KR20210135707A - Apparatus for wireless charging - Google Patents

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KR20210135707A
KR20210135707A KR1020200053683A KR20200053683A KR20210135707A KR 20210135707 A KR20210135707 A KR 20210135707A KR 1020200053683 A KR1020200053683 A KR 1020200053683A KR 20200053683 A KR20200053683 A KR 20200053683A KR 20210135707 A KR20210135707 A KR 20210135707A
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wireless power
batteries
voltage
wireless
switches
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Application number
KR1020200053683A
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Korean (ko)
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김상원
김성민
문정익
조인귀
손수호
이호진
Original Assignee
한국전자통신연구원
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Abstract

Disclosed is an apparatus for receiving wireless power. According to an embodiment of the present invention, the apparatus for receiving wireless power may comprise: a receiving coil wherein an alternating current voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitting apparatus; a rectifier converting the alternating current voltage applied to the receiving coil into a direct current voltage; a plurality of batteries receiving the direct current voltage from the rectifier; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries.

Description

무선 전력 수신 장치{APPARATUS FOR WIRELESS CHARGING}Wireless power receiver {APPARATUS FOR WIRELESS CHARGING}

본 발명은 무선 전력 수신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 무선 충전을 수행하는 장치에 관한 것입니다. The present invention relates to a wireless power receiver, and more particularly, to a device that performs wireless charging by converting batteries into series or parallel states according to the wireless charging state by the wireless power transmitter.

무선 전력 전송 기술 및 무선 전력 수신 기술은 실생활 다양한 기기에 적용되어 사용되고 있다. 실생활에서 주로 사용되는 무선 전력 수신 기기의 예로 스마트폰, 스마트 워치, 전동 칫솔 등 저전력 기기가 있다. 그러나 최근에는, 주방가전, 전기자동차, 대형 드론 등 중전력, 대전력 기기에도 무선 전력 수신 기술의 적용이 시도되고 있다.Wireless power transmission technology and wireless power reception technology are applied and used in various devices in real life. Examples of wireless power receiving devices mainly used in real life include low-power devices such as smartphones, smart watches, and electric toothbrushes. However, recently, the application of wireless power reception technology to medium-power and high-power devices such as kitchen appliances, electric vehicles, and large drones has been attempted.

따라서, 무선 충전으로 충분한 전압과 전류를 공급하기 위해 높은 충전 전압이 요구된다. 또한, 기기에서 직렬로 연결된 배터리를 사용할 경우, 배터리 셀의 전압을 일정하게 조정하기 위해서는 셀 밸런싱(cell balancing) 절차의 복잡도 및 시간도 증대된다. 또한, 높은 충전 전압을 위해서는 고사양의 송신기와 고전압 캐퍼시터 등이 요구된다. 따라서, 요구되는 충전 전압을 감소시키고, 배터리 셀 밸런싱의 복잡도 또한 감소시킬 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, a high charging voltage is required to supply sufficient voltage and current for wireless charging. In addition, when batteries connected in series are used in the device, the complexity and time of a cell balancing procedure increase in order to constantly adjust the voltage of the battery cells. In addition, for a high charging voltage, a high-spec transmitter and a high-voltage capacitor are required. Accordingly, there is a need for a method capable of reducing the required charging voltage and also reducing the complexity of balancing the battery cells.

본 발명은 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 요구되는 충전 전압을 감소시킬 수 있는 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus capable of reducing a required charging voltage by converting batteries into a series or parallel state according to a wireless charging state by a wireless power transmitter.

또한, 본 발명은 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 셀 밸런싱(cell balancing)의 복잡도를 줄일 수 있는 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides an apparatus capable of reducing the complexity of cell balancing by converting batteries into a series or parallel state according to a wireless charging state by a wireless power transmitter.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일; 상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기; 상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및 상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되는 복수의 스위치들을 포함할 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter; a rectifier converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage; a plurality of batteries receiving a DC voltage from the rectifier; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries.

상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 배터리들이 충전될 수 있다.In a wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage may be provided from the rectifier to charge the batteries.

상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다. When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, power may be supplied from the battery to an external device distinct from the wireless power receiver.

상기 복수의 스위치들은, 서로 연결되고, 상기 정류기와 상기 배터리들을 연결하고, 상기 외부 장치와 상기 배터리들을 연결할 수 있다.The plurality of switches may be connected to each other, connect the rectifier and the batteries, and connect the external device and the batteries.

상기 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결될 수 있다.When the batteries are in a wireless charging state by the wireless power transmitter, a flow of current between the switches is blocked by the wireless power receiver to be connected in parallel.

상기 스위치들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 상기 외부 장치로 전류의 흐름을 차단하도록 제어될 수 있다.The switches may be controlled to block the flow of current from the rectifier to the external device by the wireless power transmitter.

상기 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결될 수 있다.When the batteries are not in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device. can be connected

상기 스위치들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 배터리들로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되고, 상기 배터리에서 외부 장치로 전류가 흐르도록 제어될 수 있다.The switches may be controlled by the wireless power transmitter to block the flow of current from the rectifier to the batteries, and may be controlled to flow the current from the battery to an external device.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일; 상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기; 상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및 상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter; a rectifier converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage; a plurality of batteries receiving a DC voltage from the rectifier, wherein the plurality of batteries are configured as battery sets including at least one battery; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets.

상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다.Batteries included in the battery set are connected in series, and when in a wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the plurality of batteries, and the wireless power transmitter When it is not in the wireless charging state, power may be supplied from the plurality of batteries to an external device distinct from the wireless power receiving device.

상기 스위치들은, 서로 연결되고, 상기 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결할 수 있다.The switches may be connected to each other, connect the rectifier and the plurality of batteries, and connect the external device and the plurality of batteries.

상기 배터리 집합들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결될 수 있다.When the battery sets are in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the flow of current between the switches is blocked by the wireless power receiver to be connected in parallel.

상기 스위치들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 상기 외부 장치로 전류의 흐름을 차단하도록 제어될 수 있다.The switches may be controlled to block the flow of current from the rectifier to the external device by the wireless power transmitter.

상기 배터리 집합들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써 직렬 상태로 연결될 수 있다.When the battery sets are not in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device to be put into a series state. can be connected

상기 스위치들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 배터리들로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되고, 상기 배터리에서 외부 장치로 전류가 흐르도록 제어될 수 있다.The switches may be controlled by the wireless power transmitter to block the flow of current from the rectifier to the batteries, and may be controlled to flow the current from the battery to an external device.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일; 상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기; 상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및 상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치들을 포함하고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter; a plurality of rectifiers for converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage; a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiver And, in the wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the plurality of batteries, and when not in the wireless charging state by the wireless power transmitter, to the plurality of batteries Power may be supplied to the external device from the

상기 복수의 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결될 수 있다.When the plurality of batteries are in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the flow of current between the switches is blocked by the wireless power receiver to be connected in parallel.

상기 복수의 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결될 수 있다.When the plurality of batteries are not in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device. state can be connected.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일; 상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기; 상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및 상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 상기 정류기와 상기 배터리 집합들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 배터리 집합들을 연결하는, 복수의 스위치를 포함하고, 상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes: a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter; a plurality of rectifiers for converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage; a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers, the plurality of batteries being configured as battery sets including at least one battery; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets, connecting the plurality of rectifiers and the battery sets, and connecting the battery sets to an external device distinguished from the wireless power receiving device, The batteries included in the battery set are connected in series, and when the wireless power transmission device is in a wireless charging state, a DC voltage is provided from the plurality of rectifiers to charge the plurality of batteries, and the wireless power transmission device When the battery is not in a wireless charging state by , power may be supplied to the external device from the plurality of batteries.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 복수의 수신 코일; 상기 복수의 수신 코일 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기; 상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기로부터 상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및 상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치들을 포함하고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 배터리들이 충전되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a plurality of receiving coils to which an AC voltage is applied through wireless charging from the wireless power transmitter; a plurality of rectifiers disposed to correspond to each of the plurality of receiving coils and converting the AC voltage applied to the plurality of receiving coils into a DC voltage; a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiver And, in the case of a wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the batteries, and when not in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless Power may be supplied to an external device distinct from the power receiving device.

상기 복수의 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결될 수 있다. When the plurality of batteries are in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the flow of current between the switches is blocked by the wireless power receiver to be connected in parallel.

상기 복수의 배터리들은, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결될 수 있다.When the plurality of batteries are not in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device. state can be connected.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 복수의 수신 코일; 상기 복수의 수신 코일 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기; 상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및 상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 상기 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치를 포함하고, 상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고, 상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급될 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a plurality of receiving coils to which an AC voltage is applied through wireless charging from the wireless power transmitter; a plurality of rectifiers disposed to correspond to each of the plurality of receiving coils and converting the AC voltage applied to the plurality of receiving coils into a DC voltage; a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers, the plurality of batteries being configured as battery sets including at least one battery; and a plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiving device, , the batteries included in the battery set are connected in series, and when in a wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the plurality of rectifiers to charge the plurality of batteries, and the wireless power When the transmission device is not in a wireless charging state, power may be supplied to the external device from the batteries.

본 발명의 일실시예에 따르면 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 요구되는 충전 전압을 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the required charging voltage by converting the batteries to a series or parallel state according to a wireless charging state by the wireless power transmitter.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 셀 밸런싱(cell balancing)의 복잡도를 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the complexity of cell balancing by converting the batteries to a series or parallel state according to a wireless charging state by the wireless power transmitter.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치와 배터리가 연결되는 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치의 다양한 실시예들을 도시한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치를 드론에 적용한 예시이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 적용된 배터리 무선 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of a battery wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a structure in which a switch and a battery are connected according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating various embodiments of an apparatus for receiving battery wireless power according to an embodiment of the present invention.
4 is an example in which the battery wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a drone.
5 is a diagram illustrating the structure of a battery wireless power receiver applied to a drone according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of a battery wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 상태에 따라 배터리들을 직렬 또는 병렬 상태로 변환함으로써 무선 충전을 수행하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에서 무선 충전 상태란 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신을 통해 무선 전력 수신 장치에서 포함된 배터리가 충전되는 상태를 의미한다. The present invention relates to an apparatus for performing wireless charging by converting batteries into a series or parallel state according to a wireless charging state by a wireless power transmitter. In the present invention, the wireless charging state means a state in which a battery included in the wireless power receiving device is charged through wireless power reception from the wireless power transmitting device.

구체적으로, 본 발명은 무선 전력 수신 장치에 포함되는 배터리들은 스위치에 의하여 분리됨으로써 무선 충전 상태에 따라 배터리들의 직렬 또는 병렬 상태의 전환이 가능하다. 그리고, 배터리들이 분리됨에 따라 무선 전력 수신 장치에 요구되는 충전 전압이 낮아지고, 셀 밸런싱(cell balancing)의 복잡도가 낮아질 수 있다. Specifically, according to the present invention, the batteries included in the wireless power receiver are separated by a switch, so that the series or parallel states of the batteries can be switched according to the wireless charging state. In addition, as the batteries are separated, a charging voltage required for the wireless power receiver may be reduced, and the complexity of cell balancing may be reduced.

본 발명의 무선 전력 수신 장치는 i) 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등과 같은 이동형 단말기, ii) 스마트 워치, 보청기, 의료기기 등의 웨어러블 기기를 포함한 다양한 소형 전력 기기 및 iii) 무선가전 제품, 전기 자동차, 드론 등 중대형 전력 기기에 포함될 수 있다.The wireless power receiver of the present invention includes i) a mobile terminal such as a mobile phone and a notebook computer, ii) various small power devices including wearable devices such as smart watches, hearing aids, and medical devices, and iii) wireless home appliances, electric vehicles, drones, etc. It can be included in medium and large power devices.

본 발명의 무선 전력 수신 장치는 수신 코일(101), 정류기(102), 스위치(103) 및 배터리(104)를 구성요소로 포함할 수 있다. 수신 코일(101)은 무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압을 인가한다. 정류기(102)는 수신 코일(101)에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 변환된 직류 전압은 스위치(103)를 통해 배터리(104)로 전달된다. 본 발명의 무선 전력 수신 장치는 복수의 배터리(104)를 포함할 수 있다. The wireless power receiver of the present invention may include a receiving coil 101 , a rectifier 102 , a switch 103 , and a battery 104 as components. The receiving coil 101 applies an AC voltage from the wireless power transmitter through wireless charging. The rectifier 102 converts the AC voltage applied to the receiving coil 101 into a DC voltage. The converted DC voltage is transferred to the battery 104 through the switch 103 . The wireless power receiver of the present invention may include a plurality of batteries 104 .

스위치(103)는 복수의 배터리(104) 각각에 하나씩 배치된다. 도 1을 참조하면, 스위치(103)는 정류기(102)와 배터리(104)를 연결한다. 그리고, 각각의 스위치(103)들은 서로 연결되나, 각각 배터리들은 스위치에 의해 분리된다. 또한, 스위치(103)는 배터리(104)와 무선 전력 수신 장치와 구별되고 전력을 소모하는 외부 장치를 연결한다. One switch 103 is disposed in each of the plurality of batteries 104 . Referring to FIG. 1 , the switch 103 connects the rectifier 102 and the battery 104 . And, each of the switches 103 are connected to each other, but each battery is separated by the switch. In addition, the switch 103 connects the battery 104 and an external device that is distinguished from the wireless power receiving device and consumes power.

무선 전력 수신 장치는 무선 충전 여부를 판단할 수 있고, 무선 전력 전송 장치에 의한 무선 충전 여부에 따라 스위치를 제어함으로써 배터리(104)들을 직렬 상태 또는 병렬 상태가 되도록 할 수 있다. 스위치(103)들 간에 연결을 통해 분리된 배터리(104)들이 직렬 상태가 될 수 있다. 또한, 스위치(103)들 간의 전류가 차단됨에 따라 배터리(104)들이 병렬 상태로 충전될 수 있다. 스위치(103)와 배터리(104)의 배치관계는 도 2에서 상세히 설명된다.The wireless power receiver may determine whether charging is wirelessly, and by controlling the switch according to whether wireless charging is performed by the wireless power transmitter, the batteries 104 may be in a series state or a parallel state. The batteries 104 separated through the connection between the switches 103 may be in a series state. In addition, as the current between the switches 103 is cut off, the batteries 104 may be charged in parallel. The arrangement relationship between the switch 103 and the battery 104 is described in detail with reference to FIG. 2 .

무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 무선 전력 수신 장치는 정류기(102)로부터 직류 전압이 제공되어 배터리(104)들을 충전한다. 구체적으로, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 스위치(103)에 의해 배터리(104)들이 병렬 상태로 변환됨으로써 정류기(102)로부터 직류 전압이 제공되어 배터리(104)가 충전된다. 이 때, 각 배터리(104)에 대응되는 스위치(103)들은 각각 정류기(102)와 연결됨으로써 배터리(104)들이 병렬 상태로 충전되도록 한다. In the wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver receives a DC voltage from the rectifier 102 to charge the batteries 104 . Specifically, in the case of a wireless charging state by the wireless power transmission device, the batteries 104 are converted into a parallel state by the switch 103 , so that a DC voltage is provided from the rectifier 102 to charge the battery 104 . At this time, the switches 103 corresponding to each battery 104 are respectively connected to the rectifier 102 so that the batteries 104 are charged in parallel.

무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 배터리(104)로들부터 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급된다. 이 때, 외부 장치는 무선 전력 수신 장치와 연결되는 전력 기기나 단말기에서 전력을 소모하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 기능이 지원되는 핸드폰 및 노트북에 사용되는 프로세서, 무선 충전 기능이 지원되는 드론 및 전기 자동차에 포함되는 엔진은 외부 장치의 예이다. 배터리들(104)로부터 외부 장치에 전원이 공급되는 경우, 외부 장치의 요구 전압을 만족하기 위해 배터리(104)들은 직렬 상태로 연결된다. 구체적인 과정은 도 2에서 후술한다. When the wireless power transmitter is not in the wireless charging state, power is supplied from the battery 104 to an external device distinct from the wireless power receiver. In this case, the external device may mean a device that consumes power in a power device or terminal connected to the wireless power receiving device. For example, processors used in mobile phones and laptops supporting a wireless charging function, and engines included in drones and electric vehicles supporting a wireless charging function are examples of external devices. When power is supplied to an external device from the batteries 104 , the batteries 104 are connected in series to satisfy a voltage required by the external device. A specific process will be described later with reference to FIG. 2 .

무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 스위치(103)에 의해 배터리(104)들이 직렬 상태로 변환됨으로써 배터리(104)들로부터 외부 장치에 전원이 공급된다. 이 때, 각 배터리(104)에 대응되는 스위치(103)들 간의 연결을 통해 배터리(104)들이 직렬 상태로 연결된다. When the wireless power transmission device is not in the wireless charging state, the batteries 104 are converted to a serial state by the switch 103 to supply power to the external device from the batteries 104 . At this time, the batteries 104 are connected in series through the connection between the switches 103 corresponding to each battery 104 .

그리고, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 정류기(102)로부터 직류 전압이나 배터리(104)로부터의 전원이 외부 장치에 공급되지 않도록 외부 장치로의 전원은 차단된다. 구체적으로, 무선 충전 상태인 경우, 스위치(103)에 의해 외부 장치로 전원이 공급되지 않도록 제어된다.And, when the wireless power transmission device is in the wireless charging state, the power to the external device is cut off so that the DC voltage from the rectifier 102 or power from the battery 104 is not supplied to the external device. Specifically, in the wireless charging state, power is not supplied to the external device by the switch 103 is controlled.

또한, 복수의 배터리(104) 중 일부 배터리(104)들이 완충 상태인 경우, 스위치(103)에 의해 정류기(102)로부터 직류 전압이 제공되어 복수의 배터리(104) 중 완충 상태인 배터리(104)들을 제외한 배터리(104)들이 충전된다. 이 때, 완충 상태인 배터리(104)에 대응하는 스위치(103)는 완충 상태인 배터리(104)로 전원이 공급되는 것을 차단한다. In addition, when some of the batteries 104 of the plurality of batteries 104 are in a fully charged state, a DC voltage is provided from the rectifier 102 by the switch 103 to provide a fully charged battery 104 among the plurality of batteries 104 . Batteries 104 except for are charged. At this time, the switch 103 corresponding to the battery 104 in the fully charged state blocks the supply of power to the battery 104 in the fully charged state.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치와 배터리가 연결되는 구조를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a structure in which a switch and a battery are connected according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a)는 발명의 일실시예에 따른 스위치와 배터리의 배치관계를 도시한 도면이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 무선 전력 수신 장치에 포함된 배터리들은 배터리 마다 배치되는 스위치에 의하여 분리된다. 그리고, 각각의 스위치는 서로 연결되며, 정류기와 배터리를 연결한다. 즉, 배터리들은 항상 각 배터리에 대응하는 스위치를 통해서 서로 연결되기 때문에, 스위치 간의 전류의 흐름이 차단될 경우, 배터리들은 병렬 상태로 정류기와 연결된다. 2A is a diagram illustrating an arrangement relationship between a switch and a battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2A , batteries included in the wireless power receiver are separated by a switch disposed for each battery. And, each switch is connected to each other, and connects the rectifier and the battery. That is, since the batteries are always connected to each other through a switch corresponding to each battery, when the flow of current between the switches is blocked, the batteries are connected to the rectifier in parallel.

무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 무선 전력 수신 장치에 의해 스위치 간의 전류의 흐름이 차단됨으로써 배터리들은 병렬 상태로 연결되어 정류기로부터 직류 전압을 수신한다. In the wireless charging state by the wireless power transmitter, the flow of current between the switches is blocked by the wireless power receiver, so that the batteries are connected in parallel to receive a DC voltage from the rectifier.

구체적으로, 도 2의 (a)를 참조하면, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 각각의 스위치는 배터리와 정류기 사이에 전류가 흐르도록 제어되고, 스위치 간의 전류의 흐름은 차단되도록 제어됨으로써 배터리들은 병렬 상태로 연결된다. 따라서, 배터리들의 병렬 충전이 이루어질 수 있다. Specifically, referring to Figure 2 (a), when the wireless charging state by the wireless power transmission device, each switch is controlled to flow a current between the battery and the rectifier, the flow between the switches is controlled so that the flow is blocked Thus, the batteries are connected in parallel. Accordingly, parallel charging of the batteries can be achieved.

그리고, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 무선 전력 수신 장치는 무선 충전 상태가 아닌 경우 배터리들로부터 외부 장치로 전원이 공급되도록 스위치를 제어한다. And, when the wireless power transmitter is not in the wireless charging state, the wireless power receiver controls the switch to supply power from the batteries to the external device when the wireless charging state is not.

구체적으로, 무선 전력 수신 장치는 스위치들 간에 전류가 흐르도록 제어함으로써 배터리들이 직렬 상태로 연결되도록 한다. 즉, 무선 전력 수신 장치는 복수의 배터리들 중 양 끝에 위치한 배터리들(203, 204)에 대응하는 스위치들을 제어하여 외부 장치와 배터리들(203, 204)가 연결되도록 하고, 나머지 배터리들에 대응하는 스위치들은 정류기와의 연결을 차단하고 배터리들 간에 전류가 흐르도록 제어됨으로써 배터리들이 직렬 상태가 될 수 있다. Specifically, the wireless power receiving apparatus controls the current to flow between the switches so that the batteries are connected in series. That is, the wireless power receiver controls switches corresponding to the batteries 203 and 204 located at both ends of the plurality of batteries so that the external device and the batteries 203 and 204 are connected, and corresponding to the remaining batteries. The switches disconnect the rectifier and control the flow of current between the batteries so that the batteries can be put in series.

배터리의 (-)극에서 (+)극으로 흐르는 전류가 외부 장치로 바로 흐르는 것이 아니라 스위치의 제어에 의해 인접한 배터리의 (-)극으로 흐름으로써 배터리들이 직렬 상태로 연결된다. The batteries are connected in series as the current flowing from the (-) pole of the battery to the (+) pole does not flow directly to the external device, but flows to the (-) pole of the adjacent battery under the control of the switch.

예를 들어, 배터리에서 외부 장치로 전원이 공급될 때, 배터리(201)의 (-)극에서 (+)극으로 흐르는 전류는 배터리(201)에 연결된 스위치(202)에 의해 배터리(203)의 (-)극으로 흐르고, 배터리(203)의 전류가 더해져 (+)극에서 외부 장치로 흐른다. For example, when power is supplied from the battery to an external device, the current flowing from the (-) pole to the (+) pole of the battery 201 is transferred to the battery 203 by the switch 202 connected to the battery 201 . It flows to the (-) pole, and the current of the battery 203 is added and flows from the (+) pole to the external device.

도 2의 (b)는 발명의 다른 실시예에 따른 스위치와 배터리의 배치관계를 도시한 도면이다. 도 2의 (b)를 참조하면, 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합(205)으로 구성될 수 있다. 2B is a diagram illustrating an arrangement relationship between a switch and a battery according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2B , the plurality of batteries may be configured as a battery set 205 including at least one battery.

도 2의 (b)를 참조하면, 배터리 집합(205)에 포함된 하나 이상의 배터리들은 직렬 상태로 연결된다. 그리고, 스위치는 배터리 집합(205) 마다 하나씩 배치될 수 있다. 각각의 스위치는 서로 연결되며, 정류기와 배터리 집합을 연결한다. Referring to FIG. 2B , one or more batteries included in the battery set 205 are connected in series. In addition, one switch may be disposed for each battery set 205 . Each switch is connected to each other and connects the rectifier and the battery set.

따라서, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 스위치 간의 전류의 흐름이 차단됨으로써 직렬 상태로 연결된 배터리들 간에 병렬 상태로 연결되어 정류기로부터 직류 전압을 수신한다. 즉, 복수의 배터리들은 직렬 상태와 병렬 상태가 혼합되어 충전된다. 이 때, 배터리 집합(205)에 포함되는 배터리들의 개수는 무선 전력 수신 장치에 따라 달라질 수 있다. Accordingly, in the wireless charging state by the wireless power transmitter, the flow of current between the switches is blocked, so that the batteries connected in series are connected in parallel to receive a DC voltage from the rectifier. That is, the plurality of batteries are charged in a mixture of a series state and a parallel state. In this case, the number of batteries included in the battery set 205 may vary depending on the wireless power receiving device.

그리고, 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 무선 전력 수신 장치에 의해 스위치 간의 전류의 흐름이 발생함으로써 배터리들은 직렬 상태로 연결되고, 배터리들로부터 외부 장치로 전원이 공급된다. In addition, when the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, current flows between the switches by the wireless power receiver so that the batteries are connected in series, and power is supplied from the batteries to an external device.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치의 다양한 실시예들을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating various embodiments of an apparatus for receiving battery wireless power according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는 하나의 수신 코일 및 하나의 정류기에 복수의 배터리들이 충전되는 구조를 도시한 도면이다. 도 3의 (a)에 도시된 배터리들은 배터리 각각에 대응하는 스위치들에 의하여 분리된다. 따라서, 무선 충전 상태인 경우, 분리된 배터리들은 병렬 상태로 충전된다. 그리고, 무선 충전 상태가 아닌 경우, 배터리들은 스위치에 의해 직렬 상태로 연결되어 외부 장치에 전원을 공급한다. 3A is a diagram illustrating a structure in which a plurality of batteries are charged in one receiving coil and one rectifier. The batteries shown in (a) of FIG. 3 are separated by switches corresponding to each of the batteries. Accordingly, in the wireless charging state, the separated batteries are charged in parallel. And, when not in the wireless charging state, the batteries are connected in series by a switch to supply power to an external device.

도 3의 (b)는 하나의 수신 코일 및 복수의 정류기에 복수의 배터리들이 충전되는 구조를 도시한 도면이다. 즉, 복수의 배터리들은 각 배터리에 대응하는 정류기로부터 일대일로 직류 전압을 제공받는다. 복수의 배터리 각각에 정류기를 사용함으로써 정류기의 전류가 분배되기 때문에, 무선 전력 수신 장치의 발열이 감소하고, 적은 용량의 정류기가 사용될 수 있다. 이 때, 복수의 배터리들은 도 2의 (b)에 따른 본 발명의 다른 실시예와 같이 적어도 하나 이상의 배터리 직렬로 연결되는 배터리 집합들로 구성될 수 있다. 3B is a diagram illustrating a structure in which a plurality of batteries are charged in one receiving coil and a plurality of rectifiers. That is, the plurality of batteries receive a one-to-one DC voltage from a rectifier corresponding to each battery. Since the current of the rectifier is distributed by using the rectifier for each of the plurality of batteries, heat generation of the wireless power receiver is reduced, and a rectifier having a small capacity can be used. At this time, the plurality of batteries may be composed of battery sets connected in series with at least one battery as in another embodiment of the present invention according to FIG. 2B .

도 3의 (c)는 복수의 수신 코일 및 복수의 정류기에 복수의 배터리들이 충전되는 구조를 도시한 도면이다. 즉, 도 3의 (c)는 배터리 수만큼의 수신 코일과 정류기를 사용하여 전원이 공급되는 경로가 분리된 구조이다. 도 3의 (c)는 정류기뿐만 아니라 수신 코일의 발열이 감소할 수 있고, 무선 전력 수신 장치의 설계에 있어 수신 코일의 사이즈도 축소가 가능하다. 또한, 수신 코일의 배치에 따라 더욱 다양한 무선충전 환경에 적용이 가능하다. 이 때, 복수의 배터리들은 도 2의 (b)에 따른 본 발명의 다른 실시예와 같이 적어도 하나 이상의 배터리 직렬로 연결되는 배터리 집합들로 구성될 수 있다. 3C is a diagram illustrating a structure in which a plurality of batteries are charged in a plurality of receiving coils and a plurality of rectifiers. That is, (c) of FIG. 3 shows a structure in which a path through which power is supplied is separated by using a receiving coil and a rectifier as many as the number of batteries. In (c) of FIG. 3 , heat generation of the receiving coil as well as the rectifier can be reduced, and the size of the receiving coil can be reduced in the design of the wireless power receiving device. In addition, it can be applied to more diverse wireless charging environments according to the arrangement of the receiving coil. At this time, the plurality of batteries may be composed of battery sets connected in series with at least one battery as in another embodiment of the present invention according to FIG. 2B .

도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 무선 전력 수신 장치를 드론에 적용한 예시이다. 4 is an example in which the battery wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a drone.

도 4에 도시된 드론은 무선 전력 수신 장치를 포함하며, 복수의 배터리를 직렬 상태로 이용한다. 도 4에 도시된 드론이 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태일 때, 배터리 충전 경로(401)에 따라 수신 코일과 정류기에서 제공되는 전원은 각각의 배터리로 전달된다. 이 때, 드론에 공급되는 전원은 수신부에 포함되는 스위치에 의해 차단된다. The drone illustrated in FIG. 4 includes a wireless power receiver and uses a plurality of batteries in series. When the drone shown in FIG. 4 is in a wireless charging state by the wireless power transmitter, power provided from the receiving coil and the rectifier along the battery charging path 401 is transferred to each battery. At this time, the power supplied to the drone is cut off by a switch included in the receiver.

배터리가 완충 상태가 된 경우, 배터리들은 수신부에 포함된 스위치에 의해 직렬 상태로 연결된다. 그리고, 드론 메인 전원 경로(402)에 따라 복수의 배터리로부터 드론으로 전원이 공급된다. 즉, 전력을 소비하는 외부 장치가 이용될 때, 복수의 배터리들은 직렬로 연결되어 외부 장치로 전원을 공급하는데 이용된다. When the batteries are fully charged, the batteries are connected in series by a switch included in the receiver. In addition, power is supplied to the drone from a plurality of batteries according to the drone main power path 402 . That is, when an external device consuming power is used, a plurality of batteries are connected in series and used to supply power to the external device.

도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 드론에 적용된 배터리 무선 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating the structure of a battery wireless power receiver applied to a drone according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 수신 코일로 인가되는 교류 전압은 정류기에서 직류 전압으로 변환되어 배터리 또는 드론에 공급된다. 이 때, 무선 전력 수신 장치는 각각의 배터리에 대응하는 스위치를 포함하고 있다. 무선 전력 수신 장치에 포함된 스위치는 복수의 배터리들의 직렬 또는 병렬 상태를 제어하고, 드론으로 공급되는 전원을 제어하도록 동작한다.Referring to FIG. 5 , the AC voltage applied to the receiving coil is converted into a DC voltage in the rectifier and supplied to the battery or the drone. In this case, the wireless power receiver includes a switch corresponding to each battery. A switch included in the wireless power receiver operates to control a series or parallel state of a plurality of batteries and to control power supplied to the drone.

무선 전력 수신 장치가 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태일 때, 배터리들은 스위치에 의해 병렬 상태로 연결되어 직류 전압을 제공받는다. 그리고, 무선 충전 상태일 때, 배터리들은 병렬 상태로 연결되어 셀 밸런싱이 수행된다. 따라서, 셀 밸런싱의 복잡도가 감소할 수 있다. 셀 밸런싱은 배터리에 포함된 모든 셀의 전압을 완충했을 때 4.2V가 되도록 조정하는 동작이다.When the wireless power receiver is in a wireless charging state by the wireless power transmitter, the batteries are connected in parallel by a switch to receive a DC voltage. And, in the wireless charging state, the batteries are connected in parallel to perform cell balancing. Accordingly, the complexity of cell balancing can be reduced. Cell balancing is the operation of adjusting the voltage of all cells included in the battery to be 4.2V when fully charged.

복수의 배터리 중 완충 상태인 배터리가 있는 경우, 무선 전력 수신 장치는 나머지 배터리들이 직류 전압을 제공받도록 동작할 수 있다. 이 때, 드론으로 전원이 공급되는 경로가 스위치에 의해 차단될 수 있다.When there is a battery in a fully charged state among the plurality of batteries, the wireless power receiver may operate so that the remaining batteries receive a DC voltage. At this time, a path to which power is supplied to the drone may be blocked by a switch.

그리고, 무선 충전 상태가 아닐 때나 드론이 작동 중일 때, 배터리들은 스위치에 의해 직렬 상태로 연결된다. 드론은 배터리들로부터 전원을 공급받는다. And, when not in a wireless charging state or when the drone is operating, the batteries are connected in series by a switch. The drone is powered by batteries.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While this specification contains numerous specific implementation details, they should not be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather as descriptions of features that may be specific to particular embodiments of particular inventions. should be understood Certain features that are described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination. Furthermore, although features operate in a particular combination and may be initially depicted as claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from the combination, the claimed combination being a sub-combination. or a variant of a sub-combination.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

101: 수신 코일
102: 정류기
103: 스위치
104: 배터리101: receiving coil
102: rectifier
103: switch
104: battery

Claims (20)

무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일;
상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기;
상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및
상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되는 복수의 스위치들
을 포함하고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmission device;
a rectifier converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage;
a plurality of batteries receiving a DC voltage from the rectifier; and
a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries
including,
In the wireless charging state by the wireless power transmission device, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the batteries,
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, power is supplied from the batteries to an external device distinct from the wireless power receiver,
wireless power receiver.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 스위치들은,
서로 연결되고, 상기 정류기와 상기 배터리들을 연결하고, 상기 외부 장치와 상기 배터리들을 연결하는, 무선 전력 수신 장치.
According to claim 1,
The plurality of switches,
A wireless power receiving device that is connected to each other, connects the rectifier and the batteries, and connects the external device and the batteries.
 제1항에 있어서,
상기 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
According to claim 1,
The batteries are
When in the wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver is connected in parallel by blocking the flow of current between the switches by the wireless power receiver.
 제3항에 있어서,
상기 스위치들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 상기 외부 장치로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되는, 무선 전력 수신 장치.
4. The method of claim 3,
The switches are
The wireless power receiver is controlled to block the flow of current from the rectifier to the external device by the wireless power transmitter.
 제1항에 있어서,
상기 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
According to claim 1,
The batteries are
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device, thereby being connected in series. power receiving device.
 제5항에 있어서,
상기 스위치들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 배터리들로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되고, 상기 배터리에서 외부 장치로 전류가 흐르도록 제어되는, 무선 전력 수신 장치.
6. The method of claim 5,
The switches are
Controlled to block the flow of current from the rectifier to the batteries by the wireless power transmitter, and controlled to flow the current from the battery to an external device, the wireless power receiver.
 무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일;
상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기;
상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및
상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되는 복수의 스위치
를 포함하고,
상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmission device;
a rectifier converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage;
a plurality of batteries receiving a DC voltage from the rectifier, wherein the plurality of batteries are configured as battery sets including at least one battery; and
a plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets
including,
Batteries included in the battery set are connected in series,
When the wireless power transmission device is in a wireless charging state, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the plurality of batteries,
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, power is supplied from the plurality of batteries to an external device distinct from the wireless power receiver,
wireless power receiver.
 제7항에 있어서,
상기 스위치들은,
서로 연결되고, 상기 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 무선 전력 수신 장치.
8. The method of claim 7,
The switches are
A wireless power receiving device that is connected to each other, connects the rectifier and the plurality of batteries, and connects the external device and the plurality of batteries.
 제7항에 있어서,
상기 배터리 집합들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
8. The method of claim 7,
The battery sets are
When in the wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver is connected in parallel by blocking the flow of current between the switches by the wireless power receiver.
 제9항에 있어서,
상기 스위치들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 상기 외부 장치로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되는, 무선 전력 수신 장치.
10. The method of claim 9,
The switches are
The wireless power receiver is controlled to block the flow of current from the rectifier to the external device by the wireless power transmitter.
 제7항에 있어서,
상기 배터리 집합들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써 직렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
8. The method of claim 7,
The battery sets are
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, the wireless power receiver is connected in series by controlling the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device. receiving device.
 제11항에 있어서,
상기 스위치들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 상기 정류기에서 배터리들로 전류의 흐름을 차단하도록 제어되고, 상기 배터리에서 외부 장치로 전류가 흐르도록 제어되는, 무선 전력 수신 장치.
12. The method of claim 11,
The switches are
Controlled to block the flow of current from the rectifier to the batteries by the wireless power transmitter, and controlled to flow the current from the battery to an external device, the wireless power receiver.
 무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일;
상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기;
상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및
상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치들
을 포함하고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmission device;
a plurality of rectifiers for converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage;
a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers; and
a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiver
including,
When the wireless power transmission device is in a wireless charging state, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the plurality of batteries,
When the wireless power transmission device is not in a wireless charging state, power is supplied to the external device from the plurality of batteries,
wireless power receiver.
 제13항에 있어서,
상기 복수의 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
14. The method of claim 13,
The plurality of batteries,
When in the wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver is connected in parallel by blocking the flow of current between the switches by the wireless power receiver.
 제13항에 있어서,
상기 복수의 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
14. The method of claim 13,
The plurality of batteries,
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device, thereby being connected in series. power receiving device.
 무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 수신 코일;
상기 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기;
상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및
상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 상기 정류기와 상기 배터리 집합들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 배터리 집합들을 연결하는, 복수의 스위치
를 포함하고,
상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a receiving coil to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmission device;
a plurality of rectifiers for converting the AC voltage applied to the receiving coil into a DC voltage;
a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers, the plurality of batteries being configured as battery sets including at least one battery; and
A plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets, connecting the plurality of rectifiers and the battery sets, and connecting the battery sets and an external device distinguished from the wireless power receiver
including,
Batteries included in the battery set are connected in series,
In the wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the plurality of rectifiers to charge the plurality of batteries,
When the wireless power transmission device is not in a wireless charging state, power is supplied to the external device from the plurality of batteries,
wireless power receiver.
 무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 복수의 수신 코일;
상기 복수의 수신 코일 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기;
상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기로부터 상기 정류기로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들; 및
상기 복수의 배터리들 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치들
을 포함하고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 정류기로부터 직류 전압이 제공되어 상기 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a plurality of receiving coils to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter;
a plurality of rectifiers disposed to correspond to each of the plurality of receiving coils and converting the AC voltage applied to the plurality of receiving coils into a DC voltage;
a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers; and
a plurality of switches disposed to correspond to each of the plurality of batteries, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiver
including,
When the wireless power transmission device is in a wireless charging state, a DC voltage is provided from the rectifier to charge the batteries,
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, power is supplied from the batteries to an external device distinct from the wireless power receiver,
wireless power receiver.
 제17항에 있어서,
상기 복수의 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 상기 스위치들 사이에 전류의 흐름이 차단됨으로써 병렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
18. The method of claim 17,
The plurality of batteries,
When in the wireless charging state by the wireless power transmitter, the wireless power receiver is connected in parallel by blocking the flow of current between the switches by the wireless power receiver.
 제17항에 있어서,
상기 복수의 배터리들은,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 외부 장치로 전원이 공급되도록 상기 무선 전력 수신 장치가 상기 스위치들 사이에 전류가 흐르도록 상기 스위치들을 제어함으로써, 직렬 상태로 연결되는, 무선 전력 수신 장치.
18. The method of claim 17,
The plurality of batteries,
When the wireless power transmitter is not in a wireless charging state, the wireless power receiver controls the switches so that a current flows between the switches so that power is supplied to the external device, thereby being connected in series. power receiving device.
 무선 전력 수신 장치에 있어서,
무선 전력 전송 장치로부터 무선 충전을 통해 교류 전압이 인가되는 복수의 수신 코일;
상기 복수의 수신 코일 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 수신 코일에 인가된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 복수의 정류기;
상기 복수의 정류기 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압을 제공받는 복수의 배터리들-상기 복수의 배터리들은 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리 집합들로 구성됨; 및
상기 배터리 집합 각각에 대응하도록 배치되고, 상기 복수의 상기 정류기와 상기 복수의 배터리들을 연결하고, 상기 무선 전력 수신 장치와 구별되는 외부 장치와 상기 복수의 배터리들을 연결하는, 복수의 스위치
를 포함하고,
상기 배터리 집합에 포함되는 배터리들은 직렬 상태로 연결되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태인 경우, 상기 복수의 정류기들로부터 직류 전압이 제공되어 상기 복수의 배터리들이 충전되고,
상기 무선 전력 전송 장치에 의해 무선 충전 상태가 아닌 경우, 상기 배터리로들부터 상기 외부 장치에 전원이 공급되는,
무선 전력 수신 장치.
A wireless power receiver comprising:
a plurality of receiving coils to which an AC voltage is applied through wireless charging from a wireless power transmitter;
a plurality of rectifiers disposed to correspond to each of the plurality of receiving coils and converting the AC voltage applied to the plurality of receiving coils into a DC voltage;
a plurality of batteries disposed to correspond to each of the plurality of rectifiers and receiving a DC voltage from the plurality of rectifiers, the plurality of batteries being configured as battery sets including at least one battery; and
A plurality of switches disposed to correspond to each of the battery sets, connecting the plurality of rectifiers and the plurality of batteries, and connecting the plurality of batteries to an external device distinguished from the wireless power receiver
including,
Batteries included in the battery set are connected in series,
In the wireless charging state by the wireless power transmitter, a DC voltage is provided from the plurality of rectifiers to charge the plurality of batteries,
When the wireless power transmission device is not in a wireless charging state, power is supplied to the external device from the batteries,
wireless power receiver.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230071499A (en) * 2021-11-16 2023-05-23 셀프라스 세미컨덕터 인크. Motor driving apparatus

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