KR20180132355A

KR20180132355A - Foreign Object Detector and wireless charging system

Info

Publication number: KR20180132355A
Application number: KR1020170069188A
Authority: KR
Inventors: 최보환; 김대현; 백종석; 유자영; 조용남
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2018-12-12

Abstract

The present invention relates to a foreign substance detection apparatus for detecting foreign substances located between a transmission pad and a reception pad of a wireless charging system. The foreign substance detection apparatus comprises: an oscillator for outputting an AC signal; one or more detection coils arranged in the transmission pad or the reception pad, and connected to the oscillator; a comparator for comparing a first element defining a reference signal of the oscillator with a second element defining an output signal by the oscillator, generating a first signal when a difference between the first element and the second element is generated, and generating a second signal when a difference between the first element and the second element is not generated; and a processor for determining existence of foreign substances located between the transmission pad and the reception pad on the basis of the first signal and the second signal.

Description

[0001] The present invention relates to a foreign object detecting device and a wireless charging system,

본 발명은 무선 충전 시스템의 이물질 검출 장치 및 무선 충전 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a foreign matter detecting device and a wireless charging system of a wireless charging system.

전자 기기에 대한 연구가 지속됨에 따라, 전자 기기에 전기 에너지를 공급하는 무선 충전 시스템에 대한 연구도 함께 이루어지고 있다.As research on electronic devices continues, research is being conducted on wireless charging systems that supply electrical energy to electronic devices.

이동 단말기의 무선 충전 시스템 및 전기 자동차의 무선 충전 시스템에 대해 많은 업체들이 연구 개발에 몰두하고 있다.Many companies are concentrating on R & D regarding wireless charging systems for mobile terminals and wireless charging systems for electric vehicles.

무선 충전시, 송신부와 수신부 사이에 금속 이물질이 존재할 때, 시스템의 온도를 상승시켜 화재 발생의 위험이 있다.When there is a metal foreign object between the transmitter and the receiver during wireless charging, there is a risk of fire by raising the temperature of the system.

이러한 이물질을 검출하기 위해, 카메라 설치등 다양한 방식의 이물질 검출 방식이 도입되고 있으나, 검출 신뢰성에 문제가 있다.In order to detect such a foreign object, various types of foreign object detection methods such as camera installation have been introduced, but there is a problem in detection reliability.

본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 이물질 검출 신뢰도가 높으면서 저가의 무선 충전 시스템에서 이용되는 이물질 검출 장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a foreign substance detecting apparatus which is used in a low-priced wireless charging system with high foreign matter detection reliability.

또한, 본 발명의 실시예는, 이물질 검출 장치를 포함하는 무선 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a wireless charging system including a foreign matter detecting device.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 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 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치는, 무선 충전 시스템의 송신 패드 및 수신 패드 사이에 위치하는 이물질을 검출하는 이물질 검출 장치에 있어서, 교류 신호를 생성하는 오실레이터; 상기 송신 패드 또는 상기 수신 패드에 배치되고, 상기 오실레이터와 연결되는 복수의 검출 코일; 상기 교류 신호를 정의하는 제1 요소와 상기 교류 신호에 기초한 출력 신호를 정의하는 제2 요소를 비교하고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소간에 차이가 발생되는 경우 제1 신호를 생성하고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소간에 차이가 발생되지 않는 경우 제2 신호를 생성하는 비교기; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하여, 상기 복수의 검출 코일 중 하나 이상의 주변에 위치하는 이물질의 존재 여부를 판단하는 프로세서;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a foreign substance detecting apparatus for detecting a foreign substance located between a transmitting pad and a receiving pad of a wireless charging system, the apparatus comprising: an oscillator for generating an AC signal; A plurality of detection coils disposed on the transmission pad or the reception pad and connected to the oscillator; Comparing a first element that defines the AC signal and a second element that defines an output signal based on the AC signal and generates a first signal when a difference is generated between the first element and the second element, A comparator for generating a second signal when no difference is generated between the first element and the second element; And a processor for determining the presence or absence of foreign matter located in at least one of the plurality of detection coils based on the first signal and the second signal.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to an embodiment of the present invention, there is one or more of the following effects.

첫째, 설치가 용이하면서, 가격이 저렴한 이물질 검출 장치를 제공하는 효과가 있다.First, there is an effect of providing a foreign matter detecting device which is easy to install and is inexpensive.

둘째, 검출 민감도가 높아, 작은 크기의 이물질도 검출 가능하고, 이물질 검출 신뢰성이 높아지는 효과가 있다.Second, since the detection sensitivity is high, small foreign matter can be detected, and the reliability of foreign matter detection can be enhanced.

셋째, 충전 중이나 충전이 아닌 상태에서도, 이물질 검출이 가능해지는 효과가 있다.Third, there is an effect that foreign matter can be detected even when charging or not charging.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 방식을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출 코일을 설명하는데 참고되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오실레이터 회로 및 비교 회로의 회로 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따라, 기준 신호와 출력 신호를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은, 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12은 본 발명의 실시예에 따른 오실레이터 회로 및 비교 회로의 회로 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호 및 믹싱 신호를 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 1 is a view showing the appearance of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a wireless charging system in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for describing a wireless charging method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a detection coil according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram referred to explain the circuit configuration of the oscillator circuit and the comparison circuit according to the embodiment of the present invention.
7 is a flowchart referred to explain the operation of the foreign substance detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
8 to 9 are views referred to explain the reference signal and the output signal according to the embodiment of the present invention.
10 is a diagram referred to explain a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram referred to explain a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram referred to explain the circuit configuration of the oscillator circuit and the comparison circuit according to the embodiment of the present invention.
13 is a flowchart referred to explain the operation of the foreign matter detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram referenced to illustrate a first output signal, a second output signal, and a mixing signal, in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , &Lt; / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 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.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.The vehicle described herein may be a concept including a car, a motorcycle. Hereinafter, the vehicle will be described mainly with respect to the vehicle.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.The vehicle described in the present specification may be a concept including both an internal combustion engine vehicle having an engine as a power source, a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a power source, and an electric vehicle having an electric motor as a power source.

이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.In the following description, the left side of the vehicle means the left side in the running direction of the vehicle, and the right side of the vehicle means the right side in the running direction of the vehicle.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 외관을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view showing the appearance of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 블럭도이다.2 is a block diagram of a wireless charging system in accordance with an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 무선 충전 시스템(100)은, 전력 송신 장치(10)와 전력 수신 장치(20)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the wireless charging system 100 may include a power transmitter 10 and a power receiver 20.

무선 충전 시스템(100)은, 전기 자동차 배터리의 무선 충전, 이동 단말기 배터리의 무선 충전 등에 이용될 수 있다.The wireless charging system 100 may be used for wireless charging of an electric vehicle battery, wireless charging of a mobile terminal battery, and the like.

전기 자동차 배터리의 무선 충전에 무선 충전 시스템(100)이 이용되는 경우, 전력 송신 장치(10)는, 충전소 등에 설치될 수 있고, 전력 수신 장치(20)는, 차량 내부에 구비될 수 있다.When the wireless charging system 100 is used for wireless charging of an electric vehicle battery, the power transmission apparatus 10 may be installed in a charging station or the like, and the power reception apparatus 20 may be installed in the vehicle.

이동 단말기 배터리의 무선 충전에 무선 충전 시스템(100)이 이용되는 경우, 전력 송신 장치(10)는, 포터블 형식으로 구성될 수 있고, 전력 수신 장치(20)는, 이동 단말기 내부에 구비될 수 있다.When the wireless charging system 100 is used for wireless charging of a mobile terminal battery, the power transmission apparatus 10 may be configured in a portable format, and the power reception apparatus 20 may be provided inside the mobile terminal .

실시예에 따라, 차량 내부에 전력 송신 장치(10)가 구비되어, 전력 수신 장치(20)를 구비한 이동 단말기와 무선 충전 시스템을 구성할 수 있다.According to the embodiment, the power transmitting apparatus 10 is provided in the vehicle, and the mobile terminal having the power receiving apparatus 20 and the wireless charging system can be configured.

전력 송신 장치(10)는, AC/DC 컨버터(11), DA/AC 인버터(12), 공진 탱크(13) 및 송신 패드(14)를 포함할 수 있다.The power transmission apparatus 10 may include an AC / DC converter 11, a DA / AC inverter 12, a resonance tank 13, and a transmission pad 14.

AC/DC 컨버터(11)는, 계통(1)에서 제공되는 교류 형태의 전기 에너지를 직류 형태로 전환할 수 있다.The AC / DC converter 11 is capable of converting the alternating electric energy provided in the system 1 into a direct current.

DC/AC 컨버터(12)는, 직류 형태의 전기 에너지를 교류 형태의 전기 에너지로 전환한다. 이때, DC/AC 컨버터(12)는, 수십 내지 수백 kHz의 고주파 신호를 생성할 수 있다.The DC / AC converter 12 converts electric energy in the form of direct current into electric energy in the form of alternating current. At this time, the DC / AC converter 12 can generate a high-frequency signal of several tens to several hundreds of kHz.

공진 탱크(13)는, 무선 충전에 적합하게 임피던스를 보상한다.The resonance tank 13 compensates the impedance appropriately for wireless charging.

송신 패드(14)는, 전기 에너지를 무선으로 전송한다.The transmission pad 14 transmits electric energy wirelessly.

송신 패드(14)는, 내부에 송신 코일(15)을 포함한다.The transmission pad 14 includes a transmission coil 15 therein.

전력 수신 장치(20)는, 수신 패드(21), 공진 탱크(22) 및 정류기(23)를 포함할 수 있다.The power receiving apparatus 20 may include a receiving pad 21, a resonant tank 22, and a rectifier 23.

수신 패드(23)는, 전기 에너지를 무선으로 수신한다.The receiving pad 23 receives electric energy wirelessly.

수신 패드(23)는, 내부에 수신 코일(25)을 포함한다. The receiving pad 23 includes a receiving coil 25 therein.

송신 패드(14)와 수신 패드(23)는, 자기 결합(magnetic coupling)을 가지는 코일 세트(송신 코일(15) 및 수신 코일(25))를 포함한다.The transmission pad 14 and the reception pad 23 include a coil set (transmission coil 15 and reception coil 25) having magnetic coupling.

송신 패드(14)와 수신 패드(23)는, 고주파 구동 신호로 인해 발생하는 자기장(magnetic field)를 매개로 물리적인 전극간의 접촉(electrical contact)없이 전기 에너지를 전달한다. The transmission pad 14 and the reception pad 23 transfer electrical energy without a physical contact between the electrodes via a magnetic field generated by a high frequency driving signal.

수신 패드(14)와 수신 패드(23) 사이에 금속성의 이물질(Foreign Object)가 존재하는 경우, 와전류 손실이 발생된다. 이경우, 화재가 발생 등의 위험이 있다.If a metallic foreign object exists between the receiving pad 14 and the receiving pad 23, an eddy current loss occurs. In this case, there is a risk of fire.

공진 탱크(22)는, 무선 충전에 적합하게 임피던스를 보상한다.The resonance tank 22 compensates the impedance for wireless charging.

정류기(21)는, 배터리(30)에 직류 형태의 전기 에너지를 공급하기 위해, 교류 형태의 전기 에너지를 직류 형태의 전기 에너지로 전환한다.The rectifier 21 converts the alternating current electric energy into the direct current electric energy so as to supply the direct current electric energy to the battery 30. [

배터리(30)는, 차량 또는 이동 단말기에 구비될 수 있다.The battery 30 may be provided in a vehicle or a mobile terminal.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 방식을 설명하는데 참조되는 도면이다.3 is a diagram for describing a wireless charging method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선 충전 시스템은, 유도 결합 방식 또는 공진 결합 방식을 이용할 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless charging system may use an inductive coupling method or a resonant coupling method.

유도 결합 방식(Inductive Coupling) 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일(coil)을 지나는 자속이 변하게 되어 2차 코일(coil)측에 유도 기전력이 생기게 되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일(coil)을 근접시킨 채 1차 코일(coil)의 전류만 변화시키면 유도 기전력이 생기게 된다. 이 경우, 주파수 특성은 크게 영향을 받지 않으나, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치(예를 들면, 무선 충전 장치) 및 수신 장치(예를 들면, 이동 단말기) 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)에 따라 전력 효율이 영향을 받게 된다.In the inductive coupling method, when the intensity of the current flowing in the primary coil of two adjacent coils is changed, the magnetic field is changed by the current, and thereby the secondary coil passes through the coil The magnetic flux is changed and an induced electromotive force is generated on the secondary coil side. That is, according to this method, induction electromotive force is generated when only the current of the primary coil is changed while keeping the two coils close to each other without moving the two conductors spatially. In this case, the frequency characteristics are not greatly affected, but the arrangement and distance between the transmitting apparatus (for example, wireless charging apparatus) including each coil and the receiving apparatus (for example, mobile terminal) The power efficiency is influenced by the distance.

공진 결합(Resonance Coupling) 방식은, 일정 거리가 떨어진 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 공진 주파수(Resonance Frequncy)를 인가하여 발생한 자기장 변화량 중 일부가 동일한 공진 주파수의 2차 코일(coil)에 인가되어 2차 코일(coil)에서 유도 기전력이 발생되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 송수신 장치가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우, 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 에너지 전달이 없게 된다. 이 경우, 주파수의 선택이 중요한 문제가 될 수 있다. 소정 거리 이상 이격된 공진 주파수간에는 서로간에 에너지 전달이 없으므로, 공진 주파수 선택을 통해 충전 대상 기기를 선택할 수도 있다. 만일, 하나의 공진 주파수에 하나의 기기만이 할당되는 경우, 공진 주파수의 선택은 곧 충전 대상 기기를 선택하는 의미를 가질 수도 있다.The resonance coupling method is a method in which a resonance frequency is applied to a primary coil of two coils spaced apart by a certain distance to generate a secondary coil of a resonance frequency coil to generate an induced electromotive force in a secondary coil. That is, according to this method, when the transmitting and receiving devices resonate at the same frequency, the electromagnetic waves are transmitted through the near-field electromagnetic field, so that there is no energy transmission when the frequencies are different. In this case, the choice of frequency can be an important issue. Since there is no energy transfer between the resonance frequencies separated by a predetermined distance or more, the device to be charged can be selected through the resonance frequency selection. If only one device is assigned to one resonance frequency, the selection of the resonance frequency may have the meaning of selecting the device to be charged soon.

공진 결합 방식은 유도 결합 방식에 비해, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치 및 수신 장치 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)가 상대적으로 전력 효율에 덜 영향을 주는 장점이 있다.Compared to the inductive coupling method, the resonance coupling method has an advantage that the alignment and the distance between the transmitting device and the receiving device including each coil have a relatively less effect on the power efficiency.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.4 is a diagram for explaining a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 이물질 검출 장치(200)는, 하나 이상의 검출 코일(210), 오실레이터(220), 비교기(230) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다.4, the foreign matter detecting apparatus 200 may include one or more detecting coils 210, an oscillator 220, a comparator 230, and a processor 270.

이물질 검출 장치(200)는, 무선 충전 시스템(100)의 송신 패드(14) 및 수신 패드(21) 사이에 위치하는 이물질을 검출할 수 있다.The foreign substance detecting apparatus 200 can detect foreign matter located between the transmitting pad 14 and the receiving pad 21 of the wireless charging system 100. [

이물질 검출 장치(200)는, 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.The foreign substance detecting apparatus 200 may further include a power supply unit.

하나 이상의 검출 코일(210), 오실레이터(220), 비교기(230) 및 프로세서(270)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The one or more sense coils 210, the oscillator 220, the comparator 230, and the processor 270 may be electrically connected to each other.

검출 코일(210)은, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)에 배치될 수 있다.The detection coil 210 may be disposed on the transmission pad 14 or the reception pad 21. [

예를 들면, 검출 코일(210)는, 송신 패드(14) 및 수신 패드(21) 사이에 배치될 수 있다.For example, the detection coil 210 may be disposed between the transmission pad 14 and the reception pad 21.

예를 들면, 검출 코일(210)은, 송신 패드(14) 상에 배치될 수 있다.For example, the detection coil 210 may be disposed on the transmission pad 14.

예를 들면, 검출 코일(210)는, 수신 패드(21) 상에 배치될 수 있다.For example, the detection coil 210 may be disposed on the receiving pad 21. [

검출 코일(210)은, 오실레이터(220)와 전기적으로 연결될 수 있다.The detection coil 210 may be electrically connected to the oscillator 220.

검출 코일(210)은 복수개일 수 있다.The detection coils 210 may be plural.

검출 코일(210)은, 특정된 임피던스를 가진다. 만약, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 위치하는 경우, 외부에서 볼 때, 검출 코일(210)의 임피던스에 변화가 발생한다.The detection coil 210 has a specified impedance. If metallic foreign matter is present around the detection coil 210, the impedance of the detection coil 210 changes when viewed from the outside.

오실레이터(220)는, 교류 신호를 생성할 수 있다.The oscillator 220 can generate an alternating current signal.

예를 들면, 오실레이터(220)는, BJT(bopolar junction transistor) 또는 OP Amp(Operational Amplifier)를 포함하는 발진 회로로 구성될 수 있다.For example, the oscillator 220 may be composed of an oscillating circuit including a bipolar junction transistor (BJT) or an operational amplifier (OP Amp).

예를 들면, 오실레이터(220)는, 콜피츠 오실레이터일 수 있다.For example, the oscillator 220 may be a Colpitts oscillator.

비교기(230)는, 오실레이터(220)의 기준 신호를 정의하는 제1 요소와 오실레이터(220)에 의한 실제 출력 신호를 정의하는 제2 요소를 비교할 수 있다.The comparator 230 may compare a first element that defines a reference signal of the oscillator 220 with a second element that defines an actual output signal by the oscillator 220.

기준 신호는, 검출 코일(210) 등, 세팅된 회로 구성에 변화가 없는 상태에서, 오실레이터(220)에 의한 출력 신호로 정의될 수 있다.The reference signal can be defined as an output signal by the oscillator 220 in the state where there is no change in the circuit configuration set, such as the detection coil 210. [

예를 들면, 기준 신호는, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 위치하지 않아, 검출 코일(210)을 포함한 회로의 고유 임피던스에 기초한 출력단의 신호이다.For example, the reference signal is an output terminal signal based on the inherent impedance of the circuit including the detection coil 210, because no metallic foreign matter is present around the detection coil 210. [

만약, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 위치하는 경우, 검출 코일(210)의 임피던스가 변한다.If metallic foreign matter is present around the detection coil 210, the impedance of the detection coil 210 changes.

이경우, 기준 신호와 실제 출력 신호 사이에는 차이가 발생하게 된다.In this case, a difference occurs between the reference signal and the actual output signal.

예를 들면, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 위치하는 경우, 전원단에서 볼때 검출 코일(210)의 임피던스가 변화한 것과 같은 효과가 발생하여, 기준 신호의 피크값과 실제 출력 신호의 피크값에 차이가 발생한다.For example, when metallic foreign matter is present in the vicinity of the detection coil 210, the same effect as that of the impedance of the detection coil 210 is obtained when viewed from the power supply end, and the peak value of the reference signal and the peak of the actual output signal There is a difference in value.

예를 들면, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 위치하는 경우, 전원단에서 볼때 검출 코일(210)의 임피던스가 변화한 것과 같은 효과가 발생하여, 기준 신호의 주파수와 실제 신호의 주파수에 차이가 발생한다.For example, when metallic foreign matter is present in the vicinity of the detection coil 210, the same effect as that of the impedance of the detection coil 210 is obtained when viewed from the power supply end, and the difference between the frequency of the reference signal and the frequency of the actual signal Lt; / RTI >

기준 신호와 출력 신호의 차이에 대해서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.The difference between the reference signal and the output signal will be described in more detail with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되는 경우, 제1 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may generate a first signal when a difference occurs between the first element and the second element.

예를 들면, 비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되는 경우, DC 신호인 하이(hign) 신호를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되는 경우, DC 신호인 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.For example, the comparator 230 may generate a hign signal, which is a DC signal, when a difference occurs between the first element and the second element. According to an embodiment, the comparator 230 may generate a low signal which is a DC signal when a difference between the first element and the second element occurs.

비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되지 않는 경우, 제2 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may generate a second signal if no difference is generated between the first element and the second element.

예를 들면, 비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되지 않는 경우, DC 신호인 로우(low) 신호를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 비교기(230)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되지 않는 경우, DC 신호인 하이(high) 신호를 생성할 수 있다.For example, the comparator 230 may generate a low signal which is a DC signal if no difference is produced between the first element and the second element. According to an embodiment, the comparator 230 may generate a high signal which is a DC signal if no difference is generated between the first element and the second element.

실시예에 따라, 이물질 검출 장치(200)는, 피크 디텍터를 더 포함할 수 있다. According to the embodiment, the foreign substance detecting apparatus 200 may further include a peak detector.

피크 디텍터는, 출력 신호의 피크값을 검출할 수 있다.The peak detector can detect the peak value of the output signal.

비교기(230)는, 기준 신호의 피크값과 출력 신호의 피크값을 비교하여, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may compare the peak value of the reference signal with the peak value of the output signal to generate the first signal and the second signal.

예를 들면, 비교기(230)는, 기준 신호의 피크값과 출력 신호의 피크값에 차이가 발생되는 경우, 제1 신호를 생성한다.For example, the comparator 230 generates the first signal when a difference occurs between the peak value of the reference signal and the peak value of the output signal.

예를 들면, 비교기(230)는, 기준 신호의 피크값과 출력 신호의 피크값에 차이가 발생되지 않는 경우, 제2 신호를 생성한다.For example, the comparator 230 generates the second signal when there is no difference between the peak value of the reference signal and the peak value of the output signal.

실시예에 따라 이물질 검출 장치(200)는, 주파수 디텍터를 더 포함할 수 있다.According to the embodiment, the foreign substance detecting apparatus 200 may further include a frequency detector.

주파수 디텍터는, 출력 신호의 주파수를 검출할 수 있다.The frequency detector can detect the frequency of the output signal.

비교기(230)는, 기준 신호의 주파수와 출력 신호의 주파수를 비교하여, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may compare the frequency of the reference signal with the frequency of the output signal to generate the first signal and the second signal.

예를 들면, 비교기(230)는, 기준 신호의 주파수와 출력 신호의 주파수에 차이가 발생되는 경우, 제1 신호를 생성한다.For example, the comparator 230 generates a first signal when a difference occurs between the frequency of the reference signal and the frequency of the output signal.

예를 들면, 비교기(230)는, 기준 신호의 주파수와 출력 신호의 주파수에 차이가 발생되지 않는 경우, 제2 신호를 생성한다.For example, the comparator 230 generates the second signal when no difference occurs between the frequency of the reference signal and the frequency of the output signal.

프로세서(270)는, 이물질 검출 장치(200)의 각 구성 요소와 전기적으로 연결될 수 있다.The processor 270 may be electrically connected to each component of the foreign matter detecting apparatus 200. [

프로세서(270)는, 이물질 검출 장치(200)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor 270 can control each component of the foreign matter detecting apparatus 200. [

프로세서(270)는, 제1 신호 및 제2 신호에 기초하여, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이에 위치하는 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.The processor 270 can determine whether or not there is foreign matter existing between the transmitting pad 14 and the receiving pad 21 based on the first signal and the second signal.

프로세서(270)는, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이에 이물질이 존재한다고 판단되는 경우, 알람 출력을 위한 신호를 생성할 수 있다.The processor 270 may generate a signal for an alarm output when it is determined that foreign matter exists between the transmission pad 14 and the reception pad 21. [

실시예에 따라, 이물질 검출 장치(200)는 별도의 알람부를 포함할 수 있다.According to the embodiment, the foreign substance detecting apparatus 200 may include a separate alarm unit.

프로세서(270)는, 알람부에서 알람이 출력되도록 제어할 수 있다.The processor 270 can control the alarm unit to output an alarm.

프로세서(270)는, 사용자 인터페이스 장치를 통해 알람이 출력되도록 제어 신호를 사용자 인터페이스 장치에 제공할 수 있다.The processor 270 may provide a control signal to the user interface device such that an alarm is output via the user interface device.

프로세서(270)는, 무선 충전 시스템(100)에 무선 충전 중단을 위한 신호를 제공할 수 있다.The processor 270 may provide the wireless charging system 100 with a signal for disabling wireless charging.

실시예에 따라, 프로세서는(270)는 비교기(230)의 역할을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the processor 270 may serve as a comparator 230.

구체적으로, 프로세서(270)는, 오실레이터(220)의 기준 신호를 정의하는 제1 요소와 오실레이터(220)에 의한 실제 출력 신호를 정의하는 제2 요소를 비교할 수 있다.Specifically, the processor 270 may compare a first element that defines a reference signal of the oscillator 220 with a second element that defines an actual output signal by the oscillator 220.

프로세서(270)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되는 경우, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이에 이물질이 존재한다고 판단할 수 있다.The processor 270 may determine that a foreign substance is present between the transmitting pad 14 and the receiving pad 21 when a difference is generated between the first element and the second element.

프로세서(270)는, 제1 요소와 제2 요소간에 차이가 발생되지 않는 경우, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이에 이물질이 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.The processor 270 may determine that no foreign matter exists between the transmitting pad 14 and the receiving pad 21 when no difference arises between the first element and the second element.

이물질 검출 장치(200)는, 메모리를 더 포함할 수 있다.The foreign substance detecting apparatus 200 may further include a memory.

메모리는, 기준 신호를 정의하는 제1 요소를 저장할 수 있다.The memory may store a first element that defines a reference signal.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출 코일을 설명하는데 참고되는 도면이다.5 is a view for explaining a detection coil according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 검출 코일(210)은 복수개(210a, ... 210n)일 수 있다.Referring to FIG. 5, the detection coil 210 may be a plurality of (210a, ..., 210n).

일반적인 상황에서, 복수의 검출 코일(210)의 임피던스는 동일하다.In a general situation, the impedances of the plurality of detection coils 210 are the same.

검출 코일(210)은, 복수의 턴을 가지는 루프 코일 형태를 가질 수 있다. The detection coil 210 may have a loop coil shape having a plurality of turns.

검출 코일(210)은, 원형, 타원형, 다각형, 별모양 등 다양한 외형을 가질 수 있다.The detection coil 210 may have various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and a star shape.

복수의 검출 코일(210a, ... 210n)은, 인쇄회로 기판에 배치될 수 있다.The plurality of detection coils 210a to 210n may be arranged on a printed circuit board.

인쇄회로 기판은, 플렉서블 재질로 형성될 수 있다.The printed circuit board may be formed of a flexible material.

플랙서블 재질의 인쇄회로 기판을 사용함으로써, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)의 표면이 고르지 못하고 구부러진 경우에도, 이물질 검출 장치(200)가 이용될 수 있다.By using the flexible printed circuit board, the foreign matter detecting apparatus 200 can be used even when the surface of the transmitting pad 14 or the receiving pad 21 is bent unevenly.

실시예에 따라, 복수의 검출 코일(210a, ... 210n)은 복수의 레이어를 형성할 수 있다.According to the embodiment, the plurality of detection coils 210a to 210n can form a plurality of layers.

예를 들면, 복수의 검출 코일은, 제1 인쇄회로 기판 및 제2 인쇄회로 기판 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.For example, the plurality of detection coils may be disposed on at least one of the first printed circuit board and the second printed circuit board.

제1 인쇄회로 기판 및 제2 인쇄회로 기판은 상호 적층되어 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)에 배치될 수 있다.The first printed circuit board and the second printed circuit board may be stacked on each other and disposed on the transmission pad 14 or the reception pad 21. [

복수의 검출 코일(210a, ... 210n)이 복수의 레이어를 형성함에 따라, 검출 코일의 임피던스 변화 감지 민감도를 높일 수 있다.As the plurality of detection coils 210a to 210n form a plurality of layers, the sensitivity of detecting coils to sense change in impedance can be increased.

한편, 제1 인쇄 회로 기판에 배치되는 제1 그룹의 검출 코일의 권취 방향은, 제2 인쇄 회로 기판에 배치되는 제2 그룹의 검출 코일의 권취 방향과 반대 방향일 수 있다.On the other hand, the winding direction of the first group of detection coils disposed on the first printed circuit board may be opposite to the winding direction of the second group of detection coils disposed on the second printed circuit board.

이와 같이, 복수의 레이어를 형성하는 검출 코일의 권취 방향을 반대로 함으로써, 이물질 검출 민감도를 향상시킬 수 있다.As described above, by reversing the winding directions of the detection coils for forming a plurality of layers, the foreign substance detection sensitivity can be improved.

한편, 제1 인쇄 회로 기판 및 제2 인쇄회로 기판은, 플렉서블 재질로 형성될 수 있다.Meanwhile, the first printed circuit board and the second printed circuit board may be formed of a flexible material.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오실레이터 회로 및 비교 회로의 회로 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다.6 is a diagram referred to explain the circuit configuration of the oscillator circuit and the comparison circuit according to the embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 오실레이터(220)는 콜피츠 오실레이터(220a)가 이용될 수 있다.Referring to FIG. 6, the oscillator 220 may be a Colpitts oscillator 220a.

실시예에 따라, 오실레이터(220)는, BJT 또는 OP Amp가 포함된 발진 회로로 구성될 수 있다.According to the embodiment, the oscillator 220 may be composed of an oscillation circuit including BJT or OP Amp.

만약, 금속성 이물질이, 검출 코일(210)에 근접한 경우, 검출 코일(210)의 등가 임피던스가 바뀌게 된다. If the metallic foreign substance is close to the detection coil 210, the equivalent impedance of the detection coil 210 is changed.

비교 회로(230a)에 포함되는 제2 트랜지스터(Tr2)는, 오실레이터(220)에 포함된 제1 트랜지스터(Tr1)의 발진 신호의 크기를 증폭한다.The second transistor Tr2 included in the comparison circuit 230a amplifies the amplitude of the oscillation signal of the first transistor Tr1 included in the oscillator 220. [

비교기(230)는, 제2 트랜지스터(Tr2)의 에미터 단 출력 전압과 비교기(230)의 +단 기준 전압을 비교하여 제1 신호 또는 제2 신호를 생성한다.The comparator 230 compares the output voltage of the emitter of the second transistor Tr2 with the reference voltage of the comparator 230 to generate a first signal or a second signal.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.7 is a flowchart referred to explain the operation of the foreign substance detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 프로세서(270)는, 기준 신호에 대한 캘리브레이션을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 7, the processor 270 may perform a calibration on a reference signal.

프로세서(270)는, 오실레이터(220)가 동작되도록 제어할 수 있다(S710).The processor 270 may control the oscillator 220 to operate (S710).

비교기(230)는, 오실레이터(220)의 기준 신호를 정의하는 제1 요소와 오실레이터(220)에 의한 출력 신호를 정의하는 제2 요소를 비교할 수 있다.The comparator 230 may compare a first element that defines a reference signal of the oscillator 220 with a second element that defines an output signal by the oscillator 220.

예를 들면, 이물질 검출 장치(200)는, 피크 디텍터를 더 포함할 수 있다. 이경우, 비교기(230)는, 오실레이터(220)의 기준 신호의 피크값과 피크 디텍터에 의해 검출된 출력 신호의 피크값을 비교할 수 있다(S720).For example, the foreign substance detecting apparatus 200 may further include a peak detector. In this case, the comparator 230 can compare the peak value of the reference signal of the oscillator 220 with the peak value of the output signal detected by the peak detector (S720).

만약, 검출 코일(210)의 임피던스 성분 중 저항 성분에 변화가 발생되는 경우, 출력 신호의 피크값에 변화가 발생될 수 있다.If a change occurs in the resistance component of the impedance component of the detection coil 210, a change may occur in the peak value of the output signal.

예를 들면, 이물질 검출 장치(200)는, 주파수 디텍터를 더 포함할 수 있다. 이경우, 비교기(230)는, 오실레이터(220)의 기준 신호의 주파수와 주파수 디텍터에 의해 검출된 출력 신호의 주파수를 비교할 수 있다(S730).For example, the foreign substance detecting apparatus 200 may further include a frequency detector. In this case, the comparator 230 can compare the frequency of the reference signal of the oscillator 220 with the frequency of the output signal detected by the frequency detector (S730).

만약, 검출 코일(210)의 임피던스 성분 중 인덕턴스 성분에 변화가 발생되는 경우, 출력 신호의 주파수에 변화가 발생될 수 있다.If a change occurs in the inductance component of the impedance component of the detection coil 210, a change may occur in the frequency of the output signal.

S720 단계에서, 기준 신호의 피크값과 출력 신호의 피크값에 차이가 있는 것으로 판단되는 경우, 프로세서(270)는, 알람 출력을 위한 신호를 생성할 수 있다(S740).If it is determined in step S720 that there is a difference between the peak value of the reference signal and the peak value of the output signal, the processor 270 may generate a signal for alarm output (S740).

S730 단계에서, 기준 신호의 주파수와 출력 신호의 주파수에 차이가 있는 것으로 판단되는 경우, 프로세서(270)는, 알람 출력을 위한 신호를 생성할 수 있다(S740).If it is determined in step S730 that there is a difference between the frequency of the reference signal and the frequency of the output signal, the processor 270 may generate a signal for alarm output (S740).

도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따라, 기준 신호와 출력 신호를 설명하는데 참조되는 도면이다.8 to 9 are views referred to explain the reference signal and the output signal according to the embodiment of the present invention.

만약, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 오실레이터(220)에서 검출 코일(210)을 바라볼때, 검출 코일(210)의 등가 임피던스가, 금속성 이물질에 의해 변하게 된다.If metallic foreign matter is present around the detection coil 210, the equivalent impedance of the detection coil 210 is changed by the metallic foreign matter when the oscillator 220 looks at the detection coil 210.

도 8을 참조하면, 오실레이터(220) 출력 신호의 크기는, 검출 코일(210)의 등가 저항으로 결정된다.Referring to FIG. 8, the magnitude of the output signal of the oscillator 220 is determined by the equivalent resistance of the detection coil 210.

검출 코일(210)의 등가 임피던스의 성분 중 저항 성분이 변하는 경우, 오실레이터(220) 출력 신호의 크기가 변한다.When the resistance component among the components of the equivalent impedance of the detection coil 210 changes, the magnitude of the output signal of the oscillator 220 changes.

지시부호 810은, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존해하지 않는 경우의 출력 신호를 나타낸다. 지시 부호 810은, 기준 신호로 이해될 수 있다.An indication code 810 indicates an output signal when metallic foreign matter does not exist in the vicinity of the detection coil 210. The indicator 810 can be understood as a reference signal.

지시부호 820은, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우의 출력 신호를 나타 낸다.An indication code 820 indicates an output signal when metallic foreign substances are present around the detection coil 210.

검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존재하지 않는 상태에서, 801 시점에, 금속성 이물질을 인접하게 하면, 출력 신호는 도 8의 지시부호 810 및 820와 같이 형성되게 된다.When metallic foreign substances are adjacent to the detecting coil 210 at a time point 801 without the presence of metallic foreign substances, output signals are formed as indicated by reference numerals 810 and 820 in FIG.

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 피크값(811)과 출력 신호(820)의 피크값(821)을 비교하여, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may compare the peak value 811 of the reference signal 810 with the peak value 821 of the output signal 820 to generate the first signal and the second signal.

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 피크값(811)과 출력 신호(820)의 피크값(821)에 차이가 발생되는 경우, 제1 신호로 하이(hign) 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 can generate a hign signal as the first signal when a difference occurs between the peak value 811 of the reference signal 810 and the peak value 821 of the output signal 820 .

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 피크값(811)과 출력 신호(820)의 피크값(821)에 차이가 발생되지 않는 경우, 제2 신호로 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 can generate a low signal with the second signal if no difference is produced between the peak value 811 of the reference signal 810 and the peak value 821 of the output signal 820 have.

한편, 비교기(230)는, 기준 신호(810) 피크값(811)보다 소정값만큼 작은 값으로 설정된 기준값(802) 기준값(802)과 출력 신호(820)의 피크값(821)을 비교하여, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수도 있다.The comparator 230 compares the reference value 802 and the peak value 821 of the output signal 820 by a predetermined value smaller than the peak value 811 of the reference signal 810, And may generate the first signal and the second signal.

도 9를 참조하면, 오실레이터(220) 출력 신호의 주파수는, 검출 코일(210)의 등가 인덕턴스와 오실레이터(220)에 포함되는 커패시터의 값으로 결정된다.9, the frequency of the output signal of the oscillator 220 is determined by the equivalent inductance of the detection coil 210 and the value of the capacitor included in the oscillator 220.

검출 코일(210)의 등가 임피던스의 성분 중 인덕턴스 성분이 변하는 경우, 오실레이터(220) 출력 신호의 주파수가 변한다.When the inductance component of the component of the equivalent impedance of the detection coil 210 changes, the frequency of the oscillator 220 output signal changes.

지시부호 830은, 검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우의 출력 신호를 나타 낸다.An indicator 830 indicates an output signal when metallic foreign substances are present around the detection coil 210.

검출 코일(210) 주변에 금속성 이물질이 존재하지 않는 상태에서, 801 시점에, 금속성 이물질을 인접하게 하면, 출력 신호는 도 8의 지시부호 810 및 830와 같이 형성되게 된다.When metallic foreign substances are adjacent to the detecting coil 210 at a time point 801 without the presence of metallic foreign substances, output signals are formed as indicated by reference numerals 810 and 830 in FIG.

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 주파수와 출력 신호(830)의 주파수를 비교하여, 제1 신호 및 제2 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may compare the frequency of the reference signal 810 with the frequency of the output signal 830 to generate the first signal and the second signal.

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 주파수와 출력 신호(820)의 주파수에 차이가 발생되는 경우, 제1 신호로 하이(hign) 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may generate a hign signal as the first signal when a difference occurs between the frequency of the reference signal 810 and the frequency of the output signal 820. [

비교기(230)는, 기준 신호(810)의 주파수와 출력 신호(820)의 주파수에 차이가 발생되지 않는 경우, 제2 신호로 로우(low) 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 may generate a low signal with the second signal if no difference is produced between the frequency of the reference signal 810 and the frequency of the output signal 820. [

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.10 is a diagram referred to explain a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 이물질 검출 장치(200)는, 제1 검출 코일(210a), 제1 오실레이터(220a), 제2 검출 코일(210b), 제2 오실레이터(220b), 믹서(240), 비교기(230) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the foreign matter detecting apparatus 200 includes a first detecting coil 210a, a first oscillator 220a, a second detecting coil 210b, a second oscillator 220b, a mixer 240, (230) and a processor (270).

제1 검출 코일(210a), 제1 오실레이터(220a), 제2 검출 코일(210b), 제2 오실레이터(220b), 믹서(240), 비교기(230) 및 프로세서(270)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The first detection coil 210a, the first oscillator 220a, the second detection coil 210b, the second oscillator 220b, the mixer 240, the comparator 230 and the processor 270 may be electrically connected to each other have.

제1 검출 코일(210a) 및 제2 검출 코일(210b)에 대한 설명은, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 검출 코일(210)에 대한 설명이 적용될 수 있다.For the description of the first detection coil 210a and the second detection coil 210b, the description of the detection coil 210 described with reference to Figs. 1 to 9 can be applied.

제1 오실레이터(220a) 및 제2 오실레이터(220b)에 대한 설명은, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 오실레이터(220)에 대한 설명이 적용될 수 있다.For the description of the first oscillator 220a and the second oscillator 220b, the description of the oscillator 220 described with reference to Figs. 1 to 9 may be applied.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 내용과 차이가 있는 내용을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the contents different from those described with reference to Figs. 1 to 9 will be mainly described.

제1 오실레이터(220a)는, 제1 교류 신호를 생성할 수 있다.The first oscillator 220a can generate a first AC signal.

제2 오실레이터(220b)는, 제1 교류 신호를 생성할 수 있다.The second oscillator 220b can generate the first AC signal.

제1 오실레이터(220a)와 제2 오실레이터(220b)는, 동일한 요소로 정의되는 교류 신호를 생성할 수 있다.The first oscillator 220a and the second oscillator 220b can generate an AC signal defined by the same element.

제1 검출 코일(210a)은, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)에 배치될 수 있다.The first detection coil 210a may be disposed on the transmission pad 14 or the reception pad 21. [

제1 검출 코일(210a)은, 제1 오실레이터(220a)와 전기적으로 연결될 수 있다.The first detection coil 210a may be electrically connected to the first oscillator 220a.

제2 검출 코일(210b)은, 제2 오실레이터(220a)와 전기적으로 연결될 수 있다.The second detection coil 210b may be electrically connected to the second oscillator 220a.

비교기(230)는, 제1 오실레이터(220a)에 의한 제1 출력 신호를 정의하는 제1 요소와 제2 오실레이터(220b)에 의한 제2 출력 신호를 정의하는 제2 요소를 비교할 수 있다.The comparator 230 may compare a first element that defines the first output signal by the first oscillator 220a and a second element that defines the second output signal by the second oscillator 220b.

만약, 제1 검출 코일(210a) 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 제1 검출 코일(210a)의 등가 임피던스의 변화로 인해, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호에는 차이가 발생하게 된다. 이러한 차이에 기초하여, 이물질 존재 여부를 판단할 수 있게 된다.If metallic foreign matter exists around the first detection coil 210a, a difference occurs between the first output signal and the second output signal due to the change of the equivalent impedance of the first detection coil 210a. Based on this difference, it is possible to judge whether or not there is a foreign substance.

비교기(230)는, 비교 결과에 따라 비교 신호를 생성할 수 있다.The comparator 230 can generate the comparison signal according to the comparison result.

프로세서(270)는, 비교 신호에 기초하여, 송신 패드(14) 및 수신 패드(21) 사이에 위치하는 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.The processor 270 can determine whether there is foreign matter existing between the transmission pad 14 and the reception pad 21 based on the comparison signal.

믹서(240)는, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 믹싱할 수 있다.The mixer 240 may mix the first output signal and the second output signal.

프로세서(270)는, 믹서의 출력 신호에 기초하여, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이에 위치하는 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.The processor 270 can determine whether or not there is a foreign matter positioned between the transmitting pad 14 and the receiving pad 21 based on the output signal of the mixer.

도 11은, 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.11 is a diagram referred to explain a foreign matter detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 제1 검출 코일(210a)과 제2 검출 코일(210b)는, 서로 인접하는 위치에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 11, the first detection coil 210a and the second detection coil 210b may be disposed at positions adjacent to each other.

제1 검출 코일(210a)과 제2 검출 코일(210b)는, 서로 이격되어 배치될 수 있다.The first detection coil 210a and the second detection coil 210b may be disposed apart from each other.

제1 검출 코일(210a)과 제2 검출 코일(210b)는, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)의 가로 방향의 중심 축(1101)을 기준으로 상하 대칭되게 배치될 수 있다.The first detection coil 210a and the second detection coil 210b may be symmetrically arranged with respect to the transverse center axis 1101 of the transmission pad 14 or the reception pad 21.

제1 검출 코일(210a)과 제2 검출 코일(210b)는, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21)의 세로 방향의 중심 축(1102)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치될 수 있다.The first detection coil 210a and the second detection coil 210b may be arranged symmetrically with respect to the center axis 1102 in the longitudinal direction of the transmission pad 14 or the reception pad 21. [

제1 검출 코일(210a)과 제2 검출 코일(210b)은, 송신 패드(14) 또는 수신 패드(21) 대각선을 기준으로 상하 좌우 대칭되게 배치될 수 있다.The first detection coil 210a and the second detection coil 210b may be arranged symmetrically with respect to the diagonal line of the transmission pad 14 or the reception pad 21.

만약, 제1 및 제2 오실레이터(220a, 220b)가 동일한 신호를 출력하는 상태에서, 제1 검출 코일(210a) 주변에 금속성 이물질이 위치하는 경우, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호는 서로 달라지게 된다.If the first and second oscillators 220a and 220b output the same signal and the metallic foreign matter is located around the first detection coil 210a, the first output signal and the second output signal are different from each other .

제1 출력 신호와 제2 출력 신호의 비교값에 기초하여, 송신 패드(14)와 수신 패드(21) 사이의 이물질을 검출할 수 있다.It is possible to detect a foreign matter between the transmission pad 14 and the reception pad 21 based on the comparison value between the first output signal and the second output signal.

도 12은 본 발명의 실시예에 따른 오실레이터 회로 및 비교 회로의 회로 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다.12 is a diagram referred to explain the circuit configuration of the oscillator circuit and the comparison circuit according to the embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 제1 오실레이터(220a) 및 제2 오실레이터(220b)는, 콜피츠 오실레이터가 이용될 수 있다.Referring to FIG. 12, the first oscillator 220a and the second oscillator 220b may be a Coulomb Fitz oscillator.

실시예에 따라, 제1 오실레이터(220a) 및 제2 오실레이터(220b)는, BJT 또는 OP Amp가 포함된 발진 회로로 구성될 수 있다.According to the embodiment, the first oscillator 220a and the second oscillator 220b may be constituted by an oscillation circuit including BJT or OP Amp.

제1 및 제2 오실레이터(220a, 220b)는, 동일한 교류 신호를 생성할 수 있다.The first and second oscillators 220a and 220b can generate the same AC signal.

만약, 금속성 이물질이, 제1 검출 코일(210a)에 근접한 경우, 제1 검출 코일(210a)의 등가 임피던스가 바뀌게 된다.If the metallic foreign substance is close to the first detecting coil 210a, the equivalent impedance of the first detecting coil 210a is changed.

이경우, 제1 오실레이터(220a)에 의한 제1 출력 신호와 제2 오실레이터(220b)에 의한 제2 출력 신호는 일치하지 않게 된다.In this case, the first output signal from the first oscillator 220a and the second output signal from the second oscillator 220b do not coincide with each other.

만약, 금속성 이물질이, 제2 검출 코일(210b)에 근접한 경우, 제2 검출 코일(210b)의 등가 임피던스가 바뀌게 된다.If the metallic foreign substance is close to the second detection coil 210b, the equivalent impedance of the second detection coil 210b is changed.

제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 중 어느 하나의 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호가 더해진 후 비교기(230b)의 출력은 맥놀이 출력 파형을 가지게 된다.In the case where metallic foreign substances are present around any one of the first and second detection coils 210a and 210b, the first output signal and the second output signal are added, and the output of the comparator 230b has a beat output waveform .

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.13 is a flowchart referred to explain the operation of the foreign matter detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 프로세서(270)는, 기준 신호에 대한 캘리브레이션을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 13, the processor 270 may perform a calibration on a reference signal.

프로세서(270)는, 제1 및 제2 오실레이터(220a, 220b)가 동작되도록 제어할 수 있다(S1310).The processor 270 may control the first and second oscillators 220a and 220b to operate (S1310).

믹서(240)는, 제1 및 제2 출력 신호를 믹싱할 수 있다(S1320).The mixer 240 may mix the first and second output signals (S1320).

만약, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 201b) 중 어느 하나의 임피던스 성분에 변화가 발생되는 경우, 믹싱된 출력 신호는, 맥놀이 주파수를 가지게 된다.If a change occurs in the impedance component of any one of the first and second detection coils 210a and 201b, the mixed output signal has a beat frequency.

비교기(230)는, 기준 신호와 믹싱된 출력 신호를 비교하여, 차이가 발생하는지 판단할 수 있다(S1330).The comparator 230 may compare the reference signal with the mixed output signal to determine whether a difference occurs (S1330).

여기서, 기준 신호는, 제1 및 제2 오실레이터(220a, 220b) 각각의 기준 신호를 합성한 신호이다.Here, the reference signal is a signal obtained by synthesizing the reference signals of the first and second oscillators 220a and 220b.

차이가 발생하는 것으로 판단되는 경우, 프로세서(270)는, 알람을 위한 신호를 생성할 수 있다(S1340).If it is determined that a difference occurs, the processor 270 may generate a signal for an alarm (S1340).

도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 제1 출력 신호와 제2 출력 신호 및 믹싱 신호를 설명하는데 참조되는 도면이다.Figure 14 is a diagram referenced to illustrate a first output signal, a second output signal, and a mixing signal, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 지시부호 1410은, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 주변에 금속성 이물질이 존재하지 않는 경우, 제1 출력 주파수와 제2 출력 주파수를 함께 도시한 것을 지시한다.Referring to FIG. 14, the indicator 1410 indicates that the first output frequency and the second output frequency are shown together when there is no metallic foreign substance around the first and second detection coils 210a and 210b.

지시부호 1420은, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 중 어느 하나의 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 제1 출력 주파수와 제2 출력 주파수를 함께 도시한 것을 지시한다.Indication code 1420 indicates that the first output frequency and the second output frequency are shown together when metallic foreign matter is present around any one of the first and second detection coils 210a and 210b.

지시부호 1430은, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 주변에 금속성 이물질이 존재하지 않는 경우, 제1 출력 주파수와 제2 출력 주파수를 합성한 것을 도시한 것을 지시한다. 지시부호 1430은, 기준 주파수로 이해될 수 있다.Indication code 1430 indicates that the first output frequency and the second output frequency are synthesized when metallic foreign matter does not exist around the first and second detection coils 210a and 210b. The indicator 1430 can be understood as a reference frequency.

지시부호 1440은, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 중 어느 하나의 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 제1 출력 주파수와 제2 출력 주파수를 합성한 것을 도시한 것을 지시한다.An indicator 1440 indicates that the first output frequency and the second output frequency are synthesized when metallic foreign substances are present around any one of the first and second detection coils 210a and 210b.

지시부호 1440에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 검출 코일(210a, 210b) 중 어느 하나의 주변에 금속성 이물질이 존재하는 경우, 제1 출력 주파수와 제2 출력 주파수의 믹싱 주파수는, 맥놀이 주파수를 가진다.When the metallic foreign matter is present around any one of the first and second detecting coils 210a and 210b as shown by the reference numeral 1440, the mixing frequency of the first output frequency and the second output frequency is the beat frequency .

이경우, 비교기(230)는, 믹서(240)에서 출력된 믹싱 주파수(1440)와 기준 주파수(1430)를 비교하여, 제1 신호(하이 신호)(1403) 또는 제2 신호(로우 신호)(1404)를 생성할 수 있다.In this case, the comparator 230 compares the mixing frequency 1440 output from the mixer 240 with the reference frequency 1430 and outputs a first signal (high signal) 1403 or a second signal (low signal) 1404 Can be generated.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). In addition, the computer may include a processor or a control unit. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

100 : 무선 충전 시스템
200 : 이물질 검출 장치100: Wireless charging system
200: foreign substance detecting device

Claims

A foreign substance detecting apparatus for detecting a foreign substance located between a transmitting pad and a receiving pad of a wireless charging system,
An oscillator for outputting an AC signal;
One or more detection coils disposed on the transmission pad or the reception pad and connected to the oscillator;
Comparing a first element that defines a reference signal of the oscillator with a second element that defines an output signal by the oscillator,
Generating a first signal when a difference is generated between the first element and the second element,
A comparator for generating a second signal when no difference is generated between the first element and the second element; And
And a processor for determining whether or not a foreign matter exists between the transmitting pad and the receiving pad based on the first signal and the second signal.

The method according to claim 1,
The comparator comprising:
And compares the peak value of the reference signal with the peak value of the output signal to generate the first signal and the second signal.

3. The method of claim 2,
And a peak detector for detecting a peak value of the output signal.

The method according to claim 1,
The comparator comprising:
And compares the frequency of the reference signal with the frequency of the output signal to generate the first signal and the second signal.

5. The method of claim 4,
And a frequency detector for detecting the frequency of the output signal.

The method according to claim 1,
The detection coils are plural,
The plurality of detection coils
The first printed circuit board and the second printed circuit board,
Wherein the first printed circuit board and the second printed circuit board are stacked on each other and disposed on the transmission pad or the reception pad.

The method according to claim 6,
The winding direction of the first group of detection coils disposed on the first printed circuit board is
And a direction opposite to a winding direction of a second group of detection coils disposed on the second printed circuit board.

The method according to claim 6,
Wherein the first printed circuit board and the second printed circuit board are formed of a flexible material.

A foreign substance detecting apparatus for detecting a foreign substance located between a transmitting pad and a receiving pad of a wireless charging system,
A first oscillator for generating a first AC signal;
A second oscillator generating the first AC signal;
A first detection coil disposed at the transmission pad or the reception pad and connected to the first oscillator;
A second detection coil disposed on the transmission pad or the reception pad and connected to the second oscillator;
A first element defining a first output signal by the first oscillator;
A comparator that compares a second element that defines a second output signal by the second oscillator and generates a comparison signal according to a result of the comparison; And
And a processor for determining whether a foreign substance exists between the transmitting pad and the receiving pad based on the comparison signal.

10. The method of claim 9,
And a mixer for mixing the first output signal and the second output signal,
The processor comprising:
Wherein the presence or absence of a foreign matter positioned between the transmission pad and the reception pad is determined based on an output signal of the mixer.