KR20180106217A - Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same - Google Patents

Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same Download PDF

Info

Publication number
KR20180106217A
KR20180106217A KR1020170034013A KR20170034013A KR20180106217A KR 20180106217 A KR20180106217 A KR 20180106217A KR 1020170034013 A KR1020170034013 A KR 1020170034013A KR 20170034013 A KR20170034013 A KR 20170034013A KR 20180106217 A KR20180106217 A KR 20180106217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
power
power transmission
mode
changeover switch
Prior art date
Application number
KR1020170034013A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이기태
Original Assignee
주식회사 케이더파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이더파워 filed Critical 주식회사 케이더파워
Priority to KR1020170034013A priority Critical patent/KR20180106217A/en
Publication of KR20180106217A publication Critical patent/KR20180106217A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/05—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using capacitive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H02J7/025—
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a device for transmitting and receiving wireless power to selectively use wireless power transmission mode and reception modes as necessary with a wireless charging device, and an electronic terminal, an auxiliary battery, and an auxiliary apparatus of electronic terminal having the same. The apparatus for transmitting and receiving wireless power according to the present invention includes: an antenna for transmitting power wirelessly in a power transmission mode and receiving power wirelessly in a power reception mode; a changeover switch connected to the antenna and switching a circuit path of the antenna; an impedance matching part for matching an impedance at the time of wireless power transmission or reception of the antenna; an amplifier connected to the changeover switch; a rectifier connected to the changeover switch; and a control part for performing processing for the power transmission mode and the power reception mode.

Description

무선 전력 송수신 장치 그리고 이를 구비하는 전자 단말기, 보조 배터리 및 전자단말 보조기기{DEVICE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING WIRELESS POWER, AND ELECTRONIC TERMINAL, AUXILIARY BATTERY, AUXILIARY APPARATUS WITH THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power transmission / reception device, and an electronic terminal, an auxiliary battery, and an auxiliary device for an electronic terminal having the wireless power transmission /

본 발명은 무선 전력 송수신 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 안테나를 통해 필요에 따라 무선으로 전력을 송신하거나 또는 수신할 수 있는 무선 전력 송수신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wireless power transceiver, and more particularly, to a wireless power transceiver capable of wirelessly transmitting or receiving power as needed via one antenna.

무선 충전 시스템은 전기 에너지를 무선으로 전송하는 무선전력 전송장치와 이 무선전력 전송장치로부터 전기에너지를 수신하는 무선전력 수신장치로 구분된다.A wireless charging system is divided into a wireless power transmission device for wirelessly transmitting electric energy and a wireless power reception device for receiving electric energy from the wireless power transmission device.

무선으로 전기 에너지를 전달하는 방식은, 전기 에너지를 전달하는 원리에 따라 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 및 전자기파 방식으로 구분할 수 있다.The method of transmitting electric energy by radio can be classified into a magnetic induction method, a magnetic resonance method and an electromagnetic wave method according to the principle of transferring electric energy.

자기 유도 방식은 송신부 코일과 수신부 코일 사이에서 전기가 유도되는 현상을 이용하여 전기 에너지를 전달하는 방식이다.The magnetic induction method is a method of transferring electrical energy using a phenomenon in which electricity is induced between a transmitting coil and a receiving coil.

자기 공진 방식은 송신부 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신부 코일에 에너지가 집중적으로 전달되는 방식이다.The self-resonance method generates a magnetic field that oscillates at a resonant frequency in a transmitter coil, and energy is intensively transmitted to a receiver coil designed at the same resonant frequency.

무선으로 에너지를 수신하는 무선 전력 수신장치는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.A wireless power receiving apparatus that receives energy wirelessly may be driven directly by the received wireless power, or may be powered by the charged power by charging the battery using the received wireless power.

결국, 종래 무선 충전 시스템은 스마트폰 등의 전자기기에 무선 전력 수신 모듈(RX)이 탑재되고, 이와 별도의 무선 충전기에 무선 전력 송신 모듈(Tx)이 탑재되어, 전자기기는 전력을 수신하기만 하는 것이 통상적이다.In the conventional wireless charging system, a wireless power receiving module (RX) is mounted on an electronic device such as a smart phone, and a wireless power transmitting module (Tx) is mounted on a separate wireless charger. Lt; / RTI >

결국, 종래 무선 전력 송수신 시스템에 따르면, 전자기기가 무선 전력 수신이 가능하면서 필요시 무선 전력 송신 모드로 전환하여 또 다른 전자 기기(예컨대, 스마트폰, 웨어러블 디바이스 등)에 대하여 무선 충전기로 기능할 수 있는 무선 전력 송수신 통합 기능은 전무한 실정이다.As a result, according to the conventional wireless power transmission / reception system, the electronic device can receive wireless power and can switch to a wireless power transmission mode when necessary and function as a wireless charger for another electronic device (e.g., smart phone, wearable device, There is no integrated wireless power transmission / reception function.

선행특허 1. 한국공개특허 제2012-0134030호 (공개일: 2012.12.11)Prior Patent 1. Korean Patent Publication No. 2012-0134030 (Published on December 12, 2012) 선행특허 2. 한국공개특허 제2013-0087708호 (공개일: 2013.08.07)Prior Patent 2. Korean Patent Publication No. 2013-0087708 (Publication Date: 2013.08.07)

본 발명은 상기와 같은 종래 무선 충전 시스템의 한계를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 무선 충전 장치로 필요에 따라 무선 전력 송신 모드와 수신 모드를 선택적 전환 사용할 수 있는 무선 전력 송수신 장치 그리고 이를 구비하는 전자 단말기, 보조 배터리 및 전자단말 보조기기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wireless charging device capable of selectively switching between a wireless power transmission mode and a reception mode, And an electronic terminal, an auxiliary battery, and an electronic terminal auxiliary device having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 전력 송수신 장치는, 전력 송신 모드시 무선으로 전력을 송신하고, 전력 수신 모드시 무선으로 전력을 수신하는 안테나; 상기 안테나에 연결되어 상기 안테나의 회로 경로를 절환하는 전환 스위치; 상기 안테나의 무선 전력 송신 또는 수신시 임피던스를 매칭시키기 위한 임피던스 매칭부; 상기 전환 스위치와 연결되는 증폭기; 상기 전환 스위치와 연결되는 정류기; 상기 전력 송신 모드와 상기 전력 수신 모드를 위한 처리를 수행하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission / reception apparatus including: an antenna for transmitting power wirelessly in a power transmission mode and receiving power wirelessly in a power reception mode; A switch connected to the antenna for switching a circuit path of the antenna; An impedance matching unit for matching an impedance at the time of wireless power transmission or reception of the antenna; An amplifier connected to the changeover switch; A rectifier connected to the changeover switch; And a controller for performing processing for the power transmission mode and the power reception mode.

상기 제어부는, 전력 송신 모드시, 전환 스위치를 제어하여 안테나가 증폭기와 전기적으로 연결되게 함으로써 안테나를 전력 송신 안테나로 기능시키고, 전력 수신 모드시, 전환 스위치를 제어하여 안테나가 정류기와 전기적으로 연결되도록 함으로써 안테나를 전력 수신 안테나로 기능시키도록 구성된다.In the power transmission mode, the control unit controls the changeover switch so that the antenna is electrically connected to the amplifier so that the antenna functions as a power transmission antenna. In the power reception mode, the control unit controls the switch so that the antenna is electrically connected to the rectifier. So that the antenna functions as a power receiving antenna.

그리고, 제어부는 안테나를 통해 인식되는 임피던스, 유기전압, 무선충전 통신 및 무선충전 주파수 중 적어도 어느 하나를 피드백 신호로 사용하여, 상기 피드백 신호의 감지시 전력 송신 모드 또는 전력 수신 모드를 활성화시키도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to use at least one of the impedance, the induced voltage, the wireless charging communication, and the wireless charging frequency recognized through the antenna as a feedback signal to activate the power transmission mode or the power receiving mode upon sensing the feedback signal .

또한, 제어부는 상기 피드백 신호의 감지시 전력 수신 모드를 활성화하여 전기에너지의 유입 여부를 판별하고, 상기 판별 결과 전기에너지의 유입이 없을 시 전력 송신 모드를 활성화하여 전력을 송신하도록 처리하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to activate the power reception mode when the feedback signal is sensed to discriminate whether or not the electric energy is introduced, and to process the electric power transmission mode by activating the electric power transmission mode when there is no inflow of electric energy have.

또한, 제어부는 전자 단말기에 탑재된 애플리케이션 프로그램에 의해 선택된 모드에 따라 전력 송신 모드와 전력 수신 모드 중 어느 하나를 활성화시키도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to activate either the power transmission mode or the power reception mode according to the mode selected by the application program installed in the electronic terminal.

본 발명에 따른 무선 전력 송수신 장치에 의하면, 하나의 안테나와 칩 모듈로 무선 전력 송신 모드(Tx)와 수신 모드(Rx)를 함께 구현할 수 있게 되었다. 이에 따라 본 발명의 무선 전력 송수신 장치를 특히 스마트폰, 노트북 등의 전자 단말기에 탑재하게 되면, 전자 단말기 자체가 충전기 역할을 할 수 있게 되는 효과가 있다.According to the wireless power transmission / reception apparatus of the present invention, a wireless power transmission mode (Tx) and a reception mode (Rx) can be implemented together with one antenna and a chip module. Accordingly, when the wireless power transmitting / receiving device of the present invention is mounted on an electronic terminal such as a smart phone or a notebook computer, the electronic terminal itself can serve as a charger.

즉, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치가 설치된 전자 단말기는 전력 수신 모드를 통해 무선 충전이 가능하면서 동시에 전력 송신 모드를 통해 또 다른 전자 기기(예컨대, 스마트워치와 같은 웨어러블 디바이스, 헤드셋, 스마트폰, 드론 등)에 대한 무선 충전기로 기능할 수 있게 되었다.That is, an electronic terminal equipped with the wireless power transmitting / receiving device of the present invention can wirelessly charge through a power receiving mode, and at the same time, can communicate with another electronic device (e.g., a wearable device such as a smart watch, a headset, Etc.) as a wireless charger.

만약, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치를 보조 배터리에 적용할 경우, 보조 배터리 자체의 무선 충전, 타 전자 단말로의 무선 전력 송신은 물론 다수 방향 무선 전력 송신 동작이 가능하게 되는 효과가 있다.If the wireless power transmitting / receiving device of the present invention is applied to the auxiliary battery, it is possible to perform wireless charging of the auxiliary battery itself, wireless power transmission to other electronic terminals, and multi-directional wireless power transmission operation.

더 나아가, 멀티 안테나 코일 방식을 적용하게 되면, 무선 전력 수신 모드와 송신 모드를 동시에 수행하거나 또는 하나의 모드만을 수행하도록 제어할 수 있게 된다.Furthermore, when the multi-antenna coil system is applied, the wireless power receiving mode and the transmission mode can be performed simultaneously or only one mode can be controlled.

도 1은 본 발명에 따른 무선 전력 송수신 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to the present invention;
2 is a block diagram showing a circuit configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to a first embodiment of the present invention;
3 is a block diagram showing a circuit configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to a second embodiment of the present invention;
4 is a block diagram showing a circuit configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to a third embodiment of the present invention;
5 is a block diagram showing a circuit configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to a fourth embodiment of the present invention;

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.Also, in the present specification, the term " above or above "means to be located above or below the object portion, and does not necessarily mean that the object is located on the upper side with respect to the gravitational direction. It will also be understood that when an element such as a region, plate, or the like is referred to as being "above or above another portion ", this applies not only to the presence or spacing of another portion & And the like.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, in this specification, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 무선 전력 송수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전력 송수신 장치는 안테나(10), 전환 스위치(20), 임피던스 매칭부(30), 증폭기(40), 정류기(50), 및 제어부(70)를 포함하고, 전압 컨디셔닝부(60), 레귤레이터(80) 및 전력부(90)를 더 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power transceiver according to the present invention. 1, the wireless power transceiver according to the present invention includes an antenna 10, a changeover switch 20, an impedance matching unit 30, an amplifier 40, a rectifier 50, and a controller 70 And may further include a voltage conditioner 60, a regulator 80, and a power unit 90.

안테나(10)는 전력 송신 모드시 무선으로 전력을 송신하고, 전력 수신 모드시 무선으로 전력을 수신하는 구성으로서, 통상의 무선 충전 장치와 마찬가지로 코일 형태로 이루어질 수 있다.The antenna 10 is configured to transmit power wirelessly in a power transmission mode and wirelessly receive power in a power reception mode, and may be in the form of a coil like a conventional wireless charging device.

전환 스위치(20)는 안테나(10)에 연결되어 안테나(10)의 회로 경로를 절환하기 위한 소자로서, 전력 수신 모드와 송신 모드에 따라 절환 동작이 제어된다. 전환 스위치(20)는 실시예에 따라 단일 또는 복수 개로 구성될 수 있다.The changeover switch 20 is an element for switching the circuit path of the antenna 10 by being connected to the antenna 10, and the switching operation is controlled according to the power reception mode and the transmission mode. The changeover switch 20 may be constituted by a single or a plurality of switches according to the embodiment.

임피던스 매칭부(30)는 안테나(10)의 무선 전력 송신 또는 수신시, 입출력단 임피던스를 매칭시키기 위한 구성으로서, 구현예에 따라 단일 또는 복수 개로 구성될 수 있다.The impedance matching unit 30 is configured to match the input / output impedance at the time of wireless power transmission or reception of the antenna 10, and may have a single or a plurality of impedance matching units according to an embodiment.

임피던스 매칭부(30)는 타 장치와 무선 전력 송수신 시, 타 장치와의 거리 변화 등으로 인한 임피던스 변화에 따라 최적의 안테나 매칭값으로 변경함으로써 최대 효율값으로 조절하도록 기능한다.The impedance matching unit 30 adjusts the impedance matching unit 30 to a maximum efficiency value by changing the impedance matching unit 30 to an optimum antenna matching value in accordance with a change in impedance due to a change in distance between the device and another device during wireless power transmission and reception.

일 실시예에 따르면, 임피던스 매칭부(30)는 가변 캐패시터부를 이용하여 임피던스를 산출하고, 산출된 임피던스에 따라 가변 캐패시터부의 캐패시턴스를 조절하여 임피던스 매칭을 수행하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment, the impedance matching unit 30 may be configured to calculate the impedance using the variable capacitor unit, and adjust the capacitance of the variable capacitor unit according to the calculated impedance to perform the impedance matching.

증폭기(40)는 무선 전력 송신 모드시 입력전압을 증폭하여 출력시키고 직류(DC)를 교류(AC)로 역변환하기 위한 것으로서 전환 스위치(20)와 연결되도록 구성된다.The amplifier 40 is configured to be connected to the changeover switch 20 for amplifying and outputting the input voltage in the wireless power transmission mode and reversing the direct current (DC) to alternating current (AC).

정류기(50)는 무선 전력 수신 모드시 안테나(10)를 통해 공급되는 교류(AC) 전력에서 직류(DC) 전력을 얻기 위해 수신 전력을 정류하는 구성으로서 전환 스위치(20)와 연결되도록 구성된다.The rectifier 50 is configured to be connected to the changeover switch 20 in a configuration for rectifying the received power to obtain direct current (DC) power at the alternating current (AC) power supplied through the antenna 10 in the wireless power receiving mode.

제어부(70)는 후술할 피드백 신호(15)의 감지 또는 애플리케이션 프로그램에 의한 명령을 조건으로 하여 전력 송신 모드와 전력 수신 모드 중 어느 하나를 결정하고 해당 모드를 실행하기 위한 처리를 수행한다.The control unit 70 determines either the power transmission mode or the power reception mode on the basis of the detection of the feedback signal 15 or an instruction by the application program, which will be described later, and performs processing for executing the corresponding mode.

전압 컨디셔닝부(60)는 안테나(10)를 통해 수신되는 전력의 전압을 변환하여 필요전압에 적합하도록 조정하는 구성이다. 참고로, 상기 필요전압이란 전자 단말기의 충전전압 내지 구동전압(사용전압)이거나, 또는 보조 배터리의 충전전압일 수 있다. 예컨대 상기 필요전압이 스마트폰 또는 보조 배터리의 충전전압이라면 전압 컨디셔닝부(60)는 수신 전력의 전압을 5V로 맞춰주도록 구성될 수 있다.The voltage conditioner 60 is configured to convert the voltage of the power received through the antenna 10 and adjust it to fit the required voltage. For reference, the required voltage may be a charging voltage, a driving voltage (use voltage) of the electronic terminal, or a charging voltage of the auxiliary battery. For example, if the required voltage is the charging voltage of the smartphone or the auxiliary battery, the voltage conditioner 60 may be configured to adjust the voltage of the received power to 5V.

레귤레이터(80)는 제어부(70)로 공급되는 전력을 변환하기 위한 구성으로서, 예컨대 배터리셀 또는 어댑터로부터 입력되는 직류전압을 강압하여 제어부(70) 측으로 출력하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레귤레이터(80)는 LDO(Low Drop Output Regulator) 또는 DC-DC 컨버터(Conveter)로 구성하여 안정적인 출력 전압을 유지하도록 구성할 수 있다.The regulator 80 is configured to convert the power supplied to the controller 70, for example, to lower the DC voltage input from the battery cell or the adapter and output it to the controller 70 side. According to an embodiment, the regulator 80 may be configured as a low drop output regulator (LDO) or a DC-DC converter (Conveter) to maintain a stable output voltage.

전력부(90)는 배터리셀, 어댑터 또는 전자 단말기 로드(Load) 중 어느 하나일 수 있다. 배터리셀은 전력 수신 모드시 안테나(10)를 통해 공급되는 전력을 저장하고, 전력 송신 모드시 외부로 전송할 전력을 제공하는 구성이다. 또한, 배터리셀은 제어부(70)의 구동에 필요한 전원을 제공할 수도 있다.The power unit 90 may be any one of a battery cell, an adapter, and an electronic terminal load. The battery cell stores the power supplied through the antenna 10 in the power receiving mode and provides power to be transmitted to the outside in the power transmitting mode. In addition, the battery cell may provide a power source necessary for driving the control unit 70.

한편, 전술한 배터리셀 대신 어댑터를 통해 공급되는 가정용 전원이 전력 송신 내지 제어부(70) 구동을 위한 전력 공급원으로 기능할 수도 있다. 상기 경우 무선 전력 송수신 장치는 어댑터와 연결된다.Alternatively, the household power source supplied through the adapter may function as a power source for driving the power transmission / control unit 70, instead of the battery cell. In this case, the wireless power transceiver is connected to the adapter.

이하에서는, 전술한 구성을 갖는 무선 전력 송수신 장치의 사용 양태에 따른 구체적인 구현예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a specific implementation example according to the usage of the wireless power transmitting / receiving apparatus having the above-described configuration will be described in detail.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도이다. 참고로, 제1 실시예는 본 발명의 무선 전력 송수신 장치를 전자 단말기 또는 보조 배터리에 적용시의 사용양태일 수 있다. 여기서, 상기 전자 단말기란 예컨대 스마트폰, 태블릿PC 등과 같은 휴대 단말기 내지 노트북 등의 전자기기일 수 있고, 상기 보조 배터리란 전자 단말기와 별개로 구비되어 해당 전자 단말기에 전력을 공급해주는 휴대용 충전기일 수 있다.2 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a wireless power transceiver according to a first embodiment of the present invention. For reference, the first embodiment can be a mode of use when the wireless power transmitting / receiving device of the present invention is applied to an electronic terminal or an auxiliary battery. Here, the electronic terminal may be, for example, a portable terminal such as a smart phone or a tablet PC, or an electronic device such as a notebook computer. The auxiliary battery may be a portable charger provided separately from the electronic terminal and supplying power to the electronic terminal .

도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 안테나(10), 임피던스 매칭부(30), 전환 스위치(20), 증폭기(40), 정류기(50), 제어부(70), 전압 컨디셔닝부(60), 레귤레이터(80), 및 전력부(90)를 포함하고, 안테나(10), 전환 스위치(20), 임피던스 매칭부(30)는 단일 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.2, the wireless power transmitting / receiving apparatus according to the first embodiment includes an antenna 10, an impedance matching unit 30, a changeover switch 20, an amplifier 40, a rectifier 50, a controller 70, A voltage regulating unit 60, a regulator 80 and an electric power unit 90. The antenna 10, the changeover switch 20 and the impedance matching unit 30 have a single structure.

구체적으로, 안테나(10)는 임피던스 매칭부(30)와 연결되고, 임피던스 매칭부(30)는 전환 스위치(20)와 연결되어, 안테나(10)와 전환 스위치(20) 사이에 임피던스 매칭부(30)가 개재되어 있는 회로 구조로 구성된다.More specifically, the antenna 10 is connected to the impedance matching unit 30, and the impedance matching unit 30 is connected to the changeover switch 20 to provide an impedance matching unit (not shown) between the antenna 10 and the changeover switch 20 30 are interposed.

전환 스위치(20)는 절환동작에 의해 증폭기(40)와 정류기(50) 간에 선택적 연결될 수 있도록 구성된다. 그리고 제어부(70)에 의한 절환 제어를 통해, 전력 송신 모드시에는 증폭기(40)와 연결되고, 전력 수신 모드시에는 정류기(50)와 연결되도록 구성된다.The changeover switch 20 is configured to be selectively connected between the amplifier 40 and the rectifier 50 by a switching operation. The control unit 70 is connected to the amplifier 40 in the power transmission mode and to the rectifier 50 in the power reception mode through the switching control.

제어부(70)는 전환 스위치(20), 증폭기(40), 정류기(50), 전압 컨디셔닝부(60)와 연결되어, 전력 수신 모드와 전력 송신 모드에 필요한 처리를 수행하도록 구성되며, 이는 전환 스위치(20)의 절환동작 및 이에 따른 증폭기(40) 내지 정류기(50)의 동작 제어를 통해 이루어진다.The control unit 70 is connected to the changeover switch 20, the amplifier 40, the rectifier 50 and the voltage conditioner 60 so as to perform processing required for the power receiving mode and the power transmitting mode, (20) and the operation control of the amplifiers (40) to the rectifier (50).

또한, 제어부(70)는 피드백 신호(15)로 이용하여 전력 송신 모드 또는 상기 전력 수신 모드를 활성화시키는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 '피드백 신호(15)'란 본 발명의 무선 전력 송수신 장치에 또 다른 장치(리시버(Receiver) 또는 트랜스미터 (Trandsmitter))가 접근시 유발되는 신호를 의미한다.Further, the control unit 70 uses the feedback signal 15 to activate the power transmission mode or the power reception mode. Here, the 'feedback signal (15)' refers to a signal generated when another device (a receiver or a transmitter) accesses the wireless power transmission / reception device of the present invention.

피드백 신호(15)는 안테나(10)의 임피던스 변화, 안테나(10)에 유기되는 파워(전압/전류)량, 상기 리시버 또는 트랜스미터와의 무선충전 통신 및 무선충전 주파수 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 피드백 신호(15) 중 주파수의 경우, 무선 전력 송수신 방식이 WPC (Wireless Power Consortium) 방식일 경우 100 ~ 200 KHz 대역 주파수를 의미하고, 자기공명 방식일 경우 수 MHz에서 수집 MHz 대역의 주파수를 의미한다.The feedback signal 15 may be at least one of impedance variation of the antenna 10, power (voltage / current) amount induced in the antenna 10, wireless communication with the receiver or transmitter, and wireless charging frequency. In the case of the frequency of the feedback signal 15, it refers to a frequency of 100 to 200 KHz when the wireless power transmission / reception scheme is a WPC (Wireless Power Consortium) scheme, and a frequency of the acquisition MHz band at several MHz when it is a magnetic resonance scheme .

전력부(90)는 전력 수신 모드시 안테나(10)를 통해 공급되는 전력을 저장하고, 전력 송신 모드시 외부로 전송할 전력을 제공하는 구성으로서, 배터리셀 및(또는) 어댑터를 포함할 수 있다. 무선 전력 송수신 장치가 전자 단말기에 탑재된 경우라면, 전력부(90)는 전력 수신 모드에서 리시버(즉, 전자 단말기)의 로드(Load)일 수 있고, 상기 로드는 전자 단말기의 충전전압 내지 구동전압일 수 있다.The power unit 90 may include a battery cell and / or an adapter, which stores power supplied via the antenna 10 in the power receiving mode and provides power to be transmitted to the outside in the power transmitting mode. The power section 90 may be a load of a receiver (i.e., an electronic terminal) in a power receiving mode, and the load may be a load voltage of the electronic terminal or a driving voltage Lt; / RTI >

한편, 제어부(70)는 전력부(90)의 배터리셀 또는 어댑터로부터 전원을 공급받도록 구성되고, 이때 배터리셀 또는 어댑터로부터 공급되는 직류전류는 레귤레이터(80)를 통해 적정 전압으로 변환된 후 제어부(70) 측으로 출력된다.Meanwhile, the controller 70 is configured to receive power from a battery cell or an adapter of the power unit 90. At this time, the DC current supplied from the battery cell or the adapter is converted into an appropriate voltage through the regulator 80, 70).

전압 컨디셔닝부(60)는 안테나(10)를 통해 수신된 후 정류기(50)를 통해 정류 과정을 거친 수신 전력의 전압을 조정하여 전력부(90)에 적합한 전압으로 맞춰주는 기능을 한다.The voltage conditioner 60 adjusts the voltage of the received power that has been rectified through the rectifier 50 after being received through the antenna 10, and adjusts the received power to a voltage suitable for the power unit 90.

이하에서는 전술한 제1 실시예의 구성을 통해, 무선 전력 송신 모드와 수신 모드를 모두 수행하기 위한 구체적 처리 과정에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a specific processing procedure for performing both the wireless power transmission mode and the reception mode will be described through the configuration of the first embodiment described above.

무선 전력의 송신 또는 수신이 없는 대기 상태에서, 제어부(70)가 임피던스, 유기전압, 무선충전 통신 및 무선충전 주파수 중 적어도 어느 하나의 피드백 신호(15)를 인식하면, 전력 송신 모드와 전력 수신 모드 중 어느 하나를 결정한다.When the control unit 70 recognizes at least one of the feedback signal 15 of the impedance, the induced voltage, the wireless charging communication, and the wireless charging frequency in the standby state without the transmission or reception of the wireless power, Is determined.

일 실시예에 따르면, 제어부(70)가 피드백 신호(15)를 감지하면, 전환 스위치(20)를 제어하여 안테나(10)가 정류기(50)와 전기적으로 연결되도록 함으로써 안테나(10)를 전력 수신 안테나(10)로 기능시키는 전력 수신 모드를 활성화시킨다.The control unit 70 controls the changeover switch 20 so that the antenna 10 is electrically connected to the rectifier 50 so that the antenna 10 is powered And activates a power receiving mode for functioning as the antenna 10.

그리고 전력 수신 모드가 활성화된 상태에서, 제어부(70)는 전압 및 전류 등의 전기 에너지가 유입되는지 여부를 판별한다.In a state in which the power receiving mode is activated, the controller 70 determines whether or not electric energy such as a voltage and a current flows.

상기 판별 결과 전기 에너지의 유입이 있으면, 전력 수신 모드를 유지시킨다. 전력 수신 모드가 활성 및 진행되면, 안테나(10)를 통해 수신되는 전기에너지는 임피던스 매칭부(30)에 의한 매칭값 변경을 통해 최대 효율값으로 전력을 수신하게 된다. 그리고, 수신 전력은 정류기(50)를 통해 AC-DC 변환 과정을 거치며 정류되고, 전압 컨디셔닝부(60)에 의해 필요전압에 적합한 전압으로 조정된 후 전력부(90) 측으로 출력된다. 전력부(90)가 배터리셀이라면 수신 전력은 충전전압 레벨로 조정된 후 배터리셀에 입력 저장되고, 전력부(90)가 전자단말의 사용전압 로드라면 사용전압 레벨로 조정된 후 로드 측에 제공될 수 있다.As a result of the determination, if there is an inflow of electric energy, the power reception mode is maintained. When the power receiving mode is activated and progressed, the electric energy received through the antenna 10 receives the power at the maximum efficiency value through the matching value change by the impedance matching unit 30. [ The received power is rectified through the AC-DC conversion process through the rectifier 50, adjusted to a voltage suitable for the required voltage by the voltage conditioner 60, and then output to the power unit 90 side. If the power unit 90 is a battery cell, the received power is adjusted to the charging voltage level and then stored in the battery cell. If the power unit 90 is the voltage used for the electronic terminal, .

한편, 상기 판별 결과 전기 에너지의 유입이 없으면, 제어부(70)는 전환 스위치(20)를 절환동작시켜 안테나(10)가 증폭기(40)와 전기적으로 연결되게 함으로써 안테나(10)를 전력 송신 안테나로 기능시키는 전력 송신 모드를 활성화시킨다.If the determination result shows that no electric energy has been input, the controller 70 switches the changeover switch 20 to electrically connect the antenna 10 to the amplifier 40, thereby turning the antenna 10 to the power transmission antenna Activate the functioning power transmission mode.

전력 송신 모드가 활성 및 진행되면, 배터리셀 또는 어댑터로부터 공급되는 전력은 증폭기(40)를 통해 증폭 및 DC-AC 역변환 과정을 거친 후, 임피던스 매칭부(30)에 의한 임피던스 매칭 변경을 통해 최대 효율값으로 전력을 무선 송신하게 된다.When the power transmission mode is activated and advanced, the power supplied from the battery cell or the adapter is amplified and DC-AC inverted through the amplifier 40, and then the impedance matching by the impedance matching unit 30 is performed. The power is transmitted wirelessly.

더불어, 무선 전력 송신 모드 진행시, 제어부(70)는 송신 전압, 전류 및 주파수를 모니터링하여 전력이 정상적으로 전송되는지 여부를 감시하도록 구성될 수 있다.In addition, when the wireless power transmission mode is in progress, the controller 70 may be configured to monitor transmission voltage, current, and frequency to monitor whether power is normally transmitted.

상기에서는 제어부(70)의 피드백 신호(15)의 감지시, 전력 수신 모드를 먼저 활성화한 후 전기에너지의 유입 여부에 따라 전력 송신 모드로 전환하도록 구성하였으나, 이와 반대로 구성하여도 동일한 목적을 달성할 수 있음은 물론이다. 즉, 제어부(70)의 피드백 신호(15)의 감지시, 전력 송신 모드를 먼저 활성화한 후 전기에너지의 유출 여부에 따라 전력 수신 모드로 전환하도록 구성할 수 있다.In the above description, when the feedback signal 15 of the controller 70 is sensed, the power receiving mode is activated first and then the power transmission mode is switched according to whether the electric energy is inputted. Of course. That is, when the feedback signal 15 of the controller 70 is sensed, the power transmission mode may be activated first, and then the power reception mode may be switched according to the flow of electrical energy.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도이다. 참고로, 제2 실시예는 본 발명의 무선 전력 송수신 장치를 전자 단말기 또는 보조 배터리에 적용시의 사용양태일 수 있다.3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a wireless power transceiver according to a second embodiment of the present invention. For reference, the second embodiment may be a mode of use when applying the wireless power transmission / reception apparatus of the present invention to an electronic terminal or an auxiliary battery.

제2 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 제1 실시예와 기본적으로 동일하게 이루어지되 임피던스 매칭부(30)와 전환 스위치 구성에 있어 다소 차이가 있다. 이하에서는 그 차이점 위주로 설명하도록 한다.The wireless power transmitting / receiving apparatus according to the second embodiment is basically the same as the first embodiment except that the impedance matching unit 30 and the switching switch configuration are somewhat different from each other. The difference will be explained below.

제2 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 안테나(10)는 전환 스위치(20)와 연결되고, 전환 스위치(20)는 임피던스 매칭부(30)와 연결되어, 안테나(10)와 임피던스 매칭부(30) 사이에 전환 스위치(20)가 개재되어 있는 회로 구조로 구성된다.In the wireless power transmission / reception apparatus according to the second embodiment, the antenna 10 is connected to the changeover switch 20, the changeover switch 20 is connected to the impedance matching unit 30, and the antenna 10 and the impedance matching unit 30 with a changeover switch 20 interposed therebetween.

그리고, 임피던스 매칭부는 제1 임피던스 매칭부(30a)와 제2 임피던스 매칭부(30b)로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다. 제1 임피던스 매칭부(30a)는 전환 스위치(20)와 증폭기(40) 사이에서 이들과 각각 연결되어 전력 송신 모드시 송신 전력의 임피던스 매칭을 수행한다. 그리고 제2 임피던스 매칭부(30b)는 전환 스위치(20)와 정류기(50) 사이에서 이들과 각각 연결되어 전력 수신 모드시 수신 전력의 임피던스 매칭을 수행한다.The impedance matching unit is divided into a first impedance matching unit 30a and a second impedance matching unit 30b. The first impedance matching unit 30a is connected between the changeover switch 20 and the amplifier 40 to perform impedance matching of the transmission power in the power transmission mode. The second impedance matching unit 30b is connected between the changeover switch 20 and the rectifier 50 to perform impedance matching of the received power in the power receiving mode.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도이다. 참고로, 제3 실시예는 본 발명의 무선 전력 송수신 장치를 전자 단말기 또는 보조 배터리에 적용시의 사용양태일 수 있다.4 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a wireless power transceiver according to a third embodiment of the present invention. For reference, the third embodiment may be a mode of use when applying the wireless power transmission / reception apparatus of the present invention to an electronic terminal or an auxiliary battery.

제3 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 제1 실시예와 기본적으로 동일하게 이루어지되 임피던스 매칭부와 전환 스위치 구성에 있어 다소 차이가 있다. 이하에서는 그 차이점 위주로 설명하도록 한다.The wireless power transceiver according to the third embodiment is basically the same as that of the first embodiment except that the impedance matching unit and the switch configuration are somewhat different. The difference will be explained below.

제3 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치는 안테나는 전환 스위치와 연결되고, 전환 스위치는 임피던스 매칭부와 연결되어, 안테나와 임피던스 매칭부 사이에 전환 스위치가 개재되어 있는 회로 구조로 구성된다.The wireless power transmitting / receiving apparatus according to the third embodiment has a circuit structure in which an antenna is connected to a changeover switch, a changeover switch is connected to an impedance matching unit, and a changeover switch is interposed between the antenna and the impedance matching unit.

그리고, 전환 스위치는 안테나(10)에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전환 스위치(20a)와 제2 전환 스위치(20a)로 분리 구성되고, 임피던스 매칭부는 제1 임피던스 매칭부(30a)와 제2 임피던스 매칭부(30b)로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다.The changeover switch is composed of a first changeover switch 20a and a second changeover switch 20a that are independently connected to the antenna 10 and the impedance matching unit is composed of a first impedance matching unit 30a and a second impedance And a matching unit 30b.

제1 전환 스위치(20a)는 제1 임피던스 매칭부(30a)를 경유하여 증폭기(40)와 연결되고, 제2 전환 스위치(20b)는 제2 임피던스 매칭부(30b)를 경유하여 정류기(50)와 연결된다.The first changeover switch 20a is connected to the amplifier 40 via the first impedance matching unit 30a and the second changeover switch 20b is connected to the rectifier 50 via the second impedance matching unit 30b. Lt; / RTI >

제1 임피던스 매칭부(30a)는 제1 전환 스위치(20a)와 증폭기(40) 사이에서 이들과 각각 연결되어 전력 송신 모드시 송신 전력의 임피던스 매칭을 수행한다. 그리고 제2 임피던스 매칭부(30b)는 제2 전환 스위치(20b)와 정류기(50) 사이에서 이들과 각각 연결되어 전력 수신 모드시 수신 전력의 임피던스 매칭을 수행한다. The first impedance matching unit 30a is connected between the first switch 20a and the amplifier 40 to perform impedance matching of the transmission power in the power transmission mode. The second impedance matching unit 30b is connected between the second switch 20b and the rectifier 50 to perform impedance matching of the received power in the power receiving mode.

제3 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 모드시, 제어부(70)는 제1 전환 스위치 (20a)는 온(On)시키고 제2 전환 스위치(20b)는 오프(Off)시킨 후 증폭기(40)를 제어함으로써, 제1 전환 스위치(20a)를 통해 연결되는 안테나(10)를 전력 송신용 안테나로 기능시킨다.According to the third embodiment, in the wireless power transmission mode, the controller 70 turns on the first changeover switch 20a, turns off the second changeover switch 20b, and then turns on the amplifier 40 So that the antenna 10 connected via the first changeover switch 20a functions as an antenna for power transmission.

그리고, 무선 전력 수신 모드시, 제어부(70)는 제1 전환 스위치(20a)는 오프 (Off)시키고, 제2 전환 스위치(20b)는 온(On)시킨 후 정류기(50)를 제어함으로써, 제2 전환 스위치(20b)를 통해 연결되는 안테나(10)를 전력 수신용 안테나로 기능시킨다.In the wireless power receiving mode, the controller 70 controls the rectifier 50 by turning off the first changeover switch 20a and turning on the second changeover switch 20b, 2 changeover switch 20b as an antenna for power reception.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치의 회로구성을 나타낸 블록도로서, 동시에 다수 모드를 진행할 수 있는 멀티 코일 방식에 관한 것이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a wireless power transmission / reception apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and relates to a multi-coil system capable of simultaneously performing multiple modes.

제4 실시예의 무선 전력 송수신 장치는 제1 실시예와 기본적으로 동일하게 이루어지되 안테나, 임피던스 매칭부 및 전환 스위치 구성에 있어 다소 차이가 있다. 이하에서는 그 차이점 위주로 설명하도록 한다.The wireless power transmitting / receiving apparatus of the fourth embodiment is basically the same as that of the first embodiment, but differs somewhat in the configuration of the antenna, the impedance matching unit, and the switch. The difference will be explained below.

제4 실시예의 안테나는 상호 물리적으로 구분되는 제1 안테나(10a)와 제2 안테나(10b)로 구성된다.The antenna of the fourth embodiment includes a first antenna 10a and a second antenna 10b that are physically separated from each other.

제4 실시예의 임피던스 매칭부는 제1 임피던스 매칭부(30c)와 제2 임피던스 매칭부(30d)로 분리 구성된다. 제1 임피던스 매칭부(30c)는 제1 안테나(10a)와 연결되어 제1 안테나(10a)를 통해 수신 또는 송신되는 전력의 임피던스를 매칭시키도록 구성된다.The impedance matching unit of the fourth embodiment is divided into a first impedance matching unit 30c and a second impedance matching unit 30d. The first impedance matching unit 30c is connected to the first antenna 10a and is configured to match the impedance of the power received or transmitted through the first antenna 10a.

그리고 제2 임피던스 매칭부(30d)는 제2 안테나(10b)와 연결되어 제2 안테나(10a)를 통해 수신 또는 송신되는 전력의 임피던스를 매칭시키도록 구성된다.The second impedance matching unit 30d is connected to the second antenna 10b to match the impedance of the power received or transmitted through the second antenna 10a.

제4 실시예의 전환 스위치는 제1 전환 스위치(20c)와 제2 전환 스위치(20d)로 분리 구성된다. 제1 전환 스위치(20c)는 제1 안테나(10a) 및 제1 임피던스 매칭부(30c)와 연결되고, 제2 전환 스위치(20d)는 제2 안테나(10b) 및 제2 임피던스 매칭부(30d)와 연결된다.The changeover switch of the fourth embodiment is divided into a first changeover switch 20c and a second changeover switch 20d. The first changeover switch 20c is connected to the first antenna 10a and the first impedance matching unit 30c and the second changeover switch 20d is connected to the second antenna 10b and the second impedance matching unit 30d. Lt; / RTI >

제4 실시예의 경우, 제1 전환 스위치(20c)와 제1 안테나(10a) 간의 회로경로 상에 제1 임피던스 매칭부(30c)가 개재되고, 제2 전환 스위치(20d)와 제2 안테나 (10b)간의 회로경로 상에 제2 임피던스 매칭부(30d)가 개재되게 구성하였다.In the fourth embodiment, the first impedance matching portion 30c is disposed on the circuit path between the first changeover switch 20c and the first antenna 10a, and the second changeover switch 20d and the second antenna 10b The second impedance matching unit 30d is interposed between the first and second impedance matching units 30a and 30b.

그리고, 제1 전환 스위치(20c)와 제2 전환 스위치(20d)는 동일한 정류기(50)와 증폭기(40)에 각각 연결되고, 각각 독립적인 절환 동작을 통해 정류기(50)와 증폭기(40) 중 어느 하나에 선택적 연결될 수 있도록 구성된다.The first changeover switch 20c and the second changeover switch 20d are connected to the same rectifier 50 and the amplifier 40 and are connected to the rectifier 50 and the amplifier 40 through independent switching operations, And can be selectively connected to any one of them.

예컨대, 제1 전환 스위치(20c)는 증폭기(40) 측으로 절환되어 제1 안테나(10a)는 전력 송신 모드를 수행하도록 제어되고, 동시에 제2 전환 스위치(20d)는 정류기(50) 측으로 절환되어 제2 안테나(10b)는 전력 수신 모드를 수행하도록 제어될 수 있다.For example, the first changeover switch 20c is switched to the amplifier 40 side so that the first antenna 10a is controlled to perform the power transmission mode, and at the same time, the second changeover switch 20d is switched to the rectifier 50 side, 2 antenna 10b can be controlled to perform the power reception mode.

또는, 제1 전환 스위치(20c)와 제2 전환 스위치(20d) 모두 증폭기(40) 측으로 절환되어 제1 안테나(10a)와 제2 안테나(10b) 모두가 전력 송신 모드를 수행하도록 제어하거나, 제1 전환 스위치(20c)와 제2 전환 스위치(20d) 모두 정류기(50) 측으로 절환되어 제1 안테나(10a)와 제2 안테나(10b) 모두가 전력 수신 모드를 수행하도록 제어될 수 있다.Alternatively, both the first changeover switch 20c and the second changeover switch 20d are switched to the amplifier 40 side so that both the first antenna 10a and the second antenna 10b perform the power transmission mode, Both the first changeover switch 20c and the second changeover switch 20d are switched to the rectifier 50 side so that both the first antenna 10a and the second antenna 10b can be controlled to perform the power reception mode.

즉, 제4 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치에 의하면, 무선 전력 수신 모드와 송신 모드를 동시에 수행하거나 또는 동일한 모드를 같이 수행하도록 제어할 수 있게 된다.That is, according to the wireless power transmitting / receiving apparatus according to the fourth embodiment, the wireless power receiving mode and the transmitting mode can be simultaneously performed or the same mode can be controlled.

전술한 제1 내지 제4 실시예의 무선 전력 송수신 장치는 제어부(70)가 임피던스, 유기전압, 무선충전 통신 및 무선충전 주파수 중 적어도 어느 하나의 피드백 신호(15)를 인식하면, 전력 송신 모드와 전력 수신 모드 중 어느 하나를 결정하고 이를 수행하도록 구성하였으나, 피드백 신호(15) 대신 애플리케이션 프로그램에 의한 명령을 조건으로 하여 전력 송신 모드와 전력 수신 모드 중 어느 하나를 결정 및 수행하도록 구성할 수도 있다.When the controller 70 recognizes the feedback signal 15 of at least one of the impedance, the induced voltage, the wireless charging communication, and the wireless charging frequency, the wireless power transmitting / receiving apparatus of the first to fourth embodiments described above determines the power transmitting mode and the power It may be configured to determine and perform either the power transmission mode or the power reception mode on condition of an instruction by the application program instead of the feedback signal 15. [

즉, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치가 전자 단말에 내장될 경우, 해당 전자 단말에는 무선 전력의 수신 또는 송신을 위한 모드 선택 기능을 실현시키기 위한 애플리케이션 프로그램이 탑재될 수 있다. 예컨대, 모드 선택 기능을 갖는 애플리케이션 프로그램은 전자 단말의 메모리에 기록된 형태로 구비될 수 있다.That is, when the wireless power transmitting / receiving apparatus of the present invention is embedded in an electronic terminal, an application program for realizing a mode selecting function for receiving or transmitting wireless power may be mounted on the corresponding terminal. For example, an application program having a mode selection function may be provided in a form recorded in a memory of the electronic terminal.

상기 경우, 사용자가 해당 전자 단말에 탑재된 애플리케이션 프로그램을 구동시킨 후 전력 송신 모드를 선택하면, 해당 모드 선택 정보는 무선 전력 송수신 장치의 제어부(70)로 전달되고, 이를 수신한 제어부(70)는 전술한 무선 전력 송신 모드를 활성화시키기 위한 처리를 수행하도록 구성할 수 있다.In this case, when the user selects the power transmission mode after driving the application program installed in the corresponding electronic terminal, the mode selection information is transmitted to the controller 70 of the wireless power transmission / reception apparatus, and the controller 70 And to perform processing for activating the wireless power transmission mode described above.

마찬가지로, 애플리케이션 프로그램을 통해 전력 수신 모드를 선택하게 되면, 해당 모드 선택 정보는 무선 전력 송수신 장치의 제어부(70)로 전달되고, 이를 수신한 제어부(70)는 전술한 무선 전력 수신 모드를 활성화시키기 위한 처리를 수행하도록 구성할 수 있다.Similarly, when the power receiving mode is selected through the application program, the mode selection information is transmitted to the controller 70 of the wireless power transmitting / receiving device, and the controller 70 receives the mode selection information and activates the wireless power receiving mode Processing can be performed.

한편, 본 발명의 무선 전력 송수신 장치가 보조 배터리에 적용될 경우, 해당 보조 배터리는 전자 단말기 케이스(예컨대, 스마트폰에 착탈 가능한 외부 케이스)에 설치되어 전자 단말 보조 기기 형태로 구성될 수 있다.Meanwhile, when the wireless power transmitting / receiving device of the present invention is applied to an auxiliary battery, the auxiliary battery may be installed in an electronic terminal case (for example, an outer case detachable from a smart phone) and configured in the form of an electronic terminal auxiliary device.

상기와 같이 구성할 경우, 무선 전력 송신 모드시 해당 전자 단말기 케이스의 전면에 결합되어 있는 전자 단말기를 충전하면서 동시에 전자 단말기 케이스의 후면에 배치되어 있는 또 다른 전기 전자 장치를 함께 충전할 수 있게 된다. 즉, 안테나(10) 코일의 페라이트 시트를 제거하여 다수 방향 무선 전력 송신 동작이 가능하도록 구성할 수 있다.In the wireless power transmission mode, the electronic terminal coupled to the front of the electronic terminal case can be charged while another electric / electronic device disposed at the back of the electronic terminal case can be charged together. That is, the ferrite sheet of the coil of the antenna 10 can be removed, and the multi-directional wireless power transmission operation can be performed.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and it is to be understood that the embodiment It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

10: 안테나 15: 피드백 신호
20: 전환 스위치 30: 임피던스 매칭부
40: 증폭기 50: 정류기
60: 전압 컨디셔닝부 70: 제어부
80: 레귤레이터 90: 전력부10: antenna 15: feedback signal
20: changeover switch 30: impedance matching unit
40: amplifier 50: rectifier
60: voltage conditioner 70:
80: regulator 90: power section

Claims (12)

전력 송신 모드시 무선으로 전력을 송신하고, 전력 수신 모드시 무선으로 전력을 수신하는 안테나; 상기 안테나에 연결되어 상기 안테나의 회로 경로를 절환하는 전환 스위치; 상기 안테나의 무선 전력 송신 또는 수신시 임피던스를 매칭시키기 위한 임피던스 매칭부; 상기 전환 스위치와 연결되는 증폭기; 상기 전환 스위치와 연결되는 정류기; 상기 전력 송신 모드와 상기 전력 수신 모드를 위한 처리를 수행하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전력 송신 모드시, 상기 전환 스위치를 제어하여 상기 안테나가 상기 증폭기와 전기적으로 연결되게 함으로써 상기 안테나를 전력 송신 안테나로 기능시키고,
상기 전력 수신 모드시, 상기 전환 스위치를 제어하여 상기 안테나가 상기 정류기와 전기적으로 연결되도록 함으로써 상기 안테나를 전력 수신 안테나로 기능시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
An antenna for transmitting power wirelessly in a power transmission mode and receiving power wirelessly in a power reception mode; A switch connected to the antenna for switching a circuit path of the antenna; An impedance matching unit for matching an impedance at the time of wireless power transmission or reception of the antenna; An amplifier connected to the changeover switch; A rectifier connected to the changeover switch; And a controller for performing processing for the power transmission mode and the power reception mode,
Wherein,
In the power transmission mode, the switch is controlled to electrically connect the antenna to the amplifier, thereby functioning the antenna as a power transmission antenna,
And controls the switch to electrically connect the antenna to the rectifier in the power receiving mode, thereby functioning as the power receiving antenna.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 안테나를 통해 인식되는 임피던스, 유기전압, 무선충전 통신 및 무선충전 주파수 중 적어도 어느 하나를 피드백 신호로 사용하여, 상기 피드백 신호의 감지시 상기 전력 송신 모드 또는 상기 전력 수신 모드를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
The power transmission mode or the power reception mode is activated when at least one of the impedance, the induced voltage, the wireless charging communication, and the wireless charging frequency recognized through the antenna is used as a feedback signal and the feedback signal is detected / RTI >
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 피드백 신호의 감지시 상기 전력 수신 모드를 활성화하여 전기에너지의 유입 여부를 판별하고, 상기 판별 결과 전기에너지의 유입이 없을 시 상기 전력 송신 모드를 활성화하여 전력을 송신하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein the control unit activates the power reception mode to detect whether the electric energy is inputted when the feedback signal is sensed, and activates the power transmission mode when no electric energy is inputted as a result of the determination. Power transmission / reception device.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭부는 가변 캐패시터부를 이용하여 임피던스를 산출하고, 산출된 임피던스에 따라 가변 캐패시터부의 캐패시턴스를 조절하여 임피던스 매칭을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the impedance matching unit calculates an impedance using a variable capacitor unit and performs impedance matching by adjusting a capacitance of the variable capacitor unit according to the calculated impedance.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭부는 상기 전환 스위치와 상기 안테나 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the impedance matching unit is interposed between the switch and the antenna.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭부는 상기 전환 스위치와 상기 증폭기 사이에 개재되어 송신 전력의 임피던스를 매칭시키는 제1 임피던스 매칭부; 및 상기 전환 스위치와 상기 정류기 사이에 개재되어 수신 전력의 임피던스를 매칭시키는 제2 임피던스 매칭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the impedance matching unit comprises: a first impedance matching unit interposed between the changeover switch and the amplifier to match an impedance of a transmission power; And a second impedance matching unit interposed between the changeover switch and the rectifier to match the impedance of the received power.
제1 항에 있어서,
상기 전환 스위치는 상기 안테나에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전환스위치와 제2 전환스위치로 구성되고,
상기 임피던스 매칭부는 상기 제1 전환스위치와 상기 증폭기 사이에 개재되어 송신 전력의 임피던스를 매칭시키는 제1 임피던스 매칭부; 및 상기 제2 전환스위치와 상기 정류기 사이에 개재되어 수신 전력의 임피던스를 매칭시키는 제2 임피던스 매칭부로 구성되고,
상가 제어부는,
상기 전력 송신 모드시, 상기 제1 전환스위치는 온(On)시키고 상기 제2 스위치는 오프(Off)시켜, 상기 안테나가 상기 증폭기와 전기적으로 연결되게 함으로써 상기 안테나를 전력 송신 안테나로 기능시키고,
상기 전력 수신 모드시, 상기 제1 스위치는 오프(Off)시키고, 상기 제2 스위치는 온(On)시켜, 상기 안테나가 상기 정류기와 전기적으로 연결되도록 함으로써 상기 안테나를 전력 수신 안테나로 기능시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the changeover switch comprises a first changeover switch and a second changeover switch which are independently connected to the antenna,
The impedance matching unit includes: a first impedance matching unit interposed between the first switch and the amplifier to match the impedance of the transmission power; And a second impedance matching unit interposed between the second changeover switch and the rectifier to match the impedance of the received power,
The shop control section,
In the power transmission mode, the first switch is turned on and the second switch is turned off so that the antenna is electrically connected to the amplifier, so that the antenna functions as a power transmission antenna,
In the power receiving mode, the first switch is turned off, the second switch is turned on, and the antenna is electrically connected to the rectifier so that the antenna functions as a power receiving antenna. To the wireless power transmission / reception device.
제1 항에 있어서,
상기 전력 송신 모드시 송신용 전력을 공급하거나 또는 상기 전력 수신 모드시 수신되는 전력을 저장하는 배터리셀을 더 포함하고,
상기 배터리셀은 상기 증폭기 또는 상기 정류기와 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a battery cell for supplying transmission power in the power transmission mode or storing power received in the power reception mode,
And the battery cell is connected to the amplifier or the rectifier.
제1 항에 있어서,
상기 안테나와 구분되는 또 다른 하나의 안테나(이하, '제2 안테나'라 함);
상기 제2 안테나에 의한 무선 전력 송신 또는 수신시 임피던스를 매칭시키기 위한 또 다른 하나의 임피던스 매칭부; 및
상기 제2 안테나에 연결되어 상기 제2 안테나의 회로 경로를 전환하는 또 다른 하나의 전환 스위치(이하, '제2 전환스위치'라 함)를 더 포함하고,
상기 증폭기는 상기 제2 전환스위치와 더 연결되고, 상기 정류기는 상기 제2 전환스위치와 더 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송수신 장치.
The method according to claim 1,
Another antenna (hereinafter, referred to as a 'second antenna') distinguished from the antenna;
Another impedance matching unit for matching an impedance at the time of wireless power transmission or reception by the second antenna; And
Further comprising a second switch connected to the second antenna for switching a circuit path of the second antenna,
Wherein the amplifier is further connected to the second changeover switch, and the rectifier is further connected to the second changeover switch.
전자 단말기로서,
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 무선 전력 송수신 장치; 및 무선 전력 수신 또는 송신을 위한 모드 선택 기능을 실현시키기 위한 애플리케이션 프로그램이 기록된 메모리를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 애플리케이션 프로그램을 통해 선택된 모드에 따라 상기 전력 송신 모드와 상기 전력 수신 모드 중 어느 하나를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 전자 단말기.
As an electronic terminal,
10. A wireless power transmission / reception apparatus according to any one of claims 1 to 9, And a memory in which an application program for realizing a mode selection function for wireless power reception or transmission is recorded,
Wherein,
And activates either the power transmission mode or the power reception mode according to a mode selected through the application program.
보조 배터리로서,
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 무선 전력 송수신 장치; 및 배터리셀을 포함하는 전자 단말기용 보조 배터리.
As a secondary battery,
10. A wireless power transmission / reception apparatus according to any one of claims 1 to 9, And an auxiliary battery for an electronic terminal including a battery cell.
전자단말 보조 기기로서,
상기 전자단말에 결합되는 외부 케이스; 상기 외부 케이스에 설치되는 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 무선 전력 송수신 장치; 및 배터리셀을 포함하는 전자단말 보조 기기.As an electronic terminal auxiliary device,
An outer case coupled to the electronic terminal; The wireless power transmission / reception device according to any one of claims 1 to 9, which is installed in the outer case; And an electronic terminal auxiliary device including a battery cell.
KR1020170034013A 2017-03-17 2017-03-17 Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same KR20180106217A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170034013A KR20180106217A (en) 2017-03-17 2017-03-17 Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170034013A KR20180106217A (en) 2017-03-17 2017-03-17 Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180106217A true KR20180106217A (en) 2018-10-01

Family

ID=63877371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170034013A KR20180106217A (en) 2017-03-17 2017-03-17 Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180106217A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020085865A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 삼성전자 주식회사 Electronic device and method for wirelessly transmitting or receiving power
US10855099B2 (en) 2018-10-15 2020-12-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wire and wireless charging in electronic device
WO2023018204A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 삼성전자 주식회사 Method for detecting foreign object, and electronic device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10855099B2 (en) 2018-10-15 2020-12-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wire and wireless charging in electronic device
US11575280B2 (en) 2018-10-15 2023-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wire and wireless charging in electronic device
WO2020085865A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 삼성전자 주식회사 Electronic device and method for wirelessly transmitting or receiving power
KR20200047061A (en) * 2018-10-26 2020-05-07 삼성전자주식회사 Electronic device and method for transmitting or receiving power by wireless
US11411443B2 (en) 2018-10-26 2022-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for wirelessly transmitting or receiving power
WO2023018204A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 삼성전자 주식회사 Method for detecting foreign object, and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10181756B2 (en) Wireless power transmitter and power transmission method thereof
EP2973939B1 (en) Systems and methods for extending the power capability of a wireless charger
US9142999B2 (en) Systems, methods, and apparatus for small device wireless charging modes
JP4956539B2 (en) Contactless charging method and contactless charging system
EP2781003B1 (en) Systems and methods for induction charging with a closed magnetic loop
US9793740B2 (en) Apparatus and method for charge control in wireless charging system
KR102012972B1 (en) Apparatus for transmitting and receiving wireless power
EP3131178B1 (en) Wireless power transmission device
US9191075B2 (en) Wireless power control method, system, and apparatus utilizing a wakeup signal to prevent standby power consumption
US9148201B2 (en) Systems and methods for calibration of a wireless power transmitter
KR102042685B1 (en) Wireless power transmission apparatus and wireless power reception apparatus
CN106233560B (en) Radio energy transmission system with radio energy transmission system charger
US20100181961A1 (en) Adaptive power control for wireless charging
WO2014132773A1 (en) Power receiving device, receiving power regulation method, receiving power regulation program, and semiconductor device
CN104054229A (en) Wireless power receiver system
EP2600483A2 (en) Mobile device, power supply platform, and power supply method for mobile device
US11431198B2 (en) Wireless charging device, a receiver device, and an associated method thereof
KR101471806B1 (en) Multi-adaptive switch apparatus of resonant wireless charging receiver and method thereof
CN106471709B (en) Wireless power transmission system
KR101752250B1 (en) Wireless charging system, apparatus and method for controlling wireless charge
KR20180106217A (en) Device for transmitting and receiving wireless power, and electronic terminal, auxiliary battery, auxiliary apparatus with the same
US20180301935A1 (en) Power reception device, electronic apparatus, and power supply system
KR20120124793A (en) Mobile phone case embedded gender including battery information of mobile phone
KR101261338B1 (en) Charger non-contact and contact charger and controlling method thereof
US20230104202A1 (en) Power reception device and method for controlling charging of power reception device