KR20150123711A

KR20150123711A - Wireless power trasmission method using inphase feeding with dual loops and apparatus using the method

Info

Publication number: KR20150123711A
Application number: KR1020150052562A
Authority: KR
Inventors: 윤재훈; 김성민; 문정익; 조인귀
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2015-11-04
Also published as: KR102235673B1

Abstract

Provided are a wireless power transmission method using dual loop in-phase feeding and an apparatus thereof. The wireless power transmission apparatus includes: a generator for generating a radio frequency (RF) signal; an amplifier for amplifying the generated RF signal; a matching circuit for performing impedance matching by being connected to the amplifier; a first resonator which includes a first feeding loop connected to the matching circuit, and transmits wireless power using a signal supplied through the first feeding loop; and a second resonator which includes a second feeding loop connected to the matching circuit, and transmits wireless power using a signal supplied through the second feeding loop. The first feeding loop and the second feeding loop may be formed so that a magnetic field generated by the first resonator and a magnetic field generated by the second resonator are excited in an equal direction and are in-phase.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wireless power transmission method and apparatus using double loop in-

본 발명의 실시예들은 무선 전력 전송 시스템의 전력 전송 효율을 높일 수 있고 수신 공간을 넓힐 수 있는 이중 루프 동위상 급전을 이용한 무선 전력 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for wireless power transmission using dual loop in-phase power feeding that can increase the power transmission efficiency of a wireless power transmission system and increase the receiving space.

무선 전력 전송에 있어서 전력 효율이 높은 수신 공간을 넓히는 기술은 매우 중요하다. 왜냐하면 그 만큼 수전기에게 위치 자율도를 제공할 수 있고, 송신코일과 수신코일 간의 위치 오차로 인해 전력 전송 효율이 저하되는 문제를 개선할 수 있기 때문이다.Techniques for widening the power-efficient reception space in wireless power transmission are very important. This is because it is possible to provide positional autonomy to the receiver by that much, and it is possible to solve the problem that the power transmission efficiency is lowered due to the positional error between the transmission coil and the reception coil.

종래의 무선 전력 전송 방식은 송전기와 수전기가 각각 하나의 공진코일을 갖는 단일 급전 방식이었기 때문에 수전기가 무선 전력을 수신할 수 있는 공간이 좁을 수 밖에 없었다. 따라서 이를 개선하기 위한 기술 중 하나로 한국공개특허공보 제10-2013-0099576호(공개일 2013년 9월 6일) "무선 전력 전송 장치"에서는 무선 전력 전송 장치가 송신 피딩 루프를 구비하며 상기 송신 피딩 루프를 이용하여 임피던스 정합과 전력을 전달받아 송신하는 송신 공진기 및 상기 송신 공진기와 동일한 공진 주파수를 가지며 상기 송신 공진기와의 공진 특성을 통해 상호 공명 현상을 발생시켜 소정 공간 내에 에너지를 저장하는 중계 공진기를 이용하여 상기 소정 공간 내에 저장된 에너지를 적어도 하나 이상의 수신 공진기로 전달하는 것이 제시되어 있다.In the conventional wireless power transmission system, the space in which the receiver can receive the wireless power has been limited because the transmission and the electricity are single power feeding systems each having one resonance coil. As a technology for improving this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0099576 (published on September 6, 2013), a "wireless power transmission device", a wireless power transmission device has a transmission feeding loop, A transmission resonator for transmitting and receiving impedance matching and power by using a loop, and a relay resonator having the same resonance frequency as the transmission resonator and generating a mutual resonance phenomenon through resonance characteristics with the transmission resonator to store energy in a predetermined space The energy stored in the predetermined space is transmitted to at least one reception resonator.

그러나, 상술한 무선 전력 전송 장치는 두 개의 송신공진코일을 수신공진코일 양측에 설치하되, 하나는 급전루프를 단락시키고 다른 한편만 급전루프를 통해 급전시키는 이중루프 단일 급전 방식이다. 따라서, 양측의 송신공진코일이 넓은 간격으로 설치되는 경우, 급전루프를 가진 송신공진코일을 통해 수신공진코일을 여기시키면 상기 수신공진코일이 반대편에 설치된 단락루프를 가진 송신코일을 여기시키는 순차적인 여기로 인해 수신공진코일이 급전루프가 단락된 송신공진코일에 가깝게 위치할수록 전송효율이 급격하게 감소하게 되므로 수신 공간에 제약이 있는 문제가 있다.However, the above-mentioned wireless power transmission apparatus is a dual-loop single feed system in which two transmission resonance coils are installed on both sides of the reception resonance coil, one is short-circuited and the other is fed through a feed loop. Therefore, when the transmission resonance coils on both sides are installed at wide intervals, when the reception resonance coil is excited through the transmission resonance coil having the power supply loop, the reception resonance coil is excited by the sequential excitation which excites the transmission coil having the short- The transmission efficiency is drastically reduced as the reception resonance coil is positioned closer to the transmission resonance coil in which the power supply loop is short-circuited.

본 발명의 기술적 과제는 전송효율이 높은 수신 공간을 보다 넓게 제공할 수 있는 이중 루프 동위상 급전을 이용한 무선 전력 전송 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wireless power transmission method using dual-loop in-phase feeding capable of providing a wider reception space with high transmission efficiency.

본 발명의 다른 기술적 과제는 전송효율이 높은 수신 공간을 보다 넓게 제공할 수 있는 이중 루프 동위상 급전을 이용한 무선 전력 전송 장치를 제공함에 있다.Another aspect of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus using dual-loop in-phase power supply capable of providing a wider reception space with high transmission efficiency.

본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 전력 전송 장치는 RF(Radio Frequency) 신호를 발생하는 발생기, 상기 발생된 RF 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기에 연결되어 임피던스(impedance) 정합을 수행하는 정합회로, 상기 정합회로에 연결되는 제1 급전루프를 포함하고, 상기 제1 급전루프를 통해 공급되는 신호를 이용하여 무선 전력을 전송하는 제1 공진기 및 상기 정합회로에 연결되는 제2 급전루프를 포함하고, 상기 제2 급전루프를 통해 공급되는 신호를 이용하여 무선 전력을 전송하는 제2 공진기를 포함하고, 상기 제1 급전루프와 상기 제2 급전루프는 상기 제1 공진기에 의해 발생되는 자기장과 상기 제2 공진기에 의해 발생되는 자기장이 동일한 방향으로 여기(excitation)되며 동위상을 가지도록 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a wireless power transmission apparatus includes a generator for generating an RF (Radio Frequency) signal, an amplifier for amplifying the generated RF signal, a matching circuit connected to the amplifier for performing impedance matching, And a second feed loop connected to the matching circuit, the first feed loop being connected to the matching circuit, the first resonator transmitting radio power using a signal supplied through the first feed loop, And a second resonator for transmitting radio power using a signal supplied through the second feed loop, wherein the first feed loop and the second feed loop are connected to each other by a magnetic field generated by the first resonator, The magnetic field generated by the resonator may be excited in the same direction and formed to have the same phase.

일측에 따르면, 상기 제1 급전루프 및 상기 제2 급전루프에는 동일한 방향으로 전류가 흐를 수 있다.According to one aspect, a current can flow in the first feeding loop and the second feeding loop in the same direction.

다른 측면에 따르면, 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기 사이에는 충전 영역이 형성될 수 있다.According to another aspect, a fill region may be formed between the first resonator and the second resonator.

또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기는 상기 정합회로에 병렬로 연결되고, 상기 제1 급전루프와 상기 제2 급전루프로 공급되는 RF 신호가 분리되는 지점으로부터 상기 제1 급전루프까지의 거리 및 상기 지점으로부터 상기 제2 급전루프까지의 거리는 서로 동일할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the first resonator and the second resonator are connected in parallel to the matching circuit, and the first feeding loop and the second feeding loop are separated from a point where RF signals supplied to the first feeding loop and the second feeding loop are separated, The distance to the loop and the distance from the point to the second feeding loop may be equal to each other.

또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 공진기, 상기 제2 공진기 및 상기 정합회로는 각각 "T" 형태의 연결자로 연결될 수 있다.According to another aspect, the first resonator, the second resonator, and the matching circuit may each be connected by a "T"

또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기는 상기 정합회로에 직렬로 연결될 수 있다.According to another aspect, the first resonator and the second resonator may be connected in series to the matching circuit.

또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기 중 적어도 하나는 공진코일을 포함할 수 있다.According to another aspect, at least one of the first resonator and the second resonator may include a resonant coil.

또 다른 측면에 따르면, 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 정보를 기반으로 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기에서 전송되는 무선 전력의 세기를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the apparatus may further include a controller for controlling an intensity of a wireless power transmitted from the first resonator and the second resonator based on information received from the wireless power receiving apparatus.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 전력 전송 방법은 RF 신호를 발생하는 단계, 상기 발생된 RF 신호를 증폭하는 단계, 상기 증폭된 신호에 대해 임피던스 정합을 수행하는 단계, 상기 임피던스 정합이 수행된 신호를 제1 급전루프를 이용하여 제1 공진기로 공급하고 제2 급전루프를 이용하여 제2 공진기로 공급하는 단계 및 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 제1 급전루프와 상기 제2 급전루프는 상기 제1 공진기에 의해 발생되는 자기장과 상기 제2 공진기에 의해 발생되는 자기장이 동일한 방향으로 여기되며 동위상을 가지도록 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of wireless power transmission by a wireless power transmission apparatus, comprising: generating an RF signal; amplifying the generated RF signal; performing impedance matching on the amplified signal; Supplying a signal obtained by performing impedance matching to a first resonator using a first feed loop and supplying the signal to a second resonator using a second feed loop, Wherein the first feed loop and the second feed loop are configured such that the magnetic field generated by the first resonator and the magnetic field generated by the second resonator are excited in the same direction, Phase.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 자기 공진을 기반으로 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력을 수신하는 복수개의 공진기, 상기 복수개의 공진기에 연결되어 임피던스 정합을 수행하는 정합회로 및 상기 정합회로를 통해 입력되는 전력을 정류하는 정류기를 포함하고, 상기 복수개의 공진기는 각 공진기에 의해 발생되는 자기장이 서로 동일한 방향으로 여기되고 동위상을 가지도록 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a wireless power receiving apparatus includes a plurality of resonators for receiving radio power from a wireless power transmission apparatus on the basis of self resonance, a matching circuit connected to the plurality of resonators to perform impedance matching, And a rectifier for rectifying the power inputted through the circuit, wherein the plurality of resonators can be formed such that the magnetic fields generated by the respective resonators are excited in the same direction and have the same phase.

수신코일이 송신코일로부터 멀리 위치하거나 송수신 입출력 임피던스가 고정되더라도 높은 전력 전송 효율을 제공할 수 있다.It is possible to provide a high power transmission efficiency even when the receiving coil is located far from the transmitting coil or the transmission / reception input / output impedance is fixed.

무선 전력 전송 장치의 위치에 대한 무선 전력 수신 장치의 자율도가 높아질 수 있으며, 무선 전력 수신 장치의 위치 오차에 따라 저하되는 전력 전송 효율이 개선됨으로써 보다 넓은 영역에서 자유롭게 전력 전송이 가능하다.The autonomous power of the wireless power receiving apparatus with respect to the position of the wireless power transmission apparatus can be increased and the power transmission efficiency lowered according to the position error of the wireless power receiving apparatus is improved.

도 1은 기존의 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 경우 수신코일의 위치에 따른 전력 전송 효율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 경우 수신코일의 위치에 따른 전력 전송 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using a conventional dual-loop single feed scheme.
FIG. 2 is a graph illustrating power transmission efficiency according to the position of a receiving coil when a dual-loop single power feeding method is used.
3 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using a dual loop in-phase powering scheme in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a parallel type double loop in-phase feeding system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a series type double loop in-phase feeding method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a power transmission efficiency according to a position of a receiving coil when a double loop in-phase power feeding method according to an embodiment of the present invention is used.
7 to 9 are block diagrams illustrating a wireless power transmission system using a dual-loop in-phase power feeding scheme according to another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a wireless power receiving method according to an embodiment of the present invention.

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. 또한, 명세서 전체에서, 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification. Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 기존의 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2는 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 경우 수신코일의 위치에 따른 전력 전송 효율을 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a block diagram showing a conventional wireless power transmission system using a dual-loop single power feeding system, and FIG. 2 is a graph illustrating power transmission efficiency according to a position of a receiving coil when a dual-loop single power feeding system is used.

무선 전력 전송 시스템은 도 1에 도시된 것과 같이 일반적으로 무선 전력 전송 장치(100)과 무선 전력 수신 장치(200)로 구성된다. 본 명세서에서 무선 전력이란 용어는 무선으로 전송되는 전력을 의미할 수 있다.The wireless power transmission system generally comprises a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power reception apparatus 200 as shown in FIG. As used herein, the term wireless power may refer to power transmitted over the air.

무선 전력 전송 장치(100)는 무선 신호를 발생시키는 발생기(110), 발생기(110)에서 발생된 무선 신호를 증폭시키는 증폭기(120), 증폭기(120)에서 증폭된 무선 전력의 전달 효율을 높이기 위하여 임피던스(impedance) 정합을 수행하는 정합회로(130), 무선 전력 수신 장치(200)로 전력이 제대로 전송되었는지 혹은 무선 전력 수신 장치(200)가 필요한 전력이 얼마인지 등에 대한 정보를 무선 전력 수신 장치(200)와 교환하고 무선 전력의 전송을 제어하는 제어기(140) 및 공간으로 무선 전력을 복사하는 송신소자부(150, 160)를 포함한다. 여기서, 상기 무선 신호는 RF(Radio Frequency) 신호, 전력 신호 등으로 불릴 수 있다.The wireless power transmission apparatus 100 includes a generator 110 for generating a wireless signal, an amplifier 120 for amplifying a wireless signal generated in the generator 110, and an amplifier 120 for amplifying the amplified wireless power in the amplifier 120 A matching circuit 130 for performing impedance matching, information on whether power is properly transmitted to the wireless power receiving apparatus 200 or how much power is required for the wireless power receiving apparatus 200, 200, a controller 140 for controlling the transmission of wireless power, and a transmitter unit 150, 160 for copying wireless power into space. Here, the radio signal may be referred to as an RF (Radio Frequency) signal, a power signal, or the like.

무선 전력 수신 장치(200)는 상기 공간을 통해 무선 전력을 수신하는 수신소자부(210), 무선 전력의 전달 효율을 높이기 위해 임피던스 정합을 수행하는 정합회로(220), 수신된 전력을 정류하는 정류기(230), 무선 전력 전송 장치(100)와 정보를 교환하고 부하(250)로 공급되는 전력을 제어하는 제어기(240) 및 무선 전력 전송 장치(100)로부터 수신한 전력을 사용하는 부하(250)를 포함할 수 있다.The wireless power receiving apparatus 200 includes a receiving unit 210 for receiving wireless power through the space, a matching circuit 220 for performing impedance matching to increase the transmission efficiency of wireless power, a rectifier A controller 240 for exchanging information with the wireless power transmission apparatus 100 and controlling the power supplied to the load 250 and a load 250 using the power received from the wireless power transmission apparatus 100 .

이러한 무선 전력 전송 시스템에 있어서 도 1에 도시된 것과 같은 "이중루프 단일 급전 방식"은 송신소자부(150, 160)가 각각 급전루프(151, 161) 및 송신공진코일(152, 162)로 구성되며, 이때 제1 송신소자부(150)의 급전루프(151)는 무선 전력 전송 장치(100)로부터 제공되는 전력이 전송될 수 있도록 케이블(170)을 통해 급전되며, 제2 송신소자부(160)의 급전루프(161)는 단락된다. 또한, 각 송신소자부(150, 160)는 소정 거리(D) 이격되어 설치되며, 수신소자부(210)는 송신소자부(150, 160) 사이에 형성되는 충전 영역 내에서 무선 전력을 수신할 수 있다. 그러나, 이러한 구조에서는 수신소자부(210)가 송신소자부(160)로 가까이 갈수록(즉, D₀와 D 간의 차이 값이 0에 근접할수록) 급전이 이루어진 송신공진코일(152)에서 여기(excitation)되는 자기장의 세기가 감소되어 결국 임피던스 정합이 이루어지지 못하게 된다.In this wireless power transmission system, as shown in FIG. 1, a "double loop single power feeding system" is configured such that the transmitting side parts 150, 160 are composed of power feeding loops 151, 161 and transmitting resonance coils 152, 162, respectively The power feeding loop 151 of the first transmitting terminal unit 150 is fed through the cable 170 so that the power provided from the wireless power transmission apparatus 100 can be transmitted, The loop 161 is short-circuited. Each of the transmitting terminal units 150 and 160 may be spaced a predetermined distance D and the receiving terminal unit 210 may receive wireless power in a charging region formed between the transmitting terminal units 150 and 160. [ However, in this structure, as the receiver unit 210 approaches the transmitter unit 160 (that is, the closer the difference value between D ₀ and D approaches 0), it is excited in the transmission resonant coil 152 that is fed The intensity of the magnetic field is reduced, so that the impedance matching is not achieved.

도 2에는 급전이 이루어진 송신공진코일(152)과 수신공진코일 간의 이격 거리(D₀)에 따른 송수신 전력전송 특성을 나타내는 S₁₂ 파라미터가 주파수 별로 도시되어 있다. 도 2에는 일 예로, 송신공진코일과 수신공진코일 간의 거리(D) 즉, 수신공진코일이 위치할 수 있는 공간의 길이가 2m인 경우의 전송특성을 나타낸다. 도 2를 참조하면 급전이 이루어진 송신공진코일(152)과 수신공진코일 간의 이격 거리(D₀)가 0.8m 이상일 때 송수신 특성이 저하되는 현상을 볼 수가 있다. 이는 급전이 이루어진 송신공진코일(152)로부터 발생되는 자기장이 수신공진코일을 여기시킨 후 상기 수신공진코일로부터 발생되는 자기장이 다시 단락된 송신공진코일(162)를 여기시키는 과정에서 상기 수신공진코일이 위치하는 지점의 자기장의 세기가 급격히 감쇠되어 송신공진코일(152)로부터 발생되는 자기장이 상기 수신공진코일을 충분히 여기시키지 못하였기 때문이다.In FIG. 2, S ₁₂ parameters representing transmission and reception power transmission characteristics according to the distance (D ₀ ) between the transmission resonance coil 152 and the reception resonance coil that are fed are shown by frequency. FIG. 2 shows a transmission characteristic when the distance D between the transmission resonance coil and the reception resonance coil, that is, the length of the space in which the reception resonance coil is located is 2 m. Referring to FIG. 2, when the distance D ₀ between the transmitting resonant coil 152 and the receiving resonant coil is 0.8 m or more, the transmission and reception characteristics are degraded. This is because when the magnetic field generated from the transmission resonance coil 152 that has been fed excites the reception resonance coil and then excites the transmission resonance coil 162 having a short-circuited magnetic field generated from the reception resonance coil, And the magnetic field generated from the transmission resonance coil 152 does not sufficiently excite the reception resonance coil.

이러한 문제점을 해결하기 위해 송신공진코일(152, 162) 양측을 동시에 급전하되, RF 스위치를 설치하여 제1 송신공진코일(152)을 먼저 여기시켜 수신공진코일의 수신상태를 파악해보고, 이후 제2 송신공진코일(162)을 여기시켜 수신공진코일의 수신상태를 파악한 후 이에 대한 정보를 다시 무선 전력 수신 장치(200)에 보내 가장 큰 전력이 수신되는 방향에 위치한 송신공진코일에 대해서는 급전하고 반대 방향에 위치한 송신공진코일에 대해서는 단락시키는 방법을 고려할 수 있다. 하지만 이러한 방식은 스위칭 과정에서 많은 전력손실이 발생하게 된다. 따라서, 이하에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 "이중루프 동위상 급전 방식"을 이용한 무선 전력 전송 방법에 대해 설명한다. 여기서 "동위상"이라 함은 급전루프 사이의 중앙 영역에서 자기장이 동위상의 특성을 유지하는 것을 의미한다.In order to solve such a problem, both sides of the transmission resonance coils 152 and 162 are simultaneously supplied with power, and an RF switch is installed to excite the first transmission resonance coil 152 to grasp the reception state of the reception resonance coil. The transmission resonance coil 162 is excited to grasp the reception state of the reception resonance coil, and information on the reception state is transmitted to the wireless power reception device 200 again to feed the transmission resonance coil in the direction in which the largest power is received, It is possible to consider a method of short-circuiting the transmission resonance coil located at the center. However, this method causes a lot of power loss in the switching process. Therefore, a wireless power transmission method using a "dual-loop in-phase power feeding method" which can solve this problem will be described below. Here, "in-phase" means that the magnetic field maintains the same phase characteristic in the central region between the feed loops.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using a dual loop in-phase powering scheme in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 전송 장치(300) 및 무선 전력 수신 장치(400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the wireless power transmission system includes a wireless power transmission device 300 and a wireless power reception device 400.

무선 전력 전송 장치(300)는 발생기(310), 증폭기(320), 정합회로(330), 제어기(340), 복수개의 공진기(360, 370)를 포함할 수 있다. 이하에서는 무선 전력 전송 장치(300)가 도 3에 도시된 것과 같이 두 개의 공진기(제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370))를 포함하는 경우에 대해 예를 들어 설명하지만, 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(300)는 필요에 따라 복수개의 공진기를 포함할 수도 있다.The wireless power transmission apparatus 300 may include a generator 310, an amplifier 320, a matching circuit 330, a controller 340, and a plurality of resonators 360 and 370. Hereinafter, the case where the wireless power transmission apparatus 300 includes two resonators (the first resonator 360 and the second resonator 370) as shown in FIG. 3 will be described by way of example, The wireless power transmission apparatus 300 may include a plurality of resonators as required.

발생기(310)는 RF(Radio Frequency) 신호를 발생한다. 여기서, 상기 RF 신호는 무선 신호, 전력 신호 등으로 불릴 수 있다.The generator 310 generates a radio frequency (RF) signal. Here, the RF signal may be referred to as a radio signal, a power signal, or the like.

증폭기(320)는 발생기(310)에서 발생된 RF 신호를 증폭한다.The amplifier 320 amplifies the RF signal generated by the generator 310.

정합회로(330)는 증폭기(320)에서 증폭된 무선 전력의 전달 효율을 높이기 위한 것으로, 증폭기(320)에 연결되어 임피던스(impedance) 정합을 수행한다. 일 예로, 정합회로(330)는 가변 캐패시터(capacitor), 병령형 캐패시터, 인덕턴스(inductance) 회로 등으로 구현될 수 있다. 정합회로(330)는 상기 인피던 정합을 위하여 공진 주파수를 조절할 수도 있고, 공진 주파수를 고정시킨 채로 캐패시턴스(capacitance)를 조절할 수도 있다.The matching circuit 330 is connected to the amplifier 320 to perform impedance matching in order to increase the transmission efficiency of the amplified radio power in the amplifier 320. For example, the matching circuit 330 may be implemented by a variable capacitor, a parasitic capacitor, an inductance circuit, or the like. The matching circuit 330 may adjust the resonance frequency for the infinite matching or adjust the capacitance while fixing the resonance frequency.

제어기(340)는 무선 전력 수신 장치(400)로부터 수신한 정보를 기반으로 제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370)에서 전송되는 무선 전력의 세기를 제어한다. 이를 위하여 제어기(340)는 인밴드(in band) 또는 아웃밴드(out band) 통신을 통해 무선 전력 수신 장치(400)와 다양한 정보를 교환할 수 있다. 무선 전력 전송 장치(300)와 무선 전력 수신 장치(400)가 교환하는 정보는 일 예로, 해당 장치의 능력(capability)에 대한 정보, 고유 식별자 정보, 충전 상태 정보, 충전 제어 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어기(340)는 소정 신호를 기반으로 무선 전력 수신 장치(400)의 접근을 감지할 수도 있으며, 충전 영역 상에 이물질이 존재하는지를 검출할 수도 있다.The controller 340 controls the intensity of the wireless power transmitted from the first resonator 360 and the second resonator 370 based on the information received from the wireless power receiving apparatus 400. For this purpose, the controller 340 may exchange various information with the wireless power receiving apparatus 400 through in-band or out-band communication. The information exchanged between the wireless power transmission apparatus 300 and the wireless power receiving apparatus 400 may include, for example, information on a capability of the corresponding apparatus, unique identifier information, charge status information, charge control information, have. In addition, the controller 340 may sense the access of the wireless power receiving apparatus 400 based on the predetermined signal, and may detect whether or not foreign matter exists on the charging area.

제1 공진기(360)는 케이블(350)을 통해 정합회로(330)에 연결되는 제1 급전루프(361)를 포함한다. 제1 공진기(360)는 제1 급전루프(361)를 통해 공급되는 신호를 이용하여 무선 전력 수신 장치(400)로 무선 전력을 전송한다.The first resonator 360 includes a first feed loop 361 connected to the matching circuit 330 via a cable 350. The first resonator 360 transmits wireless power to the wireless power receiving apparatus 400 using a signal supplied through the first feeding loop 361.

제2 공진기(370)는 케이블(350)을 통해 정합회로(330)에 연결되는 제2 급전루프(371)를 포함하며, 제1 공진기(360)와 마찬가지로, 제2 급전루프(371)를 통해 공급되는 신호를 이용하여 무선 전력 수신 장치(400)로 무선 전력을 전송한다.The second resonator 370 includes a second feed loop 371 connected to the matching circuit 330 via a cable 350 and is connected to the first resonator 360 via a second feed loop 371, And transmits wireless power to the wireless power receiving apparatus 400 using the supplied signal.

제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370)는 필요에 따라 공진코일(362, 372)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370)에는 충전 영역이 형성될 수 있다.The first resonator 360 and the second resonator 370 may or may not include the resonant coils 362 and 372 as needed. The first resonator 360 and the second resonator 370 may be formed with a filling region.

케이블(350)은 무선 전력 전송 장치(300)에서 발생되는 전력을 각 급전루프(또는 공진코일)에 전달하기 위한 것으로서, 2개의 케이블로 분리되어 하나는 제1 급전루프(361)에 연결되고 다른 하나는 제2 급전루프(371)에 연결될 수 있다. 이때, 분리된 케이블의 길이는 서로 같을 수 있다. 케이블(350)은 케이블이 분리되는 지점에서 전력이 동위상으로 분리되도록 각 급전루프(361, 371)에 연결되며, 제1 급전루프(361)와 제2 급전루프(371)가 동위상으로 급전되도록 할 수 있다. 또한, 제1 급전루프(361)와 제2 급전루프(371)는 수신공진기(무선 전력 수신 장치의 공진기)가 위치하는 영역에서 양측 공진기(360, 370)에 의해 발생되는 자기장이 동일한 방향으로 여기(excitation)되며 동위상을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 위하여 제1 급전루프(361) 및 제2 급전루프(371)에는 동일한 방향으로 전류가 흐를 수 있다.The cable 350 is for transmitting the power generated in the wireless power transmission apparatus 300 to each power supply loop (or resonant coil). The cable 350 is divided into two cables, one is connected to the first power supply loop 361, One can be connected to the second feeding loop 371. At this time, the lengths of the separated cables may be equal to each other. The cable 350 is connected to each of the power feeding loops 361 and 371 so that the power is separated in phase at the point where the cable is separated and the first feeding loop 361 and the second feeding loop 371 are fed in phase . The first feeding loop 361 and the second feeding loop 371 are arranged such that the magnetic field generated by the two-side resonators 360 and 370 in the region where the receiving resonator (the resonator of the wireless power receiving apparatus) and may be excited and formed to have the same phase. To this end, current may flow in the first feeding loop 361 and the second feeding loop 371 in the same direction.

일 예로, 제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370)는 정합회로(330)에 병렬로 연결되거나 직렬로 연결될 수 있으며, 병렬로 연결되는 경우 제1 급전루프(371)와 제2 급전루프(372)로 공급되는 RF 신호가 분리되는 지점으로부터 제1 급전루프(371)까지의 거리 및 상기 지점으로부터 제2 급전루프(372)까지의 거리는 서로 동일할 수 있다. 제1 공진기(360) 및 제2 공진기(370)는 정합회로(330)에 동축 케이블을 통해 병렬로 연결되는 경우, 제1 공진기(360), 제2 공진기(370) 및 정합회로(330)는 각각 "T" 형태의 연결자로 연결될 수 있다.For example, the first resonator 360 and the second resonator 370 may be connected in parallel or in series to the matching circuit 330. When the first resonator 360 and the second resonator 370 are connected in parallel, The distance from the point where the RF signal supplied to the first feeding loop 372 is separated to the first feeding loop 371 and the distance from the point to the second feeding loop 372 may be equal to each other. When the first resonator 360 and the second resonator 370 are connected in parallel to the matching circuit 330 through a coaxial cable, the first resonator 360, the second resonator 370, and the matching circuit 330 Each of which can be connected to a connector of the "T"

본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(300)는 상술한 구조로 인해 수신 공진기(410)가 송신 공진기(360, 370) 사이 중에서 어디에 위치하는지에 따라 각 공진기(360, 370)로 전달되는 전력이 변하게 된다. 즉, 수신 공진기(410)가 제1 송신 공진기(360)에 근접할수록(즉, D₀가 0에 근접할수록) 자동적으로 제1 송신 공진기(360)에서 제2 송신 공진기(370) 보다 많은 전력이 전송되게 되며, 반대로 수신 공진기(420)가 제2 송신 공지기(370)에 근접할수록(즉, D₀가 D에 근접할수록) 자동적으로 제2 송신 공진기(370)에서 제1 송신 공진기(360) 보다 많은 전력이 전송되게 된다.The power transmitted to each of the resonators 360 and 370 varies depending on where the receiving resonator 410 is located among the transmitting resonators 360 and 370 due to the above- do. That is, as the receive resonator 410 approaches the first transmit resonator 360 (i.e., as D ₀ approaches zero), more power is automatically transmitted from the first transmit resonator 360 to the second transmit resonator 370 Conversely, as the receive resonator 420 approaches the second transmit informer 370 (i.e., as D ₀ approaches D), the second transmit resonator 370 automatically transmits the first transmit resonator 360, More power is transmitted.

한편, 무선 전력 수신 장치(400)는 적어도 하나의 공진기(410), 정합회로(420), 정류기(430), 제어기(440) 및 부하(450)를 포함할 수 있다.The wireless power receiving apparatus 400 may include at least one resonator 410, a matching circuit 420, a rectifier 430, a controller 440 and a load 450.

공진기(410)는 자기 공진을 기반으로 무선 전력 전송 장치(300)로부터 무선 전력을 수신한다.The resonator 410 receives wireless power from the wireless power transmission apparatus 300 based on self resonance.

정합회로(420)는 공진기(410)에 연결되어 임피던스 정합을 수행한다. 정합회로(420)는 가변 캐패시터, 병령형 캐패시터, 인덕턴스 회로 등으로 구현될 수 있다. 정합회로(420)는 공진기(410) 및 정류기(430) 사이에 위치할 수 있다.The matching circuit 420 is connected to the resonator 410 to perform impedance matching. The matching circuit 420 may be implemented by a variable capacitor, a parasitic capacitor, an inductance circuit, or the like. The matching circuit 420 may be located between the resonator 410 and the rectifier 430.

정류기(430)는 정합회로(420)를 통해 입력되는 전력을 정류한다. 정류기(430)는 일 예로 AC(Alternating Current)/DC(Direct Current) 변환기로 구현되어 공진기(410)를 통해 수신된 AC 전력을 부하(450)가 사용할 수 있도록 DC 전력을 변환할 수 있다.The rectifier 430 rectifies the power input through the matching circuit 420. The rectifier 430 may be implemented as an AC (Alternating Current) / DC (direct current) converter, for example, and may convert the DC power so that the load 450 can use the AC power received through the resonator 410.

제어기(440)는 무선 전력 전송 장치(300)와 정보를 교환하고 부하(450)로 공급되는 전력을 제어한다. 제어기(440)는 인밴드 또는 아웃밴드 통신을 통해 무선 전력 전송 장치(300)와 전력 제어를 위한 다양한 정보를 교환할 수 있다.The controller 440 exchanges information with the wireless power transmission apparatus 300 and controls power supplied to the load 450. [ The controller 440 may exchange various information for power control with the wireless power transmission apparatus 300 through in-band or out-band communication.

부하(250)는 무선 전력 전송 장치(300)로부터 수신한 전력을 사용하는 것으로서, 도 4에는 일 예로 무선 전력 수신 장치(400)가 부하(450)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 부하(450)는 필요에 따라 무선 전력 수신 장치(400)에 포함되지 않고 USB(Universal Serial Bus) 등을 통해 무선 전력 수신 장치(400)와 연결될 수도 있다.4 illustrates that the wireless power receiving apparatus 400 includes the load 450. The load 450 may be a load 450. The load 450 may include a load 450, May be connected to the wireless power receiving apparatus 400 through a universal serial bus (USB) or the like instead of being included in the wireless power receiving apparatus 400, if necessary.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 나타내는 도면이다. 이하, 도 4를 참조하여 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식에 대해 보다 상세히 설명한다.4 is a view showing a parallel type double loop in-phase feeding system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the parallel type double loop in-phase feeding method will be described in more detail with reference to FIG.

병렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 경우, 무선 전력 전송 장치(300)의 제1 급전루프(361)와 제2 급전루프(371)는 케이블(350)을 통해 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 각 급전루프(361, 371) 간의 중앙 영역(충전 영역의 중심부)에서 여기되는 자기장이 동일한 방향으로 여기되도록 하기 위하여 각 급전루프(361, 371)에는 전류가 동일한 방향으로 흐르도록 급전될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같은 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 이용되는 경우에 있어서, 케이블(350)로서 동축 케이블이 사용되는 경우 케이블(350)은 "T" 연결자를 통해 각 급전루프(361, 371)에 연결될 수 있다. 또한, 전력이 분배되는 지점에서 각 급전루프(361, 371)의 거리는 동일할 수 있다. 이 경우, 각 급전루프(361, 371)는 어느 정도의 범주(+/- 20도) 내에서 설치되어도 동위상의 효과를 얻을 수가 있다.The first feeding loop 361 and the second feeding loop 371 of the wireless power transmission apparatus 300 may be connected in parallel via the cable 350. In this case, At this time, in order to excite the magnetic field excited in the central region (center portion of the charged region) between the power supply loops 361 and 371 in the same direction, the power supply loops 361 and 371 can be supplied with electric current have. When a coaxial cable is used as the cable 350, in the case of using a parallel double loop in-phase feeding scheme as shown in FIG. 4, the cable 350 is connected to each of the feed loops 361, 371, respectively. In addition, the distances of the respective power supply loops 361 and 371 at the point where power is distributed may be the same. In this case, each power supply loop 361, 371 can obtain an equivalent effect even if it is installed within a certain category (+/- 20 degrees).

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 나타내는 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식에 대해 보다 상세히 설명한다.5 is a view illustrating a series type double loop in-phase feeding method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the parallel type double loop in-phase feeding method will be described in more detail with reference to FIG.

직렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 경우, 무선 전력 전송 장치(300)의 제1 급전루프(361)와 제2 급전루프(371)는 도 5에 도시된 것과 같이 케이블(350)을 이용하여 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우에도 각 급전루프(361, 371) 간의 중앙 영역(충전 영역의 중심부)에서 여기되는 자기장이 동일한 방향으로 여기되도록 하기 위하여 각 급전루프(361, 371)에는 전류가 동일한 방향으로 흐르도록 급전될 수 있다. 이러한 방식으로 급전루프(361, 371)이 구성되는 경우, 수신공진기(무선 전력 수신 장치의 공진기)가 양측 송신공진기(무선 전력 송신 장치의 공진기) 사이에서 어느쪽에 위치해도 송수신공진기 간의 공진이 발생될 수 있다.The first feeding loop 361 and the second feeding loop 371 of the wireless power transmission apparatus 300 are connected to each other by using the cable 350 as shown in FIG. They can be connected in series. In this case as well, in order to excite the magnetic field excited in the central region (center portion of the charged region) between the respective power supply loops 361 and 371 in the same direction, power is supplied to each of the power supply loops 361 and 371 so as to flow in the same direction . When the power feeding loops 361 and 371 are configured in this manner, resonance occurs between the transmitting and receiving resonators even if the receiving resonator (the resonator of the wireless power receiving apparatus) is located between the two transmitting resonators (the resonator of the wireless power transmitting apparatus) .

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 경우 수신코일의 위치에 따른 전력 전송 효율을 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating a power transmission efficiency according to a position of a receiving coil when a double loop in-phase power feeding method according to an embodiment of the present invention is used.

도 6에는 일 예로, 본 발명에 따른 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 경우 송신공진기와 수신공진기 간의 이격 거리(D₀)에 따른 송수신 전력전송 특성을 나타내는 S₁₂ 파라미터가 주파수 별로 도시되어 있다. 각 공진기에는 도 2에서 사용된 송수신소자와 동일한 공진소자가 사용되었다.In one example, Fig. 6, the case of using a parallel-type double-loop-phase power supply system according to the present invention, S ₁₂ parameter indicative of the reception power transfer characteristics according to the distance (D ₀₎ between the transmitter resonator and the receiver resonator is shown by the frequency . In each resonator, the same resonance element as the transmitting and receiving element used in Fig. 2 was used.

도 6을 참조하면, 전송공간(D)이 2미터이고 급전루프와 공진코일 간의 이격 거리가 고정되어 있는 50오옴(ohm) 무선 전력 전송 시스템을 구현하는 경우, 수신 공진기가 공신 공진기 사이에서 어디에 위치하던지 임피던스 정합이 잘 이루어져 우수한 전력전송 효율을 가짐을 알 수 있다. 직렬형 이중루프 동위상 급전 방식 또한 병렬형 이중루프 동위상 급전 방식과 유사한 특성을 가진다.Referring to FIG. 6, when implementing a 50 ohm wireless power transmission system in which the transmission space D is 2 meters and the separation distance between the feeding loop and the resonant coil is fixed, the receiving resonator is located anywhere between the resonant resonators Or impedance matching is performed well, and it can be understood that the power transmission efficiency is excellent. The series double loop in-phase feed method also has similar characteristics to the parallel double loop in-phase feed method.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 블록도이다.7 to 9 are block diagrams illustrating a wireless power transmission system using a dual-loop in-phase power feeding scheme according to another embodiment of the present invention.

도 7에는 무선 전력 전송 장치(300)의 공진기가 공진코일 없이 급전루프(361, 371)를 포함하는 경우가 도시되어 있다. 이러한 구조에서도 본 발명에 따른 이중루프 동위상 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템은 기존의 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템보다도 높은 전력전송효율을 가지며, 보다 넓은 수신공간을 제공할 수 있다. 이러한 구조는 송신 공진기에 공진코일이 있는 경우보다도 인접 전기장 및 자기장의 세기가 낮기 때문에 인체영향에 있어 유리한 효과를 가진다.Fig. 7 shows a case where the resonator of the wireless power transmission apparatus 300 includes power supply loops 361 and 371 without a resonant coil. Also in this structure, the wireless power transmission system using the dual-loop in-phase power supply system according to the present invention has a higher power transmission efficiency and can provide a wider receiving space than the conventional wireless power transmission system using the dual-loop single power feeding system . This structure has an advantageous effect on the human body because the intensity of the adjacent electric field and magnetic field is lower than that of the case where the resonant coil is provided in the transmission resonator.

도 8에는 무선 전력 수신 장치(400)의 공진기가 공진코일 없이 급전루프(412)를 포함하는 경우가 도시되어 있다. 이러한 구조에서도 기존의 이중루프 단일 급전 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템보다도 높은 전력전송효율과 보다 넓은 수신공간을 제공할 수 있다. 이러한 구조는 무선 전력 수신 장치(400)에 공진코일이 없기 때문에 무선 전력 수신 장치(400)를 가볍고 얇게 제작할 수 있는 효과를 가진다.8 shows a case where the resonator of the wireless power receiving apparatus 400 includes the power supply loop 412 without a resonant coil. Such a structure can provide higher power transmission efficiency and wider receiving space than a conventional dual-loop single power feeding system. Since the wireless power receiving apparatus 400 has no resonance coil, the wireless power receiving apparatus 400 can be made light and thin.

도 9에는 본 발명에 의한 이중루프 동위상 급전 방식의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 도 3의 방식에서 송신 공진기과 수신 공진기의 역할을 서로 바꾸는 경우도 가능함을 나타낸다. 이러한 관계는 도 4, 도 5, 도 7 및 도 8에 따른 실시예에도 적용 가능하다.FIG. 9 shows another embodiment of the dual-loop in-phase power supply system according to the present invention. In FIG. 3, it can be seen that the transmission and reception resonators may be replaced with each other. This relationship is also applicable to the embodiment according to Figs. 4, 5, 7 and 8.

예를 들어 도 9의 실시예를 따르는 경우, 무선 전력 수신 장치(950)는 자기 공진을 기반으로 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력을 수신하는 복수개의 공진기(951, 952), 상기 복수개의 공진기에 연결되어 임피던스 정합을 수행하는 정합회로(미도시) 및 상기 정합회로를 통해 입력되는 전력을 정류하는 정류기(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 공진기(951, 952)는 각 공진기(951, 952)에 의해 발생되는 자기장이 서로 동일한 방향으로 여기되고 동위상을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 위하여, 상기 복수개의 공진기(951, 952)에는 서로 동일한 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 또한, 상기 복수개의 공진기는 상기 정합회로에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수개의 공진기(951, 952)가 상기 정합회로에 병렬로 연결되는 경우, 상기 정합회로와 각각의 공진기(951, 952)를 연결하는 케이블의 길이는 서로 동일할 수 있다.For example, in accordance with the embodiment of FIG. 9, the wireless power receiving device 950 may include a plurality of resonators 951 and 952 that receive wireless power from a wireless power transmission device based on self resonance, (Not shown) for performing impedance matching and a rectifier (not shown) for rectifying power input through the matching circuit. Here, the plurality of resonators 951 and 952 may be formed so that the magnetic fields generated by the resonators 951 and 952 are excited in the same direction and have the same phase. To this end, currents can flow in the same direction in the plurality of resonators 951 and 952. The plurality of resonators may be connected to the matching circuit in series or in parallel. When the plurality of resonators 951 and 952 are connected to the matching circuit in parallel, the lengths of the cables connecting the matching circuit and the resonators 951 and 952 may be equal to each other.

이 경우, 무선 전력 전송 장치(900)는 하나의 공진기(901)를 포함할 수 있으며, 상기 하나의 공진기(901)는 상기 복수개의 공진기(951, 952)로 전력을 전송할 수 있다.In this case, the wireless power transmission apparatus 900 may include one resonator 901, and the one resonator 901 may transmit power to the plurality of resonators 951 and 952.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치가 무선 전력을 전송하는 방법에 대해 설명한다.10 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for transmitting wireless power by the wireless power transmission apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

무선 전력 전송 장치의 발생기에 의해 RF 신호를 발생되면(S1010), 상기 발생된 RF 신호는 무선 전력 전송 장치의 증폭기에 의해 증폭된다(S1020). 이후, 무선 전력 전송 장치는 소정의 정합회로를 이용하여 상기 증폭된 신호에 대해 임피던스 정합을 수행하고(S1030), 상기 임피던스 정합이 수행된 신호를 제1 급전루프를 이용하여 제1 공진기로 공급하고 제2 급전루프를 이용하여 제2 공진기로 공급한다(S1030). 그러면, 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기에서 무선 전력 수신 장치로 무선 전력이 전송되며(S1040), 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치와의 정보 교환을 통해 전송되는 무선 전력의 세기를 제어한다. 이때, 상기 제1 급전루프와 상기 제2 급전루프는 상기 제1 공진기에 의해 발생되는 자기장과 상기 제2 공진기에 의해 발생되는 자기장이 동일한 방향으로 여기되며 동위상을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 위하여 상기 제1 급전루프 및 상기 제2 급전루프에는 동일한 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 또한, 상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기 사이에는 충전 영역이 형성된다.When an RF signal is generated by the generator of the wireless power transmission apparatus (S1010), the generated RF signal is amplified by the amplifier of the wireless power transmission apparatus (S1020). Thereafter, the wireless power transmission apparatus performs impedance matching on the amplified signal using a predetermined matching circuit (S1030), and supplies the impedance-matched signal to the first resonator using the first feeding loop And supplies it to the second resonator using the second feed loop (S1030). Then, in the first resonator and the second resonator, wireless power is transmitted to the wireless power receiving apparatus (S1040), and the wireless power transmission apparatus controls the intensity of the wireless power transmitted through information exchange with the wireless power receiving apparatus . At this time, the first feeding loop and the second feeding loop may be formed such that the magnetic field generated by the first resonator and the magnetic field generated by the second resonator are excited in the same direction and have the same phase. To this end, current may flow in the first feed loop and the second feed loop in the same direction. A filling region is formed between the first resonator and the second resonator.

상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기는 정합회로에 병렬로 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 제1 급전루프와 상기 제2 급전루프로 공급되는 RF 신호가 분리되는 지점으로부터 상기 제1 급전루프까지의 거리 및 상기 지점으로부터 상기 제2 급전루프까지의 거리는 서로 동일할 수 있다. 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기가 동축 케이블로 정합회로에 병렬로 연결되는 경우, 상기 제1 공진기, 상기 제2 공진기 및 상기 정합회로는 각각 "T" 형태의 연결자를 통해 연결될 수 있다. 그러나, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기는 상기 임피던스 정합을 수행하는 정합회로에 직렬로 연결될 수도 있다.The first resonator and the second resonator may be connected in parallel to the matching circuit. In this case, the distance from the point where the RF signal supplied to the first feeding loop and the second feeding loop are separated to the first feeding loop And a distance from the point to the second feeding loop may be equal to each other. When the first resonator and the second resonator are connected in parallel to the matching circuit by a coaxial cable, the first resonator, the second resonator, and the matching circuit may be connected through a connector of the "T" type, respectively. However, the first resonator and the second resonator may be connected in series to a matching circuit that performs the impedance matching.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 방법을 나타내는 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a wireless power receiving method according to an embodiment of the present invention.

무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력이 수신되면(S1110), 수신된 무선 전력을 부하에서 사용 가능하도록 정류하고(S1120), 정류된 무선 전력을 부하에 공급한다(S1130). 이때, 무선 전력 수신 장치의 제어기는 부하에 공급되는 전류 및/또는 전압을 측정하여 이에 대한 정보를 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.When the wireless power is received from the wireless power transmission apparatus (S1110), the wireless power reception apparatus rectifies the received wireless power to be available in the load (S1120), and supplies the rectified wireless power to the load (S1130). At this time, the controller of the wireless power receiving apparatus can measure the current and / or voltage supplied to the load and transmit the information to the wireless power transmission apparatus.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

300: 무선 전력 전송 장치
310: 발생기
320: 증폭기
330: 정합회로
340: 제어기
350: 케이블
360: 제1 공진기
361: 제1 급전루프
362: 제1 공진코일
370: 제2 공진기
371: 제2 급전루프
372: 제2 공진코일
400: 무선 전력 전송 장치
410: 공진기
411: 공진코일
412: 급전루프
420: 정합회로
430: 정류기
440: 제어기
450: 부하300: Wireless power transmission device
310: Generator
320: Amplifier
330: matching circuit
340: controller
350: Cable
360: first resonator
361: First feeding loop
362: first resonance coil
370: second resonator
371: Second feeding loop
372: second resonant coil
400: wireless power transmission device
410: Resonator
411: Resonant coil
412: feeding loop
420: matching circuit
430: rectifier
440:
450: load

Claims

A generator for generating an RF (Radio Frequency) signal;
An amplifier for amplifying the generated RF signal;
A matching circuit connected to the amplifier to perform impedance matching;
A first resonator including a first feeding loop connected to the matching circuit, the first resonator transmitting radio power using a signal supplied through the first feeding loop; And
And a second feeding loop connected to the matching circuit, and a second resonator for transmitting radio power using a signal supplied through the second feeding loop,
Lt; / RTI >
Wherein the first feeding loop and the second feeding loop are formed such that a magnetic field generated by the first resonator and a magnetic field generated by the second resonator are excited in the same direction and have the same phase, Gt;

The method according to claim 1,
Wherein a current flows in the first feeding loop and the second feeding loop in the same direction.

The method according to claim 1,
And a charging region is formed between the first resonator and the second resonator.

The method according to claim 1,
Wherein the first resonator and the second resonator are connected in parallel to the matching circuit and the distance from the point where the RF signal supplied to the first feeding loop and the second feeding loop are separated to the first feeding loop, And distances from the first feeding loop to the second feeding loop are equal to each other.

5. The method of claim 4,
Wherein the first resonator, the second resonator, and the matching circuit are each connected by a "T" type connector.

The method according to claim 1,
Wherein the first resonator and the second resonator are connected in series to the matching circuit.

The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first resonator and the second resonator comprises a resonant coil.

The method according to claim 1,
Further comprising a controller for controlling an intensity of a wireless power transmitted from the first resonator and the second resonator based on information received from the wireless power receiving apparatus.

A method of wireless power transmission by a wireless power transmission device,
Generating an RF (Radio Frequency) signal;
Amplifying the generated RF signal;
Performing an impedance matching on the amplified signal;
Supplying the impedance-matched signal to the first resonator using a first feed loop and supplying the signal to the second resonator using a second feed loop; And
Transmitting wireless power to the wireless power receiving apparatus using the first resonator and the second resonator
Lt; / RTI >
Wherein the first feeding loop and the second feeding loop are formed such that a magnetic field generated by the first resonator and a magnetic field generated by the second resonator are excited in the same direction and have the same phase, Lt; / RTI >

10. The method of claim 9,
Wherein a current flows in the first feeding loop and the second feeding loop in the same direction.

10. The method of claim 9,
And a charged region is formed between the first resonator and the second resonator.

10. The method of claim 9,
Wherein the first resonator and the second resonator are connected in parallel to a matching circuit that performs the impedance matching and the first feed loop and the second feed loop are connected in parallel, And a distance from the point to the second feeding loop are equal to each other.

13. The method of claim 12,
Wherein the first resonator, the second resonator, and the matching circuit are each connected by a "T" type connector.

10. The method of claim 9,
Wherein the first resonator and the second resonator are connected in series to a matching circuit that performs the impedance matching.

10. The method of claim 9,
Wherein at least one of the first resonator and the second resonator comprises a resonant coil.

10. The method of claim 9,
Further comprising controlling the strength of the wireless power transmitted from the first resonator and the second resonator based on information received from the wireless power receiving device.

A plurality of resonators for receiving wireless power from a wireless power transmission device based on self resonance;
A matching circuit connected to the plurality of resonators to perform impedance matching; And
A rectifier for rectifying the power input through the matching circuit;
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of resonators are formed such that the magnetic fields generated by the respective resonators are excited in the same direction and have the same phase.

18. The method of claim 17,
And a current flows in the same direction in the plurality of resonators.

18. The method of claim 17,
Wherein the plurality of resonators are connected in parallel to the matching circuit, and the lengths of the cables connecting the matching circuit and the resonators are equal to each other.

18. The method of claim 17,
Wherein the plurality of resonators are connected in series to the matching circuit.