성에 한계가 있다.Here, the radio wave reception type system has an advantage that it can transmit electric power to a long distance by radiating the radio wave into the air through the antenna, but the radiation loss consumed in the air is very large, so there is a limit in efficiency of power transmission.
또한, 자기 유도 방식은 송신기로 전송 코일을 사용하고, 수신기로 2차 코일을 사용하여 1차 및 2차 코일에 의한 자기 에너지 결합을 이용한 기술로 높은 전력 전송의 효율성을 갖는 장점이 있으나, 전력 전송을 위해서 1차 및 2차 코일이 수 ㎜ 정도의 짧은 거리에 인접해 있어야 하며, 1차 및 2차 코일의 정렬에 따라 전력 전송의 효율성이 급격하게 변하는 단점이 있다.In addition, the magnetic induction system has advantages of high power transmission efficiency by using a transmission coil as a transmitter and a magnetic energy coupling using primary and secondary coils using a secondary coil as a receiver, The primary and secondary coils must be adjacent to each other by a short distance of about several millimeters and there is a disadvantage that the power transmission efficiency is rapidly changed according to the alignment of the primary and secondary coils.
따라서, 최근에 자기 유도 방식과 유사하나 코일형의 인덕터(L)와 커패시터(C)에 의한 특정 공진 주파수에 에너지가 집중되게 하여 자기 에너지 형태로 전력을 송신하는 자기 공명 방식이 개발되고 있다. 이러한 자기 공명 방식은 비교적 큰 에너지를 수 미터까지 보낼 수 있다는 장점이 있으나, 높은 공진 특성(High quality factor)을 요구하고 있다. 즉, 자기 공명 방식은 임피던스 정합 여부, 공진 주파수 일치 여부에 따라 효율이 급격하게 변하는 단점이 있다.Therefore, a magnetic resonance system that is similar to a magnetic induction system but transmits energy in a form of magnetic energy by concentrating energy at a specific resonance frequency by a coil type inductor L and a capacitor C is being developed. Such a magnetic resonance method has the advantage of transmitting a relatively large energy up to a few meters, but it requires a high quality factor. That is, the magnetic resonance method has a disadvantage in that the efficiency is rapidly changed depending on the impedance matching and the resonance frequency coincidence.
이에 따라, 당 기술 분야에서는 송수신 코일 간의 거리가 짧은 경우에는 자기 유도 방식이 유리하고, 송수신 코일 간의 거리가 긴 경우에는 자기 공명 방식이 유리한 점을 활용하여 자기 유도 방식의 장점과 자기 공명 방식의 장점이 혼합된 무선 전력 전송 시스템이 제안되고 있다.
Accordingly, in the related art, the advantages of the magnetic induction method and the magnetic resonance method are exploited in that the magnetic induction method is advantageous when the distance between the transmitting and receiving coils is short, and the magnetic resonance method is advantageous when the distance between the transmitting and receiving coils is long. This mixed wireless power transmission system has been proposed.
본 발명은, 무선 전력 신호를 수신 받은 무선 전력 수신 장치가 유도 방식 인지 자기 공명 방식인지를 확인하고 이에 따라 무선 전력 신호를 전송할 수 있는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법 및 이를 이용하는 하이브리드 무선 전력 전송 장치를 제공하기 위함이다.
The present invention relates to a wireless communication system capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal capable of transmitting a wireless power signal by confirming whether the wireless power receiving apparatus receiving the wireless power signal is an induction system or a magnetic resonance system And a hybrid wireless power transmission apparatus using the signal processing method in the hybrid wireless power transmission apparatus.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된, 본 발명의 일실시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법은, 유도 전력 전송부를 통한 제 1 물체 감지 신호 및 자기 공명 전력 전송부를 통한 제 2 물체 감지 신호를 교대로 발진시키는 단계; 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계; 및 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.A method of processing signals in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance method wireless power signal and an inductive method wireless power signal, which is an embodiment of the present invention, A first object sensing signal and a second object sensing signal through a magnetic resonance power transmitting unit alternately; Selecting and operating one of an inductive power transfer unit and a magnetic resonance power transfer unit based on the first object detection signal, the induction response signal corresponding to the second object detection signal, and the resonance response signal; And transmitting a wireless power signal through the selected power transmission unit; . ≪ / RTI >
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 유도 응답 신호는 유도 전력 수신 장치로부터의 ASK 신호이고, 상기 공명 응답 신호는 공명 방식 무선 전력 수신 장치로부터의 FSK 신호일 수 있다.According to an aspect of an embodiment of the present invention, the inductive response signal is an ASK signal from an inductive power receiving device, and the resonant response signal may be an FSK signal from a resonant mode wireless power receiving device.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는, 시간적으로 먼저 수신된 응답 신호에 대응하는 전력 전송부를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the induction power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit is provided on the basis of the induction response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal Selecting and operating may comprise selecting a power transfer portion corresponding to the response signal received earlier in time.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는, 상기 공명 응답 신호에 기초하여 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계는, 상기 자기 공명 전력 전송부의 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the induction power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit is provided on the basis of the induction response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal Selecting and operating comprises selecting and operating the magnetic resonance power transfer section based on the resonance response signal, wherein the step of transmitting a wireless power signal through the selected power transfer section comprises the steps of: Receiving the power state information from the wireless power receiving apparatus through the short range communication module, and controlling the wireless power signal based on the power state information.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는, 상기 유도 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계는, 상기 유도 공명 전력 전송부의 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the induction power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit is provided on the basis of the induction response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal Wherein selecting and operating comprises selecting and operating the inductive power transfer unit based on the inductive response signal, wherein the step of transmitting a wireless power signal through the selected power transfer unit comprises: Receiving power state information from the wireless power receiving device through the coil, and controlling the wireless power signal based on the power state information.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는, 상기 유도 응답 신호와 상기 공명 응답 신호 모두가 수신되는 경우, 상기 유도 전력 전송부를 통한 유도 공명 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 자기 공명 감지 신호를 발진시키는 단계, 상기 유도 공명 감지 신호는 주파수 변경 스텝 신호이고, 상기 자기 공명 감지 신호는 전압 변경 스텝 신호이며; 및 상기 유도 공명 감지 신호에 대응하는 유도 주파수 정보의 공명 주파수가 기준 주파수보다 높고, 상기 자기 공명 감지 신호에 대응하는 공명 전압 정보의 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수보다 낮고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the induction power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit is provided on the basis of the induction response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal The method comprising the steps of: oscillating an inductive resonance sensing signal through the inductive power transfer unit and a magnetic resonance sensing signal through the magnetic resonance power transmission unit when both the inductive response signal and the resonant response signal are received; The induced resonance sense signal is a frequency change step signal, and the magnetic resonance sense signal is a voltage change step signal; And when the resonant frequency of the inductive frequency information corresponding to the inductive resonance sensing signal is higher than the reference frequency and the resonant voltage of the resonant voltage information corresponding to the magnetic resonance sensing signal is lower than the reference voltage, And selecting and operating the inductive power transfer unit when the resonance frequency of the inductive resonance sensing signal is lower than the reference frequency and the resonance voltage of the magnetic resonance sensing signal is higher than the reference voltage.
여기서, 상기 주파수 변경 스텝 신호는 110~205 KHz에서의 주파수 변경 신호이고, 상기 전압 변경 스텝 신호는, 5~20V에서의 전압 변경 스텝신호일 수 있다.Here, the frequency changing step signal may be a frequency changing signal at 110 to 205 KHz, and the voltage changing step signal may be a voltage changing step signal at 5 to 20V.
본 발명의 다른 실시예인, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치는, 상기 유도 방식 무선 전력 신호를 전송하기 위해 구성된 유도 전력 전송부; 상기 자기 공명 방식 무선 전력 신호를 전송하기 위해 구성된 자기 공명 전력 전송부; 및 상기 유도 전력 전송부를 통한 제 1 물체 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 제 2 물체 감지 신호를 교대로 발진시키고, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부 및 상기 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키고, 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 수신 장치측으로 무선 전력 신호를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance method wireless power signal and an inductive wireless power signal includes an inductive power transmitting unit configured to transmit the inductive wireless power signal; A magnetic resonance power transmitter configured to transmit the magnetic resonance mode wireless power signal; And a second object sensing signal through the inductive power transfer unit and the magnetic resonance power transmission unit alternately, and generates an inductive response signal corresponding to the first object sensing signal and the second object sensing signal, And a control unit for selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the resonance response signal and controlling the wireless power transmission unit to transmit the wireless power signal through the selected power transmission unit .
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 응답 신호는 유도 전력 수신 장치로부터의 ASK 신호 또는 자기 공명 방식 무선 전력 수신 장치로부터의 FSK 신호중 하나일 수 있다.According to an aspect of another embodiment of the present invention, the response signal may be one of an ASK signal from the inductive power receiving apparatus or an FSK signal from the magnetic resonance type wireless power receiving apparatus.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는, 시간적으로 먼저 수신된 응답 신호에 대응하는 전력 전송부를 선택할 수 있다.According to an aspect of another embodiment of the present invention, the control section may select a power transmission section corresponding to a response signal received temporally earlier.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는, 상기 공명 응답 신호에 기초하여 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 자기 공명 전력 전송부의 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어할 수 있다.According to an embodiment of another embodiment of the present invention, the control unit selects and activates the magnetic resonance power transmission unit based on the resonance response signal, and controls the operation of the magnetic resonance power transmission unit through the short- Receive power state information, and control the wireless power signal based on the power state information.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는, 상기 유도 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 전력 전송부의 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어할 수 있다.According to an embodiment of another embodiment of the present invention, the control unit selects and operates the inductive power transfer unit based on the inductive response signal, and controls the power state from the wireless power receiving apparatus through the transmission coil of the inductive resonant power transfer unit And to control the wireless power signal based on the power state information.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는, 상기 유도 응답 신호와 상기 공명 응답 신호 모두가 수신되는 경우, 상기 유도 전력 전송부를 통한 유도 공명 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 자기 공명 감지 신호를 발진시키고, 상기 유도 공명 감지 신호는 주파수 변경 스텝 신호이고, 상기 자기 공명 감지 신호는 전압 변경 스텝 신호이며, 또한 상기 제어부는, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수보다 높고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수보다 낮고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시킬 수 있다.According to an aspect of another embodiment of the present invention, the control unit may be configured to control, when both the inductive response signal and the resonant response signal are received, an inductive resonance sensing signal through the inductive power transmission unit and a magnetic resonance signal through the magnetic resonance power transmission unit Wherein the resonance sensing signal is a frequency changing step signal, the magnetic resonance sensing signal is a voltage changing step signal, and the control unit is further configured to control the resonance sensing signal so that the resonance frequency of the induction resonance sensing signal is higher than the reference frequency, The resonance frequency of the resonance sensing signal is lower than the reference frequency, and the resonance voltage of the magnetic resonance sensing signal is lower than the reference voltage, and when the resonance voltage of the magnetic resonance sensing signal is lower than the reference voltage, , It is possible to select and operate the inductive power transfer section There.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 주파수 변경 스텝 신호는 6.78MHz± 5%에서의 주파수 변경 신호이고, 상기 전압 변경 스텝 신호는, 6.78MHz± 5%에서 5~20V에서의 전압 변경 스텝신호일 수 있다.According to an aspect of another embodiment of the present invention, the frequency changing step signal is a frequency changing signal at 6.78 MHz 5%, and the voltage changing step signal is a voltage changing step signal at 6.78 MHz 5% Signal.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 유도 전력 전송부는, 전송코일을 포함하고, 상기 자기 공명 전력 전송부는 상기 전송 코일의 외곽에 위치하는 루프안테나를 포함하며, 상기 제 1 물체 감지 신호는 상기 전송 코일을 통해 발진되고, 상기 공명 전력 물체 감지 신호는 상기 루프 안테나를 통해 발진될 수 있다.
According to an aspect of another embodiment of the present invention, the inductive power transmission unit includes a transmission coil, and the magnetic resonance power transmission unit includes a loop antenna located at an outer periphery of the transmission coil, And the resonant power object detection signal may be oscillated through the loop antenna.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 안테나 및 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치의 종류를 확인하고, 이에 따라 적절한 방식의 무선 전력 신호를 전송시킴으로서, 유도 방식의 무선 전력 수신 장치와 공명 방식의 무선 전력 수신 장치에 대한 충전이 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the type of the wireless power receiving apparatus is confirmed through the antenna and the transmission coil, and accordingly, the wireless power signal of the proper type is transmitted, The charging to the resonance type wireless power receiving apparatus can be performed.
또한, 무선 전력 수신 장치가 하이브리드 방식인 경우, 보다 전송 효율이 우수한 방식의 무선 전력 신호를 전송할 수 있게 된다.Further, when the wireless power receiving apparatus is of the hybrid type, it is possible to transmit a wireless power signal of a scheme with a higher transmission efficiency.
또한, 별도의 통신부 또는 감지 센서 없이 무선 전력 수신 장치의 종류를 확인할 수 있으므로, 부품 점수를 줄일 수 있고, 제조 단가를 낮출수 있다.
Further, since the type of the wireless power receiving apparatus can be confirmed without using a separate communication unit or a sensor, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
도 1은, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치를 포함하는 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도.
도 2는, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치 중 유도 전력 전송부를 설명하기 위한 블록 구성도.
도 3은, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치 중 자기 공명 전력 전송부를 설명하기 위한 블록 구성도.
도 4는, 본 발명의 일시시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는, 본 발명의 일시시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서 유도 응답 신호와 공명 응답 신호가 동시에 수신되는 경우의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은, 본 발명의 일실시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법에서 발진되는 자기 공명 감지 신호의 예를 나타내는 도면.
도 7은, 본 발명의 일실시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법에서 발진되는 유도 공명 감지 신호의 예를 나타내는 도면. 1 is a block diagram of a wireless power transmission system including a hybrid wireless power transmission apparatus, which is a temporary example of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an inductive power transfer unit of a hybrid wireless power transmission apparatus, which is a temporary example of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a magnetic resonance power transfer unit of a hybrid wireless power transmission apparatus as a temporary example of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal, which are temporary examples of the present invention.
5 illustrates a signal processing method when an inductive response signal and a resonance response signal are simultaneously received in a hybrid radio power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance system wireless power signal and an inductive system wireless power signal, which are temporary examples of the present invention Fig.
6 is a diagram showing an example of a magnetic resonance sensing signal oscillated in a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance mode wireless power signal and an inductive wireless power signal according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing an example of an inductive resonance sensing signal oscillated in a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance system wireless power signal and an inductive wireless power signal according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법 및 이를 이용하는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal according to the present invention and a hybrid wireless power transmission apparatus using the same will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치를 포함하는 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도이다.Fig. 1 is a block diagram of a wireless power transmission system including a hybrid wireless power transmission apparatus, which is a temporary example of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 전력 시스템은 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)로 구성될 수 있다.As shown in the figure, the wireless power system according to the present invention can be configured as a wireless
본 발명에 따르는 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100)는, 유도 전력 전송부(20)와 자기 공명 전력 전송부(30), 그리고, 제어부(10)를 포함하여 구성되며, 무선 전력 수신 장치(200)로는 유도 전력 수신 장치(210), 자기 공명 수신 장치(220) 및 하이브리드 수신 장치(230)가 될 수 있다.The hybrid wireless
보다 상세하게 설명하면, 상기 유도 전력 전송부(20)를 통한 제 1 물체 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부(30)를 통한 제 2 물체 감지 신호를 교대로 발진시키고, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부(20) 및 상기 자기 공명 전력 전송부(30) 중 하나를 선택하여 동작시키고, 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 수신 장치측으로 무선 전력 신호를 전송하여, 무선 전력 신호를 수신하는 무선 전력 수신 장치가 고주파 신호인 자기 공명 방식의 무선 전력 신호를 수신할 수 있는지, 저주파인 유도 방식의 무선 전력 신호를 수신할 수 있는지를 확인한 후, 확인된 방식으로 무선 전력 신호를 전송함으로서, 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 방식이 유도 방식이든, 자기 공명 방식이든지 간에 모두 충전이 가능하게 된다.In more detail, the first object detection signal through the inductive
여기서, 제 1 물체 감지 신호는 유도 전력 전송부(20)의 전송 코일(21)에서 발진되는 펄스 신호일 수 있다. 제 2 물체 감지 신호는 자기공명 전력 전송부(30)의 안테나(31)에서 발진되는 펄스 신호일 수 있다. 즉, 제 1 물체 감지 신호는 유도 전력을 이용하여 외부 물체를 감지하는 신호이고, 제 2 물체 감지신호는 공명 전력을 이용하여 외부 물체를 감지하는 신호일 수 있다.Here, the first object detection signal may be a pulse signal oscillated in the
도 2 및 도 3에서는, 상기 유도 전력 전송부(20) 및 상기 자기 공명 전력 전송부(30)에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.2 and 3, the inductive
도 2는, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100) 중 유도 전력 전송부(20)를 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도시된 바와 같이, 유도 전력 전송부(20)는, 전송 코일(21), 객체 감지부(22), 컨버터(23), 구동 드라이버(24) 및 유도 전력 제어부(25)를 포함하여 구성될 수 있다.2 is a block diagram illustrating an inductive
전송 코일(21)은, 유도 방식의 무선 전력 신호를 발진하는 구성요소로서, 전자기 유도 방식으로 유도 전력 수신 장치(210)에 무선 전력 신호를 발진한다. 이 때 발진되는 유도 방식의 무선 전력 신호는 100~205KHz의 주파수를 갖는다. 이러한 전송 코일(21)로는 그 형태가 원형, 타원형, 트랙형, 사각형, 다각형등이 이용될 수 있다. 또한 본 발명에 일실시예에 따르면, 유도 전력 제어부(25)의 제어하에 제 1 물체 감지신호가 상기 전송 코일(21)을 통해 발진된다. 즉, 컨버터(23) 및 구동드라이버(24)가 제어되어서, 상기 전송 코일(21)을 통해 제 1 물체 감지 신호가 발진되고, 유도 전력 수신 장치(210)가 충전 위치에 놓이게 되어서 유도 응답 신호가 상기 전송 코일(21)을 통해 수신되면, 객체 감지부(22)는 이 유도 응답 신호를 감지하게 되고, 이에 따라 유도 무선 전력 신호가 상기 전송 코일(21)을 통해 발진되게 된다. The
상기 컨버터(23)는 구동 드라이버(24)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 전송 코일(21)로 공급할 뿐 아니라 상기 제 1 물체 감지 신호를 발생시키기 위한 송출 전원을 상기 전송 코일(21)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 유도 전력 제어부(25)는, 충전 위치에 유도 전력 수신 장치(210)가 놓여져서 유도 응답 신호가 감지되면, 즉 컨버터(23)가 요구되는 전력값을 갖는 전력 신호의 송출하도록 하는 전력 제어 신호를 구동 드라이버(24)로 전송하게 되고, 이에 따라 상기 구동 드라이버(24)는 전송된 전력제어신호에 의해 컨버터(23)의 동작을 제어한다. 이에 따라, 상기 컨버터는 구동 드라이버의 제어에 의하여 요구되는 전력값(즉, 전압의 변경, 주파수 변경 또는 전압 및 주파수 변경)에 대응하는 송출전원을 대응하는 전송 코일(21)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선 전력 신호가 충전위치에 있는 유도 전력 수신 장치(210)로 송출되도록 하는 것이다.The
상기 구동 드라이버(24)는 유도 전력 제어부(25)의 제어를 통해 컨버터(23)의 동작을 제어하는 것이다.The
상기 객체 감지부(22)는 상기 전송 코일(21)에서 출력되는 제 1 물체 감지 신호에 따라 유도 전력 수신 장치(210)로부터의 유도 응답 신호를 신호 처리하여, 충전 위치에 유도 전력 수신 장치(210)가 있는지를 감지하고, 이에 따라, 유도 전력 제어부(25)가 디지털 핑 신호(도 7 참조 : 주파수 변경 스텝 신호; 유도 공명 감지 신호)를 상기 구동 드라이버(24)를 제어하여 전송 코일(21)을 통해 발진시키게 되며, 이에 대한 응답 신호로서 신호 세기 패킷 신호를 유도 전력 수신 장치(210)로부터 수신함으로써 아이디 확인부로서의 기능을 가지며, 또한, 무선 전력 수신 장치로부터 전송된 충전 상태 정보(ASK 통신 신호)를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 즉, 전송 코일(21)을 통해 전송되는 유도 공명 감지 신호에 대한 신호 세기 패킷 신호인 유도 아이디 신호 및 충전 상태 정보를 포함하는 신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리하는 기능을 한다.The
상기 유도 전력 제어부(25)는 상기 객체 감지부(22)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 전송 코일(21)에서 수신되는 객체 응답 신호를 분석하여, 상기 전송 코일(21)을 통해 무선전력신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 구동 드라이버(24)로 전송하는 역할을 한다. The inductive
이하에서는, 본 발명의 일실시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100) 중 자기 공명 전력 전송부(30)의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, the configuration of the magnetic resonance
도 3은, 본 발명의 일시시예인 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100) 중 자기 공명 전력 전송부(30)를 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자기 공명 전력 전송부(30)는 안테나(31), 객체 감지부(32), 고주파 드라이버(33), 근거리 통신 모듈(34) 및 자기 공명 제어부(35)로 구성될 수 있다.3 is a block diagram for explaining a magnetic resonance
안테나(31)는 6.78MHz±5%의 고주파 무선 전력 신호를 전송하기 위한 구성요소이다. 이러한 안테나(31)로서 루프 안테나(31)가 사용될 수 있고, 이 루프 안테나(31)는 전술한 유도 전력 전송부(20)의 전송 코일(21)의 외곽에 설치될 수 있다. 본 발명에 일실시예에 따르면, 자기 공명 제어부(35)의 제어하에 제 2 물체 감지 신호가 상기 안테나(31)를 통해 발진된다. 즉, 상기 안테나(31)를 통해 제 2 물체 감지 신호가 발진되고, 자기 공명 수신 장치(220)가 충전 거리 내에 놓이게 되어서 공명 응답 신호(FSK 신호)가 상기 안테나(31)를 통해 수신되면, 객체 감지부(32)는 이 공명 응답 신호를 감지하게 되고, 이에 따라, 제어부(10)는 자기 공명 전력 전송부(30)를 선택하며, 자기 공명 제어부(35)는 자기 무선 전력 신호가 상기 안테나(31)를 통해 발진되게 된다. The
상기 객체 감지부(32)는 상기 안테나(31)에서 출력되는 제 2 물체 감지 신호에 따라 자기 공명 수신 장치(220)로부터의 공명 응답 신호를 처리하여, 충전 거리에 자기 공명 수신 장치(220)가 있는지를 감지하고, 이에 따라, 자기 공명 제어부(35)가 디지털 핑 신호(도 6 참조 : 전압 변경 스텝 신호; 자기 공명 감지 신호)를 상기 고주파 드라이버(33)를 제어하여 안테나(31)를 통해 발진시키게 되며, 이에 대한 응답 신호로서 신호 세기 패킷 신호(자기 아이디 신호)를 자기 공명 수신 장치(220)로부터 수신함으로써 아이디 확인부로서의 기능을 가진다.The
한편, 근거리 통신 모듈(34)은 자기 공명 방식 무선 전력 신호가 상기 안테나(31)를 통해 발진하는 동안, 자기 공명 수신 장치(220)로부터의 충전 상태 정보를 수신하기 위한 구성요소이다. 자기 공명 제어부(35)는, 상기 근거리 통신 모듈(34)을 통해 수신되는 충전 상태 정보에 따라 상기 고주파 드라이버(33)를 제어하여 발진 전압을 변경하여 최적의 무선 충전 효율을 획득할 수 있게 된다.Meanwhile, the short-
상기 자기 공명 제어부(35)는 상기 객체 감지부의 판단결과를 전송받아 확인하고, 안테나(31)를 통해 수신되는 FSK 신호를 분석하여, 상기 안테나(31)를 통해 자기 공명 방식 무선 전력 신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 고주파 드라이버(33)로 전송하여, 고주파의 자기 공명 방식 무선 전력 신호가 안테나(31)를 통해 발진되게 하는 역할을 한다. 또한, 무선 충전 중, 근거리 통신 모듈(34)을 통해 수신되는 충전 상태 정보에 기초하여 출력 전압을 조절하여 최적의 무선 충전 효율을 획득하게 할 수 있다.The
이하에서는 상술한 구성을 가지는 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100)에서, 무선 전력 수신 장치(200)의 종류를 확인하기 위한 신호 처리 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
Hereinafter, a signal processing method for confirming the type of the wireless
도 4는, 본 발명의 일시시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 4 is a flowchart for explaining a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal, which are temporary examples of the present invention.
우선, 제어부(10)는 유도 전력 전송부(20) 및 자기 공명 제어부(35)를 제어하여, 상기 유도 전력 전송부(20)를 통해서는 제 1 물체 감지 신호가 발진되고, 상기 자기 공명 전력 전송부(30)를 통해서는 제 2 물체 감지 신호가 발진되도록 제어한다. 이 때, 제 1 물체 감지 신호와 제 2 물체 감지 신호는 교대로 발진하게 된다(S1). First, the
그 다음, 제어부(10)는, 유도 전력 전송부(20)에서 유도 응답 신호가 수신되었는지를 확인한다(S2). 이 때, 유도 응답 신호가 수신되지 않으면, 공명 응답 신호가 수신되는지를 확인한다(S3). 상기 유도 응답 신호는 유도 전력 수신 장치(210)로부터의 ASK 신호이고, 상기 공명 응답 신호는 공명 방식 무선 전력 수신 장치(220)로부터의 FSK 신호일 수 있다. 한편, 상기 S2 단계와 S3 단계의 순서는 바뀔수 있음이 이해되어야 할 것이다.Next, the
만약, 유도 응답 신호가 수신되는 경우, 제어부(10)는 유도 전력 전송부(20)를 선택하여 동작시키고(S21), 그 다음 유도 방식 무선 전력 신호를 전송 코일(21)을 통해 발진시킨다(S23). 이에 따라, 무선 수신 장치(210:유도 전력 수신 장치)는 상기 유도 방식 무선 전력 신호에 의해 충전이 이루어지며, 유도 전력 수신 장치(210)로부터의 상태 정보를 전송 코일(21)을 통해 수신하고 이에 따라 무선 전력 제어가 이루어져 최적의 무선 충전이 이루어지게 된다(S25). If the inductive response signal is received, the
만약, 유도 응답 신호가 수신되지 않고, 공명 응답 신호가 수신되는 경우, 제어부(10)는 자기 공명 전력 전송부(30)를 선택하여 동작시키고(S31), 그 다음 자기 공명 방식 무선 전력 신호를 안테나(31)를 통해 발진시킨다(S33). 이에 따라, 무선 수신 장치(220:자기 공명 수신 장치)는 상기 자기 공명 방식 무선 전력 신호에 의해 충전이 이루어지며, 자기 공명 수신 장치(220)로부터의 상태 정보를 근거리 통신 모듈(34)을 통해 수신하고 이에 따라 무선 전력 제어가 이루어져 최적의 무선 충전이 이루어지게 된다(S35). If an inductive response signal is not received and a resonance response signal is received, the
이하에서는, 무선 전력 수신 장치가 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력 신호를 모두 수신할 수 있는 하이브리드 무선 전력 수신 장치(230)인 경우의 신호 처리 방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
Hereinafter, a signal processing method in the case of a hybrid wireless
도 5는, 본 발명의 일시시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치(100)에서 유도 응답 신호와 공명 응답 신호가 동시에 수신되는 경우(즉, 무선 전력 수신 장치(200)가 하이브리드 수신 장치(230)인 경우)의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a case where an inductive response signal and a resonant response signal are simultaneously received in the hybrid radio
우선, 도 4에서와 마찬가지로, 제어부(10)는 유도 전력 전송부(20) 및 자기 공명 전송부(35)를 제어하여, 상기 유도 전력 전송부(20)를 통해서는 제 1 물체 감지 신호가 발진되고, 상기 자기 공명 전력 전송부(30)를 통해서는 제 2 물체 감지 신호가 발진되도록 제어한다. 이 때, 상기 제 1 물체 감지 신호와 제 2 물체 감지 신호는 교대로 발진하게 된다(S51). 이 때, 충전 위치에 있는 무선 전력 수신 장치(200)가 하이브리드 수신 장치(230)인 경우, 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호를 모두 수신하게 된다(S53). 그러면, 제어부는,유도 전력 전송부(20)와 자기 공명 전력 전송부(30)를 모두 제어하여 유도 공명 감지 신호 및 자기 공명 감지 신호를 무선 전력 수신 장치측으로 발진시킨다(S55). 이 때, 상기 유도 공명 감지 신호에 대응하는 유도 주파수 정보(유도 전력 수신 장치로 부터 전송됨)의 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 밖에 있고, 상기 자기 공명 감지 신호에 대응하는 공명 전압 정보(공명 전력 수신 장치로부터 전송됨)의 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 상기 자기 공명 전력 전송부(30)를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 내이고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 상기 유도 전력 전송부(20)를 선택하여 동작시키게 된다(S57, S59, S61). 즉, 상기 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 내이고, 상기 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 유도 방식이 자기 공명 방식 보다 더 효율적인 방식이 된다. 왜냐하면, 상기 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 내란 의미는, 충전 위치 중에서도 최적 충전 위치에 매우 근접되게 무선 전력 수신 장치(200)가 위치함을 의미하고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높다는 의미는, 충전 거리 중 최적 충전 거리에서 일정거리 떨어진 위치의 충전 거리에 무선 전력 수신 장치(200)가 위치한다는 의미이다. 따라서, 상기 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 내이고, 상기 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 유도 방식이 유리한 방식이 되며, 상기 유도 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 밖에 있고, 상기 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 공명 방식이 유리한 방식이 되는 것이다.
4, the
도 6은, 본 발명의 일실시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법에서 발진되는 자기 공명 감지 신호의 예를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating an example of a magnetic resonance sensing signal oscillated in a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance system wireless power signal and an inductive wireless power signal according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 자기 공명 감지 신호는,특정 주파수(자기 공명 주파수)에서의 전압 변경 스텝신호이다. 즉 6.78MHz± 5%의 공명 주파수 대역에서 5~20V에 걸쳐 차례로 점진하는 전압 변경 스텝 신호이다. 자기 공명 전력 전송부(30)에서는, 제 2 물체 감지 신호에 대응하는 공명 응답 신호를 무선 전력 수신 장치, 즉 자기 공명 수신 장치(220)로부터 수신하게 되면, 도 6에서와 같은 디지털 핑신호인 전압 스텝 변경 신호를 안테나(31)를 통해 발진하게 된다. 이에 따라 자기 공명 수신 장치(220)는 최적의 전압에 해당하는 신호(P1~P5 중 하나)에 대하여 FSK 통신 신호(공명 전압 정보에 해당함)를 발진하게 되고, 이에 따라 최적 전압이 선택되게 된다. As shown in Fig. 6, the magnetic resonance sensing signal is a voltage changing step signal at a specific frequency (magnetic resonance frequency). That is, a voltage change step signal gradually progressing from 5 to 20 V in the resonance frequency band of 6.78 MHz ± 5%. When the resonance response signal corresponding to the second object detection signal is received from the wireless power receiving apparatus, that is, the magnetic
이 때, P1에서 FSK 신호가 수신되게 되는 경우, 충전 거리가 최적이라는 것을 의미하고, P5에서 FSK 신호가 수신되는 경우, 충전거리 중 가장 멀거나 가장 가까운 즉, 충전은 가능하나 효율이 가장 나쁜 경우라 할 것이다.
In this case, when the FSK signal is received at P1, it means that the charging distance is optimal. When the FSK signal is received at P5, the charging distance is the closest or closest to the charging distance, .
도 7은, 본 발명의 일실시예인 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법에서 발진되는 유도 공명 감지 신호의 예를 나타내는 도면이다. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an inductive resonance sensing signal oscillated in a signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance wireless power signal and an inductive wireless power signal according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 유도 공명 감지 신호는, 주파수 변경 스텝 신호이다. 즉, 110~205KHz 주파수 대역에서 소정 주파수 간격으로 점진하는 주파수 변경 스텝 신호이다. 유도 전력 전송부(20)에서는, 제 1 물체 감지 신호에 대응하는 유도 응답 신호를 무선 전력 수신 장치, 즉 유도 전력 수신 장치(210)로부터 수신하게 되면, 도 7에서와 같은 디지털 핑신호인 주파수 스텝 변경 신호를 전송 코일(21)을 통해 발진하게 된다. 이에 따라, 유도 전력 수신 장치(210)는 최적의 주파수에 해당하는 신호(P'1~P'5 중 하나)에 대하여 ASK 통신 신호(유도 주파수 정보에 해당함)를 발진하게 되고, 이에 따라 최적 주파수가 선택되게 된다. As shown in Fig. 7, the induced resonance sensing signal is a frequency changing step signal. That is, it is a frequency changing step signal progressing at predetermined frequency intervals in the frequency band of 110 to 205 KHz. When the
이 때, 최적 주파수인 175KHz인 P'3에서 ASK 신호가 수신되게 되는 경우, 충전 위치가 최적이라는 것을 의미하고, P'1 또는 P'5에서 ASK 신호가 수신되는 경우, 충전위치 중 가장 효율이 가장 나쁜 경우라 할 것이다.
In this case, when the ASK signal is received at P'3 of 175 KHz which is the optimum frequency, it means that the charging position is optimal, and when the ASK signal is received at P'1 or P'5, It is the worst case.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 안테나 및 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치의 종류를 확인하고, 이에 따라 적절한 방식의 무선 전력 신호를 전송시킴으로서, 유도 방식의 무선 전력 수신 장치와 공명 방식의 무선 전력 수신 장치에 대한 충전이 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the type of the wireless power receiving apparatus is confirmed through the antenna and the transmission coil, and accordingly, the wireless power signal of the proper type is transmitted, The charging to the resonance type wireless power receiving apparatus can be performed.
또한, 무선 전력 수신 장치가 하이브리드 방식인 경우, 보다 전송 효율이 우수한 방식의 무선 전력 신호를 전송할 수 있게 된다.Further, when the wireless power receiving apparatus is of the hybrid type, it is possible to transmit a wireless power signal of a scheme with a higher transmission efficiency.
또한, 별도의 통신부 또는 감지 센서 없이 무선 전력 수신 장치의 종류를 확인할 수 있으므로, 부품 점수를 줄일 수 있고, 제조 단가를 낮출수 있다.
Further, since the type of the wireless power receiving apparatus can be confirmed without using a separate communication unit or a sensor, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
상기와 같이 설명된 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법 및 이를 이용하는 하이브리드 무선 전력 전송 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
A signal processing method in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting the magnetic resonance method wireless power signal and inductive wireless power signal described above and a hybrid wireless power transmission apparatus using the same, The above embodiments may be constructed by selectively combining all or some of the embodiments so that various modifications can be made.
100 : 하이브리드 무선 전력 전송 장치
10 : 제어부
20 : 유도 전력 전송부
21 : 전송 코일
22 : 객체 감지부
23 : 컨버터
24 : 구동 드라이버
25 : 유도 전력 제어부
30 : 자기 공명 전송부
31 : 안테나
32 : 객체 감지부
33 : 고주파 드라이버
34 : 공명 제어부
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 유도 전력 수신 장치
220 : 자기 공명 수신 장치
230 : 하이브리드 수신 장치100: Hybrid radio power transmission device
10:
20: Inductive power transfer unit
21: Transfer coil
22: Object detection unit
23: Converter
24: Driving driver
25: Inductive power control unit
30: magnetic resonance transmitter
31: Antenna
32: object detection unit
33: High frequency driver
34: resonance control unit
200: Wireless power receiving device
210: Inductive power receiving device
220: Magnetic resonance receiver
230: Hybrid receiver
Claims (15)
상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계; 및
상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계; 를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
Alternately oscillating a first object sensing signal through an inductive power transfer unit and a second object sensing signal through a magnetic resonance power transmission unit;
Selecting and operating one of an inductive power transfer unit and a magnetic resonance power transfer unit based on the first object detection signal, the induction response signal corresponding to the second object detection signal, and the resonance response signal; And
Transmitting a wireless power signal through the selected power transmission unit; And transmitting the magnetic resonance method wireless power signal and the inductive wireless power signal.
상기 유도 응답 신호는 유도 전력 수신 장치로부터의 ASK 신호이고, 상기 공명 응답 신호는 공명 방식 무선 전력 수신 장치로부터의 FSK 신호인, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inductive response signal is an ASK signal from an inductive power receiving device and the resonant response signal is an FSK signal from a resonant mode wireless power receiving device and a hybrid wireless A method of signal processing in a power transmission device.
상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는,
시간적으로 먼저 수신된 응답 신호에 대응하는 전력 전송부를 선택하는 단계를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the inductive response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal,
And selecting a power transfer section corresponding to a response signal received earlier in time. The method of claim 1,
상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는,
상기 공명 응답 신호에 기초하여 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함하고,
상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계는,
상기 자기 공명 전력 전송부의 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는 단계를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the inductive response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal,
And selecting and operating the magnetic resonance power transfer section based on the resonance response signal,
Wherein the step of transmitting a wireless power signal through the selected power transmission unit comprises:
Receiving a power state information from a wireless power receiving apparatus through a local communication module of the MR power transmitting unit and controlling the wireless power signal based on the power state information; A method of signal processing in a hybrid wireless power transmission device capable of transmitting inductive wireless power signals.
상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는,
상기 유도 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함하고,
상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 신호를 전송하는 단계는,
상기 유도 공명 전력 전송부의 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는 단계를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the inductive response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal,
And selecting and operating the inductive power transfer unit based on the inductive response signal,
Wherein the step of transmitting a wireless power signal through the selected power transmission unit comprises:
Receiving power state information from a wireless power receiving device through a transmission coil of the inductive resonant power transfer section and controlling the wireless power signal based on the power state information, Method of signal processing in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a wireless power signal.
상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 유도 전력 전송부 및 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키는 단계는,
상기 유도 응답 신호와 상기 공명 응답 신호 모두가 수신되는 경우, 상기 유도 전력 전송부를 통한 유도 공명 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 자기 공명 감지 신호를 발진시키는 단계, 상기 유도 공명 감지 신호는 주파수 변경 스텝 신호이고, 상기 자기 공명 감지 신호는 전압 변경 스텝 신호이며; 및
상기 유도 공명 감지 신호에 대응하는 유도 주파수 정보의 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 밖에 있고, 상기 자기 공명 감지 신호에 대응하는 공명 전압 정보의 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정 범위 내이고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키는 단계를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the inductive response signal and the resonance response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal,
Generating an inductive resonance sensing signal through the inductive power transfer unit and a magnetic resonance sensing signal through the magnetic resonance power transmission unit when both the inductive response signal and the resonance response signal are received, The magnetic resonance sensing signal is a voltage change step signal; And
When the resonant frequency of the inductive frequency information corresponding to the inductive resonance sensing signal is outside a predetermined range at the reference frequency and the resonant voltage of the resonant voltage information corresponding to the magnetic resonance sensing signal is lower than the reference voltage, Selecting and operating the inductive power transfer unit when the resonance frequency of the inductive resonance sense signal is within a predetermined range at the reference frequency and the resonance voltage of the magnetic resonance sense signal is higher than the reference voltage. A method of signal processing in a hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal.
상기 주파수 변경 스텝 신호는 110~205 KHz에서의 주파수 변경 신호이고, 상기 전압 변경 스텝 신호는, 6.78MHz± 5%에서 5~20V에서의 전압 변경 스텝신호인, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치에서의 신호 처리 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the frequency changing step signal is a frequency changing signal at 110 to 205 KHz and the voltage changing step signal is a voltage changing step signal at a frequency of 5 to 20 V at 6.78 MHz 5% A signal processing method in a hybrid wireless power transmission device capable of transmitting a wireless power signal.
상기 유도 방식 무선 전력 신호를 전송하기 위해 구성된 유도 전력 전송부;
상기 자기 공명 방식 무선 전력 신호를 전송하기 위해 구성된 자기 공명 전력 전송부; 및
상기 유도 전력 전송부를 통한 제 1 물체 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 제 2 물체 감지 신호를 교대로 발진시키고, 상기 제 1 물체 감지 신호 및 상기 제 2 물체 감지 신호에 대응되는 유도 응답 신호 및 공명 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부 및 상기 자기 공명 전력 전송부 중 하나를 선택하여 동작시키고, 상기 선택된 전력 전송부를 통해 무선 전력 수신 장치측으로 무선 전력 신호를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
A hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal,
An inductive power transfer unit configured to transfer the inductive wireless power signal;
A magnetic resonance power transmitter configured to transmit the magnetic resonance mode wireless power signal; And
A first object detection signal through the induction power transmission unit and a second object detection signal through the magnetic resonance power transmission unit alternately and outputs an induction response signal corresponding to the first object detection signal and the second object detection signal, And a control unit for selecting and operating one of the inductive power transmission unit and the magnetic resonance power transmission unit based on the resonance response signal and controlling to transmit the wireless power signal to the wireless power reception device side through the selected power transmission unit. A hybrid wireless power transmission device capable of transmitting a magnetic resonance wireless power signal and an inductive wireless power signal.
상기 응답 신호는 유도 전력 수신 장치로부터의 ASK 신호 또는 자기 공명 방식 무선 전력 수신 장치로부터의 FSK 신호중 하나인, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the response signal is capable of transmitting a magnetic resonance mode wireless power signal and an inductive wireless power signal that are one of an ASK signal from an inductive power receiving device or an FSK signal from a magnetic resonance mode wireless power receiving device.
상기 제어부는, 시간적으로 먼저 수신된 응답 신호에 대응하는 전력 전송부를 선택하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the control unit is capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal that selects a power transmission unit corresponding to a response signal received temporally earlier.
상기 제어부는,
상기 공명 응답 신호에 기초하여 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 자기 공명 전력 전송부의 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein,
Receiving the power state information from the wireless power receiving apparatus through the local communication module of the magnetic resonance power transmitting unit, and selecting, based on the power state information, A hybrid wireless power transmission device capable of transmitting a magnetic resonance wireless power signal and an inductive wireless power signal, the wireless power signal being controlled.
상기 제어부는,
상기 유도 응답 신호에 기초하여 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 전력 전송부의 전송 코일을 통해 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 상태 정보를 수신하고, 상기 전력 상태 정보에 기초하여 상기 무선 전력 신호를 제어하는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein,
Selecting and operating the inductive power transfer unit based on the inductive response signal, receiving power state information from a wireless power receiving apparatus through a transmission coil of the inductive resonant power transfer unit, and based on the power state information, A hybrid wireless power transmission apparatus capable of transmitting a magnetic resonance type wireless power signal and an inductive wireless power signal to control a signal.
상기 제어부는,
상기 유도 응답 신호와 상기 공명 응답 신호 모두가 수신되는 경우, 상기 유도 전력 전송부를 통한 유도 공명 감지 신호 및 상기 자기 공명 전력 전송부를 통한 자기 공명 감지 신호를 발진시키고,
상기 유도 공명 감지 신호는 주파수 변경 스텝 신호이고, 상기 자기 공명 감지 신호는 전압 변경 스텝 신호이며,
또한 상기 제어부는,
상기 유도 공명 감지 신호에 대응하는 유도 주파수 정보의 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정범위 밖에 있고, 상기 자기 공명 감지 신호에 대응하는 공명 전압 정보의 공명 전압이 기준 전압보다 낮으면, 상기 자기 공명 전력 전송부를 선택하여 동작시키고, 상기 유도 공명 감지 신호 중 공명 주파수가 기준 주파수에서 소정범위 내에 있고, 상기 자기 공명 감지 신호의 공명 전압이 기준 전압보다 높으면, 상기 유도 전력 전송부를 선택하여 동작시키는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein,
When the inductive response signal and the resonant response signal are both received, oscillating the induction resonance sensing signal through the inductive power transmission unit and the magnetic resonance sensing signal through the magnetic resonance power transmission unit,
The inductive resonance sensing signal is a frequency changing step signal, the magnetic resonance sensing signal is a voltage changing step signal,
Further,
When the resonant frequency of the inductive frequency information corresponding to the inductive resonance sensing signal is outside a predetermined range at the reference frequency and the resonant voltage of the resonant voltage information corresponding to the magnetic resonance sensing signal is lower than the reference voltage, And selecting and operating the inductive power transmission unit when the resonance frequency of the inductive resonance sensing signal is within a predetermined range at the reference frequency and the resonance voltage of the magnetic resonance sensing signal is higher than the reference voltage, A hybrid wireless power transmission device capable of transmitting a power signal and an inductive wireless power signal.
상기 주파수 변경 스텝 신호는 110~205 KHZ에서의 주파수 변경 신호이고, 상기 전압 변경 스텝 신호는, 6.78MHz± 5%에서 5~20V에서의 전압 변경 스텝신호인, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the frequency changing step signal is a frequency changing signal at 110 to 205 KHZ and the voltage changing step signal is a voltage changing step signal at 6.78 MHz 5% A hybrid wireless power transmission device capable of transmitting a wireless power signal.
상기 유도 전력 전송부는, 전송코일을 포함하고, 상기 자기 공명 전력 전송부는 상기 전송 코일의 외곽에 위치하는 루프안테나를 포함하며,
상기 제 1 물체 감지 신호는 상기 전송 코일을 통해 발진되고, 상기 공명 전력 물체 감지 신호는 상기 루프 안테나를 통해 발진되는, 자기 공명 방식 무선 전력 신호 및 유도 방식 무선 전력신호를 전송할 수 있는 하이브리드 무선 전력 전송 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the inductive power transfer unit includes a transmission coil, the magnetic resonance power transmission unit includes a loop antenna located at an outer periphery of the transmission coil,
Wherein the first object sensing signal is oscillated through the transmission coil and the resonant power object sensing signal is oscillated through the loop antenna to provide a hybrid wireless power transmission capable of transmitting a magnetic resonant mode wireless power signal and an inductive wireless power signal Device.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| A107 | Divisional application of patent | ||
| GRNT | Written decision to grant |