KR20160138884A - Apparatus and method for transmiting power wirelessly - Google Patents

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KR20160138884A
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박승원
조상호
신은영
지용혁
성재석
김창익
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삼성전기주식회사
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • H02J7/025—

Abstract

According to one technical aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless power transmission apparatus comprising: a step of transmitting a beacon signal; a step of determining access of an external object based on whether the beacon signal is changed; and a step of transmitting a plurality of ping signals having different frequencies if the external object is determined to be accessed.

Description

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITING POWER WIRELESSLY}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING POWER WIRELESSLY [0002]

본 발명은 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless power transmission apparatus and a control method thereof.

무선 기술의 발전에 따라, 무선 기술은 데이터뿐만 아니라 전력까지 전송하는 등 다양하게 발전되고 있다. 특히, 최근에는 비 접촉 상태에서도 전자 기기에 전력 충전이 가능한 무선 전력 충전 기술이 개발되고 있다.
With the advancement of wireless technology, wireless technology is being developed in various ways such as transmitting data as well as data. In particular, recently, a wireless power charging technology capable of charging electric power to an electronic device even in a non-contact state has been developed.

종래의 무선 전력 송신 기술에서는, 무선 전력 송신 장치와 수신 장치의 위치가 변화하거나 또는 코일의 위치가 어긋나는 등의 경우, 무선 전력 전송이 이루어지지 않거나 그 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
In the conventional wireless power transmission technology, there is a problem that the wireless power transmission is not performed or the efficiency is lowered when the position of the wireless power transmission device and the reception device change or the position of the coil deviates.

한국 공개특허공보 제2014-0120404호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0120404 한국 공개특허공보 제2013-0087708호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0087708

본 발명에 따른 일 실시형태의 목적은, 다양한 환경에서도 효율적으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 송신 장치를 제공하는데 있다.
An object of an embodiment according to the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus capable of efficiently transmitting power even in various environments.

본 발명의 일 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치에서 수행되는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 비콘 신호를 송출하는 단계, 상기 비콘 신호의 변화 여부로 외부 물체의 접근을 판단하는 단계 및 상기 외부 물체가 접근된 것으로 판단되면, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출하는 단계를 포함한다.
A technical aspect of the present invention proposes a control method of a wireless power transmission apparatus performed in a wireless power transmission apparatus. The control method of the wireless power transmission apparatus includes the steps of transmitting a beacon signal, determining access to an external object based on whether the beacon signal is changed, and determining whether the external object is approaching, And transmitting a ping signal.

본 발명의 다른 일 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치를 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치는, 가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 송전부 및 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출하도록 상기 송전부를 제어하고, 상기 복수의 핑 신호에 대한 상기 무선 전력 수신 장치의 응답 신호에 대응하여 상기 가변 공진기를 제어하는 제어부를 포함한다.
Another aspect of the present invention proposes a wireless power transmission apparatus. Wherein the wireless power transmission apparatus controls the power transmission unit to transmit power to the wireless power receiving apparatus wirelessly using a variable resonator and a plurality of transmission signals having different frequencies, And a control unit for controlling the variable resonator in response to a response signal of the wireless power receiving apparatus.

상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
The solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. Various means for solving the problems of the present invention can be understood in detail with reference to specific embodiments of the following detailed description.

본 발명의 일 실시형태에 따른 무선 전력 송신 장치는 충전 거리가 변경되거나 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 송신 장치의 위치가 일치하지 않는 경우에도 효과적으로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. The wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention can provide an effect of effectively transmitting power even when the charging distance is changed or the wireless power receiving apparatus and the wireless power transmitting apparatus are inconsistent in position.

본 발명의 일 실시형태에 따른 무선 전력 송신 장치는 전력 전송의 개시 시점부터 높은 효율로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
The radio power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention can provide an effect of transmitting power at a high efficiency from the start of power transmission.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일 적용예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 다른 일 적용예를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 회로도이다.
도 5는 무선 전력 전송의 각 페이즈(Phase)를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 9은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 회로도이다.1 is a diagram illustrating an example of application of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating another application example of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a wireless power transmission apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing each phase of wireless power transmission.
6 is a flowchart showing a control method of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a control method of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
10 is a circuit diagram showing a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram showing a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention.
12 is a circuit diagram showing a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일 적용예를 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 다른 일 적용예를 도시하는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of application of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating another application example of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention .

도 1에 도시된 일 적용예에서 무선 전력 송신 장치(100)는 모바일 단말(310)을 대상으로 충전을 하는 예를 도시하고 있고, 도 2에 도시된 일 적용예에서 무선 전력 송신 장치(100)는 웨어러블 기기(320)를 대상으로 충전을 수행한다. In the application shown in FIG. 1, the wireless power transmission apparatus 100 shows an example of charging to the mobile terminal 310, and in the application shown in FIG. 2, the wireless power transmission apparatus 100, The wearable device 320 is charged.

모바일 단말(310)과 웨어러블 기기(320)는 각각 무선 전력 수신 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여, 모바일 단말(310) 또는 웨어러블 기기(320)에 필요한 전력을 제공할 수 있다.The mobile terminal 310 and the wearable device 320 may be connected to a wireless power receiving device (not shown), respectively. The wireless power receiving device can receive power wirelessly from the wireless power transmitting device 100 and provide the necessary power to the mobile terminal 310 or the wearable device 320. [

이와 같이, 무선 전력 수신 장치는 도시된 모바일 단말(310) 또는 웨어러블 기기(320) 외에도 다양한 전자 기기에 적용 가능하다. As described above, the wireless power receiving device is applicable to various electronic devices in addition to the mobile terminal 310 or the wearable device 320 shown in the figure.

무선 전력 수신 장치(200)는 적용되는 그 전자 기기에 따라서, 다른 충전 특성-예를 들어, 임피던스의 변화 등-을 가질 수 있으므로, 다양한 장치에 대하여 무선 전력의 전송을 지원하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 다양한 충전 특성을 지원할 수 있다. The wireless power receiving apparatus 200 may have different charging characteristics-for example, a change in impedance, etc., depending on the electronic apparatus to which it is applied, The wireless power transmission apparatus 100 according to the embodiment can support various charging characteristics.

마찬가지로, 무선 전력 수신 장치(200)와 무선 전력 송신 장치(100) 간의 거리, 위치 변화 등이 발생하는 경우에도 충전 특성이 변경되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)를 통하여 다양한 충전 특성을 제공함으로써, 효과적으로 무선 충전이 가능하다.
Likewise, when the distance, positional change, or the like between the wireless power receiving apparatus 200 and the wireless power transmitting apparatus 100 occurs, the charging characteristic is changed. Therefore, the wireless power transmitting apparatus 100 according to the embodiment of the present invention By providing various charging characteristics through it, wireless charging is possible effectively.

본 발명의 일 실시예에서는, 이와 같이 충전 특성이 변화되는 경우에, 임피던스를 충전 특성에 적응적으로 가변하여 안정적으로 전원을 송신할 수 있는 무선 전력 송신 장치와, 그를 위한 핑 오퍼레이션을 제공할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, it is possible to provide a wireless power transmission apparatus capable of stably transmitting power by adaptively varying the impedance to the charging characteristic when the charging characteristic is changed as described above, and to provide a ping operation therefor have.

이하 도 3 내지 도 12을 참조하며 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
3 to 12, various embodiments of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a wireless power transmission apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 전원 공급부(110), 송전부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power transmission apparatus 100 may include a power supply unit 110, a power transmission unit 120, and a control unit 130.

전원 공급부(110)는 외부에서 입력되는 전원을 이용하여, 소정 레벨의 전력을 생성할 수 있다. 전원 공급부(110)에서 제공된 전력은 송전부(120)에 제공된다.The power supply unit 110 can generate a predetermined level of power using an external power source. Power supplied from the power supply unit 110 is supplied to the power transmission unit 120.

송전부(120)는 전원 공급부(110)에서 제공된 전력을 이용하여 가변 공진기(122)를 동작시켜, 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. The power transmission unit 120 may operate the variable resonator 122 using the power provided by the power supply unit 110 to wirelessly transmit power to the wireless power reception device.

송전부(120)는 인버터(121), 가변 공진기(122) 및 커패시턴스 제어기(123)를 포함할 수 있다.The power transmission unit 120 may include an inverter 121, a variable resonator 122, and a capacitance controller 123.

인버터(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 동작하여 전원 공급부(110)에서 제공된 전력을 이용하여 가변 공진기(122)를 동작시킬 수 있다.The inverter 121 operates under the control of the controller 130 and can operate the variable resonator 122 using the power supplied from the power supply unit 110. [

가변 공진기(122)는 가변 커패시터와 인덕터를 포함할 수 있다. 가변 공진기(122)는 가변적인 임피던스를 제공할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(100)는 다양한 종류 또는 다양한 위치의 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. The variable resonator 122 may include a variable capacitor and an inductor. The variable resonator 122 may provide a variable impedance. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 100 can wirelessly transmit power to wireless power receiving apparatuses of various kinds or in various positions.

커패시턴스 제어기(123)는 가변 공진기(122)에 포함된 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절할 수 있다.The capacitance controller 123 can adjust the capacitance of the variable capacitor included in the variable resonator 122. [

제어부(130)는 전원 공급부(110) 내지 송전부(120)를 제어할 수 있다. The control unit 130 may control the power supply unit 110 to the power transmission unit 120.

제어부(130)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 제어부(130)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.The control unit 130 may include at least one processing unit. According to an embodiment, the control unit 130 may further include a memory. The processing unit may include, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate arrays (FPGA) Core. The memory may be a volatile memory (e.g., RAM, etc.), a non-volatile memory (e.g., ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.

제어부(130)는 가변 공진기(122)에서 소정의 작은 신호-이하, 이를 비콘 신호라 함-를 송출하도록 제어할 수 있다. 상기 비콘 신호는 무선 전력 송신 장치에 임의의 물체가 접근하면 이러한 접근을 감지하는데 사용된다. The control unit 130 may control the variable resonator 122 to transmit a predetermined small signal (hereinafter referred to as a beacon signal). The beacon signal is used to sense this approach when any object approaches the wireless power transmission device.

예를 들어, 비콘 신호를 송출 중인 가변 공진기(122)의 임피던스 변화가 감지되면, 제어부(130)는 외부의 물체가 접근한 것을 확인 할 수 있다.For example, when a change in the impedance of the variable resonator 122 during transmission of a beacon signal is detected, the controller 130 can confirm that an external object is approaching.

제어부(130)는 외부에 물체가 접근한 것으로 확인되면, 해당 물체가 무선 전력 수신 장치인지를 확인하기 위하여 핑 신호를 송출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 비콘 신호를 송출 중인 가변 공진기(122)의 임피던스 변화가 감지되면 핑 신호를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.If it is determined that an object is approaching to the outside, the control unit 130 may transmit a ping signal to confirm that the object is a wireless power receiving apparatus. That is, the control unit 130 may control the transmission unit 120 to transmit a ping signal when a change in impedance of the variable resonator 122, which is transmitting the beacon signal, is sensed.

여기에서, 제어부(130)는 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 고정된 주파수로 핑 신호를 송출하게 되면, 무선 전력 수신 장치가 적용된 전자 기기의 종류가 상이하거나 무선 전력 수신 장치의 위치 변화 등이 발생하는 경우, 핑 신호가 제대로 무선 전력 수신 장치에 송신되지 않을수 있다. Here, the control unit 130 may control the transmission unit 120 to transmit a plurality of the fingers having different frequencies. That is, when the wireless signal is transmitted at a fixed frequency, if the type of the electronic apparatus to which the wireless power receiving apparatus is applied is different or a position change of the wireless power receiving apparatus occurs, the ping signal is not properly transmitted to the wireless power receiving apparatus I can not.

따라서, 무선 전력 송신 장치(100)는 다양한 무선 충전 상태에서도 핑 신호가 성공적으로 제공될 수 있도록, 다양한 주파수 또는 공진 임피던스를 가지는 복수의 핑 신호를 송출할 수 있다. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 100 can transmit a plurality of the ping signals having various frequencies or resonance impedances so that the ping signal can be successfully provided even in various wireless charging states.

제어부(130)는 가변 공진기의 임피던스를 조절하여 핑 신호의 주파수 또는 공진 임피던스를 변경할 수 있다. The controller 130 may adjust the impedance of the variable resonator to change the frequency or resonant impedance of the ping signal.

제어부(130)는 상기 복수의 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호에 대응하여 가변 공진기(122)를 제어할 수 있다. The control unit 130 may control the variable resonator 122 in response to a response signal of the wireless power receiving apparatus for the plurality of ping signals.

제어부(130)는 전원 공급부(110) 또는 송전부(120)의 동작을 제어할 수 있다. The control unit 130 may control the operation of the power supply unit 110 or the power transmission unit 120.

제어부(130)는 송전부(120)의 임피던스를 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 송전부(120)는 가변 커패시터를 포함하는 가변 공진기를 포함할 수 있으며, 제어부(130)는 가변 커패시터를 조절함으로써 송전부(120)의 임피던스를 변경할 수 있다.The control unit 130 can change the impedance of the power transmission unit 120. [ In one embodiment, the power transmission unit 120 may include a variable resonator including a variable capacitor, and the control unit 130 may change the impedance of the power transmission unit 120 by adjusting the variable capacitor.

제어부(130)는 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 중에 제어 변수의 변화가 감지되면 송전부(120)의 전압 이득이 높아지도록 송전부(120)의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 여기에서, 제어 변수는 송전부(120)의 입력 전압이나 입력 주파수일 수 있다.The control unit 130 may adjust the capacitance of the power transmitting unit 120 so that the voltage gain of the power transmitting unit 120 is increased when a change in the control parameter is detected while the power is being wirelessly transmitted to the wireless power receiving apparatus. Here, the control variable may be an input voltage or an input frequency of the power transmitting unit 120. [

일 예를 들면, 제어부(130)는 송전부(120)의 입력 전압을 검출하고, 검출된 입력 전압이 변화 하면 그에 대응하여 가변 공진기(122)의 임피던스를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 가변 공진기(122)의 커패시턴스를 변경하도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 가변 공진기(122)의 커패시턴스의 변화에 따른 송전부(120)의 입력 전압의 변화를 확인하고, 송전부(120)가 높은 전압 이득을 가지도록 가변 공진기(122)의 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 여기에서, 제어부(130)는 전압 이득을 계산하기 위하여, 무선 전력 수신 장치로부터 인 밴드 방식으로 입력 전압에 대한 정보를 수신할 수 있다. For example, the controller 130 detects the input voltage of the power transmitting unit 120, and when the detected input voltage changes, the impedance of the variable resonator 122 can be adjusted accordingly. That is, the control unit 130 can control the capacitance of the variable resonator 122 to change. The control unit 130 checks the change of the input voltage of the power transmission unit 120 according to the change of the capacitance of the variable resonator 122 and determines the capacitance of the variable resonator 122 so that the power supply unit 120 has a high voltage gain Can be changed. Here, the control unit 130 may receive information on the input voltage in an in-band manner from the wireless power receiving apparatus in order to calculate the voltage gain.

제어부(130)는 무선 전력 수신 장치로부터 상기 복수의 핑 신호 중 어느 하나에 대한 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호에 대응하는 핑 신호의 임피던스에 해당하도록 송전부(120)의 커패시턴스를 변경시킬 수 있다.The control unit 130 may change the capacitance of the power transmission unit 120 to correspond to the impedance of the ping signal corresponding to the response signal when a response signal to any one of the plurality of the ping signals is received from the wireless power receiving apparatus have.

제어부(130)는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 복수의 핑 신호에 대한 적어도 하나의 응답 신호가 수신되면, 상기 적어도 하나의 응답 신호에서 신호 세기를 확인할 수 있다. 제어부(130)는 신호 세기가 가장 센 핑 신호의 임피던스에 해당하도록, 송전부의 커패시턴스를 변경시킬 수 있다.
When at least one response signal for the plurality of ping signals is received from the wireless power receiving apparatus, the control unit 130 can check the signal strength in the at least one response signal. The control unit 130 may change the capacitance of the transmission unit so that the signal intensity corresponds to the impedance of the most sensitive signal.

도 4는 도 3에 도시된 송전부의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing an embodiment of the transmission unit shown in Fig.

송전부(120)는 제어부(130, 도 3에 도시)의 제어에 따라 비콘 신호 또는 핑 신호를 송출할 수 있다. 또는 송전부(120)는 제어부(130, 도 3에 도시)의 제어에 따라 무선으로 전력을 송출할 수 있다.The transmission unit 120 can transmit a beacon signal or a ping signal under the control of the control unit 130 (shown in Fig. 3). Or the power transmitting unit 120 can transmit power wirelessly under the control of the control unit 130 (shown in Fig. 3).

송전부(120)는 인버터(121), 가변 공진기(122) 및 커패시턴스 제어기(123)를 포함할 수 있다. The power transmission unit 120 may include an inverter 121, a variable resonator 122, and a capacitance controller 123.

인버터(121)는 복수의 스위치를 포함한다. 인버터(121)는 제어부(130, 도 3에 도시)의 제어에 따라 스위칭 동작하여 가변 공진기(122)를 동작시킬 수 있다.The inverter 121 includes a plurality of switches. The inverter 121 may be operated under the control of the control unit 130 (shown in Fig. 3) to operate the variable resonator 122. Fig.

도시된 예에서, 인버터(121)는 2개의 스위치(Q2, Q3)가 직렬 연결된 하프 브리지 인버터이나, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 인버터(121)는 풀 브리지 인버터 등의 다른 종류의 인버터도 적용 가능하다. 인버터(121)는 고정 주파수 방식, 가변 주파수 방식, 시비율 변조 방식, 위상 천이 방식, 인버터 전압제어 방식 등으로 제어될 수 있다.In the illustrated example, the inverter 121 is a half bridge inverter having two switches Q2 and Q3 connected in series, but this is not limitative. Therefore, the inverter 121 can be applied to other types of inverters such as a full bridge inverter. The inverter 121 can be controlled by a fixed frequency system, a variable frequency system, a duty ratio modulation system, a phase shift system, an inverter voltage control system, and the like.

가변 공진기(122)는 가변 커패시터와 인덕터를 포함할 수 있다. The variable resonator 122 may include a variable capacitor and an inductor.

가변 공진기(122)는 레더 구조의 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 예와 같이, 가변 공진기(122)는 병렬 연결된 복수의 커패시터(C, C1 내지 C3)와, 복수의 커패시터 중 적어도 일부에 각각 직렬 연결된 복수의 스위치(SW1 내지 SW3)를 포함할 수 있다. 가변 공진기(122)는 가변 커패시터에 의하여 커패시턴스가 가변됨에 따라, 임피던스가 변경된다.The variable resonator 122 may include a variable capacitor of a ladder structure. 4, the variable resonator 122 includes a plurality of capacitors C, C1 to C3 connected in parallel, and a plurality of switches SW1 to SW3 (for example, ). As the capacitance of the variable resonator 122 is varied by the variable capacitor, the impedance is changed.

커패시턴스 제어기(123)는 제어부(130, 도 3에 도시)에서 제공된 제어 신호에 따라 가변 공진기(122)의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 제어부(130, 도 3에 도시)는 커패시턴스 제어기(123)를 제어하여, 핑 신호의 임피던스를 조절하거나 무선으로 전송 중인 전력의 임피던스를 조절할 수 있다.The capacitance controller 123 may adjust the capacitance of the variable resonator 122 in accordance with the control signal provided in the controller 130 (shown in FIG. 3). The controller 130 (shown in FIG. 3) controls the capacitance controller 123 to adjust the impedance of the ping signal or the impedance of the power being transmitted wirelessly.

일 실시예에서, 제어부(130, 도 3에 도시)는 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 순차적으로 증가시키도록 가변 공진기(122)를 제어하고, 상기 커패시턴스가 변경될 때마다 핑 신호를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.In one embodiment, the controller 130 (shown in FIG. 3) controls the variable resonator 122 to sequentially increase the capacitance of the variable capacitor, and controls the variable resonator 122 to transmit the ping signal every time the capacitance is changed 120).

상기 예에서, 가변 공진기는 가변 커패시터를 포함하는ㅍ예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이다. 따라서, 가변 공진기는 실시예에 따라 가변 인덕터를 포함할 수도 있다.
In the above example, although the variable resonator includes a variable capacitor, this is an example. Accordingly, the variable resonator may include a variable inductor according to the embodiment.

도 5는 무선 전력 전송의 각 페이즈(Phase)를 도시하는 순서도이다.5 is a flowchart showing each phase of the wireless power transmission.

도 5를 참조하면, 무선 전력 전송을 위해서 최초 셀렉션 페이즈(Selection Phase)가 수행된다. 셀렉션 페이즈에서, 무선 전력 송신 장치는 공진부를 통하여 비콘 신호를 송출할 수 있다.Referring to FIG. 5, an initial selection phase is performed for wireless power transmission. In the selection phase, the wireless power transmission apparatus can transmit a beacon signal through the resonance unit.

무선 전력 송신 장치는 송출 중인 비콘 신호에 대한 변화-예컨대 임피던스가 변화하는 등-가 발생하면 특정한 외부 물체가 무선 전력 송신 장치의 주변에 위치한 것으로 판단할 수 있다.The wireless power transmission apparatus can determine that a specific external object is located in the vicinity of the wireless power transmission apparatus when a change with respect to the beacon signal being transmitted, such as a change in impedance, occurs.

셀렉션 페이즈에서 소정의 외부 물체가 인접한 것으로 판단되면, 핑 신호를 이용하여 대상 물체가 무선 전력 수신 장치인지 확인할 수 있다. 이를 핑 페이즈(PING Phase)라 한다. If it is determined that a predetermined external object is adjacent in the selection phase, it can be confirmed that the object is a wireless power receiving apparatus by using a ping signal. This is called a ping phase.

본 발명의 일 실시예예서는, 복수의 핑을 송출하되, 각 핑 신호의 임피던스를 서로 다르게 설정함으로서, 무선 전력 수신 장치의 종류나 위치가 변경되는 경우에도 성공적으로 핑 신호를 송신할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a plurality of pinges are transmitted. By setting the impedances of the respective ping signals to be different from each other, the ping signal can be successfully transmitted even when the type or position of the wireless power receiving apparatus is changed.

무선 전력 수신 장치는 핑 신호를 수신하면, 그에 대한 응답 신호를 송출할 수 있다. 응답 신호는 신호 세기 정보, 무선 전력 수신 장치의 종류에 대한 정보, 요구 전력에 대한 정보, 입력 전압 세기에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.When the wireless power receiving apparatus receives the ping signal, it can send a response signal to the wireless power receiving apparatus. The response signal may include at least one of signal strength information, information on a type of the wireless power receiving apparatus, information on requested power, and information on input voltage strength.

따라서, 무선 전력 송신 장치는 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호를 이용하여 대상 및 전력 요구를 확인할 수 있다(Identification & Configuration). Accordingly, the wireless power transmission apparatus can identify the target and the power demand using the response signal of the wireless power receiving apparatus for the ping signal (Identification & Configuration).

이후, 무선 전력 송신 장치는 확인된 정보를 이용하여 무선으로 전력을 제공할 수 있다(전력 전송 페이즈(Power transfer Phase)).The wireless power transmission device can then provide power wirelessly using the identified information (Power Transfer Phase).

상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치는, 핑 페이즈에서, 가변 공진기의 커패시턴스를 가변함으로써 다양한 주파수를 가지는 핑 신호를 송출할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 핑 페이즈에서 적응적인 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치와 수신 장치 간의 다양한 환경에서 무선 전력 송신을 위한 핑 페이즈를 성공적으로 수행할 수 있다.As described above, in the ping phase, the wireless power transmission apparatus can transmit a fingering signal having various frequencies by varying the capacitance of the variable resonator. That is, the wireless power transmission apparatus can perform adaptive impedance matching in the ping phase. Thus, it is possible to successfully perform a ping phase for wireless power transmission in various environments between a wireless power transmission device and a receiving device.

또한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치는, 전력 전송 페이즈에서도 가변 공진기의 커패시턴스를 가변함으로써, 적응적인 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어 변수의 변경에도 효과적으로 전력을 전송할 수 있다.
Further, according to the embodiment, the wireless power transmission apparatus can perform the adaptive impedance matching by varying the capacitance of the variable resonator even in the power transmission phase. Thus, power can be effectively transmitted even when the control variable is changed.

이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 무선 전력 송신 장치의 제어 방법에 대한 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
Hereinafter, various embodiments of the control method of the wireless power transmission apparatus will be described with reference to Figs. 6 to 9. Fig.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.6 is a flowchart showing a control method of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 비콘 신호를 송출할 수 있다(610).Referring to FIG. 6, the wireless power transmission apparatus can transmit a beacon signal (610).

무선 전력 송신 장치는 비콘 신호의 변화 여부로 외부 물체의 접근을 판단할 수 있다(620).The wireless power transmission apparatus can determine the approach of an external object by changing the beacon signal (620).

무선 전력 송신 장치는 외부 물체가 접근된 것으로 판단되면(620, 예), 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출할 수 있다(630).If it is determined that the external object is approaching (620, YES), the wireless power transmission apparatus can transmit a plurality of the ping signals having different frequencies (630).

단계 630에 대한 일 실시예에서, 복수의 핑 신호를 송출하는 단계는, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 가변 공진기의 커패시턴스를 변경하는 단계; 및 무선 전력 송신 장치는 커패시턴스가 변경될 때마다, 커패시턴스가 변경된 가변 공진기를 이용하여 핑 신호를 송출하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of step 630, the step of sending a plurality of the ping signals comprises: changing the capacitance of the variable resonator included in the wireless power transmission apparatus; And the wireless power transmission apparatus may include transmitting a ping signal using a variable resonator whose capacitance is changed each time the capacitance is changed.

단계 630에 대한 일 실시예에서, 복수의 핑 신호를 송출하는 단계는, 제1 커패시턴스를 가지는 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 가변 공진기를 이용하여 제1 핑 신호를 송출하는 단계, 상기 가변 공진기의 가변 커패시터에 연결된 스위치를 제어하여 상기 가변 공진기의 커패시턴스를 상기 제1 커패시턴스보다 큰 제 2 커패시턴스로 설정하는 단계, 및 상기 제2 커패시턴스를 가지는 상기 가변 공진기를 이용하여 제2 핑 신호를 송출하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of step 630, the step of sending a plurality of the ping signals may include transmitting a first ping signal using a variable resonator included in the wireless power transmission apparatus having a first capacitance, Controlling a switch connected to the variable capacitor to set the capacitance of the variable resonator to a second capacitance larger than the first capacitance and transmitting the second ping signal using the variable resonator having the second capacitance, .

무선 전력 송신 장치는 복수의 핑 신호의 적어도 일부에 대한 응답 신호를 수신하면(640, 예), 해당 응답 신호에 대응하여 무선 전력 송신 장치의 가변 공진기의 임피던스를 조절할 수 있다. When the wireless power transmission apparatus receives a response signal for at least a portion of the plurality of the ping signals (640, e.g.), it may adjust the impedance of the variable resonator of the wireless power transmission apparatus in response to the response signal.

상기 응답 신호가 수신되지 않으면(640, 아니오), 도시된 바와 같이 다시 핑 신호를 송출하거나(630), 또는 도시되지는 않았으나 핑 신호를 송출하지 않고 비콘 신호를 송출할 수 있다(610).If the response signal is not received (640, No), a ping signal can be sent again (630) as shown, or a beacon signal can be sent (610) without sending a ping signal (not shown).

무선 전력 송신 장치는 임피던스가 조절된 가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 제공할 수 있다(660).
The wireless power transmission apparatus can wirelessly supply power to the wireless power receiving apparatus using an impedance-controlled variable resonator (660).

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.7 is a flowchart showing a control method of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 다른 일 실시예는, 임피던스를 조절하는 단계(750)를 제외한 나머지 단계는 도 6에서 상술한 실시예로부터 이해할 수 있으므로, 이하에서는 임피던스를 조절하는 단계(750)에 대하여 설명한다.In another embodiment shown in FIG. 7, steps other than impedance adjustment step 750 can be understood from the embodiment described above with reference to FIG. 6, so the impedance adjustment step 750 will be described below .

무선 전력 송신 장치는 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호에 대한 적어도 하나의 응답 신호가 수신되면, 적어도 하나의 응답 신호에 대하여 신호 세기를 확인할 수 있다.The wireless power transmission apparatus can confirm the signal strength for at least one response signal when at least one response signal for a plurality of ping signals having different frequencies is received.

이후, 무선 전력 송신 장치는 신호 세기가 가장 센 핑 신호의 임피던스로 무선 전력 송신 장치의 가변 송신기의 임피던스를 설정할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmission apparatus can set the impedance of the variable transmitter of the wireless power transmission apparatus to the impedance of the signal with the highest signal strength.

즉, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송신하는 경우, 무선 전력 수신 장치가 하나인 경우라도 상기 복수의 핑 중에서 적어도 하나와 공진이 이루어질 수 있다. 다만, 복수의 핑 신호가 서로 다른 임피던스를 가지므로, 무선 전력 수신 장치와 가장 임피던스 매칭이 잘 이루어진 핑 신호에 대한 응답 신호가 가장 센 신호 세기를 가질수 있다.That is, when transmitting a plurality of ping signals having different frequencies, at least one of the plurality of pinges may be resonated even when there is only one wireless power receiving apparatus. However, since the plurality of the fingers have different impedances, the response signal to the fingers having the best impedance matching with the wireless power receiver may have the highest signal strength.

따라서, 도 7의 실시예의 경우, 최초 핑 페이즈에서 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 송신 장치 간의 임피던스 매칭이 최적화될 수 있으며, 따라서 전력 전송의 효율도 증대될 수 있다.
Therefore, in the case of the embodiment of FIG. 7, the impedance matching between the wireless power receiving apparatus and the wireless power transmitting apparatus can be optimized in the first ping phase, and therefore, the efficiency of power transmission can also be increased.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 무선 전력 전송 장치는 비콘 신호를 송출하여(810), 외부 물체의 접근을 감지할 수 있다(820).Referring to FIG. 8, a wireless power transmission apparatus transmits a beacon signal (810) and can detect an access of an external object (820).

무선 전력 전송 장치는, 복수의 핑 신호를 순차적으로 송출하되, 각 핑 신호에 대하여 응답 신호 수신 여부를 판단한 후, 다음 번의 핑 신호를 송출한다.The wireless power transmission apparatus sequentially transmits a plurality of ping signals, determines whether or not a response signal is received for each of the ping signals, and transmits the next ping signal.

즉, 무선 전력 전송 장치는 제1 주파수를 가지는 제1 핑 신호를 송출하고(831), 그에 대한 응답 신호가 수신되면(841, 예), 제1 핑 신호에 대응하는 제1 임피던스를 가지도록 가변 공진기를 조절할 수 있다(851).That is, the wireless power transmission apparatus transmits (831) a first fingering signal having a first frequency, and when a response signal thereto is received (841, YES), a variable The resonator can be adjusted (851).

한편, 제1 핑 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않으면(841, 아니오), 제2 주파수를 가지는 제2 핑 신호를 송출하고(832), 그에 대한 응답 신호의 수신 여부(842)에 따라 가변 공진기를 조절할 수 있다(851).On the other hand, if the response signal for the first finger signal is not received (841, NO), the second finger signal having the second frequency is transmitted (832), and according to whether the response signal is received (842) (851).

이러한 단계는 제n 주파수를 가지는 제n 핑 신호를 송출할 때까지 반복된다.This step is repeated until the n-th ping signal having the n-th frequency is transmitted.

다만, 어느 핑 신호에서 응답 신호가 수신되면, 그 이후 단계의 핑 신호를 송신하지 않고 전력 전송을 수행하게 된다(860).However, if a response signal is received from any of the ping signals, power transmission is performed without transmitting the ping signals at the subsequent steps (860).

이와 같이, 본 일 실시예에서는 핑 신호를 송출하고 해당 핑 신호에 대한 응답을 확인한 후에, 다음 핑 신호를 송출한다. 도 7에서 상술한 실시예에서는 복수의 핑 신호를 송출한 후에 응답 신호를 수신하여 처리하는 반면, 본 실시예서는 각 핑 신호마다 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하여 다음 핑 신호를 송출할지를 판단한다.As described above, in this embodiment, after transmitting a ping signal and confirming a response to the corresponding ping signal, a next ping signal is transmitted. In the embodiment described above with reference to FIG. 7, a response signal is received and processed after transmitting a plurality of ping signals, whereas the present embodiment determines whether or not a response signal is received for each of the ping signals and determines whether to transmit a next ping signal .

따라서, 본 실시예의 경우는 모든 핑 신호를 송출하지 않을 확률이 존재하므로, 보다 빠르게 핑 페이즈를 종결할 수 있는 효과가 있다.
Therefore, in the case of this embodiment, there is a probability that all the ping signals are not transmitted, so that the ping phase can be terminated more quickly.

도 9은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 일 실시예는, 무선 전력을 전송하는 중에 임피던스 조절을 수행하는 예에 관한 것이다. 따라서, 복수의 핑 신호를 송출하여 임피던스를 조절하는 단계 910 내지 단계950에 대해서는 도 6 내지 도 8에서 상술한 실시예들이 적용가능하다.One embodiment shown in FIG. 9 relates to an example of performing impedance adjustment during the transmission of wireless power. Therefore, the embodiments described above with reference to FIGS. 6 to 8 are applicable to steps 910 to 950 for controlling the impedance by transmitting a plurality of the ping signals.

무선 전력 전송 장치는 응답 신호에 따라 임피던스를 조절한 후, 전력 전송을 수행할 수 있다(960).The wireless power transmission apparatus may adjust the impedance according to the response signal, and then perform power transmission (960).

다만, 전력 전송 중에도 무선 전력 수신 장치의 이동 등에 의하여 제어 변수가 변경될 수 있다. 따라서, 무선 전력 전송 장치는 제어 변수에 변화가 감지되면(970, 예), 그에 대응하여 송전부의 임피던스를 조절, 예컨대, 가변 커패시터를 조절할 수 있다. However, the control variable may be changed by the movement of the wireless power receiving apparatus even during the power transmission. Thus, the wireless power transmission apparatus can adjust the impedance of the power transmission unit, e.g., adjust the variable capacitor, in response to a change in the control parameter (970, YES).

여기에서, 제어 변수와 그에 대한 임피던스의 조절은 도 3 내지 도4에서 상술한 내용으로부터 이해할 수 있다.
Here, the adjustment of the control variable and the impedance thereof can be understood from the above description in Figs. 3 to 4. Fig.

이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 무선 전력 수신 장치의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
Hereinafter, various embodiments of a wireless power receiving apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG.

도 10을 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신 공진부(210), 정류부(220) 를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 무선 전력 수신 장치(200)는 변환부(230) 또는 제어부(240)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the wireless power receiving apparatus 200 may include a reception resonance unit 210 and a rectification unit 220. According to an embodiment, the wireless power receiving apparatus 200 may further include a conversion unit 230 or a control unit 240.

수신 공진부(210)는 공진 회로를 포함할 수 있다. 공진 회로는 무선 전력 송신 장치의 공진 회로와 자기적으로 결합하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. The reception resonance unit 210 may include a resonance circuit. The resonant circuit may be magnetically coupled to the resonant circuit of the wireless power transmission device to transmit power wirelessly.

정류부(220)는 수신 공진부(210)에서 수신된 전력을 정류할 수 있다.The rectifying unit 220 can rectify the power received by the receiving resonance unit 210.

변환부(230)는 정류된 전력을 부하에서 요구하는 레벨로 변환할 수 있다.The converter 230 can convert the rectified power into a required level in the load.

제어부(240)는 정류부(220) 또는 변환부(230)의 동작을 제어하여, 전력을 무선으로 수신하도록 하거나 또는 수신된 전력을 변환하여 부하에 제공하도록 할 수 있다.The control unit 240 may control the operation of the rectifying unit 220 or the converting unit 230 so as to receive the power wirelessly or to convert the received power to provide the load with the converted power.

이러한 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치와 자기적으로 결합된 상태에서, 소정의 데이터를 모듈레이션 함으로써, 인 밴드 방식으로 무선 전력 송신 장치에 응답 신호를 보낼 수 있다. The wireless power receiving apparatus 200 can send a response signal to the wireless power transmitting apparatus in an in-band manner by modulating predetermined data while being magnetically coupled with the wireless power transmitting apparatus.

이하 도 11 및 도 12를 참조하여, 모듈레이터를 포함하는 무선 전력 수신 장치의 다양한 실시예에 대하여 설명한다.
Hereinafter, various embodiments of a wireless power receiving apparatus including a modulator will be described with reference to Figs. 11 and 12. Fig.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 회로도이다.11 is a circuit diagram showing a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신 공진부(210) 및 정류부(220)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 수신 장치(200)는 용량성 모듈레이터(250)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the wireless power receiving apparatus 200 may include a reception resonance unit 210 and a rectification unit 220. In one embodiment, the wireless power-receiving device 200 may further include a capacitive modulator 250.

수신 공진부(210)는 공진 회로(211)를 포함할 수 있다.The reception resonance unit 210 may include a resonance circuit 211.

공진 회로(211)는 무선 전력 송신 장치의 공진 회로(도 3의 131)와 자기적으로 결합하여 전력을 무선으로 수신할 수 있다.The resonance circuit 211 can magnetically combine with the resonance circuit (131 in Fig. 3) of the wireless power transmission apparatus to receive power wirelessly.

일 실시예에서, 수신 공진부(210)는 위치 확인용 커패시터(Cc)를 포함할 수 있다. 위치 확인용 커패시터(Cc)는 무선 전력 송신 장치의 공진 회로의 위치를 확인하기 위하여 사용될 수 있다. 즉, 공진 인덕터(L1)와 위치 확인용 커패시터(Cc)는 별도의 공진 회로를 구성하고, 이러한 공진 회로는 무선 전력 송신 장치의 공진 회로와 공진하여 상호 간의 위치를 확인할 수 있다.In one embodiment, the receive resonance portion 210 may include a position-determining capacitor Cc. The position determining capacitor Cc may be used to identify the position of the resonant circuit of the wireless power transmission device. That is, the resonance inductor L1 and the position-checking capacitor Cc constitute a separate resonance circuit, which can resonate with the resonance circuit of the wireless power transmission device to confirm the position of each other.

정류부(220)는 수신 공진부(210)에서 수신된 전력을 정류할 수 있고, 정류된 전력은 출력 커패시터(Co)에 저장되었다가 부하(R1)로 제공될 수 있다.The rectification part 220 can rectify the power received at the reception resonance part 210 and the rectified power can be stored in the output capacitor Co and then supplied to the load R1.

용량성 모듈레이터(250)는 공진 회로(211)에 연결된 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 도시된 예에서는 한 쌍의 스위치(SW1, SW2)로 개시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The capacitive modulator 250 may include at least one switch coupled to the resonant circuit 211. Although illustrated in the illustrated example as a pair of switches SW1 and SW2, the present invention is not limited thereto.

도시된 일 실시예에서, 용량성 모듈레이터(250)는 공진 인덕터(L1)의 양 단에 각각 연결된 커패시터(C2, C3)와, 그에 각각 연결된 스위치(SW1, SW2)를 포함할 수 있다. In one embodiment shown, the capacitive modulator 250 may include capacitors C2 and C3 connected to both ends of the resonant inductor L1, respectively, and switches SW1 and SW2 connected thereto, respectively.

제어부(미도시)는 스위치(SW1, SW2)의 스위칭을 조절하여 공진 전류를 이용하여 모듈레이션 데이터를 무선 전력 송신 장치에 제공할 수 있다. 이러한 모듈레이션 데이터는 부하의 상태 정보나 용량 정보, 요구 전압 이득 등의 다양한 정보를 포함할 수 있다.
A control unit (not shown) may adjust the switching of the switches SW1 and SW2 to provide the modulation data to the wireless power transmission apparatus using the resonance current. Such modulation data may include various information such as load status information, capacity information, required voltage gain, and the like.

도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 회로도이다. 도 11에 도시된 다른 일 실시예는 공진 회로를 이용하여 인 밴드 방식의 저항성 모듈레이션을 통하여 정보를 전송할 수 있는 실시예에 관한 것이다.12 is a circuit diagram showing a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention. Another embodiment shown in FIG. 11 relates to an embodiment in which information can be transmitted through resistive modulation using an in-band method using a resonant circuit.

도 12를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신 공진부(210), 정류부(220) 및 저항성 모듈레이터(260)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the wireless power receiving apparatus 200 may include a reception resonance unit 210, a rectification unit 220, and a resistive modulator 260.

저항성 모듈레이터(260)는 정류부(220)에 병렬 연결될 수 있다.The resistive modulator 260 may be connected in parallel to the rectifying part 220.

저항성 모듈레이터(260)는 저항(R2)와 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 제어부(미도시)는 스위치(SW1)의 스위칭을 조절하여 공진 전류를 이용하여 모듈레이션 데이터를 무선 전력 송신 장치에 제공할 수 있다.The resistive modulator 260 may include a resistor R2 and a switch SW1. A control unit (not shown) may adjust the switching of the switch SW1 to provide the modulation data to the wireless power transmission apparatus using the resonance current.

수신 공진부(210), 정류부(220), 출력 커패시터(Co)와 부하(R1)에 대해서는 도 10에서 상술한 바로부터 이해할 수 있다.
The reception resonance unit 210, the rectification unit 220, the output capacitor Co, and the load R1 can be understood from the above description in FIG.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 무선 전력 송신 장치
110 : 전원 공급부
120 : 송전부
121 : 인버터
122 : 가변 공진기
123 : 커패시턴스 제어기
130 : 제어부
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 수신 공진부
220 : 정류부
230 : 변환부
240 : 제어부
250 : 용량성 모듈레이터
260 : 저항성 모듈레이터100: Wireless power transmitting device
110: Power supply
120: All transmission
121: Inverter
122: variable resonator
123: Capacitance controller
130:
200: Wireless power receiving device
210:
220: rectification part
230:
240:
250: Capacitive modulator
260: Resistive modulator

Claims (15)

무선 전력 송신 장치에서 수행되는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법에 있어서,
비콘 신호를 송출하는 단계;
상기 비콘 신호의 변화 여부로 외부 물체의 접근을 판단하는 단계; 및
상기 외부 물체가 접근된 것으로 판단되면, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
A control method of a wireless power transmission apparatus performed in a wireless power transmission apparatus,
Transmitting a beacon signal;
Determining whether the beacon signal is changed or not by accessing an external object; And
Transmitting a plurality of ping signals having different frequencies when it is determined that the external object is approaching;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은
상기 복수의 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호에 대응하여, 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 조절하는 단계;
를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
The method of claim 1, wherein the control method of the wireless power transmission apparatus
Adjusting an impedance of the wireless power transmission apparatus in response to a response signal of the wireless power reception apparatus for the plurality of the ping signals;
Further comprising the steps of:
제2항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 조절하는 단계는
상기 무선 전력 수신 장치에 상기 복수의 핑 신호를 순차적으로 송출하되, 제1 핑 신호에 대한 응답 신호가 수신되면 상기 제1 핑 신호에 대응하는 임피던스로 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 설정하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
3. The method of claim 2, wherein adjusting the impedance of the wireless power transmission device
Sequentially setting the impedance of the wireless power transmission apparatus to an impedance corresponding to the first ping signal when a response signal to the first ping signal is received, sequentially transmitting the plurality of the ping signals to the wireless power reception apparatus;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
제2항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 조절하는 단계는
상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 복수의 핑 신호에 대한 적어도 하나의 응답 신호가 수신되면, 상기 적어도 하나의 응답 신호에 대한 신호 세기를 확인하는 단계; 및
신호 세기가 가장 센 핑 신호의 임피던스로 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 설정하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
3. The method of claim 2, wherein adjusting the impedance of the wireless power transmission device
Confirming a signal strength for the at least one response signal when at least one response signal for the plurality of ping signals is received from the wireless power receiving apparatus; And
Setting an impedance of the wireless power transmission apparatus to an impedance of a signal with the highest signal strength;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
제1항에 있어서, 상기 복수의 핑 신호를 송출하는 단계는
상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 가변 공진기의 커패시턴스를 변경하는 단계; 및
커패시턴스가 변경될 때마다, 상기 가변 공진기를 이용하여 핑 신호를 송출하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
2. The method of claim 1, wherein the transmitting the plurality of the ping signals comprises:
Changing a capacitance of the variable resonator included in the wireless power transmission apparatus; And
Transmitting a ping signal using the variable resonator every time the capacitance is changed;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
제1항에 있어서, 상기 복수의 핑 신호를 송출하는 단계는
제1 커패시턴스를 가지는 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 가변 공진기를 이용하여 제1 핑 신호를 송출하는 단계;
상기 가변 공진기의 가변 커패시터에 연결된 스위치를 제어하여, 상기 가변 공진기의 커패시턴스를 상기 제1 커패시턴스보다 큰 제2 커패시턴스로 설정하는 단계; 및
상기 제2 커패시턴스를 가지는 상기 가변 공진기를 이용하여 제2 핑 신호를 송출하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
2. The method of claim 1, wherein the transmitting the plurality of the ping signals comprises:
Transmitting a first finging signal using a variable resonator included in the wireless power transmission apparatus having a first capacitance;
Controlling a switch connected to a variable capacitor of the variable resonator to set a capacitance of the variable resonator to a second capacitance larger than the first capacitance; And
Transmitting a second ping signal using the variable resonator having the second capacitance;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
제2항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은
조절된 상기 임피던스로 상기 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 단계;
를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
The method of claim 2, wherein the control method of the wireless power transmission apparatus
Wirelessly transmitting power to the wireless power receiving apparatus at the adjusted impedance;
Further comprising the steps of:
제7항에 있어서, 상기 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 단계는
상기 무선으로 전력을 송신하는 단계에서 제어 변수의 변화가 감지되면, 그에 대응하여 상기 무선 전력 송신 장치의 임피던스를 조절하는 단계;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
8. The method of claim 7, wherein the step of wirelessly transmitting power to the wireless power receiving device
Adjusting the impedance of the wireless power transmission apparatus corresponding to the change of the control variable when the power is transmitted wirelessly;
And transmitting the control signal to the radio network controller.
가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 송전부; 및
서로 다른 주파수를 가지는 복수의 핑 신호를 송출하도록 상기 송전부를 제어하고, 상기 복수의 핑 신호에 대한 상기 무선 전력 수신 장치의 응답 신호에 대응하여 상기 가변 공진기를 제어하는 제어부;
를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
A transmission unit for wirelessly transmitting power to a wireless power receiving apparatus using a variable resonator; And
A control unit for controlling the transmission unit to transmit a plurality of fingers having different frequencies and controlling the variable resonator in response to a response signal of the wireless power receiving apparatus to the plurality of fingers;
And a wireless power transmitter.
제9항에 있어서, 상기 송전부는
가변 커패시터를 포함하는 상기 가변 공진기;
상기 가변 공진기에 연결된 복수의 스위치를 포함하는 인버터; 및
상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하는 커패시턴스 제어기; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
10. The apparatus according to claim 9, wherein the power transmission unit
The variable resonator including a variable capacitor;
An inverter including a plurality of switches connected to the variable resonator; And
A capacitance controller for adjusting a capacitance of the variable capacitor; And a wireless power transmitter.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
비콘 신호를 송출 중인 상기 가변 공진기의 커패시턴스가 변경되면, 핑 신호를 송출하도록 상기 송전부를 제어하는 무선 전력 송신 장치.
10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
And controls the power transmission unit to transmit a ping signal when the capacitance of the variable resonator that is transmitting the beacon signal is changed.
제10항에 있어서, 상기 제어부는
상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 순차적으로 증가시키고, 상기 커패시턴스가 변경될 때마다 핑 신호를 송출하도록 상기 송전부를 제어하는 무선 전력 송신 장치.
11. The apparatus of claim 10, wherein the control unit
Sequentially increases the capacitance of the variable capacitor, and controls the power transmission unit to transmit a ping signal every time the capacitance is changed.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 수신 장치에 상기 복수의 핑 신호를 순차적으로 송출하되, 제1 핑 신호에 대한 응답 신호가 수신되면 상기 제1 핑 신호에 대응하는 임피던스로 상기 송전부의 커패시턴스를 변경시키는 무선 전력 송신 장치.
10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
The wireless power transmission apparatus for sequentially transmitting the plurality of the ping signals to the wireless power receiving apparatus and changing a capacitance of the power transmitting unit to an impedance corresponding to the first ping signal when a response signal for the first ping signal is received, .
제9항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 복수의 핑 신호에 대한 적어도 하나의 응답 신호가 수신되면 상기 적어도 하나의 응답 신호에 대한 신호 세기를 확인하고, 가장 신호 세기가 센 핑 신호의 임피던스에 해당하도록 상기 송전부의 커패시턴스를 변경시키는 무선 전력 송신 장치.
10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
And a controller for checking the signal strength of the at least one response signal when the at least one response signal for the plurality of ping signals is received from the wireless power receiving apparatus, The capacitance of the wireless power transmission device.
제13항에 있어서, 상기 제어부는
상기 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송출하도록 상기 송전부를 제어하고, 상기 무선으로 전력을 송신하는 중에 제어 변수의 변화가 감지되면 그에 대응하여 상기 송전부의 커패시턴스를 조절하는 무선 전력 송신 장치.
14. The apparatus of claim 13, wherein the control unit
Controls the power transmission unit to transmit power wirelessly to the wireless power receiving apparatus, and adjusts the capacitance of the power transmission unit when a change in the control parameter is detected during transmission of power by radio.
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