KR20160121353A

KR20160121353A - A wireless power transmitting and receiving device, and an apparatus comprising the same

Info

Publication number: KR20160121353A
Application number: KR1020150097431A
Authority: KR
Inventors: 조상호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2016-10-19
Also published as: KR101730245B1; CN106059097B; CN106059097A

Abstract

The present application relates to a wireless power transmitting and receiving device, and an apparatus comprising the same. The wireless power transmitting and receiving device according to an embodiment of the present invention receives wirelessly transmitted power through a first section having the first winding number of a transmitting and receiving coil, and wirelessly transmits power through a second section having a second winding number different from the first winding number of the transmitting and receiving coil. So, power can be transmitted and received by wireless.

Description

[0001] The present invention relates to a wireless power transmitting and receiving device, and a wireless power transmitting and receiving device,

본 출원은 무선으로 송신된 전력을 수신하고, 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송수신 장치 및 이 장치를 포함하는 기기에 관한 것이다.The present application relates to a wireless power transmission / reception apparatus for receiving wirelessly transmitted power and wirelessly transmitting power, and an apparatus including the wireless power transmission / reception apparatus.

무선 전력 전송 (Wireless power transfer) 기술은 스마트폰을 비롯한 다양한 통신 기기, 웨어러블 기기 등 여러 가지 휴대 기기, 및 여러 가지 가전 기기의 충전기 분야에 폭넓게 적용되고 있다.Wireless power transfer technology has been widely applied to a variety of portable devices such as smart phones, various communication devices such as wearable devices, and chargers of various home appliances.

휴대 기기 등의 사용이 많아짐에 따라, 큰 용량을 가지는 휴대 기기의 배터리에 대한 필요성과 함께, 장소에 구애받지 않고 휴대 기기 등을 충전할 수 있는 장치에 대한 필요성이 커지고 있다.2. Description of the Related Art [0002] As the use of portable devices and the like increases, there is a need for a battery of a portable device having a large capacity and a device capable of charging a portable device or the like regardless of a place.

대한민국 공개특허 2014-0028393호Korea Patent Publication No. 2014-0028393

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 송신된 전력을 수신할 수 있을 뿐만 아니라, 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송수신 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a wireless power transceiver capable of receiving power transmitted wirelessly as well as wirelessly transmitting power.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 송신된 전력을 수신할 수 있을 뿐만 아니라, 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus including a wireless power transmission / reception device capable of receiving power transmitted wirelessly as well as wirelessly transmitting power.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 무선으로 전송된 전력을 수신하는 경우에는 송수신 코일 중 제1 권선수를 가지는 제1 섹션을 이용하고, 전력을 무선으로 송신하는 경우에는 상기 송수신 코일 중 상기 제1 권선수와 상이한 제2 권선수를 가지는 제2 섹션을 이용한다.In the case of receiving wirelessly transmitted power, the wireless power transmitting / receiving apparatus according to an embodiment of the present invention uses a first section having a first volume among transmitting / receiving coils, and when transmitting power wirelessly, A second section having a second volume different from the first volume.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 하나의 송수신 코일을 이용하여 무선으로 전송된 전력을 수신하고 전력을 무선으로 전송하되, 전력을 무선으로 송신하는 경우에, 외부로부터 인가되는 전력을 증폭하고, 증폭한 전력을 이용한다.A wireless power transmission / reception apparatus according to an embodiment of the present invention receives power transmitted in a wireless manner using one transmission / reception coil and wirelessly transmits power, and when power is transmitted wirelessly, Amplifies, and uses the amplified power.

본 발명의 일 실시예에 따른 기기는 상기 무선 전력 송수신 장치를 포함한다.A device according to an embodiment of the present invention includes the wireless power transmission / reception device.

본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치, 및 이 장치를 포함하는 기기에 따르면, 장소에 구애받지 않고 보다 편리하게 무선 전력 전송 기술을 이용할 수 있다. 또한, 보다 저렴하고 간단하게 무선 전력 송신 기능과 무선 전력 수신 기능을 모두 가지는 장치 및/또는 기기를 구현할 수 있다.According to the wireless power transmitting / receiving apparatus and the apparatus including the wireless power transmitting / receiving apparatus according to the embodiment of the present invention, the wireless power transmitting technique can be more conveniently used regardless of the place. Further, devices and / or devices having both a wireless power transmission function and a wireless power receiving function can be implemented more inexpensively and simply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 기기가 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 공급받는 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 기기가 다른 기기로 전력을 무선으로 송신하는 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 기기가 웨어러블 기기로 전력을 무선으로 송신하는 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 전력 송수신을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 도 7에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 12는 도 10에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 15는 도 13에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 18은 도 16에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20은 도 19에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 21은 도 19에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 23은 도 22에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 24는 도 22에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 25 및 도 26 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 동작 방법의 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 is supplied with power from a wireless power transmission device wirelessly.
FIG. 3 is a diagram schematically showing an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 wirelessly transmits power to another device. FIG.
FIG. 4 is a view schematically showing an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 wirelessly transmits power to a wearable device.
5 is a diagram for schematically explaining power transmission / reception between a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus.
6 is a block diagram schematically illustrating an apparatus including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
8 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig.
9 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
11 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig.
12 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in FIG.
13 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving device shown in Fig. 13; Fig.
15 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig.
16 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
17 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig.
18 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig.
19 is a diagram schematically showing a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
20 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig.
21 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig.
22 is a diagram schematically showing a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.
23 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving device shown in Fig.
FIG. 24 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in FIG. 22; FIG.
25 and 26 are operational flowcharts for explaining an embodiment of a method of operating a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치, 및 이 장치를 포함하는 기기에 대하여 설명한다.
Hereinafter, a wireless power transmitting / receiving apparatus and an apparatus including the wireless power transmitting / receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)는 무선 전력 송수신 장치(10) 및 전원부(20)를 포함한다.
FIG. 1 is a schematic view of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. The device 1 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transceiver 10 and a power source 20 ).

무선 전력 송수신 장치(10)는 무선으로 전송된 전력을 수신하여 충전 전력을 출력하고, 배터리에 저장된 전력을 공급받아 전력을 무선으로 송신한다. 무선 전력 송수신 장치(10)는 전력 송수신을 위한 송수신 코일과 수신한 전력을 정류하거나 송수신 코일로 교류 전력을 공급하는 브리지 회로 등을 포함한다. 여기서, 송수신 코일 및 브리지 회로 등은 인쇄 회로 기판(PCB : printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB : flexible printed circuit board)에 배치될 수 있다.The wireless power transceiver 10 receives the wirelessly transmitted power and outputs the charged power, and receives the power stored in the battery and wirelessly transmits the power. The wireless power transmission / reception device 10 includes a transmission / reception coil for power transmission / reception and a bridge circuit for rectifying the received power or supplying AC power to the transmission / reception coil. Here, the transmission / reception coil, the bridge circuit, and the like may be disposed on a printed circuit board (PCB) or a flexible printed circuit board (FPCB).

전원부(20)는 배터리를 포함하며, 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 무선 전력 송수신 장치(10)를 포함한 기기의 다양한 요소에 전력을 공급한다.
The power unit 20 includes a battery, stores energy, and supplies power to various elements of the apparatus including the wireless power transmission / reception apparatus 10 using stored energy.

도 1에서는 기기(1)가 별도의 무선 전력 송수신 장치(10)를 포함하는 경우를 예시하고 있으나, 무선 전력 송수신 장치(10)를 구성하는 각 구성 요소는 서로 분리되어 기기와 일체형으로 구현될 수도 있다. 예를 들면, 무선 전력 송수신 장치(10)의 송수신 코일은 기기(1)의 케이스 등에 배치되고, 브리지 회로 등은 기기 내부에 존재하는 인쇄 회로 기판 등에 배치될 수 있다.
Although FIG. 1 illustrates a case where the device 1 includes a separate wireless power transmission / reception device 10, each of the components constituting the wireless power transmission / reception device 10 may be separately integrated with the device have. For example, the transmitting / receiving coil of the wireless power transmitting / receiving device 10 may be disposed in a case or the like of the device 1, and a bridge circuit or the like may be disposed on a printed circuit board or the like existing in the device.

도 2는 도 1에 나타낸 기기가 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 공급받는 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 2의 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를, 2는 무선 전력 송신 장치를 각각 나타낸다.
2 schematically illustrates an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 is supplied with power wirelessly from a wireless power transmission device, and FIG. 2 shows a wireless power transmission / reception device according to an embodiment of the present invention. And a wireless power transmission device 2, respectively.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)를 충전하고자 할 경우, 사용자는 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신 장치(2)와 근접하여 기기(1)를 위치시킴으로써 기기(1)가 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 이를 이용하여 기기(1) 내부의 배터리 등을 충전할 수 있다.
2, when charging the device 1 according to an embodiment of the present invention, the user places the device 1 in proximity to the wireless power transmission device 2 that transmits power wirelessly The device 1 receives the wirelessly transmitted power and can charge the battery or the like in the device 1 using the wirelessly transmitted power.

도 3은 도 1에 나타낸 기기가 다른 기기로 전력을 무선으로 송신하는 구성의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 3의 도면부호 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기(제1 기기)를, 도면부호 3은 다른 기기(제2 기기)를 나타낸다.
3 schematically shows an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 transmits power to another device wirelessly, wherein reference numeral 1 in FIG. 3 includes a wireless power transmitting / receiving device according to an embodiment of the present invention (First device), and reference numeral 3 denotes another device (second device).

본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1) 및 다른 기기(3)는 모두 스마트 폰 등 모바일 기기일 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)를 다른 기기(3)에 근접하도록 위치시킴으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)를 이용하여 다른 기기(3)를 충전할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)에 포함된 무선 전력 송수신 장치가 무선으로 전력을 송신하고, 다른 기기(3)에 포함된 무선 전력 수신 장치가 무선으로 전송된 전력을 수신함으로써 무선 충전 기능이 수행될 수 있다. 이를 위해, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1) 및 다른 기기(3)를 정해진 상태로 설정할 수 있다.The device 1 and the other device 3 according to an embodiment of the present invention may all be mobile devices such as a smart phone. 3, by positioning the device 1 according to an embodiment of the present invention in proximity to the other device 3, the device 1 according to the embodiment of the present invention can be used to connect the other device 3 Can be charged. Specifically, the wireless power transmitting / receiving device included in the device 1 according to the embodiment of the present invention wirelessly transmits power, and the wireless power receiving device included in the other device 3 receives the wirelessly transmitted power The wireless charging function can be performed. For this purpose, the user can set the device 1 and the other device 3 according to an embodiment of the present invention in a predetermined state.

실시예에 따라, 다른 기기(3)도 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함할 수 있다. 이 경우, 다른 기기(3)가 무선으로 전력을 송신하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)가 무선으로 전송된 전력을 수신할 수 있다.
Depending on the embodiment, the other device 3 may also include a wireless power transceiver according to one embodiment of the present invention. In this case, the other device 3 can transmit the power wirelessly, and the device 1 according to the embodiment of the present invention can receive the power transmitted wirelessly.

도 4는 도 1에 나타낸 기기가 웨어러블 기기로 전력을 무선으로 송신하는 구성의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 4의 도면부호 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를, 도면부호 4는 웨어러블 기기를 나타낸다.
4 schematically shows an embodiment of a configuration in which the device shown in FIG. 1 transmits power wirelessly to a wearable device, wherein reference numeral 1 in FIG. 4 includes a wireless power transmitting / receiving device according to an embodiment of the present invention And numeral 4 denotes a wearable device.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)를 웨어러블 기기(4)에 근접하도록 위치시킴으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)를 이용하여 웨어러블 기기(4)를 충전할 수 있다. 이를 위해, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1) 및 웨어러블 기기(4)를 정해진 상태로 설정할 수 있다.
4, by positioning the device 1 according to the embodiment of the present invention close to the wearable device 4, the device 1 according to the embodiment of the present invention is used to move the wearable device 4 Can be charged. For this purpose, the user can set the device 1 and the wearable device 4 according to the embodiment of the present invention in a predetermined state.

도 2 내지 도 4에 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)가 무선으로 전송된 전력을 수신하거나, 전력을 무선으로 송신하는 일부 실시예들을 나타내었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치 및 이를 포함하는 기기는 도 2 내지 도 4에 나타난 방법 이외에 다양한 방법으로 전력을 수신하거나 송신할 수 있다.
2 to 4 illustrate some embodiments in which the device 1 according to an embodiment of the present invention receives power transmitted wirelessly or transmits power wirelessly. However, in the wireless communication device 1 according to an embodiment of the present invention, The power transmitting and receiving apparatus and the apparatus including the power transmitting and receiving apparatus can receive or transmit power by various methods other than the methods shown in FIGS.

도 5는 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 전력 송수신을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 무선 전력 송신 장치(5)는 전원부(51), 변환부(52), 송전부(53)를 포함하고, 무선 전력 수신 장치(6)는 수전부(61), 정류부(62), 및 전원부(63)를 포함한다.
5 is a diagram for schematically explaining power transmission / reception between a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus. The wireless power transmission apparatus 5 includes a power supply unit 51, a conversion unit 52 and a power transmission unit 53. The wireless power reception apparatus 6 includes a power reception unit 61, a rectification unit 62, 63).

전원부(51)는 변환부(52)로 전원 전압(Vs)을 공급한다. 변환부(52)는 전원 전압(Vs)을 변환하여 교류 전압(Vt)을 출력한다. 송전부(53)는 송전 코일(TL)을 포함하며, 교류 전압(Vt)을 공급받아 전력을 무선으로 송신한다.The power supply unit 51 supplies the power supply voltage Vs to the conversion unit 52. [ The converting unit 52 converts the power supply voltage Vs and outputs the AC voltage Vt. The power transmission unit 53 includes a power transmission coil TL and receives AC voltage Vt to transmit power wirelessly.

수전부(61)는 수전 코일(RL)을 포함하며, 무선으로 전송된 전력을 수신하여 수신 전압(Vr)을 출력한다. 정류부(62)는 수신 전압(Vr)을 정류하여 충전 전압(Vc)을 출력한다. 전원부(63)는 배터리를 포함하며, 충전 전압(Vc)을 공급받아 에너지를 저장한다.The power receiver 61 includes a power reception coil RL, receives power transmitted in a wireless manner, and outputs a reception voltage Vr. The rectifying unit 62 rectifies the receiving voltage Vr and outputs the charging voltage Vc. The power supply unit 63 includes a battery, and receives a charging voltage Vc to store energy.

충전 전압(Vc)의 크기는 수신 전압(Vr)의 최대값보다 작은 값을 가진다. 예를 들면, 정류부(62)는 충전 전압(Vc)의 크기를 일정하게 출력하기 위해 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator)과 같은 전압 조정기(voltage regulator)를 포함할 수 있으며, 이로 인해 충전 전압(Vc)의 크기는 수신 전압(Vr)의 최대값보다 작은 값을 가질 수 있다. 따라서, 적절한 크기를 가지는 충전 전압(Vc)을 생성하기 위해서는 수신 전압(Vr)이 적절한 크기를 가져야 한다. 수신 전압(Vr)의 크기는 변환부(52)의 동작 주파수 등에 따라 달라진다. 이 때, 상기 동작 주파수가 적절한 범위 내에서 가변되도록 하여야 무선 전력 전송이 원활히 이루어질 수 있다.The magnitude of the charging voltage Vc is smaller than the maximum value of the reception voltage Vr. For example, the rectifying part 62 may include a voltage regulator such as a low dropout (LDO) regulator for constantly outputting the magnitude of the charging voltage Vc, The magnitude of the charging voltage Vc may be smaller than the maximum value of the receiving voltage Vr. Therefore, in order to generate the charging voltage Vc having an appropriate size, the receiving voltage Vr must have an appropriate size. The magnitude of the reception voltage Vr varies depending on the operating frequency of the converter 52 and the like. At this time, if the operating frequency is varied within an appropriate range, wireless power transmission can be smoothly performed.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 코일을 이용하여 무선 전력 송신 장치(5)의 기능과 무선 전력 수신 장치(6)의 기능을 모두 수행함과 동시에, 무선으로 전력을 송신하는 송신 모드에서 사용되는 코일의 권선수를 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드에서 사용되는 코일의 권선수와 다르도록 조정하거나, 무선으로 전력을 송신하는 송신 모드에서 전원부로부터 공급되는 전압을 승압한다. 따라서, 변환부(52)의 동작 주파수가 적절한 범위 내에서 가변되도록 하며, 결과적으로 무선 전력 전송이 보다 원활히 이루어지도록 한다.
According to the embodiment of the present invention, a single coil is used to perform both the function of the wireless power transmitting apparatus 5 and the function of the wireless power receiving apparatus 6, and at the same time, Adjusts the winding of the coil so as to be different from that of the coil used in the reception mode for receiving the power transmitted from the radio or boosts the voltage supplied from the power supply unit in the transmission mode for transmitting power wirelessly. Therefore, the operating frequency of the converter 52 can be varied within an appropriate range, resulting in smoother wireless power transmission.

도 2의 무선 전력 송신 장치(2)는 도 5의 무선 전력 송신 장치(5)와 동일한 구성을 포함할 수 있고, 도 3의 다른 기기(3) 및 도 4의 웨어러블 기기(4)는 도 5의 무선 전력 수신 장치(6)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
The wireless power transmitting apparatus 2 of FIG. 2 may include the same configuration as the wireless power transmitting apparatus 5 of FIG. 5 and the other apparatus 3 of FIG. 3 and the wearable apparatus 4 of FIG. The wireless power receiving apparatus 6 of FIG.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 블록도로서, 본 발명의 실시예에 따른 기기(1)는 무선 전력 송수신 장치(10) 및 전원부(20)를 포함하며, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(10)는 송수신부(110), 변환 및 정류부(120), 및 제어부(140)를 포함한다.
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an apparatus including a wireless power transmitting / receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus 1 according to the embodiment of the present invention includes a wireless power transmitting / receiving unit 10 and a power unit 20, The wireless power transmission / reception apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a transmission / reception unit 110, a conversion and rectification unit 120, and a control unit 140.

송수신부(110)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신하는 송수신 코일을 포함한다. 송수신 코일 중 제1 권선수를 가지는 제1 섹션을 통하여 무선으로 전송된 전력이 수신될 수 있고, 송수신 코일 중 제2 권선수를 가지는 제2 섹션을 통하여 전력이 무선으로 송신될 수 있다.The transmission / reception unit 110 includes a transmission / reception coil for receiving wirelessly transmitted power and wirelessly transmitting power. Power can be received wirelessly through the first section of the transmission and reception coil with the first winding and power can be transmitted wirelessly through the second section with the second winding of the transmission and reception coils.

변환 및 정류부(120)는 송수신부(110)를 통해 수신된 전력을 입력하고 정류하여 충전 전력을 생성하며, 상기 충전 전력을 전원부(20)로 출력한다. 또한, 변환 및 정류부(120)는 전원부(20)로부터 전력을 공급받고, 공급받은 전력을 교류 전력으로 변환하며, 송수신부(110)로 상기 교류 전력을 출력한다. 교류 전력은 송수신부(110)의 송수신 코일로 인가된다. 변환 및 정류부(120)는 각각 별개의 브리지 회로를 포함하는 정류부 및 변환부를 포함할 수도 있고, 충전 전력을 출력하는 정류부의 기능 및 교류 전력을 생성하는 변환부의 기능을 모두 수행하는 하나의 브리지 회로를 포함할 수도 있다.The converting and rectifying unit 120 receives and receives the power received through the transmitting / receiving unit 110 to generate charging power, and outputs the charging power to the power supply unit 20. The conversion and rectification unit 120 receives power from the power supply unit 20, converts the supplied power into AC power, and outputs the AC power to the transmission / reception unit 110. AC power is applied to the transmission / reception coil of the transmission / reception unit 110. The converting and rectifying unit 120 may include a rectifying unit including a separate bridge circuit and a converting unit and may include one bridge circuit that performs both the function of the rectifying unit that outputs the charging power and the function of the converting unit that generates the AC power .

제어부(140)는 송수신부(110) 및/또는 변환 및 정류부(120)를 제어한다. 도시하지는 않았지만, 제어부(140)는 변환 및 정류부(120)를 제어하기 위해 무선 전력 수신 장치로부터 무선 전력 수신 장치가 필요로 하는 전압에 관한 정보를 수신할 수 있고, 충전 전력의 크기에 대한 정보를 검출할 수도 있고, 변환 및 정류부(120) 내부의 일부 노드에서의 전압 및/또는 일부 경로를 통해 흐르는 전류에 대한 정보를 검출할 수도 있다.
The control unit 140 controls the transmission / reception unit 110 and / or the conversion and rectification unit 120. Although not shown, the control unit 140 can receive information on the voltage required by the wireless power receiving apparatus from the wireless power receiving apparatus to control the converting and rectifying unit 120, and obtain information on the size of the charging power And may detect information about a voltage at some nodes inside the conversion and rectification unit 120 and / or a current flowing through some path.

여기서, 제1 권선수와 제2 권선수가 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제2 권선수는 제1 권선수보다 작을 수 있다. 이 경우, 변환 및 정류부(120)는 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 양단과 전기적으로 연결되고, 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 일단 및 송수신 코일의 양단 사이에 존재하는 탭과 전기적으로 연결될 수 있다. Here, the first winding number and the second winding number may be different from each other. For example, the second volume may be smaller than the first volume. In this case, the converting and rectifying unit 120 is electrically connected to both ends of the transmitting and receiving coils of the transmitting and receiving unit 110 in the receiving mode for receiving wirelessly transmitted power. In the transmitting mode for transmitting power wirelessly, the transmitting and receiving unit 110 Receiving coil of the transmission and reception coil and the tap between the both ends of the transmission and reception coil.

또는 송수신부(110)가 전력을 무선으로 송신하는 경우에는, 변환 및 정류부(120)가 전원부(20)로부터 공급받은 전력을 증폭시킨 후, 증폭시킨 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이 경우, 변환 및 정류부(120)는 수신 모드 및 송신 모드에서 송수신 코일(110)의 양단과 전기적으로 연결될 수도 있다. 또는, 송신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 양단과 전기적으로 연결되고, 수신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 일단 및 송수신 코일의 양단 사이에 존재하는 탭과 전기적으로 연결될 수도 있다. 경우에 따라, 변환 및 정류부(120)는 수신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 양단과 전기적으로 연결되고, 송신 모드에서는 송수신부(110)의 송수신 코일의 일단 및 송수신 코일의 양단 사이에 존재하는 탭과 전기적으로 연결될 수도 있다.
Alternatively, when the transmission / reception unit 110 transmits power wirelessly, the conversion and rectification unit 120 can amplify the power supplied from the power supply unit 20, and then convert the amplified power into AC power. In this case, the conversion and rectification unit 120 may be electrically connected to both ends of the transmission / reception coil 110 in the reception mode and the transmission mode. Alternatively, it may be electrically connected to both ends of the transmission and reception coil of the transmission and reception unit 110 in the transmission mode and may be electrically connected to one end of the transmission and reception coil of the transmission and reception unit 110 and between the ends of the transmission and reception coil, . In the transmission mode, the conversion and rectification section 120 is electrically connected to both ends of the transmission and reception coils of the transmission and reception section 110 and between both ends of the transmission and reception coils Or may be electrically connected to an existing tap.

전원부(20)는 배터리를 포함하며, 변환 및 정류부(120)로부터 충전 전력을 공급받아 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 이용하여 변환 및 정류부(120)로 전력을 공급한다. 전원부(20)는 변환 및 정류부(120) 뿐만 아니라 기기(1)의 다른 구성 요소들로도 전력을 공급할 수 있다.
The power unit 20 includes a battery, stores the energy by receiving charging power from the conversion and rectification unit 120, and supplies power to the conversion and rectification unit 120 using the stored energy. The power supply unit 20 can supply power to the conversion and rectification unit 120 as well as to other components of the device 1. [

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-1)는 무선 전력 송수신 장치(11) 및 전원부(21)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(11)는 송수신부(111), 정류부(121), 변환부(131), 및 제어부(141)를 포함한다. 즉, 도 7에 나타낸 본 발명의 일 실시예에서, 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)를 포함하는 정류부(121) 및 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)를 포함하는 변환부(131)가 변환 및 정류부(도 6의 120)를 구성한다.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. The device 1-1 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmission / reception device 11 and a power supply unit 21. [ The wireless power transmitting and receiving apparatus 11 according to an embodiment of the present invention includes a transmitting and receiving unit 111, a rectifying unit 121, a converting unit 131, and a control unit 141. That is, in one embodiment of the present invention shown in FIG. 7, a converter section 121 including a rectifying section 121 including bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41 and bridge circuits TT11, TT21, TT31 and TT41 131 constitute a conversion and rectification section (120 in Fig. 6).

송수신부(111)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(111)는 송수신 코일(L1), 스위치(S11), 커패시터(C11), 커패시터(C21), 스위치(S21), 및 커패시터(C31)를 포함한다.The transmission / reception unit 111 receives the power transmitted by radio and transmits the power wirelessly. The transmission / reception unit 111 includes a transmission / reception coil L1, a switch S11, a capacitor C11, a capacitor C21, a switch S21, and a capacitor C31.

송수신 코일(L1)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 정류부(121) 및 변환부(131)과 전기적으로 연결되는 공통 단자(TC1)와, 수신 모드에서 정류부(121)와 전기적으로 연결되는 수신 단자(TR1)와, 송신 모드에서 변환부(131)와 전기적으로 연결되고 수신 단자(TR1)와 공통 단자(TC1) 사이에 배치되는 송신 단자(TT1)를 포함한다. 송신 단자(TT1)는 송수신 코일(L1)의 양단 사이에 존재하는 탭일 수 있다. 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(TR1) 사이의 권선수는 12 내지 15일 수 있으며, 공통 단자(TC1)와 송신 단자(TT1) 사이의 권선수는 10일 수 있다.The transmission / reception coil L1 includes a common terminal TC1 electrically connected to the rectification unit 121 and the conversion unit 131 in a reception mode for receiving wirelessly transmitted power and a transmission mode for wirelessly transmitting power, A transmission terminal TT1 electrically connected to the conversion unit 131 in the transmission mode and disposed between the reception terminal TR1 and the common terminal TC1, . The transmission terminal TT1 may be a tap existing between both ends of the transmission / reception coil L1. The winding between the common terminal TC1 and the receiving terminal TR1 of the transmitting and receiving coil L1 may be 12 to 15 and the winding between the common terminal TC1 and the transmitting terminal TT1 may be 10.

스위치(S11)는 수신 단자(TR1)와 연결되고, 제어부(141)의 제어에 따라 수신 모드에서는 온 되고 송신 모드에서는 오프 된다. 커패시터(C11)는 스위치(S11)와 노드(N11) 사이에 연결된다. 커패시터(C21)는 노드(N11)와 공통 단자(TC1) 사이에 연결된다. (본 명세서에서, 연결된다는 것은 전기적으로 연결되는 모든 경우를 포함한다.) 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(TR1) 사이의 섹션을 통해 무선으로 전송된 전력이 수신되며, 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(TR1) 사이의 섹션과 커패시터(C11)(또는 커패시터(C11)와 커패시터(C21))가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C21)는 무선 전력 송수신 장치(11)와 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송신기 사이의 상대적인 위치 파악 등에 사용될 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 송신기는 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(TR1) 사이의 섹션의 인덕턴스와 커패시터(C11)의 커패시턴스와 커패시터(C21)의 커패시턴스에 의해 결정되는 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 전송하면서, 무선 전력 송수신 장치(11)의 존재 여부 및/또는 위치 등을 파악하고, 파악한 결과에 따라 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(TR1) 사이의 섹션의 인덕턴스와 커패시터(C11)의 커패시턴스에 의해 결정되는 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 송신할 수 있다.The switch S11 is connected to the reception terminal TR1, and is turned on in the reception mode under control of the control unit 141, and is turned off in the transmission mode. The capacitor C11 is connected between the switch S11 and the node N11. The capacitor C21 is connected between the node N11 and the common terminal TC1. (In this specification, the connection includes all the cases electrically connected.) Therefore, in the receiving mode, transmission is carried out wirelessly through a section between the common terminal TC1 of the transmitting and receiving coil L1 and the receiving terminal TR1 And the section between the common terminal TC1 and the reception terminal TR1 of the transmission and reception coil L1 and the capacitor C11 (or the capacitor C11 and the capacitor C21) function as a resonance tank do. The capacitor C21 may be used for relative positioning between the wireless power transmission / reception device 11 and a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power. For example, the wireless power transmitter has a resonance frequency determined by the inductance of the section between the common terminal TC1 and the reception terminal TR1 of the transmitting and receiving coil L1, the capacitance of the capacitor C11, and the capacitance of the capacitor C21. And the position and the like of the wireless power transmission / reception device 11 while transmitting the wireless power with the common terminal TC1 and the reception terminal TR1 of the transmission / reception coil L1, It is possible to transmit the radio power having the resonance frequency determined by the inductance of the section and the capacitance of the capacitor C11.

스위치(S21)는 송신 단자(TT1)와 연결되고, 제어부(141)의 제어에 따라 수신 모드에서는 오프 되고 송신 모드에서는 온 된다. 커패시터(C31)는 스위치(S21)와 노드(N21) 사이에 연결된다. 따라서, 송신 모드에서, 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 송신 단자(TT1) 사이의 섹션을 통해 전력이 무선으로 송신되며, 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 송신 단자(TT1) 사이의 섹션과 커패시터(C31)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다.
The switch S21 is connected to the transmission terminal TT1 and is turned off in the reception mode and turned on in the transmission mode under the control of the control unit 141. [ The capacitor C31 is connected between the switch S21 and the node N21. Therefore, in the transmission mode, power is transmitted wirelessly through a section between the common terminal TC1 and the transmission terminal TT1 of the transmission / reception coil L1, and the common terminal TC1 and the transmission terminal TT1 and the capacitor C31 function as resonance tanks.

정류부(121)는 노드(N11) 및 공통 단자(TC1)와 연결되고, 제어부(141)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N11)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력한다. 정류부(121)는 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41), 평활 커패시터(SC11), 및 전압 조정기(1211)를 포함한다.The rectifying unit 121 is connected to the node N11 and the common terminal TC1 and regulates the voltage between the node N11 and the common terminal TC1 in the receiving mode under the control of the control unit 141 to output the charging voltage do. The rectification section 121 includes bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41, a smoothing capacitor SC11, and a voltage regulator 1211. [

브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)는 제어부(141)의 제어에 따라 노드(N11)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 생성하고, 상기 정류 전압을 노드(N31)로 출력한다. 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)는 노드(N11)와 노드(N31) 사이에 연결된 트랜지스터(RT11), 노드(N11)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT21), 노드(N31)와 공통 단자(TC1) 사이에 연결된 트랜지스터(RT31), 및 공통 단자(TC1)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT41)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(RT11, RT21, RT31, RT41) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41 rectify the voltage between the node N11 and the common terminal TC1 under the control of the control unit 141 to generate a rectified voltage and supply the rectified voltage to the node N31, . The bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41 include a transistor RT11 connected between the node N11 and the node N31, a transistor RT21 connected between the node N11 and the ground, A transistor RT31 connected between the common terminal TC1 and a transistor RT41 connected between the common terminal TC1 and ground. Each of the transistors RT11, RT21, RT31 and RT41 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC11)는 노드(N31)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N31)의 전압, 즉, 정류 전압을 평활한다. The smoothing capacitor SC11 is connected between the node N31 and the ground, and smoothes the voltage of the node N31, that is, the rectified voltage.

전압 조정기(1211)는 노드(N31)의 전압, 즉, 정류 전압을 입력하고, 정류 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 출력한다. 전압 조정기(1211)로는 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator) 등이 사용될 수 있다.
The voltage regulator 1211 receives the voltage of the node N31, that is, the rectified voltage, and outputs a charging voltage having a constant value irrespective of variations in the rectified voltage or variations in the load. As the voltage regulator 1211, a low dropout (LDO) regulator or the like may be used.

변환부(131)는 노드(N21) 및 공통 단자(TC1)와 연결되고, 제어부(141)의 제어에 따라 송신 모드에서 노드(N21)와 공통 단자(TC1) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환부(131)는 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41) 및 평활 커패시터(SC21)를 포함한다.The conversion unit 131 is connected to the node N21 and the common terminal TC1 and under the control of the control unit 141 applies the AC voltage across the node N21 and the common terminal TC1 in the transmission mode. The conversion unit 131 includes bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 and a smoothing capacitor SC21.

브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)는 제어부(141)의 제어에 따라 전원부(21)로부터 공급받은 전력을 이용하여 교류 전압을 생성한다. 즉, 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)는 풀 브리지(full bridge) 인버터(inverter)로서 동작한다. 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)는 노드(N41)와 노드(N21) 사이에 연결된 트랜지스터(TT11), 노드(N21)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT21), 노드(N41)와 공통 단자(TC1) 사이에 연결된 트랜지스터(TT31), 및 공통 단자(TC1)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT41)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(TT11, TT21, TT31, TT41) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 generate an AC voltage using the power supplied from the power supply unit 21 under the control of the control unit 141. [ That is, the bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 operate as full bridge inverters. The bridge circuits TT11, TT21, TT31 and TT41 include a transistor TT11 connected between the node N41 and the node N21, a transistor TT21 connected between the node N21 and the ground, A transistor TT31 connected between the common terminal TC1 and a transistor TT41 connected between the common terminal TC1 and ground. Each of the transistors TT11, TT21, TT31, and TT41 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC21)는 전원부(21)로부터 공급받은 전력의 전압, 즉, 노드(N41)의 전압을 평활한다.
The smoothing capacitor SC21 smoothes the voltage of the power supplied from the power supply unit 21, that is, the voltage of the node N41.

제어부(141)는 스위치들(S11, S21), 및 트랜지스터들(RT11, RT21, RT31, RT41, TT11, TT21, TT31, TT41) 각각을 제어하는 제어 신호들(cs11, cs21, cr11, cr21, cr31, cr41, ct11, ct21, ct31, ct41)을 출력한다. 제어부(141)는 트랜지스터들(RT11, RT21, RT31, RT41)을 제어하기 위하여, 트랜지스터들(RT11, RT21, RT31, RT41) 중 적어도 하나 이상의 양단 전압을 입력받을 수 있다. 또한, 제어부(141)는 트랜지스터들(TT11, TT21, TT31, TT41)을 제어하기 위하여, 무선 전력 송수신 장치(11)가 송신한 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치로부터, 무선 전력 수신 장치가 수신한 전압 또는 무선 전력 수신 장치가 필요로 하는 전압에 대한 정보를 입력받을 수 있다.
The control unit 141 includes control signals cs11, cs21, cr11, cr21, cr31 for controlling the switches S11, S21 and the transistors RT11, RT21, RT31, RT41, TT11, TT21, TT31, , cr41, ct11, ct21, ct31, ct41). The control unit 141 may receive at least one of the voltages of at least one of the transistors RT11, RT21, RT31 and RT41 to control the transistors RT11, RT21, RT31 and RT41. In order to control the transistors TT11, TT21, TT31, and TT41, the control unit 141 also receives, from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving apparatus 11, Voltage or a voltage required by the wireless power receiving apparatus.

전원부(21)는 수신 모드에서 충전 전압을 공급받아 에너지를 저장하며, 송신 모드에서 변환부(131)로 전력을 공급한다. 전원부(21)는 배터리(B1)를 포함할 수 있으며, 기기의 다른 구성 요소들로도 전력을 공급할 수 있다.
The power supply unit 21 receives the charging voltage in the receiving mode and stores the energy, and supplies power to the converting unit 131 in the transmitting mode. The power supply unit 21 may include a battery B1, and may supply power to other components of the apparatus.

도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 8에서, cs11은 스위치(S11)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs21은 스위치(S21)에 인가되는 스위치 제어 신호를, ct11은 트랜지스터(TT11)에 인가되는 제어 신호를, ct21은 트랜지스터(TT21)에 인가되는 제어 신호를, ct31은 트랜지스터(TT31)에 인가되는 제어 신호를, ct41은 트랜지스터(TT41)에 인가되는 제어 신호를, V_N41은 노드(N41)의 전압을, v_TT1은 송수신 코일(L1)의 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압을, cr11~cr41은 트랜지스터들(RT11~RT41)에 인가되는 제어 신호들을 각각 나타낸다.
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmission / reception apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 8, cs11 denotes a switch control signal applied to the switch S11, cs21 denotes a switch control signal applied to the switch S21, ct11 denotes a control signal applied to the transistor TT11, ct21 denotes a transistor TT21 Ct31 denotes a control signal applied to the transistor TT41; V_N41 denotes a voltage of the node N41; v_TT1 denotes a transmit / receive coil L1 And the control signals cr11 to cr41 are control signals applied to the transistors RT11 to RT41, respectively.

도 7 및 도 8을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(11)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 7 and FIG. 8, operation of the wireless power transmitting / receiving device 11 according to the embodiment of the present invention in the transmission mode will be described below.

무선 전력 송수신 장치(11)가 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서, 노드(N41)의 전압(V_N41)은 전원부(21)의 배터리(B1)의 출력 전압과 동일하다. 또한, 노드(N41)의 전압(V_N41)은 무선 전력 송수신 장치(11)로부터 송신된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압과 동일할 수 있다.The voltage V_N41 of the node N41 is equal to the output voltage of the battery B1 of the power supply section 21 in the transmission mode in which the wireless power transmitting / receiving device 11 transmits power wirelessly. The voltage V_N41 of the node N41 may be equal to the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 11. [

무선 전력 송수신 장치(11)를 송신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(141)는 로우 레벨의 스위치 제어 신호(cs11) 및 하이 레벨의 스위치 제어 신호(cs21)를 출력한다. 따라서, 스위치(S11)는 오프 되고, 스위치(S21)는 온된다. 즉, 송수신 코일(L1)은 변환부(131)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 송수신 코일(L1)의 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1)가 변환부(131)와 전기적으로 연결된다.In order to operate the wireless power transmitting / receiving device 11 in the transmission mode, the control unit 141 outputs a switch control signal cs11 of a low level and a switch control signal cs21 of a high level. Thus, the switch S11 is turned off and the switch S21 is turned on. That is, the transmission / reception coil L1 is electrically connected to the conversion unit 131. [ Specifically, the transmission terminal TT1 and the common terminal TC1 of the transmission / reception coil L1 are electrically connected to the conversion unit 131. [

또한, 제어부(141)는 변환부(131)의 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)를 제어하기 위한 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)을 출력한다. 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)은 듀티비가 50%인 구형파일 수 있으며, 제어신호들(ct11, ct41)과 제어신호들(ct21, ct31)은 서로 반대 위상을 가진다. 따라서, 트랜지스터들(TT11, TT21, TT31, TT41)은 주기적으로 온 오프되되, 트랜지스터들(TT11, TT41)과 트랜지스터들(TT21, TT31)은 상보적으로 온 오프 된다. 트랜지스터들(TT11, TT21, TT31, TT41)의 온 오프 주기는 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)의 주파수에 의해 결정된다. 즉, 변환부(131)의 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)는 풀 브리지 인버터로 동작한다.The control unit 141 also outputs control signals ct11, ct21, ct31, and ct41 for controlling the bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 of the conversion unit 131. [ The control signals ct11, ct21, ct31 and ct41 may be spherical files having a duty ratio of 50%, and the control signals ct11 and ct41 and the control signals ct21 and ct31 have opposite phases to each other. Therefore, the transistors TT11, TT21, TT31, and TT41 are periodically turned on and off while the transistors TT11 and TT41 and the transistors TT21 and TT31 are complementarily turned on and off. The on-off period of the transistors TT11, TT21, TT31, TT41 is determined by the frequency of the control signals ct11, ct21, ct31, ct41. That is, the bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 of the conversion unit 131 operate as full bridge inverters.

브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)의 동작에 따라 노드(N21)와 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1) 사이에는 교류 전압이 인가되고, 이로 인해 송수신 코일(L1)의 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이에도 교류 전압이 인가된다. 따라서, 송수신 코일(L1)의 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이의 섹션을 통해 전력이 무선으로 송신된다.AC voltage is applied between the node N21 and the common terminal TC1 of the transmission / reception coil L1 according to the operation of the bridge circuits TT11, TT21, TT31 and TT41, TT1 and the common terminal TC1. Therefore, power is wirelessly transmitted through a section between the transmission terminal TT1 of the transmission / reception coil L1 and the common terminal TC1.

송수신 코일(L1)의 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압(v_TT1)의 진폭은 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)의 주파수에 따라 결정된다. 제어부(141)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 정보를 기초로, 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)의 주파수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 현재 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력이 약할 경우(예를 들면, 무선 전력 수신 장치에서 배터리로 출력되는 충전 전력의 전압이 낮을 경우), 무선 전력 수신 장치는 이에 대한 정보를 무선 전력 송수신 장치(11)에 전송하고, 제어부(141)는 상기 정보에 응답하여 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)의 주파수를 낮추어 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압(v_TT1)의 진폭이 커지도록 할 수 있다. 반대로, 현재 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력이 클 경우(예를 들면, 무선 전력 수신 장치에서 배터리로 출력되는 충전 전력의 전압이 높을 경우), 무선 전력 수신 장치는 이에 대한 정보를 무선 전력 송수신 장치(11)로 전송하고, 제어부(141)는 상기 정보에 응답하여 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)의 주파수를 높여 송신 단자(TT1)와 공통 단자(TC1) 사이의 전압(v_TT1)의 진폭이 작아지도록 할 수 있다.The amplitude of the voltage v_TT1 between the transmission terminal TT1 and the common terminal TC1 of the transmission and reception coil L1 is determined according to the frequencies of the control signals ct11, ct21, ct31 and ct41. The control unit 141 can determine the frequencies of the control signals ct11, ct21, ct31 and ct41 based on the information received from the wireless power receiving apparatus. For example, when the current power received by the wireless power receiving apparatus is weak (for example, when the voltage of the charging power output from the battery to the wireless power receiving apparatus is low), the wireless power receiving apparatus transmits information on the wireless power The control unit 141 decreases the frequency of the control signals ct11, ct21, ct31 and ct41 in response to the information and transmits the voltage between the transmission terminal TT1 and the common terminal TC1 v_TT1 can be increased. On the other hand, when the power received by the wireless power receiving apparatus is high (for example, when the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus to the battery is high), the wireless power receiving apparatus transmits information on the received power to the wireless power transmitting / The controller 141 increases the frequency of the control signals ct11, ct21, ct31 and ct41 in response to the information to generate the voltage v_TT1 between the transmission terminal TT1 and the common terminal TC1, Can be reduced.

또한, 제어부(141)는 송신 모드에서는 정류부(121)의 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)가 동작하지 않도록 제어신호들(cr11, cr21, cr31, cr41)을 모두 로우 레벨로 출력한다.
The control unit 141 also outputs all the control signals cr11, cr21, cr31 and cr41 at a low level to prevent the bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41 of the rectifying unit 121 from operating in the transmission mode.

도 9는 도 7에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 9에서, cs11은 스위치(S11)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs21은 스위치(S21)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cr11은 트랜지스터(RT11)에 인가되는 제어 신호를, cr21은 트랜지스터(RT21)에 인가되는 제어 신호를, cr31은 트랜지스터(RT31)에 인가되는 제어 신호를, cr41은 트랜지스터(RT41)에 인가되는 제어 신호를, i_N11은 노드(N11)를 통하여 송수신부(111)에서 정류부(121)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.
9 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig. In Fig. 9, cs11 denotes a switch control signal applied to the switch S11, cs21 denotes a switch control signal applied to the switch S21, cr11 denotes a control signal applied to the transistor RT11, cr21 denotes a transistor RT21 And cr41 denotes a control signal applied to the transistor RT41 and i_N11 denotes a control signal applied to the rectifier section (rectifier section) 111 through the node N11 in the transceiver section 111 121, respectively.

도 7 및 도 9를 참고하여, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치(11)의 수신 모드의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 7 and FIG. 9, the operation of the reception mode of the wireless power transmitting / receiving device 11 of the present invention will be described as follows.

무선 전력 송수신 장치(11)를 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(141)는 하이 레벨의 스위치 제어 신호(cs11) 및 로우 레벨의 스위치 제어 신호(cs21)를 출력한다. 따라서, 스위치(S11)는 온 되고, 스위치(S21)는 오프된다. 즉, 송수신 코일(L1)은 정류부(132)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 송수신 코일(L1)의 수신 단자(TR1)와 공통 단자(TC1)가 정류부(121)와 전기적으로 연결된다.The control unit 141 outputs the switch control signal cs11 of the high level and the switch control signal cs21 of the low level to operate the wireless power transmission / reception apparatus 11 in the transmission mode for wirelessly transmitting the power. Thus, the switch S11 is turned on and the switch S21 is turned off. That is, the transmission / reception coil L1 is electrically connected to the rectifying unit 132. [ Specifically, the receiving terminal TR1 and the common terminal TC1 of the transmitting / receiving coil L1 are electrically connected to the rectifying part 121. [

무선 전력 송수신 장치(11)의 송수신부(111)가 무선으로 전송된 전력을 수신하면, 노드(N11)을 통하여 송수신부(111)로부터 정류부(121)로 도 9의 i_N11과 같은 전류가 유입된다. 여기서, 송수신 코일(L1)의 공통 단자(TC1)와 수신 단자(RT1) 사이의 섹션을 통해 전력이 수신된다.9 receives the same current as i_N11 from the transmitting / receiving unit 111 through the node N11 when the transmitting / receiving unit 111 of the wireless power transmitting / receiving device 11 receives the wirelessly transmitted power . Here, power is received through a section between the common terminal TC1 of the transmission / reception coil L1 and the reception terminal RT1.

또한, 제어부(141)는 정류부(121)의 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)를 제어하기 위한 제어신호들(cr11, cr21, cr31, cr41)을 출력한다. 이를 위해, 제어부(141)는 브리지 회로의 트랜지스터들(RT11, RT21, RT31, RT41) 중 적어도 하나 이상의 양단 전압을 입력할 수 있다. 예를 들면, 제어부(141)는 트랜지스터(RT11)의 양단 전압에 응답하여 제어신호들(cr11, cr41)을 출력하고, 트랜지스터(RT21)의 양단 전압에 응답하여 제어신호들(cr21, cr31)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어부(141)는 트랜지스터(RT11)의 양단 전압이 제1 기준값 이하로 떨어지면 제어신호들(cr11, cr41)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경시키고, 트랜지스터(RT11)의 양단 전압이 제2 기준값 이상으로 상승하면 제어신호들(cr11, cr41)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경할 수 있다. 또한, 제어부(141)는 트랜지스터(RT21)의 양단 전압이 제3 기준값 이하로 떨어지면 제어신호들(cr21, cr31)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경시키고, 트랜지스터(RT21)의 양단 전압이 제4 기준값 이상으로 상승하면 제어신호들(cr21, cr31)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경할 수 있다.The control unit 141 also outputs control signals cr11, cr21, cr31 and cr41 for controlling the bridge circuits RT11, RT21, RT31 and RT41 of the rectifying unit 121. To this end, the control unit 141 may input at least one of the voltages of the transistors RT11, RT21, RT31, and RT41 of the bridge circuit. For example, the control unit 141 outputs the control signals cr11 and cr41 in response to the voltage across the transistor RT11 and outputs the control signals cr21 and cr31 in response to the voltage across the transistor RT21 Can be output. The controller 141 changes the state of the control signals cr11 and cr41 from the low level to the high level when the both terminal voltage of the transistor RT11 falls below the first reference value, The state of the control signals cr11 and cr41 can be changed from a high level to a low level. The control unit 141 changes the state of the control signals cr21 and cr31 from the low level to the high level when the both terminal voltage of the transistor RT21 falls below the third reference value, 4, the state of the control signals cr21 and cr31 can be changed from a high level to a low level.

브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)의 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the bridge circuits RT11, RT21, RT31, and RT41 will be described in more detail as follows.

전류(i_N11)가 음의 값을 가지거나, 일정한 값 이하인 양의 값을 가지는 경우, 트랜지스터(RT11)의 기생 다이오드는 턴오프 상태이므로 트랜지스터(RT11)의 양단 전압은 높게 나타난다. 이후, 전류(i_N11)가 양의 값의 값을 가지면서 절대치가 일정 크기 이상으로 커지게 되면 트랜지스터(RT11)의 기생 다이오드가 턴온되고 이로 인해 트랜지스터(RT11)의 양단 전압은 제1 기준값보다 작아지게 되며(예를 들면, 트랜지스터(RT11)의 양단 전압이 0.7V가 될 수 있다), 이 시점에서 제어부(141)는 제어 신호들(cr11, cr41)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화시킨다. 따라서, 트랜지스터들(RT11, RT41)가 턴온된다. 이후, 전류(i_N11)가 양의 값을 가지면서 절대치가 일정 크기 이하로 작아지게 되면, 트랜지스터(RT11)를 통하여 흐르는 전류량이 작아지게 되고, 이로 인해 트랜지스터(RT11) 양단 전압의 절대치가 일정한 크기 이하가 된다. 이 시점에서 제어부(141)는 제어 신호들(cr11, cr41)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화시킨다. 따라서, 트랜지스터들(RT11, RT41)는 턴오프된다.When the current i_N11 has a negative value or a positive value that is a certain value or less, the parasitic diode of the transistor RT11 is in a turned off state, so that the voltage across the transistor RT11 is high. Thereafter, when the absolute value of the current i_N11 has a positive value, the parasitic diode of the transistor RT11 is turned on and the voltage across the transistor RT11 becomes smaller than the first reference value At this point, the control unit 141 changes the state of the control signals cr11 and cr41 from low level to high level (for example, the voltage across the transistor RT11 may be 0.7 V). Thus, the transistors RT11 and RT41 are turned on. Thereafter, when the absolute value of the current i_N11 has a positive value and the absolute value becomes smaller than a predetermined value, the amount of current flowing through the transistor RT11 becomes small, and thus the absolute value of the voltage across the transistor RT11 becomes a constant magnitude . At this point, the control unit 141 changes the state of the control signals cr11 and cr41 from the high level to the low level. Thus, the transistors RT11 and RT41 are turned off.

전류(i_N11)가 양의 값을 가지거나, 일정한 값 이상인 음의 값을 가지는 경우, 트랜지스터(RT21)의 기생 다이오드는 턴오프 상태이므로 트랜지스터(RT21)의 양단 전압은 높게 나타난다. 이후, 전류(i_N11)가 음의 값의 값을 가지면서 절대치가 일정 크기 이상으로 커지게 되면 트랜지스터(RT21)의 기생 다이오드가 턴온되고 이로 인해 트랜지스터(RT21)의 양단 전압은 제1 기준값보다 작아지게 되며(예를 들면, 트랜지스터(RT21)의 양단 전압이 0.7V가 될 수 있다), 이 시점에서 제어부(141)는 제어 신호들(cr21, cr31)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화시킨다. 따라서, 트랜지스터들(RT21, RT31)가 턴온된다. 이후, 전류(i_N11)가 음의 값을 가지면서 절대치가 일정 크기 이하로 작아지게 되면, 트랜지스터(RT21)를 통하여 흐르는 전류량이 작아지게 되고, 이로 인해 트랜지스터(RT21) 양단 전압의 절대치가 일정한 크기 이하가 된다. 이 시점에서 제어부(141)는 제어 신호들(cr21, cr31)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화시킨다. 따라서, 트랜지스터들(RT21, RT31)는 턴오프된다.When the current i_N11 has a positive value or a negative value which is a predetermined value or more, the parasitic diode of the transistor RT21 is turned off, so that the voltage across the transistor RT21 is high. Thereafter, when the absolute value of the current i_N11 has a negative value, the parasitic diode of the transistor RT21 is turned on and the voltage across the transistor RT21 becomes smaller than the first reference value (For example, the voltage across the transistor RT21 may be 0.7 V). At this point, the control unit 141 changes the state of the control signals cr21 and cr31 from a low level to a high level. Thus, the transistors RT21 and RT31 are turned on. Thereafter, when the absolute value of the current i_N11 has a negative value and the absolute value becomes smaller than a predetermined value, the amount of current flowing through the transistor RT21 becomes small. As a result, the absolute value of the voltage across the transistor RT21 becomes constant . At this point, the control unit 141 changes the state of the control signals cr21 and cr31 from high level to low level. Thus, the transistors RT21 and RT31 are turned off.

또한, 제어부(141)는 수신 모드에서는 변환부(131)의 브리지 회로(TT11, TT21, TT31, TT41)가 동작하지 않도록 제어신호들(ct11, ct21, ct31, ct41)을 모두 로우 레벨로 출력한다.The control unit 141 outputs all the control signals ct11, ct21, ct31, and ct41 at a low level so that the bridge circuits TT11, TT21, TT31, and TT41 of the conversion unit 131 do not operate in the reception mode .

수신 모드에서, 브리지 회로(RT11, RT21, RT31, RT41)의 동작에 의해 노드(N31)로 정류 전압이 출력되며, 전압 조정기(1211)는 정류 전압을 입력하고, 일정한 크기를 가지는 충전 전압을 노드(N51)로 출력한다. 충전 전압은 전원부(21)의 배터리(B1)로 인가되고, 충전 전압에 의해 배터리(B1)가 충전된다.
In the receiving mode, a rectified voltage is output to the node N31 by the operation of the bridge circuits RT11, RT21, RT31, and RT41. The voltage regulator 1211 receives the rectified voltage, (N51). The charging voltage is applied to the battery B1 of the power supply unit 21, and the battery B1 is charged by the charging voltage.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-2)는 무선 전력 송수신 장치(12) 및 전원부(22)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(12)는 송수신부(112), 정류부(122), 변환부(132), 및 제어부(142)를 포함한다. 즉, 도 10에 나타낸 본 발명의 일 실시예에서, 브리지 회로(RT12, RT22, RT32, RT42)를 포함하는 정류부(122) 및 브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42)를 포함하는 변환부(132)가 변환 및 정류부(도 6의 120)를 구성한다.
10 is a diagram schematically illustrating a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. The device 1-2 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transceiver 12 and a power supply 22. The wireless power transmitting and receiving apparatus 12 according to an embodiment of the present invention includes a transmitting and receiving unit 112, a rectifying unit 122, a converting unit 132, and a control unit 142. In other words, in an embodiment of the present invention shown in FIG. 10, a converting section 122 including a rectifying section 122 including bridge circuits RT12, RT22, RT32 and RT42 and bridge circuits TT12, TT22, TT32 and TT42 132 constitute a conversion and rectification section (120 in Fig. 6).

송수신부(112)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(112)는 송수신 코일(L2), 스위치(S12), 커패시터(C12), 커패시터(C22), 스위치(S22), 및 커패시터(C32)를 포함한다.The transmission / reception unit 112 receives the wirelessly transmitted power and wirelessly transmits the power. The transmission / reception unit 112 includes a transmission / reception coil L2, a switch S12, a capacitor C12, a capacitor C22, a switch S22, and a capacitor C32.

송수신 코일(L2)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 정류부(122) 및 변환부(132)과 전기적으로 연결되는 공통 단자(TC2)와, 수신 모드에서 정류부(122)와 전기적으로 연결되고, 송신 단자(TT2)와 공통 단자(TC2) 사이에 배치되는 수신 단자(TR2)와, 송신 모드에서 변환부(132)와 전기적으로 연결되는 송신 단자(TT2)를 포함한다. 수신 단자(TR2)는 송수신 코일(L1)의 양단 사이에 존재하는 탭일 수 있다. 송수신 코일(L2)의 공통 단자(TC2)와 수신 단자(TR2) 사이의 권선수는 12 내지 15일 수 있으며, 공통 단자(TC2)와 송신 단자(TT2) 사이의 권선수는 15보다 클 수 있다.The transmission / reception coil L2 includes a common terminal TC2 electrically connected to the rectification unit 122 and the conversion unit 132 in a reception mode for receiving radio-transmitted power and a transmission mode for wirelessly transmitting power, A receiving terminal TR2 electrically connected to the rectifying section 122 and disposed between the transmitting terminal TT2 and the common terminal TC2 and a transmitting terminal TT2 electrically connected to the converting section 132 in the transmitting mode, ). The reception terminal TR2 may be a tap existing between both ends of the transmission / reception coil L1. The winding between the common terminal TC2 and the receiving terminal TR2 of the transmitting and receiving coil L2 may be 12 to 15 and the winding between the common terminal TC2 and the transmitting terminal TT2 may be greater than 15 .

스위치(S12)는 수신 단자(TR2)와 연결되고, 제어부(142)의 제어에 따라 수신 모드에서는 온 되고 송신 모드에서는 오프 된다. 커패시터(C12)는 스위치(S12)와 노드(N12) 사이에 연결된다. 커패시터(C22)는 노드(N12)와 공통 단자(TC2) 사이에 연결된다. 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L2)의 공통 단자(TC2)와 수신 단자(TR2) 사이의 섹션을 통해 무선으로 전송된 전력이 수신되며, 송수신 코일(L2)의 공통 단자(TC2)와 수신 단자(TR2) 사이의 섹션과 커패시터(C12) (또는 커패시터(C12)와 커패시터(C22))가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C22)의 기능 및 역할은 도 7의 커패시터(C21)와 동일할 수 있다.The switch S12 is connected to the receiving terminal TR2 and is turned on in the receiving mode under the control of the controller 142 and turned off in the transmitting mode. The capacitor C12 is connected between the switch S12 and the node N12. The capacitor C22 is connected between the node N12 and the common terminal TC2. Therefore, in the receiving mode, power transmitted in a wireless manner through a section between the common terminal TC2 and the receiving terminal TR2 of the transmitting / receiving coil L2 is received, and the common terminal TC2 of the transmitting / The section between the terminals TR2 and the capacitor C12 (or the capacitor C12 and the capacitor C22) functions as a resonance tank. The function and role of the capacitor C22 may be the same as that of the capacitor C21 in Fig.

스위치(S22)는 송신 단자(TT2)와 연결되고, 제어부(142)의 제어에 따라 수신 모드에서는 오프 되고 송신 모드에서는 온 된다. 커패시터(C32)는 스위치(S22)와 노드(N22) 사이에 연결된다. 따라서, 송신 모드에서, 송수신 코일(L2)의 공통 단자(TC2)와 송신 단자(TT2) 사이의 섹션을 통해 전력이 무선으로 송신되며, 송수신 코일(L2)의 공통 단자(TC2)와 송신 단자(TT2) 사이의 섹션과 커패시터(C32)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다.
The switch S22 is connected to the transmission terminal TT2 and is turned off in the reception mode and turned on in the transmission mode under the control of the control unit 142. [ Capacitor C32 is connected between switch S22 and node N22. Therefore, in the transmission mode, power is transmitted wirelessly through a section between the common terminal TC2 and the transmission terminal TT2 of the transmission / reception coil L2, and the common terminal TC2 of the transmission / reception coil L2 and the transmission terminal TT2 and the capacitor C32 function as resonance tanks.

정류부(122)는 노드(N12) 및 공통 단자(TC2)와 연결되고, 제어부(142)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N12)와 공통 단자(TC2) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력한다. 정류부(122)는 브리지 회로(RT12, RT22, RT32, RT42), 평활 커패시터(SC12), 및 전압 조정기(1212)를 포함한다.The rectifying unit 122 is connected to the node N12 and the common terminal TC2 and regulates the voltage between the node N12 and the common terminal TC2 in the receiving mode under the control of the controller 142 to output the charging voltage do. The rectification section 122 includes bridge circuits RT12, RT22, RT32 and RT42, a smoothing capacitor SC12, and a voltage regulator 1212. [

브리지 회로(RT12, RT22, RT32, RT42)는 제어부(142)의 제어에 따라 노드(N12)와 공통 단자(TC2) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 노드(N32)로 출력한다. 브리지 회로(RT12, RT22, RT32, RT42)는 노드(N12)와 노드(N32) 사이에 연결된 트랜지스터(RT12), 노드(N12)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT22), 노드(N32)와 공통 단자(TC2) 사이에 연결된 트랜지스터(RT32), 및 공통 단자(TC2)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT42)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(RT12, RT22, RT32, RT42) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits RT12, RT22, RT32 and RT42 rectify the voltage between the node N12 and the common terminal TC2 under the control of the controller 142 and output the rectified voltage to the node N32. Each of the bridge circuits RT12, RT22, RT32 and RT42 includes a transistor RT12 connected between the node N12 and the node N32, a transistor RT22 connected between the node N12 and ground, a node N32, A transistor RT32 connected between the common terminal TC2 and a transistor RT42 connected between the common terminal TC2 and ground. Each of the transistors RT12, RT22, RT32, and RT42 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC12)는 노드(N32)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N32)의 전압, 즉, 정류 전압을 평활한다. The smoothing capacitor SC12 is connected between the node N32 and the ground, and smoothes the voltage of the node N32, that is, the rectified voltage.

전압 조정기(1212)는 노드(N32)의 전압, 즉, 정류 전압을 입력하고, 정류 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 출력한다. 전압 조정기(1212)로는 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator) 등이 사용될 수 있다.
The voltage regulator 1212 inputs the voltage of the node N32, that is, the rectified voltage, and outputs a charging voltage having a constant value irrespective of variations in the rectified voltage or variations in the load. As the voltage regulator 1212, a low dropout (LDO) regulator or the like may be used.

변환부(132)는 노드(N22) 및 공통 단자(TC2)와 연결되고, 제어부(142)의 제어에 따라 송신 모드에서 전원부(22)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하고, 승압한 전압을 이용하여 노드(N22)와 공통 단자(TC2) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환부(132)는 승압기(1312), 브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42) 및 평활 커패시터(SC22)를 포함한다.The converting unit 132 is connected to the node N22 and the common terminal TC2 and under the control of the control unit 142, it boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 22 in the transmission mode, And applies an AC voltage across the node N22 and the common terminal TC2. The conversion unit 132 includes a booster 1312, bridge circuits TT12, TT22, TT32, and TT42, and a smoothing capacitor SC22.

승압기(1312)는 전원부(22)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하여 출력한다. 구체적으로, 승압기(1312)는 노드(N52)의 전압을 승압하여 노드(N42)로 출력한다.The booster 1312 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 22 and outputs it. Specifically, the booster 1312 boosts the voltage of the node N52 and outputs it to the node N42.

브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42)는 제어부(142)의 제어에 따라 승압기(1312)의 출력 전압, 즉, 노드(N42)의 전압을 이용하여 교류 전압을 생성한다. 즉, 브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42)는 풀 브리지(full bridge) 인버터(inverter)로서 동작한다. 브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42)는 노드(N42)와 노드(N22) 사이에 연결된 트랜지스터(TT12), 노드(N22)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT22), 노드(N42)와 공통 단자(TC2) 사이에 연결된 트랜지스터(TT32), 및 공통 단자(TC2)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT42)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(TT12, TT22, TT32, TT42) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits TT12, TT22, TT32 and TT42 generate an AC voltage using the output voltage of the booster 1312, that is, the voltage at the node N42 under the control of the controller 142. [ That is, the bridge circuits TT12, TT22, TT32, and TT42 operate as full bridge inverters. The bridge circuits TT12, TT22, TT32 and TT42 include a transistor TT12 connected between the node N42 and the node N22, a transistor TT22 connected between the node N22 and ground, a node N42, A transistor TT32 connected between the common terminal TC2 and a transistor TT42 connected between the common terminal TC2 and ground. Each of the transistors TT12, TT22, TT32, TT42 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC22)는 승압기(1312)의 출력 전압, 즉, 노드(N42)의 전압을 평활한다.
The smoothing capacitor SC22 smoothes the output voltage of the booster 1312, that is, the voltage of the node N42.

제어부(142) 및 전원부(22) 각각의 기능 및 구성은 도 7의 제어부(141) 및 전원부(21)의 기능 및 구성과 유사하다.
The functions and configurations of the control unit 142 and the power supply unit 22 are similar to those of the control unit 141 and the power supply unit 21 in Fig.

도 11은 도 10에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 11에서, cs12는 스위치(S12)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs22는 스위치(S22)에 인가되는 스위치 제어 신호를, ct12는 트랜지스터(TT12)에 인가되는 제어 신호를, ct22는 트랜지스터(TT22)에 인가되는 제어 신호를, ct32는 트랜지스터(TT32)에 인가되는 제어 신호를, ct42는 트랜지스터(TT42)에 인가되는 제어 신호를, V_N42는 노드(N42)의 전압을, v_TT2는 송수신 코일(L2)의 송신 단자(TT2)와 공통 단자(TC2) 사이의 전압을, cr12~cr42는 트랜지스터들(RT12~RT42)에 인가되는 제어 신호들을 각각 나타낸다.
11 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig. In Fig. 11, cs12 denotes a switch control signal applied to the switch S12, cs22 denotes a switch control signal applied to the switch S22, ct12 denotes a control signal applied to the transistor TT12, ct22 denotes a transistor TT22 Ct32 denotes a control signal applied to the transistor TT42; V_N42 denotes a voltage of the node N42; and v_TT2 denotes a control signal applied to the transmission / reception coil L2 And the control signals cr12 to cr42 are control signals applied to the transistors RT12 to RT42, respectively.

도 10 및 도 11을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(12)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.10 and 11, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 12 according to the embodiment of the present invention in the transmission mode will be described as follows.

승압기(1312)는 전원부(22)로부터 공급되는 전력의 전압(즉, 노드(N52)의 전압)을 승압하여 노드(N42)로 출력한다. 만일, 무선 전력 송수신 장치(12)로부터 송신되는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압이 5V라면, 승압기(1312)는 노드(N42)의 전압이 약 10V 이상이 되도록 노드(N52)의 전압을 승압하여 출력할 수 있다.The boosting unit 1312 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 22 (that is, the voltage of the node N52) and outputs it to the node N42. If the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 12 is 5V, the booster 1312 sets the voltage of the node N42 to be about 10V or more N52 can be boosted and output.

송신 모드에서, 제어부(142) 및 브리지 회로(TT12, TT22, TT32, TT42)의 기능 및 동작과 송수신부(112)의 송수신 코일(L2)의 송신 단자(TT2)와 공통 단자(TC2) 사이의 섹션을 통해 전력이 전송되는 과정은 도 8의 설명을 참조하면 쉽게 이해될 것이다.
In the transmission mode, the functions and operations of the control unit 142 and the bridge circuits TT12, TT22, TT32, and TT42 and the transmission and reception of signals between the transmission terminal TT2 and the common terminal TC2 of the transmission / reception coil L2 of the transmission / The process by which power is transmitted through the section will be readily understood with reference to the description of FIG.

도시하지는 않았지만, 제어부(142)는 제어 신호들(ct12, ct22, ct32, ct42)의 주파수를 유지하면서, 승압기(1312)의 승압비를 조정하여 송수신부(112)의 송수신 코일(L2)의 송신 단자(TT2)와 공통 단자(TC2) 사이의 전압(v_TT2)을 조정할 수도 있다.Although not shown, the control unit 142 adjusts the step-up ratio of the boosting unit 1312 while maintaining the frequency of the control signals ct12, ct22, ct32, and ct42, The voltage v_TT2 between the terminal TT2 and the common terminal TC2 may be adjusted.

또는, 제어부는 승압기(1312)의 승압비와 제어 신호들(ct12, ct22, ct32, ct42)의 주파수를 모두 조정하여 송수신부(112)의 송수신 코일(L2)의 송신 단자(TT2)와 공통 단자(TC2) 사이의 전압(v_TT2)을 조정할 수도 있다.
Alternatively, the control unit adjusts the frequency of the boosting ratio of the boost unit 1312 and the frequencies of the control signals ct12, ct22, ct32, and ct42 so that the transmission terminal TT2 of the transmission / reception coil L2 of the transmission / And the voltage v_TT2 between the first and second transistors TC2.

도 12는 도 10에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 12에서, cs12는 스위치(S12)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs22는 스위치(S22)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cr12는 트랜지스터(RT12)에 인가되는 제어 신호를, cr22는 트랜지스터(RT22)에 인가되는 제어 신호를, cr32는 트랜지스터(RT32)에 인가되는 제어 신호를, cr42는 트랜지스터(RT42)에 인가되는 제어 신호를, i_N12는 노드(N12)를 통하여 송수신부(112)에서 정류부(122)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.12 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in FIG. In Fig. 12, cs12 denotes a switch control signal applied to the switch S12, cs22 denotes a switch control signal applied to the switch S22, cr12 denotes a control signal applied to the transistor RT12, cr22 denotes a transistor RT22 Cr42 denotes a control signal applied to the transistor RT42 and i_N12 denotes a control signal applied to the rectifier section (rectifier section) 112 via the node N12 in the transceiver section 112 122, respectively.

도 10 및 도 12와, 도 9에 대한 설명을 참조하면, 무선 전력 송수신 장치(12)의 수신 모드에서의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
Referring to FIGS. 10 and 12 and FIG. 9, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 12 in the receiving mode will be easily understood.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-3)는 무선 전력 송수신 장치(13) 및 전원부(23)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(13)는 송수신부(113), 정류부(123), 변환부(133), 및 제어부(143)를 포함한다. 즉, 도 13에 나타낸 본 발명의 일 실시예에서, 브리지 회로(RT13, RT23, RT33, RT43)를 포함하는 정류부(123) 및 브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43)를 포함하는 변환부(133)가 변환 및 정류부(도 6의 120)를 구성한다.
13 is a diagram schematically showing a configuration of a device including a wireless power transmission / reception device according to an embodiment of the present invention. The device 1-3 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmission / reception device 13 and a power supply 23. In addition, the wireless power transmitting / receiving apparatus 13 according to an embodiment of the present invention includes a transmitting / receiving unit 113, a rectifying unit 123, a converting unit 133, and a controlling unit 143. In other words, in an embodiment of the present invention shown in FIG. 13, a converter section 123 including a rectifying section 123 including bridge circuits RT13, RT23, RT33 and RT43 and bridge circuits TT13, TT23, TT33 and TT43 133 constitute a conversion and rectification section (120 in Fig. 6).

송수신부(113)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(113)는 송수신 코일(L3), 스위치(S13), 커패시터(C13), 커패시터(C23), 스위치(S23), 및 커패시터(C33)를 포함한다.The transceiver 113 receives the power transmitted by radio and transmits the power wirelessly. The transmission / reception unit 113 includes a transmission / reception coil L3, a switch S13, a capacitor C13, a capacitor C23, a switch S23, and a capacitor C33.

송수신 코일(L3)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 정류부(123) 및 변환부(133)과 전기적으로 연결되는 공통 단자(TC3)와, 수신 모드에서 정류부(123)와 전기적으로 연결되고, 송신 모드에서 변환부(133)와 전기적으로 연결되는 송수신 단자(TRT3)를 포함한다.The transmission / reception coil L3 includes a common terminal TC3 electrically connected to the rectification unit 123 and the conversion unit 133 in a reception mode for receiving radio-transmitted power and a transmission mode for wirelessly transmitting power, And a transmission / reception terminal TRT3 electrically connected to the rectification part 123 in the transmission mode and electrically connected to the conversion part 133 in the transmission mode.

스위치(S13)는 송수신 단자(TRT3)와 연결되고, 제어부(143)의 제어에 따라 수신 모드에서는 온 되고 송신 모드에서는 오프 된다. 커패시터(C13)는 스위치(S13)와 노드(N13) 사이에 연결된다. 커패시터(C23)는 노드(N13)와 공통 단자(TC3) 사이에 연결된다. 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L3)의 공통 단자(TC3)와 송수신 단자(TRT3) 사이의 섹션과 커패시터(C13) (또는 커패시터(C13)와 커패시터(C23))가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C23)의 기능 및 역할은 도 7의 커패시터(C21)의 기능 및 역할과 동일할 수 있다.The switch S13 is connected to the transmission / reception terminal TRT3 and is turned on in the reception mode under the control of the controller 143, and turned off in the transmission mode. The capacitor C13 is connected between the switch S13 and the node N13. The capacitor C23 is connected between the node N13 and the common terminal TC3. Therefore, in the reception mode, the section between the common terminal TC3 and the transmission / reception terminal TRT3 of the transmission / reception coil L3 and the capacitor C13 (or the capacitor C13 and the capacitor C23) function as a resonance tank do. The function and role of the capacitor C23 may be the same as the function and role of the capacitor C21 of Fig.

스위치(S23)는 송수신 단자(TRT3)와 연결되고, 제어부(143)의 제어에 따라 수신 모드에서는 오프 되고 송신 모드에서는 온 된다. 커패시터(C33)는 스위치(S23)와 노드(N23) 사이에 연결된다. 따라서, 송신 모드에서, 송수신 코일(L3)의 공통 단자(TC3)와 송수신 단자(TRT3) 사이의 섹션과 커패시터(C33)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다.
The switch S23 is connected to the transmission / reception terminal TRT3 and is turned off in the reception mode and turned on in the transmission mode under the control of the controller 143. [ Capacitor C33 is connected between switch S23 and node N23. Therefore, in the transmission mode, the section between the common terminal TC3 and the transmission / reception terminal TRT3 of the transmission / reception coil L3 and the capacitor C33 function as a resonance tank.

정류부(123)는 노드(N13) 및 공통 단자(TC3)와 연결되고, 제어부(143)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N13)와 공통 단자(TC3) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력한다. 정류부(123)는 브리지 회로(RT13, RT23, RT33, RT43), 평활 커패시터(SC13), 및 전압 조정기(1213)를 포함한다.The rectifying part 123 is connected to the node N13 and the common terminal TC3 and under the control of the controller 143 rectifies the voltage between the node N13 and the common terminal TC3 in the receiving mode to output the charging voltage do. The rectification section 123 includes bridge circuits RT13, RT23, RT33 and RT43, a smoothing capacitor SC13, and a voltage regulator 1213. [

브리지 회로(RT13, RT23, RT33, RT43)는 제어부(143)의 제어에 따라 노드(N13)와 공통 단자(TC3) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 노드(N33)로 출력한다. 브리지 회로(RT13, RT23, RT33, RT43)는 노드(N13)와 노드(N33) 사이에 연결된 트랜지스터(RT13), 노드(N13)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT23), 노드(N33)와 공통 단자(TC3) 사이에 연결된 트랜지스터(RT33), 및 공통 단자(TC3)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT43)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(RT13, RT23, RT33, RT43) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits RT13, RT23, RT33 and RT43 rectify the voltage between the node N13 and the common terminal TC3 under the control of the controller 143 and output the rectified voltage to the node N33. Each of the bridge circuits RT13, RT23, RT33 and RT43 includes a transistor RT13 connected between the node N13 and the node N33, a transistor RT23 connected between the node N13 and the ground, A transistor RT33 connected between the common terminal TC3 and a transistor RT43 connected between the common terminal TC3 and ground. Each of the transistors RT13, RT23, RT33 and RT43 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC13)는 노드(N33)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N33)의 전압, 즉, 정류 전압을 평활한다. The smoothing capacitor SC13 is connected between the node N33 and the ground, and smoothes the voltage of the node N33, that is, the rectified voltage.

전압 조정기(1213)는 노드(N33)의 전압, 즉, 정류 전압을 입력하고, 정류 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 출력한다. 전압 조정기(1213)로는 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator) 등이 사용될 수 있다.
The voltage regulator 1213 inputs the voltage of the node N33, that is, the rectified voltage, and outputs a charging voltage having a constant value irrespective of variations in the rectified voltage or variations in the load. As the voltage regulator 1213, a low dropout (LDO) regulator or the like may be used.

변환부(133)는 노드(N23) 및 공통 단자(TC3)와 연결되고, 제어부(143)의 제어에 따라 송신 모드에서 전원부(23)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하고, 승압한 전압을 이용하여 노드(N23)와 공통 단자(TC3) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환부(133)는 승압기(1313), 브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43) 및 평활 커패시터(SC23)를 포함한다.The converting section 133 is connected to the node N23 and the common terminal TC3 and under the control of the control section 143 it boosts the voltage of the power supplied from the power supply section 23 in the transmission mode, So that an AC voltage is applied across the node N23 and the common terminal TC3. The conversion unit 133 includes a booster 1313, bridge circuits TT13, TT23, TT33, TT43, and a smoothing capacitor SC23.

승압기(1313)는 전원부(23)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하여 출력한다. 구체적으로, 승압기(1313)는 노드(N53)의 전압을 승압하여 노드(N43)로 출력한다.The boosting unit 1313 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 23 and outputs it. Specifically, the booster 1313 boosts the voltage of the node N53 and outputs it to the node N43.

브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43)는 제어부(143)의 제어에 따라 승압기(1313)의 출력 전압, 즉, 노드(N43)의 전압을 이용하여 교류 전압을 생성한다. 즉, 브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43)는 풀 브리지(full bridge) 인버터(inverter)로서 동작한다. 브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43)는 노드(N43)와 노드(N23) 사이에 연결된 트랜지스터(TT13), 노드(N23)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT23), 노드(N43)와 공통 단자(TC3) 사이에 연결된 트랜지스터(TT33), 및 공통 단자(TC3)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT43)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(TT13, TT23, TT33, TT43) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits TT13, TT23, TT33 and TT43 generate an AC voltage using the output voltage of the booster 1313, that is, the voltage at the node N43 under the control of the controller 143. [ That is, the bridge circuits TT13, TT23, TT33, and TT43 operate as full bridge inverters. The bridge circuits TT13, TT23, TT33 and TT43 include a transistor TT13 connected between the node N43 and the node N23, a transistor TT23 connected between the node N23 and the ground, A transistor TT33 connected between the common terminal TC3 and a transistor TT43 connected between the common terminal TC3 and ground. Each of the transistors TT13, TT23, TT33, TT43 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC23)는 승압기(1313)의 출력 전압, 즉, 노드(N43)의 전압을 평활한다.
The smoothing capacitor SC23 smoothes the output voltage of the booster 1313, that is, the voltage of the node N43.

제어부(143) 및 전원부(23) 각각의 기능 및 구성은 도 7의 제어부(141) 및 전원부(21)의 기능 및 구성과 유사하다.
The functions and configurations of the control unit 143 and the power supply unit 23 are similar to those of the control unit 141 and the power supply unit 21 in Fig.

도 14는 도 13에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 14에서, cs13은 스위치(S13)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs23은 스위치(S23)에 인가되는 스위치 제어 신호를, ct13은 트랜지스터(TT13)에 인가되는 제어 신호를, ct23은 트랜지스터(TT23)에 인가되는 제어 신호를, ct33은 트랜지스터(TT33)에 인가되는 제어 신호를, ct43은 트랜지스터(TT43)에 인가되는 제어 신호를, V_N43은 노드(N43)의 전압을, v_TRT3은 송수신 코일(L1)의 송수신 단자(TRT3)와 공통 단자(TC3) 사이의 전압을, cr13~cr43은 트랜지스터들(RT13~RT43)에 인가되는 제어 신호들을 각각 나타낸다.
Fig. 14 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving device shown in Fig. 13; Fig. In Fig. 14, cs13 denotes a switch control signal applied to the switch S13, cs23 denotes a switch control signal applied to the switch S23, ct13 denotes a control signal applied to the transistor TT13, ct23 denotes a transistor TT23 Ct33 denotes a control signal applied to the transistor TT43; V_N43 denotes the voltage of the node N43; and v_TRT3 denotes a control signal applied to the transmission / reception coil L1 And the control signals cr13 to cr43 are control signals applied to the transistors RT13 to RT43, respectively.

도 13 및 도 14를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(13)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 13 and FIG. 14, operation of the wireless power transmitting / receiving device 13 according to the embodiment of the present invention in the transmission mode will be described below.

승압기(1313)는 전원부(23)로부터 공급되는 전력의 전압(즉, 노드(N53)의 전압)을 승압하여 노드(N43)로 출력한다. 만일, 무선 전력 송수신 장치(13)로부터 송신되는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압이 5V라면, 승압기(1313)는 노드(N43)의 전압이 약 7~8V가 되도록 노드(N53)의 전압을 승압하여 출력할 수 있다.The boosting unit 1313 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 23 (that is, the voltage of the node N53) and outputs it to the node N43. If the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 13 is 5 V, the booster 1313 sets the voltage of the node N43 to about 7 to 8 V, The voltage of the node N53 can be boosted and output.

송신 모드에서, 제어부(143) 및 브리지 회로(TT13, TT23, TT33, TT43)의 기능 및 동작과 송수신부(113)의 송수신 코일(L3)의 송수신 단자(TRT3)와 공통 단자(TC3) 사이의 섹션을 통해 전력이 전송되는 과정은 도 8의 설명을 참조하면 쉽게 이해될 것이다.
In the transmission mode, the functions and operations of the control section 143 and the bridge circuits TT13, TT23, TT33, and TT43 and the functions and operations of the bridge circuits TT13, TT23, TT33, and TT43 between the transmission / reception terminal TRT3 and the common terminal TC3 of the transmission / reception coil L3 of the transmission / The process by which power is transmitted through the section will be readily understood with reference to the description of FIG.

도시하지는 않았지만, 제어부(143)는 제어 신호들(ct13, ct23, ct33, ct43)의 주파수를 유지하면서, 승압기(1313)의 승압비를 조정하여 송수신부(113)의 송수신 코일(L3)의 송수신 단자(TRT3)와 공통 단자(TC3) 사이의 전압(v_TRT3)을 조정할 수도 있다.Although not shown, the control unit 143 adjusts the step-up ratio of the boosting unit 1313 while maintaining the frequency of the control signals ct13, ct23, ct33 and ct43, and transmits and receives the transmission and reception coil L3 of the transmission and reception unit 113 The voltage v_TRT3 between the terminal TRT3 and the common terminal TC3 may be adjusted.

또는, 제어부는 승압기(1313)의 승압비와 제어 신호들(ct13, ct23, ct33, ct43)의 주파수를 모두 조정하여 송수신부(113)의 송수신 코일(L3)의 송수신 단자(TRT3)와 공통 단자(TC3) 사이의 전압(v_TRT3)을 조정할 수도 있다.
Alternatively, the control unit adjusts the frequency of the boosting ratio of the boosting unit 1313 and the frequencies of the control signals ct13, ct23, ct33, and ct43 so that the transmission / reception terminal TRT3 of the transmission / reception coil L3 of the transmission / (V_TRT3) between the first and second transistors T3 and T3.

도 15는 도 13에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 15에서, cs13은 스위치(S13)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs23은 스위치(S23)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cr13은 트랜지스터(RT13)에 인가되는 제어 신호를, cr23은 트랜지스터(RT23)에 인가되는 제어 신호를, cr33은 트랜지스터(RT33)에 인가되는 제어 신호를, cr43은 트랜지스터(RT43)에 인가되는 제어 신호를, i_N13은 노드(N13)를 통하여 송수신부(113)에서 정류부(123)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.15 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig. In Fig. 15, cs13 denotes a switch control signal applied to the switch S13, cs23 denotes a switch control signal applied to the switch S23, cr13 denotes a control signal applied to the transistor RT13, cr23 denotes a transistor The control signal cr33 is a control signal applied to the transistor RT43 and the signal i_N13 is a control signal applied to the rectifier section 123, respectively.

도 13 및 도 15와, 도 9에 대한 설명을 참조하면, 무선 전력 송수신 장치(13)의 수신 모드에서의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
Referring to FIGS. 13 and 15 and FIG. 9, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 13 in the reception mode will be easily understood.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-4)는 무선 전력 송수신 장치(14) 및 전원부(24)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(14)는 송수신부(114), 정류부(124), 변환부(134), 및 제어부(144)를 포함한다. 즉, 도 16에 나타낸 본 발명의 일 실시예에서, 브리지 회로(RT14, RT24, RT34, RT44)를 포함하는 정류부(124) 및 브리지 회로(TT14, TT24)를 포함하는 변환부(134)가 변환 및 정류부(도 6의 120)를 구성한다.
16 is a diagram schematically showing a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. A device 1-4 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transceiver 14 and a power supply 24. In addition, the wireless power transmission / reception device 14 according to an embodiment of the present invention includes a transmission / reception unit 114, a rectification unit 124, a conversion unit 134, and a control unit 144. 16, the converting section 134 including the rectifying section 124 including the bridge circuits RT14, RT24, RT34 and RT44 and the bridge circuits TT14 and TT24 is switched And a rectifying section (120 in Fig. 6).

송수신부(114)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(114)는 송수신 코일(L4), 스위치(S14), 커패시터(C14), 커패시터(C24), 스위치(S24), 및 커패시터(C34)를 포함한다.The transceiver 114 receives the wirelessly transmitted power and wirelessly transmits the power. The transmission / reception section 114 includes a transmission / reception coil L4, a switch S14, a capacitor C14, a capacitor C24, a switch S24, and a capacitor C34.

송수신 코일(L4)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 정류부(124) 및 변환부(134)과 연결되는 공통 단자(TC4)와, 수신 모드에서 정류부(124)와 연결되고, 송신 모드에서 변환부(134)와 연결되는 송수신 단자(TRT4)를 포함한다.The transmission / reception coil L4 has a common terminal TC4 connected to the rectifying part 124 and the converting part 134 in a reception mode for receiving radio-transmitted power and a transmission mode for transmitting power wirelessly, And a transmission / reception terminal TRT4 connected to the conversion unit 134 in the transmission mode.

스위치(S14)는 송수신 단자(TRT4)와 연결되고, 제어부(144)의 제어에 따라 수신 모드에서는 온 되고 송신 모드에서는 오프 된다. 커패시터(C14)는 스위치(S14)와 노드(N14) 사이에 연결된다. 커패시터(C24)는 노드(N14)와 공통 단자(TC4) 사이에 연결된다. 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L4)의 공통 단자(TC4)와 송수신 단자(TRT4) 사이의 섹션과 커패시터(C14) (또는 커패시터(C14)와 커패시터(C24))가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C24)의 기능 및 역할은 도 7의 커패시터(C21)의 기능 및 역할과 동일할 수 있다.The switch S14 is connected to the transmission / reception terminal TRT4 and is turned on in the reception mode and off in the transmission mode under the control of the controller 144. [ The capacitor C14 is connected between the switch S14 and the node N14. The capacitor C24 is connected between the node N14 and the common terminal TC4. Therefore, in the reception mode, the section between the common terminal TC4 and the transmission / reception terminal TRT4 of the transmission / reception coil L4 and the capacitor C14 (or the capacitor C14 and the capacitor C24) function as a resonance tank do. The function and role of the capacitor C24 may be the same as that of the capacitor C21 of FIG.

스위치(S24)는 송수신 단자(TRT4)와 연결되고, 제어부(144)의 제어에 따라 수신 모드에서는 오프 되고 송신 모드에서는 온 된다. 커패시터(C34)는 스위치(S24)와 노드(N24) 사이에 연결된다. 따라서, 송신 모드에서, 송수신 코일(L4)의 공통 단자(TC4)와 송수신 단자(TRT4) 사이의 섹션과 커패시터(C34)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다.
The switch S24 is connected to the transmission / reception terminal TRT4 and is turned off in the reception mode and turned on in the transmission mode under the control of the controller 144. [ Capacitor C34 is connected between switch S24 and node N24. Therefore, in the transmission mode, the section between the common terminal TC4 and the transmission / reception terminal TRT4 of the transmission / reception coil L4 and the capacitor C34 function as a resonance tank.

정류부(124)는 노드(N14) 및 공통 단자(TC4)와 연결되고, 제어부(144)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N14)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력한다. 정류부(124)는 브리지 회로(RT14, RT24, RT34, RT44), 평활 커패시터(SC14), 및 전압 조정기(1214)를 포함한다.The rectifying unit 124 is connected to the node N14 and the common terminal TC4 and under the control of the controller 144 rectifies the voltage between the node N14 and the common terminal TC4 in the receiving mode to output the charging voltage do. The rectifying section 124 includes bridge circuits RT14, RT24, RT34 and RT44, a smoothing capacitor SC14, and a voltage regulator 1214. [

브리지 회로(RT14, RT24, RT34, RT44)는 제어부(144)의 제어에 따라 노드(N14)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 노드(N34)로 출력한다. 브리지 회로(RT14, RT24, RT34, RT44)는 노드(N14)와 노드(N34) 사이에 연결된 트랜지스터(RT14), 노드(N14)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT24), 노드(N34)와 공통 단자(TC4) 사이에 연결된 트랜지스터(RT34), 및 공통 단자(TC4)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(RT44)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(RT14, RT24, RT34, RT44) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits RT14, RT24, RT34 and RT44 rectify the voltage between the node N14 and the common terminal TC4 under the control of the controller 144 and output the rectified voltage to the node N34. Each of the bridge circuits RT14, RT24, RT34 and RT44 includes a transistor RT14 connected between the node N14 and the node N34, a transistor RT24 connected between the node N14 and the ground, A transistor RT34 connected between the common terminal TC4 and ground, and a transistor RT44 connected between the common terminal TC4 and ground. Each of the transistors RT14, RT24, RT34, and RT44 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC14)는 노드(N34)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N34)의 전압, 즉, 정류 전압을 평활한다. The smoothing capacitor SC14 is connected between the node N34 and the ground, and smoothes the voltage of the node N34, that is, the rectified voltage.

전압 조정기(1214)는 노드(N34)의 전압, 즉, 정류 전압을 입력하고, 정류 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 출력한다. 전압 조정기(1214)로는 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator) 등이 사용될 수 있다.
The voltage regulator 1214 inputs the voltage of the node N34, that is, the rectified voltage, and outputs a charging voltage having a constant value irrespective of variations in the rectified voltage or variations in the load. As the voltage regulator 1214, a low dropout (LDO) regulator or the like may be used.

변환부(134)는 노드(N24) 및 공통 단자(TC4)와 연결되고, 제어부(144)의 제어에 따라 송신 모드에서 전원부(24)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하고, 승압한 전압을 이용하여 노드(N24)와 공통 단자(TC4) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환부(134)는 승압기(1314), 브리지 회로(TT14, TT24) 및 평활 커패시터(SC24)를 포함한다.The converting unit 134 is connected to the node N24 and the common terminal TC4 and under the control of the controller 144 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 24 in the transmission mode, And applies an AC voltage across the node N24 and the common terminal TC4. The conversion unit 134 includes a booster 1314, bridge circuits TT14 and TT24, and a smoothing capacitor SC24.

승압기(1314)는 전원부(24)로부터 공급되는 전력의 전압을 승압하여 출력한다. 구체적으로, 승압기(1314)는 노드(N54)의 전압을 승압하여 노드(N44)로 출력한다.The boosting unit 1314 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 24 and outputs it. Specifically, the booster 1314 boosts the voltage of the node N54 and outputs it to the node N44.

브리지 회로(TT14, TT24)는 제어부(144)의 제어에 따라 승압기(1314)의 출력 전압, 즉, 노드(N44)의 전압을 이용하여 교류 전압을 생성한다. 즉, 브리지 회로(TT14, TT24)는 하프 브리지(half bridge) 인버터(inverter)로서 동작한다. 브리지 회로(TT14, TT24)는 노드(N44)와 노드(N24) 사이에 연결된 트랜지스터(TT14), 및 노드(N24)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(TT24)를 포함한다. 송신 모드에서 송수신 코일(L4)의 공통 단자(TC4)는 접지와 연결된다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(TT14, TT24) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits TT14 and TT24 generate an AC voltage using the output voltage of the booster 1314, that is, the voltage at the node N44 under the control of the controller 144. [ That is, the bridge circuits TT14 and TT24 operate as a half bridge inverter. The bridge circuits TT14 and TT24 include a transistor TT14 connected between the node N44 and the node N24 and a transistor TT24 connected between the node N24 and the ground. In the transmission mode, the common terminal TC4 of the transmission / reception coil L4 is connected to the ground. Each of the transistors TT14 and TT24 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC24)는 승압기(1314)의 출력 전압, 즉, 노드(N44)의 전압을 평활한다.
The smoothing capacitor SC24 smoothes the output voltage of the booster 1314, that is, the voltage of the node N44.

제어부(144) 및 전원부(24) 각각의 기능 및 구성은 도 7의 제어부(141) 및 전원부(21)의 기능 및 구성과 유사하다.
The functions and configurations of the control unit 144 and the power supply unit 24 are similar to those of the control unit 141 and the power supply unit 21 in Fig.

도 17은 도 16에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 17에서, cs14은 스위치(S14)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs24은 스위치(S24)에 인가되는 스위치 제어 신호를, ct14은 트랜지스터(TT14)에 인가되는 제어 신호를, ct24은 트랜지스터(TT24)에 인가되는 제어 신호를, V_N44은 노드(N44)의 전압을, v_TRT4은 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압을, cr14~cr44는 트랜지스터들(RT14~RT44)에 인가되는 제어 신호들을 각각 나타낸다.
17 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig. In Fig. 17, cs14 denotes a switch control signal applied to the switch S14, cs24 denotes a switch control signal applied to the switch S24, ct14 denotes a control signal applied to the transistor TT14, ct24 denotes a transistor TT24 V_TRT4 is the voltage between the transmitting and receiving terminal TRT4 and the common terminal TC4 of the transmitting and receiving coil L4 and cr14 to cr44 are the voltages applied to the transistors RT14 To RT44, respectively.

도 16 및 도 17을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(14)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 16 and FIG. 17, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 14 in the transmission mode according to an embodiment of the present invention will be described below.

승압기(1314)는 전원부(24)로부터 공급되는 전력의 전압(즉, 노드(N54)의 전압)을 승압하여 노드(N44)로 출력한다. 만일, 무선 전력 송수신 장치(14)로부터 송신되는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압이 5V라면, 승압기(1314)는 노드(N44)의 전압이 15~16V가 되도록 노드(N54)의 전압을 승압하여 출력할 수 있다.The boosting unit 1314 boosts the voltage of the power supplied from the power supply unit 24 (that is, the voltage of the node N54) and outputs it to the node N44. If the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 14 is 5 V, the booster 1314 sets the voltage of the node N44 to 15 to 16 V N54 can be boosted and output.

무선 전력 송수신 장치(14)를 송신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(144)는 로우 레벨의 스위치 제어 신호(cs14) 및 하이 레벨의 스위치 제어 신호(cs24)를 출력한다. 따라서, 스위치(S14)는 오프 되고, 스위치(S24)는 온된다. 즉, 송수신 코일(L4)은 변환부(134)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4)가 변환부(134)와 전기적으로 연결된다.In order to operate the wireless power transmitting / receiving device 14 in the transmission mode, the controller 144 outputs a switch control signal cs14 of a low level and a switch control signal cs24 of a high level. Thus, the switch S14 is turned off and the switch S24 is turned on. That is, the transmission / reception coil L4 is electrically connected to the conversion unit 134. [ Specifically, the transmission / reception terminal TRT4 and the common terminal TC4 of the transmission / reception coil L4 are electrically connected to the conversion unit 134. [

또한, 제어부(144)는 변환부(134)의 브리지 회로(TT14, TT24)를 제어하기 위한 제어신호들(ct14, ct24)을 출력한다. 제어신호들(ct14, ct24)은 듀티비가 50%인 구형파일 수 있으며, 제어신호(ct14)와 제어신호(ct24)는 서로 반대 위상을 가진다. 따라서, 트랜지스터(TT14)와 트랜지스터(TT24)는 상보적으로 온 오프 된다. 즉, 변환부(134)의 브리지 회로(TT14, TT24)는 하프 브리지 인버터로 동작한다.The control unit 144 also outputs control signals ct14 and ct24 for controlling the bridge circuits TT14 and TT24 of the conversion unit 134. [ The control signals ct14 and ct24 may be spherical files having a duty ratio of 50%, and the control signal ct14 and the control signal ct24 have opposite phases to each other. Therefore, the transistor TT14 and the transistor TT24 are complementarily turned on and off. That is, the bridge circuits TT14 and TT24 of the conversion unit 134 operate as a half bridge inverter.

브리지 회로(TT14, TT24)의 동작에 따라 노드(N24)와 송수신 코일(L4)의 공통 단자(TC4) 사이에는 교류 전압이 인가되고, 이로 인해 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이에도 교류 전압이 인가된다. 따라서, 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이의 섹션을 통해 전력이 무선으로 송신된다.An AC voltage is applied between the node N24 and the common terminal TC4 of the transmitting and receiving coil L4 in accordance with the operation of the bridge circuits TT14 and TT24, An AC voltage is also applied between the terminal TC4. Therefore, power is wirelessly transmitted through a section between the transmission / reception terminal TRT4 of the transmission / reception coil L4 and the common terminal TC4.

송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압(v_TRT4)의 진폭은 제어신호들(ct14, ct24)의 주파수에 따라 결정된다. 제어부(144)가 제어신호들(ct14, ct24)의 주파수를 결정하는 구성은 도 8의 설명을 참조하면 쉽게 이해될 것이다.The amplitude of the voltage v_TRT4 between the transmission / reception terminal TRT4 and the common terminal TC4 of the transmission / reception coil L4 is determined according to the frequency of the control signals ct14 and ct24. The configuration in which the control unit 144 determines the frequency of the control signals ct14 and ct24 will be easily understood with reference to the description of Fig.

또한, 제어부(144)는 송신 모드에서는 정류부(124)의 브리지 회로(RT14, RT24, RT34, RT44)가 동작하지 않도록 제어신호들(cr14, cr24, cr34, cr44)을 모두 로우 레벨로 출력한다.
The control unit 144 outputs all of the control signals cr14, cr24, cr34 and cr44 at a low level so that the bridge circuits RT14, RT24, RT34 and RT44 of the rectifying unit 124 are not operated in the transmission mode.

도시하지는 않았지만, 제어부(144)는 제어 신호들(ct14, ct24)의 주파수를 유지하면서, 승압기(1314)의 승압비를 조정하여 송수신부(114)의 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압(v_TRT4)을 조정할 수도 있다.Although not shown, the control unit 144 adjusts the step-up ratio of the boosting unit 1314 while maintaining the frequency of the control signals ct14 and ct24 so that the transmission / reception terminal TRT4 of the transmission / reception coil L4 of the transmission / And the voltage v_TRT4 between the common terminal TC4.

또는, 제어부는 승압기(1314)의 승압비와 제어 신호들(ct14, ct24)의 주파수를 모두 조정하여 송수신부(114)의 송수신 코일(L4)의 송수신 단자(TRT4)와 공통 단자(TC4) 사이의 전압(v_TRT4)을 조정할 수도 있다.
Alternatively, the control unit adjusts both the boost ratio of the boost unit 1314 and the frequencies of the control signals ct14 and ct24 to adjust the frequency of the control signals ct14 and ct24 between the transmission / reception terminal TRT4 and the common terminal TC4 of the transmission / reception coil L4 of the transmission / Lt; RTI ID = 0.0 > (v_TRT4) < / RTI >

도 18은 도 16에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 18에서, cs14는 스위치(S14)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs24는 스위치(S24)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cr14는 트랜지스터(RT14)에 인가되는 제어 신호를, cr24는 트랜지스터(RT24)에 인가되는 제어 신호를, cr34는 트랜지스터(RT34)에 인가되는 제어 신호를, cr44는 트랜지스터(RT44)에 인가되는 제어 신호를, i_N14는 노드(N14)를 통하여 송수신부(114)에서 정류부(124)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.18 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig. In Fig. 18, cs14 denotes a switch control signal applied to the switch S14, cs24 denotes a switch control signal applied to the switch S24, cr14 denotes a control signal applied to the transistor RT14, The control signal applied to the transistor RT44 is sent to the transistor RT44 while the control signal applied to the transistor RT44 is sent to the transistor RT44 and the signal i_N14 is sent to the rectifier section 124, respectively.

도 16 및 도 18과, 도 9에 대한 설명을 참조하면, 무선 전력 송수신 장치(14)의 수신 모드에서의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
Referring to FIGS. 16 and 18 and the description of FIG. 9, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 14 in the receiving mode will be easily understood.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-5)는 무선 전력 송수신 장치(15) 및 전원부(25)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(15)는 송수신부(115), 변환 및 정류부(125), 및 제어부(145)를 포함한다. 즉, 도 19에 나타난 실시예에서, 변환 및 정류부(125)의 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)는 수신한 전력을 정류하여 충전 전력을 생성하는 기능과 외부 전원을 이용하여 교류 전력을 생성하는 기능을 모두 수행한다.
19 is a diagram schematically showing the configuration of a device including a wireless power transmission / reception device according to an embodiment of the present invention. The device 1-5 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmission / reception device 15 and a power supply unit 25. In addition, the wireless power transceiver 15 according to an embodiment of the present invention includes a transceiver unit 115, a conversion and rectification unit 125, and a controller 145. 19, the bridge circuits T15, T25, T35, and T45 of the conversion and rectification unit 125 rectify the received power to generate the charging power and the function of rectifying the AC power by using the external power source Perform all the functions you create.

송수신부(115)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(115)는 송수신 코일(L5), 커패시터(C15), 및 커패시터(C25)를 포함한다.The transmission / reception unit 115 receives the power transmitted by radio and transmits the power wirelessly. The transmission / reception section 115 includes a transmission / reception coil L5, a capacitor C15, and a capacitor C25.

송수신 코일(L5)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 변환 및 정류부(125)와 연결되는 공통 단자(TC5) 및 송수신 단자(TRT5)를 포함한다.The transmission / reception coil L5 includes a common terminal TC5 and a transmission / reception terminal TRT5 that are connected to the conversion and rectification unit 125 in a reception mode for receiving wirelessly transmitted power and a transmission mode for wirelessly transmitting power.

커패시터(C15)는 송수신 단자(TRT5)와 노드(N15) 사이에 연결된다. 커패시터(C25)는 노드(N15)와 공통 단자(TC5) 사이에 연결된다. 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L5)의 공통 단자(TC5)와 송수신 단자(TRT5) 사이의 섹션과 커패시터(C15) (또는 커패시터(C15)와 커패시터(C25))가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 또한, 송신 모드에서, 송수신 코일(L5)의 공통 단자(TC5)와 송수신 단자(TRT5) 사이의 섹션과 커패시터(C15)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C25)의 기능 및 역할은 도 7의 커패시터(C21)의 기능 및 역할과 동일할 수 있다.
The capacitor C15 is connected between the transmission / reception terminal TRT5 and the node N15. The capacitor C25 is connected between the node N15 and the common terminal TC5. Therefore, in the reception mode, the section between the common terminal TC5 and the transmission / reception terminal TRT5 of the transmission / reception coil L5 and the capacitor C15 (or the capacitor C15 and the capacitor C25) function as a resonance tank do. In the transmission mode, the section between the common terminal TC5 and the transmission / reception terminal TRT5 of the transmission / reception coil L5 and the capacitor C15 function as a resonance tank. The function and role of the capacitor C25 may be the same as the function and role of the capacitor C21 of FIG.

변환 및 정류부(125)는 노드(N15) 및 공통 단자(TC5)와 연결되고, 제어부(145)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N15)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력하고, 송신 모드에서 노드(N15)와 공통 단자(TC5) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환 및 정류부(125)는 브리지 회로(T15, T25, T35, T45), 평활 커패시터(SC15), 및 양방향 DC-DC 컨버터(1225)를 포함한다. The conversion and rectification section 125 is connected to the node N15 and the common terminal TC5 and under the control of the control section 145 rectifies the voltage between the node N15 and the common terminal TC5 in the reception mode, And applies an AC voltage across the node N15 and the common terminal TC5 in the transmission mode. The conversion and rectification section 125 includes bridge circuits T15, T25, T35, and T45, a smoothing capacitor SC15, and a bidirectional DC-DC converter 1225. [

브리지 회로(T15, T25, T35, T45)는 제어부(145)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N15)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 노드(N35)로 출력하고, 송신 모드에서 노드(N35)의 전압을 이용하여 노드(N15)와 공통 단자(TC5)로 교류 전압을 출력한다. 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)는 노드(N15)와 노드(N35) 사이에 연결된 트랜지스터(T15), 노드(N15)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(T25), 노드(N35)와 공통 단자(TC5) 사이에 연결된 트랜지스터 (T35), 및 공통 단자(TC5)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(T45)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(T15, T25, T35, T45) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits T15, T25, T35 and T45 rectify the voltage between the node N15 and the common terminal TC5 in the receiving mode under the control of the controller 145 to output the rectified voltage to the node N35, And outputs the AC voltage to the node N15 and the common terminal TC5 using the voltage of the node N35 in the transmission mode. The bridge circuits T15, T25, T35 and T45 have a transistor T15 connected between the node N15 and the node N35, a transistor T25 connected between the node N15 and the ground, a node N35, A transistor T35 connected between the common terminal TC5 and ground, and a transistor T45 connected between the common terminal TC5 and ground. Each of the transistors T15, T25, T35, and T45 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC15)는 노드(N35)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N35)의 전압을 평활한다. The smoothing capacitor SC15 is connected between the node N35 and the ground, and smoothes the voltage at the node N35.

양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 제어부(145)의 제어에 따라 수신 모드에서는 노드(N35)의 전압을 입력하고, 노드(N35)의 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 노드(N35)로 출력하며, 송신 모드에서는 노드(N55)의 전압을 승압하여 노드(N35)로 출력한다. 양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 일단이 노드(N35)와 연결된 트랜지스터(ST15), 트랜지스터(ST15)의 타단과 접지 사이에 연결된 트랜지스터(ST25), 및 트랜지스터(ST15)의 타단과 노드(N55) 사이에 연결된 코일(CL5)을 포함한다. 트랜지스터들(ST15, ST25) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.Under the control of the controller 145, the bidirectional DC-DC converter 1225 inputs the voltage of the node N35 in the reception mode, and supplies the voltage of the node N35, which has a constant value, And outputs the voltage to the node N35. In the transmission mode, the voltage of the node N55 is stepped up and outputted to the node N35. The bidirectional DC-DC converter 1225 includes a transistor ST15 whose one end is connected to the node N35, a transistor ST25 connected between the other end of the transistor ST15 and the ground and the other end of the transistor ST15, And a coil CL5 connected between them. Each of the transistors ST15 and ST25 may be a field effect transistor including a parasitic diode.

양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 수신 모드에서는 벅 컨버터(buck converter)와 유사한 동작을 수행하며, 송신 모드에서는 부스트 컨버터(boost converter)와 유사한 동작을 수행한다.
The bidirectional DC-DC converter 1225 performs an operation similar to a buck converter in a receive mode and performs an operation similar to a boost converter in a transmit mode.

제어부(145) 및 전원부(25) 각각의 기능 및 구성은 도 7의 제어부(141) 및 전원부(21)의 기능 및 구성과 유사하다.
The functions and configurations of the control unit 145 and the power supply unit 25 are similar to those of the control unit 141 and the power supply unit 21 in Fig.

도 20은 도 19에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 20에서, cs15는 트랜지스터(ST15)에 인가되는 제어 신호를, cs25는 트랜지스터(ST25)에 인가되는 제어 신호를, ct15는 트랜지스터(T15)에 인가되는 제어 신호를, ct25는 트랜지스터(T25)에 인가되는 제어 신호를, ct35는 트랜지스터(T35)에 인가되는 제어 신호를, ct45는 트랜지스터(T45)에 인가되는 제어 신호를, V_N35는 노드(N35)의 전압을, v_TRT5는 송수신 코일(L5)의 송수신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압을 각각 나타낸다.
20 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving apparatus shown in Fig. In Fig. 20, cs15 denotes a control signal applied to the transistor ST15, cs25 denotes a control signal applied to the transistor ST25, ct15 denotes a control signal applied to the transistor T15, ct25 denotes a control signal applied to the transistor T25 Ct45 is the control signal applied to the transistor T45; V_N35 is the voltage of the node N35; v_TRT5 is the voltage of the node N35; v_TRT5 is the voltage of the node N35; And a voltage between the transmission / reception terminal TRT5 and the common terminal TC5.

도 19 및 도 20을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(15)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 19 and FIG. 20, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 15 according to the embodiment of the present invention in the transmission mode will be described below.

무선 전력 송수신 장치(15)를 송신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(145)는 로우 레벨의 제어 신호(cs15) 및 구형파 형태를 가지는 제어 신호(cs25)를 출력한다. 따라서, 트랜지스터(ST15)는 오프 되어 다이오드와 동일하게 동작하고, 스위치(ST25)는 제어 신호(cs25)에 따라 온/오프 된다. 제어부(145)는 노드(N35)의 전압에 따라 제어 신호(cs25)의 듀티비를 조정함으로써, 노드(N35)의 전압을 일정한 값으로 유지할 수 있다. 만일, 무선 전력 송수신 장치(15)로부터 송신되는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압이 5V라면, 제어부(145)는 노드(N35)의 전압이 약 7~8V가 되도록 제어 신호(cs25)의 듀티비를 조정할 수 있다. 즉, 송신 모드에서, 양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 부스트 컨버터와 동일하게 동작할 수 있다.In order to operate the wireless power transmitting / receiving device 15 in the transmission mode, the controller 145 outputs a low level control signal cs15 and a rectangular wave control signal cs25. Therefore, the transistor ST15 is turned off and operates in the same manner as the diode, and the switch ST25 is turned on / off in accordance with the control signal cs25. The control unit 145 can maintain the voltage of the node N35 at a constant value by adjusting the duty ratio of the control signal cs25 according to the voltage of the node N35. If the voltage of the charging power outputted from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 15 is 5 V, the controller 145 controls the voltage of the node N35 to be about 7 to 8 V The duty ratio of the signal cs25 can be adjusted. That is, in the transmit mode, bidirectional DC-DC converter 1225 can operate in the same manner as a boost converter.

도 20에서는 제어부(145)가 로우 레벨의 제어 신호(cs15)를 출력하는 경우를 예시하였으나, 제어부(145)는 제어 신호(cs25)와 상보적인 신호를 제어 신호(cs15)로 출력할 수도 있다. 이 경우, 트랜지스터(ST15)는 트랜지스터(ST25)와 상보적으로 온/오프되며, 양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 동기식 부스트 컨버터와 동일하게 동작한다.In the example shown in FIG. 20, the controller 145 outputs the low-level control signal cs15. However, the controller 145 may output the complementary signal with the control signal cs15. In this case, the transistor ST15 is turned on / off in a complementary manner to the transistor ST25, and the bi-directional DC-DC converter 1225 operates in the same manner as the synchronous boost converter.

또한, 제어부(145)는 변환 및 정류부(125)의 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)를 제어하기 위한 제어신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)을 출력한다. 제어신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)은 듀티비가 50%인 구형파일 수 있으며, 제어신호들(ct15, ct45)과 제어신호들(ct25, ct35)은 서로 반대 위상을 가진다. 따라서, 트랜지스터들(T15, T45)과 트랜지스터들(T25, T35)은 상보적으로 온 오프 된다. 즉, 송신 모드에서, 변환 및 정류부(125)의 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)는 풀 브리지 인버터로 동작한다.The control unit 145 also outputs control signals ct15, ct25, ct35, and ct45 for controlling the bridge circuits T15, T25, T35, and T45 of the conversion and rectification unit 125. The control signals ct15, ct25, ct35 and ct45 may be spherical files having a duty ratio of 50%, and the control signals ct15 and ct45 and the control signals ct25 and ct35 have phases opposite to each other. Therefore, the transistors T15 and T45 and the transistors T25 and T35 complementarily turn on and off. That is, in the transmission mode, the bridge circuits T15, T25, T35, and T45 of the conversion and rectification unit 125 operate as full bridge inverters.

브리지 회로(T15, T25, T35, T45)의 동작에 따라 노드(N15)와 송수신 코일(L5)의 공통 단자(TC5) 사이에는 교류 전압이 인가되고, 이로 인해 송수신 코일(L5)의 송수신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이에도 교류 전압이 인가된다. 따라서, 송수신 코일(L5)의 송수신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이의 섹션을 통해 전력이 무선으로 송신된다.AC voltage is applied between the node N15 and the common terminal TC5 of the transmission / reception coil L5 according to the operation of the bridge circuits T15, T25, T35 and T45, An AC voltage is also applied between the common terminal TC5 and the common terminal TC5. Therefore, power is wirelessly transmitted through a section between the transmission / reception terminal TRT5 of the transmission / reception coil L5 and the common terminal TC5.

송수신 코일(L5)의 송신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압(v_TRT5)의 진폭은 제어신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)의 주파수에 따라 결정된다. 제어부(145)가 제어신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)의 주파수를 결정하는 방법은 도 8에 대한 설명을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.
The amplitude of the voltage v_TRT5 between the transmission terminal TRT5 and the common terminal TC5 of the transmission and reception coil L5 is determined according to the frequency of the control signals ct15, ct25, ct35 and ct45. The manner in which the control unit 145 determines the frequencies of the control signals ct15, ct25, ct35, and ct45 will be easily understood by referring to the description of Fig.

도시하지는 않았지만, 제어부(145)는 제어 신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)의 주파수를 유지하면서, 제어 신호(cs25)의 듀티비를 조정하여 노드(N35)의 전압을 조정함으로써, 송수신부(115)의 송수신 코일(L5)의 송수신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압(v_TRT5)을 조정할 수도 있다.Although not shown, the control unit 145 adjusts the duty ratio of the control signal cs25 while adjusting the voltage of the node N35 while maintaining the frequency of the control signals ct15, ct25, ct35 and ct45, The voltage v_TRT5 between the transmission / reception terminal TRT5 and the common terminal TC5 of the transmission / reception coil L5 of the transmission / reception coil 115 can be adjusted.

또는, 제어부(145)는 제어 신호(cs25)의 듀티비와 제어 신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)의 주파수를 모두 조정하여 송수신부(115)의 송수신 코일(L5)의 송수신 단자(TRT5)와 공통 단자(TC5) 사이의 전압(v_TRT5)을 조정할 수도 있다.
Alternatively, the control unit 145 adjusts both the duty ratio of the control signal cs25 and the frequencies of the control signals ct15, ct25, ct35 and ct45 to transmit and receive the transmission / reception terminal TRT5 of the transmission / reception coil L5 of the transmission / ) And the common terminal (TC5).

도 21은 도 19에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 21에서, cs15는 트랜지스터(ST15)에 인가되는 제어 신호를, cs25는 트랜지스터(ST25)에 인가되는 제어 신호를, ct15는 트랜지스터(T15)에 인가되는 제어 신호를, ct25는 트랜지스터(T25)에 인가되는 제어 신호를, ct35는 트랜지스터(T35)에 인가되는 제어 신호를, ct45는 트랜지스터(T45)에 인가되는 제어 신호를, i_N15는 노드(N15)를 통하여 송수신부(115)에서 변환 및 정류부(125)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.
21 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in Fig. In Fig. 21, cs15 denotes a control signal applied to the transistor ST15, cs25 denotes a control signal applied to the transistor ST25, ct15 denotes a control signal applied to the transistor T15, ct25 denotes a control signal applied to the transistor T25 The control signal applied to the transistor T45 is sent to the transistor T35 and the control signal applied to the transistor T45 is sent to the transistor T35 through the node N15. 125, respectively.

도 19 및 도 21를 참고하여, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치(15)의 수신 모드의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the reception mode of the wireless power transmitting / receiving device 15 of the present invention will be described with reference to FIG. 19 and FIG.

무선 전력 송수신 장치(15)를 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(145)는 구형파 형태의 제어 신호(cs15) 및 로우 레벨의 제어 신호(cs25)를 출력한다. 따라서, 스위치(ST15)는 제어 신호(cs15)에 따라 온/오프 되고, 스위치(ST25)는 오프된다. 제어부(145)는 노드(N55)의 전압에 따라 제어 신호(cs15)의 듀티비를 조정함으로써, 노드(N55)의 전압을 일정한 값으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 제어부(145)는 노드(N55)의 전압이 원하는 전압보다 낮다면 제어 신호(cs15)의 듀티비를 증가시키고, 노드(N55)의 전압이 원하는 전압보다 높다면 제어 신호(cs15)의 듀티비를 감소시킬 수 있다. 따라서, 수신 모드에서, 양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 벅 컨버터와 동일하게 동작할 수 있다.The controller 145 outputs the control signal cs15 in the form of a square wave and the control signal cs25 in the low level in order to operate the wireless power transmitting / receiving device 15 in the reception mode for receiving the wirelessly transmitted power. Therefore, the switch ST15 is turned on / off according to the control signal cs15, and the switch ST25 is turned off. The control unit 145 can maintain the voltage of the node N55 at a constant value by adjusting the duty ratio of the control signal cs15 according to the voltage of the node N55. For example, the control unit 145 increases the duty ratio of the control signal cs15 if the voltage of the node N55 is lower than the desired voltage, and increases the duty ratio of the control signal cs15 if the voltage of the node N55 is higher than the desired voltage. Can be reduced. Thus, in the receive mode, bi-directional DC-DC converter 1225 can operate the same as a buck converter.

도 21에서는 제어부(145)가 로우 레벨의 제어 신호(cs25)를 출력하는 경우를 예시하였으나, 제어부(145)는 제어 신호(cs15)와 상보적인 신호를 제어 신호(cs25)로 출력할 수도 있다. 이 경우, 트랜지스터(ST25)는 트랜지스터(ST15)와 상보적으로 온/오프되며, 양방향 DC-DC 컨버터(1225)는 동기식 벅 컨버터와 동일하게 동작한다.
In the example shown in FIG. 21, the control unit 145 outputs the low level control signal cs25. However, the control unit 145 may output the complementary signal with the control signal cs25. In this case, the transistor ST25 is complementarily turned on / off with the transistor ST15, and the bi-directional DC-DC converter 1225 operates in the same manner as the synchronous buck converter.

무선 전력 송수신 장치(15)의 송수신부(115)가 무선으로 전송된 전력을 수신하면, 노드(N15)을 통하여 송수신부(115)로부터 변환 및 정류부(125)로 도 21의 i_N15과 같은 전류가 유입된다. 이때, 송수신 코일(L5)의 공통 단자(TC5)와 송수신 단자(TRT5) 사이의 섹션을 통해 전력이 수신된다.Reception unit 115 of the wireless power transmitting / receiving unit 15 receives the power transmitted by radio, a current such as i_N15 of Fig. 21 is transmitted from the transmitting / receiving unit 115 to the converting and rectifying unit 125 via the node N15 &Lt; / RTI > At this time, power is received through a section between the common terminal TC5 of the transmission / reception coil L5 and the transmission / reception terminal TRT5.

또한, 제어부(145)는 변환 및 정류부(125)의 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)를 제어하기 위한 제어신호들(ct15, ct25, ct35, ct45)을 출력한다. 이를 위해, 제어부(145)는 브리지 회로의 트랜지스터들(T15, T25, T35, T45) 중 적어도 하나 이상의 양단 전압을 입력할 수 있다. 예를 들면, 제어부(145)는 트랜지스터(T15)의 양단 전압에 응답하여 제어신호들(ct15, ct45)을 출력하고, 트랜지스터(T25)의 양단 전압에 응답하여 제어신호들(ct25, ct35)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어부(145)는 트랜지스터(T15)의 양단 전압이 제1 기준값 이하로 떨어지면 제어신호들(ct15, ct45)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경시키고, 트랜지스터(T15)의 양단 전압이 제2 기준값 이상으로 상승하면 제어신호들(ct15, ct45)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경할 수 있다. 또한, 제어부(145)는 트랜지스터(T25)의 양단 전압이 제3 기준값 이하로 떨어지면 제어신호들(ct25, ct35)의 상태를 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경시키고, 트랜지스터(T25)의 양단 전압이 제4 기준값 이상으로 상승하면 제어신호들(ct25, ct35)의 상태를 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경할 수 있다.The control unit 145 also outputs control signals ct15, ct25, ct35, and ct45 for controlling the bridge circuits T15, T25, T35, and T45 of the conversion and rectification unit 125. To this end, the controller 145 may input at least one of the voltages of the transistors T15, T25, T35, and T45 of the bridge circuit. For example, the control unit 145 outputs the control signals ct15 and ct45 in response to the voltage across the transistor T15 and outputs the control signals ct25 and ct35 in response to the voltage across the transistor T25. Can be output. The controller 145 changes the state of the control signals ct15 and ct45 from the low level to the high level when the voltage across the both ends of the transistor T15 falls below the first reference value, The state of the control signals ct15 and ct45 can be changed from a high level to a low level. The control unit 145 changes the state of the control signals ct25 and ct35 from the low level to the high level when the voltage across the both ends of the transistor T25 falls below the third reference value, 4, the state of the control signals ct25, ct35 can be changed from high level to low level.

브리지 회로(T15, T25, T35, T45)의 구체적인 동작은 도 9에 대한 설명을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.The concrete operation of the bridge circuits T15, T25, T35, and T45 will be easily understood with reference to the description of FIG.

수신 모드에서, 브리지 회로(T15, T25, T35, T45)의 동작에 의해 노드(N35)로 정류 전압이 출력된다. 또한, 상술한 바와 같이, 벅 컨버터로 동작하는 양방향 DC-DC 컨버터(1225)에 의해 노드(N55)의 전압이 충전 전압을 유지한다. 노드(N55)의 충전 전압에 의해 전원부(25)의 배터리(B5)가 충전된다.
In the reception mode, the rectified voltage is outputted to the node N35 by the operation of the bridge circuits T15, T25, T35, and T45. Further, as described above, the voltage of the node N55 maintains the charge voltage by the bi-directional DC-DC converter 1225 operating as a buck converter. The battery B5 of the power supply section 25 is charged by the charging voltage of the node N55.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1-6)는 무선 전력 송수신 장치(16) 및 전원부(26)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(16)는 송수신부(116), 변환 및 정류부(126), 및 제어부(146)를 포함한다. 즉, 도 22에 나타난 실시예에서, 변환 및 정류부(126)의 브리지 회로(T16, T26, T36, T46)는 수신한 전력을 정류하여 충전 전력을 생성하는 기능과 외부 전원을 이용하여 교류 전력을 생성하는 기능을 모두 수행한다.
22 is a diagram schematically showing a configuration of a device including a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. The device 1-6 according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transceiver 16 and a power supply 26. [ In addition, the wireless power transmitting / receiving apparatus 16 according to an embodiment of the present invention includes a transmitting / receiving unit 116, a converting and rectifying unit 126, and a control unit 146. 22, the bridge circuits T16, T26, T36, and T46 of the conversion and rectification unit 126 have a function of rectifying the received power to generate the charging power and a function of rectifying the AC power by using the external power source Perform all the functions you create.

송수신부(116)는 무선으로 전송된 전력을 수신하고, 전력을 무선으로 송신한다. 송수신부(116)는 송수신 코일(L16), 스위치(S36), 커패시터(C16), 및 커패시터(C26)를 포함한다.The transmission / reception unit 116 receives the wirelessly transmitted power and wirelessly transmits the power. The transmission / reception section 116 includes a transmission / reception coil L16, a switch S36, a capacitor C16, and a capacitor C26.

송수신 코일(L16)은 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드 및 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드에서 변환 및 정류부(126)와 연결되는 공통 단자(TC6)와, 수신 모드에서 변환 및 정류부(126)와 연결되는 수신 단자(TR6)와, 송신 모드에서 변환 및 정류부(126)와 연결되고 수신 단자(TR6)와 공통 단자(TC6) 사이에 배치되는 송신 단자(TT6)를 포함한다. 송신 단자(TT6)는 송수신 코일(L16)의 양단 사이에 존재하는 탭일 수 있다. 송수신 코일(L16)의 공통 단자(TC6)와 수신 단자(TR6) 사이의 권선수는 12 내지 15일 수 있으며, 공통 단자(TC6)와 송신 단자(TT6) 사이의 권선수는 10일 수 있다.The transmission / reception coil L16 includes a common terminal TC6 connected to the conversion and rectification unit 126 in a reception mode for receiving radio-transmitted power and a transmission mode for transmitting power wirelessly, and a conversion and rectification unit 126 And a transmission terminal TT6 connected to the conversion and rectification unit 126 in the transmission mode and disposed between the reception terminal TR6 and the common terminal TC6. The transmission terminal TT6 may be a tap existing between both ends of the transmission / reception coil L16. The winding between the common terminal TC6 and the receiving terminal TR6 of the transmitting and receiving coil L16 may be 12 to 15 and the winding between the common terminal TC6 and the transmitting terminal TT6 may be 10.

스위치(S36)는 제어부(146)의 제어에 따라 수신 모드에서는 수신 단자(TR6)와 커패시터(C16)의 일단을 연결하고, 송신 모드에서는 송신 단자(TT6)와 커패시터(C16)의 일단을 연결한다.Under the control of the control unit 146, the switch S36 connects one end of the receiving terminal TR6 and the capacitor C16 in the receiving mode and connects one end of the transmitting terminal TT6 and the capacitor C16 in the transmitting mode .

커패시터(C16)는 스위치(S36)와 노드(N16) 사이에 연결된다. 커패시터(C26)는 노드(N16)와 공통 단자(TC6) 사이에 연결된다. 따라서, 수신 모드에서, 송수신 코일(L6)의 공통 단자(TC6)와 수신 단자(TR6) 사이의 섹션과 커패시터(C16) (또는 커패시터(C16)와 커패시터(C26))가 공진 탱크로서의 기능을 수행하고, 송신 모드에서, 송수신 코일(L6)의 공통 단자(TC6)와 송신 단자(TT6) 사이의 섹션과 커패시터(C16)가 공진 탱크로서의 기능을 수행한다. 커패시터(C26)의 기능 및 역할은 도 7의 커패시터(C21)와 동일할 수 있다.
Capacitor C16 is connected between switch S36 and node N16. The capacitor C26 is connected between the node N16 and the common terminal TC6. Therefore, in the reception mode, the section between the common terminal TC6 and the reception terminal TR6 of the transmission / reception coil L6 and the capacitor C16 (or the capacitor C16 and the capacitor C26) function as a resonance tank In the transmission mode, the section between the common terminal TC6 and the transmission terminal TT6 of the transmission / reception coil L6 and the capacitor C16 perform a function as a resonance tank. The function and role of the capacitor C26 may be the same as the capacitor C21 of FIG.

변환 및 정류부(126)는 노드(N16) 및 공통 단자(TC6)와 연결되고, 제어부(146)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N16)와 공통 단자(TC6) 사이의 전압을 정류하여 충전 전압을 출력하고, 송신 모드에서 노드(N15)와 공통 단자(TC5) 양단에 교류 전압을 인가한다. 변환 및 정류부(125)는 브리지 회로(T15, T25, T35, T45), 평활 커패시터(SC15), 스위치(ST46) 및 전압 조정기(1216)를 포함한다. The converting and rectifying section 126 is connected to the node N16 and the common terminal TC6 and under the control of the control section 146 rectifies the voltage between the node N16 and the common terminal TC6 in the receiving mode, And applies an AC voltage across the node N15 and the common terminal TC5 in the transmission mode. The conversion and rectification section 125 includes bridge circuits T15, T25, T35 and T45, a smoothing capacitor SC15, a switch ST46 and a voltage regulator 1216. [

브리지 회로(T16, T26, T36, T46)는 제어부(146)의 제어에 따라 수신 모드에서 노드(N16)와 공통 단자(TC6) 사이의 전압을 정류하여 정류 전압을 노드(N36)로 출력하고, 송신 모드에서 노드(N36)의 전압을 이용하여 노드(N16)와 공통 단자(TC6)로 교류 전압을 출력한다. 브리지 회로(T16, T26, T36, T46)는 노드(N16)와 노드(N36) 사이에 연결된 트랜지스터(T16), 노드(N16)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(T26), 노드(N36)와 공통 단자(TC6) 사이에 연결된 트랜지스터 (T36), 및 공통 단자(TC6)와 접지 사이에 연결된 트랜지스터(T46)를 포함한다. 브리지 회로를 구성하는 트랜지스터들(T16, T26, T36, T46) 각각은 기생 다이오드를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있다.The bridge circuits T16, T26, T36 and T46 rectify the voltage between the node N16 and the common terminal TC6 in the receiving mode under the control of the controller 146 and output the rectified voltage to the node N36, And outputs the AC voltage to the node N16 and the common terminal TC6 using the voltage of the node N36 in the transmission mode. The bridge circuits T16, T26, T36 and T46 include a transistor T16 connected between the node N16 and the node N36, a transistor T26 connected between the node N16 and the ground, a node N36, A transistor T36 connected between the common terminal TC6 and ground, and a transistor T46 connected between the common terminal TC6 and ground. Each of the transistors T16, T26, T36, and T46 constituting the bridge circuit may be a field effect transistor including a parasitic diode.

평활 커패시터(SC16)는 노드(N36)와 접지 사이에 연결되며, 노드(N36)의 전압을 평활한다.Smoothing capacitor SC16 is connected between node N36 and ground, and smoothes the voltage at node N36.

전압 조정기(1216)는 수신 모드에서 노드(N36)의 전압, 즉, 정류 전압을 입력하고, 정류 전압의 변동 또는 부하의 변동에 상관없이 일정한 값을 가지는 충전 전압을 출력한다. 전압 조정기(1216)로는 로우 드랍 아웃 레귤레이터(Low Drop Out(LDO) regulator) 등이 사용될 수 있다.The voltage regulator 1216 inputs the voltage of the node N36, that is, the rectified voltage in the receiving mode, and outputs a charging voltage having a constant value irrespective of variations in the rectified voltage or variations in the load. As the voltage regulator 1216, a low dropout (LDO) regulator or the like may be used.

스위치(S36)는 제어부(146)의 제어에 따라 수신 모드에서는 오프 되고 송신 모드에서는 온 된다. 따라서, 송신 모드에서는 전원부(26)에서 공급되는 전력의 전압인 노드(N56)의 전압이 그대로 노드(N36)으로 전달된다.
The switch S36 is turned off in the reception mode and turned on in the transmission mode under the control of the control unit 146. [ Therefore, in the transmission mode, the voltage of the node N56, which is the voltage of the power supplied from the power supply unit 26, is directly transmitted to the node N36.

제어부(146) 및 전원부(26) 각각의 기능 및 구성은 도 7의 제어부(141) 및 전원부(21)의 기능 및 구성과 유사하다.
The functions and configurations of the control unit 146 and the power supply unit 26 are similar to those of the control unit 141 and the power supply unit 21 in Fig.

도 23은 도 22에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 송신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 23에서, cs36은 스위치(S36)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs46은 트랜지스터(ST46)에 인가되는 제어 신호를, ct16은 트랜지스터(T16)에 인가되는 제어 신호를, ct26은 트랜지스터(T26)에 인가되는 제어 신호를, ct36은 트랜지스터(T36)에 인가되는 제어 신호를, ct46은 트랜지스터(T46)에 인가되는 제어 신호를, V_N36은 노드(N36)의 전압을, v_TT6은 송수신 코일(L5)의 송신 단자(TT6)와 공통 단자(TC6) 사이의 전압을 각각 나타낸다.
23 is a timing chart for explaining the operation in the transmission mode of the wireless power transmitting / receiving device shown in Fig. In Fig. 23, cs36 denotes a switch control signal applied to the switch S36, cs46 denotes a control signal applied to the transistor ST46, ct16 denotes a control signal applied to the transistor T16, ct26 denotes a transistor T26, Ct36 is the control signal applied to the transistor T46; V_N36 is the voltage of the node N36; v_TT6 is the transmission / reception coil L5; The voltage between the transmission terminal TT6 and the common terminal TC6, respectively.

도 22 및 도 23을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(16)의 송신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 22 and FIG. 23, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 16 according to the embodiment of the present invention in the transmission mode will be described below.

무선 전력 송수신 장치(16)를 전력을 무선으로 송신하는 송신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(146)는 로우 레벨의 스위치 제어 신호(cs35) 및 하이 레벨의 제어 신호(cs46)를 출력한다. 따라서, 스위치(S36)는 커패시터(C16)의 일단을 송수신 코일(L6)의 송신 단자(TT6)와 연결시킨다. 즉, 송신 모드에서, 송수신 코일(L6)의 송신 단자(TT6)와 공통 단자(TC6)가 변환 및 정류부(126)와 전기적으로 연결된다. 또한, 트랜지스터(ST46)이 온된다. 따라서, 송신 모드에서, 노드(N36)의 전압(V_N36)은 전원부(26)의 배터리(B6)의 출력 전압과 동일할 수 있다. 또한, 노드(N36)의 전압(V_N36)은 무선 전력 송수신 장치(16)로부터 송신된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치가 출력하는 충전 전력의 전압과 동일할 수 있다.The control unit 146 outputs the switch control signal cs35 of the low level and the control signal cs46 of the high level to operate the wireless power transmission / reception apparatus 16 in the transmission mode for wirelessly transmitting the power. Therefore, the switch S36 connects one end of the capacitor C16 to the transmission terminal TT6 of the transmission / reception coil L6. That is, in the transmission mode, the transmission terminal TT6 and the common terminal TC6 of the transmission / reception coil L6 are electrically connected to the conversion and rectification section 126. [ Further, the transistor ST46 is turned on. Therefore, in the transmission mode, the voltage V_N36 of the node N36 may be equal to the output voltage of the battery B6 of the power supply unit 26. [ The voltage V_N36 of the node N36 may be equal to the voltage of the charging power output from the wireless power receiving apparatus that receives the power transmitted from the wireless power transmitting / receiving device 16. [

또한, 제어부(146)는 변환 및 정류부(126)의 브리지 회로(T16, T26, T36, T46)를 제어하기 위한 제어신호들(ct16, ct26, ct36, ct46)을 출력한다. 제어부(146)의 동작과 이에 따른 변환 및 정류부(126)의 브리지 회로(T16, T26, T36, T46), 및 이로 인해 송수신 코일(L6)의 송신 단자(TT6)와 공통 단자(TC6) 사이의 섹션을 통한 전력의 전송은 도 8 및 도 20의 설명을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.
The control unit 146 also outputs control signals ct16, ct26, ct36, and ct46 for controlling the bridge circuits T16, T26, T36, and T46 of the conversion and rectification unit 126. The operation of the control unit 146 and the corresponding bridge circuits T16, T26, T36 and T46 of the converting and rectifying unit 126 and the connection between the transmitting terminal TT6 and the common terminal TC6 of the transmitting / The transmission of the power through the section will be easily understood with reference to the explanations of Figs. 8 and 20.

도 24는 도 22에 나타낸 무선 전력 송수신 장치의 수신 모드에서의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 24에서, cs36은 스위치(S36)에 인가되는 스위치 제어 신호를, cs46은 트랜지스터(ST46)에 인가되는 제어 신호를, ct16은 트랜지스터(T16)에 인가되는 제어 신호를, ct26은 트랜지스터(T26)에 인가되는 제어 신호를, ct36은 트랜지스터(T36)에 인가되는 제어 신호를, ct46은 트랜지스터(T46)에 인가되는 제어 신호를, i_N16은 노드(N16)를 통하여 송수신부(116)에서 정류부(126)로 유입되는 전류를 각각 나타낸다.
FIG. 24 is a timing chart for explaining the operation in the reception mode of the wireless power transmission / reception apparatus shown in FIG. 22; FIG. In Fig. 24, cs36 denotes a switch control signal applied to the switch S36, cs46 denotes a control signal applied to the transistor ST46, ct16 denotes a control signal applied to the transistor T16, ct26 denotes a transistor T26, Ct36 is a control signal applied to the transistor T46 and i_N16 is a control signal applied to the rectifier 126 in the transceiver 116 via the node N16, Respectively.

도 22 및 도 24를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치(16)의 수신 모드에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 22 and FIG. 24, the operation of the wireless power transmitting / receiving device 16 according to the embodiment of the present invention in the receiving mode will be described below.

무선 전력 송수신 장치(16)를 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 모드로 동작시키기 위해, 제어부(146)는 하이 레벨의 스위치 제어 신호(cs36) 및 로우 레벨의 제어 신호(cs46)를 출력한다. 따라서, 스위치(S36)는 커패시터(C16)의 일단을 송수신 코일(L6)의 수신 단자(RT6)와 연결시킨다. 즉, 즉, 수신 모드에서, 송수신 코일(L6)의 수신 단자(RT6)와 공통 단자(TC6)가 변환 및 정류부(126)와 전기적으로 연결된다. 또한, 트랜지스터(ST46)가 오프된다. 따라서, 수신 모드에서, 노드(N56)의 전압은 전압 조정기(1216)의 동작에 의해 결정된다.The control unit 146 outputs the switch control signal cs36 of the high level and the control signal cs46 of the low level in order to operate the wireless power transmission / reception apparatus 16 in the reception mode for receiving the wirelessly transmitted power. Therefore, the switch S36 connects one end of the capacitor C16 to the reception terminal RT6 of the transmission / reception coil L6. That is, in the reception mode, the reception terminal RT6 of the transmission / reception coil L6 and the common terminal TC6 are electrically connected to the conversion and rectification unit 126. [ Further, the transistor ST46 is turned off. Thus, in the receive mode, the voltage at node N56 is determined by the operation of voltage regulator 1216. [

수신 모드에서, 제어부(146)의 동작, 변환 및 정류부(126)의 브리지 회로(T16, T26, T36, T46)의 동작, 송수신 코일(L6)의 수신 단자(TT6)와 공통 단자(TC6)를 통한 전력의 수신, 및 전압 조정기(1216)의 동작 등은 도 9 및 도 21에 대한 설명을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.
The operation of the control unit 146 and the operation of the bridge circuits T16, T26, T36 and T46 of the converting and rectifying unit 126 and the operation of the receiving terminal TT6 and the common terminal TC6 of the transmitting / The operation of the voltage regulator 1216, and the like will be easily understood with reference to the description of Figs. 9 and 21. Fig.

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 동작 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 도 25의 각 단계는 도 6, 7, 10, 13, 16, 19, 또는 22의 제어부(140, 141, 142, 143, 144, 145, 146)에 의해 수행될 수 있다.
FIG. 25 is a flowchart illustrating an operation method of a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 25 may be performed by the control units 140, 141, 142, 143, 144, 145, and 146 of FIGS. 6, 7, 10, 13, 16, 19,

먼저, 제어부는 송신 모드로 설정되었는지를 판단한다(S110 단계). 예를 들면, 사용자가 무선 전력 송수신 장치의 모드를 송신 모드로 설정할 경우, 제어부의 입력 포트로 특정한 신호가 입력될 수 있으며, 제어부는 상기 입력 포트의 신호에 기초하여 무선 전력 송수신 장치의 모드가 송신 모드로 설정되었는지 여부를 판단할 수 있다.First, the control unit determines whether the transmission mode is set (step S110). For example, when the user sets the mode of the wireless power transmitting / receiving device to the transmission mode, a specific signal can be input to the input port of the control unit. Based on the signal of the input port, Mode can be determined.

다음으로, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 설정되었다고 판단되면, 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 동작하도록 제어 신호를 출력한다(S120 단계). 제어부는 도 8, 11, 14, 17, 20, 또는 23에 나타낸 것과 같은 제어 신호들을 출력함으로써, 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. Next, if it is determined that the wireless power transmission / reception device is set to the transmission mode, the controller outputs a control signal to operate the wireless power transmission / reception device in the transmission mode (step S 120). The control unit can output control signals as shown in Figs. 8, 11, 14, 17, 20, or 23, thereby controlling the wireless power transmitting / receiving apparatus to operate in the transmission mode.

S120 단계에서, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 기본적으로는 송신 모드로 동작하면서, 주기적으로 수신 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 외부의 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 공급받으면서, 다른 기기로 무선 전력을 송신할 수 있다. 이 경우, 제어부는 무선 전력 송수신 장치를 포함하는 기기의 전원부의 전압 및/또는 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기의 전원부의 전압을 기초로 전력을 수신하는 시간과 전력을 송신하는 시간을 결정할 수 있다.In step S120, the controller may control the wireless power transmission / reception device to operate in a reception mode periodically while operating in a transmission mode basically. In this case, the wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention can transmit wireless power to another device while being supplied with wireless power from an external wireless power transmission device. In this case, the control unit can determine the time for receiving the power and the time for transmitting the power based on the voltage of the power source of the device including the wireless power transmitting / receiving device and / or the voltage of the power source of the device including the wireless power receiving device .

또한, 제어부는 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 설정되지 않았다고 판단되면, 무선 전력 송수신 장치가 수신 모드로 동작하도록 제어 신호를 출력한다(S130 단계). 제어부는 도 9, 12, 15, 18, 21, 또는 24에 나타낸 것과 같은 제어 신호들을 출력함으로써, 무선 전력 송수신 장치가 수신 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
In addition, if the controller determines that the wireless power transceiver is not set to the transmission mode, the controller outputs a control signal to operate the wireless power transceiver in the reception mode (step S130). The control unit can control the wireless power transmitting / receiving apparatus to operate in the receiving mode by outputting control signals as shown in Figs. 9, 12, 15, 18, 21,

도 26은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 동작 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 도 26의 각 단계는 도 6, 7, 10, 13, 16, 19, 및 22의 제어부(140, 141, 142, 143, 144, 145, 146)에 의해 수행될 수 있다.
26 is a flowchart illustrating an operation method of a wireless power transceiver according to an embodiment of the present invention. 26 may be performed by the control units 140, 141, 142, 143, 144, 145 and 146 of FIGS. 6, 7, 10, 13, 16, 19 and 22.

먼저, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 동작하도록 제어한다(S210 단계).First, the controller controls the wireless power transmitting / receiving device to operate in the transmission mode (step S210).

다음으로, 제어부는 일정한 범위 내에 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단한다(S220 단계). S220 단계에서, 제어부는 무선 전력 송수신 장치의 송수신 코일 또는 별도의 코일(또는 안테나) 등을 통해 일정한 신호를 출력한 후, 송수신 코일의 임피던스의 변화를 감지하거나, 상기 일정한 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 등의 방법으로 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.Next, the control unit determines whether a wireless power receiving apparatus exists within a predetermined range (step S220). In step S220, the controller outputs a predetermined signal through a transmission coil of the wireless power transmission / reception device or a separate coil (or antenna), and then detects a change in the impedance of the transmission coil or a response signal to the constant signal It is possible to determine whether or not the wireless power receiving apparatus exists.

S220 단계에서 판단한 결과, 무선 전력 수신 장치가 존재한다고 판단되면, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 동작하여 전력을 무선으로 송신하도록 제어한다(S230 단계). 제어부는 도 8, 11, 14, 17, 20, 또는 23에 나타낸 것과 같은 제어 신호들을 출력함으로써, 무선 전력 송수신 장치가 송신 모드로 동작하여 전력을 무선으로 송신하도록 제어할 수 있다.If it is determined in step S220 that the wireless power receiving apparatus exists, the controller controls the wireless power transmitting / receiving apparatus to operate in the transmitting mode to transmit power wirelessly in step S230. The control unit can output control signals such as those shown in Figs. 8, 11, 14, 17, 20, or 23 so that the wireless power transmitting / receiving apparatus can operate in the transmission mode and transmit power wirelessly.

S220 단계에서 판단한 결과, 무선 전력 수신 장치가 존재하지 않는다고 판단되면, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 수신 모드로 동작하도록 제어한다(S240 단계).If it is determined in step S220 that the wireless power receiving apparatus does not exist, the controller controls the wireless power transmitting / receiving apparatus to operate in the receiving mode (step S240).

다음으로, 제어부는 수신되는 전력이 기준값 이상인지 여부를 판단한다(S250 단계). 제어부는 송수신 코일 양단의 전압 또는 정류 전압의 크기 등을 기초로 수신되는 전력이 기준값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.Next, the controller determines whether the received power is equal to or greater than a reference value (step S250). The control unit can determine whether or not the received power is equal to or greater than a reference value based on the voltage or the magnitude of the rectified voltage across the transmitting and receiving coils.

S250 단계에서 판단한 결과, 수신되는 전력이 기준값 이상이면, 제어부는 무선 전력 송수신 장치가 수신 모드로 동작하여 전력을 수신하도록 제어한다(S260 단계). 제어부는 도 9, 12, 15, 18, 21, 또는 24에 나타낸 것과 같은 제어 신호들을 출력함으로써, 무선 전력 송수신 장치가 수신 모드로 동작하여 전력을 수신하도록 제어할 수 있다.If it is determined in step S250 that the received power is equal to or greater than the reference value, the controller controls the wireless power transmitting / receiving device to operate in the receiving mode to receive power (step S260). The control unit can output control signals such as those shown in Figs. 9, 12, 15, 18, 21, or 24 so that the wireless power transmitting / receiving apparatus can operate in the receiving mode to receive power.

S250 단계에서 판단한 결과, 수신되는 전력이 기준값 미만이면, 제어부는 동작을 종료할 수 있다.As a result of the determination in step S250, if the received power is less than the reference value, the controller may terminate the operation.

제어부는 도 26에 나타낸 단계들을 주기적으로 반복할 수 있다.
The control unit may repeat the steps shown in Fig. 26 periodically.

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.

1 : 제1 기기 2 : 무선 전력 송신 장치
3 : 제2 기기 4 : 웨어러블 기기
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 : 무선 전력 송수신 장치
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 : 전원부
110, 111, 112, 113, 114, 115, 116 : 송수신부
120, 125, 126 : 변환 및 정류부
121, 122, 123, 124 : 정류부
131, 132, 133, 134 : 변환부
140, 141, 142, 143, 144, 145, 146 : 제어부1: first device 2: wireless power transmitting device
3: second device 4: wearable device
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16: a wireless power transceiver
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26:
110, 111, 112, 113, 114, 115, 116: transmission /
120, 125, 126: conversion and rectification section
121, 122, 123, 124:
131, 132, 133, and 134:
140, 141, 142, 143, 144, 145, 146:

Claims

A transmitting and receiving coil wirelessly transmitting power wirelessly through a first section having a first volume and wirelessly transmitting power through a second section having a second volume different from the first volume;
Receiving and rectifying the power received through the transmission / reception coil, converting the external power into AC power, and applying the AC power to the transmission / reception coil.

The method according to claim 1,
Wherein the first winding is larger than the second winding.

The apparatus as claimed in claim 1, wherein the converting and rectifying unit
Receiving coil in a receiving mode for receiving power transmitted in a wireless manner,
Receiving coil in a transmission mode in which power is transmitted wirelessly, and a tap that is present between both ends of the transmission / reception coil and one end of the transmission / reception coil.

The radio communication apparatus according to claim 1,
A first terminal electrically connected to the converting and rectifying unit in a receiving mode for receiving wirelessly transmitted power and a transmitting mode for transmitting power wirelessly;
A second terminal electrically connected to the converting and rectifying unit in the receiving mode; And
And a third terminal electrically connected to the conversion and rectification unit in the transmission mode and disposed between the first terminal and the second terminal.

5. The method of claim 4,
A first switch connected to the second terminal and turned on in the receive mode and off in the transmit mode;
A first capacitor coupled between the first switch and a first node;
A second capacitor coupled between the first node and the first terminal;
A second switch connected to the third terminal, the second switch being off in the reception mode and being turned on in the transmission mode; And
And a third capacitor connected between the second switch and the second node.

6. The apparatus as claimed in claim 5, wherein the converting and rectifying unit
A rectifier connected to the first node and the first terminal, for rectifying a voltage between the first node and the first terminal in the receiving mode; And
And a converter connected to the second node and the first terminal for converting the voltage of the external power into the AC voltage in the transmission mode and outputting the AC voltage to the second node and the first terminal, Transceiver.

7. The apparatus of claim 6, wherein the converting unit
A first transmission transistor connected between the third node to which the external power is supplied and the second node and being periodically turned on and off;
A second transmission transistor connected between the second node and ground and being complementarily turned on and off with respect to the first transmission transistor;
A third transmission transistor connected between the third node and the first terminal and being turned on and off at the same timing as the second transmission transistor; And
And a fourth transmission transistor connected between the first terminal and the ground and being turned on and off at the same timing as the first transmission transistor.

7. The apparatus according to claim 6, wherein the rectifying part
A first node connected between the third node and a first node to which a rectified voltage is output and turned on when a magnitude of a current flowing from the transmission / reception coil to the rectification section is greater than a first reference value, Receiving transistor;
A second receiving transistor connected between the first node and the ground and turned on when the magnitude of the current flowing from the transmitting / receiving coil to the rectifying section becomes smaller than the third reference value and turned off when the magnitude of the current is larger than the fourth reference value;
A third receiving transistor connected between the third node and the first terminal and being turned on and off at the same timing as the second receiving transistor; And
And a fourth receiving transistor connected between the first terminal and the ground and being turned on and off at the same timing as the first receiving transistor.

5. The method of claim 4,
A first capacitor coupled to the first node;
A second capacitor coupled between the first node and the first terminal; And
Further comprising a switch for connecting said first capacitor to said second terminal in said receive mode and for connecting said first capacitor to said third terminal in said transmit mode.

10. The apparatus according to claim 9, wherein the converting and rectifying unit
And a rectifier circuit connected to the first node and the first terminal for rectifying a voltage between the first node and the first terminal in the receiving mode to output a rectified voltage, And outputting the AC voltage to the first node and the first terminal;
A voltage regulator for inputting the rectified voltage in the receiving mode and outputting a charging voltage; And
And a switch element connected in parallel with the voltage regulator and being turned on in the transmission mode to transmit the external power to the bridge circuit.

11. The method of claim 10, wherein the bridge circuit
A first transmission / reception transistor connected between the first node and a second node for outputting the rectified voltage;
A second transmission / reception transistor connected between the first node and ground;
A third transmission / reception transistor connected between the second node and the first terminal; And
And a fourth transmission / reception transistor connected between the first terminal and the ground.

12. The method of claim 11,
The first transmission / reception transistor and the fourth transmission / reception transistor are turned on / off at the same timing, and the second transmission / reception transistor and the third transmission / reception transistor are turned on / off at the same timing, The second transmission and reception transistors are complementarily turned on and off,
Wherein the first transmission / reception transistor and the fourth transmission / reception transistor are turned on / off at the same timing, and the second transmission / reception transistor and the third transmission / reception transistor are turned on / off at the same timing, Receiving transistor is turned on when the magnitude of the current flowing from the transmitting / receiving coil to the converting and rectifying unit is greater than the first reference value and is turned off when the magnitude of the current is smaller than the second reference value, Is turned on when the third reference value is smaller than the third reference value and is turned off when the second reference value is greater than the fourth reference value.

The method according to claim 1,
Wherein the first winding is smaller than the second winding.

The apparatus as claimed in claim 1, wherein the converting and rectifying unit
Reception coil connected to both ends of the transmission / reception coil in a reception mode for receiving radio-transmitted power,
Receiving coil and one end of the transmitting / receiving coil in a transmission mode for transmitting power wirelessly, wherein the one end of the transmitting / receiving coil is connected to a tap located between one end of the transmitting / receiving coil and both ends of the transmitting / receiving coil, And the AC power is applied to the antenna.

A transmission coil receiving power wirelessly transmitted through a first section having a first volume and wirelessly transmitting power through a second section having a second volume different from the first volume;
A converting and rectifying unit for inputting and rectifying the power received through the transmitting / receiving coil, converting the supplied power into AC power, and applying AC power to the transmitting / receiving coil; And
And a power supply unit for supplying power to the conversion and rectification unit in a transmission mode in which the charging power output from the conversion and rectification unit is received in the reception mode for receiving the wirelessly transmitted power and energy is stored and the power is wirelessly transmitted device.

16. The method of claim 15,
Wherein the first winding yarn is larger than the second winding yarn.