KR20160065172A - 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소 - Google Patents

유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소 Download PDF

Info

Publication number
KR20160065172A
KR20160065172A KR1020167011452A KR20167011452A KR20160065172A KR 20160065172 A KR20160065172 A KR 20160065172A KR 1020167011452 A KR1020167011452 A KR 1020167011452A KR 20167011452 A KR20167011452 A KR 20167011452A KR 20160065172 A KR20160065172 A KR 20160065172A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
state
converter
controller
bridge circuit
converted
Prior art date
Application number
KR1020167011452A
Other languages
English (en)
Inventor
토드 케이. 모이어
제프리 엠. 알베스
스티븐 지. 허브스트
데이비드 더블유. 리터
제프리 제이. 테를리지
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20160065172A publication Critical patent/KR20160065172A/ko

Links

Images

Classifications

    • H02J5/005—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H02J7/025—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

유도 에너지 전달 시스템에서, 에너지를 전달하기 위해 송신 코일에 인가되는 신호의 위상은, 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 에너지가 전달되는 동안에 조정된다. 신호의 위상은 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태에서 비-변환 상태로 변경함으로써 조정될 수 있다. DC-AC 변환기는 DC-AC 변환기가 변환 상태일 때 송신 코일에 인가되는 신호를 출력한다. DC-AC 변환기가 비-변환 상태일 때 신호는 송신 코일에 인가되지 않는다.

Description

유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소{REDUCING POWER DISSIPATION IN INDUCTIVE ENERGY TRANSFER SYSTEMS}
관련 출원들의 상호 참조
본 특허 협력 조약 특허 출원은 2013년 10월 9일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Methods For Power Reduction In Inductive Charging Systems"인 미국 가특허 출원 제61/888,598호, 및 2014년 9월 30일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Reducing Power Dissipation in Inductive Energy Transfer Systems"인 미국 정규 특허 출원 제14/503,363호에 대하여 우선권을 주장하며, 이들 각각의 내용은 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 디바이스에서의 유도 에너지 전달 시스템에 관한 것이다.
많은 전자 디바이스들은 때때로 재충전하기 위해 외부 전력을 필요로 하는 하나 이상의 재충전가능 배터리를 포함한다. 이들 디바이스는 휴대폰, 스마트 전화, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 착용가능한 디바이스, 내비게이션 디바이스, 스포츠 디바이스, 건강 디바이스, 액세서리 디바이스 등을 포함할 수 있다. 흔히, 이들 디바이스는 충전 코드를 전자 디바이스 및 외부 전력 공급원(예컨대, 벽 콘센트)에 연결함으로써 충전된다. 충전 코드는 전자 디바이스의 각각의 전기 전도성 접점들과 정합할 수 있는 전기 전도성 접점들을 구비한 커넥터를 갖는 케이블일 수 있다. 일부 예들에서, 전자 디바이스들은 수신된 전력을 사용하여 내부 배터리의 전하를 보충할 수 있다.
일부 경우들에서, 충전 코드는 전력 전달에 전용으로 사용될 수 있다. 다른 경우들에서, 충전 코드는 데이터와 함께 전력을 전달하는 데 사용될 수 있다. 이러한 커넥터들의 예들은 USB(universal serial bus), FireWire, PCIe(peripheral component interconnect express), 또는 다른 유사한 데이터 포트들을 포함할 수 있다.
많은 예들에서, 사용자는 내부 배터리들을 갖는 다수의 전자 디바이스들의 이득을 누리고(enjoy) 그것들을 규칙적으로 동작시킬 수 있다. 이들 다수의 디바이스는 흔히 상이한 전력 출력들 및 상이한 커넥터 유형들을 갖는 별개의 충전 코드들을 필요로 한다. 다수의 충전 코드는 여러 곳에서 사용하고 저장하고 운송하기에 부담스러울 수 있다. 그 결과, 디바이스 휴대성의 이득들은 실질적으로 제한될 수 있다.
또한, 충전 코드들은 소정 상황들에서 사용하기에 안전하지 않을 수 있다. 예를 들어, 차량의 운전자는 전자 디바이스의 플러그를 차량 충전기에 꽂으려고 시도하면서 산만해질 수 있다. 다른 예에서, 충전 코드는, 내버려 두는(left unattended) 경우에 발에 걸릴 위험을 보일 수 있다.
이들 및 다른 단점들을 처리하기 위해, 일부 전자 디바이스들은 유도 충전 시스템을 포함할 수 있다. 사용자는 단순히 전자 디바이스를 유도 충전 표면 상에 배치하여, 내부 배터리를 보충할 수 있다. 유도 충전 표면 내의 전자기 송신 코일은 휴대용 전자 디바이스 내의 전자기 수신 코일에 유도 결합될 수 있다. 송신 코일 내에서 전류를 주기적으로 토글링하거나 교번함으로써, 전류가 수신 코일에 유도될 수 있다. 수신 코일에 유도된 전류는 휴대용 전자 디바이스의 내부 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있다.
그러나, 일부 상황들에서, 송신 코일 및/또는 수신 코일 내의 전류는 큰 양의 전력 또는 에너지 손실을 생성할 수 있다. 비교적 작은 양의 에너지가 전달되는 경우, 에너지 손실은, 전달되고 있는 에너지의 양에 비하여 클 수 있다. 에너지 손실은 에너지 전달의 효율을 감소시키며, 배터리 재충전을 어렵거나 시간 소모적인 것으로 만든다.
유도 에너지 전달 시스템에서, 에너지를 전달하기 위해 송신 코일에 인가되는 신호의 위상은 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 에너지가 전달되는 동안에 조정된다. 신호의 위상은 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태(converting state)에서 비-변환 상태로 변경함으로써 조정될 수 있다. DC-AC 변환기는 DC-AC 변환기가 변환 상태일 때 송신 코일에 인가되는 신호를 출력한다. DC-AC 변환기가 비-변환 상태일 때 신호는 송신 코일에 입력되지 않는다.
일 양태에서, 유도 에너지 전달 시스템 내의 송신 디바이스는 송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기, 및 DC-AC 변환기에 동작가능하게 연결된 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 송신 코일이 에너지를 전달하고 있을 때 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태와 비-변환 상태 사이에서 변경하기 위해 DC-AC 변환기로 하나 이상의 신호를 송신하도록 구성된다. 하나의 예로서, 비-변환 상태는 정지 상태(quiescent state)일 수 있다. 다른 예로서, 비-변환 상태는 고임피던스 상태일 수 있다.
다른 양태에서, 유도 에너지 전달 시스템 내의 송신 디바이스를 동작시키는 방법은 송신 디바이스 내의 송신 코일을 이용하여 에너지를 전달하는 단계, 및 에너지 전달 동안에, 송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태와 비-변환 상태 사이에서 주기적으로 변경하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 유도 에너지 전달 시스템은 송신 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 송신 디바이스는 송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기, 및 DC-AC 변환기에 동작가능하게 연결된 제어기를 포함할 수 있다. 수신 디바이스는 수신 코일에 동작가능하게 연결된 부하, 및 부하의 동작 조건(예컨대, 부하 상의 신호 레벨)을 측정하기 위해 부하에 동작가능하게 연결된 감지 회로를 포함할 수 있다. 제어기는 송신 코일이 수신 코일로 에너지를 전달하고 있을 때 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태와 비-변환 상태 사이에서 변경하기 위해 DC-AC 변환기로 하나 이상의 신호를 송신하도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 감지 회로는 부하 상의 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는(예컨대, 초과하거나 그 미만인) 경우 제어기로 제어 신호를 송신할 수 있다. 제어기는 이어서 감지 회로로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 DC-AC 변환기를 비-변환 상태에 배치할 수 있다. 하나의 예로서, 감지 회로는 부하 상의 전압 레벨이 임계치와 동일하거나 그 미만일 때 제어 신호를 송신할 수 있고, 제어기는 감지 회로로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 DC-AC 변환기를 정지 상태에 배치할 수 있다.
또 다른 양태에서, 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법은 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 에너지를 전달하는 단계, 및 에너지의 전달 동안에 수신 디바이스 내의 부하 상의 신호 레벨을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 측정된 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는지(예컨대, 초과하거나 미만인지) 여부에 관한 결정이 이루어질 수 있다. 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는 경우, 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과한다는 것을 나타내는 신호가 수신 디바이스로부터 송신 디바이스로 송신될 수 있다. 수신된 신호에 기초하여, 송신 디바이스 내의 제어기는 DC-AC 변환기의 상태를 비-변환 상태로 변경한다.
본 발명의 실시예들은 하기의 도면들을 참조하여 더욱 잘 이해된다. 도면들의 요소들은 반드시 서로에 대해 스케일링되어야 하는 것은 아니다. 가능한 경우, 도면들에 공통적인 동일한 특징부들을 지시하기 위해 동일한 도면 부호들이 사용되었다.
도 1은 위상 제어된(phase controlled) 유도 에너지 전달 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 DC-AC 변환기(106)로서 사용하기에 적합한 H 브리지의 단순화된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 4는 펄스 스킵(pulse skipping)을 갖는 위상 제어된 유도 에너지 전달 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 위상 제어된 유도 에너지 전달 시스템의 예시적인 회로도이다.
도 6은 도 4에 도시된 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
본 명세서에서 기술된 실시예들은 유도 에너지 전달 시스템에서 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 보다 효율적으로 에너지를 전달할 수 있다. 송신 코일에 인가되는 신호의 위상을 조정하는 것은 에너지 손실들을 감소시킬 수 있다. 전형적으로, DC-AC 변환기는, DC 신호가 AC 신호로 변환되는 변환 상태(즉, 전류가 DC-AC 변환기(106)로 흐름)에서 동작한다. 본 발명은 연속적으로(예컨대, 사이클당(per-cycle) 기준으로) 그리고/또는 선택된 시간들에서 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태에서 비-변환 상태로 변경한다. DC-AC 변환기는 DC-AC 변환기가 변환 상태일 때 송신 코일에 인가되는 신호를 출력한다. 비-변환 상태에서, DC-AC 변환기는 송신 코일에 인가되는 신호를 생성하고 있지 않다.
하나의 예시적인 실시예에서, 위상-시프트된 풀 브리지(phase-shifted full bridge, PSFB) 위상 제어는 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태에서 정지 상태로 변경하는 데 사용될 수 있다. 정지 상태에서, 동일한 전위가 송신 코일에 인가되므로 에너지는 수신 디바이스로 전달되지 않는다. 정지 상태는 시스템에 에너지를 추가하지 않고서 순환 전류가 계속될 수 있게 한다.
다른 예시적인 실시예에서, 영전압 스위칭(zero voltage switching, ZVS)은 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태에서 고임피던스 상태로 변경하는 데 사용될 수 있다. 고임피던스 상태에서, 송신 코일의 기생 용량은 송신 코일에서 에너지를 흡수한다.
다른 실시예에서, 에너지를 보다 효율적으로 전달하기 위해 펄스 스킵이 위상 제어와 조합되어 사용될 수 있다. 펄스 스킵의 경우, 수신 디바이스 내의 부하의 동작 상태(예컨대, 신호 레벨)가 측정 또는 검출되고, DC-AC 변환기의 상태는, 신호가 특정 값 또는 주어진 동작 범위 내에 있지 않는 경우(예컨대, 제1 값 초과이거나 제2 값 미만인 경우)에 정지 상태로 변경된다. 하나의 예로서, 부하 상의 전압이 임계치 미만인 경우, DC-AC 변환기는 정지 상태에 위치될 수 있으며, 이는 결과적으로 송신 및 수신 코일들에서 손실들을 감소시킨다.
이제 도 1을 참조하면, 제1 위상 제어된 유도 에너지 전달 시스템의 단순화된 블록도가 도시된다. 도 1에 도시된 실시예는 에너지 전달의 위상이 조정되는 동안에 고정된 주파수에서 동작한다. "위상 제어"라는 문구는 변압기의 송신 코일 상의 신호 인가의 위상을 제어하는 프로세스를 지칭한다. 유도 에너지 전달 시스템(100)은 제어기(104) 및 DC-AC 변환기(106)에 동작가능하게 연결된 클록 회로(102)를 포함한다. 클록 회로(102)는 유도 에너지 전달 시스템(100) 내의 송신 디바이스에 대한 타이밍 신호들을 생성할 수 있다.
제어기(104)는 DC-AC 변환기(106)의 상태를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 클록 회로(102)는 사이클당 기준으로 DC-AC 변환기(106) 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하기 위해 제어기(104)에 의해 사용되는 주기적 신호들을 생성한다. 임의의 적합한 DC-AC 변환기(106)가 유도 에너지 전달 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, H 브리지가 DC-AC 변환기로서 사용된다.
DC-AC 변환기(106)에 의해 생성된 AC 신호는 변압기(108) 내로 입력된다. 변압기(108)는 송신 코일(110)과 수신 코일(112) 사이의 유도 결합을 통해 에너지를 전달한다. 본질적으로, 송신 코일(110)에서의 AC 신호는 수신 코일(112)에서 전류를 유도하는 가변 자기장을 생성한다. 수신 코일(112)에 의해 생성된 AC 신호는 AC 신호를 DC 신호로 변환하는 AC-DC 변환기(114)에 의해 수신된다. 임의의 적합한 AC-DC 변환기(114)가 유도 에너지 전달 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 정류기가 AC-DC 변환기로서 사용된다.
DC 신호는 이어서 부하(116)에 의해 수신된다. 일 실시예에서, 부하는 병렬로 연결된 전류원과 저항기를 포함하는 프로그램가능한 부하이다. 대안적으로, 부하는 부하가 정전류 부하일 때 전류원을 포함할 수 있다.
클록 회로(102), 제어기(104), DC-AC 변환기(106), 및 송신 코일(110)은 송신 디바이스에 포함된다. 수신 코일(112), AC-DC 변환기(114), 및 프로그램가능한 부하(116)는 수신 디바이스에 포함된다. 수신 디바이스 내의 통신 회로(118)는 송신 디바이스 내의 통신 회로(122)와 통신 채널(120)을 설정하도록 구성된다. 통신 채널(120)은 수신 디바이스로부터 송신 디바이스로 정보를 전달하는 데 사용되고, 그 반대로도 사용된다. 일 실시예에서, 통신 채널(120)은 송신 및 수신 코일들 사이의 유도 결합을 통해 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 통신 채널(120)은 별개의 유선 링크 또는 무선 링크로서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 통신 채널(120)은 예를 들어, 블루투스(Bluetooth), Wi-Fi, 셀룰러, 또는 근거리 통신 채널과 같은, 임의의 적합한 무선 통신 채널로서 구성될 수 있다.
수신 디바이스 내의 제어기(124)는 부하(116) 및 통신 회로(118)에 동작가능하게 연결된다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 제어기(124)는 수신 디바이스 내의 다른 컴포넌트들에 동작가능하게 연결될 수 있다. 하나의 예로서, 제어기는 AC-DC 변환기(114), 하나 이상의 센서(도시되지 않음), 디스플레이(도시되지 않음), 및 메모리(도시되지 않음)에 동작가능하게 연결될 수 있다. 제어기(124)는 부하(116)의 동작들을 모니터링 및/또는 제어할 수 있으며, 부하의 동작 조건들을 통신 채널(120)을 통해 송신 디바이스로 전달할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(124)는 에너지 전달에 있어서의 증가 또는 감소와 같은, 송신 디바이스의 동작들에서의 수정들을 통신 채널(120)을 통해 요청할 수 있다.
송신 디바이스 내의 제어 루프 회로(126)는 클록 회로(102)의 동작들을 조정하는 데 사용되는 제어 신호를 생성할 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 클록 회로(102)는 DC-AC 변환기(106) 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하기 위해 제어기(104)에 의해 사용되는 주기적 신호들을 생성한다. 제어 신호는 클록 회로(102)로 하여금, 제어기(104)가 DC-AC 변환기(106) 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하게 하는 주기적 신호들의 타이밍을 수정하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 송신 및 수신 코일들(110, 112)에서의 전류는 큰 양의 전력 손실을 생성할 수 있다. 비교적 작은 양의 전력이 전달되는 경우, 전력 손실은 전달되고 있는 에너지의 양에 비하여 클 수 있다. 추가적으로, 손실의 양은 부하에 비례한다. 변압기 상의 부하가 증가함에 따라 손실은 증가하고, 변압기 상의 부하가 감소함에 따라 손실은 감소한다. 전형적으로, 전력이 전달되고 있을 때 손실은 임계치 레벨로 하락한다. 일부 실시예들에서, 송신 코일에서의 구리 손실은 손실의 임계치 레벨을 결정할 수 있다.
본 명세서에서 기술된 실시예들은 송신 코일에 인가되는 신호의 위상을 조정함으로써 보다 효율적으로 에너지를 전달한다. DC-AC 변환기의 상태는 변환 상태에서 비-변환 상태로 변경되어, 송신 코일에 대한 신호의 인가에 있어서 지연을 도입한다. 일부 실시예들에서, 위상-시프트된 풀 브리지(PSFB) 위상 제어 또는 영 전압 스위칭(ZVS)이 사용되어, 송신 코일에 인가되는 신호의 위상을 조정할 수 있다. 다른 실시예에서, 펄스 스킵이 개별적으로 또는 위상 제어와 조합하여 사용되어, 송신 코일에 인가되는 신호의 위상을 조정한다.
일 실시예에서, DC-AC 변환기(106)는 H 브리지 회로로서 구현될 수 있다. PSFB 및 ZVS 기법들의 설명들은 H 브리지 회로와 연계하여 설명된다. 그러나, 다른 실시예들은 DC-AC 변환기를 상이하게 구성할 수 있다. 이들 실시예에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, DC-AC 변환기의 상태들을 변환 및 비-변환 상태들 사이에서 변경하기 위해 교번 기법들이 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 2는 H 브리지(200)의 단순화된 도면이다. H 브리지는 4개의 스위치 S1, S2, S3, S4를 포함한다. 스위치들 S1 및 S2는 직렬로 연결되고 제1 세트의 스위치들을 형성한다. 스위치들 S3 및 S4는 직렬로 연결되고 제2 세트의 스위치들을 형성한다. 제1 세트의 스위치들은 제2 세트의 스위치들에 병렬로 연결된다. 부하(202)는 스위치들 S1과 S2 사이에서 제1 세트의 스위치들에 연결된다. 부하는 또한 스위치들 S3과 S4 사이에서 제2 세트의 스위치들에 연결된다. 임의의 적합한 유형의 스위치가 스위치들 S1, S2, S3, S4로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 스위치들 S1 및 S3은 p-채널 MOSFET 트랜지스터 또는 PNP 바이폴라 트랜지스터일 수 있고, 스위치들 S2 및 S3은 각각 n-채널 MOSFET 트랜지스터 또는 NPN 바이폴라 트랜지스터일 수 있다.
제어기(104)는 스위치들 S1, S2, S3, S4의 개폐를 제어한다. 스위치들 S1 및 S4가 주어진 기간 동안에 닫히고 스위치들 S2 및 S3이 열리면, 양의 단자로부터 음의 단자로 부하(202)를 통해 전류가 흐른다. 유사하게, 스위치들 S2 및 S3이 다른 주어진 기간 동안에 닫힌 반면에 스위치들 S1 및 S4가 열리면, 음의 단자로부터 양의 단자로 전류가 흐른다. 이러한 스위치들의 개폐는 부하(202)를 통하는 전류의 방향을 반복적으로 반전시킴으로써 AC 전류를 생성한다.
위상 제어의 경우, PSFB 및 ZVS 기법들 둘 모두는 H 브리지 회로 내의 스위치들의 활성화 및 비활성화를 통해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 스위치들의 활성화 및 비활성화는 사이클당 기준으로 일어난다. PSFB 기법에서, 도 1의 제어기(104)는 도 2와 연계하여 설명된 2개의 상태(2개의 변환 상태) 대신에 4개의 상태에 DC-AC 변환기(106)를 배치할 수 있다. 스위치들은, 송신 코일(110)에 의해 수신되는 DC-AC 변환기(106)를 통하는 전류 흐름과 연관된 두 상태들 사이에 정지 상태가 위치되어 있는 순서로 활성화된다. 표 1은 도 2에 도시된 H 브리지 내의 스위치들 S1, S2, S3, S4의 상태 및 변환기(106)의 생성된 4개 상태(예시적인 순서에 도시된 상태들)를 열거한다.
[표 1]
Figure pct00001
동일한 전위가 송신 코일의 단자들 둘 모두에 연결되므로 DC-AC 변환기(106)가 정지 상태일 때 에너지는 수신 코일로 전달되지 않으며, 따라서 부하(116)로 입력되지 않는다. 앞서 논의된 바와 같이, 정지 상태들은 시스템에 에너지를 추가하지 않고서 순환 전류가 계속될 수 있게 한다.
정지 상태들은 스위치들이 활성화 및 비활성화될 때에 관해서 지연 또는 위상 시프트를 도입하고, 이는 결과적으로 신호가 송신 코일 및 변압기로 입력될 때에 관해서 지연을 도입한다. 정지 상태들을 통해 변압기(108)에 에너지를 인가하는 것과 변압기에 에너지를 인가하지 않는 것의 듀티 사이클은, 에너지가 변압기로 얼마나 입력되고 부하에 의해 얼마나 수신되는지를 결정할 수 있다. 변압기에 대한 에너지 인가의 위상을 제어하는 것은, 전력 손실을 감소시킴으로써 보다 효율적인 에너지 전달을 생성할 수 있다.
ZVS 기법의 경우, 제어기(104)는 DC-AC 변환기(106)를 3개의 상태에 배치할 수 있다. 스위치들은, 변환 상태들(즉, 전류가 DC-AC 변환기(106)를 통해 흐름)과 연관된 두 상태들 사이에 고임피던스 상태가 위치되어 있는 순서로 활성화된다. 표 2는 도 2에 도시된 H 브리지 내의 스위치들 S1, S2, S3, S4의 상태 및 변환기(106)의 생성된 상태들(예시적인 순서에 도시된 상태들)를 열거한다.
[표 2]
Figure pct00002
H 브리지가 고임피던스 상태일 때, H 브리지 내의 바디 다이오드(body diode)들은 송신 코일의 누설 인덕턴스를 통하는 전류 흐름을 유지할 수 있다. 이 실시예에서, ZVS는, 전압 전환을 강제로 하기 위해 스위치 자체를 이용하는 대신에, 전압이 부하 인덕턴스의 작용으로 인해 이전 전압 레벨로부터 주어진 전압 레벨로 전환될 때까지 DC-AC 변환기 내의 스위치의 활성화(예컨대, 턴온(turning on))를 지연시키는 것을 지칭한다. 그와 같이, 스위치 활성화 전에, 에너지가 (부분적으로) 누설 인덕턴스로 그리고 (부분적으로) 부하로 전달되고 있고, 스위치가 활성화된 후에 에너지는 누설 인덕턴스로부터 방출되며 에너지의 적어도 일부분은 H 브리지의 DC 전력 공급장치로 다시 전달된다.
이제 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도가 도시된다. 초기에, 단계(300)에서 나타난 바와 같이, DC-AC 변환기(106)의 상태는 변환 상태로 설정되고, 송신 코일로부터 수신 코일로 에너지를 전달하기 위해 신호가 송신 코일(110)로 송신된다. 예를 들어, DC-AC 변환기의 상태는 양의 단자로부터 음의 단자로 전류가 흐르도록 설정될 수 있다. 이어서 AC-DC 변환기의 상태는 비-변환 상태로 변경되어서, 송신 코일(110)에 대한 신호의 인가에 있어서 지연을 생성한다(단계(302)). AC-DC 변환기의 상태는 정지 상태(표 1을 참조) 또는 고임피던스 상태(표 2를 참조)로 변할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 프로세스는 송신 코일(110)로부터 수신 코일(112)로 에너지가 전달되는 동안에 연속적으로 동작한다. 방법이 수행될 때마다, 단계(300)에서 송신 코일(110)을 통해 흐르는 전류는 방향을 변경한다. 특히, 하나의 동작에서 전류는 양에서 음으로 흐르고, 이어서 다음 동작에서 음에서 양으로 흐른다. 정지 또는 고임피던스 상태는 전류 흐름 상태에서의 각 변화 사이에서 발생한다. 예를 들어, 스위치들은 표 1 또는 표 2에 나타난 순서로 활성화 및 비활성화될 수 있다.
다른 실시예들은 방법을 상이하게 수행할 수 있다. 하나의 예로서, 프로세스는 선택된 시간들에서, 예컨대 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로 작은 양의 에너지가 전달될 때에 수행될 수 있다.
펄스 스킵은, 일부 실시예들에서, 에너지 전달의 효율을 훨씬 더 증가시킬 수 있다. 도 4는 펄스 스킵을 갖는 위상 제어된 유도 에너지 전달 시스템의 단순화된 블록도를 나타낸다. 유도 에너지 전달 시스템(400)은 도 1에 도시된 유도 에너지 전달 시스템(100) 내의 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함하며, 유사한 도면 부호들이 이들 컴포넌트에 대해 사용되었다. 단순화 및 명료성을 위해, 이들 컴포넌트는 다시 설명되지 않을 것이다.
유도 에너지 전달 시스템(400)은 변압기에서의 전력 손실을 감소시킴으로써 보다 효율적으로 에너지를 전달할 수 있다. 이는 특히, 작은 전력 전달에 대해 특히 그러할 수 있다. 예를 들어, 일부 휴대용 또는 착용가능한 컴퓨팅 디바이스들은 5 와트 미만의 전력을 전달한다. 하나의 예로서, 전달되는 전력의 양은 대략 500 밀리와트일 수 있다. 다른 예로서, 전달되는 전력의 양은 대략 50 밀리와트일 수 있다.
도 4에 도시된 실시예는 변압기에 의한 전력 전달의 위상이 조정되는 동안에 고정된 주파수에서 동작한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스위치들의 활성화 및 비활성화를 제어하기 위해 제어기(402)에 의해 생성된 하나 이상의 신호 펄스는 스킵될 수 있다. 신호 펄스가 스킵될 경우, DC-AC 변환기(106)는 시스템에 에너지를 추가하지 않으면서 순환 전류가 계속될 수 있게 하는 정지 상태에 배치될 수 있다.
예시된 실시예에서, 부하(116) 상의 신호 레벨(예컨대, 전압 레벨)과 같은 동작 조건은 감지 회로(404)에 의해 감지된다. 감지 회로는 도 1에 도시된 제어기(124)에 포함될 수 있다. 감지 회로(404)는, 신호 레벨이 주어진 값이거나 주어진 동작 범위 내에 있거나, 상위 임계치와 동일하거나 초과하거나, 또는 하위 임계치와 동일하거나 그 미만인지를 결정하도록 구성될 수 있다. 값이 주어진 동작 범위 내에 있지 않는(예컨대, 하위 임계치와 동일하거나 그 미만인) 경우, 감지 회로(404)는 하나 이상의 제어 신호를 스킵하도록 제어기(402)에 명령할 수 있다. 감지 회로(404)는 통신 채널(122)을 통해 제어 루프 회로(406)로 명령을 송신할 수 있다. 제어 루프 회로(120)에 의해 생성된 제어 신호는 펄스 스킵 제어기(406)에 의해 수신된다. 제어 신호에 응답하여, 펄스 스킵 제어기(406)는, DC-AC 변환기(106)를 정지 상태에 배치하도록 제어기(402)에 명령하는 스킵 신호를, 제어기(402)로 송신한다. 하나의 예로서, 부하 상의 전압이 하위 임계치로(또는 그 아래로) 감소하면, 펄스 스킵 제어기(406)는 DC-AC 변환기를 정지 상태에 배치하도록 제어기(402)에 명령한다.
도 5는 도 4에 도시된 위상 제어된 유도 에너지 전달 시스템의 예시적인 회로도이다. 예시된 실시예는 단순화를 위해 감지 회로(404) 및 통신 회로(120, 124)를 생략한다. 앞서 기술된 바와 같이, 클록 회로는 송신 디바이스의 동작들을 제어할 수 있는 타이밍 펄스들을 생성한다. 제어기는 H 브리지 회로의 상태를 제어하는 게이트 드라이버 로직 또는 프로그래밍 명령어들("게이트 드라이버 로직")을 포함할 수 있다. 클록 회로는 사이클당 기준으로 H 브리지 회로 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하기 위해 제어기에 의해 사용되는 주기적 신호들을 생성한다.
H 브리지 회로는 제어기와, 변압기의 송신(1차) 코일("무선으로 결합된 코일들") 사이에 동작가능하게 연결된다. 제어 루프 회로(402)는 제어기(402)에 동작가능하게 연결된다. 제어기("게이트 드라이버 로직")는, H 브리지 회로로부터 출력되는 신호들의 위상을 제어하는("위상 제어") 신호들을 포함한다. 위상 스킵 제어기는 제어기에 의해 수신되는 스킵 신호를 생성하는 스킵 로직 또는 프로그램 명령어들("스킵 로직")을 포함하며, 이는 결과적으로 제어기로 하여금, H 브리지 회로가 정지 상태로 설정되게 하는 신호 또는 신호들을 송신하게 한다.
이제 도 6을 참조하면, 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도가 도시된다. 초기에, 유도 에너지 전달 시스템이 동작하고 있고, 송신 코일은 수신 코일로 에너지를 전달하고 있다(단계(600)). 신호 레벨(예컨대, 전압 레벨)과 같은 부하의 동작 조건이, 단계(602)에서 측정될 수 있다. 이어서, 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는지(예컨대, 초과하거나 미만인지) 그리고 DC-AC 변환기는 정지 상태에 배치되어야 하는지 여부에 관한 결정이 단계(604)에서 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 부하 상의 신호 레벨은, 신호 레벨이 주어진 동작 범위 이내이거나, 상위 임계치보다 크거나, 또는 하위 임계치 미만인지를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 측정된 신호가 임계치(상위 또는 하위 임계치)와 동일하거나 초과인 경우, 제어기(402)는 DC-AC 변환기를 정지 상태에 배치할 수 있다.
DC-AC 변환기가 정지 상태에 배치되지 않을 경우, 프로세스는 단계(600)로 복귀한다. DC-AC 변환기가 정지 상태에 배치될 경우, 방법은 단계(606)로 이동하고, 여기서 DC-AC 변환기의 상태는 정지 상태로 변경된다. 일 실시예에서, 스킵 신호가 제어기로 전송될 수 있으며, 이는 결과적으로 제어기로 하여금 DC-AC 변환기의 상태를 정지 상태로 변경하게 한다.
이어서, DC-AC 변환기의 상태가 정지 상태에서 변환 상태로 변경되어야 하는지 여부에 관한 결정이 단계(608)에서 이루어질 수 있다. DC-AC 변환기가 정지 상태에 있는 시간의 양은, 고정된 시간량 또는 가변 시간량일 수 있다. 하나의 예로서, 정지 상태의 길이는 단계(602)에서 부하 상에서 측정된 신호 레벨의 크기에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
DC-AC 변환기의 상태가 변경되지 않을 경우, 프로세스는 단계(608)에서 대기한다. 상태가 변할 경우, 방법은 단계(610)에서 계속되며, 여기서 DC-AC 변환기의 상태는 변환 상태로 변경되고 송신 코일로부터 수신 코일로 에너지가 전달된다. 프로세스는 이어서 단계(602)로 복귀한다.
다양한 실시예들이 이들의 소정 특징들을 특히 참조하여 상세히 기술되었지만, 본 개시내용의 기술적 사상 및 범주 내에서 변형들 및 수정들이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 그리고 특정 실시예들이 본 명세서에서 기술되었지만, 본 출원은 이들 실시예로 한정되지 않는다는 것이 주목되어야 한다. 특히, 일 실시예에 관하여 기술된 임의의 특징들은 또한 다른 실시예들에서 사용될 수 있으며, 호환가능하다. 마찬가지로, 상이한 실시예들의 특징들이 교환될 수 있으며, 호환가능하다.

Claims (21)

  1. 유도 에너지 전달 시스템을 위한 송신 디바이스로서,
    송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기; 및
    상기 DC-AC 변환기에 동작가능하게 연결되고, 상기 송신 코일이 에너지를 전달하고 있을 때 상기 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태(converting state)와 비-변환 상태 사이에서 변경하기 위해 상기 DC-AC 변환기로 하나 이상의 신호를 송신하도록 구성된 제어기를 포함하는, 송신 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기에 동작가능하게 연결된 클록 회로를 추가로 포함하는, 송신 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 클록 회로에 동작가능하게 연결되고 상기 클록 회로의 동작들을 조정하도록 구성된 제어 루프 회로를 추가로 포함하는, 송신 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 루프 회로에 동작가능하게 연결된 통신 회로를 추가로 포함하는, 송신 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어기에 동작가능하게 연결되고, 상기 제어기로 하여금 상기 DC-AC 변환기의 상기 상태를 변환 상태에서 비-변환 상태로 변경하게 하기 위해 상기 제어기로 스킵 신호(skip signal)를 송신하도록 구성된 펄스 스킵 제어기를 추가로 포함하는, 송신 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 DC-AC 변환기는 H 브리지 회로를 포함하는, 송신 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어기는 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 정지 상태(quiescent state)에 교번적으로 배치함으로써 상기 H 브리지 회로의 상기 상태를 상기 변환 상태와 상기 비-변환 상태 사이에서 변경하도록 구성되는, 송신 디바이스.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어기는 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 고임피던스 상태에 교번적으로 배치함으로써 상기 H 브리지 회로의 상기 상태를 상기 변환 상태와 상기 비-변환 상태 사이에서 변경하도록 구성되는, 송신 디바이스.
  9. 유도 에너지 전달 시스템으로서,
    송신 디바이스 - 상기 송신 디바이스는,
    송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기; 및
    상기 DC-AC 변환기에 동작가능하게 연결된 제어기를 포함함 -; 및
    수신 디바이스 - 상기 수신 디바이스는,
    수신 코일에 동작가능하게 연결된 부하; 및
    상기 부하 상의 신호 레벨을 측정하기 위해 상기 부하에 동작가능하게 연결된 감지 회로를 포함함 - 를 포함하며, 상기 제어기는 상기 송신 코일이 상기 수신 코일로 에너지를 전달하고 있을 때 상기 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태와 비-변환 상태 사이에서 변경하기 위해 상기 DC-AC 변환기로 하나 이상의 신호를 송신하도록 구성되는, 유도 에너지 전달 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지 회로에 동작가능하게 연결된 제1 통신 회로; 및
    상기 제어기에 동작가능하게 연결된 제2 통신 회로를 추가로 포함하며, 상기 제1 통신 회로 및 상기 제2 통신 회로는 상기 송신 및 수신 디바이스들 사이에서 통신 채널을 설정하도록 구성되는, 유도 에너지 전달 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 DC-AC 변환기는 H 브리지 회로를 포함하는, 유도 에너지 전달 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 정지 상태에 교번적으로 배치함으로써 상기 H 브리지 회로의 상기 상태를 상기 변환 상태와 상기 비-변환 상태 사이에서 변경하도록 구성되는, 유도 에너지 전달 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 고임피던스 상태에 교번적으로 배치함으로써 상기 H 브리지 회로의 상기 상태를 상기 변환 상태와 상기 비-변환 상태 사이에서 변경하도록 구성되는, 유도 에너지 전달 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 감지 회로는 상기 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과할 때 상기 통신 채널을 통해 상기 제어기로 제어 신호를 송신하여, 상기 제어기로 하여금 상기 H 브리지 회로를 정지 상태에 배치하게 하도록 구성되는, 유도 에너지 전달 시스템.
  15. 유도 에너지 전달 시스템에서 송신 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 송신 디바이스 내의 송신 코일을 이용하여 에너지를 전달하는 단계; 및
    에너지 전달 동안에, 상기 송신 코일에 동작가능하게 연결된 DC-AC 변환기의 상태를 변환 상태와 비-변환 상태 사이에서 주기적으로 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 DC-AC 변환기는 H 브리지 회로를 포함하고, 상기 H 브리지 회로의 상기 상태는 상기 H 브리지 회로 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화함으로써 상기 변환 상태와 상기 비-변환 상태 사이에서 변하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 H 브리지 회로 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하는 것은 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 정지 상태에 교번적으로 배치하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 H 브리지 회로 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하는 것은 상기 H 브리지 회로를 변환 상태와 고임피던스 상태에 교번적으로 배치하는, 방법.
  19. 송신 디바이스 및 수신 디바이스를 포함하는 유도 에너지 전달 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 송신 디바이스로부터 상기 수신 디바이스로 에너지를 전달하는 단계;
    상기 에너지의 전달 동안에 상기 수신 디바이스 내의 부하 상의 신호 레벨을 측정하는 단계;
    상기 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는지를 결정하는 단계;
    상기 신호 레벨이 상기 임계치와 동일하거나 초과하는 경우, 상기 신호 레벨이 상기 임계치와 동일하거나 초과한다는 것을 나타내는 신호를 상기 수신 디바이스로부터 상기 송신 디바이스로 송신하는 단계; 및
    상기 수신된 신호에 기초하여, 상기 송신 디바이스 내의 제어기가 DC-AC 변환기의 상태를 비-변환 상태로 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 초과하는지를 결정하는 단계는 상기 신호 레벨이 임계치와 동일하거나 그 미만인지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 DC-AC 변환기는 H 브리지 회로를 포함하고, 상기 H 브리지 회로의 상기 상태는 상기 H 브리지 회로를 정지 상태에 배치함으로써 상기 비-변환 상태로 변하는, 방법.
KR1020167011452A 2013-10-09 2014-10-07 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소 KR20160065172A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361888598P 2013-10-09 2013-10-09
US61/888,598 2013-10-09
US14/503,363 2014-09-30
US14/503,363 US9837866B2 (en) 2013-10-09 2014-09-30 Reducing power dissipation in inductive energy transfer systems
PCT/US2014/059388 WO2015054176A1 (en) 2013-10-09 2014-10-07 Reducing power dissipation in inductive energy transfer systems

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187023879A Division KR20180096819A (ko) 2013-10-09 2014-10-07 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160065172A true KR20160065172A (ko) 2016-06-08

Family

ID=52776392

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187023879A KR20180096819A (ko) 2013-10-09 2014-10-07 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소
KR1020167011452A KR20160065172A (ko) 2013-10-09 2014-10-07 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187023879A KR20180096819A (ko) 2013-10-09 2014-10-07 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9837866B2 (ko)
EP (1) EP3066737A1 (ko)
JP (1) JP2016538811A (ko)
KR (2) KR20180096819A (ko)
CN (2) CN206004327U (ko)
AU (1) AU2014332148B2 (ko)
WO (1) WO2015054176A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9847666B2 (en) 2013-09-03 2017-12-19 Apple Inc. Power management for inductive charging systems
US9673784B2 (en) 2013-11-21 2017-06-06 Apple Inc. Using pulsed biases to represent DC bias for charging
US10110018B2 (en) * 2014-12-23 2018-10-23 Intel Corporation Wireless power repeating
US20160352133A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 Intel Corporation Wireless power transmitting coil disposed at an input device
US10122217B2 (en) 2015-09-28 2018-11-06 Apple Inc. In-band signaling within wireless power transfer systems
US11303156B2 (en) * 2015-12-18 2022-04-12 General Electric Company Contactless power transfer system and method for controlling the same
CN107437960B (zh) * 2016-05-27 2021-09-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 近场通信设备以及系统
WO2017216634A2 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 Thin Film Electronics Asa Wireless mechanism for detecting an open or closed container, and methods of making and using the same
CN106160132B (zh) * 2016-09-13 2019-10-25 成都创慧科达科技有限公司 一种基于人体能量采集的无线充电装置
US10601250B1 (en) 2016-09-22 2020-03-24 Apple Inc. Asymmetric duty control of a half bridge power converter
US10978899B2 (en) 2017-02-02 2021-04-13 Apple Inc. Wireless charging system with duty cycle control

Family Cites Families (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5157319A (en) 1991-09-27 1992-10-20 Electric Power Research Institute Contactless battery charging system
US5742148A (en) 1992-11-24 1998-04-21 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus
JP3222999B2 (ja) 1993-08-20 2001-10-29 三洋電機株式会社 二次電池の過放電防止回路
GB9423036D0 (en) 1994-11-15 1995-01-04 Sgs Thomson Microelectronics An integrated circuit memory device
DE69711963T2 (de) 1996-01-30 2002-11-28 Sumitomo Wiring Systems Verbindungssystem und -verfahren für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
US5710503A (en) 1996-02-01 1998-01-20 Aims Systems, Inc. On-line battery monitoring system with defective cell detection capability
US6567522B1 (en) 1999-04-20 2003-05-20 Godigital Telecommunications, Inc. Voltage alternating switch circuit
US6825620B2 (en) 1999-06-21 2004-11-30 Access Business Group International Llc Inductively coupled ballast circuit
US7522878B2 (en) 1999-06-21 2009-04-21 Access Business Group International Llc Adaptive inductive power supply with communication
TW495951B (en) 2001-05-29 2002-07-21 Taiwan Semiconductor Mfg Electro-static discharge protection design for charged-device mode using deep well structure
US6844702B2 (en) 2002-05-16 2005-01-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. System, method and apparatus for contact-less battery charging with dynamic control
US7605496B2 (en) 2004-05-11 2009-10-20 Access Business Group International Llc Controlling inductive power transfer systems
US7560902B2 (en) 2004-12-10 2009-07-14 Xantrex International Duty cycle controller for high power factor battery charger
CA2489701C (en) 2004-12-10 2014-08-19 Xantrex Technology Inc. Duty cycle controller for high power factor battery charger
US7952322B2 (en) 2006-01-31 2011-05-31 Mojo Mobility, Inc. Inductive power source and charging system
US8169185B2 (en) 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
US7948208B2 (en) 2006-06-01 2011-05-24 Mojo Mobility, Inc. Power source, charging system, and inductive receiver for mobile devices
US8004235B2 (en) 2006-09-29 2011-08-23 Access Business Group International Llc System and method for inductively charging a battery
KR101253669B1 (ko) 2006-10-10 2013-04-11 엘에스전선 주식회사 무접점 충전기
WO2008056415A1 (en) 2006-11-08 2008-05-15 Panasonic Corporation Non-contact charger, electronic device, battery pack, and non-contact charge system
WO2009089253A1 (en) 2008-01-07 2009-07-16 Access Business Group International Llc Inductive power supply with duty cycle control
JP4533445B2 (ja) 2008-04-15 2010-09-01 ノリタケ伊勢電子株式会社 蛍光表示管のフィラメント用電源回路
US20110050164A1 (en) 2008-05-07 2011-03-03 Afshin Partovi System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof
US9130407B2 (en) 2008-05-13 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Signaling charging in wireless power environment
US7760101B2 (en) 2008-06-20 2010-07-20 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of reducing sensor corrosion in absorbent articles
JP2010016985A (ja) 2008-07-03 2010-01-21 Sanyo Electric Co Ltd 電力搬送における情報伝送方法とこの情報伝送方法を使用する充電台と電池内蔵機器
KR20160091429A (ko) 2008-07-09 2016-08-02 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 무선 충전 시스템
US8441244B2 (en) 2008-09-15 2013-05-14 Stmicroelectronics S.R.L. Control system for switching DC-DC converters
US8928276B2 (en) 2008-09-27 2015-01-06 Witricity Corporation Integrated repeaters for cell phone applications
US8933594B2 (en) 2008-09-27 2015-01-13 Witricity Corporation Wireless energy transfer for vehicles
CA2739071A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Access Business Group International Llc Power system
US8947042B2 (en) 2008-11-13 2015-02-03 Qualcomm Incorporated Wireless power and data transfer for electronic devices
JP5417907B2 (ja) * 2009-03-09 2014-02-19 セイコーエプソン株式会社 送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム
US20110199045A1 (en) * 2010-02-15 2011-08-18 Convenientpower Hk Ltd Power transfer device and method
JP2011114985A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Sanyo Electric Co Ltd 電池内蔵機器と充電台
BR112012021083A2 (pt) * 2010-02-22 2018-04-03 Petra Solar Inc metodo e sistema para controlar conversores ressonantes utilizados em inversores solares
US8478452B2 (en) 2010-04-06 2013-07-02 Battelle Memorial Institute Grid regulation services for energy storage devices based on grid frequency
EP2580844A4 (en) 2010-06-11 2016-05-25 Mojo Mobility Inc WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM SUPPORTING INTEROPERABILITY AND MULTIPOLAR MAGNETS FOR USE WITH THIS SYSTEM
JP2012005238A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Nissan Motor Co Ltd 非接触給電装置
CN101902062A (zh) 2010-08-06 2010-12-01 武汉中原电子集团有限公司 一种车载无线充电装置
US20120068548A1 (en) 2010-09-16 2012-03-22 Advantest Corporation Wireless power supply apparatus
US20130285605A1 (en) 2011-01-18 2013-10-31 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
US9496732B2 (en) 2011-01-18 2016-11-15 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
US9178369B2 (en) 2011-01-18 2015-11-03 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for providing positioning freedom, and support of different voltages, protocols, and power levels in a wireless power system
US9356659B2 (en) 2011-01-18 2016-05-31 Mojo Mobility, Inc. Chargers and methods for wireless power transfer
US10115520B2 (en) 2011-01-18 2018-10-30 Mojo Mobility, Inc. Systems and method for wireless power transfer
US9000620B2 (en) 2011-05-31 2015-04-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of dividing wireless power in wireless resonant power transmission system
CN102364856B (zh) * 2011-06-30 2013-10-16 成都芯源系统有限公司 开关电源及其空载控制电路和控制方法
EP2764604B1 (en) 2011-08-04 2018-07-04 WiTricity Corporation Tunable wireless power architectures
US9496793B2 (en) 2011-11-01 2016-11-15 Azoteq (Pty) Ltd Capacitive sensing enabled switch mode power supply and data transfer
US9087638B2 (en) 2011-12-13 2015-07-21 Texas Instruments Incorporated Wireless power system and method
JP5242767B2 (ja) 2011-12-27 2013-07-24 株式会社東芝 送電装置、受電装置及び電力伝送システム
US9018898B2 (en) 2012-02-10 2015-04-28 Sandisk Technologies Inc. Regulation of wirelessly charging multiple devices from the same source
JP2013169081A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 充電装置
WO2013142720A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
US9722447B2 (en) 2012-03-21 2017-08-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for charging or powering devices, such as robots, electric vehicles, or other mobile devices or equipment
US8942624B2 (en) * 2012-03-30 2015-01-27 Integrated Device Technology, Inc. Apparatus, system, and method for back-channel communication in an inductive wireless power transfer system
WO2013176751A1 (en) 2012-05-20 2013-11-28 Access Business Group International Llc System and method for communication in wireless power supply systems
US20140191568A1 (en) 2013-01-04 2014-07-10 Mojo Mobility, Inc. System and method for powering or charging multiple receivers wirelessly with a power transmitter
US9837846B2 (en) 2013-04-12 2017-12-05 Mojo Mobility, Inc. System and method for powering or charging receivers or devices having small surface areas or volumes
US9847666B2 (en) 2013-09-03 2017-12-19 Apple Inc. Power management for inductive charging systems
US9496733B2 (en) 2013-09-13 2016-11-15 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Optical communications between an implantable medical device and external charger
US9673784B2 (en) 2013-11-21 2017-06-06 Apple Inc. Using pulsed biases to represent DC bias for charging
KR20180069107A (ko) 2014-02-23 2018-06-22 애플 인크. 유도 전력 전송 시스템의 임피던스 매칭
CN105210263B (zh) 2014-04-08 2020-03-17 Sk 普兰尼特有限公司 无线充电装置和终端、无线充电系统及其控制方法
US10447079B2 (en) 2014-04-18 2019-10-15 Apple Inc. Multi-coil induction
KR101994737B1 (ko) 2014-08-19 2019-07-01 삼성전기주식회사 무선충전장치 및 무선충전방법
US9583970B2 (en) 2015-05-15 2017-02-28 National Yunlin University Of Science And Technology Wireless power transfer and rapid charging system and method with maximum power tracking
US10122217B2 (en) 2015-09-28 2018-11-06 Apple Inc. In-band signaling within wireless power transfer systems

Also Published As

Publication number Publication date
US9837866B2 (en) 2017-12-05
KR20180096819A (ko) 2018-08-29
AU2014332148B2 (en) 2017-10-26
WO2015054176A1 (en) 2015-04-16
US20150097443A1 (en) 2015-04-09
JP2016538811A (ja) 2016-12-08
CN104578451B (zh) 2017-07-07
CN206004327U (zh) 2017-03-08
EP3066737A1 (en) 2016-09-14
CN104578451A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160065172A (ko) 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소
AU2014332148A1 (en) Reducing power dissipation in inductive energy transfer systems
US10749350B2 (en) System and method for wireless power transfer using a power converter with a bypass mode
US20180138724A1 (en) Mobile terminal, dc-charging power source adaptor, and charging method
US10135303B2 (en) Operating a wireless power transfer system at multiple frequencies
US9793740B2 (en) Apparatus and method for charge control in wireless charging system
CN109417309B (zh) 电子设备和在无线功率接收与传输设备之间通信的方法
CN108390467B (zh) 驱动电路、无线电能发射端和应用其的无线供电系统
KR102025890B1 (ko) 비접촉 방식 충전 장치
US20160190847A1 (en) Electronic device and method for controlling power supply
US10097029B2 (en) Wireless charging transmitter
TWI553995B (zh) 雙向無線充電裝置及雙向無線充電系統
KR102025899B1 (ko) 비접촉 방식 충전 장치 및 비접촉 방식 배터리 장치
US11171501B2 (en) Divider circuit for parallel charging
JP2017077058A (ja) ワイヤレス送電装置、その制御回路および制御方法、充電器
CN105634143B (zh) 无线供电与受电装置与其操作方法
US20170149353A1 (en) High speed synchronous rectifier
CN114844234A (zh) 一种充电控制方法、电子设备、无线充电系统
KR100903462B1 (ko) 멀티형 충전 아답터 및 이를 구비한 무 접점 배터리 충전세트
US20200274390A1 (en) A wireless power transceiver device and an associates method thereof
AU2016100395B4 (en) Reducing power dissipation in inductive energy transfer systems
KR20180113655A (ko) 무선충전과 근거리 무선통신의 통합 시스템 및 이를 위한 통합 제어장치
CN109494889B (zh) 电能产生方法及其适用的无线电能传输装置
JP6609445B2 (ja) ワイヤレス送電装置、その制御回路および制御方法、充電器
US20240072683A1 (en) Voltage doubler in wireless power application

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent