KR20170093310A - Apparatus for Detection Change of Impedance - Google Patents

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KR20170093310A
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Abstract

Disclosed is a device for detecting an impedance change. According to an embodiment of the present invention, a device for transmitting power wirelessly comprises: a power device providing the power; a resonator generating a magnetic flux by receiving the power; a control part receiving whether the impedance of the resonator changes, and controlling whether to provide the power to the resonator depending on the impedance change information; and a coil. The device for transmitting wireless power detects whether the impedance of the resonator changes by using induced current generated in the coil by the magnetic flux generated by the resonator, and includes an impedance change detection device transmitting to the control part whether the impedance of the resonator changes.

Description

임피던스 변화검출장치{Apparatus for Detection Change of Impedance}[0001] Apparatus for Detection Change of Impedance [

본 실시예는 무선으로 전력을 송신하는 장치의 임피던스의 변화를 검출하는 장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to an apparatus for detecting a change in impedance of an apparatus for transmitting power wirelessly.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

무선 전력 전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 가전기기나 전기 자동차 등에 전원을 공급하는 기술을 말하며, 사용자의 전기사용 편의성 증대, 감전에 대한 위험 감소, 주변 미관 조성 등의 장점으로 인해 여러 형태의 무선전력전송이 개발되고 있다. The term "wireless power transmission" refers to a technology for supplying electric power to household electric appliances or electric automobiles by radio instead of the conventional wired electric power lines. Wireless power transmission is being developed.

무선으로 전력을 전송함에 있어, 자기공명방식을 이용하여 전력을 전송할 수 있다. 자기공명방식의 무선전력 전송은 동일한 공진 주파수를 갖는 공진 기(Resonator) 사이에 형성되는 강한 자기결합(Strongly Magnetic Coupling) 현상을 이용하여 전력을 전송한다. In wirelessly transmitting power, power can be transmitted using a magnetic resonance method. The radio power transmission of the magnetic resonance method transmits power using a strong magnetic coupling phenomenon formed between resonators having the same resonance frequency.

이때, 자기결합이 형성된 송신 공진기 및 수신 공진기의 주변으로 다른 수신 공진기 또는 금속 물질 등이 접근하는 경우, 송신 공진기가 방사하는 자속의 양은 감소하게 되며, 송신 장치의 임피던스도 이에 따라 변화한다. 이와 같이 다른 수신 공진기 또는 금속 물질 등이 접근하게 되면, 방사되는 자속의 양이 감소됨으로써 전력의 전송 효율이 떨어지는 문제가 있다. 임피던스 변화검출장치는 송신 장치의 임피던스의 변화를 검출함으로써, 이러한 접근을 감지한다. 그러나 종래의 임피던스 변화검출장치는 임피던스의 변화를 검출하기 위하여, 자기결합이 형성된 송신 공진기 및 수신 공진기의 결합계수를 측정하여 검출한다. 그러나 이와 같은 방법은 금속 물질의 접근과 같이 결합계수에 영향을 미치지 않으면서 방사되는 자속의 양을 감소시키는 경우, 이를 검출하지 못하는 문제점이 존재하고 있었다.At this time, when another reception resonator or metal material approaches the periphery of the transmission resonator and the reception resonator having magnetic coupling, the amount of magnetic flux emitted by the transmission resonator is reduced, and the impedance of the transmission device also changes accordingly. When the other receiving resonator or metallic material is approached, the amount of the emitted magnetic flux is reduced, thereby lowering the power transmission efficiency. The impedance change detection device detects this approach by detecting a change in the impedance of the transmission device. However, in the conventional impedance change detection device, the coupling coefficient between the transmission resonator and the reception resonator having magnetic coupling is detected and detected in order to detect a change in impedance. However, such a method has a problem in that it can not detect the amount of magnetic flux radiated without affecting the coupling coefficient, such as approaching metallic materials.

본 실시예는, 외부 요인으로 인해 변화하는 무선전력 전송장치의 임피던스를 검출하는 장치 및 임피던스의 변화를 검출하는 장치를 포함하는 무선전력 전송장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus including an apparatus for detecting an impedance of a wireless power transmission apparatus that changes due to external factors and an apparatus for detecting a change in impedance.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 무선으로 전력을 전송하는 장치에 있어서, 전원을 제공하는 전원장치와 전원을 인가받아 자속을 발생시키는 공진기와 상기 공진기의 임피던스 변화 여부를 수신하며, 상기 임피던스 변화정보에 따라 공진기에 전원을 제공할 지를 제어하는 제어부 및 코일을 포함하며, 상기 공진기가 발생시키는 자속에 의해 상기 코일에서 발생하는 유도전류를 이용하여 상기 공진기의 임피던스 변화 여부를 검출하고, 상기 공진기의 임피던스 변화 여부를 상기 제어부로 전달하는 임피던스 변화검출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for transmitting power wirelessly, comprising: a power supply unit for supplying power; a resonator for generating magnetic flux upon receiving power; and a receiving unit for receiving an impedance change of the resonator, Wherein the impedance of the resonator is detected by using an induced current generated in the coil by the magnetic flux generated by the resonator, and the impedance of the resonator is changed And an impedance change detecting device for detecting whether or not the wireless power transmission device is connected to the control unit.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 다른 수신 공진기가 접근하는 경우와 같이 결합계수에 영향을 미쳐 임피던스가 변화하는 경우 외에도, 금속 물질 등의 매질을 변화시키는 물질의 접근에 의해 임피던스가 변화하는 경우에도, 무선전력 전송장치의 임피던스 변화를 검출할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, in addition to the case where the impedance is changed by affecting the coupling coefficient as in the case of approaching another receiving resonator, There is an advantage that the impedance change of the wireless power transmission apparatus can be detected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변화검출장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 공진부, 수신 공진부 및 임피던스 변화검출장치의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변화검출장치가 검출한 전압의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프이다.1 is a diagram illustrating a wireless charging system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a configuration of an impedance change detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a relationship between a transmission resonance unit, a reception resonance unit, and an impedance change detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph illustrating a change of a voltage detected by an impedance change detecting apparatus according to an embodiment of the present invention with time. FIG.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise . In addition, '... Quot ;, " module ", and " module " refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless charging system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 시스템(100)은 전원장치(110), 송신 공진기(120), 제어부(130), 임피던스 변화검출장치(140), 수신 공진기(150), 필터(160) 및 정류기(170)를 포함하여 구성된다.1, a wireless charging system 100 according to an embodiment of the present invention includes a power supply 110, a transmission resonator 120, a controller 130, an impedance change detection unit 140, a reception resonator 150 ), A filter 160, and a rectifier 170.

송신 공진기(120)가 전력을 무선으로 송신할 수 있도록, 전원장치(110)는 송신 공진기(120)로 교류 전원을 공급한다. The power supply device 110 supplies AC power to the transmission resonator 120 so that the transmission resonator 120 can transmit power wirelessly.

송신 공진기(120)는 전원장치(110)로부터 교류 전원을 수신하여, 공진 주파수를 갖는 자속을 방사한다. 송신 공진기(120)는 전원장치(110)로부터 통상의 교류 전원을 수신한다. 송신 공진기(120)는 코일(122) 및 커패시터(124)를 포함하고 있어, 송신 공진기(120)는 통상의 교류 전원을 수신하더라도 교류 전원을 코일(122) 및 커패시터(124)에 의해 형성되는 공진 주파수로 인버팅(Inverting)을 한다. 송신 공진기(120) 내의 코일(122)은 통상의 교류 전원을 수신하여, 공진 주파수를 갖는 자속을 방사한다.The transmission resonator 120 receives AC power from the power supply unit 110 and emits a magnetic flux having a resonance frequency. The transmission resonator 120 receives the normal AC power from the power supply unit 110. The transmission resonator 120 includes a coil 122 and a capacitor 124 so that the transmission resonator 120 can generate AC power even when it receives a normal AC power by using the resonance formed by the coil 122 and the capacitor 124 Inverting to frequency. The coil 122 in the transmission resonator 120 receives a normal AC power source and emits a magnetic flux having a resonance frequency.

제어부(130)는 스위치(미도시)를 포함하며, 전원장치(110)로부터 공급되는 전원을 송신 공진기(120)로 제공할 지를 제어한다. 제어부(130)는 임피던스 변화검출장치(140)로부터 임피던스 변화검출결과를 수신한다. 수신한 결과를 토대로, 제어부(130)는 스위치를 제어하여 송신 공진기(120)로 전원의 제공 여부를 결정한다. 제어부(130)가 임피던스 변화검출장치(140)로부터 임피던스가 감소하였음을 확인한 경우, 스위치를 오프(Off)시켜 송신 공진기(120)로 공급되는 전원을 차단한다. 반대로, 임피던스 변화검출장치(140)로부터 감소한 임피던스가 다시 회복되었음을 수신한 경우, 스위치를 온(On)시켜 송신 공진기(120)로 다시 전원이 공급되도록 한다.The control unit 130 includes a switch (not shown) and controls whether the power supplied from the power supply unit 110 is supplied to the transmission resonator 120. The control unit 130 receives the impedance change detection result from the impedance change detection unit 140. [ Based on the received result, the controller 130 controls the switch to determine whether or not to supply the power to the transmission resonator 120. When the control unit 130 confirms that the impedance is decreased from the impedance change detection unit 140, the switch 130 is turned off to cut off the power supplied to the transmission resonator 120. On the other hand, when it is received from the impedance change detecting device 140 that the reduced impedance is restored, the switch is turned on so that the power is supplied to the transmission resonator 120 again.

임피던스 변화검출장치(140)는 송신 공진기(120)가 방사하는 자속을 수신하여 송신 공진기(120)의 임피던스의 변화를 검출하며, 임피던스 변화검출결과를 제어부(130)로 전송한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.The impedance change detection device 140 receives a magnetic flux emitted from the transmission resonator 120 to detect a change in the impedance of the transmission resonator 120 and transmits an impedance change detection result to the control unit 130. A detailed description thereof will be made with reference to Fig.

수신 공진기(150)는 송신 공진기(120)로부터 공진 주파수를 갖는 자속을 수신한다. 수신 공진기(140) 또한 송신 공진기(120)와 마찬가지로 코일(152) 및 커패시터(154)를 포함하고 있으며, 이에 따라 기 설정된 공진 주파수를 갖게 된다. 이때, 수신 공진기(150)의 기 설정된 공진 주파수와 송신 공진기(120)가 송신하는 자속의 공진 주파수가 일치하는 경우, 수신 공진기(150)는 최대의 효율로 전력을 수신할 수 있으며, 양 주파수의 차이가 크면 클수록 전력 수신의 효율은 떨어지게 된다. The reception resonator 150 receives a magnetic flux having a resonant frequency from the transmission resonator 120. [ Like the transmission resonator 120, the reception resonator 140 includes a coil 152 and a capacitor 154, and thus has a predetermined resonance frequency. At this time, when the predetermined resonance frequency of the reception resonator 150 is equal to the resonance frequency of the magnetic flux transmitted by the transmission resonator 120, the reception resonator 150 can receive power at the maximum efficiency, The larger the difference, the lower the efficiency of power reception.

수신 공진기(150)는 자속을 수신하여 유도전류를 발생시킨다. 수신 공진기 내에 포함된 코일(152)은 송신 공진기가 방사하는 자속을 수신하여 유도전류를 발생시킨다. The reception resonator 150 receives the magnetic flux and generates an induced current. The coil 152 included in the reception resonator receives the magnetic flux emitted by the transmission resonator to generate an induced current.

필터(160)는 수신 공진기(150)로부터 유도전류를 수신하여, 유도전류 내에 포함된 리플(Ripple) 또는 노이즈 값을 필터링한다.The filter 160 receives the inductive current from the receive resonator 150 and filters the ripple or noise value contained in the inductive current.

정류기(170)는 필터링된 유도전류를 직류로 변환하여 전자기기(180)로 제공한다. 수신 공진기(150)로부터 발생한 유도전류는 교류의 성질을 가지고 있으므로, 정류기(170)를 이용하여 교류전류를 직류전류로 변환한다.The rectifier 170 converts the filtered induction current into DC and provides it to the electronic device 180. Since the induction current generated from the reception resonator 150 has the property of alternating current, the rectifier 170 is used to convert the alternating current into the direct current.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변화검출장치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a configuration of an impedance change detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변화검출장치(140)는 코일부(210) 및 임피던스 변화검출부(220)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 2, the impedance change detection device 140 according to an embodiment of the present invention includes a coil part 210 and an impedance change detection part 220.

코일부(210)는 송신 공진기(120)의 코일(122)의 주변에 배치되어, 송신 공진기(120)가 방사하는 자속을 수신한다. 코일부(210)는 송신 공진기(120)의 코일(122)과 기 설정된 거리를 둔 채로 상, 하, 좌, 우 어디에도 배치될 수 있다. 여기서, 기 설정된 거리는 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양이 적은 경우, 코일부(210)를 송신 공진기(120)의 코일(122)에 보다 가까운 거리에 배치할 수 있다. 또는, 그와 반대로, 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양이 많은 경우, 코일부(210)를 송신 공진기(120)의 코일(122)에서 먼 거리에도 배치할 수 있다. 코일부(210)는 송신 공진기(120)가 방사하는 자속을 수신하여 유도전류를 발생시킨다. The coil portion 210 is disposed around the coil 122 of the transmission resonator 120 to receive the magnetic flux emitted by the transmission resonator 120. [ The coil part 210 may be disposed at any position up, down, left, or right with a predetermined distance from the coil 122 of the transmission resonator 120. Here, the predetermined distance may vary depending on the amount of the magnetic flux emitted by the transmission resonator 120. For example, if the amount of magnetic flux emitted by the transmission resonator 120 is small, the coil part 210 can be disposed at a distance closer to the coil 122 of the transmission resonator 120. Alternatively, if the amount of magnetic flux emitted by the transmission resonator 120 is large, the coil part 210 can be disposed at a distance from the coil 122 of the transmission resonator 120. [ The coil portion 210 receives the magnetic flux emitted by the transmission resonator 120 to generate an induced current.

임피던스 변화검출부(220)는 코일부(210)가 발생시키는 유도전류 또는 코일부(210)의 전압을 측정하여 송신 공진기(120)의 임피던스의 변화를 검출한다. 송신 공진기(120)는 임피던스가 변화하는 경우, 방사하는 자속의 양도 함께 변화하게 되며, 이에 따라 임피던스 변화검출장치가 발생시키는 유도전류의 양도 변화한다. 임피던스 변화검출부(220)는 이와 같이 코일부(210)가 발생시키는 유도전류 또는 코일부(210)의 전압이 변화하는 지를 판단함으로써, 송신 공진기(120)의 임피던스가 변화하였는 지를 판단한다. The impedance change detecting unit 220 measures the induced current generated by the coil unit 210 or the voltage of the coil unit 210 to detect a change in the impedance of the transmission resonator 120. When the impedance changes, the transmission resonator 120 also changes the amount of the magnetic flux to be radiated, thereby changing the amount of the induced current generated by the impedance change detection device. The impedance change detection unit 220 determines whether the impedance of the transmission resonator 120 has changed by determining whether the induced current generated by the coil unit 210 or the voltage of the coil unit 210 changes.

송신 공진기(120)의 임피던스가 변화하는 경우는 크게 두 가지의 경우가 있다. 하나는 송신 공진기(120)의 결합계수가 달라지는 경우이다. 예를 들어, 송신 공진기와 자기결합을 형성하고 있는 수신 공진기가 멀어지는 경우 또는 송신 공진기와 자기결합을 형성하고 있는 수신 공진기의 근처로 다른 수신 공진기가 더 접근하는 경우와 같이 결합계수가 달라지는 경우, 송신 공진기(120)의 임피던스는 변화한다. 다른 하나는 자기결합을 형성하고 있는 송신 공진기(120)와 수신 공진기(150) 사이의 매질이 변화하는 경우이다. 예를 들어, 자기결합을 형성하고 있는 송신 공진기(120)와 수신 공진기(150) 사이에 금속 물질이 접근하는 경우와 같이, 기존에 공기 중에서 자속을 방사하던 도중에 갑자기 금속 물질 등이 접근하여 매질이 변화하는 경우에도, 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양이 변화하며 임피던스는 변화하게 된다. 임피던스 변화검출부(220)는 코일부(210)가 발생시키는 유도전류 등으로 송신 공진기(120)의 임피던스의 변화를 검출하기 때문에, 송신 공진기(120)의 임피던스의 변화 원인과는 관계없이 임피던스의 변화를 검출할 수 있다. 또한 임피던스 변화검출부(220)는 임피던스의 변화원인을 파악할 수 있다. 송신 공진기(120)의 임피던스의 변화 폭은 임피던스의 변화원인에 따라 달라지게 된다. 통상적으로 송신 공진기(120)의 결합계수가 달라지는 경우의 임피던스 변화 폭이 매질이 변화하는 경우의 임피던스 변화 폭보다 크다. 따라서 임피던스 변화검출부(220)는 유도전류 또는 전압이 변화하는 양을 파악함으로써, 임피던스의 변화폭과 함께 임피던스의 변화원인을 파악할 수 있다.There are two cases when the impedance of the transmission resonator 120 changes. One is a case where the coupling coefficient of the transmission resonator 120 is changed. For example, in the case where the reception resonator forming the magnetic coupling with the transmission resonator is distant or when the coupling factor is different, such as when another reception resonator is closer to the reception resonator forming the magnetic coupling with the transmission resonator, The impedance of the resonator 120 changes. The other is a case where the medium between the transmission resonator 120 and the reception resonator 150 forming the magnetic coupling changes. For example, when a metallic material approaches between the transmission resonator 120 and the reception resonator 150 forming a magnetic coupling, a metal material suddenly approaches the medium while the magnetic flux is radiated in the air, The amount of magnetic flux emitted by the transmission resonator 120 changes, and the impedance changes. The impedance change detecting unit 220 detects a change in the impedance of the transmission resonator 120 regardless of the cause of the impedance change of the transmission resonator 120 because the impedance change detecting unit 220 detects a change in the impedance of the transmission resonator 120, Can be detected. Also, the impedance change detecting unit 220 can determine the cause of the impedance change. The variation width of the impedance of the transmission resonator 120 depends on the cause of the impedance change. The impedance variation width when the coupling coefficient of the transmission resonator 120 is different is larger than the impedance variation width when the medium is changed. Therefore, the impedance change detecting unit 220 can grasp the change amount of the impedance and the cause of the impedance change by grasping the amount by which the induced current or the voltage changes.

임피던스 변화검출부(220)는 포락선 검출기를 포함할 수 있으며, 이에 따라 코일부(210)가 발생시키는 유도전류 또는 코일부(210)의 전압을 지속적으로 파악할 수 있다. 임피던스 변화검출부(220)는 유도전류 또는 전압을 지속적으로 파악하며, 유도전류 또는 전압의 하강 에지(Falling Edge)와 상승 에지(Rising Edge)를 검출한다. 유도전류 또는 전압에 하강 에지 또는 상승 에지가 발생한 경우, 송신 공진기(120)의 임피던스가 변화하였음을 의미한다. 이에 대한 설명은 도 4를 참조하여 설명한다.The impedance change detecting unit 220 may include an envelope detector to continuously detect the induced current generated by the coil unit 210 or the voltage of the coil unit 210. [ The impedance change detector 220 continuously monitors the induced current or voltage and detects a falling edge and a rising edge of the induced current or voltage. If a falling edge or a rising edge occurs in the induced current or voltage, it means that the impedance of the transmission resonator 120 has changed. This will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변화검출장치가 검출한 전압의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating a change of a voltage detected by an impedance change detecting apparatus according to an embodiment of the present invention with time. FIG.

임피던스 변화검출부(220)는 검출한 전압에서 하강 에지 또는 상승 에지가 존재하는 지를 판단한다. t1과 t3일 때, 검출한 전압에서 하강 에지가 발생하고 있다. 임피던스 변화검출부(220)는 t1과 t3에서 하강 에지가 발생하였기 때문에, 송신 공진기(120)의 임피던스가 변화하며 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양이 줄어들었음을 확인할 수 있다. 도 4를 참조하면, t1에서의 하강 폭이 t3에서의 하강 폭보다 큰 것을 확인할 수 있다. t1에서 임피던스 변화검출부(220)는, 예를 들어, 송신 공진기와 자기결합을 형성하고 있는 수신 공진기의 근처로 다른 수신 공진기가 더 접근하는 경우와 같이, 결합계수의 변화로 인한 임피던스의 변화를 검출한다. 또한 t3에서 임피던스 변화검출부(220)는, 예를 들어, 금속 물질이 접근하는 경우와 같이 기존에 공기 중에서 자속을 방사하던 도중에 갑자기 금속 물질 등이 접근하여 매질이 변화하는 경우와 같이, 매질의 변화로 인한 임피던스의 변화를 검출한다. 또한, t2와 t4일 때, 검출한 전압에서 상승 에지가 발생하고 있다. t2과 t4에서 상승 에지가 발생하였기 때문에, 임피던스 변화검출부(220)는 하강 에지를 발생시킨 원인, 즉, 방사하는 자속의 양을 감소시킨 원인이 해소되었음을 확인할 수 있다.The impedance change detection unit 220 determines whether a falling edge or a rising edge exists from the detected voltage. At t 1 and t 3 , a falling edge occurs at the detected voltage. The impedance change detecting unit 220 can detect that the impedance of the transmission resonator 120 changes and the amount of the magnetic flux radiated by the transmission resonator 120 is reduced because a falling edge occurs at t 1 and t 3 . Referring to FIG. 4, it can be seen that the falling width at t 1 is greater than the falling width at t 3 . the impedance change detecting unit 220 at t 1 can detect a change in impedance due to a change in coupling coefficient, for example, as in the case where another receiving resonator is closer to a receiving resonator forming a magnetic coupling with the transmitting resonator . Also, the impedance change detecting unit 220 at the time t 3 can detect the impedance change of the medium such as a case where the metal material suddenly approaches the metallic material while the magnetic flux is radiated in the air, And detects a change in the impedance due to the change. Also, when t 2 and t 4 , a rising edge occurs at the detected voltage. Since the rising edge occurs at t 2 and t 4 , the impedance change detecting unit 220 can confirm that the cause of the falling edge, that is, the cause of reducing the amount of the magnetic flux to be radiated, is solved.

이와 같이, 임피던스 변화검출부(220)는 유도전류 또는 전압을 지속적으로 파악함으로써, 임피던스의 변화가 발생하였는지, 발생한 원인이 무엇인지 및 원인이 해소되었는 지를 검출할 수 있다. 임피던스 변화검출부(220)는 이러한 임피던스 변화검출결과를 제어부(130)로 전송한다. 제어부(130)는 임피던스 변화검출결과를 토대로 송신 공진기(120)가 방사하는 자속의 양이 줄어들었음을 확인한 경우, 송신 공진기(120)로 공급되는 전원을 차단한다. 제어부(130)는 이와 같이 전송 효율이 감소한 상태에서는 전력을 전송하지 않도록 제어할 수 있다. 반대로, 제어부(130)는 방사하는 자속의 양을 감소시킨 원인이 해소되었음을 확인한 경우, 송신 공진기(120)에 전원이 공급되도록 한다. In this way, the impedance change detecting unit 220 can continuously detect the induced current or the voltage to detect whether the impedance change has occurred, what causes the cause, and whether the cause has been eliminated. The impedance change detection unit 220 transmits the impedance change detection result to the control unit 130. When the control unit 130 confirms that the amount of the magnetic flux radiated by the transmission resonator 120 is reduced based on the impedance change detection result, the power supply to the transmission resonator 120 is cut off. The controller 130 can control not to transmit power in the state where the transmission efficiency is decreased. On the contrary, when the control unit 130 confirms that the cause of reducing the amount of magnetic flux to be radiated is solved, the transmission resonator 120 is supplied with power.

도 2에 도시된 임피던스 변화검출장치에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in the impedance change detecting apparatus shown in FIG. 2 is connected to a communication path connecting a software module or a hardware module inside the device, and operates organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 공진부, 수신 공진부 및 임피던스 변화검출장치의 관계를 도시한 도면이다.3 is a diagram showing a relationship between a transmission resonance unit, a reception resonance unit, and an impedance change detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 송신 공진부(120)의 코일(122)과 수신 공진부(150)의 코일(152)은 기 설정된 K1의 결합계수를 가지고, 임피던스 변화검출장치(140)의 코일부(210)는 송신 공진부(120)의 코일(122)과는 Kptu의 결합계수를 가지며, 수신 공진부(150)의 코일(152)과는 Kpru의 결합계수를 갖는다. 이때, Kptu는 큰 값을 갖도록 설정하여 코일부(210)는 송신 공진부(120)의 코일(122)과는 높은 결합관계를 갖도록 하고, Kpru는 작은 값을 갖도록 설정하여 코일부(210)는 수신 공진부(150)의 코일(152)과는 낮은 결합계수를 갖도록 한다. 임피던스 변화검출장치(140)의 코일부(210)가 송신 공진부의 코일(122)과 높은 결합관계를 갖기 때문에, 송신 공진부의 임피던스 변화에 민감하게 반응할 수 있으며, 즉각적으로 검출할 수 있다. 반면, 임피던스 변화검출장치(140)의 코일부(210)가 수신 공진부(150)의 코일(152)과는 낮은 결합관계를 갖기 때문에 코일부(210)는 수신 공진부(150)에 따른 임피던스의 변화에 덜 민감하게 반응을 할 수 있으며, 수신 공진부(150)에 따른 영향을 최소화할 수 있다. 이처럼, 임피던스 변화검출장치(140), 특히, 코일부(210)는 수신 공진부(150)에 대해서는 영향을 최소화하고, 송신 공진부(120)에 민감하게 반응을 함으로써, 송신 공진부(120)의 임피던스의 변화에 대하여 정확히 검출할 수 있게 된다.3, the coil 122 of the transmission resonance unit 120 and the coil 152 of the reception resonance unit 150 have a predetermined coupling coefficient of K 1 , and the impedance of the impedance change detection unit 140 The coil part 210 has a coupling coefficient of K ptu with the coil 122 of the transmission resonance part 120 and a coupling coefficient of K pru with the coil 152 of the reception resonator part 150. At this time, K ptu is set to have a large value, so that the coil part 210 has a high coupling relation with the coil 122 of the transmission resonance part 120, and K pru has a small value, Has a low coupling coefficient with respect to the coil 152 of the reception resonance part 150. Since the coil portion 210 of the impedance change detecting device 140 has a high coupling relation with the coil 122 of the transmission resonance portion, it can respond sensitively to the impedance change of the transmission resonance portion and can be detected immediately. Since the coil part 210 of the impedance change detection device 140 has a low coupling relation with the coil 152 of the reception resonance part 150, the coil part 210 has an impedance corresponding to the reception resonance part 150 The influence of the reception resonance unit 150 can be minimized. As described above, the impedance change detecting apparatus 140, particularly, the coil section 210 minimizes the influence on the reception resonance section 150 and sensitively responds to the transmission resonance section 120, It is possible to accurately detect a change in the impedance of the antenna.

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

100: 무선충전 시스템 110: 전원장치
120: 송신 공진기 122, 152: 코일
124, 154: 커패시터 130: 제어부
140: 임피던스 변화검출장치 150: 수신 공진기
160: 필터 170: 정류기
180: 전자기기 210: 코일부
220: 임피던스 변화검출부100: wireless charging system 110: power supply device
120: transmission resonator 122, 152: coil
124, 154: Capacitor 130:
140: Impedance change detection device 150: Receive resonator
160: filter 170: rectifier
180: electronic device 210: coil part
220: Impedance change detector

Claims (1)

무선으로 전력을 전송하는 장치에 있어서,
전원을 제공하는 전원장치;
전원을 인가받아 기 설정된 주파수를 갖는 자속을 발생시키는 공진기;
상기 공진기의 임피던스 변화검출결과를 수신하며, 상기 임피던스 변화정보에 따라 공진기에 전원을 제공할 지를 제어하는 제어부; 및
코일을 포함하며, 상기 공진기가 발생시키는 자속에 의해 상기 코일에서 발생하는 유도전류를 이용하여 상기 공진기의 임피던스 변화 여부를 검출하고, 상기 공진기의 임피던스 변화검출결과를 상기 제어부로 전달하는 임피던스 변화검출장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
An apparatus for wirelessly transmitting power,
A power supply providing power;
A resonator for receiving a power supply and generating a magnetic flux having a predetermined frequency;
A controller receiving the impedance change detection result of the resonator and controlling whether to supply power to the resonator according to the impedance change information; And
And an impedance change detecting unit for detecting an impedance change of the resonator by using an induced current generated in the coil by the magnetic flux generated by the resonator and transmitting the impedance change detection result of the resonator to the control unit,
Wherein the wireless power transmission device comprises:
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