KR20200145946A - Furniture having wireless transmitter-receiver incorporated therein - Google Patents
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Abstract
Description
실시예들은 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 최적의 무선 전력 송수신 환경을 찾는 주파수 스윕(frequency sweep) 기능이 구비된 수중 무선 전력 송수신 장치를 목재 등으로 된 가구에 접목하는 기술에 대한 것이다. The embodiments are for furniture to which a wireless power transmission/reception device is grafted, and more specifically, an underwater wireless power transmission/reception device equipped with a frequency sweep function to find an optimal wireless power transmission/reception environment is grafted to furniture made of wood, etc. It is about the technology to do.
현재 전자장치에 대하여 전력을 공급하기 위해서 무선 전력전송 방식이 이용되고 있다. 이러한 무선 전력 전송 방식은 송신측과 수신측의 코일에 발생되는 유도 기전력에 의해 이루어진다.Currently, a wireless power transmission method is used to supply power to electronic devices. This wireless power transmission method is achieved by induced electromotive force generated in the coils of the transmitting side and the receiving side.
유도 기전력에 의한 전력전송은 고조파 성분에 의한 손실이 최소화되어야 전달효율이 향상될 수 있다. 이러한 고조파 성분을 최소화하기 위해서는 송신측과 수신측 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성하고 이를 통하여 무선 전력이 송신되어야 하며, 송신측과 수신측 코일이 적절히 위치해야 한다. In power transmission by induced electromotive force, transmission efficiency can be improved only when loss due to harmonic components is minimized. In order to minimize such harmonic components, a resonance channel must be formed by matching the resonance frequencies of the transmitting side and the receiving side, and wireless power must be transmitted through this, and the transmitting side and the receiving side coils must be properly positioned.
송신측과 수신측 코일이 각각 그 자체로 이용되는 경우에는 배치가 간단하지만, 목재 등으로 된 가구에 이러한 코일을 배치하여 무선 전력 송수신 장치를 구성하는 경우 가구의 구성이 매우 중요하다. 그러나, 현재까지 무선으로 전력을 송수신하는 기능을 고려하여 구성된 가구에 대한 연구 개발은 전무한 실정이다. When the transmitting side and the receiving side coils are each used by itself, the arrangement is simple, but when the wireless power transmission/reception apparatus is constructed by arranging these coils on furniture made of wood, the configuration of the furniture is very important. However, until now, there is no research and development on furniture configured in consideration of the function of transmitting and receiving power wirelessly.
또한, 종래의 무선 전력 전송 장치는 최초 설정된 주파수로 무선 전력 송수신 장치가 동작하여 환경 변화에 따라 공진 주파수가 변경된 경우 이를 적용하지 못하는 문제가 있으며, 부하들이 유동적으로 움직이는 환경의 경우 송신측과 수신측 코일의 위치가 유동적으로 변화하여 각 부하에 최적의 전력을 전송하지 못하는 문제가 있다.In addition, the conventional wireless power transmission device has a problem in that it cannot be applied when the resonant frequency is changed according to environmental changes due to the operation of the wireless power transmission/reception device at the initially set frequency. There is a problem in that the position of the coil changes flexibly, so that optimal power cannot be transmitted to each load.
본 발명의 일 측면에 의하면, 목재 등으로 된 가구에서 송신측 코일과 수신측 코일 간의 무선 전력의 송신이 용이하게 이루어지도록 구성되며, 예컨대 수조 내에서 유동적으로 이동하는 개체에 대하여 최적의 전력을 무선 송신할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is configured to facilitate the transmission of wireless power between the transmitting coil and the receiving coil in a furniture made of wood, etc., for example, wirelessly transmitting optimal power to an object moving fluidly in the tank. Can send.
또한 본 발명의 일 측면에 의하면, 주파수 스윕을 통해 공진 주파수를 적응적으로 운용하여 무선 전력전송 효율을 높일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, wireless power transmission efficiency can be improved by adaptively operating a resonant frequency through a frequency sweep.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구는, 내부에 물이 채워질 수 있는 수조, 상기 수조의 내부에 위치하며, 적어도 하나의 부하 및 무선 전력 수신부를 포함하는 수중 부하장치, 상기 수조의 일 측면에 배치되며, 상기 무선 전력 수신부에 전력을 송신하는 무선 전력 송신부; 상기 무선 전력 송신부에서 출력되는 송신 전력을 감지하는 송신 전력 감지부; 및 상기 무선 전력 송신부를 동작시키는 동작 신호를 제공하는 동작 신호 제공부를 포함하는 무선 전력 전송장치를 포함한다.The furniture to which the wireless power transmission/reception device according to an embodiment of the present invention is grafted includes a water tank that can be filled with water, an underwater load device located inside the tank, and including at least one load and a wireless power receiver, A wireless power transmitter disposed on one side of the water tank and transmitting power to the wireless power receiver; A transmission power detection unit for sensing transmission power output from the wireless power transmission unit; And a wireless power transmitter including an operation signal providing unit that provides an operation signal for operating the wireless power transmitter.
일 실시예에 있어서, 상기 동작 신호는, 상기 무선 전력 송신부의 동작 주파수를 포함하고, 상기 동작 신호 제공부는 소정 주파수 범위 내에서 상기 동작 주파수를 스윕하다가 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 주파수에서 주파수를 고정시킬 수 있다.In one embodiment, the operation signal includes an operating frequency of the wireless power transmitter, and the operation signal providing unit sweeps the operating frequency within a predetermined frequency range and then adjusts the frequency at the operating frequency at which the transmission power becomes maximum. Can be fixed.
일 실시예에 있어서, 상기 송신 전력의 최대값은 상기 무전 전력 전송장치와 수중 부하장치의 특성에 따라 정해진 범위 내의 값이고, 상기 동작 주파수가 스윕되는 중, 상기 송신 전력 감지부가 감지한 송신 전력이 임계값을 초과하면, 사용자 장치에 고장신호를 알리는 통신 인터페이스 장치를 더 포함하되, 상기 임계값은 상기 특성에 따라 정해진 범위 이상일 수 있다.In one embodiment, the maximum value of the transmit power is a value within a range determined according to the characteristics of the radio power transmitter and the underwater load device, and the transmit power detected by the transmit power detector while the operating frequency is being swept is When the threshold value is exceeded, a communication interface device notifying a fault signal to the user device may be further included, and the threshold value may be greater than or equal to a predetermined range according to the characteristic.
일 실시예에 있어서, 상기 동작 신호는, 전류, 전압, 위상 중 적어도 하나를 더 포함하되, 상기 동작 신호 제공부는 상기 전류, 전압, 및 위상 중 적어도 하나를 상기 주파수와 함께 스윕하다가 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 신호 값에서 동작 신호를 고정시킬 수 있다.In an embodiment, the operation signal further includes at least one of current, voltage, and phase, and the operation signal providing unit sweeps at least one of the current, voltage, and phase together with the frequency, and the transmission power is reduced. The operation signal can be fixed at the maximum operation signal value.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 전력 전송장치는, 사용자 장치로부터의 명령에 따라서 또는 주기적으로 상기 송신 전력 감지 및 동작 신호의 주파수 스윕을 실행할 수 있다.In an embodiment, the wireless power transmitter may detect the transmission power and perform a frequency sweep of an operation signal according to a command from a user device or periodically.
일 실시예에 있어서, 상기 무선 전력 송신부는 서로 다른 영역을 구성하는 복수의 단위 코일부를 포함하고, 상기 송신 전력 감지부 및 상기 동작 신호 제공부는 단위 코일부에 대하여 각각 송신 전력 감지 및 동작 신호 제공을 실행할 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmission unit includes a plurality of unit coil units constituting different regions, and the transmission power detection unit and the operation signal providing unit respectively detect transmission power and provide operation signals to the unit coil units. Can run.
일 실시예에 있어서, 상기 수중 부하장치의 부하는, 발광장치, 동력장치, 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the load of the underwater load device may include at least one of a light emitting device, a power device, and a speaker.
일 실시예에 있어서, 상기 수중 부하장치는 수조 내 고정형 또는 이동형(moving type)을 포함하되, 상기 복수의 단위 코일부의 면적은 서로 상이하되, 상기 고정형 수중 부하장치에 대응되는 부분의 단위 코일부의 면적은 상기 이동형 수중 부하장치에 대응되는 부분의 단위 코일부의 면적과 같거나 클 수 있다.In one embodiment, the underwater load device includes a fixed type or a moving type in the water tank, and the areas of the plurality of unit coil units are different from each other, but the unit coil unit of a portion corresponding to the fixed underwater load device The area of may be equal to or greater than the area of the unit coil part of the portion corresponding to the mobile underwater load device.
본 발명의 일 실시예에 의하면 목재 등으로 된 가구에서 송신측 코일과 수신측 코일 간의 무선 전력의 송신이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to easily transmit wireless power between a transmitting coil and a receiving coil in furniture made of wood or the like.
다른 실시예에 의하면 주파수 스윕을 통해서 최적의 무선 전력 전송이 가능한 공진 주파수를 적응적으로 찾을 수 있는 이점이 있다.According to another embodiment, there is an advantage of adaptively finding a resonant frequency capable of optimal wireless power transmission through a frequency sweep.
다른 일 실시예에 의하면 송진 전력량이 임계값 이상인 경우 이상 신호로 감지하여 과전류를 방지할 수 있는 이점이 있다.According to another embodiment, there is an advantage of preventing overcurrent by detecting as an abnormal signal when the amount of power source is greater than a threshold value.
또 다른 일 실시예에 의하면 수중 부하의 위치 또는 이동형태에 따라서 다양한 영역의 무선 전력 전송 코일영역을 구성함으로써 효율적인 무선 전력 전송장치를 구현할 수 있다.According to another exemplary embodiment, an efficient wireless power transmission device may be implemented by configuring a wireless power transmission coil area of various areas according to a position or a movement type of an underwater load.
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 that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구 의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 부하장치200의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕 및 송신 전력간의 관계를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕에 따른 주파수 고정과 고장신호 감지를 구분하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신부110의 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수조 내 수중 부하장치200의 종류를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 다른 크기의 단위 코일부1211-1222등이 수조 내 수중 부하장치200의 위치에 따라서 배치된 형태를 나타낸다.1 is a conceptual diagram of a furniture to which a wireless power transmission/reception device according to an embodiment of the present invention is grafted.
2 is a block diagram of an
3 shows a relationship between a frequency sweep and transmit power according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for distinguishing between frequency fixing and detection of a fault signal according to a frequency sweep according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a
6 is a view for explaining the type of the
7 shows a form in which unit coil units 1211-1222 of different sizes are arranged according to the position of the
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "모듈(module)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.The embodiments described herein may have an aspect that is entirely hardware, partially hardware and partially software, or entirely software. In the present specification, “unit”, “module”, “device” or “system” refers to a computer-related entity such as hardware, a combination of hardware and software, or software. For example, in the present specification, the unit, module, device, or system is a running process, processor, object, executable file, thread of execution, program, and/or computer. It may be (computer), but is not limited thereto. For example, both an application running on a computer and a computer may correspond to a unit, module, device, or system of the present specification.
이하, 본 발명의 구성 및 특성을 실시예를 이용하여 설명하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 한정하는 것은 아니다. 유사한 참조부호가 복수의 도면에서 사용되는 경우, 유사한 참조부호는 여러 실시 예들에 대해서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Hereinafter, the configuration and characteristics of the present invention will be described using examples, but these examples are only illustrative of the present invention and are not limiting. When similar reference numerals are used in a plurality of drawings, the similar reference numerals refer to the same or similar functions for various embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 구비한 가구의개념도로서, 수족관1000 형태의 가구를 예시로 하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 적용될 수 있는 가구의 형태는 이에 한정되는 것은 아니다. 1 is a conceptual diagram of a furniture equipped with a wireless power transmission/reception device according to an embodiment of the present invention, and will be described with an example of furniture in the form of an
도 1을 참조하면 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 장치를 구비한 가구인 수족관1000은 수조10, 수조의 일 측면에 배치되는 무선 전력 전송장치100 및 수중 부하장치200를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an
일 실시예에서 수조10는 내부에 물이 채워질 수 있는 임의의 구조를 가질 수 있다. 도 1에서는 육면체의 측면을 간략히 도시화 하였으나, 다른 실시예에서는 구형, 타원형 및 기타 다양한 형태를 가질 수도 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서 수중 부하장치200는 수조10의 내부에 위치하는 임의의 객체일수 있다. 일 실시예에서 수중 부하장치200는 수중 또는 수면에 위치할 수 있다.In one embodiment, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 부하장치200의 블록도이다. 도 2를 참조하면 수중 부하장치200는 적어도 하나의 부하210 및 무선 전력 수신부220를 포함할 수 있다.2 is a block diagram of an
일 실시예에서 부하210는 무선 전력 수신부220로부터 전력을 받을 수 있다.In an embodiment, the
부하210는 발광장치, 동력장치, 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 부하210는 발광장치와 동력장치를 구비하거나, 스피커를 더 구비할 수도 있다. 또는 2개 이상의 발광장치 또는 2개 이상의 동력장치를 구비할 수 도 있다.The
상기 발광장치는 다양한 파장의 광을 방출하는 LED 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The light emitting device may be an LED that emits light of various wavelengths, but is not limited thereto.
상기 동력장치는 수중 부하장치200를 이동시키기 위한 모터 또는 공기를 발생시키는 공기발생장치용 모터를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The power device may include a motor for moving the
무선 전력 수신부220는 송신측에서 전달되는 전력을 자기 유도 방식으로 수신하기 위한 수신코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신부220는 수신 코일에 유도된 전력을 부하로 전달하기 위한 회로장치를 더 포함할 수 있으나, 본 발명의 설명 명료화를 위해서 생략하여 설명한다.The wireless
도 1을 더 참조하면 일 실시예에 있어서, 무선 전력 전송장치100는 제어부110 및 무선 전력 송신부120를 포함할 수 있다. 도 1에서는 무선 전력 전송장치100가 수조10의 아랫면에 배치된 것으로 도시되나, 다른 실시예에서는 측면 또는 상면에 배치될 수도 있으며, 적어도 두 면 이상에 배치될 수도 있다. 또한 무선 전력 전송장치100(또는 적어도 일부분)는 고정되지 않고 수조 외측에 임의로 이동 가능한 형태로 구성될 수도 있다.Referring further to FIG. 1, in an embodiment, the
무선 전력 전송장치100는 목재 등으로 된 몸체 내에 제어부110 및 무선 전력 송신부120가 내장된 형태를 가질 수 있다. 그러나, 무선 전력 전송장치100의 재질이나 형태는 이에 한정되는 것은 아니다.The
무선 전력 송신부120는 수중 부하장치200에 무선 전력을 송신하기 위한 송신코일을 포함할 수 있다.The wireless
제어부110는 무선 전력 송신부120에 전력(전류 또는 전압)을 제공하고, 무선 전력 송신부120에 유도된 전력을 피드백 받아 제공되는 전력을 조절할 수 있다.The
일 실시예에서 제어부110는 송신 전력 감지부111 및 동작 신호 제공부112를 포함할 수 있으며, 다른 실시예에서는 통신 인터페이스 장치113 또는 전원장치114를 더 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the
일 실시예에서 송신 전력 감지부111는 무선 전력 송신부120에서 출력되는 송신 전력을 감지할 수 있다. 본 발명에서는 무선 전력 수신부220의 수신코일이 무선 전력 송신부120의 송신 코일로부터 자기 유도 방식으로 전력을 수신하므로, 양 코일에 유도되는 전력은 상호 연관되어 있고, 예컨대, 수신코일의 수신 전력이 커지는 것은 송신 코일의 송신 전력도 커지는 것을 의미한다. 따라서, 송신 전력 감지부111는 송신 코일에서 출력되는 전력을 통해 수신 코일의 수신 전력을 감지하고 이를 후술하는 최적 주파수 탐지 및/또는 과전류 방지에 이용할 수 있다. 예컨대 송신 전력 감지부11는 송신 전력값(전류값 또는 전압값) 및 위상 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.In an embodiment, the transmission
일 실시예에서 동작 신호 제공부112는 무선 전력 송신부120로부터 수중 부하장치200로 무선 전력 전송이 일어날 수 있도록 상기 무선 전력 송신부120에 동작 신호를 제공할 수 있다. 동작 신호는 소정의 동작 주파수에서 동작하는 교류신호로서, 전류 또는 전압값일 수 있다. 또는 동작 신호는 직류로부터 교류신호를 발생시키기 위한 게이팅 신호를 포함할 수도 있다.In an embodiment, the operation
또한 일 실시예에서 동작 신호는 교류신호의 주파수 값을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서 동작 신호는 전류값, 전압값 및 위상 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.In addition, in an embodiment, the operation signal may include a frequency value of an AC signal. In another embodiment, the operation signal may further include at least one of a current value, a voltage value, and a phase.
동작 신호 제공부112는 소정 주파수 범위 내에서 상기 동작 주파수를 스윕하다가, 상기 송신 전력 감지부111가 감지한 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 주파수에서 주파수를 고정시킬 수 있다.The operation
주파수 스윕시 주파수 범위는 80khz 에서 160khz이고, 주파수 증감 단위는 1kHz일 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.During frequency sweep, the frequency range is from 80khz to 160khz, and the frequency increase/decrease unit may be 1kHz, but the present invention is not limited thereto.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕 및 송신 전력간의 관계를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 주파수 스윕에 따라(x축) 무선 전송되는 전력의 크기(y축)가 변화한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 동작 신호 제공부112는 송신 전력이 최대가 되는 주파수인 f1으로 동작 주파수를 고정시킬 수 있다.3 shows a relationship between a frequency sweep and transmit power according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, according to the frequency sweep (x-axis), the amount of wirelessly transmitted power (y-axis) changes. According to an embodiment of the present invention, the operation
일 실시예에서 통신 인터페이스 장치113는 동작 주파수가 스윕되는 중, 상기 송신 전력 감지부가 감지한 송신 전력이 임계값(예컨대, 15W)을 초과하면, 사용자 장치에 고장신호를 알릴 수 있다. 예컨대 수조 내 철제 프레임과 같은 전도체가 무선 전력 송신부120 및/또는 수중 부하장치200에 근접하게 위치하는 경우 과전류가 발생할 수 있으므로, 이를 고장으로 간주해 사용자에게 장애물 존재 사실을 알리는 것이 필요할 수 있다.In one embodiment, the
도 1을 다시 참조하면, 사용자 장치300는 통신 인터페이스 장치113와 무선 네트워크를 통해 데이터 통신이 가능할 수 있다. 상기 무선 네트워크는, 블루투스, 와이파이 등 다양한 방식의 통신규약이 포함될 수 있다. 통신 인터페이스 장치113를 이용하여 사용자 장치300와 통신함으로써, 실시예들에 따른 수중 무선 전력 송수신장치를 구비한 수족관1000은 사물인터넷(Internet of Things; IoT) 기반의 시스템과 같이 동작을 하게 된다.Referring back to FIG. 1, the
일 실시예에서 무선 전력 전송장치100는 위 고장신호를 기초로 발광하는 발광장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 위 발광장치의 동작으로 사용자는 고장여부를 인지할 수도 있다. 또한 발광장치의 동작을 대체하여 또는 이와 병행하여, 무선 전력 전송장치100는 고장신호에 대한 알림을 사용자 장치300 상에서 실행되는 애플리케이션을 통한 푸시 알림(push notification)의 형태로 사용자 장치300에 전송할 수도 있다.In an embodiment, the
다른 실시예에서 무선 전력 전송장치100는 수중 부하장치200를 이용하여 사용자가 고장여부를 인지하도록 할 수도 있다. 예컨대 무선 전력 전송장치100는 과전류가 아닌 상태에서는 무선 전력 전송장치100가 제1 동작 상태를 유지하다가, 과전류가 감지될 경우에는 무선 전력 전송장치100가 이와 상이한 제2 동작 상태로 변화되도록 수중 부하장치200에 송신되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 수중 부하장치200가 발광장치일 경우, 무선 전력 전송장치100는 고장신호가 감지될 경우 수중 부하장치200에 공급되는 전력을 단속적으로 온오프 시킴으로써 발광장치가 점멸하게 할 수 있고, 사용자는 이를 통하여 발광장치의 조명만 보고도 고장여부(즉, 과전류 발생 여부)를 알 수 있다. In another embodiment, the wireless
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 스윕에 따른 주파수 고정과 고장신호 감지를 구분하기 위한 도이다. 본 명세서에서 "송신 전력의 최대값"은 무선 전력 전송장치와 수중 "부하장치의 특성에 따라 정해진 범위(w2)"내의 값일 수 있다. 또한 고장신호 발생을 감지하기 위해 이용되는 상기 "임계값(w1)"은 관리자에 의해 기 정의된 값일 수 있다. 따라서 w1은 w2보다 큰 값이 된다.4 is a diagram for distinguishing between frequency fixing and detection of a fault signal according to a frequency sweep according to an embodiment of the present invention. In the present specification, the "maximum transmission power" may be a value within a range (w2) determined according to the characteristics of the wireless power transmitter and the underwater "load device". In addition, the "threshold value w1" used to detect the occurrence of a fault signal may be a value predefined by an administrator. Therefore, w1 becomes a larger value than w2.
도 4를 참조하면 주파수 스윕 실시41에 의하면 송신 전력이 최대가 되는 지점의 전력값은 w2 보다 낮으므로 "송신 전력의 최대값"으로 보아 해당 주파수로 동작 주파수를 고정하여 무선 전력전송을 실행할 수 있으나, 주파수 스윕 실시42에 의하면 주파수 f2에서 임계값w1을 초과하게 되므로, 이는 고장이 발생된 것으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 4, according to the frequency sweep 41, since the power value at the point where the transmission power is maximum is lower than w2, it is possible to perform wireless power transmission by fixing the operating frequency to the corresponding frequency based on the "maximum transmission power value". , According to the frequency sweep 42, since the threshold value w1 is exceeded at the frequency f2, it can be understood that a failure has occurred.
일 실시예에서 동작 신호 제공부112는 상기 전류, 전압, 및 위상 중 적어도 하나를 상기 주파수와 함께 스윕하다가 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 신호 값에서 동작 신호를 고정시킬 수도 있다. 즉 주파수만 스윕하는 것이 아니라 주파수 외에 전류값, 전압값 및 위상 중 적어도 하나를 주파수와 함께 스윕함으로써 무선 전력 송신에 적합한 조건을 찾을 수도 있다. 구체적으로 제1 주파수 값에서 상기 전류값, 전압값 및 위상 중 하나를 스윕하고, 다시 제2 주파수 값에서 전류값, 전압값 및 위상 중 하나를 또 스윕하는 방식이 이용될 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.In an embodiment, the operation
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 전력 전송장치100는 사용자 장치300로부터의 명령에 따라서 또는 주기적으로 상기 송신 전력 감지 및 동작 신호 주파수 스윕을 실행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 전력 전송장치100는 이전의 주파수 스윕 결과를 반영하여 스윕할 주파수 범위를 변화시킬 수 있다. 자기 유도에 의한 전송 전력값이 최대가 되는 주파수의 값은 양 코일의 형상 및 배치와도 관계가 있지만 수조10 내의 사물 배치에 의해서도 영향을 받는데, 수조10 내의 사물의 존재나 배치는 변화 가능하므로 송신 전력이 최대가 되는 주파수 범위는 스윕시마다 상이할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the
수조10 내의 사물 변화에도 불구하고 최대의 송신 전력을 달성하려면, 무선 전력 전송장치100는 매 동작 시 주파수 스윕을 실행하는 것이 바람직하다. 그러나 매 스윕시마다 전체 주파수 범위를 다시 스윕하는 것은 효율적이지 못하므로, 최초 스윕시에는 기본 주파수 범위(예컨대, 80khz 에서 160khz)에서 주파수를 증감하면서 스윕을 실시하고, 최초 스윕을 통해 전력 전송이 최대가 되는 주파수가 예컨대 120khz였다고 하면, 다음 스윕 시에는 이전 스윕을 통해 얻은 최적 주파수로부터 오차 범위에 속하는 주파수 범위(예컨대, 110khz 에서 130khz)에서 주파수를 증감하면서 스윕을 실시할 수 있다. In order to achieve the maximum transmission power despite changes in objects in the
또는, 다른 실시예에서 무선 전력 전송장치100는 매 스윕시마다 기본 주파수 범위(예컨대, 80khz 에서 160khz)를 대상으로 주파수 스윕을 실시하되, 이전 스윕을 통해 얻은 최적 주파수로부터 오차 범위에 속하는 주파수 범위(예컨대, 110khz 에서 130khz)에서는 주파수의 증감 단위를 작게 하여 세밀한 스윕을 실시하고(예컨대, 1khz), 그 외의 범위에서는 주파수의 증감 단위를 상대적으로 크게 할 수 있다(예컨대, 5khz). Alternatively, in another embodiment, the
또 다른 실시예에서, 무선 전력 전송장치100는 사용자 장치300와의 통신을 통하여 주파수 스윕 여부를 결정할 수도 있다. 본 실시예에서 무선 전력 전송장치100는 이전의 스윕 결과 송신 전력이 최대가 되는 주파수에서 송신 전력 감지부가 감지한 송신 전력의 크기를 저장하고 있다가, 이후 동작 시 송신 전력 감지부가 감지한 송신 전력의 크기가 이전에 저장된 송신 전력의 크기의 차이가 소정의 문턱값 이상일 경우, 통신 인터페이스 장치113를 통해 사용자 장치300에 주파수 재스윕 여부에 대한 메시지를 전송할 수 있다. In another embodiment, the
예컨대, 통신 인터페이스 장치113는 사용자 장치300에 "주파수 스윕을 다시 실시하시겠습니까?" 등의 메시지를 전송할 수 있다. 사용자가 해당 메시지에 대한 응답으로 사용자 장치300에 주파수 스윕의 실행을 위한 사용자 명령을 입력하면, 사용자 명령은 사용자 장치300로부터 통신 인터페이스 장치113에 수신되며, 무선 전력 전송장치100는 상기 수신된 사용자 명령에 대한 응답으로 주파수 스윕을 다시 실시할 수 있다. For example, the
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신부110의 평면도를 나타낸다. 도 5를 참조하면 무선 전력 송신부110는 서로 다른 영역을 구성하는 복수의 단위 코일부121-124를 포함하고, 상기 송신 전력 감지부111 및 상기 동작 신호 제공부112는 단위 코일부에 대하여 각각 송신 전력 감지 및 동작 신호 제공을 실행할 수 있다.5 is a plan view of a
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수조 내 수중 부하장치200의 종류를 설명하기 위한 도이다. 도 6을 참조하면 수중 부하장치200는 수조 내 고정형 또는 이동형(moving type)을 포함할 수 있다. 발광장치가 구비되고, 수조 내에서 부유하거나 수중에서 떠도는 수중 부하장치200a, 200b 또는 모터가 구비되어 수조 내에서 이동하는 수중 부하장치200c 또는 수조 내 고정된 위치에서 산소를 발생시키는 수중 부하장치200d 등이 포함될 수 있다.6 is a view for explaining the type of the
이 중 수중 부하장치200a, 200b, 200c와 같은 이동형 수중 부하장치는 부하의 이동에 따라서 무선 전력 송신 효율이 급격히 변화할 수 있다. 반면 고정형 수중 부하장치는 위와 같은 위치 이동이 없기 때문에 최초 주파수 스윕을 통해 얻은 최대 전력 송신 효율을 갖는 동작 주파수를 추가로 변경시킬 필요가 상대적으로 적을 수 있다. Among these, mobile underwater load devices such as the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 다른 크기의 단위 코일부1211-1222등이 수조 내 수중 부하장치200의 위치에 따라서 배치된 형태를 나타낸다. 도 7을 참조하면 복수의 단위 코일부1211-1222(중 적어도 일부)의 면적은 서로 상이하되, 상기 고정형 수중 부하장치200d에 대응되는 부분의 단위 코일부1211의 면적은 상기 이동형 수중 부하장치200c에 대응되는 부분(이동형 수중 부하장치가 이동 가능한 영역)의 단위 코일부1222a~1222c의 면적과 같거나 클 수 있다.7 shows a form in which unit coil units 1211-1222 of different sizes are arranged according to the position of the
예컨대 복수의 이동형 수중 부하장치200c가 수조 내에서 빈번히 위치 이동을 하는 경우, 하나의 단위 코일부의 동작 신호를 스윕함으로써 최적 동작 신호를 찾아 고정시키면 각각의 수중 부하장치200c에 최대의 전력 전송이 이루어지지 않을 가능성이 크다. 이 경우 단지 평균적인 전력전송 최대값을 찾게 될 것이다. 따라서 수중 부하장치가 이동 가능한 영역에 대하여는 보다 세분화된 단위 코일부1222a~1222c 등을 배치하여 각각 운용함으로써 이동형 수중 부하장치 각각에 대하여 보다 적절한 무선 전력 전송이 가능할 수 있다.For example, if a plurality of movable
본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경 및 변형이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings because various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention by those of ordinary skill in the art.
10: 수조
100: 무선 전력 전송장치
200: 수중 부하장치
110: 제어부
111: 송신 전력 감지부
112 : 동작 신호 제공부
113 : 통신 인터페이스 장치
114 : 전원부
120: 무선 전력 송신부
300: 사용자 장치10: water tank
100: wireless power transmitter
200: underwater load device
110: control unit
111: transmission power detection unit
112: operation signal providing unit
113: communication interface device
114: power supply
120: wireless power transmitter
300: user device
Claims (8)
상기 수조의 내부에 위치하며, 적어도 하나의 부하 및 무선 전력 수신부를 포함하는 수중 부하장치;
상기 수조의 일 측면에 배치되며, 상기 무선 전력 수신부에 전력을 송신하는 무선 전력 송신부; 상기 무선 전력 송신부에서 출력되는 송신 전력을 감지하는 송신 전력 감지부; 및 상기 무선 전력 송신부를 동작시키는 동작 신호를 제공하는 동작 신호 제공부를 포함하는 무선 전력 전송장치를 포함하는, 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
A tank that can be filled with water inside;
An underwater load device located inside the water tank and including at least one load and a wireless power receiver;
A wireless power transmitter disposed on one side of the water tank and transmitting power to the wireless power receiver; A transmission power detection unit detecting transmission power output from the wireless power transmission unit; And a wireless power transmission device including an operation signal providing unit providing an operation signal for operating the wireless power transmission unit.
상기 동작 신호는, 상기 무선 전력 송신부의 동작 주파수를 포함하고,
상기 동작 신호 제공부는 소정 주파수 범위 내에서 상기 동작 주파수를 스윕하다가 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 주파수에서 주파수를 고정시키는 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 1,
The operation signal includes an operating frequency of the wireless power transmitter,
The furniture in which the operation signal providing unit is grafted with a wireless power transmission/reception device for sweeping the operating frequency within a predetermined frequency range and then fixing the frequency at an operating frequency at which the transmission power becomes maximum.
상기 송신 전력의 최대값은 상기 무전 전력 전송장치와 수중 부하장치의 특성에 따라 정해진 범위 내의 값이고,
상기 동작 주파수가 스윕되는 중, 상기 송신 전력 감지부가 감지한 송신 전력이 임계값을 초과하면, 사용자 장치에 고장신호를 알리는 통신 인터페이스 장치를 더 포함하되, 상기 임계값은 상기 특성에 따라 정해진 범위 이상인 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 1,
The maximum value of the transmission power is a value within a range determined according to the characteristics of the wireless power transmission device and the underwater load device,
While the operating frequency is being swept, if the transmission power detected by the transmission power detection unit exceeds a threshold value, further comprising a communication interface device notifying a fault signal to the user device, wherein the threshold value is greater than or equal to a predetermined range according to the characteristic Furniture with wireless power transmission and reception devices.
상기 동작 신호는, 전류, 전압, 위상 중 적어도 하나를 더 포함하되,
상기 동작 신호 제공부는 상기 전류, 전압, 및 위상 중 적어도 하나를 상기 주파수와 함께 스윕하다가 상기 송신 전력이 최대가 되는 동작 신호 값에서 동작 신호를 고정시키는 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 1,
The operation signal further includes at least one of current, voltage, and phase,
The furniture in which the operation signal providing unit sweeps at least one of the current, voltage, and phase with the frequency and then fixes the operation signal at the operation signal value at which the transmission power is maximum.
상기 무선 전력 전송장치는,
사용자 장치로부터의 명령에 따라서 또는 주기적으로 상기 송신 전력 감지 및 동작 신호의 주파수 스윕을 실행하는 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 4,
The wireless power transmission device,
Furniture incorporating a wireless power transmission/reception device that senses the transmission power and performs a frequency sweep of an operation signal periodically or according to a command from a user device.
상기 무선 전력 송신부는 서로 다른 영역을 구성하는 복수의 단위 코일부를 포함하고, 상기 송신 전력 감지부 및 상기 동작 신호 제공부는 단위 코일부에 대하여 각각 송신 전력 감지 및 동작 신호 제공을 실행하는 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 5,
The wireless power transmission unit includes a plurality of unit coil units constituting different regions, and the transmission power detection unit and the operation signal providing unit respectively detect transmission power and provide operation signals to the unit coil units. Furniture with devices.
상기 수중 부하장치의 부하는,
발광장치, 동력장치, 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.
The method of claim 6,
The load of the underwater load device,
Furniture to which a wireless power transmission/reception device including at least one of a light emitting device, a power device, and a speaker is incorporated.
상기 수중 부하장치는 수조 내 고정형 또는 이동형(moving type)을 포함하되,
상기 복수의 단위 코일부의 면적은 서로 상이하되, 상기 고정형 수중 부하장치에 대응되는 부분의 단위 코일부의 면적은 상기 이동형 수중 부하장치에 대응되는 부분의 단위 코일부의 면적과 같거나 큰 무선 전력 송수신 장치가 접목된 가구.The method of claim 7,
The underwater load device includes a fixed type or a moving type in the water tank,
The areas of the plurality of unit coils are different from each other, but the area of the unit coils of the portion corresponding to the fixed underwater load device is equal to or greater than the area of the unit coils of the portion corresponding to the mobile underwater load device. Furniture with transceivers.
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KR1020190074035A KR20200145946A (en) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Furniture having wireless transmitter-receiver incorporated therein |
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KR20170093485A (en) | 2016-02-05 | 2017-08-16 | 주식회사 휴택 | Wireless digital fishbowl |
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