KR20150077884A - 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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손경운
이태철
홍진의
노진현
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Abstract

본 발명은 무선충전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하여 무선충전가능케 하는 판별부와, 판별부의 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시켜 전력전송하도록 하는 무선전력송신부와, 무선전력송신부와 연결되어 매칭된 무선충전규격에 따라 전력변환하도록 하는 코일부와, 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템 및 그 방법{System for Wireless Charging using multi-protocol and multi-band antenna}
본 발명은 무선충전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래, 한국공개특허 제2012-0077444호, “배터리 정보 기반 멀티노드 무선 전력 전송 시스템 및 그 충전 방법” 외에 다수 출원 및 공개되었다.
종래기술에 의하면, 무선 전력송신 장치와 상기 무선 전력송신 장치와 이격되어 있으며 자기장 통신 프로토콜을 이용하여 상기 무선 전력송신 장치와 통신할 수 있는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템으로서, 무선 전력송신 장치는 상기 무선 충전기기의 배터리 상태 정보를 수신하여, 상기 무선 충전기기 중 배터리 잔량이 가장 적은 제1 무선 충전기기에 충전 우선권을 부여하고, 상기 제1 무선 충전기기를 제외한 다른 상기 무선 충전기기-제2 무선 충전기기-는 내부 회로를 제어하여 상기 무선 전력송신 장치로부터 송신되는 무선 전력이 상기 제2 무선 충전기기의 부하로 전달되지 않도록 하되, 무선 충전기기는 무선 전력송신 장치로부터 송신되는 무선 전력을 수신하는 수신 안테나와, 상기 수신 안테나와 연결되어 있으며, 상기 무선 전력송신 장치와 상기 무선 충전기기 사이의 공진 주파수를 매칭하기 위한 매칭 회로와,상기 매칭 회로와 병렬로 연결되어 있는 전력제어 커패시터와, 일단이 상기 매칭 회로와 연결되고 타단이 상기 전력제어 커패시터와 연결되어 있는 매칭 스위치를 포함하는 매칭 네트워크와, 상기 매칭 네트워크와 연결되어 상기 수신 안테나를 통하여 공급된 전력을 정류하는 정류기와, 일단이 상기 정류기와 연결되고 타단이 부하와 연결된 DC-DC 컨버터를 포함하며, 매칭 스위치 및 상기 전력제어 스위치를 ON/OFF 제어함으로써 상기 무선 충전기기가 충전/리피터/OFF 중 하나의 상태로 설정되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이러한 종래기술은 충전 범위 내의 각 무선 충전기기의 배터리 상태를 확인 후, 배터리 잔량이 적은 무선 충전기기에 충전 우선권을 부여하여 상호간 간섭을 일으킬 수도 있고, 1:1 코일 매칭을 통해 충전하는 문제점이 있었다.
현재 유도방식 및 공명방식의 무선충전 기술 및 제품이 출시되고 있다. 그러나 각 표준단체에서 추진하고 있는 방식만 충전이 되고 있어, 차량에 적용하기 위해서는 각 표준/방식별 송신기가 탑재되어 있어야 하는 문제점이 있었다.
그리고 WPC, PMA, A4WP라는 충전방식을 통합할 수 있는 송신기 개발이 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 무선 충전 규격(WPC, A4WP, PMA)을 모두 만족하는 하나의 통합시스템으로 Rx별 규격을 판별하여 스위칭 동작을 통해 선택적으로 Rx와 매칭되어 전력전송을 가능하게 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템은 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하여 무선충전가능케 하는 판별부; 상기 판별부의 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시켜 전력전송하도록 하는 무선전력송신부; 상기 무선전력송신부와 연결되어 상기 매칭된 무선충전규격에 따라 전력변환하도록 하는 코일부; 및 상기 판별부, 무선전력송신부 및 코일부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
판별부는 무선 충전하고자 하는 디바이스의 무선충전 규격을 판별하고, 판별한 판별신호를 출력하고, 상기 코일부와 전기적으로 커플링되어 상기 디바이스의 주파수와 일치시키도록 주파수를 변화시켜 무선충전할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 무선 충전 규격은 WPC, PMA, A4WP 중, 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 무선전력송신부는 상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 WPC전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 WPC 매칭하는 WPC전력송신모듈; 상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 PMA전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 PMA 매칭하는 PMA전력송신모듈; 및 상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 A4WP전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 A4WP 매칭하는 A4WP전력송신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 A4WP전력송신모듈은 NFC 단자와 A4WP 단자 사이에 안테나 듀얼포트가 위치하고, RF Relay 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 안테나 듀얼포트에 NFC 단자와 A4WP 단자가 스위칭 연결되도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 코일부는 상기 무선전력송신부와 연결되어 매칭되는 무선충전규격(WPC 또는 PMA)에 따라 무선 충전규격인 WPC 또는 PMA와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하는 제1 코일; 및 상기 무선전력송신부와 연결되어 매칭되는 무선충전규격(A4WP)에 따라 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법은 (a) 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하도록 하는 단계; (b) 상기 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시키는 단계; (c) 매칭되는 무선충전규격에 따라 코일부를 통해 전력변환하도록 하는 단계; 및 (d) 판별부와 코일부가 전기적으로 커플링되어 상기 휴대 디바이스의 무선충전규격에 따른 주파수와 일치시키도록 주파수를 변환시켜 무선충전할 수 있도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 제 (b) 단계는 (b-1) 상기 무선 충전 규격 판별결과, WPC인 경우, WPC전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 WPC 매칭하는 단계; (b-2) 상기 무선 충전 규격 판별결과, PMA인 경우, PMA전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 PMA 매칭하는 단계; 및 (b-3) 상기 무선 충전 규격 판별결과, A4WP인 경우, A4WP전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 A4WP 매칭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제 (b-3) 단계는 RF Relay 컨트롤러의 제어신호에 따라 NFC 단자와 A4WP 단자 사이에 위치하는 안테나 듀얼포트에 NFC 단자와 A4WP 단자가 스위칭 연결되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 (c) 단계는 (c-1) 매칭되는 무선충전규격(WPC 또는 PMA)에 따라 무선충전규격인 WPC 또는 PMA와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 단계; 및 (c-2) 매칭되는 무선충전규격(A4WP)에 따라 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바에 의하면, 무선 충전 규격(WPC, A4WP, PMA)을 모두 만족하는 하나의 통합시스템으로 Rx별 규격을 판별하여 스위칭 동작을 통해 선택적으로 Rx와 매칭되어 전력전송을 가능하게 하는 효과가 있고, 수신부 Rx의 모든 규격을 만족할 수 있는 통합시스템으로, WPC와 PMA와의 상호간 간섭을 최소화할 수 있으며, 2개의 코일을 통해 원가 절감이 가능한 효과가 있다.
그리고 A4WP안테나와 NFC안테나를 공동 사용하고, NFC, A4WP 안테나의 공동사용으로 생산 단가를 절감시킬 수 있으며, 하드웨어 크기를 축소할 수 있고, 무선전력 전송과 더불어 부가적 기능으로 근거리 통신기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템을 나타낸 블럭도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템을 나타낸 개념도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템의 A4WP 안테나와 NFC 안테나를 공동 사용하는 예시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 흐름도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 무선충전 매칭 단계의 상세흐름도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 전력변환단계의 상세흐름도이다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템을 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템의 A4WP 안테나와 NFC 안테나를 공동 사용하는 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 무선충전 매칭 단계의 상세흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법의 전력변환단계의 상세흐름도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템은 판별부(100), 무선전력송신부(200), 코일부(300), 제어부(400)를 포함한다.
판별부(100)는 Rx별 무선 충전 규격을 판별하는 구성이다.
이러한 기능을 수행하기 위한 판별부(100)는 WPC 모듈(110), PMA 모듈(120), A4WP 모듈(130)을 포함한다. 여기서, WPC, PMA, A4WP 무선 충전 규격은 당업자라면 알 수 있을 것이고, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
WPC모듈(110)은 무선충전하고자 하는 디바이스의 무선충전 규격을 판별하여 WPC일 경우, WPC판별신호를 출력하고, 코일부와 전기적으로 커플링되어 WPC 디바이스의 주파수와 일치시키도록 공진주파수를 변화(예를들어, 115kHz~205kHz)시켜 무선 충전할 수 있도록 한다.
PMA모듈(120)은 무선충전하고자 하는 디바이스의 무선충전 규격을 판별하여 PMA일 경우, PMA판별신호를 출력하고, 코일부와 전기적으로 커플링되어 PMA 디바이스의 주파수와 일치시키도록 공진주파수를 변화시켜 무선 충전할 수 있도록 한다.
A4WP모듈(130)은 무선충전하고자 하는 디바이스의 무선충전 규격을 판별하여 A4WP일 경우, A4WP판별신호를 출력하고, 코일부와 전기적으로 커플링되어 A4WP 디바이스의 주파수와 일치시키도록 공진주파수를 변화(예를들어, 6.78MHz)시켜 무선 충전할 수 있도록 한다.
즉, 판별부는 무선 충전 규격(WPC, A4WP, PMA)을 모두 만족하는 하나의 통합 시스템으로 구성하여 Rx별 규격을 판별하도록 하는 구성이다.
그리고 본 실시예에서 WPC모듈(110)에서 WPC 디바이스의 주파수와 일치시키도록 공진주파수를 변화(115kHz~205kHz)시키고, A4WP모듈(130)에서 공진주파수를 변화(예를들어, 6.78MHz)시켜 무선 충전할 수 있도록 하였으나, 이에 국한된 것이 아닌 바, WPC모듈(110), PMA모듈(120), A4WP모듈(130)은 코일부와 전기적으로 커플링되어 각 디바이스의 프로토콜에 따라 무선 충전할 수 있도록 한다.
무선전력송신부(200)는 판별부에서 판별한 무선 충전 규격의 결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선 충전 규격을 선택적으로 Rx와 매칭시켜 전력전송을 가능케 하는 구성이다.
이러한 무선전력송신부(200)는 WPC전력송신모듈(210), PMA전력송신모듈(220), A4WP전력송신모듈(230)을 포함한다.
WPC전력송신모듈(210)은 판별부를 통해 판별한 Rx별 판별결과에 따라 WPC전력송신을 하도록 매칭하는 구성이다.
PMA전력송신모듈(220)은 판별부를 통해 판별한 Rx별 판별결과에 따라 PMA전력송신을 하도록 매칭하는 구성이다.
A4WP전력송신모듈(230)은 판별부를 통해 판별한 Rx별 판별결과에 따라 A4WP전력송신을 하도록 매칭하는 구성이다.
여기서, A4WP전력송신모듈(230)은 A4WP 안테나와 NFC 안테나를 공동 사용하는 멀티 밴드 안테나를 이용하여 효율적인 무선충전을 하도록 하는 구성이다.
NFC와 A4WP안테나의 공동사용으로 생산 단가를 절감할 수 있는 효과가 있고, 이러한 공동사용으로 하드웨어 크기를 축소시킬 수 있으며, 무선 전력 전송과 더불어 부가적 기능으로 근거리 통신기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, RF Relay를 사용하여 단일 안테나 스위치를 동작시켜 NFC와 A4WP의 송신기로서의 역할을 개별적으로 수행할 수 있도록 한다.
즉, A4WP전력송신모듈(230)은 NFC 단자(231), A4WP 단자(232), 안테나 듀얼포트(233), RF Relay 컨트롤러(234)를 포함한다.
NFC 단자(231)와 A4WP 단자(232) 사이에 안테나 듀얼포트(233)가 위치하고, RF Relay 컨트롤러(234)의 제어신호에 따라 안테나 듀얼포트(233)에 NFC 단자와 A4WP단자가 스위칭 연결되어 NFC와 A4WP의 송신기로서의 역할을 개별적으로 수행할 수 있도록 한다.
코일부(300)는 무선전력송신부와 연결되는 제1 코일(310)과 제2 코일(320)로 구성되고, 제1 코일(310)은 무선 충전규격인 WPC와 PMA와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하고, 제2 코일(320)은 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 구성이다.
제어부(400)는 판별부, 무선전력송신부, 코일부의 구성을 제어하는 MCU 구성으로, 스위칭을 통한 개별 동작을 하도록 제어하여 상호간 간섭을 최소화할 수 있도록 하고 안정적인 동작을 지원할 수 있도록 하는 구성이다.
즉, MCU 내부 각 IC의 Detecting신호를 스위칭 제어하여 규격에 적절한 수신부를 판별하고 전력을 전송하게 된다. 이때, 스위칭을 통한 개별 동작은 상호간 간섭을 최소화할 수 있으며 안정적인 동작을 지원한다.
기존의 1:1 코일 매칭이 아닌 제1 코일의 구성으로 WPC, PMA간 원 코일화를 통해 원가 절감이 가능한 구조이다.
본 발명은 수신부 Rx의 모든 규격을 만족할 수 있는 통합시스템을 구성하고, 이들 무선 충전 규격의 판별결과에 따라 선택적 Rx 매칭을 통해 상호간 간섭을 최소화할 수 있도록 하며, 2개의 코일 사용을 통해 원가 절감을 할 수 있는 효과가 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 코일을 통해 WPC와 PMA 무선충전 규격을 스위칭 제어하여 무선충전을 할 수 있고, 다른 한 코일을 통해 A4WP 무선충전 규격을 지원할 수 있다.
이러한 본 발명은 제어부의 제어에 따라 두 개의 코일 중, 기기에 적합한 코일을 선택하여 충전가능하도록 한다.
본 발명은 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템에 관한 것으로, 무선 충전 규격(WPC, A4WP, PMA)을 모두 만족하는 하나의 통합시스템으로 Rx별 규격을 판별하여 스위칭 동작을 통해 선택적으로 Rx와 매칭되어 전력전송을 가능케 한다.
이러한 본 발명은 MCU 내부 각 IC의 Detecting신호를 스위칭 제어하여 규격에 적절한 수신부를 판별하고 전력을 전송하게 된다. 이때, 스위칭을 통한 개별 동작은 상호간 간섭을 최소화할 수 있으며 안정적인 동작을 지원한다.
또한 기존 1:1 코일 매칭이 아닌, WPC, PMA간 원 코일화를 통해 원가 절감이 가능하다.
본 발명에 의하면, 수신부 Rx의 모든 규격을 만족할 수 있는 통합시스템으로, WPC와 PMA와의 상호간 간섭을 최소화할 수 있고, 2개의 코일을 통해 원가 절감이 가능하다.
또한 A4WP안테나와 NFC안테나를 공동 사용하고, NFC, A4WP 안테나의 공동사용으로 생산 단가를 절감시킬 수 있으며, 하드웨어 크기를 축소할 수 있고, 무선전력 전송과 더불어 부가적 기능으로 근거리 통신기능을 제공할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법은 제어부가 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하도록 한다(a).
다음으로 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시킨다(b).
다음으로 매칭되는 무선충전규격에 따라 코일부를 통해 전력변환하도록 한다(c).
그리고 판별부와 코일부가 전기적으로 커플링되어 상기 휴대 디바이스의 무선충전규격에 따른 주파수와 일치시키도록 주파수를 변환시켜 무선충전할 수 있도록 한다(d).
도 5에 도시된 바와 같이, 무선충전규격 매칭 단계(b)는 무선충전 규격 판별결과, WPC인 경우에 제어부가 WPC전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 WPC 매칭하도록 한다(b-1).
다음으로 PMA인 경우에 제어부가 PMA전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 PMA매칭하도록 한다(b-2).
그리고 A4WP인 경우에 제어부가 A4WP전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 A4WP 매칭하도록 한다(b-3).
여기서, (b-3) 단계는 RF Relay 컨트롤러의 제어신호에 따라 NFC 단자와 A4WP 단자 사이에 위치하는 안테나 듀얼포트에 NFC 단자와 A4WP 단자가 스위칭 연결되도록 하는 단계(b-3-1)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력변환하도록 하는 단계(c)는 우선, 제어부가 매칭되는 무선충전규격(WPC 또는 PMA)에 따라 무선충전규격인 WPC 또는 PMA와 스위칭 연결되어 제1 코일부를 통해 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 한다(c-1)
그리고 매칭되는 무선충전규격(A4WP)에 따라 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 제2 코일부를 통해 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 한다(c-2).
100 : 판별부 110 : WPC모듈
120 : PMA모듈 130 : A4WP모듈
200 : 무선전력송신부 210 : WPC전력송신모듈
220 : PMA전력송신모듈 230 : A4WP전력송신모듈
231 : NFC 단자 232 : A4WP 단자
233 : 안테나 듀얼포트 234 : RF Relay 컨트롤러
300 : 코일부 310 : 제1 코일
320 : 제2 코일 400 : 제어부

Claims (10)

  1. 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하여 무선충전가능케 하는 판별부;
    상기 판별부의 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시켜 전력전송하도록 하는 무선전력송신부;
    상기 무선전력송신부와 연결되어 상기 매칭된 무선충전규격에 따라 전력변환하도록 하는 코일부; 및
    상기 판별부, 무선전력송신부 및 코일부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판별부는,
    무선 충전하고자 하는 디바이스의 무선충전 규격을 판별하고, 판별한 판별신호를 출력하고, 상기 코일부와 전기적으로 커플링되어 상기 디바이스의 주파수와 일치시키도록 주파수를 변화시켜 무선충전할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 충전 규격은 WPC, PMA, A4WP 중, 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선전력송신부는,
    상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 WPC전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 WPC 매칭하는 WPC전력송신모듈;
    상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 PMA전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 PMA 매칭하는 PMA전력송신모듈; 및
    상기 판별부를 통해 판별한 결과에 따라 A4WP전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 A4WP 매칭하는 A4WP전력송신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 A4WP전력송신모듈은,
    NFC 단자와 A4WP 단자 사이에 안테나 듀얼포트가 위치하고, RF Relay 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 안테나 듀얼포트에 NFC 단자와 A4WP 단자가 스위칭 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일부는,
    상기 무선전력송신부와 연결되어 매칭되는 무선충전규격(WPC 또는 PMA)에 따라 무선 충전규격인 WPC 또는 PMA와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하는 제1 코일; 및
    상기 무선전력송신부와 연결되어 매칭되는 무선충전규격(A4WP)에 따라 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 시스템.
  7. (a) 휴대 디바이스의 Rx별 무선 충전 규격을 판별하도록 하는 단계;
    (b) 상기 무선 충전 규격 판별결과에 따라 스위칭 연결하여 해당 무선충전규격을 매칭시키는 단계;
    (c) 매칭되는 무선충전규격에 따라 코일부를 통해 전력변환하도록 하는 단계; 및
    (d) 판별부와 코일부가 전기적으로 커플링되어 상기 휴대 디바이스의 무선충전규격에 따른 주파수와 일치시키도록 주파수를 변환시켜 무선충전할 수 있도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 (b) 단계는,
    (b-1) 상기 무선 충전 규격 판별결과, WPC인 경우, WPC전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 WPC 매칭하는 단계;
    (b-2) 상기 무선 충전 규격 판별결과, PMA인 경우, PMA전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 PMA 매칭하는 단계; 및
    (b-3) 상기 무선 충전 규격 판별결과, A4WP인 경우, A4WP전력송신을 하도록 무선충전규격을 Rx와 A4WP 매칭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 (b-3) 단계는,
    RF Relay 컨트롤러의 제어신호에 따라 NFC 단자와 A4WP 단자 사이에 위치하는 안테나 듀얼포트에 NFC 단자와 A4WP 단자가 스위칭 연결되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 (c) 단계는,
    (c-1) 매칭되는 무선충전규격(WPC 또는 PMA)에 따라 무선충전규격인 WPC 또는 PMA와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 단계; 및
    (c-2) 매칭되는 무선충전규격(A4WP)에 따라 무선 충전규격인 A4WP와 스위칭 연결되어 해당 무선 충전 규격에 따른 전력 변환을 하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로토콜 및 멀티 밴드 안테나를 이용한 무선충전 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9742216B2 (en) 2014-08-27 2017-08-22 Hyundai Motor Company Wireless charging system for variable charging mode
WO2018016892A1 (ko) * 2016-07-20 2018-01-25 삼성전자 주식회사 코일 공유 방법 및 장치
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9742216B2 (en) 2014-08-27 2017-08-22 Hyundai Motor Company Wireless charging system for variable charging mode
WO2018016892A1 (ko) * 2016-07-20 2018-01-25 삼성전자 주식회사 코일 공유 방법 및 장치
US10680322B2 (en) 2016-07-20 2020-06-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Coil sharing method and device
US10998620B2 (en) 2016-07-20 2021-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Coil sharing method and device
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