KR20200112582A - 다중 충전을 이용한 자동차 무선 충전 시스템 - Google Patents

다중 충전을 이용한 자동차 무선 충전 시스템 Download PDF

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다중 충전을 이용하는 자동차 무선 충전 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 자동차 무선 충전 시스템은, 무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기; 및 상기 무선 충전 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기를 포함하고, 상기 무선 충전 송신기는, RF 방식을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나를 포함하며, 상기 무선 충전 수신기는, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나를 포함한다.

Description

다중 충전을 이용한 자동차 무선 충전 시스템{VEHICLE WIRELESS CHARGING SYSTEM OF USING MULTI WIRELESS CHARGING}
아래의 실시예들은 자동차 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 충전을 이용하여 충전 효율을 개선시킨 자동차 무선 충전 기술에 대한 것이다.
최근 무선통신을 이용하는 다양한 휴대용 단말기들이 널리 보급되면서, 휴대용 단말기를 무선으로 충전하는 무선 충전 기술 또한 활발히 개발되고 있다.
무선 충전 기술은 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 또는 RF 무선 충전 방식 중 어느 하나의 방식을 기반으로 무선 충전 송신기에서 송신하는 파워 신호에 따라 무선 충전 수신기가 탑재된 휴대용 단말기를 충전하는 기술로서, 파워 신호를 송신하는 방식에 따라 장단점을 갖게 된다. 예를 들어, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식은 정해진 시간 동안 많은 충전 전력을 공급할 수 있는 장점을 갖는 반면, 근거리에서만 적용 가능한 단점을 갖는다. 다른 예를 들면, RF 무선 충전 방식은 근거리뿐만 아니라 원거리에서도 적용 가능한 장점을 갖는 반면, 정해진 시간 동안 적은 충전 전력을 공급하는 단점을 갖는다.
한편, 전기 자동차의 보급에 따라 전기 자동차 충전 관련 기술이 연구 개발되고 있다. 그러나 현재는 전기 충전소에서 케이블 연결을 통한 전기 충전만이 제공되고 있기 때문에, 전기 자동차가 충전되기 위해서는 반드시 전기 충전소를 방문해야 하는 문제가 있다.
이에, 무선 충전 기술을 전기 자동차 충전 관련 기술에 접목한 새로운 기술이 제안될 필요가 있다.
일 실시예들은 무선 충전 기술을 적용한 자동차 무선 충전 시스템을 제안한다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 RF 방식과 자기 유도 방식(또는 자기 공진 방식)을 모두 사용할 수 있는 자동차 무선 충전 시스템을 제안한다.
특히, 일 실시예들은 RF 방식을 사용할 시 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 송수신함으로써, 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 모두 이용하는 자동차 무선 충전 시스템을 제안한다.
일 실시예에 따르면, 다중 충전을 이용하는 자동차 무선 충전 시스템은, 무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기; 및 상기 무선 충전 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기를 포함하고, 상기 무선 충전 송신기는, RF 방식을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나를 포함하며, 상기 무선 충전 수신기는, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 무선 충전 송신기는, 상기 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 생성하는 적어도 하나의 신호 생성기; 및 상기 적어도 하나의 신호 생성기로부터 전달되는 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나 및 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로 출력하는 복수의 매칭부들을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 RF 송신 안테나들은, 상기 복수의 매칭부들과 각각 대응하며 구비된 채, 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 단일 RF 송신 안테나는, 상기 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 포함하고, 상기 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 이용하여 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 무선 충전 송신기는, 상기 무선 충전 수신기에 포함되는 정보 송신 안테나로부터 주파수 정보를 수신하는 정보 수신 안테나를 더 포함하고, 상기 주파수 정보에 기초하여 상기 파워 신호들 중 적어도 일부 파워 신호만을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 무선 충전 수신기는, 상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나 또는 상기 적어도 하나의 자기 수신 안테나로부터 전달되는 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및 상기 복수의 매칭부들과 대응하도록 각각 연결된 채, 상기 파워 신호들 각각에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 복수의 정류기들을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 RF 수신 안테나들은, 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 단일 RF 수신 안테나는, 상기 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 포함하고, 상기 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 이용하여 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 무선 충전 송신기는, 상기 무선 충전 수신기로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나 또는 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나 중 어느 하나만을 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템에서 사용되는 무선 충전 송신기는, RF 방식을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템에서 사용되는 무선 충전 수신기는, 상기 무선 충전 송신기에 포함되는 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및 상기 무선 충전 송신기에 포함되는 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 다중 충전을 이용하는 자동차 무선 충전 시스템은, 무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기; 및 상기 적어도 하나의 무선 충전 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기를 포함하고, 상기 무선 충전 송신기는, RF 방식을 이용하여 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나를 포함하며, 상기 무선 충전 수신기는, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나를 포함한다.
일 실시예들은 무선 충전 기술을 적용한 자동차 무선 충전 시스템을 제안할 수 있다.
따라서, 전기 자동차가 충전되기 위해서 반드시 전기 충전소를 방문해야 하는 문제가 해결될 수 있다.
보다 상세하게, 일 실시예들은 RF 방식과 자기 유도 방식(또는 자기 공진 방식)을 모두 사용할 수 있는 자동차 무선 충전 시스템을 제안할 수 있다.
이에, RF 방식과 자기 유도 방식(또는 자기 공진 방식)의 장점들만을 취하는 자동차 무선 충전 시스템이 제공될 수 있다.
특히, 일 실시예들은 RF 방식을 사용할 시 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 송수신함으로써, 충전 과정에서 복수의 주파수 대역들 각각의 파워 신호를 모두 이용하는 자동차 무선 충전 시스템을 제안할 수 있다.
따라서, RF 방식의 무선 충전 효율이 극대화된 자동차 무선 충전 시스템에 제공될 수 있다.
도 1a 내지 1c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템에 포함되는 무선 충전 송신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템에 포함되는 무선 충전 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5b는 다른 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 6b는 일 실시예에 따른 무선 충전 송신기의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 7b는 일 실시예에 따른 무선 충전 수신기의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 내지 1c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1a 내지 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템(100)은 무선 충전의 대상이 되는 자동차(110)에 구비되는 무선 충전 수신기(120) 및 무선 충전 수신기(120)에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기(130)를 포함한다. 이하, 자동차(110)는 전력 충전이 요구되는 전기 자동차 및 하이브리드 자동차일 수 있다.
이 때, 무선 충전 송신기(130)는 무선 충전 수신기(120)가 구비된 자동차(110)의 주행 및 주차 환경에 따라 배치됨을 특징으로 한다. 예를 들어, 무선 충전 수신기(120)가 자동차(110)의 밑바닥에 구비되고, 무선 충전 송신기(130)가 자동차(110)가 주행하는 도로 또는 주차되는 주차장의 표면에 구비됨으로써, 무선 충전 수신기(120) 및 무선 충전 송신기(130)는 서로 마주보게 되어 파워 신호가 무선 충전 송신기(130)로부터 무선 충전 수신기(120)로 송신되는 무선 충전이 수행될 수 있다. 따라서, 자동차(110)가 충전되기 위해서 반드시 전기 충전소를 방문해야 하는 문제가 해결될 수 있다. 이하, 파워 신호는 펄스 또는 CW(continuous wave) 등의 형태로 구현될 수 있다.
무선 충전 송신기(130)는 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132)를 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)는 RF 방식을 이용하여 파워 신호들을 무선 충전 수신기(120)로 송신하는 구성요소이며, 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132)는 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 파워 신호들을 무선 충전 수신기(120)로 송신하는 구성요소이다.
이처럼, 무선 충전 송신기(130)가 파워 신호를 송신함에 있어 RF 방식 및 자기 공진 방식(또는 자기 유도 방식)을 모두 이용할 수 있는 구성요소들을 포함함으로써, RF 방식과 자기 유도 방식(또는 자기 공진 방식)의 장점들만을 취하는 자동차 무선 충전 시스템(100)이 제공될 수 있다.
이 때, 무선 충전 송신기(130)는 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132) 모두를 구동시켜 동시에 사용할 뿐만 아니라, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131) 또는 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132) 중 어느 하나만을 선택적으로 구동시켜, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131) 또는 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132) 중 어느 하나만을 선택적으로 사용할 수도 있다. 이와 같은 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131) 또는 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132)의 선택적 구동은, 무선 충전 수신기(120)로부터 수신되는 정보에 기초하여 수행될 수 있으며, 무선 충전 수신기(120)로부터 정보가 수신되는 것은 정보 수신 안테나(133)를 통해 이루어질 수 있다.
또한, 무선 충전 송신기(130)는 무선 충전 수신기(120)에 포함되는 정보 송신 안테나(126)로부터 주파수 정보를 수신하는 정보 수신 안테나(133)를 활용하여, 파워 신호들 중 일부 파워 신호만을 무선 충전 수신기(120)로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 충전 송신기(130)는 정보 수신 안테나(133)를 통해 무선 충전 수신기(120)가 사용 가능한 주파수 대역과 관련된 정보를 수신함으로써, 해당 정보를 통해 무선 충전 수신기(120)가 사용 가능한 주파수 대역을 갖는 적어도 일부 파워 신호만을 무선 충전 수신기(120)로 송신할 수 있다.
적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)을 통해 송신되는 파워 신호들은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 신호들일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)는 제1 주파수 대역을 갖는 파워 신호, 제2 주파수 대역을 갖는 파워 신호 및 제3 주파수 대역을 갖는 파워 신호를 각각 무선 충전 수신기(120)로 송신함으로써, 무선 충전 수신기(120)로 하여금 충전 과정에서 파워 신호들 모두를 이용하도록 할 수 있다. 따라서, RF 방식의 무선 충전 효율이 극대화될 수 있다.
또한, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)를 통해 송신되는 파워 신호들은 동일한 주파수 대역을 가진 채 서로 다른 위상을 갖는 신호들일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)는 제1 위상을 갖는 파워 신호, 제2 위상을 갖는 파워 신호 및 제3 위상을 갖는 파워 신호를 각각 무선 충전 수신기(120)로 송신함으로써, 무선 충전 수신기(120)로 하여금 충전 과정에서 파워 신호들 모두를 이용하도록 할 수 있다. 이는, 파워 신호들이 동일한 주파수 대역을 갖더라도 각각의 위상이 서로 달라 상호 간섭이 최소화된 채 동시 송수신될 수 있기 때문이다. 이러한 경우에도 마찬가지로 RF 방식의 무선 충전 효율이 극대화될 수 있다.
더 나아가, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)를 통해 송신되는 파워 신호들은 서로 다른 주파수 대역과 서로 다른 위상을 갖는 신호들일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)는 제1 주파수 대역과 제1 위상을 갖는 파워 신호, 제1 주파수 대역과 제2 위상을 갖는 파워 신호, 제2 주파수 대역과 제1 위상을 갖는 파워 신호, 제2 주파수 대역과 제2 위상을 갖는 파워 신호를 각각 무선 충전 수신기(120)로 송신함으로써, 무선 충전 수신기(120)로 하여금 충전 과정에서 파워 신호들 모두를 이용하도록 할 수 있다
또한, 무선 충전 송신기(130)는 적어도 하나의 신호 생성기(134) 및 복수의 매칭부들(135)을 더 포함할 수 있다. 이러한 구성요소들(134, 135)은 파워 신호들을 생성하고 출력하여 송신하기 위한 구성요소들로서, 이에 대한 상세한 설명은 도 3a 내지 3c를 참조하여 기재하기로 한다.
무선 충전 수신기(120)는 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122)를 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121)는 적어도 하나의 RF 송신 안테나(131)로부터 송신되는 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 구성요소이며, 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122)는 적어도 하나의 자기 송신 안테나(132)로부터 송신되는 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 구성요소이다.
이처럼, 무선 충전 수신기(120) 역시 무선 충전 송신기(130)에 대응하여 RF 방식 및 자기 공진 방식(또는 자기 유도 방식)을 모두 이용할 수 있는 구성요소들을 포함함으로써, RF 방식과 자기 유도 방식(또는 자기 공진 방식)의 장점들만을 취하는 자동차 무선 충전 시스템(100)이 제공될 수 있다.
이 때, 무선 충전 수신기(120)는 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122) 모두를 구동시켜 동시에 사용할 뿐만 아니라, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121) 또는 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122) 중 어느 하나만을 선택적으로 구동시켜, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121) 또는 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122) 중 어느 하나만을 선택적으로 사용할 수도 있다. 이와 같은 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121) 또는 적어도 하나의 자기 수신 안테나(122)의 선택적 구동은, 무선 충전 수신기(120)의 충전 상황에 기초하여 수행되거나, 무선 충전 송신기(130)로부터 파워 신호들이 송신되는 방식에 기초하여 수행될 수 있다.
적어도 하나의 RF 수신 안테나(121)을 통해 수신되는 파워 신호들은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 신호들일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121)는 제1 주파수 대역을 갖는 파워 신호, 제2 주파수 대역을 갖는 파워 신호 및 제3 주파수 대역을 갖는 파워 신호를 각각 무선 충전 송신기(130)로부터 수신함으로써, 파워 신호들 모두를 이용할 수 있다. 따라서, RF 방식의 무선 충전 효율이 극대화될 수 있다.
또한, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121)를 통해 수신되는 파워 신호들은 동일한 주파수 대역을 가진 채 서로 다른 위상을 갖는 신호들일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(121)는 제1 위상을 갖는 파워 신호, 제2 위상을 갖는 파워 신호 및 제3 위상을 갖는 파워 신호를 각각 무선 충전 송신기(130)로부터 수신함으로써, 충전 과정에서 파워 신호들 모두를 이용할 수 있다. 이는, 파워 신호들이 동일한 주파수 대역을 갖더라도 각각의 위상이 서로 달라 상호 간섭이 최소화된 채 동시 송수신될 수 있기 때문이다. 이러한 경우에도 마찬가지로 RF 방식의 무선 충전 효율이 극대화될 수 있다.
또한, 무선 충전 수신기(120)는 복수의 매칭부들(123), 복수의 정류기들(124) 및 배터리(125)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성요소들은 수신되는 파워 신호들을 매칭하여 출력하고 직류 전력으로 정류하며 저장하기 위한 구성요소들로서, 이에 대한 상세한 설명은 도 4a 내지 4c를 참조하여 기재하기로 한다.
이상, 자동차 무선 충전 시스템(100)에 무선 충전 송신기(130) 및 무선 충전 수신기(120)가 각각 하나씩 포함되는 경우로 설명되었으나 이에 제한되거나 한정되지 않고 각각 복수 개씩 포함될 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5a 내지 5b를 참조하여 기재하기로 한다.
또한, 무선 충전 수신기(120)는 종래의 케이블 연결을 이용하는 유선 기반 전기 충전 기술이 적용될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 수신기(120)는 배터리(125)와 연결되는 어댑터(외부 전기 충전 케이블이 연결되는 구성요소)를 더 포함할 수 있다.
또한, 무선 충전 수신기(120)는 정보 송신 안테나(126)를 통해 자동차(110)의 사용자 단말로 현재 충전 상황을 실시간으로 제공할 수도 있다. 이 때, 현재 충전 상황은, 무선 충전 또는 유선 충전되고 있는 배터리(125)의 잔량 정보, 예상 완충 시간 정보, 무선으로 전력을 공급받고 있는 방식과 관련된 정보 등을 포함할 수 있다.
이에 따라, 무선 충전 수신기(120)는 자동차(110)의 사용자로 하여금 무선으로 전력을 공급받고 있는 방식을 선택적으로 활성화하거나 비활성화하도록 할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 수신기(120)로 전력이 RF 방식 및 자기 유도(자기 공진) 방식 모두를 사용하여 수신되고 있는 경우, 사용자의 선택에 따라 RF 방식으로 전력이 수신되는 것이 비활성될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템에 포함되는 무선 충전 송신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무선 충전 송신기(310)는 적어도 하나의 신호 생성기(311), 파워 앰프(312), 복수의 매칭부들(313), 단일 RF 송신 안테나(314) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(315)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 신호 생성기(311)는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 생성한다. 예를 들어, 적어도 하나의 신호 생성기(311)는 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 신호 생성기(311)는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 순차적으로(거의 동시에) 생성할 수 있다.
파워 앰프(312)는 적어도 하나의 신호 생성기(311)로부터 생성되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 증폭하여 복수의 매칭부들(313)로 전달할 수 있다. 이러한 파워 엠프(312)는 필요에 따라 적응적으로 생략될 수 있으며, 이러한 경우, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들은 적어도 하나의 신호 생성기(311)로부터 복수의 매칭부들(313)로 직접 전달될 수 있다.
또한, 파워 앰프(312)는 복수의 매칭부들(313)의 개수에 대응하여 복수 개 구비될 수 있고, 무선 충전 송신기(310)에는 스위치가 더 포함될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3b를 참조하여 기재하기로 한다.
복수의 매칭부들(313)은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 단일 RF 송신 안테나(314) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(315)로 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(313)은 파워 신호들이 갖는 주파수 대역들에 각각 대응하도록 구비됨으로써, 주파수 대역 별로 파워 신호를 피딩할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 신호 생성기(311)로부터 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 생성되어 전달되면, 복수의 매칭부들(313) 중 제1 매칭부(313-1)는 제1 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하고, 제2 매칭부(313-2)는 제2 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력하며, 제3 매칭부(313-3)는 제3 주파수 대역의 파워 신호만을 매칭하여 출력할 수 있다.
단일 RF 송신 안테나(314)는 복수의 매칭부들(313) 각각과 연결되어, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 무선 충전 수신기로 각각 송신한다. 이러한 단일 RF 송신 안테나(314)는 PIFA(Planar Inverted F Antenna) 또는 패치(Patch) 안테나일 수 있다.
특히, 단일 RF 송신 안테나(314)는 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들(314-1, 314-2, 314-3)을 포함함으로써, 서로 다른 위치의 급전 포인트들(314-1, 314-2, 314-3)을 이용하여 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신할 수 있다. 예를 들어, 단일 RF 송신 안테나(314)는 제1 매칭부(313-1)로부터 출력되는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제1 급전 포인트(314-1), 제2 매칭부(313-2)로부터 출력되는 제2 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제2 급전 포인트(314-2) 및 제3 매칭부(313-3)로부터 출력되는 제3 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제3 급전 포인트(314-3)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 급전 포인트(314-1, 314-2, 314-3) 별로 공진 주파수가 서로 다르게 된다.
적어도 하나의 자기 송신 안테나(315)는 복수의 매칭부들(313) 각각과 연결되어, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 무선 충전 수신기로 각각 송신한다. 이러한 적어도 하나의 자기 송신 안테나(315)는 루프(Loop) 안테나 또는 코일 안테나일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 무선 충전 송신기(320)는 도 3a를 참조하여 기재된 무선 충전 송신기(310)와 동일한 구조를 가지나, 복수의 파워 앰프들(321) 및 스위치(322)를 포함한다는 점에서 차이가 있다.
여기서, 스위치(322)는 적어도 하나의 신호 생성기(323) 및 복수의 파워 앰프들(321) 사이에 배치되어, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 복수의 파워 앰프들(321)로 선택적으로 전달할 수 있다. 또한, 복수의 파워 앰프들(321) 각각은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 증폭하여 복수의 매칭부들(324) 중 대응되는 매칭부로 전달할 수 있다. 따라서, 복수의 파워 앰프들(321)은 복수의 매칭부들(324)의 개수에 대응하여 구비될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 신호 생성기(323)로부터 제1 주파수 대역의 파워 신호, 제2 주파수 대역의 파워 신호 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 생성되어 전달되면, 스위치(322)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 제1 파워 앰프(321-1)(제1 파워 앰프(321-1)는 복수의 매칭부들(324) 중 제1 매칭부(324-1)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달하고, 제2 주파수 대역의 파워 신호를 제2 파워 앰프(321-2)(제2 파워 앰프(321-2)는 복수의 매칭부들(324) 중 제2 매칭부(324-2)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달하며, 제3 주파수 대역의 파워 신호를 제3 파워 앰프(321-3)(제3 파워 앰프(321-3)는 복수의 매칭부들(324) 중 제3 매칭부(324-3)에 대응되는 파워 앰프임)로 전달할 수 있다.
이에, 제1 파워 앰프(321-1)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제1 매칭부(324-1)로 전달하고, 제2 파워 앰프(321-2)는 제2 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제2 매칭부(324-2)로 전달하며, 제3 파워 앰프(321-3)는 제3 주파수 대역의 파워 신호를 증폭하여 제3 매칭부(324-3)로 전달할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제3 실시예에 따른 무선 충전 송신기(330)는 도 3a를 참조하여 기재된 무선 충전 송신기(310)와 동일한 구조를 가지나, 단일 RF 송신 안테나(314) 대신에, 복수의 RF 송신 안테나들(331)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.
이 때, 복수의 RF 송신 안테나들(331)은 복수의 매칭부들(332)과 각각 대응하며 구비된 채, 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신할 수 있다. 예를 들어, 제1 RF 송신 안테나(331-1)는 제1 매칭부(332-1)와 연결된 채 제1 매칭부(332-1)에서 출력하는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 전달받아 송신할 수 있고, 제2 RF 송신 안테나(331-2)는 제2 매칭부(332-2)와 연결된 채 제2 매칭부(332-2)에서 출력하는 제2 주파수 대역의 파워 신호를 전달받아 송신할 수 있으며, 제3 RF 송신 안테나(331-3)는 제3 매칭부(332-3)와 연결된 채 제3 매칭부(332-3)에서 출력하는 제3 주파수 대역의 파워 신호를 전달받아 송신할 수 있다.
이상, 도 3a 내지 3c를 통해 설명된 무선 충전 송신기(310, 320, 330)는 소형화를 위한 구조를 갖게 될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6a 내지 6b를 참조하여 기재하기로 한다.
또한, 이상, 도 3a 내지 3c를 참조하여, 무선 충전 송신기(310, 320, 330)가 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 송신하는 경우를 설명하였으나, 무선 충전 송신기(310, 320, 330)이 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 송신하는 경우 역시 마찬가지로 설명 가능하다. 이러한 경우 적어도 하나의 신호 생성기(311, 323)는 동일한 주파수 대역을 가진 채 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 생성하도록 위상 시프트의 기능을 구현하게 되고, 복수의 매칭부들(313, 324, 332)은 복수 개로 구현되는 대신에 단일 개로 구현되며, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(314, 331)는 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 무선 충전 수신기로 송신하도록 구현될 수 있다.
또한, 무선 충전 송신기(310, 320, 330)는 서로 다른 주파수 대역과 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 송신할 수도 있다.
또한, 이상 도 3a 내지 3c 상에는 정보 수신 안테나(통신용 안테나)가 미도시 되었으나, 정보 수신 안테나는 도 2를 참조하여 도시된 것처럼 무선 충전 송신기(310, 320, 330) 상에 포함될 수도 있다
도 4a 내지 4c는 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템에 포함되는 무선 충전 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무선 충전 수신기(410)는 단일 RF 수신 안테나(411), 적어도 하나의 자기 수신 안테나(412), 복수의 매칭부들(413), 복수의 정류기들(414) 및 배터리(415)를 포함할 수 있다.
단일 RF 수신 안테나(411)는 복수의 매칭부들(413) 각각과 연결되어, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신한다. 이러한 단일 RF 수신 안테나(411)는 PIFA(Planar Inverted F Antenna) 또는 패치(Patch) 안테나일 수 있다.
특히, 단일 RF 수신 안테나(411)는 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들(411-1, 411-2, 411-3)을 포함함으로써, 서로 다른 위치의 급전 포인트들(411-1, 411-2, 411-3)을 이용하여 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신할 수 있다. 예를 들어, 단일 RF 수신 안테나(411)는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제1 급전 포인트(411-1), 제2 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제2 급전 포인트(411-2) 및 제3 주파수 대역의 파워 신호가 피딩되는 제3 급전 포인트(411-3)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 급전 포인트(411-1, 411-2, 411-3) 별로 공진 주파수가 서로 다르게 된다.
적어도 하나의 자기 수신 안테나(412)는 복수의 매칭부들(413) 각각과 연결되어, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신한다. 이러한 적어도 하나의 자기 수신 안테나(412)는 루프(Loop) 안테나 또는 코일 안테나일 수 있다.
복수의 매칭부들(413)은 단일 RF 수신 안테나(411) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(412)로부터 전달되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 출력한다. 여기서, 복수의 매칭부들(413)은 파워 신호들이 갖는 주파수 대역들에 각각 대응하도록 구비됨으로써, 주파수 대역 별로 파워 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 매칭부(413-1)는 적어도 하나의 RF 수신 안테나(411)의 제1 급전 포인트(411-1)와 연결되어, 제1 급전 포인트(411-1)에서 수신되는 제1 주파수 대역의 파워 신호가 전달됨에 응답하여 제1 주파수 대역의 파워 신호를 매칭하여 출력할 수 있다. 마찬가지로, 제2 매칭부(413-2)는 적어도 하나의 RF 수신 안테나(411)의 제2 급전 포인트(411-2)에서 수신되는 제2 주파수 대역의 파워 신호가 전달됨에 응답하여 제2 주파수 대역의 파워 신호를 매칭하여 출력할 수 있고, 제3 매칭부(413-3)는 적어도 하나의 RF 수신 안테나(411)의 제3 급전 포인트(411-3)에서 수신되는 제3 주파수 대역의 파워 신호가 전달됨에 응답하여 제3 주파수 대역의 파워 신호를 매칭하여 출력할 수 있다.
복수의 정류기들(414)은 복수의 매칭부들(413)과 대응하도록 각각 연결된 채, 파워 신호들 각각에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다. 예를 들어, 제1 정류기(414-1)는 제1 매칭부(413-1)로부터 출력되는 제1 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하고, 제2 정류기(414-2)는 제2 매칭부(413-2)로부터 출력되는 제2 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하며, 제3 정류기(414-3)는 제3 매칭부(413-3)로부터 출력되는 제3 주파수 대역의 파워 신호에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다.
배터리(415)는 복수의 정류기들(414) 각각이 출력하는 직류 전력을 저장하는 구성요소로서, 무선 충전 수신기(410)가 구비되는 자동차의 동력원으로 사용될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 무선 충전 수신기(410)에는 부스터(미도시)가 더 포함될 수 있다. 이러한 경우, 부스터는 복수의 정류기들(414)과 연결되어 파워 신호들 각각의 직류 전력을 충전에 적합한 직류 전력으로 변환하는 역할을 할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 무선 충전 수신기(420)는 도 4a를 참조하여 기재된 무선 충전 수신기(410)와 동일한 구조를 가지나, 스위치(421)를 포함한다는 점에서 차이가 있다.
여기서, 스위치(421)는 단일 RF 수신 안테나(422) 및 복수의 매칭부들(423) 사이에 배치되어, 단일 RF 수신 안테나(422)로부터 전달되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 복수의 매칭부들(423)로 선택적으로 전달할 수 있다.
예를 들어, 단일 RF 수신 안테나(422)에 포함되는 서로 다른 위치를 갖는 급전 포인트들(422-1, 422-2, 422-3) 중 제1 급전 포인트(422-1) 및 제2 급전 포인트(422-2)에서 제1 주파수 대역의 파워 신호 및 제2 주파수 대역의 파워 신호가 수신되어 스위치(421)로 피딩되면, 스위치(421)는 제1 주파수 대역의 파워 신호 및 제2 주파수 대역의 파워 신호를 제1 매칭부(423-1) 및 제2 매칭부(423-2)로 선택적으로 전달할 수 있다.
따라서, 무선 충전 수신기(420)는 수신되는 파워 신호들의 주파수 대역에 따라 복수의 매칭부들(423) 및 복수의 정류기들(424)을 선택적으로 작동시킴으로써, 작업 복잡도를 낮추고, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제3 실시예에 따른 무선 충전 수신기(430)는 도 4a를 참조하여 기재된 무선 충전 수신기(410)와 동일한 구조를 가지나, 단일 RF 수신 안테나 대신에, 복수의 RF 수신 안테나들(431)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.
이 때, 복수의 RF 수신 안테나들(431)은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 RF 수신 안테나(431-1)는 제1 주파수 대역의 파워 신호를 수신하여 복수의 매칭부들(432) 중 대응하는 제1 매칭부(432-1)로 전달할 수 있고, 제2 RF 수신 안테나(431-2)는 제2 주파수 대역의 파워 신호를 수신하여 복수의 매칭부들(432) 중 대응하는 제2 매칭부(432-2)로 전달할 수 있으며, 제3 RF 송신 안테나(431-3)는 제3 주파수 대역의 파워 신호를 수신하여 복수의 매칭부들(432) 중 대응하는 제3 매칭부(432-3)로 전달할 수 있다.
즉, 무선 충전 송신기로부터 송신되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들은 주파수 대역 별로 서로 다른 RF 수신 안테나(431-1, 431-2, 431-3)로 수신될 수 있다.
마찬가지로, 무선 충전 수신기(430)는 도 4b와 같은 스위치를 더 포함할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4b를 참조하여 기재되었기에, 생략하기로 한다.
이상, 도 4a 내지 4c를 통해 설명된 무선 충전 수신기(410, 420, 430)는 소형화를 위한 구조를 갖게 될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7a 내지 7d를 참조하여 기재하기로 한다.
또한, 이상, 도 4a 내지 4c를 참조하여, 무선 충전 수신기(410, 420, 430)가 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 수신하는 경우를 설명하였으나, 무선 충전 수신기(410, 420, 430)이 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 수신하는 경우 역시 마찬가지로 설명 가능하다. 이러한 경우 복수의 매칭부들(413, 423, 432)은 복수 개로 구현되는 대신에 단일 개로 구현되며, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(411, 422, 431)는 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 수신하도록 구현될 수 있다.
또한, 무선 충전 수신기(410, 420, 430)는 서로 다른 주파수 대역과 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 송신할 수도 있다.
또한, 이상 도 4a 내지 4c 상에는 정보 송신 안테나(통신용 안테나)가 미도시 되었으나, 정보 송신 안테나는 도 2를 참조하여 도시된 것처럼 무선 충전 수신기(410, 420, 430) 상에 포함될 수도 있다
도 5a 내지 5b는 다른 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5b를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 자동차 무선 충전 시스템(500)은 복수의 무선 충전 송신기들(510, 520) 및 복수의 무선 충전 수신기들(530, 540)을 포함한다. 여기서, 무선 충전 송신기들(510, 520)은 복수의 무선 충전 수신기들(530, 540)이 구비된 자동차(550)의 주행 및 주차 환경에 따라 배치됨을 특징으로 하며, 복수의 무선 충전 수신기들(530, 540)은 무선 충전의 편의성 및 효율성을 위하여, 일례로 각각 자동차(550)의 천장 및 밑바닥에 구비될 수 있다.
이러한 복수의 무선 충전 송신기들(510, 520) 각각은 도 1a 내지 도 3c를 참조하여 기재된 무선 충전 송신기와 동일한 구조로 형성되어 동일한 기능을 갖게 되며, 복수의 무선 충전 수신기들(530, 540) 역시 도 1a 내지 2 및 도 4a 내지 4c를 참조하여 기재된 무선 충전 수신기와 동일한 구조로 형성되어 동일한 기능을 갖게 될 수 있다.
도 6a 내지 6b는 일 실시예에 따른 무선 충전 송신기의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 송신기(600)는 소형화를 위하여, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(610) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(620)가 도면과 같이 배치되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(610) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(620)는 무선 충전 송신기(600)의 전체 사이즈를 소형화하는 동시에 상호 간섭을 최소화하는 구조를 갖게 될 수 있다. 이에, 필요에 따라 EMI(전자파 간섭)의 차단을 위한 적어도 하나의 차단막(미도시)이 무선 충전 송신기(600)에 더 포함될 수 있다.
다른 구성요소들(적어도 하나의 신호 생성기, 복수의 매칭부들, 피워 앰프, 스위치 등)은 적어도 하나의 RF 송신 안테나(610) 및 적어도 하나의 자기 송신 안테나(620)의 배치 구조에 기초하여, 도면과 같이 하나의 구성부(630)로 집적화될 수 있다.
즉, 무선 충전 송신기(600)는 복수의 RF 송신 안테나들(610) 각각과 구성부들(630) 각각이 하나의 셀을 이루는 다중 셀 구조로 구현될 수 있다.
이상, 적어도 하나의 RF 송신 안테나(610)가 복수 개 구비되는 경우의 무선 충전 송신기(600)가 설명되었으나, 한 개 구비되어 단일 RF 송신 안테나로 구현되는 경우 역시 마찬가지로 단일 RF 송신 안테나와 적어도 하나의 자기 송신 안테나(620) 사이의 상호 간섭이 최소화되는 가운데 무선 충전 송신기(600)의 전체 사이즈를 소형화하는 구조가 적용될 수 있다.
도 7a 내지 7b는 일 실시예에 따른 무선 충전 수신기의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 7b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 수신기(700)는 소형화를 위하여, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(710) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(720)가 도면과 같이 배치되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(710) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(720)는 무선 충전 수신기(700)의 전체 사이즈를 소형화하는 동시에 상호 간섭을 최소화하는 구조를 갖게 될 수 있다. 이에, 필요에 따라 EMI(전자파 간섭)의 차단을 위한 적어도 하나의 차단막(미도시)이 무선 충전 수신기(700)에 더 포함될 수 있다.
다른 구성요소들(복수의 매칭부들, 복수의 정류기들 및 배터리, 스위치 등)은 적어도 하나의 RF 수신 안테나(710) 및 적어도 하나의 자기 수신 안테나(720)의 배치 구조에 기초하여, 도면과 같이 하나의 구성부(730)로 집적화될 수 있다.
즉, 무선 충전 수신기(700)는 복수의 RF 수신 안테나들(710) 각각과 구성부들(730) 각각이 하나의 셀을 이루는 다중 셀 구조로 구현될 수 있다.
이상, 적어도 하나의 RF 수신 안테나(710)가 복수 개 구비되는 경우의 무선 충전 수신기(700)가 설명되었으나, 한 개 구비되어 단일 RF 수신 안테나로 구현되는 경우 역시 마찬가지로 단일 RF 수신 안테나와 적어도 하나의 자기 수신 안테나(720) 사이의 상호 간섭이 최소화되는 가운데 무선 충전 수신기(700)의 전체 사이즈를 소형화하는 구조가 적용될 수 있다.
또한, 이상, 배터리가 복수의 정류기들에 각각 대응하도록 복수 개 구비되는 경우로 무선 충전 수신기(700)가 설명되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고 배터리가 복수의 정류기들에 의해 공유되도록 한 개 구비될 수도 있다. 이러한 경우, 단일 배터리는 복수의 매칭부들, 복수의 정류기들 및 스위치 등이 집적되는 구성부(730)가 아닌 별도의 구성부로서 구비될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 다중 충전을 이용하는 자동차 무선 충전 시스템에 있어서,
    무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기; 및
    상기 무선 충전 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기
    를 포함하고,
    상기 무선 충전 송신기는,
    RF 방식을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및
    자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나
    를 포함하며,
    상기 무선 충전 수신기는,
    상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및
    상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나
    를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 송신기는,
    상기 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 생성하는 적어도 하나의 신호 생성기; 및
    상기 적어도 하나의 신호 생성기로부터 전달되는 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나 및 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로 출력하는 복수의 매칭부들
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 RF 송신 안테나들은,
    상기 복수의 매칭부들과 각각 대응하며 구비된 채, 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 단일 RF 송신 안테나는,
    상기 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 포함하고, 상기 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 이용하여 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 송신하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 송신기는,
    상기 무선 충전 수신기에 포함되는 정보 송신 안테나로부터 주파수 정보를 수신하는 정보 수신 안테나
    를 더 포함하고,
    상기 주파수 정보에 기초하여 상기 파워 신호들 중 적어도 일부 파워 신호만을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 수신기는,
    상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나 또는 상기 적어도 하나의 자기 수신 안테나로부터 전달되는 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 매칭하여 출력하는 복수의 매칭부들; 및
    상기 복수의 매칭부들과 대응하도록 각각 연결된 채, 상기 파워 신호들 각각에 인가된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 복수의 정류기들
    을 더 포함하는 자동차 무선 충전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나가 복수 개 구비되는 경우, 상기 복수의 RF 수신 안테나들은,
    상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 RF 수신 안테나가 한 개 구비되는 경우, 상기 단일 RF 수신 안테나는,
    상기 파워 신호들이 갖는 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 포함하고, 상기 서로 다른 위치의 급전 포인트들을 이용하여 상기 파워 신호들을 주파수 대역 별로 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 송신기는,
    상기 무선 충전 수신기로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나 또는 상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나 중 어느 하나만을 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동차 무선 충전 시스템.
  10. 무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템에서 사용되는 무선 충전 송신기에 있어서,
    RF 방식을 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및
    자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나
    를 포함하는 무선 충전 송신기.
  11. 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템에서 사용되는 무선 충전 수신기에 있어서,
    상기 무선 충전 송신기에 포함되는 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및
    상기 무선 충전 송신기에 포함되는 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나
    를 포함하는 무선 충전 수신기.
  12. 다중 충전을 이용하는 자동차 무선 충전 시스템에 있어서,
    무선 충전의 대상이 되는 자동차에 구비되는 무선 충전 수신기; 및
    상기 적어도 하나의 무선 충전 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 무선 충전 송신기
    를 포함하고,
    상기 무선 충전 송신기는,
    RF 방식을 이용하여 서로 다른 위상을 갖는 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 RF 송신 안테나; 및
    자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 파워 신호들을 상기 무선 충전 수신기로 송신하는 적어도 하나의 자기 송신 안테나
    를 포함하며,
    상기 무선 충전 수신기는,
    상기 적어도 하나의 RF 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 RF 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 RF 수신 안테나; 및
    상기 적어도 하나의 자기 송신 안테나로부터 송신되는 상기 파워 신호들을 자기 공진 또는 자기 유도 중 어느 하나의 방식을 이용하여 수신하는 적어도 하나의 자기 수신 안테나
    를 포함하는 자동차 무선 충전 시스템.
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