KR20200040527A - 무선전력 송신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 충전 패드 상에 위치하는 무선전력 수신장치로 무선전력을 송신하는 제1, 제2 및 제3 송신코일을 포함하는 충전모듈 및 상기 충전 패드 상에 위치하는 이물질(Foreign Object)을 감지하는 이물질 감지모듈을 포함하고, 상기 이물질 감지모듈은, 상기 제1 송신코일 및 상기 제2 송신코일의 제1 중심부에 배치되는 제1 감지코일부, 상기 제3 송신코일 및 상기 제2 송신코일의 제2 중심부에 배치되는 제2 감지코일부 및 상기 무선전력 송신 시, 상기 제1 및 제2 감지코일부 각각에서 유기되는 유기전압들을 기반으로, 상기 이물질의 위치를 감지한 이물질 위치 신호를 상기 충전모듈로 출력하는 이물질 감지부를 포함하는 무선전력 송신장치를 제공한다.

Description

무선전력 송신장치{Wireless power transmission apparatus}
본 발명은 이물질(Foreign Object) 검출이 용이한 무선전력 송신장치에 관한 것이다.
자기장의 유도 원리를 이용하는 무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술이다.
무선 전력 전송 기술은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다.
우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.
무선 충전 가능 영역에 무선 전력 수신기가 아닌 전도체-즉, 이물질(FO: Foreign Object)가 존재하는 경우, 이물질(FO)에는 무선 전력 송신기로부터 송출된 전자기 신호가 유도되어 온도가 상승할 수 있다. 일 예로, 이물질(FO)은 동전, 클립, 핀, 볼펜 등을 포함할 수 있다.
만약, 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 사이에 이물질(FO)이 존재하는 경우, 무선 충전 효율이 현저히 떨어질 뿐만아니라 이물질(FO) 주변 온도 상승으로 인해 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기의 온도가 함께 상승할 수 있다. 만약, 충전 영역에 위치한 이물질(FO)이 제거되지 않는 경우, 전력 낭비가 초래될 뿐만 아니라 과열로 인해 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 손상을 야기시킬 수 있다.
종래 기술인 US 공개특허 제2015-0276965호 (공개일 2015.10.01)에는 유도성 전송 시스템을 위한 금속 이질물 탐지 시스템이 개시된다.
도 1은 종래 기술에 따른 이물질 탐지 시스템에 따른 검출계의 코일을 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 검출계의 코일(LA, LB) 각각은 하나의 코일이 지그재그로 배열되며, 검출계의 코일(LA, LB)은 서로 교차되게 배열될 수 있다.
이때, 이물질(FO)이 배치되는 경우, 검출계의 코일(LA, LB)은 인덕턴스가 된다. 여기서, 검출계의 코일(LA, LB)의 양단에 연결된 검출계는 인덕턴스의 변화량에 따라 이물질(FO)을 검출할 수 있다. 하지만, 종래 기술은 이물질(FO)을 검출할 수 있으나, 이물질(FO)의 위치를 검출하기 어렵다.
최근 들어, 무선 충전 기술 분야에서는 이물질(FO)의 위치를 정확하게 검출하는 것이 중요한 이슈로 부각되어, 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 이물질(Foreign Object)의 위치를 감지하는 무선전력 송신장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 송신 코일에서 송신되는 무선전력에서 유기된 유기전압으로 이물질의 위치를 감지하는 무선전력 송신장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 감지코일의 개수에 따라 배선을 다르게 적용하여, 이물질의 위치를 감지하는 무선전력 송신장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 제1 내지 제3 송신 코일 중 제1 송신 코일 및 제3 송신 코일로 순차적으로 송신된 무선전력에 의해 제1 및 제2 감지코일부에서 유기되는 유기전압들을 기반으로 이물질의 위치를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 제1 및 제2 감지코일부 각각에 포함된 복수의 감지코일 중 적어도 2개가 서로 교차되게 배치되어, 이물질이 위치를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 제1 및 제2 감지코일부가 서로 대칭되게 배치되어, 제1 및 제2 감지코일부 사이에 전력이 유기되지 않도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 충전 패드 상에 이물질의 위치를 감지하기 위하여 송신코일로 무선전력을 송신함으로써, 이물질의 위치 감지시 별도의 전원을 사용하지 않음으로써, 제조 원가가 절감되고 회로가 간단하게 구성될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 감지코일의 개수를 최소화하며, 감지코일의 개수에 따라 배선을 다르게 적용함으로써, 이물질의 위치를 감지하기 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 충전 패드 상에 위치한 무선전력 수신장치로 무선전력을 송신하는 동안 이물질의 위치를 감지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선전력 송신장치는, 이물질의 위치 감지 시 이물질이 위치한 송신 코일로 공급되는 구동전원을 차단하고, 송신 코일에 대응하는 LED 광을 방출함으로써, 충전 중 이물질에 의한 발화를 방지할 수 있는 이점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래 기술에 따른 이물질 탐지 시스템에 따른 검출계의 코일을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선전력 송신장치의 제어 구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 송신코일의 배치구조를 나타낸 구조도이다.
도 4 및 도 5는 도 2에 나타낸 감지코일의 배치구조에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 구조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선전력 송신장치의 동작을 설명하기 위한 동작도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 실시예에 따른 무선전력 송신장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선전력 송신장치의 제어 구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선전력 송신장치는 충전모듈(110) 및 이물질 감지모듈(150)을 포함할 수 있다.
충전모듈(110)은 정류 회로부(122), 인버터부(124) 및 송신부(126)를 포함할 수 있다.
먼저, 정류 회로부(122)는 외부 전원(미도시)으로부터 입력된 교류 입력 전원(Vin)을 직류 전력(Vdc)으로 정류할 수 있다. 이때, 정류 회로부(122)는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로부(122)는 반파 정류회로, 전파 정류회로, 브릿지 전파 정류회로 및 PFC(Power Factor Correction) 회로 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
실시 예에서, 정류 회로부(122)는 직류 입력 전원(Vin)이 입력되는 경우 사용되지 않을 수 있다.
인버터부(124)는 직류 전력(Vdc)을 교류 타입의 구동 전원(Vac)으로 변환할 수 있다. 즉, 인버터부(124)는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 스위칭 소자는 미리 정해진 구동 주파수에 따라 턴온 및 턴오프 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 스위칭 소자는 IGBT 소자 또는 FET 소자 등을 포함할 수 있다.
구동 전원(Vac)이 입력되는 경우, 송신부(126)는 충전 패드 상에 배치된 무선전력 수신장치(130)로 무선전력(Fo)을 송신할 수 있다.
무선전력(Fo)을 송신하기 위해, 송신부(126)는 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3) 및 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3) 및 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3) 각각은 직렬 공진회로, 병렬 공진회로 및 직병렬 공진회로 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3) 각각은 교류 전력(Vac)와 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3)의 커패시턴스에 의해서 정의되는 무선전력(Fo)를 송신한다.
이물질 감지모듈(150)은 제1 및 제2 감지코일부(160, 170) 및 이물질 감지부(180)를 포함할 수 있다.
제1 감지코일부(160)는 제1 송신 코일(L1) 및 제2 송신 코일(L2)의 제1 중심부에 배치되며, 제2 감지코일부(170)는 제3 송신 코일(L3) 및 제2 송신 코일(L2)의 제2 중심부에 배치될 수 있다.
이물질 감지부(180)는 제1 및 제2 감지코일부(160, 170) 각각에서 유기되는 유기전압들을 기반으로 충전 패드 상에 위치하는 이물질의 위치를 감지하여, 이물질 감지 신호(S1)를 충전 모듈(110)로 송신할 수 있다.
여기서, 자성물질을 갖는 이물질은 제1 및 제2 감지코일부(160, 170) 각각의 인덕턴스 값을 가변시킬 수 있다.
이때, 이물질 감지부(180)은 제1 및 제2 감지코일부(160, 170) 각각에 유기된 유기전압들을 입력받아 변화량을 산출하여, 이물질의 위치를 감지할 수 있다.
이때, 충전 모듈(110)은 이물질 감지 신호(S1)에 따라 이물질의 위치를 확인하고, 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3) 중 상기 이물질의 위치에 대응하는 적어도 하나의 송신 코일로 공급되는 구동 전원(Vac)를 차단할 수 있다.
실시 예에 따른 이물질 감지모듈(150)은 후술하는 도 4에서 자세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 나타낸 송신코일의 배치구조를 나타낸 구조도이다.
도 3(a)는 원형으로 권선된 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3)을 나타내며, 도 3(b)는 각형으로 권선된 제1 내지 제3 송신 코일(L1, L2, L3)를 나타낸다.
도 3(a) 및 도 3(b)을 참조하면, 제2 송신 코일(L2)는 제1 송신 코일(L1) 및 제3 송신 코일(L3)과 서로 중첩되게 배치될 수 있다.
즉, 제2 송신 코일(L2)의 제1 영역부(a1)는 제1 송신 코일(L1)와 중첩되며, 제2 송신 코일(L2)의 제2 영역부(a2)는 제3 송신 코일(L3)와 중첩될 수 있다.
도 3에 나타낸 송신코일의 배치구조는 하나의 실시 예일 뿐이며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4 및 도 5는 도 2에 나타낸 감지코일의 배치구조에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 구조도이다.
도 4를 참조하면, 제1 감지코일부(160)는 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 일측은 접지(G)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 타측은 이물질 감지부(180)와 연결될 수 있다.
제1 송신코일(L1)은 중심 세로축 방향, 즉 상부에서 하부쪽 방향으로 제1 분할 영역들로 구분할 수 있다. 상기 제1 분할 영역들은 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)에 의해 이물질을 감지하는 영역을 나타내며, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 감지 영역에 대응하는 영역일 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)은 상기 제1 분할 영역들에 배치될 수 있다.
즉, 제1 감지코일(162)은 상기 제1 분할 영역들 중 제1 및 제5 영역에 배치된다. 이때, 제1 감지코일(162)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제1 유기전압(Vref1)을 생성할 수 있다.
제2 감지코일(164)은 상기 제1 분할 영역들 중 제2 및 제4 영역에 배치된다. 여기서, 제2 감지코일(164)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제2 유기전압(Vref2)를 생성할 수 있다.
제3 감지코일(166)은 상기 제1 분할 영역들 중 제3 영역에 배치된다. 여기서, 제3 감지코일(166)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제3 유기전압(Vref3)를 생성할 수 있다.
제2 감지코일부(170)는 제1 내지 제3 감지코일(172, 174, 176)을 포함할 수 있다.
먼저, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)의 일측은 접지(G)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)의 타측은 이물질 감지부(180)와 연결될 수 있다.
또한, 제3 송신코일(L3)은 중심 세로축 방향, 즉 상부에서 하부쪽 방향으로 제2 분할 영역들로 구분할 수 있다.
이때, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)은 상기 제2 분할 영역들에 배치될 수 있다.
즉, 제4 감지코일(172)은 상기 제2 분할 영역들 중 제6 및 제10 영역에 배치된다. 이때, 제4 감지코일(172)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제4 유기전압(Vref4)을 생성할 수 있다.
제5 감지코일(174)은 상기 제2 분할 영역들 중 제7 및 제9 영역에 배치된다. 여기서, 제5 감지코일(174)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제5 유기전압(Vref5)을 생성할 수 있다.
제6 감지코일(176)은 상기 제2 분할 영역들 중 제8 영역에 배치된다. 여기서, 제6 감지코일(176)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제6 유기전압(Vref6)을 생성할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 감지코일(162, 164)과 제4 및 제5 감지코일(172, 174)은 서로 교차되게 배치될 수 있다.
즉, 제1 및 제2 감지코일(162, 164)과 제3 및 제4 감지코일(172, 174) 각각은 제3 및 제6 감지코일(166, 164)을 기준으로 서로 마주하는 제1 및 제6 영역과 제7 및 제10 영역에 위치하는 이물질을 감지하는 제1 및 제2 유기전압(Vref1, Vref2)와 제3 및 제4 유기전압(Vref3, Vref4)를 생성할 수 있다.
또한, 제3 및 제6 감지코일(166, 176) 각각은 제1 및 제3 송신 코일(L1, L3)의 중심부, 즉 제3 및 제8 영역에 위치하는 이물질을 감지하는 제3 및 제6 유기전압(Vref3, Vref6)을 생성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 감지코일부(160)는 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 일측은 접지(G)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 타측은 이물질 감지부(180)와 연결될 수 있다.
제1 송신코일(L1)은 중심 세로축 방향, 즉 상부에서 하부쪽 방향으로 제1 분할 영역들로 구분할 수 있다. 상기 제1 분할 영역들은 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)에 의해 이물질을 감지하는 영역을 나타내며, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)의 감지 영역에 대응하는 영역일 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)은 상기 제1 분할 영역들에 배치될 수 있다.
즉, 제1 감지코일(162)은 상기 제1 분할 영역들 중 제1 및 제6 영역에 배치된다. 이때, 제1 감지코일(162)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제1 유기전압(Vref1)을 생성할 수 있다.
제2 감지코일(164)은 상기 제1 분할 영역들 중 제2 및 제4 영역에 배치된다. 여기서, 제2 감지코일(164)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제2 유기전압(Vref2)를 생성할 수 있다.
제3 감지코일(166)은 상기 제1 분할 영역들 중 제3 및 제5 영역에 배치된다. 여기서, 제3 감지코일(166)은 제1 송신 코일(L1)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제3 유기전압(Vref3)를 생성할 수 있다.
제2 감지코일부(170)는 제1 내지 제3 감지코일(172, 174, 176)을 포함할 수 있다.
먼저, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)의 일측은 접지(G)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)의 타측은 이물질 감지부(180)와 연결될 수 있다.
또한, 제3 송신코일(L3)은 중심 세로축 방향, 즉 상부에서 하부쪽 방향으로 제2 분할 영역들로 구분할 수 있다.
이때, 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)은 상기 제2 분할 영역들에 배치될 수 있다.
즉, 제4 감지코일(172)은 상기 제2 분할 영역들 중 제7 및 제12 영역에 배치된다. 이때, 제4 감지코일(172)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제4 유기전압(Vref4)을 생성할 수 있다.
제5 감지코일(174)은 상기 제2 분할 영역들 중 제8 및 제10 영역에 배치된다. 여기서, 제5 감지코일(174)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제5 유기전압(Vref5)을 생성할 수 있다.
제6 감지코일(176)은 상기 제2 분할 영역들 중 제9 및 제11 영역에 배치된다. 여기서, 제6 감지코일(176)은 제3 송신 코일(L3)에서 송신되는 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제6 유기전압(Vref6)을 생성할 수 있다.
여기서, 제2 및 제3 감지코일(164, 166)과 제5 및 제6 감지코일(174, 176)은 서로 교차되게 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 무선전력 송신장치의 동작을 설명하기 위한 동작도이다.
먼저, 도 6을 설명하기 이전에, 충전 모듈(110) 및 이물질 감지모듈(180)의 동작에 대한 설명을 우선으로 한다.
충전 모듈(110)은 제1 송신 코일(L1)로 구동 전원(Vac)를 공급할 수 있다. 이때, 제1 송신 코일(L1)은 무선 전력(Fo)를 충전 패드 상으로 송신할 수 있다.
이물질 감지모듈(180)은 멀티플렉서(182) 및 감지부(184)를 포함할 수 있다.
충전 모듈(110)가 제1 송신 코일(L1)로 구동 전원(Vac)가 공급하는 경우, 멀티플렉서(182)는 제1 송신 코일(L1)의 제1 분할 영역들에 배치된 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)을 순차적으로 연결할 수 있다.
멀티플렉서(182)의 동작에 따라, 감지부(184)는 제1 내지 제3 감지코일(162, 164, 166)에서 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제1 내지 제3 유기전압(Vref1, Vref2, Vref3)를 순차적으로 입력받을 수 있다.
감지부(184)는 제1 내지 제3 유기전압(Vref1, Vref2, Vref3) 각각이 설정된 기준전압범위에 속하는지 판단할 수 있다.
제1 내지 제3 유기전압(Vref1, Vref2, Vref3) 각각이 설정된 기준전압범위에 속하지 않는 경우, 감지부(184)는 이물질(Fo)이 감지되지 않음을 충전 모듈(110)로 전달한다.
이후, 충전 모듈(110)은 제3 송신 코일(L3)로 구동 전원(Vac)를 공급할 수 있다. 이때, 제3 송신 코일(L3)은 무선 전력(Fo)를 충전 패드 상으로 송신할 수 있다.
충전 모듈(110)가 제3 송신 코일(L3)로 구동 전원(Vac)가 공급하는 경우, 멀티플렉서(182)는 제3 송신 코일(L3)의 제2 분할 영역들에 배치된 제4 내지 제6 감지코일(172, 174, 176)을 순차적으로 연결할 수 있다.
멀티플렉서(182)의 동작에 따라, 감지부(184)는 제4 내지 제6 감지코일((172, 174, 176)에서 무선 전력(Fo)에 의해 유기된 제4 내지 제6 유기전압(Vref4, Vref5, Vref6)을 순차적으로 입력받을 수 있다.
감지부(184)는 제4 내지 제6 유기전압(Vref4, Vref5, Vref6) 각각이 상기 기준전압범위에 속하는지 판단할 수 있다.
제4 내지 제6 유기전압(Vref4, Vref5, Vref6) 각각이 상기 기준전압범위에 속하지 않는 경우, 감지부(184)는 이물질(Fo)이 감지되지 않음을 충전 모듈(110)로 전달한다.
도 6을 참조하여, 이물질(Fo)의 위치를 감지하는 동작을 설명한다.
상술한 바와 같이, 구동 전원(Vac)이 공급되면, 제1 송신 코일(L1)은 무선 전력(Fo)을 송신한다.
이때, 멀티플렉서(182)는 제1 감지코일(162)과 감지부(184)를 연결한다. 감지부(184)는 제1 감지코일(162)에서 유기된 제1 유기전압(Vref1)을 입력받는다.
감지부(184)는 제1 유기전압(Vref1)이 설정된 기준전압범위에 속하는지 판단한다. 제1 유기전압(Vref1)이 상기 기준전압범위에 속하면, 감지부(184)는 상기 제1 분할 영역들 중 제1 감지코일(162)가 배치된 제1 및 제5 영역에 이물질(Fo)가 위치하지 않은 것으로 확인한다.
이후, 멀티플렉서(182)는 제1 감지코일(162)와 감지부(184)의 연결을 차단 및 제2 감지코일(162)와 감지부(184)를 연결한다.
감지부(184)는 제2 감지코일(164)에서 유기된 제2 유기 전압(Vref2)을 입력받는다. 감지부(184)는 제2 유기전압(Vref2)이 상기 기준전압범위에 속하는지 판단한다.
제2 유기전압(Vref2)이 상기 기준전압범위에 속하지 않으면, 감지부(184)는 상기 제1 분할 영역들 중 제2 감지코일(164)가 배치된 제2 및 제4 영역에 이물질(Fo)가 위치한 것으로 확인한다.
제2 및 제4 영역에 이물질(Fo)가 위치한 것으로 확인한 경우, 감지부(184)는 이물질(Fo)의 위치에 대응하는 이물질 위치 신호(S1)를 충전 모듈(110)로 출력한다.
이후, 멀티플렉서(182)는 제2 감지코일(164)과 감지부(184)의 연결을 차단 및 제3 감지코일(166)과 감지부(184)를 연결한다.
감지부(184)는 제3 감지코일(166)에서 유기된 제3 유기 전압(Vref3)을 입력받는다. 감지부(184)는 제3 유기전압(Vref3)이 상기 기준전압범위에 속하는지 판단한다.
제3 유기전압(Vref3)이 상기 기준전압범위에 속하지 않으면, 감지부(184)는 상기 제1 분할 영역들 중 제3 감지코일(166)가 배치된 제3 영역에 이물질(Fo)가 위치한 것으로 확인한다.
제3 영역에 이물질(Fo)가 위치한 것으로 확인한 경우, 감지부(184)는 이물질(Fo)의 위치에 대응하는 이물질 위치 신호(S1)를 충전 모듈(110)로 출력한다.
즉, 도 6와 같이, 이물질(Fo)이 제2 및 제3 감지코일(164, 166) 사이에 배치되는 경우, 감지부(184)는 제1 내지 제3 유기전압(Vref1, Vref2, Vref3)을 순차적으로 상기 기준전압범위에 속하는지 판단한 후 충전 모듈(110)로 이물질 위치 신호(S1)를 출력할 수 있다.
감지부(184)로부터 출력된 이물질 위치 신호(S1)이 입력되면, 충전 모듈(110)은 제2 및 제3 감지코일(164, 166) 사이에 위치한 것으로 확인한다. 그리고, 충전 모듈(110)은 제1 송신 코일(L1)에 공급되는 구동전원(Vac)을 차단한다.
또한, 충전 모듈(110)은 제1 송신 코일(L1)에 대응하는 LED 광을 방출할 수 있다.
상술한 제1 송신 코일(L1) 상에 이물질(Fo)의 위치를 감지하는 방법과 동일하게, 제3 송신 코일(L3) 상에 이물질(Fo)이 위치하는지 감지할 수 있으며, 설명은 생략하기로 한다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (9)

  1. 충전 패드 상에 위치하는 무선전력 수신장치로 무선전력을 송신하는 제1, 제2 및 제3 송신코일을 포함하는 충전모듈; 및
    상기 충전 패드 상에 위치하는 이물질(Foreign Object)을 감지하는 이물질 감지모듈을 포함하고,
    상기 이물질 감지모듈은,
    상기 제1 송신코일 및 상기 제2 송신코일의 제1 중심부에 배치되는 제1 감지코일부;
    상기 제3 송신코일 및 상기 제2 송신코일의 제2 중심부에 배치되는 제2 감지코일부; 및
    상기 무선전력 송신 시, 상기 제1 및 제2 감지코일부 각각에서 유기되는 유기전압들을 기반으로, 상기 이물질의 위치를 감지한 이물질 위치 신호를 상기 충전모듈로 출력하는 이물질 감지부를 포함하는,
    무선전력 송신장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코일감지부는,
    상기 제1 및 제2 중심부 사이의 중심축을 기준으로 서로 대칭되게 배치된,
    무선전력 송신장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감지코일부는,
    상기 제1 송신코일의 중심 세로축을 방향으로 구분된 제1 분할영역들 중 제1 및 제5 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제1 유기전압을 생성하는 제1 감지코일;
    상기 제1 분할영역들 중 제2 및 제4 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제2 유기전압을 생성하는 제2 감지코일; 및
    상기 제1 분할영역들 중 제3 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제3 유기전압을 생성하는 제3 감지코일을 포함하고,
    상기 제2 감지코일부는,
    상기 제2 송신코일의 중심 세로축을 방향으로 구분된 제2 분할영역들 중 제6 및 제10 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제4 유기전압을 생성하는 제4 감지코일;
    상기 제2 분할영역들 중 제7 및 제9 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제5 유기전압을 생성하는 제5 감지코일; 및
    상기 제2 분할영역들 중 제8 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제6 유기전압을 생성하는 제6 감지코일을 포함하는,
    무선전력 송신장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이물질 감지부는,
    상기 제1 내지 제6 감지코일 각각과 순차적으로 연결되는 멀티플렉서; 및
    상기 멀티플렉서에서 순차적으로 연결된 상기 제1 내지 제6 감지코일 각각에서 생성된 상기 제1 내지 제6 유기전압 각각이 설정된 기준전압범위에 속하는지 판단하여 상기 이물질의 위치를 감지하고, 상기 이물질 위치 신호를 출력하는 감지부를 포함하는,
    무선전력 송신장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 제1 내지 제6 유기전압 중 적어도 하나의 유기전압이 상기 기준전압범위에 속하지 않으면, 상기 제1 내지 제6 감지코일 중 상기 적어도 하나의 유기전압을 생성한 적어도 하나의 감지코일에 상기 이물질이 위치한 것으로 감지하고, 상기 제1 내지 제10 영역 중 상기 적어도 하나의 감지코일이 배치된 적어도 하나의 영역에 대응하는 상기 이물질 위치 신호를 출력하는,
    무선전력 송신장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 이물질의 위치 여부를 확인하기 위하여 상기 제1 및 제3 송신코일에 순차적으로 구동전원을 공급하여 상기 전력 신호가 송신되게 제어하는,
    무선전력 송신장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 이물질 위치 신호가 입력되면, 상기 제1 내지 제3 송신코일 중 적어도 하나의 송신코일로 상기 구동전원의 공급을 차단하는,
    무선전력 송신장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 구동전원의 공급 차단 시, 상기 적어도 하나의 송신코일에 대응하는 LED 광을 방출하는,
    무선전력 송신장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감지코일부는,
    상기 제1 송신코일의 중심 세로축을 방향으로 구분된 제1 분할영역들 중 제1 및 제6 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제1 유기전압을 생성하는 제1 감지코일;
    상기 제1 분할영역들 중 제2 및 제4 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제2 유기전압을 생성하는 제2 감지코일; 및
    상기 제1 분할영역들 중 제3 및 제5 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제3 유기전압을 생성하는 제3 감지코일을 포함하고,
    상기 제2 감지코일부는,
    상기 제2 송신코일의 중심 세로축을 방향으로 구분된 제2 분할영역들 중 제7 및 제12 영역에 배치되며, 상기 전력 신호에 의해 유기된 제4 유기전압을 생성하는 제4 감지코일;
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