KR20190066127A - Magnetic resonance wireless charging device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 자기공명방식 무선 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적으로 절연된 절연 회로를 거쳐 전달된 검출 신호를 통하여 송신 공진부의 공진 주파수를 검출하고, 검출된 공진 주파수에 기초하여 생성된 공진주파수 조정신호를 절연 회로를 거쳐 상기 송신 공진부에 연결된 공진주파수 조정회로로 전달함으로써 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 자기공명방식 무선 충전 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a magnetic resonance type wireless charging apparatus, and more particularly to a magnetic resonance type wireless charging apparatus which detects a resonance frequency of a transmission resonance unit through a detection signal transmitted via an electrically insulated isolation circuit, And transmits the generated resonance frequency adjusting signal to the resonance frequency adjusting circuit connected to the transmitting resonance part via an insulating circuit, thereby stably adjusting the resonance frequency.
무선 충전 방식에는 자기유도 방식, 자기공명 방식, 및 전자기파 방식이 있다. 자기유도 방식의 경우 전송 효율은 비교적 높지만 전송거리가 수 mm 내지 수 cm에 불과하여 전송거리 상에 한계를 가진다. 전자기파 방식의 경우 전송거리가 최대 수십 km에 해당하지만 전송 효율이 10% 내지 50%에 불과하여 전송 효율 상에 한계를 가질 뿐 아니라 인체에 대한 유해성이 문제되고 있다.The wireless charging system includes a magnetic induction system, a magnetic resonance system, and an electromagnetic wave system. In the case of the magnetic induction method, the transmission efficiency is relatively high, but the transmission distance is only a few millimeters to several centimeters, and therefore, there is a limit on the transmission distance. In the case of the electromagnetic wave method, the transmission distance corresponds to a maximum of several tens of kilometers, but the transmission efficiency is only 10% to 50%, which limits the transmission efficiency and poses a problem to the human body.
이에 따라, 최근에는 전송거리를 수 m의 범위로 확보할 수 있으며 전송효율 측면에서도 전자기파 방식보다 높은 전송효율을 가지는 자기공명 방식의 상용화를 위한 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다.Recently, various studies and developments have been made for commercialization of a magnetic resonance method having a transmission distance in a range of several meters and a transmission efficiency higher than that of an electromagnetic wave method in terms of transmission efficiency.
본 발명의 기술적 사상에 따른 자기공명방식 무선 충전 장치는 전기적으로 절연된 절연 회로를 거쳐 전달된 검출 신호를 통하여 송신 공진부의 공진 주파수를 검출하고, 검출된 공진 주파수에 기초하여 생성된 공진주파수 조정신호를 절연 회로를 거쳐 상기 송신 공진부에 연결된 공진주파수 조정회로로 전달함으로써 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 자기공명방식 무선 충전 장치를 제공하는 것이다.The magnetic resonance method wireless charging apparatus according to the technical idea of the present invention detects a resonance frequency of a transmission resonance unit through a detection signal transmitted via an electrically insulated isolation circuit, and outputs a resonance frequency adjustment signal To a resonance frequency adjusting circuit connected to the transmission resonance unit via an insulating circuit, thereby stably adjusting the resonance frequency.
본 발명의 실시 예에 따른 자기공명방식 무선 충전 장치는 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여, 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신하는 송신 공진부, 송신 공진부와 연결되어 상기 송신 공진부의 공진 주파수에 연관된 검출 신호를 출력하는 주파수 검출회로, 상기 검출 신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제1절연 회로, 상기 제1절연 회로를 통하여 수신된 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 공진 주파수를 연산하는 주파수 연산기, 연산된 상기 공진주파수에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성하는 공진 주파수 컨트롤러, 상기 공진주파수 조정신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제2절연 회로 및 상기 제2절연 회로를 통하여 수신된 상기 공진주파수 조정신호에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정회로를 포함할 수 있다.A magnetic resonance method wireless charging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transmission resonance unit for converting a direct current voltage into an alternating voltage for wireless power transmission and wirelessly transmitting power based on the converted alternating voltage, A first isolation circuit for transmitting the detection signal in an electrically insulated state, a second isolation circuit for receiving the detection signal based on the detection signal received through the first isolation circuit, A resonance frequency controller for generating a resonance frequency adjustment signal for adjusting the resonance frequency of the transmission resonance section on the basis of the calculated resonance frequency; A second insulated circuit for transferring in an insulated state and a second insulated circuit Placed on the basis of the resonance frequency adjustment signal, and may include the resonance frequency adjusting circuit adjusting the resonant frequency wherein the resonant transmission portion.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제1절연 회로 및 상기 제2절연 회로 각각은, 포토커플러(photo coupler)를 통하여 신호를 전달할 수 있다.According to an exemplary embodiment, each of the first and second isolation circuits may transmit a signal through a photo coupler.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제1절연 회로는, 상기 주파수 검출회로와 상기 주파수 연산기 사이에 연결되어, 상기 검출 신호를 상기 주파수 검출회로로부터 상기 주파수 연산기로 전달할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first insulation circuit is connected between the frequency detection circuit and the frequency calculator, and can transmit the detection signal from the frequency detection circuit to the frequency calculator.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 공진주파수 조정회로는, 병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부 및 상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the resonance frequency adjustment circuit may include a capacitor portion including a plurality of capacitors configured in parallel, and a switching portion switching a connection of each of the plurality of capacitors.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2절연 회로는, 상기 공진 주파수 컨트롤러와 상기 스위칭부 사이에 연결되어, 상기 공진주파수 조정신호를 상기 스위칭부로 전달할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the second insulation circuit may be connected between the resonance frequency controller and the switching unit, and may transmit the resonance frequency adjustment signal to the switching unit.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 주파수 검출회로는, 상기 송신 공진부로부터 출력된 상기 검출 신호를 출력할 수 있다.According to the exemplary embodiment, the frequency detection circuit can output the detection signal output from the transmission resonance unit.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 드론으로부터 상기 드론의 식별정보를 수신하는 통신모듈 및 상기 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 상기 공진 주파수 컨트롤러로 전송하는 기준 공진주파수 설정회로를 더 포함하고, 상기 공진 주파수 컨트롤러는, 연산된 상기 공진주파수와 상기 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 상기 공진주파수 조정신호를 생성할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic resonance method wireless charging apparatus includes a communication module for receiving identification information of the drones from a drones, and a communication module for transmitting reference resonance frequency information mapped to the identification information to the resonance frequency And a reference resonance frequency setting circuit for transmitting the resonance frequency adjustment signal to the controller, wherein the resonance frequency controller can generate the resonance frequency adjustment signal based on the calculated resonance frequency and the reference resonance frequency information.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 상기 주파수 계산부에 의해 연산된 공진 주파수에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 상기 기준 공진주파수 정보를 업데이트하는, 기준 공진주파수 업데이터를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic resonance method wireless charging apparatus includes a reference resonance frequency updater for updating the reference resonance frequency information mapped to the identification information based on the resonance frequency calculated by the frequency calculation unit .
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 통신모듈은, 복수의 드론들로부터 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보를 수신하고, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 수신된 상기 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 상기 복수의 드론들을 그룹핑하는 충전 그룹 생성부를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the communication module receives identification information of each of the plurality of drones from a plurality of drones, and the magnetic resonance type wireless charging device includes identification information of each of the received plurality of drones And a charge group generation unit for grouping the plurality of drones according to resonance frequencies of adjacent frequency bands.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 자기공명방식 무선 충전 장치는, 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보 및 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보의 수신 순서에 기초하여, 상기 기준 공진주파수의 조절 패턴을 미리 설정하는 충전 스케쥴러를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic resonance method wireless charging apparatus may further include a reference resonance frequency adjusting unit that adjusts the reference resonance frequency based on the identification information of each of the plurality of drones and the order of reception of the identification information of each of the plurality of drones And a charge scheduler for presetting the pattern.
본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시 예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 따른 권리범위는 이에 의하여 제한해석 되어서는 안 된다.Devices according to embodiments of the present invention may have the following effects. It should be understood, however, that the specific embodiments should not be construed to include all of the following effects or merely include the following effects, and the scope of the claims according to the technical idea of the present invention should not be construed thereby.
본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 검출된 공진주파수에 기초하여 상기 공진 주파수를 조정함으로써 무선 충전 장치가 위치한 환경에 따른 오차를 최소화할 수 있으며 공진주파수를 안정적으로 조정할 수 있는 효과를 가진다.The apparatus according to the embodiment of the present invention can minimize the error according to the environment where the wireless charging device is located by adjusting the resonance frequency based on the detected resonance frequency and has the effect of stably adjusting the resonance frequency.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 장치들은 송신 공진부와 제어부를 서로 전기적으로 절연시킴에 따라 정확한 공진 주파수 검출이 가능하며, 공진주파수 조정회로의 스위칭에 따라 발생할 수 있는 전기적인 충격으로부터 제어부를 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, the apparatus according to the embodiment of the present invention can accurately detect the resonance frequency by electrically isolating the transmission resonance unit and the control unit from each other, and protects the control unit from electric shocks that may occur upon switching of the resonance frequency adjustment circuit. There is an effect that can be done.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 회로도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a wireless charging system including a wireless charging device according to the technical idea of the present invention.
2 is a block diagram according to an embodiment of the wireless charging device shown in FIG.
3 is a circuit diagram according to an embodiment of the wireless charging apparatus shown in Figs. 1 and 2. Fig.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.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. However, it should be understood that the technical idea of the present invention is not limited to the specific embodiments but includes all changes, equivalents, and alternatives included in the technical idea of the present invention.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0027] In the following description of the present invention, a detailed description of known technologies will be omitted when it is determined that the technical idea of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.
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 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Also, the terms "to", "to", "to", "to" and "module" in the present specification mean a unit for processing at least one function or operation, Software. ≪ / RTI >
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.It is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by each main function of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 장치를 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a wireless charging system including a wireless charging device according to the technical idea of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 무선 충전 시스템(10)은 드론(100)과 무선 충전 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
본 명세서에서 드론(100)은 무선전파로 조종할 수 있는 무인 항공기를 폭 넓게 의미할 수 있다.In this specification, the
실시 예에 따라, 드론(100)은 군사용 드론, 상업용 드론, 개인용 드론 등 다양한 용도에 맞도록 구현될 수 있으며, 용도에 맞추어 구성이 생략, 추가, 변경될 수 있다.According to the embodiment, the
드론(100)은 충전가능한 배터리를 포함할 수 있으며, 드론(100)에 포함된 배터리는 무선 충전 장치(200)에 의하여 무선 충전될 수 있다.The
무선 충전 장치(200)는 일정 반경 내에 들어온 드론(100)을 무선 충전시킬 수 있다.The
실시 예에 따라, 무선 충전 장치(200)와 드론(100)에 포함된 배터리는 자기공명방식 무선충전을 수행할 수 있으며, 드론(100)에 포함된 배터리는 이에 따라 무선충전될 수 있다.According to an embodiment, the batteries included in the
무선 충전 장치(200)의 세부적인 구조와 동작에 대해서는 도 2와 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.The detailed structure and operation of the
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 블록도이다. 도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무선 충전 장치의 일 실시 예에 따른 회로도이다.2 is a block diagram according to an embodiment of the wireless charging device shown in FIG. 3 is a circuit diagram according to an embodiment of the wireless charging apparatus shown in Figs. 1 and 2. Fig.
도 1과 도 2를 참조하면, 무선 충전 장치(200)는, 통신모듈(210), 제어부(220), 송신 공진부(290), 공진주파수 조정회로(300), 주파수 검출회로(310), 제1절연회로(320), 및 제2절연회로(330)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
본 명세서에서 "무선 충전 장치(200)의 공진 주파수"는 송신 공진부(290)와 공진주파수 조정회로(300)의 조합에 의하여 결정되는 공진 주파수를 의미할 수 있다.The resonance frequency of the
통신모듈(210)은 드론(100)과 무선통신을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 통신모듈(210)은 RFID, 블루투스(bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Wi-Fi, NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(beacon) 등의 방식으로 드론(100)과 무선통신을 수행할 수 있다.The
실시 예에 따라, 드론(100)은 통신모듈(210)로 무선통신을 통하여 드론(100)의 식별정보(예컨대, 드론(100)의 고유의 ID, 드론(100)의 모델정보를 나타내는 정보 등)를 전송할 수 있다.According to an embodiment, the
제어부(220)는 충전 그룹 생성부(230), 충전 스케쥴러(240), 기준 공진주파수 설정회로(250), 기준 공진주파수 업데이터(260), 주파수 연산기(270), 및 공진 주파수 컨트롤러(280)를 포함할 수 있다.The
충전 그룹 생성부(230)는 무선 충전 장치(200)가 드론(100)을 포함한 복수의 드론들(미도시)을 동시에 충전할 수 있도록 구현된 경우에 무선 충전 장치(200)에 포함될 수 있다.The charging
충전 그룹 생성부(230)는 무선 충전 장치(200)에 의하여 동시에 충전시킬 드론들을 그룹핑할 수 있다.The charging
실시 예에 따라, 충전 그룹 생성부(230)는 통신모듈(210)을 통하여 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여 복수의 드론들 각각의 무선충전을 위한 공진주파수 정보를 생성하고, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 복수의 드론들을 그룹핑할 수 있다. 이 경우, 사용자는 충전 그룹 생성부(230)에 의하여 그룹핑할 공진주파수 범위를 설정할 수도 있다. According to the embodiment, the charging
예컨대, 사용자에 의해 설정된 공진주파수 범위가 0.3MHz라면, 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여 생성된 공진주파수 정보가 10.1MHz인 드론, 공진주파수 정보가 10.2MHz인 드론, 공진주파수 정보가 10.3MHz인 드론이 하나의 그룹으로 그룹핑될 수 있다.For example, if the resonance frequency range set by the user is 0.3 MHz, the drones having the resonance frequency information of 10.1 MHz, the resonance frequency information of 10.2 MHz, and the resonance frequency information generated based on the identification information of each of the plurality of drones are 10.3 MHz introns can be grouped into one group.
충전 스케쥴러(240)는 무선 충전 장치(200)가 복수의 드론들(미도시)을 순차적으로 충전할 수 있도록 구현된 경우에 무선 충전 장치(200)에 포함될 수 있다.The
충전 스케쥴러(240)는 무선 충전 장치(200)에 의하여 충전시킬 드론들의 순서를 스케쥴링할 수 있다.The
실시 예에 따라, 충전 스케쥴러(240)는 통신모듈(210)을 통하여 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보 및, 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보가 수신된 수신 순서에 기초하여, 충전시킬 드론들의 순서를 스케쥴링하고 스케쥴링된 순서에 따라 무선 충전 장치(200)의 기준 공진주파수의 조절패턴을 미리 설정할 수 있다.In accordance with an embodiment, the
예컨대, 수신된 복수의 드론들 각각의 식별정보가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz의 순서로 순차적으로 수신된 경우, 이에 맞추어 무선 충전 장치(200)의 기준 공진주파수가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz로 설정되도록 미리 설정할 수 있다.For example, when the identification information of each of the plurality of received drones is sequentially received in the order of 10.1 MHz, 10.2 MHz, and 10.3 MHz, the reference resonance frequencies of the
다른 실시 예에 따라, 충전 그룹 생성부(230)와 충전 스케쥴러(240)가 함께 동작하는 경우, 충전 스케쥴러(240)는 충전 그룹 생성부(230)에 의해 생성된 충전 그룹에 관한 정보를 전달 받고, 전달 받은 충전 그룹에 포함된 복수의 드론들 각각의 공진주파수들 중에서 중간 값을 기준으로 기준 공진주파수를 미리 설정할 수 있다. According to another embodiment, when the
예컨대, 충전 그룹 생성부(230)에 의해 생성된 충전 그룹에 포함된 복수의 드론들 각각의 공진 주파수가 10.1MHz, 10.2MHz, 10.3MHz인 경우, 충전 스케쥴러(240)는 이 중에서 중간 값인 10.2MHz를 기준으로 기준 공진주파수를 미리 설정할 수 있다.For example, when the resonance frequencies of the plurality of drones included in the charging group generated by the charging
기준 공진주파수 설정회로(250)는 무선 충전 장치(200)의 무선 충전에 사용할 기준 공진주파수 값을 설정할 수 있다. 기준 공진주파수 설정회로(250)는 드론(100)으로부터 통신모듈(210)을 통하여 수신된 드론의 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 공진 주파수 컨트롤러(280)로 전송할 수 있다.The reference resonance
실시 예에 따라, 기준 공진주파수 설정회로(250)는 충전 스케쥴러(240)에 의해 미리 설정된 기준 공진주파수의 조절패턴에 기초하여 기준 공진주파수를 설정할 수 있다.According to the embodiment, the reference resonance
다른 실시 예에 따라, 기준 공진주파수 설정회로(250)에 저장된 기준 공진주파수 값들은 기준 공진주파수 업데이터(260)에 의해 업데이트될 수 있다.According to another embodiment, the reference resonance frequency values stored in the reference resonance
기준 공진주파수 업데이터(260)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진주파수 값을 누적하여 저장하고, 저장된 공진주파수 값과 설정된 기준 공진주파수 값의 비교결과에 따라 기준 공진주파수를 업데이트할 수 있다.The reference
예컨대, 설정된 기준 공진주파수에 비하여 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진주파수 값이 낮은 값을 갖는 경우가 일정시간 이상 반복된다면, 이는 여러 오차에 의해 의도했던 기준 공진주파수에 비하여 실제 공진주파수의 값이 낮은 경우로 판단될 수 있으며, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 값을 기존의 값보다 더 높은 값으로 업데이트할 수 있다.For example, if the resonance frequency value of the
반대로, 설정된 기준 공진주파수에 비하여 연산된 무선 충전 장치(200)의 공진 주파수 값이 높은 값을 갖는 경우가 일정시간 이상 반복된다면, 이는 여러 오차에 의해 의도했던 기준 공진주파수에 비하여 실제 공진주파수의 값이 높은 경우로 판단될 수 있으며, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 값을 기존의값보다 더 낮은 값으로 업데이트할 수 있다.On the contrary, if the resonance frequency value of the
실시 예에 따라, 기준 공진주파수 업데이터(260)는 기준 공진주파수 설정회로(250) 내에 드론의 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 업데이트할 수 있다.According to an embodiment, the reference
주파수 연산기(270)는 주파수 검출회로(310)로부터 제1절연회로(320)를 통하여 전송되는 검출 신호(SDT1)에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진 주파수를 연산할 수 있다. 주파수 검출회로(310)와 제1절연회로(320)에 대해서는 후술하도록 한다.The
실시 예에 따라, 주파수 연산기(270)는 수신된 검출 신호(SDT1)를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환된 검출 신호(SDT1)의 에지(edge)를 카운팅함으로써 송신 공진부(290)의 공진 주파수를 연산할 수 있다.The
공진 주파수 컨트롤러(280)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 공진주파수와 기준 공진주파수 설정회로(250)로부터 전달된 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성할 수 있다.The
실시 예에 따라, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 주파수 연산기(270)에 의해 연산된 공진 주파수와 기준 공진주파수 설정회로(250)에 의해 설정된 기준 공진주파수를 비교하고, 비교결과에 따라 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 및 SSW3)를 생성할 수 있다.According to the embodiment, the
예컨대, 연산된 공진 주파수가 기준 공진주파수보다 낮은 값을 갖는 경우, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 송신 공진부(290)의 공진주파수를 높이기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 생성할 수 있다.For example, when the calculated resonance frequency has a value lower than the reference resonance frequency, the
반대로, 연산된 공진 주파수가 기준 공진주파수보다 높은 값을 갖는 경우, 공진 주파수 컨트롤러(280)는 송신 공진부(290)의 공진주파수를 낮추기 위한 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 생성할 수 있다.Conversely, when the calculated resonance frequency has a value higher than the reference resonance frequency, the
송신 공진부(290)는 전원에서 공급된 직류 전압을 무선 전력 전송을 위한 교류 전압으로 변환하여 변환된 교류 전압에 기초하여 전력을 무선으로 송신할 수 있다.The
송신 공진부(290)는 공진부(290A)와 전력 송신부(290B)로 구성될 수 있다. 공진부(290A)에는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터부(292)가 포함될 수 있으며, 전력 송신부(290B)는 무선 전력 전송을 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The
공진주파수 조정회로(300)는 송신 공진부(290)에 연결되며, 제어부(220)에 포함된 공진 주파수 컨트롤러(280)에 의해 생성된 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)에 기초하여, 송신 공진부(290)의 공진주파수를 조정할 수 있다.The resonance
공진주파수 조정회로(300)는 병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부(302)와 상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부(304)를 포함할 수 있다.The resonance
스위칭부(304)는 커패시터부(302)의 복수의 커패시터들 각각에 상응하는 스위치(SW1, SW2, SW3)를 포함할 수 있다.The
도 3에서는 예시적으로 공진주파수 조정회로(300)가 병렬로 연결된 복수의 커패시터들로 구성되는 경우를 도시하나, 공진주파수 조정회로(300)에 사용되는 소자와 연결 구조는 다양한 변형이 가능하다.3 illustrates an example in which the resonance
주파수 검출회로(310)는 송신 공진부(290)와 연결되어 송신 공진부(290)의 공진 주파수에 연관된 검출 신호(SDT1)를 출력할 수 있다. 주파수 검출회로(310)에 의해 출력된 검출 신호(SDT1)는 송신 공진부(290)의 공진 주파수에 관한 정보를 담고 있다.The
실시 예에 따라, 주파수 검출회로(310)는 안정적으로 검출 신호(SDT1)를 출력하기 위한 저항 소자를 포함할 수 있다.According to the embodiment, the
제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310)와 주파수 연산기(270) 사이에 연결되어 검출 신호(SDT1)를 주파수 검출회로(310)로부터 주파수 연산기(270)로 전달할 수 있다.The
제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310) 측(SIDE1)과 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)을 전기적으로 절연시킨 채로 검출 신호(SDT1)를 전달할 수 있다.The
실시 예에 따라, 제1절연회로(320)는 포토커플러(photo coupler)를 통하여 검출 신호를 전달할 수 있다. 이 경우, 제1절연회로(320)는 주파수 검출회로(310) 측(SIDE1)에서 전달된 검출 신호(SDT1)를 광신호로 변환하여 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)으로 전송하며, 주파수 연산기(270) 측(SIDE2)의 광 검출기(light detector)에 의해 수신된 광신호를 전기신호로 다시 변환함으로써 주파수 연산기(270)로 검출 신호(SDT1)를 전달할 수 있다.According to an embodiment, the
다른 실시 예에 따라, 제1절연회로(320)는 포토커플러 타입의 절연회로 대신에 변환기 타입의 절연회로를 포함할 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다.According to another embodiment, the
제2절연회로(330)는 공진 주파수 컨트롤러(280)와 공진주파수 조정회로(300) 사이에 연결되어 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 공진주파수 조정회로(300)의 스위치부(304)의 스위치들 각각으로 전달할 수 있다.The
제2절연회로(330)는 공진 주파수 컨트롤러(280) 측(SIDE2)과 공진주파수 조정회로(300) 측(SIDE1)을 전기적으로 절연시킨 채로 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 전달할 수 있다.The
실시 예에 따라, 제2절연회로(330)는 제1절연회로(320)와 마찬가지로 포토커플러 타입의 절연회로 또는 변환기 타입의 절연회로를 통하여 공진주파수 조정신호(예컨대, SSW1, SSW2, 또는 SSW3)를 전달할 수 있다.The
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments but may be modified within the scope of the technical idea of the present invention. Various modifications and variations are possible.
10 : 무선 충전 시스템
100 : 드론
200 : 무선 충전 장치
210 : 통신모듈
220 : 제어부
290 : 송신 공진부
300 : 공진주파수 조정회로
310 : 주파수 검출회로
320, 330 : 절연회로10: Wireless charging system
100: Drones
200: Wireless charging device
210: Communication module
220:
290: Transmission resonance section
300: resonance frequency adjustment circuit
310: Frequency detection circuit
320, 330: Insulation circuit
Claims (10)
상기 송신 공진부와 연결되어 상기 송신 공진부의 공진 주파수에 연관된 검출 신호를 출력하는 주파수 검출회로;
상기 검출 신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제1절연 회로;
상기 제1절연 회로를 통하여 수신된 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 공진 주파수를 연산하는 주파수 연산기;
연산된 상기 공진주파수에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하기 위한 공진주파수 조정신호를 생성하는 공진 주파수 컨트롤러;
상기 공진주파수 조정신호를 전기적으로 절연된 상태로 전달하기 위한 제2절연 회로; 및
상기 제2절연 회로를 통하여 수신된 상기 공진주파수 조정신호에 기초하여, 상기 송신 공진부의 상기 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정회로를 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
A transmission resonance unit that converts a direct current voltage into an alternating voltage for wireless power transmission and wirelessly transmits power based on the converted alternating voltage;
A frequency detection circuit connected to the transmission resonance unit and outputting a detection signal related to a resonance frequency of the transmission resonance unit;
A first isolation circuit for transferring the detection signal in an electrically insulated state;
A frequency calculator for calculating the resonance frequency based on the detection signal received through the first insulation circuit;
A resonance frequency controller for generating a resonance frequency adjustment signal for adjusting the resonance frequency of the transmission resonance section based on the calculated resonance frequency;
A second isolation circuit for delivering the resonance frequency adjustment signal in an electrically insulated state; And
And a resonance frequency adjustment circuit for adjusting the resonance frequency of the transmission resonance section based on the resonance frequency adjustment signal received through the second insulation circuit.
상기 제1절연 회로 및 상기 제2절연 회로 각각은,
포토커플러(photo coupler)를 통하여 신호를 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second insulation circuits comprises:
A magnetic resonance wireless charging device that transmits a signal through a photo coupler.
상기 제1절연 회로는,
상기 주파수 검출회로와 상기 주파수 연산기 사이에 연결되어, 상기 검출 신호를 상기 주파수 검출회로로부터 상기 주파수 연산기로 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first insulation circuit comprises:
And is connected between the frequency detection circuit and the frequency calculator to transmit the detection signal from the frequency detection circuit to the frequency calculator.
상기 공진주파수 조정회로는,
병렬로 구성된 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터부; 및
상기 복수의 커패시터들 각각의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
The method of claim 3,
Wherein the resonance frequency adjusting circuit comprises:
A capacitor portion including a plurality of capacitors configured in parallel; And
And a switching unit switching the connection of each of the plurality of capacitors.
상기 제2절연 회로는,
상기 공진 주파수 컨트롤러와 상기 스위칭부 사이에 연결되어, 상기 공진주파수 조정신호를 상기 스위칭부로 전달하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the second insulation circuit comprises:
Wherein the resonance frequency controller is connected between the resonance frequency controller and the switching unit, and transmits the resonance frequency adjusting signal to the switching unit.
상기 주파수 검출회로는,
상기 송신 공진부로부터 출력된 상기 검출 신호를 출력하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
6. The method of claim 5,
The frequency detection circuit includes:
And outputs the detection signal output from the transmission resonance unit.
상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
드론으로부터 상기 드론의 식별정보를 수신하는 통신모듈; 및
상기 식별정보에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 기준 공진주파수 정보를 상기 공진 주파수 컨트롤러로 전송하는 기준 공진주파수 설정회로를 더 포함하고,
상기 공진 주파수 컨트롤러는,
연산된 상기 공진주파수와 상기 기준 공진주파수 정보에 기초하여, 상기 공진주파수 조정신호를 생성하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
The method according to claim 6,
The magnetic resonance type wireless charging apparatus includes:
A communication module for receiving the identification information of the drones from the drones; And
And a reference resonance frequency setting circuit for transmitting the reference resonance frequency information mapped to the identification information to the resonance frequency controller based on the identification information,
The resonance frequency controller includes:
And generates the resonance frequency adjustment signal based on the calculated resonance frequency and the reference resonance frequency information.
상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
상기 주파수 계산부에 의해 연산된 공진 주파수에 기초하여, 상기 식별정보에 매핑된 상기 기준 공진주파수 정보를 업데이트하는, 기준 공진주파수 업데이터를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
8. The method of claim 7,
The magnetic resonance type wireless charging apparatus includes:
And a reference resonance frequency updater for updating the reference resonance frequency information mapped to the identification information based on the resonance frequency calculated by the frequency calculation unit.
상기 통신모듈은,
복수의 드론들로부터 상기 복수의 드론들 각각의 식별 정보를 수신하고,
상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
수신된 상기 복수의 드론들 각각의 식별정보에 기초하여, 인접한 주파수 대역의 공진주파수별로 상기 복수의 드론들을 그룹핑하는 충전 그룹 생성부를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.
9. The method of claim 8,
The communication module includes:
Receiving identification information of each of the plurality of drones from a plurality of drones,
The magnetic resonance type wireless charging apparatus includes:
Further comprising a charge group generator for grouping the plurality of drones according to resonance frequencies of adjacent frequency bands based on the identification information of each of the plurality of drones received.
상기 자기공명방식 무선 충전 장치는,
상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보 및 상기 복수의 드론들 각각의 상기 식별 정보의 수신 순서에 기초하여, 상기 기준 공진주파수의 조절 패턴을 미리 설정하는 충전 스케쥴러를 더 포함하는, 자기공명방식 무선 충전 장치.10. The method of claim 9,
The magnetic resonance type wireless charging apparatus includes:
Further comprising a charge scheduler for presetting an adjustment pattern of the reference resonance frequency based on the identification information of each of the plurality of drones and the order of reception of the identification information of each of the plurality of drones, Charging device.
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