KR100976162B1 - Non-comtact charging system of high efficiency power control type - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무접점 충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력전송용 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치의 공진형컨버터에 스위칭소자가 적용되도록 하고, 나아가 전력신호를 수신받는 무선전력수신장치의 정류부에도 스위칭소자가 적용되도록 하여, 신호이득이 양호하고, 전력손실이 적도록 하며, 발열되지 않아 효율이 양호하게 충전되도록 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless charging system, and more particularly, a wireless power receiver for applying a switching element to a resonant converter of a wireless power transmitter for generating an induction magnetic field for power transmission, and further receiving a power signal. The switching element is also applied to the rectifier of the present invention relates to a high efficiency power control type contactless charging system that has a good signal gain, low power loss, and does not generate heat so as to be charged efficiently.

이를 위한 본 발명은 1차측코어(12)를 통하여 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치(10) 및 상기 무선전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장에 의하여 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류에 의하여 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 무선전력수신장치(20)가 구비되는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 무선전력수신장치(20)는 상기 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 정류되도록 하는 정류부(23)가 구비되고, 무선전력수신장치(20)의 파워컨트롤러(21)의 제어신호를 받아 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 충전제어부(25)가 구비되고, 상기 정류부(23)는 상기 2차측코어(22)와 정류부(23)의 제1출력단자(231) 및 제2출력단자(232) 사이에 제1스위칭소자(Q2_1)와 제2스위칭소자(Q2_2)가 포함되어 구비되어지되, 상기 제1스위칭소자(Q2_1)는 제1드레인(D1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제1게이트(G1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 연결되며, 제1소스(S1) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되고, 상기 제2스위칭소자(Q2_2)는 제2드레인(D2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제2게이트(G2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 연결되며, 제2소스(S2) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.The present invention for this purpose is generated in the secondary side core 22 by the wireless power transmission device 10 and the induction magnetic field transmitted from the wireless power transmission device 10 to generate an induction magnetic field through the primary side core 12. In a non-contact charging system having a wireless power receiver 20 for charging power to the battery cell 24 by the induced current, the wireless power receiver 20 is in the secondary side core 22 A rectifying unit 23 is provided to rectify the generated induced current, and receives a control signal from the power controller 21 of the wireless power receiver 20 to charge the battery cell 24 with power. The rectifier 23 includes a first switching element Q2_1 and a second between the secondary side core 22 and the first output terminal 231 and the second output terminal 232 of the rectifier 23. The switching device Q2_2 is included and provided, but the first switching device Q2_1 A first drain (D1) terminal is connected between the first terminal 221 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22, and the first gate (G1) terminal of the secondary side core 22 It is connected to the second terminal 222, the first source (S1) terminal is provided to be connected to the second output terminal 232, the second switching device (Q2_2) is the second drain (D2) terminal is the second It is connected between the second terminal 222 of the secondary core 22 and the first output terminal 231, the second gate (G2) terminal is connected to the first terminal 221 of the secondary side core 22 The second source S2 may be connected to the second output terminal 232.

무선, 충전, 스위칭소자, 정류, 다이오드  Wireless, Charging, Switching Devices, Rectifiers, Diodes

Description

고효율 전력제어형 무접점 충전 시스템{NON-COMTACT CHARGING SYSTEM OF HIGH EFFICIENCY POWER CONTROL TYPE}High Efficiency Power Control Solid State Charging System {NON-COMTACT CHARGING SYSTEM OF HIGH EFFICIENCY POWER CONTROL TYPE}

본 발명은 무접점 충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력전송용 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치의 공진형컨버터에 스위칭소자가 적용되도록 하고, 나아가 전력신호를 수신받는 무선전력수신장치의 정류부에도 스위칭소자가 적용되도록 하여, 신호이득이 양호하고, 전력손실이 적도록 하며, 발열되지 않아 효율이 양호하게 충전되도록 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless charging system, and more particularly, a wireless power receiver for applying a switching element to a resonant converter of a wireless power transmitter for generating an induction magnetic field for power transmission, and further receiving a power signal. The switching element is also applied to the rectifier of the present invention relates to a high efficiency power control type contactless charging system that has a good signal gain, low power loss, and does not generate heat so as to be charged efficiently.

일반적으로 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대용 장치들은 일반 가정 전원을 이용할 수 없어, 일회용 배터리를 장착하거나 충방전이 가능한 배터리가 장착되는 것이다.In general, portable devices such as mobile phones, PDAs, PMPs, DMB terminals, MP3s, and laptops cannot use a regular home power source, so they are equipped with disposable batteries or rechargeable batteries.

그리고 이러한 휴대용장치의 배터리에 전기를 충전시키기 위하여 무접점 충전기가 개발되었다. 이러한 종래기술에 따른 무접점 충전기는 무접점충전기의 1차 코일의 상부로, 충전하고자 하는 배터리가 내재된 단말기을 위치시키면, 배터리의 2차코일에 의하여 충전이 된다. 즉 1차코일에서 발생되는 자기장에 의해 2차코일에서는 유도기전력으로 유도되는 전기를 충전하는 것이다.In addition, a contactless charger has been developed to charge the battery of the portable device. In the contactless charger according to the related art, when the terminal in which the battery to be charged is located is located above the primary coil of the contactless charger, it is charged by the secondary coil of the battery. That is, the secondary coil is charged with electricity induced by induced electromotive force by the magnetic field generated by the primary coil.

그러나 이러한 종래의 무접점 충전기는 단지 휴대용 단말기에 전력을 공급할 뿐, 다른 용이한 용도로 이용할 수 없어 실용성에 제한이 있는 것이다. 또한 일반적인 무접점 충전기는 공진형컨버터가 다수의 전력제어용 다이오드로 되는 풀브릿지형으로 되어 있고, 배터리팩의 경우에도 전력제어용 다이오드로 되는 풀브릿지형으로 구비되는 것이 일반적이다. 이와 같은 종래의 무접점충전기 및 배터리팩의 경우, 다수의 전력제어용 다이오드가 적용되기 때문에 다이오드의 내부저항으로 인하여 전력손실이 발생되고, 신호이득이 불량하게 되는 문제점이 발생된다.However, such a conventional contactless charger only supplies power to a portable terminal, and can not be used for other easy applications, thereby limiting its practicality. In addition, the general contactless charger is a full-bridge type in which the resonant converter is a plurality of power control diodes, and in the case of a battery pack is generally provided in a full bridge type that is a power control diode. In the case of the conventional contactless charger and battery pack, since a plurality of power control diodes are applied, a power loss occurs due to the internal resistance of the diode, and a problem of poor signal gain occurs.

특히 이러한 다이오드 내부저항에 의한 전력손실은 발열현상을 수반하기 때문에 소형 휴대용장치에 탑재되는 배터리팩의 경우에는 밀폐된 케이스 내부에서 더욱 가열되어 결국 폭발될 수 있는 우려가 있는 것이다.In particular, since the power loss due to the internal resistance of the diode is accompanied by heat generation, the battery pack mounted in the small portable device may be further heated inside the sealed case and eventually explode.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 전력전송용 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치의 공진형컨버터에 스위칭소자가 적용되도록 하고, 나아가 전력신호를 수신받는 무선전력수신장치의 정류부에도 스위칭소자가 적용되도록 하여, 신호이득이 양호하고, 전력손실이 적도록 하는 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to apply the switching element to the resonant converter of the wireless power transmission device to generate an induction magnetic field for power transmission, and furthermore switching to the rectifier of the wireless power receiver receiving the power signal The purpose is to allow the device to be applied so that the signal gain is good and the power loss is small.

특히 종래와 같이 전력제어용 다이오드의 내부저항으로 인한 전력손실 및 전압강하가 없기 때문에 수신된 전원이 손실이 적은 상태로 충전되도록 하는 목적이 있다.In particular, since there is no power loss and voltage drop due to the internal resistance of the power control diode as in the prior art, the purpose of the received power is to be charged with a low loss.

나아가 무선전력전송장치 및 무선전력수신장치의 배터리팩에 스위칭소자를 적용하는 정류부 및 공진형컨버터의 경우, 기존의 다이오드에서의 내부저항에 따른 발열 현상이 없기 때문에 더욱 안정된 신호가 전송되고 정류되도록 하는 목적이 있다.Furthermore, in the rectifier and the resonant converter applying the switching element to the battery pack of the wireless power transmitter and the wireless power receiver, since there is no heat generation phenomenon due to the internal resistance in the conventional diode, a more stable signal is transmitted and rectified. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템은, 1차측코어(12)를 통하여 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치(10) 및 상기 무선전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장에 의하여 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류에 의하여 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 무선전력수신장치(20)가 구비되는 무접점 충전 시스템에 있어서, 상기 무선전력수신장치(20)는 상기 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 정류되도록 하는 정류부(23)가 구비되고, 무선전력수신장치(20)의 파워컨트롤러(21)의 제어신호를 받아 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 충전제어부(25)가 구비되고, 상기 정류부(23)는 상기 2차측코어(22)와 정류부(23)의 제1출력단자(231) 및 제2출력단자(232) 사이에 제1스위칭소자(Q2_1)와 제2스위칭소자(Q2_2)가 포함되어 구비되어지되, 상기 제1스위칭소자(Q2_1)는 제1드레인(D1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제1게이트(G1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 연결되며, 제1소스(S1) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되고, 상기 제2스위칭소자(Q2_2)는 제2드레인(D2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제2게이트(G2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 연결되며, 제2소스(S2) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.The high efficiency power control type contactless charging system according to the present invention for achieving the above object, the wireless power transmission device 10 and the wireless power transmission device 10 to generate an induction magnetic field through the primary side core 12. In the contactless charging system is provided with a wireless power receiver 20 for charging the battery cell 24 by the induced current generated in the secondary side core 22 by an induction magnetic field transmitted from The wireless power receiver 20 includes a rectifier 23 for rectifying the induced current generated by the secondary side core 22 and receives a control signal from the power controller 21 of the wireless power receiver 20. A charging control unit 25 is provided to charge the battery cell 24, and the rectifying unit 23 includes the first output terminal 231 and the second output of the secondary side core 22 and the rectifying unit 23. The first switching element Q2_1 and the second between the terminals 232 A switching device Q2_2 is included, and the first switching device Q2_1 has a first drain D1 terminal having a first terminal 221 and a first output terminal 231 of the secondary side core 22. The first gate (G1) terminal is connected to the second terminal 222 of the secondary side core 22, and the first source (S1) terminal is connected to the second output terminal (232). In the second switching device Q2_2, a second drain D2 terminal is connected between the second terminal 222 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22, and a second gate. The (G2) terminal is connected to the first terminal 221 of the secondary side core 22, and the second source (S2) terminal is characterized in that it is provided to be connected to the second output terminal 232.

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그리고 상기 제1스위칭소자(Q2_1)의 제1드레인(D1) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제1역류방지다이오드(31)가 구비되고, 상기 제2스위칭소자(Q2_2)의 제2드레인(D2) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제2역류방지다이오드(32)가 구비될 수 있다.In addition, a first backflow prevention diode 31 is provided between the first drain D1 terminal of the first switching device Q2_1 and the first output terminal 231, and the second switching device Q2_2 is provided. The second backflow prevention diode 32 may be provided between the drain D2 terminal and the first output terminal 231.

또한 상기 정류부(23)는 상기 제1출력단자(231)와 상기 제2출력단자(232) 사이에 병렬연결되는 커패시터(C2)가 구비될 수 있다.In addition, the rectifier 23 may include a capacitor C2 connected in parallel between the first output terminal 231 and the second output terminal 232.

나아가 상기 무선전력전송장치(10)는 상기 1차측코어(12)로 발신 전력이 전송되도록 하는 공진형컨버터(13); 전송컨트롤러(11)의 제어신호를 수신받아 상기 공진형컨버터(13)로 발진신호를 전송하도록 하는 프리드라이버(14); 상기 1차측코어(12)와 연결되어 상기 무선전력수신장치(20)로부터 전송되는 고유 ID 신호 및 전송신호를 처리하여 상기 전송컨트롤러(11) 측으로 전송하도록 구비되는 아이디체킹부(15); 및 전송컨트롤러(11)가 포함되어 구비될 수 있다.Furthermore, the wireless power transmitter 10 includes a resonant converter 13 for transmitting outgoing power to the primary side core 12; A pre-driver 14 receiving the control signal of the transmission controller 11 and transmitting an oscillation signal to the resonant converter 13; An ID checking unit 15 connected to the primary side core 12 and configured to process a unique ID signal and a transmission signal transmitted from the wireless power receiver 20 and transmit the signal to the transmission controller 11 side; And a transmission controller 11 may be provided.

상기와 같이 구비되는 본 발명은 전력전송용 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치의 공진형컨버터에 스위칭소자가 적용되도록 하고, 나아가 전력신호를 수신받는 무선전력수신장치의 정류부에도 스위칭소자가 적용되도록 하여, 신호이득이 양호하고, 전력손실이 적도록 하는 탁월한 효과가 있다.According to the present invention provided as described above, the switching element is applied to the resonant converter of the wireless power transmitter for generating an induction magnetic field for power transmission, and the switching element is also applied to the rectifier of the wireless power receiver receiving the power signal. By doing so, there is an excellent effect that the signal gain is good and the power loss is small.

특히 종래와 같이 전력제어용 다이오드의 내부저항으로 인한 전력손실 및 전압강하가 없기 때문에 수신된 전원이 손실이 적은 상태로 충전되도록 하는 장점이 있다.In particular, since there is no power loss and voltage drop due to the internal resistance of the power control diode as in the prior art, there is an advantage that the received power is charged with a low loss.

나아가 무선전력전송장치 및 무선전력수신장치의 배터리팩에 스위칭소자를 적용하는 정류부 및 공진형컨버터의 경우, 기존의 다이오드에서의 내부저항에 따른 발열 현상이 없기 때문에 더욱 안정된 신호가 전송되고 정류되도록 하는 장점이 있다. 특히 기존의 배터리팩의 경우 충전과정 중에 발열현상이 발생되어 배터리팩이 폭발하는 등의 문제가 발생되었으나, 본 발명에서 스위칭소자가 적용되는 배터리팩의 경우에는 발열현상이 없기 때문에 배터리팩이 이상현상이 발생될 염려가 없는 것이다.Furthermore, in the rectifier and the resonant converter applying the switching element to the battery pack of the wireless power transmitter and the wireless power receiver, since there is no heat generation phenomenon due to the internal resistance in the conventional diode, a more stable signal is transmitted and rectified. There is an advantage. In particular, in the case of a conventional battery pack, a problem such as an explosion occurs during the charging process and a battery pack is exploded. However, in the case of the battery pack to which the switching element is applied in the present invention, the battery pack is abnormal because there is no heat phenomenon. There is no fear of this happening.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 무접점충전시스템에 대한 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력수신장치에 대한 개략적인 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 무선전력수신장치의 정류부에 대한 개략적인 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력전송장치에서의 스위칭 파형에 대한 예시도, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력수신장치에서의 실시에 대한 개략적인 예시도, 그리고 도 7은 본 발명에 따른 무선전력전송장치의 발신전류에 대한 무선전력수신장치에서의 정류 출력 파형에 대한 예시도가 각각 도시된 것이다.1 is a schematic configuration diagram of a contactless charging system according to the present invention, Figure 2 is a schematic configuration diagram of a wireless power receiving apparatus of a contactless charging system according to the present invention, Figure 3 is a wireless power according to the present invention 4 is a schematic diagram illustrating a switching waveform of a wireless power transmitter of a contactless charging system according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 are contactless charging systems according to the present invention. Figure 7 is a schematic illustration of the implementation in the wireless power receiver, and Figure 7 is an illustration of the rectified output waveform in the wireless power receiver for the outgoing current of the wireless power transmitter according to the present invention, respectively .

즉 본 발명에 따른 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템(A)은 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 1차측코어(12)를 통하여 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치(10) 및 상기 무선전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장에 의 하여 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류에 의하여 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 무선전력수신장치(20)가 구비되는 무접점 충전 시스템(A)에 관한 것이다.That is, the high-efficiency power control type contactless charging system A according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 7, the wireless power transmitter 10 and the induction magnetic field to be generated through the primary side core 12. The wireless power receiver 20 is provided with a wireless power receiver 20 to charge the battery cell 24 by the induced current generated by the secondary side core 22 by the induction magnetic field transmitted from the wireless power transmitter 10. It relates to a contact charging system (A).

이러한 상기 무선전력전송장치(10)는 상기 1차측코어(12)로 발신 전력이 전송되도록 하는 공진형컨버터(13); 전송컨트롤러(11)의 제어신호를 수신받아 상기 공진형컨버터(13)로 발진신호를 전송하도록 하는 프리드라이버(14); 상기 1차측코어(12)와 연결되어 상기 무선전력수신장치(20)로부터 전송되는 고유 ID 신호 및 전송신호를 처리하여 상기 전송컨트롤러(11) 측으로 전송하도록 구비되는 아이디체킹부(15); 및 전송컨트롤러(11)가 포함되어 구비되는 것이다.The wireless power transmission apparatus 10 includes a resonant converter (13) for transmitting outgoing power to the primary side core (12); A pre-driver 14 receiving the control signal of the transmission controller 11 and transmitting an oscillation signal to the resonant converter 13; An ID checking unit 15 connected to the primary side core 12 and configured to process a unique ID signal and a transmission signal transmitted from the wireless power receiver 20 and transmit the signal to the transmission controller 11 side; And a transmission controller 11 is provided.

그리고 상기 무선전력수신장치(20)는 상기 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 정류되도록 하는 정류부(23)가 구비되고, 무선전력수신장치(20)의 파워컨트롤러(21)의 제어신호를 받아 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 충전제어부(25)가 구비되는 것이다.In addition, the wireless power receiver 20 includes a rectifier 23 for rectifying the induced current generated in the secondary side core 22, and a control signal of the power controller 21 of the wireless power receiver 20. The charging control unit 25 is provided to receive the power to charge the battery cell 24.

이러한 무선전력수신장치(20)로는 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3, UMPC 또는 노트북과 같은 휴대용 장치 및 휴대용장치에 장착되거나 분리될 수 있도록 구비되는 세미이너팩인 배터리팩 등으로 구비될 수 있을 것이다.The wireless power receiver 20 may be provided as a battery pack, such as a semi-inner pack provided to be mounted on or detached from a portable device such as a mobile phone, PDA, PMP, DMB terminal, MP3, UMPC or laptop. There will be.

그리하여 무선전력전송장치(10)의 전송컨트롤러(11)의 제어에 의하여, 프리드라이버(14)에서 발진신호가 공진형컨버터(13)로 전송되면, 공진형컨버터(13)와 연결되는 1차측코어(12)에서 전력전송용 유도자기장이 발신되는 것이다.Thus, when the oscillation signal is transmitted from the predriver 14 to the resonant converter 13 under the control of the transmission controller 11 of the wireless power transmitter 10, the primary side core connected to the resonant converter 13. In (12), an induction magnetic field for power transmission is transmitted.

이러한 유도자기장의 전력신호는 무선전력수신장치(20)의 2차측코어(22)에서 유도전류로 되어 정류부(23)에서 정류된 후, 파워컨트롤러(21)의 제어신호를 전송받는 충전제어부(25)의 제어에 의하여 배터리셀(24)에 전원이 충전되는 것이다.The power signal of the induction magnetic field is induced current in the secondary side core 22 of the wireless power receiver 20 is rectified by the rectifier 23, and then the charge control unit 25 receiving the control signal of the power controller 21 The power is charged to the battery cell 24 under the control of.

물론 배터리셀(24)에 전원이 충전되어짐에 보호하기 위한 부재인 보호회로(26, Protection Circuit Module block, PCM)이 구비될 수 있고, 충전정도 및 만충전정도 등을 검출하기 위한 퓨얼게이지 등이 함께 포함될 수 있다. 그리고 2차측코어(22), 정류부(23), 충전제어부(25, Charger IC block), 퓨엘게이지, 보호회로(26), 배터리셀(24) 등으로부터 전송되는 신호에 의하여, 충전상태 및 각 회로의 온도, 과전류 등을 파워컨트롤러(21)에서 감지하게 된다.Of course, a protection circuit 26 (PCM), which is a member for protecting the battery cell 24 from being charged with power, may be provided, and a fuel gauge for detecting a charge level and a full charge level may be provided. May be included together. The state of charge and each circuit are transmitted by signals transmitted from the secondary side core 22, the rectifier 23, the charger IC block, the fuel gauge, the protection circuit 26, the battery cell 24, and the like. The temperature, overcurrent and the like are detected by the power controller 21.

또한 충전 과정 중 무선전력전송장치(10) 또는 무선전력수신장치(20)의 온도를 검출하거나, 전류, 전압 등을 검출하여, 너무 높은 온도, 과전류, 과전압 등에서는 충전작동을 중지하도록 하는 이상작동방지프로세싱이 구비될 수 있을 것이다.In addition, the abnormal operation of detecting the temperature of the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 during the charging process, or detecting the current, voltage, etc. to stop the charging operation at too high a temperature, overcurrent, overvoltage, etc. Prevention processing may be provided.

그리고 이와 같은 무섭점 충전 시스템(A)에서는 충전과정에 앞서 무선전력전송장치(10)에서는 무선전력수신장치(20)를 감지하기 위한 스탠바이모드가 수행된다.In the pointless charging system A, a standby mode for sensing the wireless power receiver 20 is performed in the wireless power transmitter 10 before the charging process.

이러한 스탠바이모드에서는 주기별로 전력신호가 1차측코어(12)를 통하여 발신되도록 하되, 이러한 전력신호에는 무선전력수신장치(20)의 고유 ID값을 호출하는 호출신호가 포함되도록 하여, 이에 대한 응답신호의 수신을 대기하게 된다.In the standby mode, a power signal is transmitted through the primary side core 12 for each cycle, and such a power signal includes a call signal for calling a unique ID value of the wireless power receiver 20, and a response signal thereto. Wait for the reception of.

이후 스탠바이모드에서 무선전력수신장치(20)의 고유 ID값을 호출하는 신호를 발신하고 이에 대한 응답신호를 수신대기하는 중에, 1차측코어(12)를 통한 부하변조에 따른 감지신호를 수신하여 물체를 감지하게 된다. 이와 같이 감지되는 임의 의 물체에 대하여, 휴대폰, PDA, PMP, DMB단말기, MP3, UMPC 또는 노트북과 같이 무접점 충전이 가능한 휴대용 무선전력수신장치(20) 이외에도, 금속물질, 비금속물질 및 무접점 충전이 불가능한 일반 전자기기 등이 접근될 수 있을 것이다. 따라서 이들과 같은 임의의 물체에 의하여 발생되는 부하변조에 의한 신호를 감지신호로 수신함에, 무선전력전송장치(10)에서는 우선 물체가 근접되었는지 분별하여 물체의 유무를 판별하게 된다.Thereafter, while the standby mode transmits a signal for calling the unique ID value of the wireless power receiver 20 and waits for a response signal, the sensing signal according to the load modulation through the primary side core 12 is received. Will be detected. In addition to the portable wireless power receiver 20 which can be contactlessly charged such as a mobile phone, PDA, PMP, DMB terminal, MP3, UMPC or laptop for any object detected in this way, metallic materials, nonmetallic materials and contactless charging This impossible general electronics, etc. will be accessible. Therefore, when receiving a signal due to the load modulation generated by any of such objects as a detection signal, the wireless power transmission apparatus 10 first discriminates whether the object is close to determine whether there is an object.

이에 비금속과 같이 충전이 되지 않는 금속물체 또는 무접점충전이 불가한 전자기기의 경우에는 충전작동으로 인하여 발열 및 기기작동 이상 등의 현상이 발생될 우려가 있다.In the case of non-metal metallic objects such as non-metal or non-contact charging electronic devices there is a fear that the phenomenon such as heat generation and device operation due to the charging operation.

따라서 이러한 이물질(PMD, Parasitic Metal Detection)을 아이디체킹부(15)에서 감지되는 신호에 의하여 에러신호를 전송컨트롤러(11) 측으로 발신하게 되는 것이다. 그리하여 이물질로 감지되는 경우에는 엘씨디 또는 엘이디 등의 디스플레이어에 이물질에러표시를 하며, 충전작동을 정지하도록 작동하게 된다(PMD error, Parasitic Metal Detection error). 그러나 감지된 수신신호가 무접점 충전이 가능한 무접점전력수신장치(30)의 고유 ID에 대한 데이터로 판별되는 경우에는, 부하변조에 의하여 감지된 신호를 정상 수신신호로 판별하고 충전작동을 진행하게 된다.Therefore, the foreign material (PMD, Parasitic Metal Detection) is to send an error signal to the transmission controller 11 by the signal detected by the ID checking unit 15. Therefore, if it is detected as a foreign material, the display of the LCD or LED, such as the foreign material error is displayed, and the charging operation to stop (PMD error, Parasitic Metal Detection error). However, when the detected received signal is determined as data for the unique ID of the contactless power receiver 30 capable of contactless charging, the signal detected by the load modulation is determined as a normal received signal and the charging operation is performed. do.

물론 무선전력수신장치(20)에서도, 무선전력전송장치(10) 측으로부터 전송되는 고유 ID 값 요청신호에 대하여, 무선전력수신장치(20)의 메모리부에 저장된 고유 ID 값을 호출하여, 2차측코어(22)를 통하여 무선전력전송장치(10) 측으로 응답신호를 전송하게 되는 것이다.Of course, in the wireless power receiver 20, the unique ID value stored in the memory unit of the wireless power receiver 20 is called for the unique ID value request signal transmitted from the wireless power transmitter 10, and the secondary side. The response signal is transmitted to the wireless power transmitter 10 through the core 22.

따라서 이처럼 무선전력수신장치(20)로부터 정상 고유 ID 신호를 수신하게 되면, 프리드라이버(14), 공진형컨버터(13) 및 1차측코어(12) 등으로 통하여 풀파워전송전력신호가 발신되도록 구비되는 것이다.Therefore, when the normal unique ID signal is received from the wireless power receiver 20 as described above, the full power transmission power signal is transmitted through the predriver 14, the resonant converter 13, the primary side core 12, and the like. Will be.

이후 무선전력수신장치(20)로부터 만충전정보를 수신하면 해당 디스플레이어에 만충전상태를 표시하고 충전작동을 정지하도록 하여, 충전작동을 완료하게 되는 것이다.After receiving the full charge information from the wireless power receiver 20 to display the full charge state on the display and to stop the charging operation, the charging operation is completed.

이에 더하여 무선전력전송장치(10)의 1차측코어 그리고 무선전력수신장치(20)의 2차측코어 등에는 차폐하기 위한 차폐부재(HPES : Hanrim Postech Electro-magnetic shield)가 구비될 수도 있다.In addition, a primary member core of the wireless power transmitter 10 and a secondary core of the wireless power receiver 20 may be provided with a shielding member (HPES: Hanrim Postech Electro-magnetic shield).

이러한 차폐부재(HPES)로는 무선전력전송장치(10) 측으로는 전송차폐패널(전송HPES)이 구비될 수 있고, 또한 무선전력수신장치(20) 측으로는 2차측코어 양면으로 수신차폐패널(수신1차HPES)(수신2차HPES) 등이 구비될 수 있고, 와전류 저감을 위하여 와전류저감부재가 구비될 수도 있다.The shielding member HPES may be provided with a transmission shielding panel (transmission HPES) on the side of the wireless power transmission apparatus 10, and a reception shielding panel (receive 1) on both sides of the secondary core on the side of the wireless power receiving apparatus 20. Secondary HPES) or the like, and an eddy current reducing member may be provided to reduce the eddy current.

그리고 전송차폐패널 또는 수신차폐패널 등은 센더스트 55 ~ 75 중량부에 대하여 25 ~ 55 중량부의 폴리우레탄이 포함되어 이루어져 구비될 수 있는 것이다.In addition, the transmission shielding panel or the reception shielding panel may include 25 to 55 parts by weight of polyurethane based on 55 to 75 parts by weight of Sendust.

또한 와전류저감부재는 망형상으로 형성되는 폴리에스터에 와전류저감조성물이 도금되어 이루어지는 것으로, 상기 와전류저감조성물은 니켈 55 ~ 65 중량부에 대하여 35 ~ 45 중량부의 아연이 포함되어 이루어져 구비될 수 있는 것이다.In addition, the eddy current reducing member is formed by plating the eddy current reducing composition on the polyester formed in a mesh shape, the eddy current reducing composition may be provided by containing 35 to 45 parts by weight of zinc with respect to 55 to 65 parts by weight of nickel. .

이에 센더스트(sendust)는 알루미늄, 규소, 철 등으로 조성되는 것으로, 고 투자율 합금에 해당되는 것이다. 이러한 차폐성능이 탁월한 센더스트와 폴리우레탄을 함께 조성하여 전송차폐패널을 구비한 것이다. 이에 센더스트가 55 중량부 이하이면 차폐성능이 저하될 우려가 있고, 반면 75 중량부 이상일 경우에는 투여되는 양에 비하여 성능이 향상되지 않게 된다.Sendust (sendust) is composed of aluminum, silicon, iron, etc., and corresponds to a high permeability alloy. This shielding performance is excellent in composition with Sendust and polyurethane together with a transmission shielding panel. Therefore, if the sendust is 55 parts by weight or less, the shielding performance may be lowered. On the other hand, when 75 parts by weight or more, the performance is not improved compared to the amount administered.

이처럼 패널 형태로 이루면서 센더스트가 포함되어 이루어지는 전송차폐패널에 의하여 1차측코어에서 유도되는 자기장이 효과적으로 차폐되고, 또한 수신차폐패널에 의하여 2차측코어에 의한 자기장이 효과적을 차폐될 수 있는 것이다.As such, the magnetic field induced in the primary core is effectively shielded by the transmission shielding panel including the sender in the form of a panel, and the magnetic field by the secondary core can be effectively shielded by the receiving shielding panel.

이에 더하여 상기 무선전력수신장치(20)에서는 와전류가 발생될 우려가 있기 때문에, 이러한 와전류는 와전류저감부재에 의하여 소멸되도록 구비될 수 있는 것이다.In addition, since the eddy current may be generated in the wireless power receiver 20, the eddy current may be provided to be extinguished by the eddy current reducing member.

그리고 니켈과 아연으로 되는 와전류저감조성물이 폴리에스터의 표면에 도금되는 것이기 때문에, 결국 와전류저감부재는 금속망형상으로 형성되는 것으로, 자기장에 의하여 발생될 수 있는 와전류(일명 "맴돌이전류")가 와전류저감부재인 금속망의 메쉬에 의하여 소용돌이효과로 감소되도록 하여, 무선전력수신장치(20)의 회로가 보호되도록 구비되는 것이다. 즉 이러한 와전류저감부재의 금속망의 메쉬에 의하여, 많은 수의 금속망 메쉬별로 맴돌이전류가 감소되도록 하기 때문에, 배터리팩 전체적으로는 자기장에 의한 맴돌이 전류가 감소되는 것이다. 이에 와전류저감부재는 금속망형상으로 100 메쉬 내지 200 메쉬 정도의 금속망으로, 보다 바람직하게는 135 메쉬로 이루어질 수 있다. In addition, since the eddy current reducing composition composed of nickel and zinc is plated on the surface of the polyester, the eddy current reducing member is formed in the shape of a metal mesh, so that the eddy current (also called “eddy current”) that can be generated by the magnetic field is eddy current. By reducing the eddy effect by the mesh of the metal mesh as a reducing member, the circuit of the wireless power receiver 20 is provided to be protected. That is, the eddy current is reduced by the mesh mesh of a large number of mesh meshes by the eddy current reducing member, the eddy current due to the magnetic field is reduced as a whole of the battery pack. The eddy current reducing member may be a metal mesh of about 100 mesh to 200 mesh in a metal mesh shape, more preferably, 135 mesh.

이와 같이 구비되는 본 발명에 따른 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템(A)은 무선전력수신장치(20)에서 수신되는 전력신호가 수신효율이 양호하도록 구비될 수 있다. 이를 위하여 무선전력수신장치(20)의 정류부(23)가 기존의 다수의 다이오드로 되는 풀브릿지형보다는 스위칭소자를 이용하여 정류되도록 구비됨이 바람직하다.The high-efficiency power control type contactless charging system A according to the present invention provided as described above may be provided such that the power signal received from the wireless power receiver 20 has good reception efficiency. To this end, the rectifier 23 of the wireless power receiver 20 is preferably provided to be rectified using a switching element rather than a full bridge type of a plurality of conventional diodes.

즉 도 3 내지 도 6 등에서와 같이, 이러한 스위칭소자는 2차측코어(22)와 정류부(23)의 출력단에 각각 2개로 되는 한 쌍으로 하여 구비되는 것으로, 스위칭소자의 스위칭 작동으로 작동신호가 양호하게 되고, 또한 전력손실이 적게 되어 안정적이고 효율이 높은 정류작동을 하게 되는 것이다.That is, as shown in FIGS. 3 to 6, the switching elements are provided in pairs of two at the output terminals of the secondary side core 22 and the rectifying unit 23, and the operation signal is good by the switching operation of the switching elements. In addition, power loss is reduced and stable and efficient rectification operation is achieved.

이에 대한 구체적인 구성을 살펴보면, 스위칭소자는 게이트단자, 드레인단자 및 소스단자 등으로 되는 것으로, 도 3에서와 같이, 2차측코어(22)와 정류부(23)의 제1출력단자(231) 및 제2출력단자(232) 사이에 제1스위칭소자(Q2_1)와 제2스위칭소자(Q2_2)가 구비되는 것이다.In detail, the switching device includes a gate terminal, a drain terminal, a source terminal, and the like. As shown in FIG. 3, the first output terminal 231 and the first output terminal of the secondary side core 22 and the rectifying unit 23 are formed. The first switching element Q2_1 and the second switching element Q2_2 are provided between the two output terminals 232.

그리하여 상기 제1스위칭소자(Q2_1)는 제1드레인(D1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제1게이트(G1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 연결되며, 제1소스(S1) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되게 된다.Thus, in the first switching device Q2_1, a first drain D1 terminal is connected between the first terminal 221 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22, and the first gate G1. ) Terminal is connected to the second terminal 222 of the secondary side core 22, the first source (S1) terminal is provided to be connected to the second output terminal (232).

또한 상기 제2스위칭소자(Q2_2)는 제2드레인(D2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제2게이트(G2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 연결되며, 제2소스(S2) 단자가 제2출력단자(232) 와 연결되도록 구비되는 것이다.In addition, the second switching device Q2_2 has a second drain D2 terminal connected between the second terminal 222 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22, and the second gate G2. ) Terminal is connected to the first terminal 221 of the secondary side core 22, the second source (S2) terminal is provided to be connected to the second output terminal (232).

그리고 상기 제1스위칭소자(Q2_1)의 제1드레인(D1) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제1역류방지다이오드(31)가 구비되고, 상기 제2스위칭소자(Q2_2)의 제2드레인(D2) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제2역류방지다이오드(32)가 구비되는 것이다.In addition, a first backflow prevention diode 31 is provided between the first drain D1 terminal of the first switching device Q2_1 and the first output terminal 231, and the second switching device Q2_2 is provided. The second backflow prevention diode 32 is provided between the drain D2 terminal and the first output terminal 231.

이에 더하여 상기 정류부(23)에는 상기 제1출력단자(231)와 상기 제2출력단자(232) 사이에 병렬연결되는 커패시터(C2)가 구비되는 것이다.In addition, the rectifier 23 includes a capacitor C2 connected in parallel between the first output terminal 231 and the second output terminal 232.

그리고 무선전력전송장치(10)의 공진형컨버터(13)에도 한 쌍의 스위칭소자(Q1)(Q2)가 적용되어, 도 4에서와 같이, 스위칭소자(Q1)(Q2)에서 펄스형의 입력신호로 스위칭되어짐에, 1차측코어(12)에서 발생되는 유도자기장은 안정된 곡선의 정현파가 되어 발신되게 되는 것이다.In addition, a pair of switching elements Q1 and Q2 are also applied to the resonant converter 13 of the wireless power transmission apparatus 10. As shown in FIG. 4, a pulse type input from the switching elements Q1 and Q2 is performed. As the signal is switched, the induced magnetic field generated in the primary core 12 is transmitted as a sinusoidal wave of a stable curve.

따라서 무선전력전송장치(10)의 공진형컨버터(13)가 스위칭소자로 구비됨에 따라 안정된 정현파 곡선형태로 하는 유도자기장이 발생되기 때문에, 무선전력수신장치(20)에서의 신호수신효율이 더욱 양호하게 되는 장점이 있는 것이다.Therefore, since the induction magnetic field in the form of a stable sinusoidal wave is generated as the resonant converter 13 of the wireless power transmitter 10 is provided as a switching element, the signal reception efficiency in the wireless power receiver 20 is more excellent. There is an advantage to doing.

이에 더하여 무선전력수신장치(20)의 정류부(23)에도, 한 쌍의 스위칭소자(Q2_1)(Q2_2)가 구비되는 것으로, 이러한 스위칭소자에 의하여 수신된 유도전류가 효율이 양호하게 정류되는 장점이 있다.In addition, a pair of switching elements Q2_1 and Q2_2 are also provided in the rectifying unit 23 of the wireless power receiver 20, and the advantage that the induction current received by the switching element is efficiently rectified is good. have.

즉 도 4에서와 같이 무선전력전송장치(10)의 공진형컨버터(13)에 스위칭소자에 의하여, 1차측코어(12)에서 안정된 정현파의 유도자기장이 발생되고, 이에 무선 전력수신장치(20)에서는 도 7에서와 같이, 2차측코어(22)에서 수신되는 유도전류는 정현파의 발생되는 것이다.That is, as shown in FIG. 4, a stable sine wave induced magnetic field is generated in the primary side core 12 by the switching element in the resonant converter 13 of the wireless power transmitter 10, and thus, the wireless power receiver 20. In FIG. 7, the induced current received from the secondary side core 22 is generated of a sine wave.

이러한 유도전류신호를 전송받는 정류부(23)에서는 도 5와 도 6에서와 같이 양측의 스위칭소자(Q2_1)(Q2_2)에서 서로 번갈아 가면서 전류가 흐르게 되는 과정을 거치게 되어, 결국 안정된 전류로 정류되는 것이다. 즉 도 5에서와 같이 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 2차측코어(22)의 제1단자(221) 측이 양의 전압(+)이 되는 경우에는 제1단자(221)와 연결되는 제2스위칭소자(Q2_2)의 제2게이트(G2) 측으로 양의 전류가 인가되어 결국 제2스위칭소자(Q2_2)가 작동하게 된다. 따라서 제1단자(221) 측으로부터의 양의 전류의 흐름을 보면, 제1단자(221) -> 제1역류방지다이오드(31) -> 정류부(23)의 제1출력단자(231) -> 커패시터(C2) -> 정류부(23)의 제2출력단자(232) 측 -> 제2스위칭소자(Q2_2)의 제2소스(S2) -> 제2드레인(D2) -> 2차측코어(22)의 제2단자(222)로 하여 하나의 루프가 형성되게 되는 것이다. 따라서 이러한 전류의 흐름 과정 중에 커패시터(C2)의 양 단자로 하는 정류부(23)의 양측 출력단자(231)(232) 사이로 하여 출력전압이 발생되는 것이다.In the rectifying unit 23 that receives the induced current signal, as shown in FIGS. 5 and 6, the switching elements Q2_1 and Q2_2 are alternately flowed with each other, so that the current flows, thereby rectifying to a stable current. . That is, as shown in FIG. 5, when the induced current generated in the secondary side core 22 becomes a positive voltage (+) at the side of the first terminal 221 of the secondary side core 22, the first terminal 221 and A positive current is applied to the second gate G2 side of the second switching element Q2_2 that is connected to operate the second switching element Q2_2. Therefore, when the positive current flows from the first terminal 221 side, the first terminal 221-> first backflow prevention diode 31-> first output terminal 231 of the rectifier 23-> Capacitor C2-> second output terminal 232 side of rectifier 23-> second source S2 of second switching element Q2_2-> second drain D2-> secondary side core 22 One loop is formed as the second terminal 222. Therefore, an output voltage is generated between both output terminals 231 and 232 of the rectifier 23 serving as both terminals of the capacitor C2 during the flow of the current.

그리고 무선전력전송장치(10)의 스위칭작동으로 인하여 2차측코어(22)에서 유도되는 전류의 흐름이 반대로 발생되게 된다. 따라서 제2단자(222) 측이 (+) 전압이 발생되고, 그리하여 제1스위칭소자(Q2_2)의 제1게이트(G1)에 양의 전류가 인가되어 결국 제1스위칭소자(Q2_1)가 작동하게 되는 것이다.In addition, due to the switching operation of the wireless power transmitter 10, a current flow induced in the secondary side core 22 is reversed. Accordingly, a positive voltage is generated on the second terminal 222 side, so that a positive current is applied to the first gate G1 of the first switching element Q2_2 so that the first switching element Q2_1 operates. Will be.

따라서 제2단자(222) 측에서부터 흐르게 되는 양의 전류의 흐름을 보면, 2차측코어의 제2단자(222) -> 제2역류방지다이오드(32) -> 정류부(23)의 제1출력단 자(231) -> 커패시터(C2) -> 정류부(23)의 제2출력단자(232) -> 제1스위칭소자(Q2_1)의 제1소스(S1) -> 제1드레인(D1) -> 2차측코어(22)의 제1단자(221)로 하여 하나의 루프가 형성되게 되는 것이다. 그리하여 이러한 전류의 흐름에 의해 커패시터(C2)의 양측 출력단자(231)(232) 사이로 하여 출력전압이 발생되는 것이다.Therefore, when looking at the flow of the positive current flowing from the second terminal 222 side, the first output terminal of the second terminal 222 of the secondary-side core-> second backflow prevention diode 32-> rectifier 23 (231)-> Capacitor C2-> Second output terminal 232 of rectifier 23-> First source S1 of first switching element Q2_1-> First drain D1-> 2 One loop is formed as the first terminal 221 of the vehicle core 22. Thus, an output voltage is generated between the output terminals 231 and 232 of both sides of the capacitor C2 by the flow of the current.

이러한 일련의 과정에서 2차측코어(22)에서 정현파인 곡선의 파형으로 유도전류가 발생되더라도 신호이득 및 전류흐름 전환이 빠르게 작동하기 때문에 더욱 안정적인 정류된 전원을 공급받게 되는 것이다.In this series of processes, even if the induced current is generated in the waveform of the sinusoidal curve in the secondary side core 22, the signal gain and the current flow switching operate quickly, so that a more stable rectified power is supplied.

이와 같이 안정적으로 정류되어 공급되는 전원은, 종래와 같이 다수의 다이오드로 되는 경우에 비하여, 전류손실이 적어 2차측코어(22)에서 발생되는 전압 및 전류가 손실이 적은 상태로 배터리팩(24)에 충전되도록 하는 장점이 있는 것이다. 특히 본 발명에서와 같이 무선전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장에 의하여 전력신호를 전송받는 무선전력수신장치(20)에서는 수신된 전력신호인 유도전류를 손실없이 정류하여 충전되도록 함이 중요한 요구사항이 되는 것이다. 이는 별도의 외부전원이 공급되지 않기 때문에 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 그대로 손실없이 충전되어 이용되어야만 극대화될 수 있기 때문이다.As described above, the power supplied stably rectified has a low current loss and a low voltage and current generated in the secondary side core 22 as compared with the case of using a plurality of diodes as in the prior art. There is an advantage to be charged. In particular, in the wireless power receiver 20 that receives a power signal by an induction magnetic field transmitted from the wireless power transmitter 10 as in the present invention, it is important to rectify and charge the induced current as a received power signal without loss. It is a requirement. This is because the induction current generated in the secondary side core 22 can be maximized only when it is used without being charged without loss because no external power is supplied.

그러나 일반적으로 이용되고 있는 정류부재로는 전력제어용 다이오드가 적용되는 풀브릿지 정류부재를 이용하고 있는 것이다. 그러나 이러한 전력제어용 다이오드의 경우에는 내부저항이 있어, 이러한 내부저항으로 인하여 수신된 유도전류의 전력신호는 정류과정 중에서 손실되게 되면, 이러한 손실은 결국 무접점 충전시스템(A)의 전력송수신 효율이 저하됨을 의미하게 되는 것이다.However, as a rectifying member generally used, a full bridge rectifying member to which a power control diode is applied is used. However, such a power control diode has an internal resistance, and if the power signal of the induced current received due to such internal resistance is lost during the rectification process, this loss eventually degrades the power transmission and reception efficiency of the contactless charging system A. It will mean.

이에 반해 본 발명에 따른 고효율 전력제어형 무접점 충전시스템(A)의 무선전력전송장치(10)의 공진형컨버터(13)와 함께 무선전력수신장치(20)의 정류부(23)에서도 스위칭소자를 적용하기 때문에, 곡선의 정현파인 아날로그신호에 대하여 소프트스위칭(Zero voltage Zero switching)으로 하여 스위칭 작동되는 것으로, 신속하고 안정되기 때문에 안정되게 정류된 전원신호로 하여 출력되도록 하고, 나아가 정류과정 중에 전압강하 또는 전력소모없이 충전되도록 하여 충전효율이 향상되도록 하는 장점이 있는 것이다.On the contrary, the switching element is also applied to the rectifier 23 of the wireless power receiver 20 together with the resonant converter 13 of the wireless power transmitter 10 of the high efficiency power controlled solid state charging system A according to the present invention. Therefore, switching is performed by soft switching (Zero voltage Zero switching) to the analog signal, which is a sinusoidal wave of the curve, and is output as a stable rectified power signal because it is fast and stable. There is an advantage that the charging efficiency is improved by being charged without power consumption.

그리고 이처럼 스위칭소자를 적용하는 정류부 및 공진형컨버터의 경우, 기존의 다이오드에서의 내부저항에 따른 발열 현상이 없기 때문에 더욱 안정된 신호가 전송되고 정류되도록 하는 장점이 있다.In the case of the rectifier and the resonant converter to which the switching device is applied, there is an advantage in that a more stable signal is transmitted and rectified because there is no heat generation phenomenon according to the internal resistance of the conventional diode.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below In the present invention can be carried out by various modifications or variations.

도 1은 본 발명에 따른 무접점충전시스템에 대한 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a contactless charging system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력수신장치에 대한 개략적인 구성도.Figure 2 is a schematic configuration diagram of a wireless power receiving apparatus of a contactless charging system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 무선전력수신장치의 정류부에 대한 개략적인 구성도.3 is a schematic configuration diagram of a rectifier of the wireless power receiver according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력전송장치에서의 스위칭 파형에 대한 예시도.Figure 4 is an illustration of a switching waveform in a wireless power transmission device of a contactless charging system according to the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 무접점충전시스템의 무선전력수신장치에서의 실시에 대한 개략적인 예시도.5 and 6 is a schematic illustration of the implementation in the wireless power receiving apparatus of the contactless charging system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 무선전력전송장치의 발신전류에 대한 무선전력수신장치에서의 정류 출력 파형에 대한 예시도.Figure 7 is an illustration of the rectified output waveform in the wireless power receiver for the outgoing current of the wireless power transmitter according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

A : 무접점 충전시스템 10 : 무선전력전송장치A: contactless charging system 10: wireless power transmission device

11 : 전송컨트롤러 12 : 1차측코어11: transmission controller 12: primary side core

13 : 공진형컨버터 14 : 프리드라이버13: resonant converter 14: pre-driver

20 : 무선전력수신장치 21 : 파워컨트롤러20: wireless power receiver 21: power controller

22 : 2차측코어 23 : 정류부22: secondary side core 23: rectifier

24 : 배터리셀 25 : 충전제어부24: battery cell 25: charge control unit

31 : 제1역류방지다이오드 32 : 제2역류방지다이오드31: first backflow preventing diode 32: second backflow preventing diode

Q2_1 : 제1스위칭소자 Q2_2 : 제2스위칭소자Q2_1: first switching device Q2_2: second switching device

Claims (5)

1차측코어(12)를 통하여 유도자기장이 발생되도록 하는 무선전력전송장치(10) 및 상기 무선전력전송장치(10)에서 발신되는 유도자기장에 의하여 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류에 의하여 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 무선전력수신장치(20)가 구비되는 무접점 충전 시스템에 있어서,By the induction current generated in the secondary side core 22 by the induction magnetic field transmitted from the wireless power transmission apparatus 10 and the wireless power transmission apparatus 10 to generate an induction magnetic field through the primary side core 12. In the contactless charging system is provided with a wireless power receiver 20 to charge the battery cell 24, 상기 무선전력수신장치(20)는 상기 2차측코어(22)에서 발생되는 유도전류가 정류되도록 하는 정류부(23)가 구비되고, 무선전력수신장치(20)의 파워컨트롤러(21)의 제어신호를 받아 배터리셀(24)에 전력이 충전되도록 하는 충전제어부(25)가 구비되고,The wireless power receiver 20 is provided with a rectifier 23 for rectifying the induced current generated in the secondary side core 22, the control signal of the power controller 21 of the wireless power receiver 20 Receiving is provided with a charge control unit 25 to charge the battery cell 24, 상기 정류부(23)는 상기 2차측코어(22)와 정류부(23)의 제1출력단자(231) 및 제2출력단자(232) 사이에 제1스위칭소자(Q2_1)와 제2스위칭소자(Q2_2)가 포함되어 구비되어지되,The rectifying unit 23 includes a first switching element Q2_1 and a second switching element Q2_2 between the secondary side core 22 and the first output terminal 231 and the second output terminal 232 of the rectifying unit 23. ) Is included, 상기 제1스위칭소자(Q2_1)는 제1드레인(D1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제1게이트(G1) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 연결되며, 제1소스(S1) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되고,In the first switching device Q2_1, a first drain D1 terminal is connected between the first terminal 221 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22 and the first gate G1. The terminal is connected to the second terminal 222 of the secondary side core 22, the first source (S1) terminal is provided to be connected to the second output terminal 232, 상기 제2스위칭소자(Q2_2)는 제2드레인(D2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제2단자(222)와 제1출력단자(231) 사이에 연결되고, 제2게이트(G2) 단자가 상기 2차측코어(22)의 제1단자(221)와 연결되며, 제2소스(S2) 단자가 제2출력단자(232)와 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전 시스템.In the second switching device Q2_2, a second drain D2 terminal is connected between the second terminal 222 and the first output terminal 231 of the secondary side core 22 and the second gate G2. The terminal is connected to the first terminal 221 of the secondary side core 22, the second source (S2) terminal is provided to be connected to the second output terminal 232, high efficiency power control type contactless charging system. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1스위칭소자(Q2_1)의 제1드레인(D1) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제1역류방지다이오드(31)가 구비되고,A first backflow prevention diode 31 is provided between the first drain D1 terminal of the first switching element Q2_1 and the first output terminal 231. 상기 제2스위칭소자(Q2_2)의 제2드레인(D2) 단자와 제1출력단자(231) 사이에 제2역류방지다이오드(32)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전 시스템.And a second backflow prevention diode (32) provided between the second drain (D2) terminal and the first output terminal (231) of the second switching element (Q2_2). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정류부(23)는 상기 제1출력단자(231)와 상기 제2출력단자(232) 사이에 병렬연결되는 커패시터(C2)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전 시스템.The rectifier (23) is a high efficiency power control type contactless charging system, characterized in that provided with a capacitor (C2) connected in parallel between the first output terminal (231) and the second output terminal (232). 제 1항, 제3항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 and 3 to 4, 상기 무선전력전송장치(10)는 상기 1차측코어(12)로 발신 전력이 전송되도록 하는 공진형컨버터(13);The wireless power transmission apparatus 10 includes a resonant converter (13) for transmitting outgoing power to the primary side core (12); 전송컨트롤러(11)의 제어신호를 수신받아 상기 공진형컨버터(13)로 발진신호를 전송하도록 하는 프리드라이버(14);A pre-driver 14 receiving the control signal of the transmission controller 11 and transmitting an oscillation signal to the resonant converter 13; 상기 1차측코어(12)와 연결되어 상기 무선전력수신장치(20)로부터 전송되는 고유 ID 신호 및 전송신호를 처리하여 상기 전송컨트롤러(11) 측으로 전송하도록 구비되는 아이디체킹부(15); 및 전송컨트롤러(11)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율 전력제어형 무접점 충전 시스템.An ID checking unit 15 connected to the primary side core 12 and configured to process a unique ID signal and a transmission signal transmitted from the wireless power receiver 20 and transmit the signal to the transmission controller 11 side; And a high efficiency power control type contactless charging system, characterized in that the transmission controller 11 is included.
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