KR20180078726A - The Apparatus For Transmitting Wireless Power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 송신 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량으로부터 탈부착이 가능한 무선 충전기를 포함하는 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
무선 충전이란, 전력 송신 장치가 전력 공급이 필요한 전력 수신 장치에게 전력을 공급하는데, 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치가 상호 유선 연결을 할 필요 없이 무선으로 전력을 상호간 송수신 할 수 있는 기술을 말한다. 핸드폰, 스마트폰, PDA, 태블릿 등의 휴대용 전자 기기에는 배터리가 내장되어 있다. 그리고 이를 휴대하여 사용하기 위해서는 미리 상기 배터리에 전력을 충전하여 사용하여야 한다. 따라서 종래에는 유선으로 외부 전원과 연결하여 충전하였으나, 최근에는 무선으로 충전하는 방식이 상용화되면서 이에 대한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.Wireless charging refers to a technique whereby a power transmitting apparatus supplies power to a power receiving apparatus that requires power supply, and the power transmitting apparatus and the power receiving apparatus can transmit and receive power to each other wirelessly without having to make a wired connection with each other . Portable electronic devices such as cell phones, smart phones, PDAs, and tablets have built-in batteries. In order to use the battery, it is necessary to charge the battery beforehand. Therefore, in the related art, although the wired connection is made by connecting to an external power source, in recent years, a wireless charging method has been commercialized, and technical development thereof has been actively carried out.
일반적으로 무선 충전 기술에는 크게 자기 유도 방식과 자기 공명 방식 등이 있다. 자기 유도 방식은 전력 송신 장치 내부의 전기 흐름에 의해 발생하는 전자기 유도 현상을 이용하는 것이고, 자기 공명 방식은 전력 송신 장치 내부의 전기 흐름에 의해 일정한 공명 주파수가 발생하면, 상기 공명 주파수가 일치하는 전력 수신 장치에 전력을 실어 전송하는 것이다.Generally, wireless charging technology includes magnetic induction method and magnetic resonance method. The magnetic induction method utilizes the electromagnetic induction phenomenon generated by the electric flow inside the electric power transmission device. When the magnetic resonance method generates a constant resonance frequency by the electric flow inside the electric power transmission device, The device is powered by power.
자기 유도 방식은 전력 송신 장치 내에 1차 코일이 내장되어 있고, 1차 코일에 전기가 흐르면 자기장이 발생한다. 그리고 전력 수신 장치에는 2차 코일이 내장되어 있다. 1차 코일에서 발생한 자기장이 2차 코일 내부에서 흐르면 전자기 유도 현상에 의해 2차 코일에 전기가 유도됨으로써 전력이 전송된다. 이러한 자기 유도 방식은 높은 충전 효율을 가진다는 장점이 있지만, 두 코일의 중심이 일치해야 하며 전송 거리가 수 mm에 불과하므로 전력 송신 장치와 전력 수신 장치가 실질적으로 접촉해야 전력이 전송된다는 단점이 있다. 자기 유도 방식은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는 PMA(Power Matters Alliance)에 의해 정의된 표준 방식을 따른다.In the magnetic induction method, a primary coil is built in a power transmission device, and a magnetic field is generated when electricity flows through the primary coil. A secondary coil is incorporated in the power receiving apparatus. When a magnetic field generated in the primary coil flows in the secondary coil, electric power is transmitted by inducing electricity to the secondary coil by electromagnetic induction phenomenon. Such a magnetic induction method has an advantage of high charging efficiency, but has a disadvantage in that power transmission is required because the centers of the two coils must coincide with each other and the transmission distance is only a few millimeters, . The magnetic induction method follows the standard method defined by the Wireless Power Consortium (WPC) or the Power Matters Alliance (PMA).
자기 공명 방식은 우선 전력 송신 장치 내에 1차 코일이 내장되어 있고, 전력 송신 장치 내에 내장된 전기 소자들에 전기가 흐르면 1차 코일에서 고유 주파수가 발생한다. 이 때 상기 고유 주파수가 일치하는 전력 수신 장치 내에 상기 고유 주파수를 전달하게 되면 2차 코일에서 공명 현상이 발생하면서 전력이 전송된다. 이러한 자기 공명 방식은 직접 접촉하지 않고도 충전이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 전력 전송 과정에서 손실되는 전력이 많아 충전 효율이 낮다는 단점이 있다. 자기 공명 방식은 A4WP(Alliance For Wireless Power)에 의해 정의된 표준 방식을 따르며, 최근에는 A4WP와 PMA가 통합된 에어퓨얼(Airfuel) 연합이 출범하여 충전 효율을 높이기 위한 새로운 표준 방식을 확립하고 있다.In the magnetic resonance method, first, a primary coil is built in a power transmission device, and a natural frequency is generated in a primary coil when electricity flows into electric elements built in the power transmission device. At this time, if the natural frequency is transmitted to the power receiving device having the natural frequency coincidence, the resonance phenomenon occurs in the secondary coil, and power is transmitted. This magnetic resonance method has an advantage that it can be charged without directly contacting. However, there is a disadvantage in that the charging efficiency is low due to a large amount of power lost during the power transmission process. The magnetic resonance method follows the standard method defined by A4WP (Alliance For Wireless Power). Recently, the Airfuel Alliance, which integrates A4WP and PMA, has established a new standard method for increasing the charging efficiency.
최근에는 차량 내에서도 전자 기기를 무선으로 충전하는 기술이 제안되었다. 따라서 차량에 탑승한 후에 커넥터 또는 충전 라인을 이용하여 전자 기기를 충전기와 연결할 필요 없이, 단순히 전자 기기를 충전기의 상부에 안착시키기만 해도 전자 기기를 충전시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 편의성이 증대될 수 있다. 그런데, 사용자가 차량에서 하차한 경우, 전자 기기를 휴대하여 외부로 장시간 이동하게 되면, 전자 기기가 방전되어도 충전할 수 없는 문제가 있다. 특히, 최근에는 전자 기기의 배터리가 교체형이 아닌 일체형으로 형성된 경우가 많다. 이러한 경우에는, 사용자가 보조배터리를 따로 구비하여야 하므로 번거로움이 발생하는 문제가 있다.Recently, a technology for wirelessly charging an electronic device in a vehicle has been proposed. Therefore, it is possible to charge the electronic device simply by placing the electronic device on the top of the charger, without having to connect the electronic device to the charger by using a connector or a charging line after boarding the vehicle. Therefore, the convenience of the user can be increased. However, if the user gets off the vehicle and moves to the outside for a long time while carrying the electronic apparatus, there is a problem that the electronic apparatus can not be charged even if it is discharged. Particularly, in recent years, batteries of electronic apparatuses are often formed as an integral type rather than a replacement type. In such a case, there is a problem that the user must provide the auxiliary battery separately, which is troublesome.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차량으로부터 탈부착이 가능한 무선 충전기를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a wireless power transmission device including a wireless charger capable of being detached from a vehicle.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 차량에 설치된 차량용 배터리로부터 공급된 전원을 변압하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 탈부착되며, 상기 전력 공급부로부터 전력을 공급받아 전자 기기를 무선으로 충전시키는 무선 충전기; 상기 무선 충전기에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거되는 경우, 상기 전자 기기를 무선으로 충전시키는 전력 송신부에 전력을 공급하는 외장 배터리; 상기 전력 공급부에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 전력 송신부에 전력을 공급하는 제1 컨버터; 및 상기 전력 공급부에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 외장 배터리에 전력을 공급하는 제2 컨버터를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission apparatus including: a power supply unit for transforming power supplied from a vehicle battery installed in a vehicle; A wireless charger detachably attached to the power supply unit and receiving power from the power supply unit to charge the electronic device wirelessly; An external battery included in the wireless charger, for supplying power to a power transmitting unit that wirelessly charges the electronic device when the wireless charger is detached from the power supplying unit; A first converter included in the power supply unit to supply power to the power transmission unit when the wireless charger is mounted on the power supply unit; And a second converter included in the power supply unit and supplying power to the external battery when the wireless charger is mounted on the power supply unit.
또한, 상기 제1 및 제2 컨버터는, 같은 직류 전압에서 크기를 변환하는 직류-직류 컨버터이다.Further, the first and second converters are DC-DC converters that convert magnitudes at the same DC voltage.
또한, 상기 전력 공급부는, 상기 제1 및 제2 컨버터를 제어하는 전력 공급 제어부를 더 포함한다.In addition, the power supply unit may further include a power supply control unit for controlling the first and second converters.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 제1 컨버터로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제1 센서를 더 포함한다.Further, the wireless charger further includes a first sensor for measuring a voltage and a current of electric power supplied from the first converter.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 제1 센서로부터 상기 측정된 전압, 전류값 및 상기 전력 송신부로부터 전력 정보를 전송받아 상기 제1 컨버터의 출력 전압의 승압 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함한다.The wireless charger further includes a power transmission controller for receiving the measured voltage and current value from the first sensor and the power information from the power transmitter to determine whether the output voltage of the first converter is stepped up.
또한, 상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 컨버터의 전력 승압이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 전력 공급 제어부에 전력 승압 신호를 전송하고, 상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 상기 제1 컨버터를 제어하여 상기 제1 컨버터의 출력 전압을 승압시킨다.In addition, when the power transmission control unit determines that power up of the first converter is necessary, the power transmission control unit transmits a power up signal to the power supply control unit, and the power supply control unit transmits the power up signal Controls the first converter to boost the output voltage of the first converter.
또한, 상기 전력 공급 제어부는, 상기 차량의 스마트키가 송신하는 사용자 명령 신호를 수신하면, 상기 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지시킨다.Also, the power supply control unit temporarily stops charging the electronic device when receiving the user command signal transmitted by the smart key of the vehicle.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 외장 배터리로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제2 센서를 더 포함한다.The wireless charger further includes a second sensor for measuring a voltage and a current of power supplied from the external battery when the wireless charger is mounted on the power supply unit.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 제2 센서로부터 상기 측정된 전압 및 전류값을 전송받아 상기 외장 배터리의 잔량 부족 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함한다.The wireless charger further includes a power transmission control unit for receiving the measured voltage and current value from the second sensor and determining whether the remaining amount of the external battery is insufficient.
또한, 상기 전력 송신 제어부가 상기 상기 외장 배터리의 잔량이 부족한 것으로 판단한 경우, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 전력 공급 제어부에 전력 승압 신호를 전송한다.In addition, when the power transmission control unit determines that the remaining amount of the external battery is insufficient, the power transmission control unit transmits a power up signal to the power supply control unit.
또한, 상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 상기 제2 컨버터를 제어하여 상기 제2 컨버터의 출력 전압을 승압시킨다.Further, the power supply control unit controls the second converter to boost the output voltage of the second converter when receiving the power up signal.
또한, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 경우, 상기 전자 기기는, 상기 외장 배터리로부터 공급된 전력으로 충전된다.In addition, when the wireless charger is detached from the power supply unit, the electronic equipment is charged with electric power supplied from the external battery.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 외장 배터리로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제2 센서를 더 포함한다.The wireless charger further includes a second sensor for measuring a voltage and a current of electric power supplied from the external battery.
또한, 상기 무선 충전기는, 상기 제2 센서로부터 상기 측정된 전압 및 전류값을 전송받아 상기 외장 배터리의 잔량 부족 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함한다.The wireless charger further includes a power transmission control unit for receiving the measured voltage and current value from the second sensor and determining whether the remaining amount of the external battery is insufficient.
또한, 상기 전력 송신 제어부가 상기 상기 외장 배터리의 잔량이 부족한 것으로 판단한 경우, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 외장 배터리의 잔량 부족 알림을 표시한다.In addition, when the power transmission control unit determines that the remaining amount of the external battery is insufficient, the power transmission control unit displays a remaining amount notification of the external battery.
또한, 상기 전력 공급부는, 상기 차량으로 상기 무선 충전기의 장착 여부를 알리는 전력 공급 제어부를 포함한다.The power supply unit may include a power supply controller for informing the vehicle whether the wireless charger is mounted.
또한, 상기 전력 공급 제어부는, 상기 무선 충전기와 통신을 수행할 수 없으면, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 것으로 판단한다.In addition, the power supply control unit determines that the wireless charger is detached from the power supply unit if it can not communicate with the wireless charger.
또한, 상기 차량은, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착된 경우, 상기 무선 충전기의 장착 알림을 표시하고, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 경우, 상기 무선 충전기의 탈거 알림을 표시한다.In addition, the vehicle displays an installation notification of the wireless charger when the wireless charger is mounted on the power supply unit, and displays an unplugging notification of the wireless charger when the wireless charger is detached from the power supply unit.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.The embodiments of the present invention have at least the following effects.
전자 기기를 무선으로 충전시키는 무선 충전기가 차량으로부터 탈부착이 가능하다. 따라서, 사용자가 차량에서 하차하더라도 무선 충전기를 탈거하여, 이동 중에도 휴대하며 전자 기기를 충전할 수 있다. 그리고, 별도로 보조배터리를 구비할 필요가 없다.A wireless charger that wirelessly charges an electronic device is removable from a vehicle. Therefore, even if the user gets off the vehicle, the wireless charger can be removed, and the portable electronic device can be carried while the user is on the move. Further, it is not necessary to provide a spare battery separately.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 송신부(104)의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(2)를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)가 무선 전력 수신 장치(2)에 자기 공명 방식을 통해 전력을 무선으로 전달하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing a wireless
2 is a block diagram illustrating the configuration of the
3 is a block diagram showing a wireless
FIG. 4 is a conceptual diagram of a wireless
5 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a wireless
상기 기술한 바와 같이, 무선 충전 방식에는 자기 유도 방식과 자기 공명 방식이 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)는 자기 공명 방식을 사용하는 것으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 권리범위를 제한하기 위함이 아니다. 따라서, 통상의 기술자가 본 명세서를 통해 자기 유도 방식을 따르는 무선 전력 송신 장치(1)를 용이하게 구현할 수 있다.As described above, the wireless charging system includes a magnetic induction system and a magnetic resonance system. Hereinafter, the wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)는 차량의 센터페시아의 근처 또는 시프트레버의 근처에 설치될 수 있다. 따라서, 사용자가 운전석에 앉아 전자 기기를 무선 전력 송신 장치(1)에 안착시키기만 해도 용이하게 전자 기기를 충전시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 다양한 위치에 설치될 수 있다.The wireless
무선 전력 송신 장치(1)는 전자 기기를 무선으로 충전시키는 무선 충전기(10) 및 차량으로부터 전원을 공급받아 상기 무선 충전기(10)에 전력을 공급하는 전력 공급부(11)를 포함한다.The wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기(10)는 전자 기기를 무선으로 충전하면서, 동시에 전력 공급부(11)로부터 탈부착이 가능하다. 따라서, 사용자가 차량을 운전 중일 때에는, 차량에 설치된 전력 공급부(11)에 무선 충전기(10)를 장착하여 무선 충전기(10) 및 전자 기기를 충전할 수 있다. 그리고, 차량에서 하차한 경우에는 무선 충전기(10)를 탈거하여, 이동 중에도 휴대하며 전자 기기를 충전할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급부(11)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량에 설치된 차량용 배터리로부터 공급된 전원을 변압하는 제1 및 제2 컨버터(111, 112), 전력 공급부(11)에 포함되는 각 구성요소를 제어하는 전력 공급 제어부(113), 차량과 통신하거나 무선 충전기(10)와 통신하면서 데이터 및 신호를 송수신할 수 있는 통신부(114)를 포함한다.1, the
제1 및 제2 컨버터(111, 112)는 차량용 배터리로부터 공급된 전원을 각각 변압한다. 차량용 배터리는 차량의 시동을 걸거나, 램프의 광을 외부로 조사하는 등 전기를 이용하는 기능을 수행하기 위하여 전원을 공급한다. 이러한 차량용 배터리는 일반적으로 12V DC이므로 이미 직류 전압을 공급한다. 따라서 상기 제1 및 제2 컨버터(112)는, 같은 직류 전압에서 크기만을 변환하는 직류-직류 컨버터(DC-DC Converter)인 것이 바람직하다. 그리고 하기 기술할 바, 제1 컨버터(111)는 무선 충전기(10)의 제1 센서(101)를 지나 전자 기기로 전력을 공급하고, 제2 컨버터(112)는 무선 충전기(10)의 외장 배터리(103)로 전력을 공급한다.The first and
전력 공급 제어부(113)는 전력 공급부(11)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 예를 들면, 외장 배터리(103)의 잔량에 따라 제2 컨버터(112)를 제어하여 외장 배터리(103)의 충전을 조절할 수 있다. 구체적으로, 전력 공급 제어부(113)는 무선 충전기(10)에 포함된 전력 송신 제어부(105)로부터 외장 배터리(103) 잔량 정보가 포함된 신호를 수신하여 외장 배터리(103)의 충전 여부를 판단할 수 있다. 만약 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우에는, 제2 컨버터(112)에 제어 신호를 인가하여 외장 배터리(103)의 충전을 수행한다. 반면에 외장 배터리(103)의 잔량이 충분한 경우에는, 제2 컨버터(112)에 제어 신호를 인가하여 외장 배터리(103)의 충전을 정지시킨다. 여기서, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 것은, 외장 배터리가 완충되지 않은 상태인 것이 바람직하다.The power
그리고 전력 공급 제어부(113)는, 스마트키의 사용자 명령 신호를 수신하면 무선충전기가 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지하도록 제1 컨버터(111)를 제어할 수 있다. 스마트키는 사용자가 원격으로 차량의 도어의 락(Lock)/언락(Unlock)을 할 수 있고, 차량의 위치를 확인하기 위해 신호음을 울리는 등 다양한 기능을 수행하도록 사용자 명령 신호를 송신할 수 있다. 전력 공급 제어부(113)는 통신부(114)를 통해 차량의 스마트키의 사용자 명령 신호를 수신할 수 있다. 그런데 스마트키가 송신하는 사용자 명령 신호의 주파수의 대역폭과, 무선 충전기(10)가 전자 기기를 충전하기 위해 송신하는 전력의 주파수의 대역폭이 유사할 수 있다. 이에 따라, 차량의 스마트키가 작동을 하여 사용자 명령 신호를 송신하면, 상호간에 간섭이 발생하여 사용자 명령 신호가 왜곡되거나, 수신되지 않을 수 있다. 따라서, 전력 공급 제어부(113)는 스마트키가 사용자 명령 신호를 송신하면 이를 먼저 수신하여, 제1 컨버터(111)에 제어 신호를 인가하여 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지시킨다. 또한, 전력 공급 제어부(113)는 무선 충전기(10)의 전력 송신 제어부(105)에 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지시킨다는 신호를 전송할 수 있다. 전력 송신 제어부(105)는 상기 신호를 전송받으므로, 제1 센서(101)로부터 전송되는 제1 컨버터(111)의 출력 전압 및 전류 측정값이 0이더라도 전력 공급 제어부(113)에게 전력 승압 신호를 전송하지 않는다.The power
전력 공급 제어부(113)는 제1 컨버터(111)를 제어할 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 전력 송신 제어부(105)에 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지하도록 신호를 전송할 수도 있다. 이러한 경우, 전력 송신 제어부(105)가 상기 신호를 전송받아 직접 전력 송신부(104)를 제어하여 전자 기기의 충전을 정지시킬 수도 있다. 즉, 전력 공급 제어부(113)가 스마트키의 사용자 명령 신호를 수신하여 전자 기기의 충전을 정지시킬 수 있다면, 제한되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있다.The power
전력 공급 제어부(113)는 전력 공급부(11) 내의 구성요소들을 제어하도록 전력 공급부(11) 내에 하나의 제어 모듈이 단독으로 형성될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 전력 공급부(11)에 포함된 다른 제어 유닛들과 통합되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어부(113)는 전력 공급부(11)의 전체 부피를 감소시키기 위해 MCU(Micro Controller Unit)인 것이 바람직하다. 그러나 이에 제한되지 않고 ECU(Electronic Control Unit), CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit) 등 전력 공급부(11)의 각 구성요소들을 제어할 수 있다면 다양한 방식의 제어 유닛을 사용할 수 있다.The power
통신부(114)는 차량과 통신하거나 무선 충전기(10)와 통신하면서 데이터 및 신호를 송수신한다. 구체적으로, 통신부(114)는 차량과 CAN(Controller Area Network) 통신을 한다. CAN 통신이란 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 마이크로 통신 규격이다. 따라서, 통신부(114)는 무선 충전기(10)의 탈부착 여부를 차량에게 송신하고, 차량은 이를 통해 탈부착 여부 알림을 표시할 수 있다. 또한, 통신부(114)는 무선 충전기(10)의 통신부(106)와 SPI 통신 등 다양한 디지털 통신을 통해 상호간에 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 특히, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착될 때, 무선 충전기(10)와 전력 공급부(11)는 B to B(Board to Board) 커넥터를 이용하여, 별도의 연결 라인이 없이 상호간에 연결될 수 있다. 따라서, 전력 공급부(11)의 전력 공급 제어부(113)는 통신부(114)를 통해 무선 충전기(10)의 전력 송신 제어부(105)에 신호를 송수신할 수 있다. 만약, 전력 공급부(11)의 통신부(114)가 무선 충전기(10)의 통신부(106)와 통신을 할 수 없다면, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)로부터 탈거된 것으로 판단한다. 이 때, 통신부(114)는 무선 충전기(10)가 탈거된 것을 차량에게 알리고, 차량은 무선 충전기(10)의 탈거를 사용자에게 알려준다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전기(10)는 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력을 측정하는 제1 센서(101), 전자 기기를 충전시키는 전력을 공급하는 외장 배터리(103), 상기 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력을 측정하는 제2 센서(102), 외부로 전력을 송신하는 전력 송신부(104), 무선 충전기(10)에 포함되는 각 구성요소를 제어하는 전력 송신 제어부(105), 전력 공급부(11)와 통신하거나 무선 충전기(10)와 통신하면서 데이터 및 신호를 송수신할 수 있는 통신부(106)를 포함한다.The
제1 센서(101)는 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정한다. 상기 기술한 바와 같이, 무선 충전기(10)는 전력 공급부(11)로부터 탈부착이 가능하다. 만약, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착되면, 제1 컨버터(111)와 제1 센서(101)가 연결된다. 그리고, 제1 컨버터(111)가 차량용 배터리로부터 전송되는 전원을 공급받아, 이를 변압하여 전자 기기에 전력을 공급하면, 제1 센서(101)는 상기 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정한다. 그리고, 측정된 전압 및 전류값을 전력 송신 제어부(105)에 전송한다. 한편 하기 기술할 바, 전력 송신부(104)는 무선 전력 수신 장치(2)로 전력을 송신한다. 이 때, 전력 송신부(104)는 무선 전력 수신 장치(2)로 송신하는 전력에 대한 전력 정보를 파악할 수 있다. 전력 송신 제어부(105)는 상기 제1 센서(101)로부터 상기 제1 컨버터(111)의 출력 전압 및 전류값을 전송받고, 상기 전력 송신부(104)로부터 전력 정보를 전송받아, 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력이 부족한지 판단한다. 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력이 전자 기기를 충전하기에 부족한 경우, 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급 제어부(113)에 전력 승압 신호를 전송한다. 전력 공급 제어부(113)는 상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 제1 컨버터(111)에 제어 신호를 인가한다. 따라서 제1 컨버터(111)의 출력 전압이 승압한다.The
외장 배터리(103)는 무선 충전기(10)에 포함되어, 전자 기기를 충전시키는 전력을 공급한다. 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착되면 전력 공급부(11)의 제2 컨버터(112)와 외장 배터리(103)가 연결된다. 외장 배터리(103)는 제2 컨버터(112)가 공급하는 전력을 이용하여 충전된다. 그러나, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)로부터 탈착되면 제1 컨버터(111)와 제1 센서(101)의 연결이 단절되어, 전자 기기는 전력 공급부(11)로부터 공급되는 전력으로 충전될 수 없다. 이 때, 전자 기기는 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력으로 충전된다. 따라서, 사용자가 차량에서 하차하여도 무선 충전기(10)를 탈착하여 휴대할 수 있으므로 외부로 장시간 이동하면서 전자 기기를 충전할 수 있다.The
제2 센서(102)는 상기 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전압 및 전류를 측정한다. 그리고, 제2 센서(102)는 상기 측정한 외장 배터리(103)의 전압 및 전류값을 전력 송신 제어부(105)로 전송한다. 전력 송신 제어부(105)는 상기 외장 배터리(103)의 전압 및 전류값을 전송받아, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한지 판단한다. 만약, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착된 상태에서 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우, 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급 제어부(113)에 전력 승압 신호를 전송한다. 그리고 전력 공급 제어부(113)는 전력 송신 제어부(105)로부터 전력 승압 신호를 수신하면, 이에 따라 전력 공급 제어부(113)는 제2 컨버터(112)에 제어 신호를 인가한다. 따라서 제2 컨버터(112)의 출력 전압이 승압하여 외장 배터리(103)의 충전량을 증가한다.The
만약, 무선 충전기(10)가 탈거된 상태에서 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우, 무선 충전기(10)는 외장 배터리(103)의 잔량 부족 사실을 사용자에게 알려준다. 사용자에게 외장 배터리(103)의 잔량 부족 사실을 알릴 때에는 램프의 점등 또는 경고음 등 청각적 또는 시각적으로 알림이 출력되어 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 한다.If the remaining amount of the
전력 송신부(104)는 무선 전력 신호를 형성하여 외부로 전력을 송신하며, 특히 무선 전력 수신 장치(2)로 전력을 송신한다. 이를 통해 전자 기기를 충전시킬 수 있다. 전력 송신부(104)에 대한 자세한 설명은 후술한다.The
전력 송신 제어부(105)는 무선 충전기(10)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 구체적으로, 무선 충전기(10)가 무선 전력 신호를 형성하기 위하여 전력 송신부(104)의 주파수, 전압, 전류 중 적어도 하나의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성은 무선 충전기(10) 측의 조건 또는 무선 전력 수신 장치(2) 측의 조건에 의하여 결정될 수 있다. 또는 전력 송신 제어부(105)는 상기 무선 전력 수신 장치(2)의 장치 식별 정보, 요구 전력 정보 또는 그 요구 전력에 대한 프로파일 정보를 기초로 특성을 결정할 수 있다. 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 상기 무선 전력 수신 장치(2)로부터 전력 제어 신호를 수신할 수 있다. 그리고 전력 송신 제어부(105)는 수신된 전력 제어 신호를 기초로 전력 송신부(104)의 주파수, 전압, 전류 중 적어도 하나의 특성을 결정할 수 있다. 상기 전력 제어 신호에는 상기 무선 전력 수신 장치(2)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 전력 송신 제어부(105)는 다양한 정보들을 기초로 상기 특성을 결정할 수 있다.The power
전력 송신 제어부(105)는 그 외에 다른 제어 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 무선 충전기(10)는 상기 전력 제어 신호를 통하여 상기 무선 전력 수신 장치(2)와 관련된 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다. 그리고, 이러한 정보를 전력 공급부(11)의 전력 공급 제어부(113)로 송신할 수 있다. 전력 공급 제어부(113)는 이러한 정보들을 차량으로 전송함으로써, 무선 충전기(10)의 탈부착 여부, 무선 충전기(10)의 외장 배터리(103) 충전 여부 및 전자 기기의 충전 여부 등을 청각적 또는 시각적으로 출력하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.The power
전력 송신 제어부(105)는 무선 충전기(10) 내의 구성요소들을 제어하도록 무선 충전기(10) 내에 하나의 제어 모듈이 단독으로 형성될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 무선 충전기(10)에 포함된 다른 제어 유닛들과 통합되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 송신 제어부(105)는 무선 충전기(10)의 전체 부피를 감소시키기 위해 MCU(Micro Controller Unit)인 것이 바람직하다. 그러나 이에 제한되지 않고 ECU(Electronic Control Unit), CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit) 등 전력 공급부(11)의 각 구성요소들을 제어할 수 있다면 다양한 방식의 제어 유닛을 사용할 수 있다.The power
전력 송신 제어부(105)는 무선 충전기(10)에 포함되어 있는 통신부(106)를 통하여 전력 제어 신호를 수신할 수도 있으며, 전력 송신부(104)와 전기적으로 연결된 변복조부(미도시)를 통하여 전력 제어 신호를 수신할 수도 있다.The power
통신부(106)는 전력 공급부(11)의 통신부(114) 및 전자 기기의 통신부(23)와 상호간에 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 특히, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착될 때, 무선 충전기(10)와 전력 공급부(11)는 B to B(Board to Board) 커넥터를 이용하여, 별도의 연결 라인이 없이 상호간에 연결될 수 있다. 따라서, 무선 충전기(10)의 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급부(11)의 전력 공급 제어부(113)로부터 제어 신호를 수신하여, 전자 기기의 무선 충전을 제어할 수 있다. 또한, 전자 기기로부터 통신부(106)를 통해 외장 배터리(103)의 잔량 정보를 수신하고, 전력 공급부(11)로 송신할 수도 있다.The
통신부(106)는 전력 공급부(11)의 통신부(114)와는 SPI 통신과 같은 디지털 통신을 사용하고, 전자 기기의 통신부(23)와는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-fi), 지그비(Zigbee)등과 같은 무선 통신을 사용하는 것이 바람직하다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 송신부(104)의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the configuration of the
전력 송신부(104)는 제1 컨버터(111) 또는 외장 배터리(103)로부터 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 무선 전력 수신 장치(2)로 무선 전력 신호(Wireless Power Signal)를 송신한다.The
전력 송신부(104)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(Oscillation)하는 특성을 가진 자기장(Magnetic Field) 또는 전자기장(Electro-Magnetic Field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 송신부(104)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The wireless power signal transmitted by the
전력 송신부(104)는 인버터(1041), 전력 센싱부(1042), 공진 형성부(1043), 송신(Tx) 코일(1044)을 포함한다.The
인버터(1041)는 직류 입력을 교류 파형으로 변형시킨다. 인버터(1041)에 의해 변형된 교류 전류는 송신 코일(124) 및 캐패시터를 포함하는 공진 회로(Resonant Circuit)를 구동시킴으로써 송신 코일(124)에서 자기장이 형성된다.
전력 센싱부(1042)는 송신 코일(124)에 인가되는 전류 또는 전압을 검출한다. 그리고 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인한다. 그럼으로써 무선 충전기(10)의 정상동작 여부를 확인할 수 있다. 전력 센싱부(1042)는 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하는 비교기를 포함할 수 있다. 전력 센싱부(1042)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(105)는 송신 코일(124)로 인가되는 전원을 제어할 수 있다. 그리고, 상기 기술한 바와 같이, 전력 센싱부(1042)에서 검출한 상기 전압 또는 전류에 대한 전력 정보를, 전력 송신 제어부(105)로 전송한다. 그러면, 전력 송신 제어부(105)는 이를 토대로 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력이 부족한지 판단한다.The
공진 형성부(1043)는 캐패시터(Capacitor)가 포함된 용량성 회로를 이용하여 구현된다. 그리고 송신 코일(1044)은 전력을 전송하기 위한 자기장을 형성한다. 송신 코일(1044) 및 공진 형성부(1043)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있다. 인버터(1041)는 전력 송신부(104)로 인가된 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 송신 코일(1044) 및 공진 형성부(1043)에 인가된다. 이 때, 송신 코일(1044)의 인덕턴스(LT) 및 공진 형성부(1043)의 캐패시턴스(CT)를 기초로 특정한 제1 진동 주파수가 결정되며, 이 제1 진동 주파수가 본 회로의 공진 주파수이다. 공진 형성부(1043)의 회로 소자의 구성은 전력 송신부(104)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(2)를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing a wireless
무선 전력 수신 장치(2)는 전자 기기 내에 포함되어, 무선 전력 송신 장치(1)로부터 전력을 수신하여 전자 기기를 충전한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(2)는 무선 전력 송신 장치(1)로부터 송신되는 전력을 수신하는 전력 수신부(21), 무선 전력 수신 장치(2)에 포함되는 각 구성요소를 제어하는 전력 수신 제어부(22), 무선 충전기(10)와 통신하면서 데이터 및 신호를 송수신할 수 있는 통신부(23)를 포함한다.The wireless
전력 수신부(21)는 무선 전력 송신 장치(1)로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하기 위해, 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 공진 형성부(212) 및 수신(Rx) 코일(211)을 포함하고, 전력 수신부(21)로 인가된 전류 또는 전압을 검출하는 전력 센싱부(214)를 포함한다.The
공진 형성부(212)는 상기 전력 송신부(104)에 포함된 공진 형성부(1043)와 마찬가지로, 캐패시터(Capacitor)가 포함된 용량성 회로를 이용하여 구현된다. 수신 코일(211)의 인덕턴스(LR)와 공진 형성부(212)의 캐패시턴스(CR)를 기초로 특정한 제2 진동 주파수가 결정되며, 이 제2 진동 주파수가 본 회로의 공진 주파수이다. 이러한 제2 진동 주파수는 무선 충전기(10)에서 형성된 제1 진동 주파수와 동일할 때 공진이 발생한다. 따라서 공진 형성부(212)의 회로 소자의 구성은 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으나, 전력 송신부(104)가 공진이 일어 날 수 있도록 공진 주파수는 상호 동일하여야 한다.The
전력 수신부(21)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류기(Rectifier, 213) 및 조정기(Regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(21)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.The
전력 수신 제어부(22)는 전력 수신부(21)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(22)는 무선 충전기(10)로 전력 제어 신호를 송신할 수 있다. 상기 전력 제어 신호는 상기 무선 전력 송신 장치(1)에게 무선 전력 신호의 송신을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또는, 상기 무선 전력 송신 장치(1)에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한, 상기 전력 제어 신호는 무선 전력 수신 장치(2) 측의 조건, 무선 전력 수신 장치(2)의 장치 식별 정보, 요구 전력 정보 또는 그 요구 전력에 대한 프로파일 정보 등을 포함할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(2)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보를 포함할 수도 있다.The power
전력 수신 제어부(22)는 무선 전력 수신 장치(2) 내의 구성요소들을 제어하도록 무선 전력 수신 장치(2) 내에 하나의 제어 모듈이 단독으로 형성될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 무선 전력 수신 장치(2)에 포함된 다른 제어 유닛들과 통합되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 수신 제어부(22)는 무선 전력 수신 장치(2)의 전체 부피를 감소시키기 위해 MCU(Micro Controller Unit)인 것이 바람직하다. 그러나 이에 제한되지 않고 ECU(Electronic Control Unit), CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit) 등 전력 공급부(11)의 각 구성요소들을 제어할 수 있다면 다양한 방식의 제어 유닛을 사용할 수 있다.The power
전력 수신 제어부(22)는 무선 전력 수신 장치(2)에 포함되어 있는 통신부(23)를 통하여 전력 제어 신호를 송신할 수도 있으며, 전력 수신부(21)와 전기적으로 연결된 변복조부(미도시)를 통하여 전력 제어 신호를 송신할 수도 있다.The power
통신부(23)는 무선 충전기(10)의 통신부(106)와 SPI 통신 등 다양한 디지털 통신을 통해 상호간에 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 무선 전력 수신 장치(2)의 전력 수신 제어부(22)는 통신부(23)를 통해 무선 충전기(10)의 전력 송신 제어부(105)로부터 제어 신호를 수신하여, 전자 기기의 무선 충전을 제어할 수 있다. 또한, 통신부(23)를 통해 외장 배터리(103)의 잔량 정보를 무선 충전기(10)로부터 수신할 수도 있다.The
통신부(23)는 SPI 통신을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-fi), 지그비(Zigbee)등 다양한 통신 방법을 사용할 수 있다.The
전력 수신부(21)는 충전부(24) 및 배터리(25)를 더 포함할 수 있다. 전력 수신부(21)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 무선 전력 수신 장치(2)는 무선 전력 송신 장치(1)로부터 수신된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 수신된 전력으로 배터리(25)를 충전한 후 배터리(25)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이 때, 상기 전력 수신 제어부(22)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(24)를 제어할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)가 무선 전력 수신 장치(2)에 자기 공명 방식을 통해 전력을 무선으로 전달하는 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual diagram of a wireless
우선 공진(또는 공명, resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받으면 진폭이 급격하게 증가하는 현상을 말한다. 즉, 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때, 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 진폭이 급격히 증가하는 공진이 발생한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어난다.First, resonance (or resonance) refers to a phenomenon in which the amplitude increases sharply when the vibration system periodically receives an external force having the same frequency as the natural frequency. That is, when a force capable of vibrating the vibration system is externally applied, resonance occurs in which the amplitude rapidly increases when the natural frequency of the vibration system is equal to the frequency of the force externally applied. Resonance occurs in all vibrations such as mechanical vibration and electrical vibration.
일정 거리가 이격되어 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진한다. 이 때, 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터와 캐패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다.When a plurality of vibrating bodies spaced apart by a certain distance vibrate at the same frequency, the plurality of vibrating bodies resonate with each other. At this time, the resistance between the plurality of vibrating bodies is reduced. In an electric circuit, an inductor and a capacitor can be used to make a resonant circuit.
전원 공급부(11)에서 공급되는 전원에 의하여 전력 송신부(104)에는 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 무선 전력 수신 장치(2)에서 공진이 발생하는 경우 무선 전력 수신 장치(2) 내에서도 공진이 발생하여 전력이 공급된다.A magnetic field having a specific vibration frequency is formed in the
일반적으로 전자기파를 발생시켜 전력을 전송하는 방식 전력 전송 효율이 낮고, 전자기파의 방사성(Radiative) 및 전자파 노출에 의해 인체에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나 자기 공명 방식은 상기 기술한 바와 같이 복수의 진동체들이 전자기적으로 상호 공진하면, 상기 복수의 진동체들 이외의 주변 물체들에 영향을 받지 않기 때문에 전력 전송 효율이 매우 높다. 이렇게 전자기적으로 상호 공진하는 복수의 진동체들 사이에는 전력이 전송될 수 있는 에너지 터널(Tunnel)이 발생하며, 이러한 현상을 에너지 커플링(Coupling)이라고 한다.In general, a method of transmitting electric power by generating electromagnetic waves is low in electric power transmission efficiency, and can be adversely affected by radioactive (Radiative) and electromagnetic wave exposure of electromagnetic waves. However, as described above, when the plurality of vibrating elements are electromagnetically mutually resonated, the magnetic resonance method is not affected by surrounding objects other than the plurality of vibrating bodies, and thus the power transmission efficiency is very high. An energy tunnel in which electric power can be transmitted is generated between a plurality of mutually resonating vibrating bodies, and this phenomenon is referred to as an energy coupling.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)는 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 사용할 수 있다. 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 이용하여 전력을 전송하는 경우, 상기 전자기파의 단일 파장 내에 위치하는 영역에는 거의 자기장 만이 영향을 끼치게 된다. 이를 자기적 결합(Magnetic Coupling) 또는 자기적 공진(Magnetic Resonance)이라고 한다. 이러한 자기적 공진은 상기 낮은 주파수를 가지는 전자기파의 단일 파장 내에 무선 전력 송신 장치(1)와 무선 전력 수신 장치(2)가 위치할 때 발생될 수 있다.The wireless
일반적으로 인체가 전기장에는 민감하고 자기장에는 둔감하므로 상기와 같이 자기적 공진을 이용하여 전력을 전송하면 전자파 노출에 의한 인체의 악영향을 줄일 수 있다. 또한, 공진 현상으로 인한 에너지 커플링(Energy Coupling)이 형성되어 전력 전송형태가 비방사성(Non - Radiative)을 띄게 된다. 이러한 이유로 전자기파를 이용하여 전송하여 전력을 전송함에 의해 흔히 발생될 수 있는 방사성(Radiative) 문제가 해결될 수 있다.Generally, the human body is sensitive to an electric field and is insensitive to a magnetic field. Thus, when electric power is transmitted using the magnetic resonance as described above, adverse effects of the human body due to exposure to electromagnetic waves can be reduced. In addition, the energy coupling due to the resonance phenomenon is formed, and the power transmission type becomes non-radiative. For this reason, a radiant problem that can be frequently generated by transmitting power by using electromagnetic waves can be solved.
상기 기술된 바와 같이 자기 공명 방식은 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 이용하여 전력을 전달하는 방식일 수 있다. 그러므로 상기 무선 전력 송신 장치(1)의 송신 코일(1044)은 원칙적으로 전력을 전달하기 위한 자기장 또는 전자기파를 형성할 수 있지만 이하에서 자기 공명 방식에 대해서는 자기장 공진(Magnetic Resonance)측면, 즉, 자기장에 의한 전력 전달의 측면에서 기술하기로 한다.As described above, the magnetic resonance method may be a method of transmitting electric power using an electromagnetic wave having a low frequency. Therefore, in principle, the
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다. The resonance frequency can be determined by, for example, the following equation (1).
여기서, 공진 주파수(f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스(L)는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 캐패시턴스(C)는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 형성 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.Here, the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit. In the circuit for forming a magnetic field using a coil, the inductance L is determined by the number of revolutions of the coil, and the capacitance C can be determined by the interval, the area, and the like between the coils. And a capacitive resonance forming circuit may be connected to the coil to determine the resonance frequency.
무선 전력 송신 장치(1)에서의 제1 진동 주파수는 인덕턴스(LT) 및 캐패시턴스(CT)를 상기 수학식 1에 대입하여 획득될 수 있다. 여기서, 제1 진동 주파수가 상기 무선 전력 수신 장치(2)의 인덕턴스(LR) 및 캐패시턴스(CR)를 상기 수학식 1에 대입하여 획득된 제2 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 무선 전력 수신 장치(2)에서는 공진이 일어난다. 무선 전력 송신 장치(1) 및 무선 전력 수신 장치(2)가 제1 및 제2 진동 주파수로 공진하는 경우, 제1 및 제2 진동 주파수가 동일하면 전력 전송의 효율이 최대가 되나, 제1 및 제2 진동 주파수가 서로 상이하면 상호 에너지 전달이 없거나 전력 전송의 효율이 낮아지게 된다. 따라서 전송 효율을 높이기 위해서는 무선 전력 송신 장치(1)의 제1 진동 주파수와 무선 전력 수신 장치(2)의 제2 진동 주파수를 동일하게 유지하는 것이 중요하다.The first oscillation frequency in the wireless
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)를 이용하여 무선 전력을 송신하는 방법을, 도 5에 도시된 흐름도와 함께 설명한다.Hereinafter, a method of transmitting wireless power using the wireless
차량의 시동을 걸면 차량용 배터리로부터 무선 전력 송신 장치(1)로 전원이 공급된다. 먼저 무선 전력 송신 장치(1)의 전력 공급부(11)는, 무선 전력 송신 장치(1)의 무선 충전기(10)와 상호 간에 통신을 한다(S501). 만약, 전력 공급부(11)와 무선 충전기(10)가 상호 간에 통신을 할 수 없다면, 무선 충전기(10)가 차량 내에 전혀 존재하지 않는 것이므로, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착되지 않고 탈거된 것으로 판단한다(S502). 따라서, 전력 공급부(11)의 통신부(114)는 무선 충전기(10)가 탈거된 것을 차량에게 알리고, 차량은 무선 충전기(10)의 탈거를 사용자에게 알려준다(S503). 사용자에게 무선 충전기(10)의 탈거 사실을 알릴 때에는 램프의 점등 또는 경고음 등 청각적 또는 시각적으로 알림이 출력되어 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 한다.Power is supplied from the vehicle battery to the wireless
반면에, 전력 공급부(11)와 무선 충전기(10)가 상호간에 통신이 가능하다면, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착된 것이다(S504). 따라서, 전력 공급부(11)가 무선 충전기(10)의 장착을 차량에게 알리면, 차량은 무선 충전기(10)의 장착을 사용자에게 알려준다(S505). 사용자에게 무선 충전기(10)의 장착 사실을 알릴 때에는 램프의 점등 또는 알림음 등 청각적 또는 시각적으로 알림이 출력되어 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 한다.On the other hand, if the
예를 들어, 무선 충전기(10)가 탈거된 경우에는 빨간색의 램프가 계속적으로 점등되어 있거나, 점멸될 수 있다. 또는, 시끄러운 경고음이 계속적으로 발생할 수 있다. 반면에, 무선 충전기(10)가 장착된 경우에는 초록색의 램프가 점등되어 있거나, 램프가 소등될 수 있다. 또는, 장착 알림음이나 멜로디가 한 번 발생할 수 있다. 즉, 사용자에게 무선 충전기(10)의 탈부착 여부를 직관적으로 알릴 수 있다면, 다양한 방법을 사용할 수 있다.For example, if the
무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착된 경우, 제1 컨버터(111)로부터 전력이 공급되므로, 무선 충전기(10)는 상기 전력을 이용하여 무선 충전 기능을 수행할 수 있다. 즉, 전자 기기가 존재한다면, 상기 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력을 이용하여 전자 기기를 충전시킨다(S506). 그리고, 무선 충전기(10)에 포함된 제1 센서(101)에서 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전원의 전압 및 전류를 측정한다. 그리고, 제1 센서(101)는 상기 측정한 전원의 전압 및 전류값을 전력 송신 제어부(105)에 전송한다. 만약, 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전원의 전압 및 전류가 너무 낮은 경우에는, 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급 제어부(113)에 전력 승압 신호를 전송한다. 전력 공급 제어부(113)는 상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 제1 컨버터(111)에 제어 신호를 인가한다. 따라서 제1 컨버터(111)의 출력 전압이 승압한다.When the
또한 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착된 경우, 제2 컨버터(112)로부터 전력이 공급되기도 하므로, 상기 제2 컨버터(112)로부터 공급되는 전력을 이용하여 외장 배터리(103)를 충전시킨다(S506).In addition, when the
제2 센서(102)는 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력을 측정하므로, 외장 배터리(103)의 잔량을 판단할 수 있다. 제2 센서(102)는 상기 측정된 전압 및 전류값을 전력 송신 제어부(105)에 전송한다. 전력 송신 제어부(105)는 상기 외장 배터리(103)의 전압 및 전류값을 전송받아, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한지 판단한다. 만약, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우에는, 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급 제어부(113)로 전력 승압 신호를 전송한다. 그리고 전력 공급 제어부(113)는 전력 송신 제어부(105)로부터 전력 승압 신호를 수신하면, 이에 따라 전력 공급 제어부(113)는 제2 컨버터(112)에 제어 신호를 인가한다. 따라서 제2 컨버터(112)의 출력 전압이 승압하여 외장 배터리(103)의 충전량을 증가한다. 반면에, 외장 배터리(103)의 잔량이 충분한 경우에는, 전력 송신 제어부(105)는 통신부(106)를 통해 전력 공급 제어부(113)로 전력 공급 정지 신호를 전송한다. 그리고 전력 공급 제어부(113)는 제2 컨버터(112)에 제어 신호를 인가하여 외장 배터리(103)의 충전을 정지시킨다.Since the
외장 배터리(103)가 충전이 되면서 동시에 방전도 된다면, 전력의 변환 과정에서 전력 효율이 더 좋을 수 있다. 그러나, 외장 배터리(103)의 수명이 짧아지는 문제가 있다. 따라서, 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)에 장착된 경우에는, 전자 기기를 충전시키는 전력은 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력이 아니라, 제1 컨버터(111)로부터 공급되는 전력인 것이 바람직하다. 즉, 제1 컨버터(111)로부터 전력이 공급된다면, 외장 배터리(103)로부터는 전력이 공급되지 않도록 차단된다. 다만, 제2 센서(102)가 외장 배터리(103)로부터 출력되는 전력의 전압 및 전류만을 측정할 수 있을 뿐이다.If the
그러나 무선 충전기(10)가 전력 공급부(11)로부터 탈거된 경우에는, 제1 컨버터(111)로부터 전력의 공급이 차단된다. 즉, 전자 기기를 충전시킬 수 있는 전력은 오직 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력뿐이다. 따라서, 무선 충전기(10)는 외장 배터리(103)의 전력을 이용하여 무선 충전 기능을 수행할 수 있다. 즉, 전자 기기가 존재한다면, 상기 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력을 이용하여 전자 기기를 충전시킨다(S507). 한편, 제2 컨버터(112)로부터 전력의 공급이 차단되기도 하므로, 외장 배터리(103)를 더 이상 충전시킬 수 없게 된다.However, when the
제2 센서(102)는 외장 배터리(103)로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정한다. 그리고, 상기 측정된 전압 및 전류값을 전력 송신 제어부(105)에 전송한다. 전력 송신 제어부(105)는 상기 외장 배터리(103)의 전압 및 전류값을 전송받아, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한지 판단한다. 만약, 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우에는(S508), 외장 배터리(103)의 잔량 부족 사실을 사용자에게 알려준다(S509). 사용자에게 외장 배터리(103)의 잔량 부족 사실을 알릴 때에는 램프의 점등 또는 경고음 등 청각적 또는 시각적으로 알림이 출력되어 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 한다.The
예를 들어, 무선 충전기(10)가 탈거된 상태에서 외장 배터리(103)의 잔량이 부족한 경우에는, 빨간색의 램프가 계속적으로 점등되어 있거나, 점멸될 수 있다. 또는, 시끄러운 경고음이 계속적으로 발생할 수 있다. 즉, 사용자에게 외장 배터리(103)의 잔량 부족 사실을 직관적으로 알릴 수 있다면, 다양한 방법을 사용할 수 있다.For example, when the remaining amount of the
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
1: 무선 전력 송신 장치
2: 무선 전력 수신 장치
10: 무선 충전기
11: 전력 공급부
21: 전력 수신부
22: 전력 수신 제어부
23: 통신부
24: 충전부
25: 배터리
101: 제1 센서
102: 제2 센서
103: 외장 배터리
104: 전력 송신부
105: 전력 송신 제어부
106: 통신부
111: 제1 컨버터
112: 제2 컨버터
113: 전력 공급 제어부
114: 통신부
211: 수신 코일
212: 공진 형성부
213: 정류기
214: 전력 센싱부
1041: 인버터
1042: 전력 센싱부
1043: 공진 형성부
1044: 송신 코일1: wireless power transmission device 2: wireless power reception device
10: Wireless charger 11: Power supply
21: power receiving unit 22: power receiving control unit
23: communication unit 24:
25: Battery 101: First sensor
102: second sensor 103: external battery
104: power transmission unit 105: power transmission control unit
106: communication unit 111: first converter
112: second converter 113: power supply control unit
114: communication unit 211: receiving coil
212: Resonator 213: Rectifier
214: Power sensing unit 1041: Inverter
1042: power sensing unit 1043: resonance forming unit
1044: Transmission coil
Claims (18)
상기 전력 공급부로부터 탈부착되며, 상기 전력 공급부로부터 전력을 공급받아 전자 기기를 무선으로 충전시키는 무선 충전기;
상기 무선 충전기에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거되는 경우, 상기 전자 기기를 무선으로 충전시키는 전력 송신부에 전력을 공급하는 외장 배터리;
상기 전력 공급부에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 전력 송신부에 전력을 공급하는 제1 컨버터; 및
상기 전력 공급부에 포함되어, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 외장 배터리에 전력을 공급하는 제2 컨버터를 포함하는 무선 전력 송신 장치.A power supply unit for transforming power supplied from a vehicle battery installed in the vehicle;
A wireless charger detachably attached to the power supply unit and receiving power from the power supply unit to charge the electronic device wirelessly;
An external battery included in the wireless charger, for supplying power to a power transmitting unit that wirelessly charges the electronic device when the wireless charger is detached from the power supplying unit;
A first converter included in the power supply unit to supply power to the power transmission unit when the wireless charger is mounted on the power supply unit; And
And a second converter included in the power supply unit and supplying power to the external battery when the wireless charger is mounted on the power supply unit.
상기 제1 및 제2 컨버터는,
같은 직류 전압에서 크기를 변환하는 직류-직류 컨버터인 무선 전력 송신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second converters comprise:
A direct current-to-DC converter that converts magnitude at the same DC voltage.
상기 전력 공급부는,
상기 제1 및 제2 컨버터를 제어하는 전력 공급 제어부를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.The method according to claim 1,
The power supply unit includes:
And a power supply control unit for controlling the first and second converters.
상기 무선 충전기는,
상기 제1 컨버터로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제1 센서를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.The method of claim 3,
The wireless charger includes:
Further comprising a first sensor for measuring a voltage and a current of power supplied from the first converter.
상기 무선 충전기는,
상기 제1 센서로부터 상기 측정된 전압, 전류값 및 상기 전력 송신부로부터 전력 정보를 전송받아 상기 제1 컨버터의 출력 전압의 승압 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.5. The method of claim 4,
The wireless charger includes:
And a power transmission controller for receiving the measured voltage and current value from the first sensor and the power information from the power transmitter to determine whether to increase the output voltage of the first converter.
상기 전력 송신 제어부가 상기 제1 컨버터의 전력 승압이 필요한 것으로 판단한 경우,
상기 전력 송신 제어부는,
상기 전력 공급 제어부에 전력 승압 신호를 전송하고,
상기 전력 공급 제어부는,
상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 상기 제1 컨버터를 제어하여 상기 제1 컨버터의 출력 전압을 승압시키는, 무선 전력 송신 장치.6. The method of claim 5,
When the power transmission control unit determines that power up of the first converter is necessary,
Wherein the power transmission control unit comprises:
A power up signal is transmitted to the power supply control unit,
The power supply control unit,
And controls the first converter to boost the output voltage of the first converter when the power up signal is received.
상기 전력 공급 제어부는,
상기 차량의 스마트키가 송신하는 사용자 명령 신호를 수신하면, 상기 전자 기기의 충전을 일시적으로 정지시키는, 무선 전력 송신 장치.The method of claim 3,
The power supply control unit,
And temporarily stops charging the electronic device when receiving the user command signal transmitted by the smart key of the vehicle.
상기 무선 충전기는,
상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착되는 경우, 상기 외장 배터리로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제2 센서를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.The method of claim 3,
The wireless charger includes:
And a second sensor for measuring a voltage and a current of electric power supplied from the external battery when the wireless charger is mounted on the electric power supply unit.
상기 무선 충전기는,
상기 제2 센서로부터 상기 측정된 전압 및 전류값을 전송받아 상기 외장 배터리의 잔량 부족 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.9. The method of claim 8,
The wireless charger includes:
And a power transmission controller for receiving the measured voltage and current value from the second sensor and determining whether the remaining capacity of the external battery is insufficient.
상기 전력 송신 제어부가 상기 상기 외장 배터리의 잔량이 부족한 것으로 판단한 경우,
상기 전력 송신 제어부는,
상기 전력 공급 제어부에 전력 승압 신호를 전송하는, 무선 전력 송신 장치.10. The method of claim 9,
When the power transmission control unit determines that the remaining amount of the external battery is insufficient,
Wherein the power transmission control unit comprises:
And transmits the power up signal to the power supply control unit.
상기 전력 공급 제어부는,
상기 전력 승압 신호를 전송받으면, 상기 제2 컨버터를 제어하여 상기 제2 컨버터의 출력 전압을 승압시키는, 무선 전력 송신 장치.11. The method of claim 10,
The power supply control unit,
And when the power up signal is received, controls the second converter to step up the output voltage of the second converter.
상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 경우,
상기 전자 기기는,
상기 외장 배터리로부터 공급된 전력으로 충전되는, 무선 전력 송신 장치.The method according to claim 1,
When the wireless charger is removed from the power supply,
The electronic device includes:
And is charged with electric power supplied from the external battery.
상기 무선 충전기는,
상기 외장 배터리로부터 공급되는 전력의 전압 및 전류를 측정하는 제2 센서를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.13. The method of claim 12,
The wireless charger includes:
And a second sensor for measuring a voltage and a current of electric power supplied from the external battery.
상기 무선 충전기는,
상기 제2 센서로부터 상기 측정된 전압 및 전류값을 전송받아 상기 외장 배터리의 잔량 부족 여부를 판단하는 전력 송신 제어부를 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.14. The method of claim 13,
The wireless charger includes:
And a power transmission controller for receiving the measured voltage and current value from the second sensor and determining whether the remaining capacity of the external battery is insufficient.
상기 전력 송신 제어부가 상기 상기 외장 배터리의 잔량이 부족한 것으로 판단한 경우,
상기 전력 송신 제어부는,
상기 외장 배터리의 잔량 부족 알림을 표시하는, 무선 전력 송신 장치.15. The method of claim 14,
When the power transmission control unit determines that the remaining amount of the external battery is insufficient,
Wherein the power transmission control unit comprises:
And displays a remaining power shortage notification of the external battery.
상기 전력 공급부는,
상기 차량으로 상기 무선 충전기의 장착 여부를 알리는 전력 공급 제어부를 포함하는, 무선 전력 송신 장치.The method according to claim 1,
The power supply unit includes:
And a power supply control unit for informing the vehicle whether or not the wireless charger is mounted.
상기 전력 공급 제어부는,
상기 무선 충전기와 통신을 수행할 수 없으면, 상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 것으로 판단하는, 무선 전력 송신 장치.17. The method of claim 16,
The power supply control unit,
And determines that the wireless charger is detached from the power supply unit if communication with the wireless charger can not be performed.
상기 차량은,
상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부에 장착된 경우, 상기 무선 충전기의 장착 알림을 표시하고,
상기 무선 충전기가 상기 전력 공급부로부터 탈거된 경우, 상기 무선 충전기의 탈거 알림을 표시하는, 무선 전력 송신 장치.17. The method of claim 16,
The vehicle includes:
When the wireless charger is mounted on the power supply unit, displays a mounting notification of the wireless charger,
And displays an announcement of the removal of the wireless charger when the wireless charger is removed from the power supply.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160183789A KR101968092B1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | The Apparatus For Transmitting Wireless Power |
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| KR1020160183789A KR101968092B1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | The Apparatus For Transmitting Wireless Power |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3903405A4 (en) * | 2019-02-19 | 2022-02-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device for wirelessly charging external device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110040622A (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-20 | 주식회사 뉴빛 | Portable charging case for mobile phone |
| KR20140089972A (en) * | 2013-01-08 | 2014-07-16 | 나도진 | Portable charging equipment with battery |
| KR101436063B1 (en) | 2012-10-18 | 2014-08-29 | (주)기술과가치 | Wiress Power Transmission Apparatus |
| KR20150117005A (en) | 2014-04-09 | 2015-10-19 | (주)기술과가치 | Flexible wireless power collection apparatus |
-
2016
- 2016-12-30 KR KR1020160183789A patent/KR101968092B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110040622A (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-20 | 주식회사 뉴빛 | Portable charging case for mobile phone |
| KR101436063B1 (en) | 2012-10-18 | 2014-08-29 | (주)기술과가치 | Wiress Power Transmission Apparatus |
| KR20140089972A (en) * | 2013-01-08 | 2014-07-16 | 나도진 | Portable charging equipment with battery |
| KR20150117005A (en) | 2014-04-09 | 2015-10-19 | (주)기술과가치 | Flexible wireless power collection apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3903405A4 (en) * | 2019-02-19 | 2022-02-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device for wirelessly charging external device |
| US11569686B2 (en) | 2019-02-19 | 2023-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device for wirelessly charging external device |
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| KR101968092B1 (en) | 2019-04-11 |
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