WO2021096327A1 - Wireless power receiver and control method for wireless power receiver - Google Patents

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WO2021096327A1 PCT/KR2020/016103 KR2020016103W WO2021096327A1 WO 2021096327 A1 WO2021096327 A1 WO 2021096327A1 KR 2020016103 W KR2020016103 W KR 2020016103W WO 2021096327 A1 WO2021096327 A1 WO 2021096327A1
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power
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문건우
이영달
구범우
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정석용
정지훈
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삼성전자 주식회사
한국과학기술원
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    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • It relates to a wireless power receiver and a control method of the wireless power receiver.
  • the resonance circuit 114 may include at least one capacitor C P and a transmission coil.
  • the wireless power receiver may include a resonance circuit 121, a rectifier circuit 122, a converter 123, and a battery 124.
  • the resonance circuit 121 of the wireless power receiver may include at least one capacitor C s and at least one receiving coil, and generates AC power based on a magnetic field generated by the resonance circuit 114 of the wireless power transmitter. Can occur.
  • the rectifier circuit 122 may include four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ) and a capacitor (C 0 ), and the AC power generated in the resonance circuit 114 of the wireless power transmitter is DC power.
  • the wireless power receiver includes a power conversion circuit, and may adjust at least one of a voltage or a current of power output from the power conversion circuit by adjusting a phase of a signal applied to a gate of a switch in the power conversion circuit. have. Accordingly, the wireless power receiver according to the exemplary embodiments may output an appropriate voltage or an appropriate current for charging the battery using a single power conversion circuit, instead of each having a rectifier circuit and a converter. Accordingly, the wireless power receiver according to the exemplary embodiments requires a smaller number of elements and can be produced in a small volume compared to the wireless power receiver each having a rectifier circuit and a converter.
  • 2B is a block diagram of a wireless power receiver according to various embodiments.
  • 5A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
  • FIG 9 illustrates a gain according to phase adjustment in a wireless power receiver according to various embodiments.
  • 11A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
  • FIG. 4 illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a control signal applied to a plurality of switches (S 3 , S 4 ) of the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 is a plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310. ), and the waveforms of voltage and/or current in the wireless power transmitter and wireless power receiver, and various control signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging when synchronized with a control signal applied to ).
  • FIG. 4 is a control signal applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320 illustrated in FIG. 3 and a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310.
  • V p shows a waveform of a voltage applied to the transmitting side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmitting coil L P.
  • i p shows the waveform of the current flowing through the inductor L lkp shown in FIG. 3.
  • i s shows the waveform of the current flowing through the receiving coil L S shown in FIG. 3.
  • FIG. 5A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 5A shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 0 to t 1 in FIG. 4.
  • the first control signal 610 may be a control signal applied to a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310.
  • the first control signal 610 may control the switch S 1 to be turned on and the switch S 2 to be turned off in a period from t 0 ′ to t 3 ′.
  • the first control signal 610 is t 0 ' In the section immediately before and immediately after t 3 ′, the switch S 1 may be controlled in an off state, and the switch S 2 may be controlled in an on state.
  • FIG. 7A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 7A shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 0 ′ to t 1 ′ in FIG. 6.
  • a control circuit eg, control circuit 240b of a wireless power receiver (eg, wireless power receiver 200b) is at least one unit included in the wireless power transmitter. 1 It is possible to check the phase of the first control signal for controlling the switch (eg, switches S 1 and S 2 ).
  • the first control signal may be a signal applied to a gate of a MOSFET included in at least one first switch (eg, switches S 1 and S 2 ).
  • the wireless power receiver 1120 is shown to include one switch S 3 , but according to various embodiments, the wireless power receiver 1120 is the switches S 3 and S 4 shown in FIG. 2A. Similarly, it can contain two switches.

Abstract

According to various embodiments, a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter, comprises: a resonant circuit configured to generate alternating-current power on the basis of a magnetic field generated by the wireless power transmitter; a power conversion circuit configured to convert the alternating-current power generated by the resonant circuit into direct-current power; and a control circuit, wherein the power conversion circuit comprises a first diode, a second diode, a third diode, a fourth diode, and a first switch, and the control circuit can be configured to adjust at least one of a voltage or a current of the direct-current power output from the power conversion circuit, by checking the at least one of the voltage or the current of the direct-current power output from the power conversion circuit and adjusting a phase of a first control signal to be applied to the first switch. Various other embodiments are possible.

Description

무선 전력 수신기 및 무선 전력 수신기의 제어방법Wireless power receiver and control method of wireless power receiver
무선 전력 수신기 및 무선 전력 수신기의 제어방법에 관한 것이다.It relates to a wireless power receiver and a control method of the wireless power receiver.
최근 스마트 폰과 같은 전자 장치를 중심으로 전자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식을 이용한 무선 충전 기술이 보급되고 있다. 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기가 접촉하거나 일정 거리 이내로 접근하였을 때, 무선 전력 송신기의 송신 코일과 무선 전력 수신기의 수신 코일 사이의 전자기 유도 또는 전자기 공진에 의해 무선 전력 수신기의 배터리가 충전될 수 있다.Recently, wireless charging technology using an electromagnetic induction method or a magnetic resonance method has been spreading around electronic devices such as smart phones. When the wireless power transmitter and the wireless power receiver come into contact or approach within a certain distance, the battery of the wireless power receiver may be charged by electromagnetic induction or electromagnetic resonance between the transmitting coil of the wireless power transmitter and the receiving coil of the wireless power receiver.
도 1은, 비교예에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다. 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신기는 브릿지 정류 회로(111), 역률 보상 회로(112), 역률 보상 회로(112)의 링크전압(Vlink)을 교류 전압으로 변환하는 인버터(113), 및 인버터(113)로부터 출력되는 교류 전력에 기초하여 자기장을 형성하도록 구성되는 공진 회로(114)를 포함할 수 있다. 인버터(113)는 복수의 스위치(QS1, QS2)를 포함할 수 있고, 각각의 스위치(QS1, QS2)는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(이하, 모스펫(metal-oxide semiconductor field-effect-transistor, MOSFET)) 및 MOSFET과 병렬로 연결된 다이오드를 포함할 수 있다. 공진 회로(114)는 적어도 하나의 커패시터(CP) 및 송신 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기는 공진 회로(121), 정류 회로(122), 컨버터(123), 및 배터리(124)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기의 공진 회로(121)는 적어도 하나의 커패시터(Cs) 및 적어도 하나의 수신 코일을 포함할 수 있고, 무선 전력 송신기의 공진 회로(114)에 의하여 생성된 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시킬 수 있다. 정류 회로(122)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4) 및 커패시터(C0)를 포함할 수 있고, 무선 전력 송신기의 공진 회로(114)에서 발생한 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 컨버터(123)는 정류 회로(122)에서 출력된 직류 전력을 배터리(124)를 충전하기에 적합한 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 갖는 전력으로 변환하여 배터리(124)에 출력할 수 있다. 컨버터(123)는 복수의 스위치(S1, S2), 적어도 하나의 인덕터(L0), 및 적어도 하나의 커패시터(C0)를 포함할 수 있다.1 shows a wireless transmission/reception system for performing wireless charging according to a comparative example. Referring to FIG. 1, the wireless power transmitter includes a bridge rectifier circuit 111, a power factor compensation circuit 112, an inverter 113 converting a link voltage V link of the power factor compensation circuit 112 into an AC voltage, and an inverter. It may include a resonance circuit 114 configured to form a magnetic field based on the AC power output from (113). The inverter 113 may include a plurality of switches Q S1 and Q S2 , and each of the switches Q S1 and Q S2 is a metal oxide semiconductor field-effect transistor (hereinafter, referred to as a metal-oxide semiconductor field-effect transistor). -transistor, MOSFET)) and a diode connected in parallel with the MOSFET. The resonance circuit 114 may include at least one capacitor C P and a transmission coil. The wireless power receiver may include a resonance circuit 121, a rectifier circuit 122, a converter 123, and a battery 124. The resonance circuit 121 of the wireless power receiver may include at least one capacitor C s and at least one receiving coil, and generates AC power based on a magnetic field generated by the resonance circuit 114 of the wireless power transmitter. Can occur. The rectifier circuit 122 may include four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ) and a capacitor (C 0 ), and the AC power generated in the resonance circuit 114 of the wireless power transmitter is DC power. Can be converted to The converter 123 may convert the DC power output from the rectifier circuit 122 into power having at least one of a voltage or current suitable for charging the battery 124 and output it to the battery 124. The converter 123 may include a plurality of switches S 1 and S 2 , at least one inductor L 0 , and at least one capacitor C 0 .
무선 전력 수신기가 정류 회로와 컨버터를 각각 구비하는 경우, 무선 전력 수신기에 포함되는 소자의 개수를 줄이는 데 한계가 있다. 또한, 무선 전력 수신기가 정류 회로와 컨버터를 각각 구비하는 경우, 무선 전력 수신기의 부피를 저감하는 데에 한계가 있다.When the wireless power receiver includes a rectifier circuit and a converter, respectively, there is a limit to reducing the number of elements included in the wireless power receiver. In addition, when the wireless power receiver includes a rectifier circuit and a converter, respectively, there is a limit in reducing the volume of the wireless power receiver.
일 실시예들에 따른 무선 전력 수신기는 정류 회로와 컨버터의 기능을 모두 수행하는 하나의 전력 변환 회로를 포함하고, 전력 변환 회로를 제어함으로써 전력 변환 회로에서 출력되는 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.The wireless power receiver according to an embodiment includes one power conversion circuit that performs both functions of a rectifier circuit and a converter, and controls at least one of voltage or current of power output from the power conversion circuit by controlling the power conversion circuit. Can be adjusted.
일 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로, 상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 전력 변환 회로는 제1 스위치를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter includes a resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the AC generated in the resonance circuit. A power conversion circuit configured to convert power into DC power, and a control circuit, wherein the power conversion circuit includes a first switch, and the control circuit comprises a voltage of the DC power output from the power conversion circuit or It may be configured to check at least one of the currents and adjust at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting the phase of the first control signal applied to the first switch.
일 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서 수행되는 방법은, 상기 무선 전력 수신기에 포함된 공진 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키는 동작, 상기 무선 전력 수신기에 포함되고, 제1 스위치를 포함하는 전력 변환 회로를 통하여, 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 동작, 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작, 및 상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작을 포함할 수 있다.According to an embodiment, a method performed in a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter includes AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter through a resonance circuit included in the wireless power receiver. Generating, through a power conversion circuit included in the wireless power receiver and including a first switch, converting the AC power into DC power, and checking at least one of a voltage or a current of the DC power And adjusting at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting a phase of the first control signal applied to the first switch.
일 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로, 상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 전력 변환 회로는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 기준 신호에 기초하여, 상기 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제2 스위치를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인하고, 상기 제1 제어 신호와 제1 위상차를 갖는 제2 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 제어 신호와 상기 제1 위상차와 상이한 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter includes a resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the AC generated in the resonance circuit. A power conversion circuit configured to convert power into DC power, an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and a control circuit, wherein the power conversion circuit includes at least one Including a first switch, the control circuit, based on the reference signal, to check the phase of the first control signal for controlling at least one second switch included in the wireless power transmitter, and the first control Applying a second control signal having a first phase difference with the signal to the at least one first switch, checking at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit, and output from the power conversion circuit In response to being confirmed that at least one of the voltage or current of the DC power is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, a second phase difference different from the first control signal and the first phase difference 3 may be configured to apply a control signal to the at least one first switch.
일 실시예들에 따른 무선 전력 수신기는 전력 변환 회로를 포함하고, 전력 변환 회로 내의 스위치의 게이트에 인가되는 신호의 위상을 조절함으로써 전력 변환 회로에서 출력되는 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 따라서, 일 실시예들에 따른 무선 전력 수신기는 정류 회로와 컨버터를 각각 구비하는 대신, 단일의 전력 변환 회로를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 적절한 전압 또는 적절한 전류를 출력할 수 있다. 따라서, 일 실시예들에 따른 무선 전력 수신기는 정류 회로와 컨버터를 각각 구비하는 무선 전력 수신기에 비하여 적은 개수의 소자를 필요로 하고, 작은 부피로 생산될 수 있다.The wireless power receiver according to an embodiment includes a power conversion circuit, and may adjust at least one of a voltage or a current of power output from the power conversion circuit by adjusting a phase of a signal applied to a gate of a switch in the power conversion circuit. have. Accordingly, the wireless power receiver according to the exemplary embodiments may output an appropriate voltage or an appropriate current for charging the battery using a single power conversion circuit, instead of each having a rectifier circuit and a converter. Accordingly, the wireless power receiver according to the exemplary embodiments requires a smaller number of elements and can be produced in a small volume compared to the wireless power receiver each having a rectifier circuit and a converter.
도 1은 비교예에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다.1 illustrates a wireless transmission/reception system for performing wireless charging according to a comparative example.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다.2A is a diagram illustrating a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 2b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.2B is a block diagram of a wireless power receiver according to various embodiments.
도 2c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.2C is a flowchart illustrating an operation performed in a wireless power receiver according to various embodiments.
도 2d는 다양한 실시예들에 따른 전력 변환 회로를 도시한다.2D illustrates a power conversion circuit according to various embodiments.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.3 illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다.4 illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 5a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.5A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 5b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.5B illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 6은 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다.6 illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 7a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.7A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 7b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.7B is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 7c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.7C illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 8a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다.8A illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 8b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다.8B illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 8c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.8C is a flowchart illustrating an operation performed by the wireless power receiver according to various embodiments.
도 9는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서의 위상 조절에 따른 이득을 도시한다.9 illustrates a gain according to phase adjustment in a wireless power receiver according to various embodiments.
도 10a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다.10A illustrates a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 10b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.10B is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 11a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다.11A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments.
도 11b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 신호 처리 과정을 도시한다.11B is a diagram illustrating a signal processing process performed by a wireless power receiver according to various embodiments.
도 11c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에서 확인되는 다양한 신호들을 도시한다.11C illustrates various signals identified by the wireless power transmitter and the wireless power receiver according to various embodiments.
도 12는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에 포함되는 코일의 배치를 도시한다.12 is a diagram illustrating an arrangement of a coil included in a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기는 브릿지 정류 회로, 역률 보상 회로(201), 역률 보상 회로(201)의 링크전압(Vlink)을 교류 전압으로 변환하는 인버터(202), 및 공진 회로(203)의 일부분을 포함할 수 있다. 역률 보상 회로(201)는 인덕터(LB), 다이오드(DB), 스위치(QB), 및 커패시터(Clink)를 포함할 수 있다. 인버터(202)는 적어도 하나의 스위치(S1, S2)를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 스위치(S1, S2) 각각은 모스펫(MOSFET) 및 모스펫(MOSFET)과 병렬로 연결된 다이오드를 포함할 수 있다. 공진 회로(203) 중 무선 전력 송신기에 포함되는 일부분은 커패시터(CP) 및 송신 코일(NP)을 포함할 수 있다. 공진 회로(203) 중 무선 전력 송신기에 포함되는 일부분은, 인버터(202)로부터 출력되는 교류 전력에 기초하여 자기장을 형성할 수 있다. 2A is a diagram illustrating a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. According to various embodiments, the wireless power transmitter includes a bridge rectifier circuit, a power factor compensation circuit 201, an inverter 202 converting a link voltage V link of the power factor compensation circuit 201 into an AC voltage, and a resonance circuit 203. ) May be included. The power factor correction circuit 201 may include an inductor (L B ), a diode (D B ), a switch (Q B ), and a capacitor (C link ). The inverter 202 may include at least one switch (S 1 , S 2 ), and each of the at least one switch (S 1 , S 2 ) includes a MOSFET and a diode connected in parallel with the MOSFET. Can include. A portion of the resonance circuit 203 included in the wireless power transmitter may include a capacitor C P and a transmission coil N P. A portion of the resonance circuit 203 included in the wireless power transmitter may form a magnetic field based on AC power output from the inverter 202.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기는 공진 회로(203)의 일부분 및 전력 변환 회로(204)를 포함할 수 있다. 비록 도 2a에 도시되지는 않았으나, 무선 전력 수신기는 전력 변환 회로(204)에서 출력되는 전력에 의하여 충전되는 배터리를 더 포함할 수 있다. 공진 회로(203) 중 무선 전력 수신기에 포함되는 부분은 적어도 하나의 커패시터(Cs) 및 수신 코일(NS)을 포함할 수 있고, 공진 회로(203) 중 무선 전력 송신기에 포함되는 부분에 의하여 생성된 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시킬 수 있다. 전력 변환 회로(204)는 공진 회로(203) 중 무선 전력 수신기에 포함되는 부분에서 발생시킨 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. According to various embodiments, a wireless power receiver may include a portion of a resonant circuit 203 and a power conversion circuit 204. Although not shown in FIG. 2A, the wireless power receiver may further include a battery charged by power output from the power conversion circuit 204. A portion of the resonance circuit 203 included in the wireless power receiver may include at least one capacitor (C s ) and a receiving coil (N S ), and by a portion included in the wireless power transmitter of the resonance circuit 203 AC power can be generated based on the generated magnetic field. The power conversion circuit 204 may convert AC power generated by a portion of the resonance circuit 203 included in the wireless power receiver into DC power.
다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(204)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(C0), 및 적어도 하나의 스위치(S3, S4)를 포함할 수 있다. 도 2a를 참조하면, 다이오드(D1)의 제1단은 공진 회로(203)의 제1단에 연결되고, 다이오드(D1)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제1 출력단에 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 제1단은 공진 회로(203)의 제2단에 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제1 출력단에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 제1단은 공진 회로(203)의 제1단에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 제2단은 스위치(S3)의 제1단에 연결되고, 제4 다이오드의 제1 단은 공진 회로(203)의 제2단에 연결되고, 제4 다이오드의 제2단은 스위치(S4)의 제1단에 연결되고, 스위치(S4)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제2 출력단에 연결되고, 스위치(S3)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제2 출력단에 연결될 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit 204 includes four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), a capacitor (C 0 ), and at least one switch (S 3 , S 4 ). can do. 2A, the first terminal of the diode D 1 is connected to the first terminal of the resonant circuit 203, and the second terminal of the diode D 1 is connected to the first output terminal of the power conversion circuit 204. Is connected, the first terminal of the second diode (D 2 ) is connected to the second terminal of the resonance circuit 203, and the second terminal of the second diode (D 2 ) is the first output terminal of the power conversion circuit 204 Is connected to, the first end of the third diode D 3 is connected to the first end of the resonance circuit 203, and the second end of the third diode D 3 is the first end of the switch S 3 Is connected to, the first end of the fourth diode is connected to the second end of the resonant circuit 203, the second end of the fourth diode is connected to the first end of the switch S 4 , and the switch S 4 The second terminal of) may be connected to the second output terminal of the power conversion circuit 204, and the second terminal of the switch S 3 may be connected to the second output terminal of the power conversion circuit 204.
도 1의 무선 전력 수신기가 정류 회로(122) 및 컨버터(123)를 포함하고, 도 1의 정류 회로(122)는 스위치를 포함하지 않는 것에 비하여, 도 2의 무선 전력 수신기는 정류 회로(122) 및 컨버터(123) 대신 전력 변환 회로(204)를 포함하고, 전력 변환 회로(204)에는 적어도 하나의 스위치(S3, S4)가 포함된다는 점에서 차이가 있다.While the wireless power receiver of FIG. 1 includes a rectifier circuit 122 and a converter 123 and the rectifier circuit 122 of FIG. 1 does not include a switch, the wireless power receiver of FIG. 2 has a rectifier circuit 122. And a power conversion circuit 204 instead of the converter 123, and the power conversion circuit 204 includes at least one switch S 3 and S 4 .
도 2b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다. 도 2b를 참조하면 무선 전력 수신기(200b)는 공진 회로(210b), 전력 변환 회로(220b), 배터리(230b), 제어 회로(240b), 및 통신 회로(250b)를 포함할 수 있다.2B is a block diagram of a wireless power receiver according to various embodiments. Referring to FIG. 2B, the wireless power receiver 200b may include a resonance circuit 210b, a power conversion circuit 220b, a battery 230b, a control circuit 240b, and a communication circuit 250b.
무선 전력 수신기(200b)의 공진 회로(210b)는 무선 전력 송신기의 공진 회로에 의하여 생성된 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 공진 회로(210b)는 도 2a에 도시된 바와 같은, 공진 회로(203) 중 무선 전력 수신기에 포함되는 부분과 동일한 구조를 가질 수 있다.The resonance circuit 210b of the wireless power receiver 200b may generate AC power based on a magnetic field generated by the resonance circuit of the wireless power transmitter. According to various embodiments, the resonance circuit 210b may have the same structure as a portion of the resonance circuit 203 included in the wireless power receiver as illustrated in FIG. 2A.
전력 변환 회로(220b)는 공진 회로(210b)에서 발생한 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)는 공진 회로(210b)에서 발생한 교류 전력을 배터리(230b)를 충전하기에 적합한 전류 및 전압을 갖는 직류 전력으로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)는 도 2a에 도시된 전력 변환 회로(204)와 동일한 구조를 가질 수 있다.The power conversion circuit 220b may convert AC power generated by the resonance circuit 210b into DC power. According to various embodiments, the power conversion circuit 220b may convert AC power generated in the resonance circuit 210b into DC power having a current and voltage suitable for charging the battery 230b. According to various embodiments, the power conversion circuit 220b may have the same structure as the power conversion circuit 204 shown in FIG. 2A.
제어 회로(240b)는 전력 변환 회로(220b)로부터 신호를 수신하고, 전력 변환 회로(220b)로부터 수신된 신호에 기초하여 전력 변환 회로(220b)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 전력 변환 회로(220b)에 인가할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 무선 전력 수신기(200b)의 다른 구성요소들을 제어하고, 무선 전력 수신기(200b)의 다른 구성요소들로부터 수신된 신호에 기초하여 연산을 수행할 수 있다.The control circuit 240b receives a signal from the power conversion circuit 220b and generates a control signal for controlling the power conversion circuit 220b based on the signal received from the power conversion circuit 220b to generate a power conversion circuit ( 220b) can be applied. According to various embodiments, the control circuit 240b may control other components of the wireless power receiver 200b and perform calculations based on signals received from other components of the wireless power receiver 200b. .
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기(200b)는 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 제어 회로(240b)는 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나로부터의 신호에 기초하여 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 도 2a에 도시된 전력 변환 회로(220b)의 출력 전압(V0)을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 전력 변환 회로(220b)로부터 배터리(230b)로 흐르는 전류를 확인할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b may check at least one of a voltage or a current of DC power output from the power conversion circuit 220b. According to various embodiments, the wireless power receiver 200b may include at least one of a voltage sensor or a current sensor, and the control circuit 240b is a power conversion circuit based on a signal from at least one of a voltage sensor or a current sensor. At least one of the voltage or current of the DC power output from 220b may be checked. According to various embodiments, the control circuit 240b may check the output voltage V 0 of the power conversion circuit 220b illustrated in FIG. 2A. According to various embodiments, the control circuit 240b may check the current flowing from the power conversion circuit 220b to the battery 230b.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 스위치(S1, S2)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 통신 회로(250b)를 통하여 무선 전력 송신기로부터 수신된 적어도 하나의 신호에 기초하여, 적어도 하나의 스위치(S1, S2)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)는 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 더 포함하고, 제어 회로(240b)는 보조 코일에서 발생한 기준 신호를 확인함으로써, 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 스위치(S1, S2)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b may check a phase of a control signal applied to a gate of a MOSFET included in at least one switch S 1 and S 2 included in the wireless power transmitter. According to various embodiments, the control circuit 240b includes a MOSFET included in at least one switch S 1 , S 2 based on at least one signal received from the wireless power transmitter through the communication circuit 250b. You can check the phase of the control signal applied to the gate of ). According to various embodiments, the power conversion circuit 220b further includes an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the control circuit 240b includes a reference signal generated from the auxiliary coil. By checking, it is possible to check the phase of the control signal applied to the gate of the MOSFET included in at least one switch (S 1 , S 2) included in the wireless power transmitter.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 스위치(S1, S2)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호와 위상차를 갖는 제어 신호를 전력 변환 회로(220b)에 포함된 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 도 2a의 S3, S4)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b provides a control signal having a phase difference with a control signal applied to a gate of a MOSFET included in at least one switch S 1 and S 2 included in the wireless power transmitter. It may be applied to the gate of a MOSFET included in at least one switch (eg, S 3 and S 4 of FIG. 2A) included in the power conversion circuit 220b.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 제어 신호가 전력 변환 회로(220b)에 포함된 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 도 2a의 S3, S4)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 동안, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 확인된 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어나는 경우, 제어 신호의 위상을 변경하고, 위상이 변경된 제어 신호를 전력 변환 회로(220b)에 포함된 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 도 2a의 S3, S4)에 포함된 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위 내에 들어올 때까지, 제어 신호의 위상을 변경시켜가며 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전압은 도 2a에 도시된 전력 변환 회로(204)의 출력 전압(Vo)을 의미할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전류는, 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320b)에서 전력 변환 회로의 출력 전류(io)를 의미할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b includes a control signal of a MOSFET included in at least one switch (eg, S 3 , S 4 in FIG. 2A) included in the power conversion circuit 220b. While being applied to the gate, at least one of the voltage or current of DC power output from the power conversion circuit 220b is checked, and at least one of the checked voltage or current is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range. In case, the phase of the control signal is changed, and the phase-changed control signal is a MOSFET included in at least one switch (eg, S 3 , S 4 in FIG. 2A) included in the power conversion circuit 220b. Can be applied to the gate of According to various embodiments, the control circuit 240b is the control signal until at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit 220b falls within a predetermined voltage range and/or a predetermined current range. By changing the phase, at least one of the voltage or current of DC power output from the power conversion circuit 220b may be checked. According to various embodiments, the voltage output from the power conversion circuit 220b may mean an output voltage (V o ) of the power conversion circuit 204 shown in FIG. 2A. According to various embodiments, the current output from the power conversion circuit 220b may mean an output current i o of the power conversion circuit in the wireless power receiver 320b illustrated in FIG. 3.
통신 회로(250b)는 무선 전력 수신기(200b) 이외의 다른 전자 장치와 통신을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 회로(250b)는 무선 전력 수신기(200b)에 무선 전력을 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(250b)는 무선 전력 송신기와 BLE(bluetooth low energy) 통신을 수행할 수 있다.The communication circuit 250b may communicate with other electronic devices other than the wireless power receiver 200b. According to various embodiments, the communication circuit 250b may perform wireless communication with a wireless power transmitter that supplies wireless power to the wireless power receiver 200b. For example, the communication circuit 250b may perform Bluetooth low energy (BLE) communication with the wireless power transmitter.
도 2c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 2c를 참조하면, 무선 전력 수신기(예를 들어, 무선 전력 수신기(200b))의 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))는 210c 동작에서, 전력 변환 회로(예를 들어, 전력 변환 회로(220b))에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전압은 도 2a에 도시된 전력 변환 회로(204)의 출력 전압(Vo)을 의미할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전류는, 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320b)에서 전력 변환 회로의 출력 전류(io)를 의미할 수 있다.2C is a flowchart illustrating an operation performed in a wireless power receiver according to various embodiments. 2C, a control circuit (e.g., control circuit 240b) of a wireless power receiver (e.g., wireless power receiver 200b) is a power conversion circuit (e.g., power conversion) in operation 210c. At least one of a voltage or a current of DC power output from the circuit 220b may be checked. According to various embodiments, the voltage output from the power conversion circuit 220b may mean an output voltage (V o ) of the power conversion circuit 204 shown in FIG. 2A. According to various embodiments, the current output from the power conversion circuit 220b may mean an output current i o of the power conversion circuit in the wireless power receiver 320b illustrated in FIG. 3.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기(200b)는 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 제어 회로(240b)는 전압 센서 또는 전류 센서 중 적어도 하나로부터의 신호에 기초하여 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다.According to various embodiments, the wireless power receiver 200b may include at least one of a voltage sensor or a current sensor, and the control circuit 240b is a power conversion circuit based on a signal from at least one of a voltage sensor or a current sensor. At least one of the voltage or current of the DC power output from 220b may be checked.
220c 동작에서, 무선 전력 수신기(예를 들어, 무선 전력 수신기(200b))의 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))는 전력 변환 회로(예를 들어, 전력 변환 회로(204))에 포함되는 적어도 하나의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 전력 변환 회로(204)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 적어도 하나의 스위치(S3, S4)는 모스펫(MOSFET) 및 모스펫(MOSFET)과 병렬로 연결된 다이오드를 포함할 수 있고, 제1 제어 신호는 스위치(S3)에 포함되는 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호 및 스위치(S3)에 포함되는 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 제어 신호를 포함할 수 있다. In operation 220c, a control circuit (e.g., control circuit 240b) of a wireless power receiver (e.g., wireless power receiver 200b) is connected to a power conversion circuit (e.g., power conversion circuit 204). At least one of the voltage or current of DC power output from the power conversion circuit 204 may be adjusted by adjusting the phase of the first control signal applied to the included at least one switch S 3 and S 4. According to various embodiments, at least one switch (S 3 , S 4 ) may include a MOSFET and a diode connected in parallel with the MOSFET, and the first control signal is included in the switch S 3. A control signal applied to a gate of a MOSFET and a control signal applied to a gate of a MOSFET included in the switch S 3 may be included.
전력 변환 회로(예를 들어, 전력 변환 회로(204))에 포함되는 적어도 하나의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제1 제어 신호의 위상과 전력 변환 회로(204)에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나 사이의 관계에 대해서는 도 4 내지 도 8b를 참조하여 후술한다. The phase of the first control signal applied to at least one switch (S 3 , S 4 ) included in the power conversion circuit (eg, the power conversion circuit 204) and the DC power output from the power conversion circuit 204 The relationship between at least one of the voltage or current of will be described later with reference to FIGS. 4 to 8B.
도 2d는 다양한 실시예들에 따른 전력 변환 회로를 도시한다. 비록 도 2a에서는 전력 변환 회로(204)가 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 다양한 실시예에 따라서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 전력 변환 회로(204)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4) 대신 4개의 스위치(SR1, SR2, SR3, SR4)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 4개의 스위치(SR1, SR2, SR3, SR4) 각각은 모스펫(MOSFET) 및 모스펫(MOSFET)과 병렬 연결된 다이오드를 포함할 수 있다. 이후 본 명세서에서 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함하는 전력 변환 회로 위주로 설명이 이루어지지만, 다양한 실시예에 따라서, 도 3, 도 10a, 도 10b, 도 11에 도시되는 무선 전력 수신기에서, 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)는 4개의 스위치(SR1, SR2, SR3, SR4)로 대체될 수 있다.2D illustrates a power conversion circuit according to various embodiments. Although in FIG. 2A the power conversion circuit 204 is shown to include four diodes D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , according to various embodiments, as shown in FIG. 2D, power conversion The circuit 204 may include four switches SR 1 , SR 2 , SR 3 , and SR 4 instead of four diodes D 1 , D 2 , D 3 and D 4 . According to various embodiments, each of the four switches SR 1 , SR 2 , SR 3 , and SR 4 may include a MOSFET and a diode connected in parallel with the MOSFET. Hereinafter, in the present specification, a description will be made mainly on a power conversion circuit including four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), but according to various embodiments, FIGS. 3, 10A, 10B, and 11 In the illustrated wireless power receiver, four diodes D 1 , D 2 , D 3 and D 4 may be replaced with four switches SR 1 , SR 2 , SR 3 and SR 4.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 도 2a에 도시된 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 등가회로를 도시한다. 도 3을 참조하면, 무선 전력 송신기(310)는 입력 전원(Vin), 복수의 스위치(S1, S2), 커패시터(CP), 및 송신 코일(LP)을 포함할 수 있다. 인덕터(Llkp) 및 인덕터(LM)는 송신 코일(LP)의 비이상적인 특성을 등가 인덕턴스로 표시한 것이다. 도 2a에 도시된 브릿지 정류 회로 및 역률 보상 회로(201)는 입력 전원(Vin)으로 간단하게 표현되었다.3 illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 3 shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter and wireless power receiver shown in FIG. 2A. Referring to FIG. 3, the wireless power transmitter 310 may include an input power V in , a plurality of switches S 1 and S 2 , a capacitor C P , and a transmission coil L P. The inductor L lkp and the inductor L M represent the non-ideal characteristics of the transmitting coil L P as equivalent inductance. The bridge rectification circuit and the power factor correction circuit 201 shown in FIG. 2A are simply expressed as input power (V in ).
무선 전력 수신기(320)는 수신 코일(LS), 커패시터(CS), 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(Co), 및 복수의 스위치(S3, S4), 및 부하(Ro)를 포함할 수 있다. 수신 코일(LS) 및 커패시터(CS)는 공진 회로를 형성하고, 무선 전력 송신기(310)의 송신 코일(LP)에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 무선 전력을 생성할 수 있다.The wireless power receiver 320 includes a receiving coil (L S ), a capacitor (C S ), four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), a capacitor (C o ), and a plurality of switches (S 3 ). , S 4 ), and a load (R o ). The receiving coil L S and the capacitor C S may form a resonant circuit and generate wireless power based on a magnetic field generated by the transmitting coil L P of the wireless power transmitter 310.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호가 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 동기화되어 있을 때의 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다. 달리 말하면, 도 4는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호와 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호 사이의 위상차가 0일 때의 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다.4 illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 4 is a control signal applied to a plurality of switches (S 3 , S 4 ) of the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 is a plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310. ), and the waveforms of voltage and/or current in the wireless power transmitter and wireless power receiver, and various control signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging when synchronized with a control signal applied to ). In other words, FIG. 4 is a control signal applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320 illustrated in FIG. 3 and a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310. ) Shows waveforms of various control signals and voltages and/or currents in the wireless power transmitter and wireless power receiver when the phase difference between the control signals applied to) is zero.
도 4에서, 제1 제어 신호(410)는 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호일 수 있다. 제1 제어 신호(410)는 t0에서 t2까지의 구간에서 스위치(S1)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 도 4에 도시되지는 않았으나, 제1 제어 신호(410)는 t0 직전의 구간 및 t2 직후의 구간에서는 스위치(S1)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 온 상태로 제어할 수 있다.In FIG. 4, the first control signal 410 may be a control signal applied to a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310. The first control signal 410 may control the switch S 1 to be turned on and the switch S 2 to be turned off in a period from t 0 to t 2. Although not shown in FIG. 4, the first control signal 410 controls the switch S 1 to be turned off and the switch S 2 to be turned on in the section immediately before t 0 and immediately after t 2. can do.
도 4에서, 제2 제어 신호(420)는 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호일 수 있다. 제2 제어 신호(420)는 t0에서 t2까지의 구간에서 스위치(S4)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 도 4에 도시되지는 않았으나, 제2 제어 신호(420)는 t0 직전의 구간 및 t2 직후의 구간에서는 스위치(S4)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 온 상태로 제어할 수 있다.In FIG. 4, the second control signal 420 may be a control signal applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320. The second control signal 420 may control the switch S 4 to an on state and control the switch S 3 to an off state in a period from t 0 to t 2. Although not shown in Figure 4, the second control signal 420 controls the switch (S 4 ) to the off state and the switch (S 3 ) to the on state in the section immediately before t 0 and immediately after t 2 can do.
Vp는 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압의 파형을 도시한다. ip는 도 3에 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류의 파형을 도시한다. is는 도 3에 도시된 수신 코일(LS)에 흐르는 전류의 파형을 도시한다.V p shows a waveform of a voltage applied to the transmitting side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmitting coil L P. i p shows the waveform of the current flowing through the inductor L lkp shown in FIG. 3. i s shows the waveform of the current flowing through the receiving coil L S shown in FIG. 3.
도 5a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 5a는 도 4에서 t0에서부터 t1까지의 구간에서, 도 3에 도시된 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)의 등가회로를 도시한다. 5A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 5A shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 0 to t 1 in FIG. 4.
도 4에서 t0에서부터 t1까지의 구간에서, 제1 제어 신호(410)가 스위치(S1)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 송신기(310)의 등가회로(510a)에서 스위치(S2)는 표시되지 않을 수 있다. 도 4에서 t0에서부터 t1까지의 구간에서, 제2 제어 신호(420)는 스위치(S4)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S3) 및 다이오드(D3)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(520a)에서 스위치(S3), 다이오드(D1), 및 다이오드(D3)는 표시되지 않을 수 있다. 또한, 다이오드(D2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(520a)에서 다이오드(D2)는 표시되지 않을 수 있다. In the section from t 0 to t 1 in FIG. 4, since the first control signal 410 controls the switch S 1 in the ON state and controls the switch S 2 in the OFF state, the switch S 2 Since no current flows in the wireless power transmitter 310, the switch S 2 may not be displayed in the equivalent circuit 510a of the wireless power transmitter 310. In the section from t 0 to t 1 in FIG. 4, since the second control signal 420 controls the switch S 4 to the on state and controls the switch S 3 to the off state, the switch S 3 And since current does not flow through the diode D 3 , the switch S 3 , the diode D 1 , and the diode D 3 may not be displayed in the equivalent circuit 520a of the wireless power receiver 320. Further, the diode (D 2), because the current in the diode (D 2) flow, an equivalent circuit (520a) of the wireless power receiver 320 may not be displayed.
다시 도 4를 참조하면, t0에서부터 t1까지의 구간에서, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압(Vp)은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Referring back to FIG. 4, in the period from t 0 to t 1 , the voltage (V p ) applied to the transmitting side including the inductor (L lkp ), the inductor (L M ), and the transmitting coil (L P ) is mathematically It can be expressed as Equation 1.
Figure PCTKR2020016103-appb-M000001
Figure PCTKR2020016103-appb-M000001
수학식 1에서 Neff는 무선 전력 송신기(310) 송신 코일(LP)의 인덕턴스 및 무선 전력 수신기(320) 수신 코일(LS)의 인덕턴스와 수학식 2의 관계가 있다.In Equation 1, N eff has a relationship between the inductance of the transmission coil L P of the wireless power transmitter 310 and the inductance of the reception coil L S of the wireless power receiver 320 and Equation 2.
Figure PCTKR2020016103-appb-M000002
Figure PCTKR2020016103-appb-M000002
수학식 1에서 Vo 는 무선 전력 수신기(320)의 전력 변환 회로의 출력 전압이고, VCS는 무선 전력 수신기(320)의 공진 회로에 포함되는 커패시터(CS)에 걸리는 전압일 수 있다.In Equation 1, V o is an output voltage of the power conversion circuit of the wireless power receiver 320, and V CS may be a voltage applied to the capacitor C S included in the resonance circuit of the wireless power receiver 320.
도 3을 참조하면, t0에서부터 t1까지의 구간에서, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에는 Vin - VCP 만큼의 전압이 걸릴 수 있다. 여기서, VCP 는 무선 전력 송신기(310)의 공진 회로에 포함되는 커패시터(CP)에 걸리는 전압일 수 있다.Referring to FIG. 3, in the period from t 0 to t 1 , a voltage as much as V in -V CP is applied to the transmitting side including the inductor (L lkp ), the inductor (L M ), and the transmitting coil (L P ). I can. Here, V CP may be a voltage applied to the capacitor C P included in the resonance circuit of the wireless power transmitter 310.
t0에서부터 t1까지의 구간에서, 스위치(S4)가 온 상태이고 Vin - VCP이 수학식 1에 따른 전압(Vp)보다 크므로, 도 3에 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)는 인덕터(Llkp) 및 커패시터(CP)의 공진에 의하여 증가할 수 있다.In the period from t 0 to t 1 , the switch (S 4 ) is on and V in -V CP is greater than the voltage (V p ) according to Equation 1, so the inductor (L lkp ) shown in FIG. The flowing current i p may increase due to resonance of the inductor L lkp and the capacitor C P.
t0에서부터 t1까지의 구간에서, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)에서 인덕터(LM)에 흐르는 전류(iLM)를 뺀 전류의 변화량에 비례할 수 있다. 따라서, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 사인파형을 가질 수 있다.In the period from t 0 to t 1 , the current (i s ) flowing through the receiving coil (L S ) is the current flowing through the inductor (L M ) (i LM ) from the current flowing through the illustrated inductor (L lkp ) (i p ). It can be proportional to the amount of change in current minus ). Accordingly, the current i s flowing through the receiving coil L S may have a sine wave shape.
도 5b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 5b는 도 4에서 t1에서부터 t2까지의 구간에서, 도 3에 도시된 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)의 등가회로를 도시한다. 5B illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 5B shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 1 to t 2 in FIG. 4.
도 4의 t1 에서, 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)와 인덕터(LM)에 흐르는 전류(iLM)는 같아질 수 있고, 이 때 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)는 자기적으로 분리되고, 다이오드(D1)가 오프 상태로 전환될 수 있다. 따라서, t1에서부터 t2까지의 구간에서, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(520a)에서 커패시터(CO) 및 로드(RO) 외의 다른 구성요소는 표시되지 않을 수 있다. 또한, t1에서부터 t2까지의 구간에서, 제1 제어 신호(410)가 위치(S1)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 송신기(310)의 등가회로(510a)에서 스위치(S2)는 표시되지 않을 수 있다. In t 1 of FIG. 4, the current (i p ) flowing through the inductor (L lkp ) and the current (i LM ) flowing through the inductor (L M ) may be the same, and at this time, the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 may be magnetically separated, and the diode D 1 may be switched to an off state. Therefore, in the interval from t 1 to t 2, the other components other than the equivalent circuit (520a) of the wireless power receiver 320, capacitors (C O) and a load (R O) can not be displayed. In addition, in the section from t 1 to t 2 , the first control signal 410 controls the position (S 1 ) to be on and the switch (S 2 ) to be turned off, so that the switch (S 2 ) is Since current does not flow, the switch S 2 may not be displayed in the equivalent circuit 510a of the wireless power transmitter 310.
t1에서부터 t2까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에서 본 수신측의 전압은 0일 수 있다. 또한, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에는 Vin - VCP 만큼의 전압이 걸릴 수 있다. In the period from t 1 to t 2 , since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the inductor (L lkp ), the inductor (L M ), and the transmitting coil (L P ) are The voltage of the receiving side viewed from the including transmitting side may be zero. In addition, a voltage as much as V in -V CP may be applied to the transmission side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P.
t1에서부터 t2까지의 구간에서, 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)는 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 커패시터(CP) 사이의 공진에 의하여 느린 공진 주기로 선형적으로 증가할 수 있다. t1에서부터 t2까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 0일 수 있다.In the interval from t 1 to t 2, the inductor (i p) current flowing through the (L lkp) an inductor (L lkp), an inductor (L M), and a linear period of slow resonance by the resonance between the capacitor (C P) It can increase as an enemy. In the period from t 1 to t 2 , since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the current i s flowing through the receiving coil L S may be zero.
도 6은 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다. 도 4는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호가 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 동기화되어 있지 않고, 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 0이 아닌 위상차를 가질 때의 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다.6 illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. 4 is a control signal applied to a plurality of switches (S 3 , S 4 ) of the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 is applied to a plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310 Various control signals and wireless power transmitters and wireless power when there is a non-zero phase difference from the control signals applied to the plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310 without being synchronized with the control signal being Shows the waveforms of voltage and/or current in the receiver.
도 6에서, 제1 제어 신호(610)는 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호일 수 있다. 제1 제어 신호(610)는 t0'에서 t3'까지의 구간에서 스위치(S1)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 도 6에 도시되지는 않았으나, 제1 제어 신호(610)는 t0' 직전의 구간 및 t3' 직후의 구간에서는 스위치(S1)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 온 상태로 제어할 수 있다.In FIG. 6, the first control signal 610 may be a control signal applied to a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310. The first control signal 610 may control the switch S 1 to be turned on and the switch S 2 to be turned off in a period from t 0 ′ to t 3 ′. Although not shown in FIG. 6, the first control signal 610 is t 0 ' In the section immediately before and immediately after t 3 ′, the switch S 1 may be controlled in an off state, and the switch S 2 may be controlled in an on state.
도 6에서, 제2 제어 신호(620)는 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호일 수 있다. 제2 제어 신호(620)는 t0'에서 t1'까지의 구간에서 스위치(S4)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 온 상태로 제어할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 제어 신호(620)는 t0' 전의 구간에서도 스위치(S4)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 온 상태로 제어할 수 있다. 제2 제어 신호(620)는 t1'에서 t3'까지의 구간에서 스위치(S4)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 제어 신호(620)는 t3' 후 의 구간에서도 스위치(S4)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S3)를 오프 상태로 제어할 수 있다. In FIG. 6, the second control signal 620 may be a control signal applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320. The second control signal 620 may control the switch S 4 to an off state and control the switch S 3 to an on state in a period from t 0 ′ to t 1 ′. 6, the second control signal 620 is t 0 ' Even in the previous section, the switch S 4 can be controlled in an off state, and the switch S 3 can be controlled in an on state. The second control signal 620 may control the switch S 4 to an on state and control the switch S 3 to an off state in a period from t 1 ′ to t 3 ′. As shown in FIG. 6, the second control signal 620 may control the switch S 4 to be turned on and the switch S 3 to be turned off even in a period after t 3 ′.
도 4와 마찬가지로, Vp는 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압의 파형을 도시한다. ip는 도 3에 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류의 파형을 도시한다. is는 도 3에 도시된 수신 코일(LS)에 흐르는 전류의 파형을 도시한다.Like FIG. 4, V p shows a waveform of a voltage applied to the transmission side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P. i p shows the waveform of the current flowing through the inductor L lkp shown in FIG. 3. i s shows the waveform of the current flowing through the receiving coil L S shown in FIG. 3.
도 7a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 7a는 도 6에서 t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 도 3에 도시된 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)의 등가회로를 도시한다. 7A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 7A shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 0 ′ to t 1 ′ in FIG. 6.
도 6에서 t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 제1 제어 신호(610)가 스위치(S2)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 송신기(310)의 등가회로(710a)에서 스위치(S2)는 표시되지 않을 수 있다. In the section from t 0 ′ to t 1 ′ in FIG. 6, since the first control signal 610 controls the switch S 2 to be turned off , current does not flow through the switch S 2 , so that the wireless power transmitter ( In the equivalent circuit 710a of 310), the switch S 2 may not be displayed.
도 6에서 t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 제2 제어 신호(620)가 스위치(S4)를 오프 상태로 제어하고, 다이오드(D3)가 스위치(S3)에 전류가 흐르지 못하게 하므로, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(720a)에서 커패시터(CO) 및 로드(RO) 외의 다른 구성요소는 표시되지 않을 수 있다. t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)는 자기적으로 분리될 수 있다. In the section from t 0 ′ to t 1 ′ in FIG. 6, the second control signal 620 controls the switch (S 4 ) to be turned off, and the diode (D 3 ) does not flow current to the switch (S 3 ). Therefore, components other than the capacitor C O and the load R O may not be displayed in the equivalent circuit 720a of the wireless power receiver 320. In the period from t 0 ′ to t 1 ′, the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 may be magnetically separated.
t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에서 본 수신측의 전압은 0일 수 있다. 또한, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압(Vp)은 Vin - VCP 일 수 있다. In the section from t 0 ′ to t 1 ′, since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P The voltage of the receiving side viewed from the transmitting side including) may be zero. In addition, the voltage V p applied to the transmission side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P may be V in -V CP.
t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)는 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 커패시터(CP) 사이의 공진에 의하여 느린 공진 주기로 선형적으로 증가할 수 있다. 또한, t0'에서부터 t1'까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 0일 수 있다.'from t 1' t 0 in the interval up to the inductor (i p) current flowing through the (L lkp) is slow resonance by a resonance between the inductor (L lkp), an inductor (L M), and a capacitor (C P) It can increase linearly in cycles. In addition, in the section from t 0 ′ to t 1 ′, since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the current i s flowing through the receiving coil L S is 0 days. I can.
도 7b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 7b는 도 6에서 t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 도 3에 도시된 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)의 등가회로를 도시한다. 7B is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 7B shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 1 ′ to t 2 ′ in FIG. 6.
도 6에서 t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 제1 제어 신호(610)가 스위치(S2)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 송신기(310)의 등가회로(710b)에서 스위치(S2)는 표시되지 않을 수 있다. 도 6에서 t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 제2 제어 신호(620)가 스위치(S3)를 오프 상태로 제어하고, 스위치(S4)를 온 상태로 제어하므로, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(720b)에서 스위치(S3) 및 다이오드(D2)는 표시되지 않을 수 있다. In the section from t 1 ′ to t 2 ′ in FIG. 6, since the first control signal 610 controls the switch S 2 to be turned off, the current does not flow through the switch S 2, so that the wireless power transmitter ( In the equivalent circuit 710b of 310), the switch S 2 may not be displayed. In the section from t 1 ′ to t 2 ′ in FIG. 6, since the second control signal 620 controls the switch S 3 in the off state and controls the switch S 4 in the on state, the wireless power receiver In the equivalent circuit 720b of 320, the switch S 3 and the diode D 2 may not be displayed.
도 6을 참조하면, t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압(Vp)은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 수학식 1 및 수학식 2에 관한 세부 사항은 상술한 바와 같다.Referring to FIG. 6, in the period from t 1 ′ to t 2 ′, the voltage (V p ) applied to the transmitting side including the inductor (L lkp ), the inductor (L M ), and the transmitting coil (L P ) is It can be expressed as in Equation 1. Details of Equations 1 and 2 are as described above.
도 6을 참조하면, t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에는 Vin - VCP 만큼의 전압이 걸릴 수 있다. 여기서, VCP 는 무선 전력 송신기(310)의 공진 회로에 포함되는 커패시터(CP)에 걸리는 전압일 수 있다. 스위치(S4)가 온 상태이고 Vin - VCP이 수학식 1에 따른 전압(Vp)보다 크므로, 도 3에 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)는 인덕터(Llkp) 및 커패시터(CP)의 공진에 의하여 증가할 수 있다.Referring to FIG. 6, in a section from t 1 ′ to t 2 ′, a voltage equal to V in -V CP is provided at the transmitting side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmitting coil L P. You can take this. Here, V CP may be a voltage applied to the capacitor C P included in the resonance circuit of the wireless power transmitter 310. Since the switch S 4 is on and V in -V CP is greater than the voltage V p according to Equation 1, the current i p flowing through the inductor L lkp shown in FIG. 3 is the inductor L lkp ) and the capacitor C P may increase due to resonance.
t1'에서부터 t2'까지의 구간에서, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 도시된 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)에서 인덕터(LM)에 흐르는 전류(iLM)를 뺀 전류의 변화량에 비례할 수 있다. 따라서, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 사인파형을 가질 수 있다.In the section from t 1 ′ to t 2 ′, the current (i s ) flowing through the receiving coil (L S ) is from the current flowing through the illustrated inductor (L lkp ) (i p ) to the current flowing through the inductor (L M) ( It can be proportional to the amount of change in current minus i LM ). Accordingly, the current i s flowing through the receiving coil L S may have a sine wave shape.
도 7c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 7c 는 도 6에서 t2'에서부터 t3'까지의 구간에서, 도 3에 도시된 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)의 등가회로를 도시한다. 7C illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 7C shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 in a section from t 2 ′ to t 3 ′ in FIG. 6.
도 6의 t2'에서, 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)와 인덕터(LM)에 흐르는 전류(iLM)는 같아질 수 있고, 이 때 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)는 자기적으로 분리되고, 다이오드(D1)가 오프 상태로 전환될 수 있다. 따라서, t2'에서부터 t3'까지의 구간에서, 무선 전력 수신기(320)의 등가회로(730a)에서 커패시터(CO) 및 로드(RO) 외의 다른 구성요소는 표시되지 않을 수 있다. 또한, t2'에서부터 t3'까지의 구간에서, 제1 제어 신호(610)가 위치(S1)를 온 상태로 제어하고, 스위치(S2)를 오프 상태로 제어하므로, 스위치(S2)에 전류가 흐르지 않으므로, 무선 전력 송신기(310)의 등가회로(710a)에서 스위치(S2)는 표시되지 않을 수 있다. In t 2 ′ of FIG. 6, the current (i p ) flowing through the inductor (L lkp ) and the current (i LM ) flowing through the inductor (L M ) may be the same, and at this time, the wireless power transmitter 310 and the wireless power The receiver 320 may be magnetically separated, and the diode D 1 may be switched to an off state. Accordingly, in the period from t 2 ′ to t 3 ′, other components other than the capacitor C O and the load R O may not be displayed in the equivalent circuit 730a of the wireless power receiver 320. In addition, in the section from t 2 ′ to t 3 ′, the first control signal 610 controls the position (S 1 ) to be turned on and the switch (S 2 ) to be turned off, so that the switch (S 2) ), the switch S 2 may not be displayed in the equivalent circuit 710a of the wireless power transmitter 310.
t2'에서부터 t3'까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에서 본 수신측의 전압은 0일 수 있다. 또한, 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에는 Vin - VCP 만큼의 전압이 걸릴 수 있다. In the section from t 2 ′ to t 3 ′, since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P The voltage of the receiving side viewed from the transmitting side including) may be zero. In addition, a voltage as much as V in -V CP may be applied to the transmission side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P.
t2'에서부터 t3'까지의 구간에서, 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류(ip)는 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 커패시터(CP) 사이의 공진에 의하여 느린 공진 주기로 선형적으로 증가할 수 있다. t1에서부터 t2까지의 구간에서, 무선 전력 송신기(310) 및 무선 전력 수신기(320)가 자기적으로 분리되므로, 수신 코일(LS)에 흐르는 전류(is)는 0일 수 있다.'from t 3, t 2 in the range of up to an inductor (i p) current flowing through the (L lkp) is slow resonance by a resonance between the inductor (L lkp), an inductor (L M), and a capacitor (C P) It can increase linearly in cycles. In the period from t 1 to t 2 , since the wireless power transmitter 310 and the wireless power receiver 320 are magnetically separated, the current i s flowing through the receiving coil L S may be zero.
도 8a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다. 구체적으로, 도 8a는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호가 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 동기화되어 있을 때의 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다. 달리 말하면, 도 8a는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호와 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호 사이의 위상차가 0일 때의 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다.8A illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 8A shows that the control signals applied to the plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 are applied to the plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310. ), and the waveforms of voltage and/or current in the wireless power transmitter and wireless power receiver, and various control signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging when synchronized with a control signal applied to ). In other words, FIG. 8A illustrates a control signal applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320 illustrated in FIG. 3 and a plurality of switches S 1 and S 2 of the wireless power transmitter 310. ) Shows waveforms of various control signals and voltages and/or currents in the wireless power transmitter and wireless power receiver when the phase difference between the control signals applied to) is zero.
도 8a에서, 제1 제어 신호(810a), 제2 제어 신호(820a), ip (830a), 및 is (840a)의 정의에 관해서는 도 4를 참조하여 상술한 정의가 동일하게 적용될 수 있다. ip (830a), 및 is (840a)의 파형이 도 4에 도시된 파형과 동일함을 확인할 수 있다.In FIG. 8A, the definitions described above with reference to FIG. 4 may be applied equally to the definitions of the first control signal 810a, the second control signal 820a, i p 830a, and i s 840a. have. It can be seen that the waveforms of i p (830a) and i s (840a) are the same as the waveforms shown in FIG. 4.
도 8b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템 내 다양한 신호들을 도시한다. 도 8b는 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호가 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 동기화되어 있지 않고, 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호와 비교하여 다양한 위상차를 가질 때의 다양한 제어 신호 및 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 내의 전압 및/또는 전류의 파형을 도시한다.8B illustrates various signals in a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. 8B is a control signal applied to a plurality of switches (S 3 , S 4 ) of the wireless power receiver 320 shown in FIG. 3 is applied to a plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310 Various control signals and wireless power transmitters and wireless power when they are not synchronized with the control signals and have various phase differences compared to the control signals applied to the plurality of switches (S 1 , S 2) of the wireless power transmitter 310 Shows the waveforms of voltage and/or current in the receiver.
도 8a에서, 제1 제어 신호(810b), 제2 제어 신호(821b, 822b, 823b, 824b), ip (831b, 832b, 833b, 834b), 및 is(841b, 842b, 843b, 844b)의 정의에 관해서는 도 4를 참조하여 상술한 정의가 동일하게 적용될 수 있다. 제2 제어 신호(821b)는 도 8a의 제2 제어 신호(820a)와 동일한 제어 신호, 즉, 제1 제어 신호(810b)와의 위상차가 0인 제어 신호이다. 제2 제어 신호(822b)는 제1 제어 신호(810b)에 비하여 제1 위상차만큼 지연된 제어 신호이다. 제3 제어 신호(823b)는 제1 제어 신호(810b)에 비하여 제1 위상차보다 큰 제2 위상차만큼 지연된 제어 신호이다. 제4 제어 신호(824b)는 제1 제어 신호(810b)에 비하여 제2 위상차보다 큰 제3 위상차만큼 지연된 제어 신호이다.In FIG. 8A, a first control signal 810b, a second control signal 821b, 822b, 823b, 824b, i p (831b, 832b, 833b, 834b), and i s (841b, 842b, 843b, 844b) With respect to the definition of, the definition described above with reference to FIG. 4 may be equally applied. The second control signal 821b is the same control signal as the second control signal 820a of FIG. 8A, that is, a control signal having a phase difference of 0 with the first control signal 810b. The second control signal 822b is a control signal delayed by a first phase difference compared to the first control signal 810b. The third control signal 823b is a control signal delayed by a second phase difference greater than the first phase difference compared to the first control signal 810b. The fourth control signal 824b is a control signal delayed by a third phase difference greater than the second phase difference compared to the first control signal 810b.
ip (831b)는 제2 제어 신호(821b)가 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가될 때에 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류를 나타낸다. ip(832b), ip(833b), 및 ip(834b)는 각각 제2 제어 신호(822b), 제2 제어 신호(823b), 및 제2 제어 신호(823b)가 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가될 때에 인덕터(Llkp)에 흐르는 전류를 나타낸다. i p 831b represents a current flowing through the inductor L lkp when the second control signal 821b is applied to the plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320. i p (832b), i p (833b), and i p (834b) are respectively the second control signal 822b, the second control signal 823b, and the second control signal 823b is the wireless power receiver 320 ) Represents the current flowing through the inductor L lkp when applied to the plurality of switches S 3 and S 4.
is(841b)는 제2 제어 신호(821b)가 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가될 때에 수신 코일(LS)에 흐르는 전류를 나타낸다. is(842b), is(843b), 및 is(844b)는 각각 제2 제어 신호(822b), 제2 제어 신호(823b), 및 제2 제어 신호(823b)가 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가될 때에 수신 코일(LS)에 흐르는 전류를 나타낸다.i s 841b represents a current flowing through the receiving coil L S when the second control signal 821b is applied to the plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320. i s (842b), i s (843b), and i s (844b) are respectively the second control signal 822b, the second control signal 823b, and the second control signal 823b is the wireless power receiver 320 ) Represents the current flowing through the receiving coil L S when applied to the plurality of switches S 3 and S 4.
도 8b에 도시된 ip(831b, 832b, 833b, 834b)를 참조하면, 제1 제어 신호(810b)에 비하여 위상차가 큰 제2 제어 신호가 인가될수록 ip(831b, 832b, 833b, 834b)의 사인파 성분이 시작되는 시점이 늦어지고, ip(831b, 832b, 833b, 834b)의 최댓값도 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 8b에 도시된 is(841b, 842b, 843b, 844b)를 참조하면, 제1 제어 신호(810b)에 비하여 위상차가 큰 제2 제어 신호가 인가될수록 is(841b, 842b, 843b, 844b)가 사인파 형태로 증가하기 시작하는 시점이 늦어지고, is(841b, 842b, 843b, 844b)의 최댓값도 작아지는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 제어 신호(810b)에 비하여 제2 제어 신호의 위상차가 클수록 전력 변환 회로(204)에서 출력되는 전력의 전압 및/또는 전류가 작을 수 있다.A i p (831b, 832b, 833b , 834b) a, a i p (831b, 832b, 833b , 834b) slows applied to the second control signal the phase difference is larger than the first control signal (810b) Referring shown in Figure 8b It can be seen that the starting point of the sine wave component of is delayed, and the maximum value of i p (831b, 832b, 833b, 834b) also decreases. Also, referring to the i s (841b, 842b, 843b , 844b) shown in Figure 8b, the first control signal (810b) the second control signal the phase difference is greater is the more i s (841b as compared to, 842b, 843b, It can be seen that the time point at which 844b) starts to increase in the form of a sine wave is delayed, and the maximum value of i s (841b, 842b, 843b, 844b) also decreases. That is, as the phase difference of the second control signal is greater than that of the first control signal 810b, the voltage and/or current of the power output from the power conversion circuit 204 may be smaller.
도 8c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 8c를 참조하면, 무선 전력 수신기(예를 들어, 무선 전력 수신기(200b))의 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))는 810c 동작에서, 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제1 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제1 제어 신호는 적어도 하나의 제1 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))에 포함되는 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 신호일 수 있다.8C is a flowchart illustrating an operation performed by the wireless power receiver according to various embodiments. Referring to FIG. 8C, in operation 810c, a control circuit (eg, control circuit 240b) of a wireless power receiver (eg, wireless power receiver 200b) is at least one unit included in the wireless power transmitter. 1 It is possible to check the phase of the first control signal for controlling the switch (eg, switches S 1 and S 2 ). According to various embodiments, the first control signal may be a signal applied to a gate of a MOSFET included in at least one first switch (eg, switches S 1 and S 2 ).
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 통신 회로(예를 들어, 통신 회로(250b))를 통하여 무선 전력 송신기와 무선 통신을 수행하고, 무선 전력 송신기로부터 무선 통신을 통하여 수신된 적어도 하나의 신호에 기초하여, 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제1 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다. According to various embodiments, the control circuit 240b performs wireless communication with the wireless power transmitter through a communication circuit (for example, the communication circuit 250b), and at least one received through wireless communication from the wireless power transmitter. Based on the signal, it is possible to check the phase of the first control signal for controlling at least one first switch (eg, switches S 1 and S 2) included in the wireless power transmitter.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 후술할 바와 같이, 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 통하여 기준 신호를 획득하고, 기준 신호에 기초하여 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제1 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b transmits a reference signal through an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, as will be described later with reference to FIGS. 11A to 11C. The phase of the first control signal for controlling at least one first switch (eg, switches S 1 and S 2 ) included in the wireless power transmitter may be determined based on the reference signal.
830c 동작에서, 제어 회로(240b)는 전력 변환 회로에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전압은 도 2a에 도시된 전력 변환 회로(204)의 출력 전압(Vo)을 의미할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전류는, 도 3에 도시된 무선 전력 수신기(320b)에서 전력 변환 회로의 출력 전류(io)를 의미할 수 있다.In operation 830c, the control circuit 240b may check at least one of a voltage or a current of DC power output from the power conversion circuit. According to various embodiments, the voltage output from the power conversion circuit 220b may mean an output voltage (V o ) of the power conversion circuit 204 shown in FIG. 2A. According to various embodiments, the current output from the power conversion circuit 220b may mean an output current i o of the power conversion circuit in the wireless power receiver 320b illustrated in FIG. 3.
도 2c의 210c 동작의 세부 사항이 830c 동작에 동일하게 적용될 수 있다.Details of operation 210c of FIG. 2C may be equally applied to operation 830c.
840c 동작에서, 제어 회로(240b)는 830c 동작에서 확인된, 전력 변환 회로에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위는 무선 전력 수신기(200b)의 배터리를 충전하기에 적절한 전압 범위 및/또는 전류 범위일 수 있다.In operation 840c, the control circuit 240b may check whether at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit, determined in operation 830c, is within a predetermined voltage range and/or a predetermined current range. . According to various embodiments, the predetermined voltage range and/or the predetermined current range may be a voltage range and/or a current range suitable for charging the battery of the wireless power receiver 200b.
전력 변환 회로에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위 내에 있지 않다고 확인되는 경우, 제어 회로(240b)는 850c 동작에서, 무선 전력 수신기(200b)에 포함된 적어도 하나의 제2 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))를 제어하기 위한 제2 제어 신호의 위상을 변경할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제2 제어 신호는 적어도 하나의 제2 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))에 포함되는 모스펫(MOSFET)의 게이트에 인가되는 신호일 수 있다.When it is determined that at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit is not within the predetermined voltage range and/or the predetermined current range, the control circuit 240b is in operation 850c, and the wireless power receiver 200b The phase of the second control signal for controlling at least one second switch (eg, switches S 3 and S 4) included in may be changed. According to various embodiments, the second control signal may be a signal applied to a gate of a MOSFET included in at least one second switch (eg, switches S 3 and S 4 ).
850c 동작을 수행한 후, 제어 회로(240b)는 830c 동작 및 840c 동작을 다시 수행하고, 840c 동작에서 전력 변환 회로에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위 내에 있다고 확인될 때까지 제2 제어 신호의 위상을 변경할 수 있다.After performing operation 850c, the control circuit 240b performs operations 830c and 840c again, and in operation 840c, at least one of the voltage or current of DC power output from the power conversion circuit is determined in a predetermined voltage range and/or in advance. The phase of the second control signal can be changed until it is confirmed that it is within the determined current range.
전력 변환 회로에서 출력되는 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위 내에 있다고 확인되는 경우, 제어 회로(240b)는 860c 동작에서, 제2 제어 신호의 위상을 유지하면서 제2 제어 신호를 전력 변환 회로에 포함된 적어도 하나의 제2 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))에 인가할 수 있다.When it is determined that at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit is within a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, the control circuit 240b adjusts the phase of the second control signal in operation 860c. While maintaining, the second control signal may be applied to at least one second switch (eg, switches S 3 and S 4) included in the power conversion circuit.
도 9는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서의 위상 조절에 따른 이득의 변화를 도시한다. 도 9의 가로축은 정규화된 주파수로서, 동작 주파수를 공진 회로의 공진주파수로 나눈 값을 의미한다. 곡선(910)은 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호의, 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호에 대한 위상차가 0π일 때, 정규화된 주파수에 대한 이득의 관계를 나타낸다. 곡선(920), 곡선(930), 곡선(940), 곡선(950), 및 곡선(960)은 각각, 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호의, 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호에 대한 위상차가 0.1π, 0.2π, 0.3π, 0.4π, 및 0.5π일 때, 정규화된 주파수에 대한 이득의 관계를 나타낸다.9 illustrates a change in gain according to phase adjustment in a wireless power receiver according to various embodiments. The horizontal axis of FIG. 9 is a normalized frequency, and indicates a value obtained by dividing the operating frequency by the resonance frequency of the resonance circuit. Curve 910 is a control signal applied to a plurality of switches (S 3 , S 4 ) of the wireless power receiver 320, a control applied to a plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310 When the phase difference for the signal is 0π, it represents the relationship of the gain to the normalized frequency. Curve 920, curve 930, curve 940, curve 950, and curve 960 are control signals applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320, respectively Of, when the phase difference for the control signal applied to the plurality of switches (S 1 , S 2 ) of the wireless power transmitter 310 is 0.1π, 0.2π, 0.3π, 0.4π, and 0.5π, the normalized frequency Represents the relationship of gains to.
도 9를 참조하면, 정규화된 주파수가 특정한 값 이상인 구간에서, 무선 전력 수신기(320)의 복수의 스위치(S3, S4)에 인가되는 제어 신호의, 무선 전력 송신기(310)의 복수의 스위치(S1, S2)에 인가되는 제어 신호에 대한 위상차가 클수록 이득이 작아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 도 8b에서 나타난 결과와 합치하는 것이다. Referring to FIG. 9, a plurality of switches of the wireless power transmitter 310 of control signals applied to a plurality of switches S 3 and S 4 of the wireless power receiver 320 in a section in which the normalized frequency is greater than or equal to a specific value. It can be seen that the larger the phase difference for the control signal applied to (S 1 , S 2 ), the smaller the gain. This is consistent with the results shown in FIG. 8B.
직선(901)은, 무선 전력 수신기에서 요구하는 이득의 범위가 1.5 내지 2인 예시적인 상황에서, 위상차를 조절하여 무선 전력 수신기에서 요구하는 범위 내의 이득을 낼 수 있는 예시적인 동작 주파수를 나타낸다.A straight line 901 represents an exemplary operating frequency capable of obtaining a gain within the range required by the wireless power receiver by adjusting the phase difference in an exemplary situation where the range of the gain required by the wireless power receiver is 1.5 to 2.
도 10a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템을 도시한다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기는 브릿지 정류 회로, 역률 보상 회로(1001a), 역률 보상 회로(1001a)의 링크전압(Vlink)을 교류 전압으로 변환하는 인버터(1002a), 및 공진 회로(1003a)의 일부분을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기는 공진 회로(1003a)의 일부분 및 전력 변환 회로(1004a)를 포함할 수 있다.10A illustrates a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. According to various embodiments, the wireless power transmitter includes a bridge rectifier circuit, a power factor compensation circuit 1001a, an inverter 1002a converting the link voltage V link of the power factor compensation circuit 1001a into an AC voltage, and a resonance circuit 1003a. ) May be included. According to various embodiments, the wireless power receiver may include a part of the resonance circuit 1003a and the power conversion circuit 1004a.
도 2a와 비교하면, 도 10a의 무선 송수신 시스템에서 무선 전력 송신기의 구성은 도 2a와 같고, 무선 전력 수신기의 구성은 전력 변환 회로(1004a)의 구성이 도 2a의 전력 변환 회로(204)와 일부 다르고, 공진 회로(1003a)의 구성은 도 2a의 공진 회로(203)의 구성과 같다. 더 자세하게는, 도 2a의 전력 변환 회로(204)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(C0), 및 두 개의 스위치(S3, S4)를 포함한 반면, 도 10a의 전력 변환 회로(1004a)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(C0), 및 하나의 스위치(S3)를 포함할 수 있다. Compared with FIG. 2A, the configuration of the wireless power transmitter in the wireless transmission/reception system of FIG. 10A is the same as that of FIG. 2A, and the configuration of the power conversion circuit 1004a is part of the power conversion circuit 204 of FIG. 2A. In contrast, the configuration of the resonant circuit 1003a is the same as the configuration of the resonant circuit 203 of Fig. 2A. In more detail, the power conversion circuit 204 of FIG. 2A includes four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), a capacitor (C 0 ), and two switches (S 3 , S 4 ). On the other hand, the power conversion circuit 1004a of FIG. 10A may include four diodes D 1 , D 2 , D 3 and D 4 , a capacitor C 0 , and one switch S 3 .
도 10a를 참조하면, 다이오드(D1)의 제1단은 공진 회로(203)의 제1단에 연결되고, 다이오드(D1)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제1 출력단에 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 제1단은 공진 회로(203)의 제2단에 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제1 출력단에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 제1단은 공진 회로(203)의 제1단에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 제2단은 스위치(S3)의 제1단에 연결되고, 제4 다이오드의 제1 단은 공진 회로(203)의 제2단에 연결되고, 제4 다이오드의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제2 출력단에 연결되고, 스위치(S3)의 제2단은 전력 변환 회로(204)의 제2 출력단에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 10A, the first terminal of the diode D 1 is connected to the first terminal of the resonant circuit 203, and the second terminal of the diode D 1 is connected to the first output terminal of the power conversion circuit 204. Is connected, the first terminal of the second diode (D 2 ) is connected to the second terminal of the resonance circuit 203, and the second terminal of the second diode (D 2 ) is the first output terminal of the power conversion circuit 204 Is connected to, the first end of the third diode D 3 is connected to the first end of the resonance circuit 203, and the second end of the third diode D 3 is the first end of the switch S 3 Is connected to, the first end of the fourth diode is connected to the second end of the resonant circuit 203, the second end of the fourth diode is connected to the second output end of the power conversion circuit 204, and the switch S The second terminal of 3 ) may be connected to the second output terminal of the power conversion circuit 204.
도 10a의 전력 변환 회로(1004a)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 도 2d를 참조하여 상술한 바와 마찬가지로, 다양한 실시예에 따라서, 전력 변환 회로는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4) 대신 4개의 스위치(SR1, SR2, SR3, SR4)를 포함할 수 있다.The power conversion circuit 1004a of FIG. 10A is shown to include four diodes D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 , but as described above with reference to FIG. 2D, according to various embodiments, power The conversion circuit may include four switches SR 1 , SR 2 , SR 3 , and SR 4 instead of four diodes D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 .
도 10b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 구체적으로, 도 10b는 도 10a에 도시된 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 등가회로를 도시한다. 도 10b를 참조하면, 무선 전력 송신기(1010b)는 입력 전원(Vin), 복수의 스위치(S1, S2), 커패시터(CP), 및 송신 코일(LP)을 포함할 수 있다. 인덕터(Llkp) 및 인덕터(LM)는 송신 코일(LP)의 비이상적인 특성을 등가 인덕턴스로 표시한 것이다. 도 10a에 도시된 브릿지 정류 회로 및 역률 보상 회로(201)는 입력 전원(Vin)으로 간단하게 표현되었다.10B is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Specifically, FIG. 10B shows an equivalent circuit of the wireless power transmitter and wireless power receiver shown in FIG. 10A. Referring to FIG. 10B, the wireless power transmitter 1010b may include an input power V in , a plurality of switches S 1 and S 2 , a capacitor C P , and a transmission coil L P. The inductor L lkp and the inductor L M represent the non-ideal characteristics of the transmitting coil L P as equivalent inductance. The bridge rectification circuit and the power factor correction circuit 201 shown in FIG. 10A are simply expressed as input power (V in ).
무선 전력 수신기(1020b)는 수신 코일(LS), 커패시터(CS), 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(Co), 스위치(S3), 및 부하(Ro)를 포함할 수 있다. 수신 코일(LS) 및 커패시터(CS)는 공진 회로를 형성하고, 무선 전력 송신기(310)의 송신 코일(LP)에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 무선 전력을 생성할 수 있다.The wireless power receiver 1020b includes a receiving coil (L S ), a capacitor (C S ), four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), a capacitor (C o ), a switch (S 3 ), and It may include a load (R o ). The receiving coil L S and the capacitor C S may form a resonant circuit and generate wireless power based on a magnetic field generated by the transmitting coil L P of the wireless power transmitter 310.
다양한 실시예에 따라서, 도 8c를 참조하여 상술한 동작들이 도 10a 및 도 10b에 도시된 무선 전력 수신기에서도 수행될 수 있다. 이 경우, 제2 제어 신호는 스위치(S3)에 인가되는 신호일 수 있고, 820c 동작 및 860c 동작에서 적어도 하나의 제2 스위치에 제2 제어 신호를 인가하는 동작은 스위치(S3)에 제2 제어 신호를 인가하는 동작으로 대체될 수 있다.According to various embodiments, the operations described above with reference to FIG. 8C may also be performed in the wireless power receiver illustrated in FIGS. 10A and 10B. 2 In this case, the second control signal may be applied to the switch (S 3), the operation for applying a second control signal to at least one of second switches in 820c operation and 860c operation switch (S 3) It can be replaced by an operation of applying a control signal.
도 11a는 다양한 실시예들에 따른, 무선 충전을 수행하는 무선 송수신 시스템의 등가회로를 도시한다. 도 11a를 참조하면, 무선 전력 송신기(1110)는 입력 전원(Vin), 복수의 스위치(S1, S2), 커패시터(CP), 및 송신 코일(LP)을 포함할 수 있다. 인덕터(Llkp) 및 인덕터(LM)는 송신 코일(LP)의 비이상적인 특성을 등가 인덕턴스로 표시한 것이다. 11A illustrates an equivalent circuit of a wireless transmission/reception system performing wireless charging according to various embodiments. Referring to FIG. 11A, the wireless power transmitter 1110 may include an input power V in , a plurality of switches S 1 and S 2 , a capacitor C P , and a transmission coil L P. The inductor L lkp and the inductor L M represent the non-ideal characteristics of the transmitting coil L P as equivalent inductance.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기(1120)는 수신 코일(LS), 보조 코일(LA), 커패시터(CS), 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(Co), 스위치(S3), 및 부하(Ro)를 포함할 수 있다. 수신 코일(LS) 및 커패시터(CS)는 공진 회로를 형성하고, 무선 전력 송신기(310)의 송신 코일(LP)에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 무선 전력을 생성할 수 있다. 보조 코일(LA)은 무선 전력 송신기(310)의 송신 코일(LP)에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 생성하여 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))에 전달할 수 있다.According to various embodiments, the wireless power receiver 1120 includes a receiving coil (L S ), an auxiliary coil (L A ), a capacitor (C S ), four diodes (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ), It may include a capacitor (C o ), a switch (S 3 ), and a load (R o ). The receiving coil L S and the capacitor C S may form a resonant circuit and generate wireless power based on a magnetic field generated by the transmitting coil L P of the wireless power transmitter 310. The auxiliary coil L A may generate a reference signal based on a magnetic field generated by the transmission coil L P of the wireless power transmitter 310 and transmit it to the control circuit (eg, the control circuit 240b).
도 11a에서는 무선 전력 수신기(1120)가 하나의 스위치(S3)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기(1120)는 도 2a에 도시된 스위치(S3, S4)와 유사하게, 두 개의 스위치를 포함할 수 있다.In FIG. 11A, the wireless power receiver 1120 is shown to include one switch S 3 , but according to various embodiments, the wireless power receiver 1120 is the switches S 3 and S 4 shown in FIG. 2A. Similarly, it can contain two switches.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 기준 신호에 기초하여 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제1 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 디지털 MCU(micro controller unit)를 포함하고, 기준 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환된 기준 신호를 디지털 MCU 를 이용하여 처리함으로써 기준 신호로부터 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 과정의 적어도 일부를 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(240b)는 아날로그 MCU(micro controller unit)를 포함하고, 아날로그 MCU를 이용하여, 기준 신호로부터 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 과정의 적어도 일부를 수행할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 240b includes a first control for controlling at least one first switch (eg, switches S 1 and S 2 ) included in the wireless power transmitter based on a reference signal. You can check the phase of the signal. According to various embodiments, the control circuit 240b includes a digital microcontroller unit (MCU), converts a reference signal into a digital signal, and processes the reference signal converted into a digital signal using a digital MCU. At least a part of the process of checking the phase of the first control signal may be performed. According to various embodiments, the control circuit 240b includes an analog micro controller unit (MCU), and may perform at least a part of a process of checking the phase of the first control signal from the reference signal by using the analog MCU. .
제어 회로(240b)에서 기준 신호에 기초하여 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 구체적인 방법의 예시는 도 11b 및 도 11c를 참조하여 후술한다. 도 11b는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 수신기에서 수행되는 신호 처리 과정을 도시한다. 도 11b를 참조하면, 무선 전력 수신기(예를 들어, 무선 전력 수신기(1120))는 보조 코일(1130) 및 MCU(1180)를 포함할 수 있다. 도 11b에서 MCU(1180) 내부에 비교기(1140) 및 멀티플렉서(1150)와 같은 아날로그 소자가 포함되는 것으로 도시되었으나, 다양한 실시예에 따라서, MCU(1180)는 디지털 MCU일 수 있고, 내부에 비교기(1140) 및 멀티플렉서(1150)와 같은 아날로그 소자를 포함하지 않으며, 후술할 비교기(1140) 및 멀티플렉서(1150)의 동작은 MCU(1180)의 디지털 신호 처리에 의하여 수행될 수 있다.An example of a specific method of checking the phase of the first control signal based on the reference signal in the control circuit 240b will be described later with reference to FIGS. 11B and 11C. 11B is a diagram illustrating a signal processing process performed by a wireless power receiver according to various embodiments. Referring to FIG. 11B, the wireless power receiver (eg, the wireless power receiver 1120) may include an auxiliary coil 1130 and an MCU 1180. In FIG. 11B, analog elements such as the comparator 1140 and the multiplexer 1150 are included in the MCU 1180, but according to various embodiments, the MCU 1180 may be a digital MCU. 1140 and the multiplexer 1150 do not include analog elements, and the operation of the comparator 1140 and the multiplexer 1150 to be described later may be performed by digital signal processing of the MCU 1180.
도 11c는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에서 확인되는 다양한 신호들을 도시한다. 제1 제어 신호(S1)는 무선 전력 송신기(예를 들어, 무선 전력 송신기(1110))에 포함되는 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 스위치(S1, S2))에 인가되는 신호일 수 있다. 인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압(Vp)은 제1 제어 신호(S1)와 동기화되어 증가하거나 감소할 수 있다.11C illustrates various signals identified by the wireless power transmitter and the wireless power receiver according to various embodiments. The first control signal S 1 may be a signal applied to at least one switch (eg, switches S 1 , S 2 ) included in the wireless power transmitter (eg, wireless power transmitter 1110 ). have. The voltage V p applied to the transmission side including the inductor L lkp , the inductor L M , and the transmission coil L P may increase or decrease in synchronization with the first control signal S 1.
인덕터(Llkp), 인덕터(LM), 및 송신 코일(LP)을 포함하는 송신측에 걸리는 전압(Vp)이 제1 제어 신호(S1)와 동기화되어 증가하거나 감소함에 따라, 보조 코일(1130)은 송신 코일(LP)에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호(VLA)를 생성할 수 있다. As the voltage (V p ) applied to the transmitting side including the inductor (L lkp ), the inductor (L M ), and the transmitting coil (L P ) increases or decreases in synchronization with the first control signal (S 1 ), the auxiliary The coil 1130 may generate a reference signal V LA based on a magnetic field generated by the transmission coil L P.
비교기(1140)는 기준 신호(VLA) 및 클램프 전압(Vclamp)을 입력받고, 제1 보정 신호(Comp. out)를 출력할 수 있다. 멀티플렉서(1150)는 제1 보정 신호(Comp. out)를 입력받고, 제1 보정 신호(Comp. out)가 증가할 때 펄스가 존재하는 싱크 신호(Event sync.)(1160)를 출력할 수 있다. 싱크 신호(Event sync.)(1160)에서 펄스가 존재하는 때는 제1 제어 신호(S1)가 0에서 0이 아닌 값으로 증가하는 때이므로, MCU(1180)는 싱크 신호(Event sync.)(1160)에 기초하여 제1 제어 신호(S1)의 위상을 확인할 수 있다.The comparator 1140 may receive a reference signal V LA and a clamp voltage V clamp and output a first correction signal Comp. out. The multiplexer 1150 may receive a first correction signal Comp. out and output a sync signal (Event sync.) 1160 in which a pulse exists when the first correction signal Comp. out increases. . When there is a pulse in the sync signal (Event sync.) 1160, since the first control signal S 1 increases from 0 to a non-zero value, the MCU 1180 is a sync signal (Event sync.) ( Based on 1160), the phase of the first control signal S 1 may be checked.
다양한 실시예에 따라서, MCU(1180)에 포함된 PWM(pulse width modulation) 모듈(1170)은 싱크 신호(Event sync.)(1160)에서 펄스가 존재하는 때 0으로 초기화되는 TBCTR(time-based counter) 신호를 생성할 수 있다. PWM(pulse width modulation) 모듈(1170)은 TBCTR(time-based counter) 신호를 미리 설정된 비교값(CMPA, CMPB)과 비교하여, TBCTR(time-based counter) 신호의 값이 비교값(CMPA)과 동일할 때 0에서 0이 아닌 값으로 증가하고, TBCTR(time-based counter) 신호의 값이 비교값(CMPB)과 동일할 때 0이 아닌 값에서 0으로 떨어지는 신호를, 무선 전력 수신기(예를 들어, 무선 전력 수신기(1120))에 포함되는 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))에 제2 제어 신호(S3)를 인가되는 할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 비교값(CMPA, CMPB)은 제1 제어 신호(S1)와 제2 제어 신호(S3) 사이의 위상차(φ)에 따라서 설정될 수 있다. 비교값(CMPA)과 위상차(φ) 사이의 관계는 수학식 3으로 나타낼 수 있다.According to various embodiments, the pulse width modulation (PWM) module 1170 included in the MCU 1180 is a time-based counter (TBCTR) that is initialized to 0 when a pulse exists in the sync signal (Event sync.) 1160. ) Signal can be generated. The PWM (pulse width modulation) module 1170 compares the TBCTR (time-based counter) signal with a preset comparison value (CMPA, CMPB), and the TBCTR (time-based counter) signal value is compared with the comparison value (CMPA). When the same, the signal increases from 0 to a non-zero value, and when the value of the TBCTR (time-based counter) signal is the same as the comparison value (CMPB), a signal that falls from a non-zero value to 0 For example, the second control signal S 3 may be applied to at least one switch (eg, switches S 3 and S 4) included in the wireless power receiver 1120. According to various embodiments, the comparison values CMPA and CMPB may be set according to the phase difference φ between the first control signal S 1 and the second control signal S 3. The relationship between the comparison value CMPA and the phase difference φ can be expressed by Equation 3.
Figure PCTKR2020016103-appb-M000003
Figure PCTKR2020016103-appb-M000003
수학식 3에서 TBPRD는 싱크 신호(Event sync.)(1160)에서 펄스의 주기일 수 있다. 위상차(φ)는 degree 단위로 표시되는 값일 수 있다. deadtime은 무선 전력 수신기(1120)에 포함되는 두 개의 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))가 포함되는 경우에, 안정적인 스위칭을 위하여 두 개의 스위치(S3, S4)가 둘 다 꺼져 있는 시간의 길이를 의미할 수 있다.In Equation 3, TBPRD may be a period of a pulse in the sync signal (Event sync.) 1160. The phase difference φ may be a value expressed in degrees. Deadtime is when two switches (eg, switches (S 3 , S 4 )) included in the wireless power receiver 1120 are included, two switches (S 3 , S 4 ) are two for stable switching. It can mean the length of time when everything is off.
비교값(CMPB)과 위상차(φ) 사이의 관계는 수학식 4로 나타낼 수 있다.The relationship between the comparison value CMPB and the phase difference φ can be expressed by Equation 4.
Figure PCTKR2020016103-appb-M000004
Figure PCTKR2020016103-appb-M000004
수학식 4에서, TBPRD, 위상차(φ), 및 deadtime의 정의는 수학식 3에서 상술한 바와 동일할 수 있다.In Equation 4, definitions of TBPRD, phase difference (φ), and deadtime may be the same as described in Equation 3 above.
PWM(pulse width modulation) 모듈(1170)은 싱크 신호(Event sync.)(1160)애 동기화된 TBCTR(time-based counter) 신호에 수학식 3 및 수학식 4에 따른 비교값(CMPA, CMPB)을 적용하여, 제1 제어 신호(S1)에 비하여 특정한 위상차(φ)만큼 지연되는 제2 제어 신호(S3)를 생성할 수 있다. 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))는 생성된 제2 제어 신호(S3)를 전력 변환 회로(예를 들어, 전력 변환 회로(220b))에 포함되는 적어도 하나의 스위치(예를 들어, 스위치(S3, S4))에 인가함으로써, 전력 변환 회로(220b)에서 출력되는 전력의 전류 또는 전압 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.The pulse width modulation (PWM) module 1170 applies comparison values (CMPA, CMPB) according to Equation 3 and Equation 4 to a time-based counter (TBCTR) signal synchronized with the sync signal (Event sync.) 1160. By applying, it is possible to generate a second control signal S 3 that is delayed by a specific phase difference φ compared to the first control signal S 1. The control circuit (for example, the control circuit 240b) uses at least one switch (for example, the second control signal S 3 ) included in the power conversion circuit (for example, the power conversion circuit 220b). For example, by applying to the switches (S 3 , S 4 )), at least one of the current or voltage of the power output from the power conversion circuit 220b may be controlled.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기(1120)는 제어 회로(예를 들어, 제어 회로(240b))를 포함하고, 무선 전력 수신기(1120)에 포함된 제어 회로(240b)에 의하여 도 8c의 동작들이 수행될 수 있다. 이 경우, 810c 동작에서 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 동작은 도 11b 및 도 11c를 참조하여 상술한 동작들을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the wireless power receiver 1120 includes a control circuit (eg, a control circuit 240b), and the operation of FIG. 8C by the control circuit 240b included in the wireless power receiver 1120 Can be performed. In this case, the operation of checking the phase of the first control signal for controlling at least one first switch included in the wireless power transmitter in operation 810c may include the operations described above with reference to FIGS. 11B and 11C.
도 11a 내지 도 11c를 참조하여 상술한 바와 같이, 보조 코일(LA)을 이용하여 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 경우, 무선 전력 송신기와의 무선 통신을 통하여 제1 제어 신호의 위상을 확인하는 경우에 비교하였을 때, 무선 전력 송신기로부터 무선 통신을 통하여 수신되는 신호를 처리하지 않아도 되므로 무선 전력 수신기의 자원을 덜 요구하며, 무선 통신에 의한 신호 전달 및 신호 처리에 의한 딜레이가 발생하지 않으므로 빠르게 전력 변환 회로의 출력을 제어할 수 있다.As described above with reference to FIGS. 11A to 11C, when checking the phase of the first control signal using the auxiliary coil L A , check the phase of the first control signal through wireless communication with the wireless power transmitter. Compared to this case, it is not necessary to process the signal received through wireless communication from the wireless power transmitter, so it requires less resources of the wireless power receiver, and there is no delay due to signal transmission and signal processing by wireless communication. The output of the power conversion circuit can be controlled.
도 12는 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에 포함되는 코일의 배치를 도시한다. 구체적으로, 도 12는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 공급받고 있을 때, 무선 전력 송신기의 송신 코일(1230), 무선 전력 수신기의 수신 코일(1220), 및 무선 전력 수신기의 보조 코일(1210)의 배치를 도시한다. 도 12를 참조하면, 무선 전력 수신기의 수신 코일(1220)은 전력 송신기의 송신 코일(1230)의 단면과 평행한 단면을 갖도록, 전력 송신기의 송신 코일(1230)에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 송신 코일(1230)에 전류가 흐름에 따라 자기장이 발생하고, 수신 코일(1220)은 수신 코일(1220)의 단면을 지나는 자속의 시간에 대한 변화량에 비례하는 전압을 갖는 교류 전력을 발생시킬 수 있다.12 is a diagram illustrating an arrangement of a coil included in a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments. Specifically, FIG. 12 illustrates a transmission coil 1230 of a wireless power transmitter, a reception coil 1220 of a wireless power receiver, and a wireless power receiver when the wireless power receiver according to various embodiments is receiving wireless power from the wireless power transmitter. The arrangement of the auxiliary coil 1210 of the power receiver is shown. Referring to FIG. 12, the receiving coil 1220 of the wireless power receiver may be disposed substantially parallel to the transmitting coil 1230 of the power transmitter so as to have a cross-section parallel to the cross-section of the transmitting coil 1230 of the power transmitter. . As a current flows in the transmission coil 1230, a magnetic field is generated, and the reception coil 1220 may generate AC power having a voltage proportional to the amount of change over time of the magnetic flux passing through the cross section of the reception coil 1220. .
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신기의 보조 코일(1210)은 수신 코일(1220)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 도 12를 참조하면, 무선 전력 수신기의 보조 코일(1210)은 수신 코일(1220)과 마찬가지로 전력 송신기의 송신 코일(1230)의 단면과 평행한 단면을 가질 수 있다. 송신 코일(1230)에 전류가 흐름에 따라 발생하는 자기장에 기초하여, 보조 코일(1210)은 보조 코일(1210)의 단면을 지나는 자속의 시간에 대한 변화량에 비례하는 전압을 갖는 교류 전력을 발생시킬 수 있고, 보조 코일(1210)에서 발생하는 교류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 기준 신호로 정의될 수 있다.According to various embodiments, the auxiliary coil 1210 of the wireless power receiver may be disposed to surround at least a portion of the receiving coil 1220. Referring to FIG. 12, the auxiliary coil 1210 of the wireless power receiver may have a cross-section parallel to the cross-section of the transmitting coil 1230 of the power transmitter, similar to the receiving coil 1220. Based on the magnetic field generated as the current flows in the transmission coil 1230, the auxiliary coil 1210 generates AC power having a voltage proportional to the amount of change over time of the magnetic flux passing through the cross section of the auxiliary coil 1210. In addition, at least one of a voltage or current of AC power generated from the auxiliary coil 1210 may be defined as a reference signal.
다양한 실시예에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로, 상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 전력 변환 회로는 제1 스위치를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter includes a resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the AC power generated by the resonance circuit. A power conversion circuit configured to convert DC power to DC power, and a control circuit, wherein the power conversion circuit includes a first switch, and the control circuit includes a voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit. It may be configured to check at least one of and adjust at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting the phase of the first control signal applied to the first switch.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 제1 다이오드, 제2 다이오드, 제3 다이오드, 제4 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제1 단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제2단은 상기 제1 스위치의 제1단에 연결되고, 상기 제1 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결될 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit includes a first diode, a second diode, a third diode, and a fourth diode, and a first terminal of the first diode is connected to a first terminal of the resonance circuit, The second terminal of the first diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit, the first terminal of the second diode is connected to a second terminal of the resonance circuit, and the second terminal of the second diode Is connected to a first output terminal of the power conversion circuit, a first terminal of the third diode is connected to a first terminal of the resonance circuit, and a second terminal of the third diode is connected to a second output terminal of the power conversion circuit Connected, the first end of the fourth diode is connected to the second end of the resonance circuit, the second end of the fourth diode is connected to the first end of the first switch, The second stage may be connected to the second output terminal of the power conversion circuit.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제1 스위치에 인가되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 스위치에 인가되는 제2 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit further includes a second switch, and the control circuit includes phases of the first control signal applied to the first switch and the second control signal applied to the second switch. It may be configured to adjust at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 제1 다이오드, 제2 다이오드, 제3 다이오드, 제4 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제2단은 상기 제2 스위치의 제1단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제1 단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제2단은 상기 제1 스위치의 제1단에 연결되고, 상기 제1 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되고, 상기 제2 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결될 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit includes a first diode, a second diode, a third diode, and a fourth diode, and a first terminal of the first diode is connected to a first terminal of the resonance circuit, The second terminal of the first diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit, the first terminal of the second diode is connected to a second terminal of the resonance circuit, and the second terminal of the second diode Is connected to a first output terminal of the power conversion circuit, a first terminal of the third diode is connected to a first terminal of the resonance circuit, and a second terminal of the third diode is connected to a first terminal of the second switch Connected, the first end of the fourth diode is connected to the second end of the resonance circuit, the second end of the fourth diode is connected to the first end of the first switch, A second terminal may be connected to a second output terminal of the power conversion circuit, and a second terminal of the second switch may be connected to a second output terminal of the power conversion circuit.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 더 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 보조 코일에서 발생한 상기 기준 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 확인하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit further includes an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the control circuit includes the reference signal generated from the auxiliary coil. It may be configured to check the first control signal based on.
다양한 실시예에 따라서, 상기 보조 코일은 상기 공진 회로에 포함되는 수신 코일의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.According to various embodiments, the auxiliary coil may be disposed to surround at least a portion of a receiving coil included in the resonance circuit.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제1 제어 신호는 상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 가질 수 있다.According to various embodiments, the first control signal may have a first phase difference compared to the reference signal.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제어 회로는, 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 스위치에 인가되는 동안, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차와 상이한 상기 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit, while the first control signal is applied to the first switch, checks at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit, and converts the power. In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power output from the circuit is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, the second phase difference different from the first phase difference compared to the reference signal It may be configured to apply a third control signal having a to the first switch.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제어 회로는 PWM(pulse width modulation) 모듈을 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 PWM 모듈을 통하여, 상기 제1 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit may include a pulse width modulation (PWM) module, and the control circuit may be configured to generate the first control signal through the PWM module.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제어 회로는, 상기 기준 신호가 증가하는 제1 이벤트를 확인하고, 상기 제1 이벤트의 주기와 같은 주기를 갖고, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 확인하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit identifies a first event in which the reference signal increases, has the same period as the period of the first event, and has the first phase difference compared to the reference signal. It can be configured to confirm the control signal.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제어 회로는, 상기 기준 신호에 기초한 제1 보정 신호를 생성하고, 상기 제1 보정 신호에 기초한 싱크 신호를 생성하도록 더 구성될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit may be further configured to generate a first correction signal based on the reference signal and to generate a sync signal based on the first correction signal.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는, 제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치, 및 제6스위치를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit may include a third switch, a fourth switch, a fifth switch, and a sixth switch.
다양한 실시예에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로, 상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 전력 변환 회로는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 기준 신호에 기초하여, 상기 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제2 스위치를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인하고, 상기 제1 제어 신호와 제1 위상차를 갖는 제2 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 제어 신호와 상기 제1 위상차와 상이한 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter includes a resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the AC power generated by the resonance circuit. A power conversion circuit configured to convert DC power to DC power, an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and a control circuit, wherein the power conversion circuit comprises at least one 1 switch, wherein the control circuit checks a phase of a first control signal for controlling at least one second switch included in the wireless power transmitter, based on the reference signal, and the first control signal Applying a second control signal having a first phase difference of and to the at least one first switch, checking at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit, and output from the power conversion circuit In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, a third having a second phase difference different from the first control signal and the first phase difference It may be configured to apply a control signal to the at least one first switch.
다양한 실시예에 따른, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서 수행되는 방법은, 상기 무선 전력 수신기에 포함된 공진 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키는 동작, 상기 무선 전력 수신기에 포함되고, 제1 스위치를 포함하는 전력 변환 회로를 통하여, 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 동작, 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작, 및 상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, a method performed in a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter, through a resonance circuit included in the wireless power receiver, generates AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter. Generating, converting the AC power into DC power through a power conversion circuit included in the wireless power receiver and including a first switch, and checking at least one of a voltage or a current of the DC power, And adjusting at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting a phase of the first control signal applied to the first switch.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 방법은, 상기 제1 스위치에 인가되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 스위치에 인가되는 제2 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작을 더 포함할 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit further includes a second switch, and the method includes phases of the first control signal applied to the first switch and the second control signal applied to the second switch. By adjusting, the operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit may be further included.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로는 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 더 포함하고, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작은, 상기 기준 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the power conversion circuit further includes an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and the voltage of the DC power output from the power conversion circuit or Adjusting at least one of the currents may include checking the first control signal based on the reference signal.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작은, 상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 갖는 제1 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit includes applying a first control signal having a first phase difference compared to the reference signal to the first switch. It may include an operation to do.
다양한 실시예에 따라서, 상기 방법은, 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 스위치에 인가되는 동안, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작, 및 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 또는 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차와 상이한 상기 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작을 더 포함할 수 있다.According to various embodiments, the method includes checking at least one of voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit while the first control signal is applied to the first switch, and the power In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power output from the conversion circuit is out of a predetermined voltage range or/or a predetermined current range, the second phase difference and the first phase difference compared to the reference signal The operation of applying a third control signal having a two phase difference to the first switch may be further included.
다양한 실시예에 따라서, 상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작은, 상기 기준 신호가 증가하는 제1 이벤트를 확인하는 동작, 및 상기 제1 이벤트의 주기와 같은 주기를 갖고, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the operation of applying the first control signal having a first phase difference compared to the reference signal to the first switch includes an operation of checking a first event in which the reference signal increases, and the first It may include an operation of checking the first control signal having the same period as the period of the event and having the first phase difference compared to the reference signal.
다양한 실시예에 따라서, 상기 방법은 상기 제1 이벤트를 확인하는 동작은, 상기 기준 신호에 기초한 제1 보정 신호를 확인하는 동작, 및 상기 제1 보정 신호에 기초한 싱크 신호를 확인하는 동작을 더 포함할 수 있다.According to various embodiments, the checking of the first event further includes checking a first correction signal based on the reference signal, and checking a sync signal based on the first correction signal. can do.

Claims (20)

  1. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,In the wireless power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter,
    상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로,A resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter,
    상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로, 및A power conversion circuit configured to convert the AC power generated in the resonance circuit into DC power, and
    제어 회로를 포함하고,Including a control circuit,
    상기 전력 변환 회로는 제1 스위치를 포함하고,The power conversion circuit includes a first switch,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고,Check at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit,
    상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하도록 구성되는, 무선 전력 수신기. The wireless power receiver, configured to adjust at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting a phase of a first control signal applied to the first switch.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전력 변환 회로는 제1 다이오드, 제2 다이오드, 제3 다이오드, 제4 다이오드를 포함하고,The power conversion circuit includes a first diode, a second diode, a third diode, and a fourth diode,
    상기 제1 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고,A first terminal of the first diode is connected to a first terminal of the resonant circuit, a second terminal of the first diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit,
    상기 제2 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고,A first terminal of the second diode is connected to a second terminal of the resonant circuit, a second terminal of the second diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit,
    상기 제3 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되고,A first terminal of the third diode is connected to a first terminal of the resonance circuit, a second terminal of the third diode is connected to a second output terminal of the power conversion circuit,
    상기 제4 다이오드의 제1 단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제2단은 상기 제1 스위치의 제1단에 연결되고,A first end of the fourth diode is connected to a second end of the resonance circuit, a second end of the fourth diode is connected to a first end of the first switch,
    상기 제1 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되는, 무선 전력 수신기.The second end of the first switch is connected to the second output end of the power conversion circuit, the wireless power receiver.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전력 변환 회로는 제2 스위치를 더 포함하고,The power conversion circuit further comprises a second switch,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 제1 스위치에 인가되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 스위치에 인가되는 제2 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.Configured to adjust at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting the phases of the first control signal applied to the first switch and the second control signal applied to the second switch Being a wireless power receiver.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 전력 변환 회로는 제1 다이오드, 제2 다이오드, 제3 다이오드, 제4 다이오드를 포함하고,The power conversion circuit includes a first diode, a second diode, a third diode, and a fourth diode,
    상기 제1 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고,A first terminal of the first diode is connected to a first terminal of the resonant circuit, a second terminal of the first diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit,
    상기 제2 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제1 출력단에 연결되고,A first terminal of the second diode is connected to a second terminal of the resonant circuit, a second terminal of the second diode is connected to a first output terminal of the power conversion circuit,
    상기 제3 다이오드의 제1단은 상기 공진 회로의 제1단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 제2단은 상기 제2 스위치의 제1단에 연결되고, A first end of the third diode is connected to a first end of the resonance circuit, a second end of the third diode is connected to a first end of the second switch,
    상기 제4 다이오드의 제1 단은 상기 공진 회로의 제2단에 연결되고, 상기 제4 다이오드의 제2단은 상기 제1 스위치의 제1단에 연결되고,A first end of the fourth diode is connected to a second end of the resonance circuit, a second end of the fourth diode is connected to a first end of the first switch,
    상기 제1 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되고,A second end of the first switch is connected to a second output end of the power conversion circuit,
    상기 제2 스위치의 제2단은 상기 전력 변환 회로의 제2 출력단에 연결되는, 무선 전력 수신기.The second end of the second switch is connected to the second output end of the power conversion circuit, the wireless power receiver.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 전력 변환 회로는 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 더 포함하고,The power conversion circuit further includes an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 보조 코일에서 발생한 상기 기준 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 확인하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.Configured to check the first control signal based on the reference signal generated from the auxiliary coil.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 보조 코일은 상기 공진 회로에 포함되는 수신 코일의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는, 무선 전력 수신기.The auxiliary coil is disposed to surround at least a portion of a receiving coil included in the resonance circuit.
  7. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제1 제어 신호는 상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 갖는, 무선 전력 수신기.The first control signal has a first phase difference compared to the reference signal, the wireless power receiver.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 제1 제어 신호가 상기 제1 스위치에 인가되는 동안, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고,While the first control signal is applied to the first switch, check at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차와 상이한 상기 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, the first phase difference is different from the reference signal. A wireless power receiver configured to apply a third control signal having a second phase difference to the first switch.
  9. 제7항에 있어서,The method of claim 7,
    상기 제어 회로는 PWM(pulse width modulation) 모듈을 포함하고,The control circuit includes a pulse width modulation (PWM) module,
    상기 제어 회로는, 상기 PWM 모듈을 통하여, 상기 제1 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.The control circuit, through the PWM module, is configured to generate the first control signal.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 기준 신호가 증가하는 제1 이벤트를 확인하고,Identify a first event in which the reference signal increases,
    상기 제1 이벤트의 주기와 같은 주기를 갖고, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 확인하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.And configured to check the first control signal having the same period as the period of the first event and having the first phase difference compared to the reference signal.
  11. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제어 회로는,The control circuit,
    상기 기준 신호에 기초한 제1 보정 신호를 생성하고,Generating a first correction signal based on the reference signal,
    상기 제1 보정 신호에 기초한 싱크 신호를 생성하도록 더 구성되는, 무선 전력 수신기.Further configured to generate a sync signal based on the first correction signal.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전력 변환 회로는,The method of claim 1, wherein the power conversion circuit,
    제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치, 및 제6스위치를 포함하는, 무선 전력 수신기.A wireless power receiver comprising a third switch, a fourth switch, a fifth switch, and a sixth switch.
  13. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서 수행되는 방법에 있어서,A method performed in a wireless power receiver for receiving wireless power from a wireless power transmitter, comprising:
    상기 무선 전력 수신기에 포함된 공진 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키는 동작,Generating AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter through a resonance circuit included in the wireless power receiver,
    상기 무선 전력 수신기에 포함되고, 제1 스위치를 포함하는 전력 변환 회로를 통하여, 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 동작,An operation of converting the AC power into DC power through a power conversion circuit included in the wireless power receiver and including a first switch,
    상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작, 및Checking at least one of the voltage or current of the DC power, and
    상기 제1 스위치에 인가되는 제1 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작An operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting the phase of the first control signal applied to the first switch
    을 포함하는, 방법.Including, the method.
  14. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 전력 변환 회로는 제2 스위치를 더 포함하고,The power conversion circuit further comprises a second switch,
    상기 방법은,The above method,
    상기 제1 스위치에 인가되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 스위치에 인가되는 제2 제어 신호의 위상을 조절함으로써 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작을 더 포함하는, 방법.An operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit by adjusting the phases of the first control signal applied to the first switch and the second control signal applied to the second switch The method further comprising.
  15. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 전력 변환 회로는 상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일을 더 포함하고,The power conversion circuit further includes an auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작은, 상기 기준 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 확인하는 동작을 포함하는, 방법.The operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit includes checking the first control signal based on the reference signal.
  16. 제15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 조절하는 동작은, 상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 갖는 제1 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작을 포함하는, 방법.The operation of adjusting at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit includes an operation of applying a first control signal having a first phase difference compared to the reference signal to the first switch, Way.
  17. 제16항에 있어서, The method of claim 16,
    상기 방법은,The above method,
    상기 제1 제어 신호가 상기 제1 스위치에 인가되는 동안, 상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작, 및While the first control signal is applied to the first switch, checking at least one of a voltage or a current of the DC power output from the power conversion circuit, and
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 또는 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차와 상이한 상기 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작을 더 포함하는, 방법.In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit is out of a predetermined voltage range or/or a predetermined current range, it is different from the first phase difference compared to the reference signal. And applying a third control signal having the second phase difference to the first switch.
  18. 제16항에 있어서, The method of claim 16,
    상기 기준 신호에 비하여 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 상기 제1 스위치에 인가하는 동작은,The operation of applying the first control signal having a first phase difference compared to the reference signal to the first switch,
    상기 기준 신호가 증가하는 제1 이벤트를 확인하는 동작, 및Confirming a first event in which the reference signal increases, and
    상기 제1 이벤트의 주기와 같은 주기를 갖고, 상기 기준 신호에 비하여 상기 제1 위상차를 갖는 상기 제1 제어 신호를 확인하는 동작을 포함하는, 방법.And checking the first control signal having the same period as the period of the first event and having the first phase difference compared to the reference signal.
  19. 제18항에 있어서, The method of claim 18,
    상기 제1 이벤트를 확인하는 동작은,The operation of confirming the first event,
    상기 기준 신호에 기초한 제1 보정 신호를 확인하는 동작, 및An operation of checking a first correction signal based on the reference signal, and
    상기 제1 보정 신호에 기초한 싱크 신호를 확인하는 동작을 포함하는, 방법.And verifying a sync signal based on the first correction signal.
  20. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,In the wireless power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter,
    상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 교류 전력을 발생시키도록 구성되는 공진 회로,A resonance circuit configured to generate AC power based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter,
    상기 공진 회로에서 발생한 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 변환 회로,A power conversion circuit configured to convert the AC power generated in the resonance circuit into DC power,
    상기 무선 전력 송신기에 의하여 발생한 자기장에 기초하여 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 보조 코일, 및An auxiliary coil configured to generate a reference signal based on a magnetic field generated by the wireless power transmitter, and
    제어 회로를 포함하고,Including a control circuit,
    상기 전력 변환 회로는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고,The power conversion circuit includes at least one first switch,
    상기 제어 회로는, The control circuit,
    상기 기준 신호에 기초하여, 상기 무선 전력 송신기에 포함된 적어도 하나의 제2 스위치를 제어하기 위한 제1 제어 신호의 위상을 확인하고,Checking the phase of the first control signal for controlling at least one second switch included in the wireless power transmitter based on the reference signal,
    상기 제1 제어 신호와 제1 위상차를 갖는 제2 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하고, Applying a second control signal having a first phase difference from the first control signal to the at least one first switch,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 확인하고,Check at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit,
    상기 전력 변환 회로에서 출력되는 상기 직류 전력의 전압 또는 전류 중 적어도 하나가 미리 결정된 전압 범위 및/또는 미리 결정된 전류 범위를 벗어난다고 확인되는 것에 응답하여, 상기 제1 제어 신호와 상기 제1 위상차와 상이한 제2 위상차를 갖는 제3 제어 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치에 인가하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.In response to determining that at least one of the voltage or current of the DC power output from the power conversion circuit is out of a predetermined voltage range and/or a predetermined current range, the first control signal and the first phase difference are different. A wireless power receiver configured to apply a third control signal having a second phase difference to the at least one first switch.
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