KR20160007332A - Wireless power transmitter and wireless power transmitting system - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a wireless power transmitter is disclosed. According to the embodiment of the present invention, the wireless power transmitter comprises: a standard resonator including a standard inductor and a standard capacitor connected to the standard inductor in parallel; at least one exclusive variable inductor which is connected to the standard resonator in series and of which inductance is varied by responding to a control voltage applied to each exclusive variable inductor; at least one exclusive resonance capacitor connected to each exclusive variable inductor in parallel; and a control portion which outputs the control voltage.

Description

무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송신 시스템{Wireless power transmitter and wireless power transmitting system}Technical Field [0001] The present invention relates to a wireless power transmitter and a wireless power transmitting system,

본 출원은 무선으로 전력을 송신하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present application relates to an apparatus and system for wirelessly transmitting power.

무선 전력 전송 (Wireless Power Transfer) 기술은 스마트폰을 비롯한 다양한 통신 기기 및 여러가지 가전 기기의 충전기 분야에 폭넓게 적용되고 있는 추세이며, 향후 전기 자동차 등에도 적용될 수 있는 등, 그 활용분야가 매우 넓은 기술이다.Wireless power transfer technology has been widely applied to a variety of communication devices including a smart phone and a charger of various home appliances, and it can be applied to electric vehicles in the future. .

무선 전력 전송 기술은 크게 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 개발되고 있다. WPC(Wireless Power Consortium) 표준 방식에 따른 자기 유도 방식은 110kHz~205kHz의 주파수를 사용하고 있으며, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 방식에 따른 자기 공진 방식은 6.78MHz의 주파수를 사용하고 있다.Wireless power transmission technology is largely developed by magnetic induction method and self resonance method. The magnetic induction method according to the WPC (Wireless Power Consortium) standard method uses a frequency of 110 kHz to 205 kHz, and the self resonance method according to the A4WP (Alliance for Wireless Power) standard method uses a frequency of 6.78 MHz.

최근들어, 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 통합된 방식도 개발되고 있다. 예를 들면, 110kHz~250kHz의 주파수를 사용하는 자기 유도 방식에서 자기 공진 동작을 구현하여 원거리 무선충전을 구현하는 기술개발이 이루어지고 있다. Recently, a method in which a magnetic induction method and a magnetic resonance method are integrated is also being developed. For example, a technology for realizing remote wireless charging by implementing a self-resonant operation in a magnetic induction system using a frequency of 110 kHz to 250 kHz is being developed.

한편, 하나의 무선 전력 송신 장치를 이용하여 복수개의 무선 전력 수신 장치를 충전할 수도 있다. 그런데, 종래의 기술에 따르면, 복수개의 무선 전력 수신 장치들 중 선택된 일부만을 선택적으로 충전할 수 없었다.Meanwhile, a plurality of wireless power receiving apparatuses may be charged using one wireless power transmitting apparatus. However, according to the conventional technique, it is not possible to selectively charge only a selected part of a plurality of wireless power receiving apparatuses.

한국공개특허공보 제2013-0005571호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0005571

본 발명의 실시예에 따르면, 사용자의 요구 또는 사용자 인증에 따라 복수개의 무선 전력 수신 장치들 중 선택된 일부만을 충전할 수 있는 무선 전력 송신 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a wireless power transmission apparatus capable of charging only a selected one of a plurality of wireless power receiving apparatuses according to a user request or a user authentication.

본 발명의 실시예에 따르면, 사용자의 요구 또는 사용자 인증에 따라 복수개의 무선 전력 수신 장치들 중 선택된 일부만을 충전할 수 있는 무선 전력 송신 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a wireless power transmission system capable of charging only a selected one of a plurality of wireless power receiving apparatuses according to a user request or a user authentication.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 표준 인덕터 및 상기 표준 인덕터와 병렬로 연결된 표준 커패시터를 포함하는 표준 공진기, 상기 표준 공진기와 직렬로 연결되고, 각각으로 인가되는 제어 전압에 응답하여 인덕턴스가 가변되는 적어도 하나 이상의 전용 가변 인덕터, 상기 전용 가변 인덕터 각각과 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 전용 공진 커패시터, 및 상기 제어 전압을 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.A wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a standard resonator including a standard inductor and a standard capacitor connected in parallel with the standard inductor; a series resonant circuit connected in series with the standard resonator, And at least one or more dedicated resonance capacitors connected in parallel with the dedicated variable inductors, and a control unit for outputting the control voltage.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템은 무선 전력 수신 장치가 접속하면, 상기 무선 전력 수신 장치의 인증 여부에 대한 정보 및 상기 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수에 대한 정보를 전송하는 외부 서버, 및 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 외부 서버와 접속하도록 지원하고, 상기 무선 전력 수신 장치가 인증된 경우 상기 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 송신 장치는 표준 인덕터 및 상기 표준 인덕터와 병렬로 연결된 표준 커패시터를 포함하는 표준 공진기, 상기 표준 공진기와 직렬로 연결되고, 각각으로 인가되는 제어 전압에 응답하여 인덕턴스가 가변되는 적어도 하나 이상의 전용 가변 인덕터, 상기 전용 가변 인덕터 각각과 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 전용 공진 커패시터, 및 상기 제어 전압을 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.The wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention includes an external server for transmitting information on authentication of the wireless power receiving apparatus and information on the resonant frequency of the wireless power receiving apparatus when the wireless power receiving apparatus is connected, And a wireless power transmission apparatus for supporting the wireless power receiving apparatus to connect with the external server and transmitting the wireless power having the resonant frequency when the wireless power receiving apparatus is authentic, A standard resonator including a standard capacitor connected in parallel with the standard inductor, at least one dedicated variable inductor connected in series with the standard resonator and having variable inductance in response to a control voltage applied to the standard resonator, And at least one dedicated ball It may include a capacitor, and a control unit for outputting the control voltage.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송신 시스템은 다양한 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신함으로써, 복수개의 무선 전력 수신 장치들 중 선택된 일부로만 무선 전력을 전송할 수 있다. 또한, 무선 전력 전송에 사용되는 공진 주파수의 변경을 위한 회로와 제어가 단순해지고, 실시간으로 공진 주파수의 동적 변경을 가능하게 한다. 또한, 이로 인해 복수개의 무선 전력 수신 장치들로 시분할 충전을 용이하게 구현할 수 있다.Accordingly, the wireless power transmission apparatus and the wireless power transmission system according to the embodiment of the present invention can transmit wireless power only to a selected one of a plurality of wireless power receiving apparatuses by transmitting wireless power having various resonant frequencies. Further, the circuit and control for changing the resonance frequency used for the wireless power transmission are simplified, and the resonance frequency can be dynamically changed in real time. In addition, time division charging can be easily implemented by a plurality of wireless power receiving apparatuses.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 구비하는 무선 전력 전송 시스템의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 나타낸 본 발명의 무선 전력 송신 장치의 무선 전원 공급부의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3은 공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 무선 전원 공급부의 등가 회로도를 나타낸 도면이고, 도 4는 제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 무선 전원 공급부의 등가 회로도를 나타낸 도면이고, 도 5는 제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 무선 전원 공급부의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 실제 적용례를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역에 형성된 코일의 실시예의 평면을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역의 단면의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 상에 복수개의 무선 전력 수신 장치들이 위치한 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에서 무선 전력 송신 장치가 시분할 방식으로 무선 전력을 송신하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a wireless power transmission system having a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are views for explaining the operation of the wireless power supply unit of the wireless power transmission apparatus of the present invention shown in Fig. 2. Fig. 3 is a diagram for explaining the operation of the wireless power supply unit shown in Fig. 1 when transmitting the wireless power having the common resonant frequency. FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit diagram of a wireless power supply of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when transmitting wireless power having a first individual resonance frequency. 5 is a diagram showing an equivalent circuit diagram of a wireless power supply unit of a wireless power transmission apparatus, and FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when transmitting wireless power having a second individual resonant frequency. 1 is an equivalent circuit diagram of a power supply unit.
6 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a practical example of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a plan view of an embodiment of a coil formed in a second region of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing an embodiment of a cross section of a second region of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining the operation of the wireless power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention, where a plurality of wireless power reception apparatuses are located on a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining a case where the wireless power transmission apparatus transmits wireless power in a time division manner in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 구비하는 무선 전력 전송 시스템의 실시예를 나타낸 도면으로서, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)를 포함할 수 있으며, 추가적으로 외부 서버(300)가 더 구비될 수도 있다.1 is a block diagram illustrating an embodiment of a wireless power transmission system having a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. The wireless power transmission system includes a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power reception apparatus 200 And an external server 300 may be additionally provided.

도 1에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
The function of each of the blocks shown in FIG. 1 will be described as follows.

무선 전력 송신 장치(100)는 무선으로 전력을 공급한다. 무선 전력 송신 장치(100)는 외부로부터 전원을 인가받고, 상기 전원을 이용하여 무선 전력을 공급할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 무선 전력의 공진 주파수를 가변시킬 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 송신 장치(100)는 다양한 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 전송할 수 있으며, 무선 전력의 공진 주파수를 동적으로 변경할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 100 wirelessly supplies power. The wireless power transmission apparatus 100 receives power from the outside and can supply wireless power using the power. At this time, the wireless power transmission apparatus 100 may vary the resonance frequency of the wireless power. That is, the wireless power transmission apparatus 100 can transmit wireless power having various resonance frequencies and can dynamically change the resonance frequency of the wireless power.

무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(100)가 공급한 무선 전력을 수신한다. 무선 전력 수신 장치(200)는 휴대폰, 스마트폰, 테블릿 PC 등 다양한 형태의 휴대용 단말 장치일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력을 수신하는 수신부를 구비할 수 있으며, 상기 수신부는 하나 또는 복수개의 공진 주파수들을 가질 수 있다. 상기 수신부가 복수개의 공진 주파수들을 가질 경우, 복수개의 공진 주파수들 중 적어도 하나는 다른 무선 전력 수신 장치의 수신부의 공진 주파수와 동일한 표준 공진 주파수일 수 있다.The wireless power receiving apparatus 200 receives the wireless power supplied by the wireless power transmitting apparatus 100. The wireless power receiving apparatus 200 may be various types of portable terminal devices such as a mobile phone, a smart phone, a tablet PC, and the like. The wireless power receiving apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may include a receiving unit for receiving wireless power, and the receiving unit may have one or a plurality of resonant frequencies. When the receiving unit has a plurality of resonant frequencies, at least one of the plurality of resonant frequencies may be a standard resonant frequency that is the same as the resonant frequency of the receiving unit of another wireless power receiving apparatus.

상기 무선 전력 수신 장치(200)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선 전력을 수신하기 위해, 상기 무선 전력 수신 장치(200)는 사전에 사용자 인증 등의 과정을 거칠 수 있다. 예를 들면, 상기 무선 전력 수신 장치(200)는 상기 무선 전력 송신 장치(100)에 내장된 와이파이 장치를 통해 외부 서버(300)와 접속하고, 상기 외부 서버(300)가 인증 여부 및 인증된 무선 전력 수신 장치(200)의 공진 주파수를 상기 무선 전력 송신 장치(100)로 전송함으로써 상기 사용자 인증 과정이 수행될 수 있다. 상기 무선 전력 송신 장치(100)는 상술한 방법을 통하여 인증 여부를 알 수 있으며, 인증된 경우에만 상기 인증된 무선 전력 수신 장치(200)의 공진 주파수로 무선 전력을 공급함으로써, 인증받은 무선 전력 수신 장치(200)로만 무선 전력을 공급할 수 있다.In order for the wireless power receiving apparatus 200 to receive wireless power from the wireless power transmitting apparatus 100, the wireless power receiving apparatus 200 may be subjected to a process such as user authentication in advance. For example, the wireless power receiving apparatus 200 may be connected to the external server 300 through a Wi-Fi device built in the wireless power transmitting apparatus 100, The user authentication process can be performed by transmitting the resonant frequency of the power receiving apparatus 200 to the wireless power transmitting apparatus 100. [ The wireless power transmission apparatus 100 can know whether or not the authentication is performed through the method described above. By supplying wireless power at the resonant frequency of the authenticated wireless power receiving apparatus 200 only when it is authenticated, The wireless power can be supplied only to the device 200. [

사용자 인증 과정은 상술한 방법 이외에 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 외부 서버(300) 없이 수행될 수도 있다. 예를 들면, 상기 무선 전력 송신 장치(100)가 무선 전력 수신 장치(200)가 인증된 기기인지 여부 및 무선 전력 수신 장치(200)의 공진 주파수를 판단하고, 인증된 기기라고 판단된 경우 상기 공진 주파수로 무선 전력을 공급할 수도 있다.
The user authentication process may be performed in various ways other than the above-described method, and may be performed without the external server 300. [ For example, if the wireless power transmission apparatus 100 determines that the wireless power reception apparatus 200 is an authorized device and the resonance frequency of the wireless power reception apparatus 200, It is also possible to supply wireless power at a frequency.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 구성을 나타낸 도면으로서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전원부(110), 무선 전원 공급부(120), 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 상기 무선 전원 공급부(120)는 상기 전원부(110)로부터 공급 전원이 인가되는 단자와 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2), 상기 접지와 일단이 연결된 표준 인덕터(Lrc), 상기 표준 인덕터(Lrc)와 병렬로 연결된 표준 커패시터(Crc), 상기 제1 스위치(Q1)와 상기 제2 스위치(Q2)가 연결된 단자와 상기 표준 인덕터(Lrc)의 타단 사이에 연결된 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN), 및 상기 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 각각과 병렬로 연결된 복수개의 전용 커패시터들(Cr1, Cr2, … CrN)을 포함할 수 있다.2 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The wireless power transmission apparatus 100 includes a power supply unit 110, a wireless power supply unit 120, and a control unit 130 . The wireless power supply unit 120 includes a first switch Q1 and a second switch Q2 connected in series between a terminal to which the power is supplied from the power supply unit 110 and the ground and a second switch Q2 connected to the ground through a standard inductor A standard capacitor Crc connected in parallel to the standard inductor Lrc; a terminal connected to the first switch Q1 and the second switch Q2; and a plurality of terminals connected to the other end of the standard inductor Lrc, And a plurality of dedicated capacitors Cr1, Cr2, ..., CrN connected in parallel with each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN, each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, can do.

도 2에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
Functions of the blocks shown in FIG. 2 will be described as follows.

전원부(110)는 입력되는 전원을 공급 전원(Vdc)으로 변환하여 출력한다. 상기 입력되는 전원은 교류 전원일 수 있으며, 상기 공급 전원(Vdc)는 직류 전원일 수 있다. 전원부(110)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
The power supply unit 110 converts the input power to the power supply voltage Vdc and outputs the power. The input power source may be an AC power source, and the power source Vdc may be a DC power source. The power supply unit 110 may be implemented in various forms.

무선 전원 공급부(120)는 공급 전원(Vdc)을 입력하여 무선 전력을 발생시킨다. The wireless power supply unit 120 receives the power supply voltage Vdc to generate wireless power.

무선 전원 공급부(120)의 제1 스위치(Q1) 및 제2 스위치(Q2)는 하프 프리지 스위치를 구성한다. 제1 스위치(Q1) 및 제2 스위치(Q2)는 제어부(130)로부터 인가되는 제어 신호들(con1, con2)에 응답하여 상보적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행할 수 있다.The first switch Q1 and the second switch Q2 of the wireless power supply unit 120 constitute a half-switch. The first switch Q1 and the second switch Q2 may perform a complementary ON / OFF switching operation in response to the control signals con1 and con2 applied from the controller 130. [

복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 각각의 인덕턴스는 제어부(130)로부터 인가되는 제어 전압들(V1, V2, … VN) 각각에 따라 가변된다. 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 각각은 1차 코일과, 상기 1차 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제어 전압들(V1, V2, … VN) 중 대응되는 제어 전압이 인가되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 이 때, 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 각각의 1차 코일들이 직렬로 연결될 수 있다. 상기 2차 코일은 상기 1차 코일에 추가적으로 와인딩된 코일일 수 있다. 무선 전원 공급부(120)의 구체적 동작은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술한다.
The inductance of each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN varies depending on the control voltages V1, V2, ..., VN applied from the control unit 130, respectively. Each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN is magnetically coupled to the primary coil and the primary coil, and a corresponding one of the control voltages V1, V2, ..., VN And may include an applied secondary coil. At this time, the primary coils of each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN may be connected in series. The secondary coil may be a coil wound additionally to the primary coil. The specific operation of the wireless power supply unit 120 will be described later with reference to FIGS.

제어부(130)는 상기 제어 신호들(con1, con2) 및 상기 제어 전압들(V1, V2, … VN)을 출력한다. 구체적으로 제어부(130)는 전송할 무선 전력의 공진 주파수를 결정하고, 결정된 공진 주파수에 따라 상기 제어 전압들(V1, V2, … VN)을 출력한다. 또한, 상기 제어 전압들(V1, V2, … VN)에 따라 결정된 상기 무선 전력의 공진 주파수에 연동되는 스위칭 주파수로 상기 제1 스위치(Q1) 및 상기 제2 스위치(Q2)를 상보적으로 온/오프 시키도록 상기 제어 신호들(con1, con2)을 출력한다.
The control unit 130 outputs the control signals con1 and con2 and the control voltages V1, V2, ..., VN. Specifically, the controller 130 determines the resonance frequency of the radio power to be transmitted, and outputs the control voltages V1, V2, ..., VN according to the determined resonance frequency. The first switch Q1 and the second switch Q2 are complementarily turned on / off with a switching frequency interlocked with the resonance frequency of the radio power determined according to the control voltages V1, V2, ... VN. And outputs the control signals con1 and con2 to turn them off.

도 3 내지 도 5는 도 2에 나타낸 본 발명의 무선 전력 송신 장치(100)의 무선 전원 공급부(120)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 3 to 5 are views for explaining the operation of the wireless power supply unit 120 of the wireless power transmission apparatus 100 of FIG. 2 according to the present invention.

먼저, 도 3은 공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 무선 전원 공급부(120)의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.3 is an equivalent circuit diagram of a wireless power supply unit 120 of a wireless power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when transmitting wireless power having a common resonance frequency.

공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 제어부(130)는 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 각각의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 제어 전압들(V1, V2, … VN)을 출력한다. 이 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수개의 전용 가변 인덕터들(Lr1, Lr2, … LrN) 및 복수개의 전용 커패시터들(Cr1, Cr2, … CrN) 모두 회로에 아무런 영향을 미치지 못하게 되며, 따라서 공진 주파수는 표준 인덕터(Lrc) 및 표준 커패시터(Crc)에 의해 결정된다. 따라서, 공진 주파수가 공통 공진 주파수가 되도록 상기 표준 인덕터(Lrc) 및 상기 표준 커패시터(Crc)의 크기를 결정함으로써, 무선 전력 송신 장치(100)는 공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 수 있다.
The control unit 130 controls the control voltages V1, V2, ..., VN so that the inductance of each of the plurality of dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN is all zero when transmitting the radio power having the common resonance frequency. . In this case, as shown in Fig. 3, all of the dedicated variable inductors Lr1, Lr2, ..., LrN and the plurality of dedicated capacitors Cr1, Cr2, ... CrN have no influence on the circuit, The frequency is determined by the standard inductor (Lrc) and the standard capacitor (Crc). Thus, by determining the size of the standard inductor Lrc and the standard capacitor Crc such that the resonance frequency is a common resonance frequency, the wireless power transmission device 100 can transmit wireless power having a common resonance frequency.

도 4는 제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 무선 전원 공급부(120)의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power supply unit 120 of a wireless power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when transmitting wireless power having a first individual resonance frequency.

제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 제어부(130)는 제1 전용 가변 인덕터(Lr1)는 제1 인덕턴스를 가지고, 제1 전용 가변 인덕터(Lr1)를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터들(Lr2, … LrN) 각각의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 제어 전압들(V1, V2, … VN)을 출력한다. 이 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 전용 가변 인덕터(Lr1)를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터들(Lr2, … LrN) 및 제1 전용 커패시터(Cr1)를 제외한 나머지 전용 커패시터들(Cr2, … CrN)은 모두 회로에 아무런 영향을 미치지 못하게 되며, 따라서 공진 주파수는 상기 제1 전용 가변 인덕터(Lr1), 상기 제1 전용 커패시터(Cr1), 상기 표준 인덕터(Lrc) 및 상기 표준 커패시터(Crc)에 의해 결정된다. 따라서, 공진 주파수가 제1 개별 공진 주파수가 되도록 상기 제1 전용 가변 인덕터(Lr1), 상기 제1 전용 커패시터(Cr1), 상기 표준 인덕터(Lrc) 및 상기 표준 커패시터(Crc)의 크기를 결정함으로써, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 수 있다.
When transmitting the radio power having the first individual resonance frequency, the controller 130 determines that the first dedicated variable inductor Lr1 has the first inductance and the other dedicated variable inductors except for the first dedicated variable inductor Lr1 V2, ..., VN so that the inductances of all of the inductors Lr1, Lr2, ..., LrN are all zero. 4, the remaining dedicated inductors Lr2, ..., LrN except for the first dedicated variable inductor Lr1 and the remaining dedicated capacitors Cr2, ..., CrN except for the first dedicated capacitor Cr1, The resonance frequency is reduced by the first dedicated variable inductor Lr1, the first dedicated capacitor Cr1, the standard inductor Lrc and the standard capacitor Crc . Therefore, by determining the sizes of the first dedicated variable inductor Lr1, the first dedicated capacitor Cr1, the standard inductor Lrc, and the standard capacitor Crc such that the resonance frequency is the first individual resonance frequency, The wireless power transmission apparatus 100 can transmit wireless power having a first individual resonance frequency.

도 5는 제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 무선 전원 공급부(120)의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.5 is an equivalent circuit diagram of a wireless power supply unit 120 of a wireless power transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when transmitting wireless power having a second individual resonance frequency.

제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 때, 제어부(130)는 제2 전용 가변 인덕터(Lr2)는 제2 인덕턴스를 가지고, 제2 전용 가변 인덕터(Lr2)를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터들(Lr1, … LrN) 각각의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 제어 전압들(V1, V2, … VN)을 출력한다. 이 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 전용 가변 인덕터(Lr2)를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터들(Lr1, … LrN) 및 제2 전용 커패시터(Cr2)를 제외한 나머지 전용 커패시터들(Cr1, … CrN)은 모두 회로에 아무런 영향을 미치지 못하게 되며, 따라서 공진 주파수는 상기 제2 전용 가변 인덕터(Lr2), 상기 제2 전용 커패시터(Cr2), 상기 표준 인덕터(Lrc) 및 상기 표준 커패시터(Crc)에 의해 결정된다. 따라서, 공진 주파수가 제2 개별 공진 주파수가 되도록 상기 제2 전용 가변 인덕터(Lr2), 상기 제2 전용 커패시터(Cr2), 상기 표준 인덕터(Lrc) 및 상기 표준 커패시터(Crc)의 크기를 결정함으로써, 무선 전력 송신 장치(100)는 제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 수 있다.
When transmitting the radio power having the second individual resonance frequency, the controller 130 determines that the second dedicated variable inductor Lr2 has the second inductance and the other dedicated variable inductors except for the second dedicated variable inductor Lr2 V2, ..., VN so that the inductance of each of the inductors Lr1, ..., LrN is all zero. In this case, as shown in FIG. 5, the remaining dedicated capacitors Cr1, ..., CrN except for the dedicated variable inductors Lr1, ..., LrN except for the second dedicated variable inductor Lr2 and the second dedicated capacitor Cr2, And thus the resonance frequency is not affected by the second dedicated variable inductor Lr2, the second dedicated capacitor Cr2, the standard inductor Lrc and the standard capacitor Crc . Therefore, by determining the sizes of the second dedicated variable inductor Lr2, the second dedicated capacitor Cr2, the standard inductor Lrc, and the standard capacitor Crc so that the resonance frequency is the second individual resonance frequency, The wireless power transmission apparatus 100 can transmit wireless power having a second individual resonance frequency.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)의 구성을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)는 수신부(210) 및 정류부(220)를 포함할 수 있으며, 충전지(230)를 더 포함할 수도 있다.6 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power receiving apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. The wireless power receiving apparatus 200 according to the embodiment of the present invention includes a receiving unit 210 and a rectifying unit 220 And may further include a rechargeable battery 230.

도 6에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
The function of each of the blocks shown in FIG. 6 will be described below.

수신부(210)는 2개의 코일들(L1, L2)과 2개의 커패시터들(C1, C2)을 포함하며, 무선 전력 송신 장치(100) 로부터 전송된 무선 전력을 수신한다. 상기 코일들과 커패시터의 개수는 변경될 수 있다. 본 실시예의 2개의 코일들(L1, L2)은 2개의 커패시터들(C1, C2) 각각과 직렬로 연결될 수 있으며, 직렬로 연결된 코일과 커패시터들((L1, C1), (L2, C2)) 각각은 공진 회로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 수신부(210)는 2개의 서로 다른 공진 주파수들(

Figure pat00001
,
Figure pat00002
)을 가질 수 있다. 상기 공진 주파수들 중 하나(fr1)는 개별 공진 주파수일 수 있으며, 다른 하나(frc)는 공통 공진 주파수일 수 있다. 상기 개별 공진 주파수는 무선 전력 수신 장치가 다른 무선 전력 수신 장치와 구별되어 가지는 고유의 주파수를 의미하며, 공통 공진 주파수는 복수개의 무선 전력 수신 장치가 공동으로 가지는 하나의 주파수를 의미한다.
The receiving unit 210 includes two coils L1 and L2 and two capacitors C1 and C2 and receives the wireless power transmitted from the wireless power transmitting apparatus 100. [ The number of the coils and the capacitors can be changed. The two coils L1 and L2 of this embodiment can be connected in series with each of the two capacitors C1 and C2 and the coils and capacitors L1 and C1, Each of which can constitute a resonance circuit. For example, the receiving unit 210 may include two different resonant frequencies (
Figure pat00001
,
Figure pat00002
). One of the resonance frequencies fr1 may be an individual resonance frequency and the other frc may be a common resonance frequency. The individual resonance frequency means a frequency inherent to the wireless power receiving apparatus by being distinguished from other wireless power receiving apparatuses, and the common resonant frequency means one frequency shared by a plurality of wireless power receiving apparatuses.

정류부(220)는 수신부(210)에서 수신한 무선 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환할 수 있다. 정류부(220)는 경우에 따라 상기 직류 전력의 전압을 승압 또는 감압할 수도 있다.
The rectifying unit 220 rectifies the radio power received by the receiving unit 210 and converts it into DC power. The rectifying unit 220 may increase or decrease the voltage of the direct current power in some cases.

충전지(230)는 상기 정류부(220)로부터 직류 전력을 공급받아 에너지를 저장한다.
The rechargeable battery 230 receives direct current power from the rectifier 220 and stores energy.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)의 실제 적용례를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(200)는 회로 및 전자 부품등이 실장되는 제1 영역(240)과 코일 등이 형성되는 제2 영역(250)을 포함하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구성될 수 있다.7 is a diagram illustrating a practical example of a wireless power receiving apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. The wireless power receiving apparatus 200 of the present invention includes a first region 240 in which a circuit, an electronic component, And a printed circuit board (PCB) including a second region 250 on which a coil and the like are formed.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200, 도 6 참조)의 정류부(220, 도 6 참조)는 상기 제1 영역(240)에 배치될 수 있다. 정류부(220, 도 6 참조)는 하나의 칩 형태로 구현될 수 있다.The rectifying unit 220 (see FIG. 6) of the wireless power receiving apparatus 200 (see FIG. 6) according to the embodiment of the present invention may be disposed in the first region 240. The rectifying unit 220 (see FIG. 6) may be implemented in a single chip form.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200, 도 6 참조)의 수신부(210, 도 6 참조)의 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2) 는 제2 영역(250)에 형성될 수 있다.The first coil L1 and the second coil L2 of the receiver 210 (see FIG. 6) of the wireless power receiving apparatus 200 (see FIG. 6) according to the embodiment of the present invention are formed in the second region 250 .

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200, 도 6 참조)의 수신부(210, 도 6 참조)의 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제1 영역(240)에 배치될 수도 있으며, 제2 영역(250)에 형성될 수도 있다. 상기 제1 커패시터(C1) 및 상기 제2 커패시터(C2)가 제2 영역(250)에 형성될 경우, 상기 제1 커패시터(C1) 및 상기 제2 커패시터(C2)는 상기 인쇄 회로 기판 내부에 임베딩(embedding)되는 형태로 형성될 수 있다.
The first capacitor C1 and the second capacitor C2 of the receiver 210 (see FIG. 6) of the wireless power receiving apparatus 200 (see FIG. 6) according to the embodiment of the present invention are arranged in the first region 240 Or may be formed in the second region 250. When the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are formed in the second region 250, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are embedded in the printed circuit board, (not shown).

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)의 제2 영역에 형성된 코일의 실시예의 평면을 나타낸 도면이다.8 is a plan view of an embodiment of a coil formed in a second region of a wireless power receiving apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 코일(L1)은 동일한 인쇄 회로 기판 표면에 배치되는 제2 코일(L2)과 간격(d)을 가지고 내측에 배치될 수 있다. 도 8에서는 제1 코일(L1)이 제2 코일(L2)의 내경의 내측에, 제2 코일(L2)이 제1 코일(L1)의 외경의 외측에 배치되는 경우를 도시하였으나, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)의 배치 위치는 변경될 수 있다.As shown in Fig. 8, the first coil L1 may be disposed on the inner side with a gap d between the second coil L2 disposed on the same printed circuit board surface. 8, the first coil L1 is disposed on the inner side of the inner diameter of the second coil L2 and the second coil L2 is disposed on the outer side of the outer diameter of the first coil L1. However, The arrangement position of the first coil L1 and the second coil L2 can be changed.

또한, 도시하지는 않았으나, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)은 동일한 PCB 기판 표면에 좌우로 병렬 배치될 수도 있으며, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2) 각각이 서로 다른 인쇄 회로 기판의 레이어, 예를 들면, 인쇄 회로 기판의 일면과 타면에 배치될 수도 있다.Although not shown, the first coil L1 and the second coil L2 may be arranged in parallel on the same PCB substrate surface, and the first coil L1 and the second coil L2 may be arranged in parallel to each other For example, a layer of a printed circuit board, for example, one surface of a printed circuit board.

또한, 도 8에서는 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)가 원형인 경우를 예시하였으나, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
In FIG. 8, the case where the first coil L1 and the second coil L2 are circular is exemplified, but the shapes of the first coil L1 and the second coil L2 are not particularly limited.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역의 단면의 실시예를 나타낸 도면으로서, 무선 전력 수신 장치(200)의 제2 영역(250)에 형성된 커패시터의 실시예를 나타낸 도면이다.9 is a diagram showing an embodiment of a cross section of a second region of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention and showing an embodiment of a capacitor formed in the second region 250 of the wireless power receiving apparatus 200 FIG.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 영역(250)에는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)가 배치될 수 있으며, 이 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 PCB 내부에 임베딩되는 형태로 구현될 수 있다. 임베딩된 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 비아홀들(via)을 통하여 제1 코일(L1)과 정류부(220, 도 6 참조) 사이 및 제2 코일(L2)과 정류부(220, 도 6 참조) 사이 각각에 배치될 수 있다. 제1 커패시터(C1)가 제1 코일(L1)과 직렬로, 제2 커패시터(C2)가 제2 코일(L2)과 직렬로 연결되는 것을 전제로, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 위치는 특별히 제한되지 않는다.6, a first capacitor C1 and a second capacitor C2 may be disposed in the second region 250. In this case, the first and second capacitors C1 and C2 It can be implemented in a form embedded in the PCB. The embedded first capacitor C1 and the second capacitor C2 are connected between the first coil L1 and the rectifying part 220 (see FIG. 6) via the via holes and between the second coil L2 and the rectifying part 220 , See Fig. 6). It is assumed that the first capacitor C1 is connected in series with the first coil L1 and the second capacitor C2 is connected in series with the second coil L2, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are not particularly limited.

또한, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제1 영역(240)에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제2 영역(250)에서 제외될 수 있다.
The first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be disposed in the first region 240. In this case, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be disposed in the second region 250 ).

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100) 상에 복수개의 무선 전력 수신 장치들(200-1, 200-2)이 위치한 것을 나타낸 도면이다.
10 is a diagram for explaining the operation of the wireless power transmission apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The wireless power transmission apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of wireless power receiving apparatuses 200-1, 200-2 are located.

복수개의 무선 전력 수신 장치들(200-1, 200-2) 각각은 도 6에 나타낸 것과 동일한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)는 제1 개별 공진 주파수(fr1)와 공통 공진 주파수(frc)를 가지는 수신부를 포함할 수 있으며, 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)는 제2 개별 공진 주파수(fr2)와 공통 공진 주파수(frc)를 가지는 수신부를 포함할 수 있다.
Each of the plurality of wireless power receiving apparatuses 200-1 and 200-2 may have the same configuration as that shown in FIG. In this case, the first wireless power receiving apparatus 200-1 may include a receiving unit having a first individual resonant frequency fr1 and a common resonant frequency frc, May include a receiver having a second individual resonance frequency fr2 and a common resonance frequency frc.

무선 전력 송신 장치(100)는 다양한 방법으로 복수개의 무선 전력 수신 장치들(200-1, 200-2) 중 선택된 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 공급하거나, 복수개의 무선 전력 수신 장치들(200-1, 200-2) 모두로 무선 전력을 공급할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 100 may supply wireless power to a selected one of a plurality of wireless power receiving apparatuses 200-1 and 200-2 in a variety of ways, 1, 200-2).

예를 들면, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1) 만이 인증되고, 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)는 인증되지 않은 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 개별 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력을 전송함으로써, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)에만 무선 전력을 공급할 수 있다.For example, when only the first wireless power receiving device 200-1 is authenticated and the second wireless power receiving device 200-2 is not authenticated, the wireless power transmitting device 100 transmits the first individual resonant frequency the wireless power can be supplied only to the first wireless power receiving apparatus 200-1.

만일, 제2 무선 전력 수신 장치(200-2) 만이 인증되고, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)는 인증되지 않은 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 제2 개별 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 전송함으로써, 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)에만 무선 전력을 공급할 수 있다.If only the second wireless power receiving apparatus 200-2 is authenticated and the first wireless power receiving apparatus 200-1 is not authenticated, the wireless power transmitting apparatus 100 transmits the second individual resonant frequency fr2, The wireless power can be supplied only to the second wireless power receiving apparatus 200-2.

제1 무선 전력 수신 장치(200-1)와 제2 무선 전력 수신 장치(200-2) 모두 인증된 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 공통 공진 주파수(frc)를 가지는 무선 전력을 전송함으로써, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)와 제2 무선 전력 수신 장치(200-2) 모두로 무선 전력을 공급할 수 있다.When both the first wireless power receiving apparatus 200-1 and the second wireless power receiving apparatus 200-2 are authenticated, the wireless power transmitting apparatus 100 transmits the wireless power having the common resonance frequency frc, The wireless power can be supplied to both the first wireless power receiving apparatus 200-1 and the second wireless power receiving apparatus 200-2.

또는, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)와 제2 무선 전력 수신 장치(200-2) 모두 인증된 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 개별 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력과 제2 개별 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 시분할 방식으로 전송함으로써, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)와 제2 무선 전력 수신 장치(200-2) 모두로 무선 전력을 공급할 수도 있다.
Alternatively, when both the first wireless power receiving apparatus 200-1 and the second wireless power receiving apparatus 200-2 are authenticated, the wireless power transmitting apparatus 100 transmits the wireless power having the first individual resonant frequency fr1 And wireless power having the second individual resonance frequency fr2 in a time division manner to supply wireless power to both the first wireless power receiving apparatus 200-1 and the second wireless power receiving apparatus 200-2 have.

도 11은 도 10에서, 시분할 방식으로 무선 전력이 전송되는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 11의 (a)는 무선 전력 송신 장치(100)가 송신하는 무선 전력의 공진 주파수를, (b)는 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)가 수신하는 무선 전력의 공진 주파수를, (c)는 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)가 수신하는 무선 전력의 공진 주파수를 각각 나타낸 것이다.Fig. 11 is a diagram for explaining the operation when radio power is transmitted in a time division manner in Fig. 10, wherein Fig. 11 (a) shows the resonance frequency of the radio power transmitted by the radio power transmitting apparatus 100, (b) shows the resonance frequency of the radio power received by the first radio power receiving apparatus 200-1, and (c) shows the resonance frequency of the radio power received by the second radio power receiving apparatus 200-2 will be.

시분할 방식으로 무선 전력이 전송되는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 시간 동안 제1 개별 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력을 송신하고, 제2 시간 동안 제2 개별 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 송신할 수 있다. 이 때, 상기 제1 시간과 제2 시간은 동일할 수도 있으나, 도 11에 도시된 바와 같이 상이할 수도 있다.When the wireless power is transmitted in a time division manner, the wireless power transmission apparatus 100 transmits the wireless power having the first individual resonance frequency fr1 for the first time, and transmits the second individual resonance frequency fr2 for the second time, Lt; / RTI > At this time, the first time and the second time may be the same, but they may be different as shown in FIG.

예를 들면, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)의 우선 순위가 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)의 우선 순위보다 높다면, 제1 무선 전력 수신 장치(200-1)로 무선 전력이 공급되는 시간(제1 시간)이 제2 무선 전력 수신 장치(200-2)로 무선 전력이 공급되는 시간(제2 시간)보다 길게 설정될 수 있다. 무선 전력 수신 장치의 우선 순위는 무선 전력 수신 장치의 배터리의 충전 정도나, 무선 전력 수신 장치의 사용자의 등급, 및 무선 전력 수신 장치의 온도 중 적어도 하나 이상에 기초하여 결정될 수 있다.
For example, if the priority of the first wireless power receiving apparatus 200-1 is higher than that of the second wireless power receiving apparatus 200-2, The first power supply time (first time) may be set longer than the second power supply time (second time) to the second wireless power reception apparatus 200-2. The priority of the wireless power receiving apparatus can be determined based on at least one of the degree of charging of the battery of the wireless power receiving apparatus, the rating of the user of the wireless power receiving apparatus, and the temperature of the wireless power receiving apparatus.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

100: 무선 전력 송신 장치 200: 무선 전력 수신 장치
300: 외부 서버 110: 전원부
120 : 무선 전원 공급부 130 : 제어부
210 : 수신부 220 : 정류부
230 : 충전지100: wireless power transmitting apparatus 200: wireless power receiving apparatus
300: external server 110: power source
120: wireless power supply unit 130:
210: Receiver 220:
230: Rechargeable battery

Claims (19)

표준 인덕터 및 상기 표준 인덕터와 병렬로 연결된 표준 커패시터를 포함하는 표준 공진기;
상기 표준 공진기와 직렬로 연결되고, 각각으로 인가되는 제어 전압에 응답하여 인덕턴스가 가변되는 적어도 하나 이상의 전용 가변 인덕터;
상기 전용 가변 인덕터 각각과 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 전용 공진 커패시터; 및
상기 제어 전압을 출력하는 제어부를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
A standard resonator including a standard inductor and a standard capacitor connected in parallel with the standard inductor;
At least one dedicated variable inductor connected in series with the standard resonator and whose inductance is variable in response to a control voltage applied thereto;
At least one dedicated resonant capacitor connected in parallel with each of the dedicated variable inductors; And
And a control unit for outputting the control voltage.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
입력되는 전원을 공급 전원으로 변환하여 출력하는 전원부;
상기 공급 전원이 인가되는 단자와 접지 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치와 제2 스위치를 포함하고,
상기 표준 인덕터와 상기 전용 가변 인덕터는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 연결된 단자와 상기 접지 사이에 연결되는 무선 전력 송신 장치.
2. The wireless power transmission device according to claim 1,
A power supply for converting input power into a power supply and outputting the power;
A first switch and a second switch connected in series between a terminal to which the supply voltage is applied and the ground,
Wherein the standard inductor and the dedicated variable inductor are connected between the ground and the terminal to which the first switch and the second switch are connected.
제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 제어하는 제어 신호들을 추가적으로 출력하고, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 상보적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행하는 무선 전력 송신 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
Wherein the first switch and the second switch additionally output control signals for controlling the first switch and the second switch, and the first switch and the second switch complementarily perform on / off switching operations.
제1항에 있어서, 상기 전용 가변 인덕터 각각은
1차 코일;
상기 1차 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제어 전압이 인가되는 2차 코일을 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 전용 가변 인덕터의 1차 코일이 상기 표준 인덕터와 직렬로 연결되는 무선 전력 송신 장치.
2. The method of claim 1, wherein each of the dedicated variable inductors
Primary coil;
A secondary coil magnetically coupled to the primary coil and to which the control voltage is applied,
Wherein a primary coil of said at least one dedicated variable inductor is connected in series with said standard inductor.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 송신 장치가 공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 경우, 상기 전용 가변 인덕터 각각의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 상기 제어 전압을 출력하는 무선 전력 송신 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit
And outputs the control voltage so that the inductance of each of the dedicated variable inductors is all zero when the wireless power transmission apparatus transmits wireless power having a common resonance frequency.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 송신 장치가 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 경우, 상기 전용 가변 인덕터 중 하나를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 상기 제어 전압들을 출력하는 무선 전력 송신 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit
And outputs the control voltages so that the inductances of the dedicated variable inductors other than one of the dedicated variable inductors are all zero when the wireless power transmission apparatus transmits wireless power having an individual resonant frequency.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
인증된 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수에 따라 상기 제어 전압들을 출력하는 무선 전력 송신 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit
And outputs the control voltages according to the resonant frequency of the authenticated wireless power receiving apparatus.
제7항에 있어서, 상기 제어부는
제1 개별 공진 주파수를 가지는 제1 무선 전력 수신 장치와 제2 개별 공진 주파수를 가지는 제2 무선 전력 수신 장치가 인증된 경우, 제1 시간 동안 상기 제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 송신되도록 상기 제어 전압들을 출력하고, 제2 시간 동안 상기 제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 송신되도록 상기 제어 전압을 출력하는 무선 전력 송신 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the control unit
When the first wireless power receiving apparatus having the first individual resonant frequency and the second wireless power receiving apparatus having the second individual resonant frequency are authenticated, the wireless power having the first individual resonant frequency is transmitted for the first time, Outputs control voltages and outputs the control voltage such that a radio power having the second individual resonance frequency is transmitted for a second time.
제8항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 무선 전력 수신 장치의 우선 순위가 상기 제2 무선 전력 수신 장치의 우선 순위보다 높은 경우, 상기 제1 시간을 상기 제2 시간보다 길게 설정하는 무선 전력 송신 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the control unit
And sets the first time longer than the second time when the priority of the first wireless power receiving apparatus is higher than the priority of the second wireless power receiving apparatus.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제2 무선 전력 수신 장치 각각의 사용자 등급, 배터리 충전 정도, 및 온도 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 우선 순위를 결정하는 무선 전력 송신 장치.
10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
Wherein the priority determining unit determines the priority based on at least one of a user class, a battery charge level, and a temperature of each of the first wireless power receiving apparatus and the second wireless power receiving apparatus.
무선 전력 수신 장치가 접속하면, 상기 무선 전력 수신 장치의 인증 여부에 대한 정보 및 상기 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수에 대한 정보를 전송하는 외부 서버; 및
상기 무선 전력 수신 장치가 상기 외부 서버와 접속하도록 지원하고, 상기 무선 전력 수신 장치가 인증된 경우 상기 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치를 포함하고,
상기 무선 전력 송신 장치는
표준 인덕터 및 상기 표준 인덕터와 병렬로 연결된 표준 커패시터를 포함하는 표준 공진기;
상기 표준 공진기와 직렬로 연결되고, 각각으로 인가되는 제어 전압에 응답하여 인덕턴스가 가변되는 적어도 하나 이상의 전용 가변 인덕터;
상기 전용 가변 인덕터 각각과 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 전용 공진 커패시터; 및
상기 제어 전압을 출력하는 제어부를 포함하는 무선 전력 송신 시스템.
An external server for transmitting information on authentication of the wireless power receiving apparatus and information on a resonant frequency of the wireless power receiving apparatus when the wireless power receiving apparatus is connected; And
And a wireless power transmission apparatus that supports the wireless power receiving apparatus to connect with the external server and transmits wireless power having the resonant frequency when the wireless power receiving apparatus is authenticated,
The wireless power transmission apparatus
A standard resonator including a standard inductor and a standard capacitor connected in parallel with the standard inductor;
At least one dedicated variable inductor connected in series with the standard resonator and whose inductance is variable in response to a control voltage applied thereto;
At least one dedicated resonant capacitor connected in parallel with each of the dedicated variable inductors; And
And a control unit for outputting the control voltage.
제11항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
와이파이 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 와이파이 장치를 통해 상기 외부 서버와 접속하는 무선 전력 송신 시스템.
12. The apparatus of claim 11, wherein the wireless power transmission device
Wherein the wireless power receiving device connects to the external server via the Wi-Fi device.
제11항에 있어서, 상기 전용 가변 인덕터들 각각은
1차 코일;
상기 1차 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제어 전압이 인가되는 2차 코일을 포함하고,
상기 전용 가변 인덕터의 1차 코일이 상기 표준 인덕터와 직렬로 연결되는 무선 전력 송신 시스템.
12. The method of claim 11, wherein each of the dedicated variable inductors
Primary coil;
A secondary coil magnetically coupled to the primary coil and to which the control voltage is applied,
And a primary coil of the dedicated variable inductor is connected in series with the standard inductor.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 송신 장치가 공통 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 경우, 상기 전용 가변 인덕터의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 상기 제어 전압들을 출력하는 무선 전력 송신 시스템.
12. The apparatus of claim 11, wherein the control unit
And outputs the control voltages such that the inductance of the dedicated variable inductor is all zero when the wireless power transmission apparatus transmits wireless power having a common resonance frequency.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 송신 장치가 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 경우, 상기 전용 가변 인덕터 중 하나를 제외한 나머지 전용 가변 인덕터의 인덕턴스가 모두 0이 되도록 상기 제어 전압을 출력하는 무선 전력 송신 시스템.
12. The apparatus of claim 11, wherein the control unit
And outputs the control voltage such that the inductance of all the dedicated variable inductors other than one of the dedicated variable inductors is zero when the wireless power transmission apparatus transmits wireless power having an individual resonant frequency.
제11항에 있어서, 상기 제어부는
인증된 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수에 따라 상기 제어 전압을 출력하는 무선 전력 송신 시스템.
12. The apparatus of claim 11, wherein the control unit
And outputs the control voltage according to a resonant frequency of an authenticated wireless power receiving apparatus.
제16항에 있어서, 상기 제어부는
제1 개별 공진 주파수를 가지는 제1 무선 전력 수신 장치와 제2 개별 공진 주파수를 가지는 제2 무선 전력 수신 장치가 인증된 경우, 제1 시간 동안 상기 제1 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 송신되도록 상기 제어 전압들을 출력하고, 제2 시간 동안 상기 제2 개별 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 송신되도록 상기 제어 전압을 출력하는 무선 전력 송신 시스템.
17. The apparatus of claim 16, wherein the control unit
When the first wireless power receiving apparatus having the first individual resonant frequency and the second wireless power receiving apparatus having the second individual resonant frequency are authenticated, the wireless power having the first individual resonant frequency is transmitted for the first time, And outputs the control voltage such that the wireless power having the second individual resonance frequency is transmitted for a second time.
제17항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 무선 전력 수신 장치의 우선 순위가 상기 제2 무선 전력 수신 장치의 우선 순위보다 높은 경우, 상기 제1 시간을 상기 제2 시간보다 길게 설정하는 무선 전력 송신 시스템.
18. The apparatus of claim 17, wherein the control unit
And sets the first time longer than the second time when the priority of the first wireless power receiving apparatus is higher than the priority of the second wireless power receiving apparatus.
제18항에 있어서, 상기 외부 서버는
상기 제1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제2 무선 전력 수신 장치 각각의 사용자 등급, 배터리 충전 정도, 및 온도 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 우선 순위를 결정하고, 결정된 우선 순위에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신 장치로 전송하는 무선 전력 송신 시스템.19. The system of claim 18, wherein the external server
Determines the priority based on at least one of a user class, a battery charge level, and a temperature of each of the first wireless power receiving device and the second wireless power receiving device, and transmits information on the determined priority to the wireless power To the transmitting device.
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