KR20190013389A - 유효부하저항 제어가 가능한 무선 전력 수신 장치 및 유효부하저항 제어 방법 - Google Patents

유효부하저항 제어가 가능한 무선 전력 수신 장치 및 유효부하저항 제어 방법 Download PDF

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Abstract

유효부하저항의 제어가 가능한 무선 전력 수신 장치가 개시된다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치에서 생성된 자기장에 기초하여 정류 전압을 생성하는 정류기; 및 상기 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 조절하기 위하여 정류기의 정류 위상을 제어하는 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

유효부하저항 제어가 가능한 무선 전력 수신 장치 및 유효부하저항 제어 방법{WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE CAPABLE OF CONTROLLING EFFECTIVE LOAD RESISTANCE AND EFFECTIVE LOAD RESISTANCE CONTROL METHOD}
무선 전력 전송에 관한 것으로서, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간 통신 없이 최대의 무선 전력 전송 효율을 가지게 하는 방법이다.
최근 들어 스마트 기기가 보급되어 기기의 전력 사용이 많아 지면서 사용자들은 사무실, 카페 등의 공간에서 기기의 전력 공급이 필요하게 되었다. 이에 따라, 기존의 유선 전력 공급 방식의 불편함을 해결하기 위하여 무선 전력 공급 방식이 등장하게 되었다.
종래에는, 무선으로 전력을 공급함에 있어서, 무선 전력 수신 장치의 DC/DC 변환기의 특성을 제어하여 무선 전력 공급의 최대 효율을 유지하는 방법이 있었으나, 이러한 방법은 DC/DC 변환기의 동작 영역 내에서 최적 효율을 가져야 하고 DC/DC 변환기가 특성을 제어하여도 안정된 동작을 유지하여야만 하는 어려움이 있었다. 그리고, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간 통신을 통해 무선 전력 수신 장치가 필요한 전력을 요구하고, 무선 전력 송신 장치가 송신 전력을 제어하는 방법도 있었지만, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치간 별도의 통신 장치가 요구되는 단점이 있었다.
이에 따라, 부하의 변동에 관계 없이 무선 전력 전송의 최대 효율을 유지하고, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치간 통신과정이 필요 없는 무선 전력 전송을 위한 무선 전력 수신 장치를 제안한다.
무선으로 전력을 전송함에 있어, 무선 전력 수신 장치에 포함된 제어기를 이용하여 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 제어함으로써, 공진기의 인덕턴스 및 전송거리가 제한되고 부하가 변화하는 상황에서 최적의 무선 전력 전송 효율을 유지할 수 있도록 하는 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치에서 생성된 자기장에 기초하여 정류 전압을 생성하는 정류기; 및 상기 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 조절하기 위하여 정류기의 정류 위상을 제어하는 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 무선 전력 수신 장치의 부하에 인가되는 부하 전압 및 상기 부하에 흐르는 부하 전류를 식별하고, 상기 부하 전압 및 부하 전류를 이용하여 상기 유효부하저항을 식별할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 무선 전력 수신 장치가 최대 효율을 가지도록 하는 최적 유효부하저항을 식별하고, 상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 위상을 결정하고, 상기 정류 위상을 상기 최적 정류 위상으로 조절하는 제어 신호를 상기 정류기에 전송할 수 있다.
상기 최적 유효부하저항은, 무선 전력 송신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 송신 공진기의 인덕턴스, 상기 무선 전력 수신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 수신 장치에 포함된 수신 공진기의 인덕턴스 및 상기 송신 공진기와 상기 수신 공진기 간 결합계수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제어기는, 상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 전압을 결정하고, 상기 정류기에서 최적 정류 전압을 출력하기 위한 최적 정류 위상을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 유효부하저항 제어 방법은, 무선 전력 수신 장치가 무선 전력 송신 장치로부터 수신한 자기장을 이용하여 정류기에서 생성되는 정류 전압을 식별하는 단계; 상기 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 식별하는 단계; 상기 유효부하저항을 조절하기 위하여 상기 정류기의 정류 위상을 제어하는 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유효부하저항을 식별하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치의 부하에 인가되는 부하 전압 및 상기 부하에 흐르는 부하 전류를 식별하는 단계; 및 상기 부하 전압 및 부하 전류를 이용하여 상기 무선 전력 수신 장치에 인가되는 유효부하저항을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 상기 제어기로 전송하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치가 최대 효율을 가지도록 하는 최적 유효부하저항을 식별하는 단계; 상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 위상을 결정하는 단계; 및 상기 정류 위상을 상기 최적 정류 위상으로 조절하는 제어 신호를 상기 정류기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최적 유효부하저항은, 무선 전력 송신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 송신 공진기의 인덕턴스, 상기 무선 전력 수신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 수신 장치에 포함된 수신 공진기의 인덕턴스 및 상기 송신 공진기와 상기 수신 공진기 간 결합계수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 최적 정류 위상을 결정하는 단계는, 상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 전압을 결정하는 단계; 및 상기 정류기에서 최적 정류 전압을 출력하기 위한 최적 정류 위상을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선으로 전력을 전송함에 있어서, 무선 전력 수신 장치에 포함된 제어기를 이용하여 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 제어함으로써, 공진기의 인덕턴스 및 전송거리가 제한되고 부하가 변화하는 상황에서 최적의 무선 전력 전송 효율을 유지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유효부하저항을 제어하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는 AC/DC 변환기(110), 인버터(120) 및 송신 공진기(130)를 포함할 수 있다. AC/DC 변환기(110)은 AC 신호를 수신하고, 수신한 AC 신호를 DC 신호로 변환할 수 있다. 그리고, 인버터(120)은 AC/DC 변환기(110)에 의해 변환된 DC 신호를 수신하고, 수신한 DC 신호를 이용하여 무선 전력 전송을 위한 RF 신호를 생성할 수 있다. 또한, 송신 공진기(130)은 인버터(120)이 생성한 RF 신호를 이용하여 자기장을 발생시킬 수 있다.
일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)는 수신 공진기(140), 정류기(150), DC/DC 변환기(160), 부하(170) 및 제어기(180)을 포함할 수 있다.
수신 공진기(140)는 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 공진기(130)에서 발생된 자기장을 이용하여 AC 신호를 생성하고, 생성된 AC 신호를 정류기(150)로 전달할 수 있다.
정류기(150)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)를 이용하여 수신 공진기로부터 수신한 AC 신호를 DC 신호로 정류할 수 있다. 여기서, 정류기(150)은 SCR 전압의 위상을 지연시킴으로써 Gate 구동의 Turn On 시점을 제어하여 정류 전압의 크기를 조절할 수 있다. 본 명세서에서 정류 위상은 SCR 전압의 위상을 일컫는 것일 수 있다.
DC/DC 변환기(160)는 정류된 DC 신호를 부하(170)이 요구하는 DC 레벨로 변환하고, 부하(170)는 무선으로 수신된 전력을 소모할 수 있다.
제어기(180)는 정류기(150)에서 정류된 DC 신호 즉, 정류 전압, 부하에 인가되는 부하 전압 및 부하에 흐르는 부하 전류를 검출할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어기(180)는 검출한 부하 전압 및 부하 전류를 이용해 부하를 식별하고, 부하에 영향을 받는 무선 전력 수신 장치(100)의 유효부하저항이 최적 유효부하저항이 되도록 하는 제어 신호를 정류기(150)로 전달할 수 있다. 이 때, 최적 유효부하저항은 무선 전력 전송의 최대 효율을 가지는 유효부하저항이고, 유효부하저항은 정류 전압을 조절함으로써 제어할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 유효부하저항을 제어하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
단계(200)에서, 제어기(180)는 정류기(150)에 의해 발생된 DC 신호를 식별할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어기(180)는 정류기(150)에 위해 발생된 정류 전압의 크기 및 위상을 검출할 수 있다. 이 때, 제어기(180)가 검출한 정류 전압은 정류기(150)의 SCR의 Gate 구동에 따른 Turn On 시점에 의해 결정된 것일 수 있다. 즉, 수신 공진기(140)에 의해 발생된 AC 신호를 수신한 정류기(150)는 수신한 AC 신호를 정류하여 DC 신호를 생성하게 되는데, 이 때 정류기(150)의 SCR을 이용하여 DC 신호를 생성함에 있어서, SCR 전압의 위상을 조절하여 Gate 구동의 Turn On 시점을 제어함으로써, 정류 전압의 크기를 제어할 수 있다.
단계(201)에서, 제어기(180)는 부하(170)에 인가되는 부하 전압 및 부하에 흐르는 부하 전류를 식별할 수 있다. 그리고, 제어기(180)는 식별한 부하 전압 및 부하 전류를 이용하여 부하(170)의 값을 결정할 수 있다. 또한, 식별한 부하(170)의 값을 이용하여 무선 전력 수신 장치(100)의 유효부하저항을 식별할 수 있다.
단계(202)에서, 제어기(180)는 유효부하저항이 무선 전력 전송에 있어서 최대 효율을 가지는 최적 유효부항인지 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어기(180)는 무선 전력 전송 주파수, 무선 전력 송신 장치(101)의 인덕턴스, 기생 저항, 무선 전력 수신 장치(100)의 인덕턴스, 기생 저항, 유효부하저항 및 송신 공진기(130)와 수신 공진기(140) 간 결합 계수를 이용하여 무선 전력 전송의 효율을 결정할 수 있다. 이 때, 제어기(180)는 무선 전력 전송의 효율이 최대가 되는 유효부하저항을 최적 유효부하저항으로 결정할 수 있다. 그리고, 제어기(180)는 무선 전력 수신 장치(100)의 유효부하저항이 최적 유효부하저항인지 여부를 판단할 수 있다.
단계(203)에서, 제어기(180)는 정류기의 정류 위상을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(100)의 유효부하저항은 부하 저항 및 SCR의 Gate 구동에 따른 Turn On 시점에 의해 결정되고, 이 때 Turn On 시점은 정류 위상에 의해 결정될 수 있다. 제어기(180)는 무선 전력 수신 장치(100)가 최적 유효부하저항을 가지게 되는 최적 정류 전압을 결정하고, 최적 정류 전압을 출력하기 위한 최적 정류 위상을 결정할 수 있다. 그리고, 제어기(180)는 단계(200)에서 식별한 정류 전압이 최적 정류 전압인지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 정류 전압이 최적 정류 전압보다 크거나 작은 경우, 제어기(180)는 정류 전압의 크기를 조절하기 위하여 정류기(150)의 정류 위상을 최적 정류 위상으로 조절하기 위한 제어 신호를 정류기(150)에 전달할 수 있다. 정류기(150)는 제어기(180)로부터 제어 신호에 따라 정류 위상을 조절할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)에 나타나는 모든 기생 저항 성분을 나타내는 송신 기생 저항은 Rtx, 송신 공진기(130)의 인덕턴스는 Ltx, 무선 전력 수신 장치(100)에 나타나는 모든 기생 저항은 수신 기생 저항은 Rrx, 수신 공진기(140)의 인덕턴스는 Lrx, 그리고 송신 공진기(130)과 수신 공진기(140)간 결합계수는 k이다.
일반적으로 무선 전력 전송 장치는 부하의 크기와 소모 전력 등에 따라 송신 공진기 및 수신 공진기의 크기와 전송 거리가 제한되고, 이에 따라 송신 공진기의 인덕턴스 및 수신 공진기의 인덕턴스도 같이 제한된다.
일례로, DC/DC 변환기로 벅(BUCK) DC/DC 변환기를 사용할 경우, 인덕턴스 및 전송 거리가 제한된 상황에서 무선 전력 전송의 효율 η는 수학식 1을 통해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서 ft는 무선 전력 전송 주파수일 수 있다.
제어기(180)는 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 기생 저항 Rtx, 송신 공진기(130)의 인덕턴스 Ltx, 무선 전력 수신 장치(101)의 수신 기생 저항 Rrx , 수신 공진기(140)의 인덕턴스 Lrx 및 송신 공진기(130)와 수신 공진기(140)간 결합계수 k를 이용하여 수학식 2를 통해 무선 전력 전송의 효율 η가 최대값을 가지는 최적 유효부하저항 RL _ eff _opt을 결정할 수 있다.
Figure pat00002
무선 전력 수신 장치(100)의 유효부하저항(RL _ eff)은 DC/DC 변환기(160)와 실제 전력을 소비하는 부하(170)의 저항(RL)을 포함한 등가 저항일 수 있다. 이 때, 유효부하저항(RL_eff)은 사용되는 DC/DC 변환기의 종류에 따라 다른 전달 특성을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 유효부하저항(RL _ eff)은 부하(170)의 저항(RL)과 수학식 3의 관계를 가질 수 있다.
Figure pat00003
이 때, D는 DC/DC 변환기에서 스위치가 켜지는 구간이고, 0 내지 1 사이에서 임의의 값을 가질 수 있다.
그리고, 수학식 3의 관계에 따라 정류 전압 Vrec와 부하 전압 VL은 수학식 4의 관계를 가질 수 있다.
Figure pat00004
제어기(180)는 궁극적으로 부하(170)가 변경되어 부하 저항 RL이 변하더라도 주어진 환경에서 무선 전력 전송의 최대 효율을 얻기 위해 수학식 5를 만족시키도록 하는 제어 신호를 정류기(150)에 전달 할 수 있다.
Figure pat00005
즉, 제어기(180)는 무선 전력 수신 장치(100)가 최대의 무선 전력 전송 효율을 가지게 하기 위해 DC/DC 변환기에 입력되는 정류 전압 Vrec을 제어하기 위한 제어 신호를 정류기(150)에 전달할 수 있다. 그리고, 정류기(150)는 입력 받은 제어 신호에 기초하여 정류 위상을 조절하여 정류 전압 Vrec과 부하 전압 VL 간의 전압비를 조절함으로써, 유효부하저항 RL _ eff이 최적 유효부하저항 RL _ eff _opt와 같아지도록 제어할 수 있다.
제어기(180)는 무선 전력 수신 장치(100)의 부하 전압 VL 및 부하 전류 IL을 주기적으로 검출하고, 검출한 부하 전압 VL 및 부하 전류 IL를 통해 부하를 주기적으로 측정할 수 있다. 그리고, 측정한 부하를 이용하여 식별한 유효부하저항이 전송환경에 따라 미리 설정된 최적 유효부하저항이 되도록 제어 신호를 정류기(150)에 전달할 수 있다. 또한, 정류기(150)는 수신한 제어 신호에 기초하여 정류 위상을 조절함으로써 정류 전압 Vrec를 제어할 수 있다.
이러한 과정을 미리 설정된 주기에 따라 반복함으로써 부하가 바뀌더라도 무선 전력 수신 장치(100)의 유효부하저항을 최적 유효부하저항으로 유지할 수 있고, 이에 따라 무선 전력 전송의 효율을 최대로 유지할 수 있다.
본 명세서에서 기재된 수학식은 벅(BUCK) DC/DC 변환기를 사용할 경우에 대한 일례일 뿐이고, 사용되는 변환기에 따라 수학식은 변경될 수 있다. 그러나, 위에서 상술한 동작은 DC/DC 변환기의 종류에 관계없이 무선 전력 전송의 최대 효율을 유지하기 위하여 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 무선 전력 수신 장치
101: 무선 전력 송신 장치
110: AC/DC 변환기
120: 인버터
130: 송신 공진기
140: 수신 공진기
150: 정류기
160: DC/DC 변환기
170: 부하
180: 제어기

Claims (10)

  1. 무선 전력 송신 장치에서 생성된 자기장에 기초하여 정류 전압을 생성하는 정류기; 및
    상기 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 조절하기 위하여 정류기의 정류 위상을 제어하는 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 제어기
    를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 무선 전력 수신 장치의 부하에 인가되는 부하 전압 및 상기 부하에 흐르는 부하 전류를 식별하고,
    상기 부하 전압 및 부하 전류를 이용하여 상기 유효부하저항을 식별하는
    무선 전력 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 무선 전력 수신 장치가 최대 효율을 가지도록 하는 최적 유효부하저항을 식별하고,
    상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 위상을 결정하고,
    상기 정류 위상을 상기 최적 정류 위상으로 조절하는 제어 신호를 상기 정류기에 전송하는
    무선 전력 수신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최적 유효부하저항은,
    무선 전력 송신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 송신 공진기의 인덕턴스, 상기 무선 전력 수신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 수신 장치에 포함된 수신 공진기의 인덕턴스 및 상기 송신 공진기와 상기 수신 공진기 간 결합계수에 기초하여 결정되는
    무선 전력 수신 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 전압을 결정하고,
    상기 정류기에서 최적 정류 전압을 출력하기 위한 최적 정류 위상을 결정하는
    무선 전력 수신 장치.
  6. 무선 전력 수신 장치가 무선 전력 송신 장치로부터 수신한 자기장을 이용하여 정류기에서 생성되는 정류 전압을 식별하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치의 유효부하저항을 식별하는 단계;
    상기 유효부하저항을 조절하기 위하여 상기 정류기의 정류 위상을 제어하는 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 단계
    를 포함하는 유효부하저항 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유효부하저항을 식별하는 단계는,
    상기 무선 전력 수신 장치의 부하에 인가되는 부하 전압 및 상기 부하에 흐르는 부하 전류를 식별하는 단계; 및
    상기 부하 전압 및 부하 전류를 이용하여 상기 무선 전력 수신 장치에 인가되는 유효부하저항을 식별하는 단계
    를 포함하는 유효부하저항 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어 신호를 상기 정류기로 전송하는 단계는,
    상기 무선 전력 수신 장치가 최대 효율을 가지도록 하는 최적 유효부하저항을 식별하는 단계;
    상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 위상을 결정하는 단계; 및
    상기 정류 위상을 상기 최적 정류 위상으로 조절하는 제어 신호를 상기 정류기에 전송하는 단계
    를 포함하는 유효부하저항 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최적 유효부하저항은,
    무선 전력 송신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 송신 공진기의 인덕턴스, 상기 무선 전력 수신 장치의 기생저항, 상기 무선 전력 수신 장치에 포함된 수신 공진기의 인덕턴스 및 상기 송신 공진기와 상기 수신 공진기 간 결합계수에 기초하여 결정되는
    유효부하저항 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 최적 정류 위상을 결정하는 단계는,
    상기 유효부하저항이 상기 최적 유효부하저항과 동일해지는 최적 정류 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 정류기에서 최적 정류 전압을 출력하기 위한 최적 정류 위상을 결정하는 단계
    를 포함하는 유효부하저항 제어 방법.
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