KR102075343B1 - 무선전력전송 장치 및 방법 - Google Patents
무선전력전송 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102075343B1 KR102075343B1 KR1020180053653A KR20180053653A KR102075343B1 KR 102075343 B1 KR102075343 B1 KR 102075343B1 KR 1020180053653 A KR1020180053653 A KR 1020180053653A KR 20180053653 A KR20180053653 A KR 20180053653A KR 102075343 B1 KR102075343 B1 KR 102075343B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- axis
- axis current
- voltage command
- command
- transmitting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2611—Measuring inductance
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/4826—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode operating from a resonant DC source, i.e. the DC input voltage varies periodically, e.g. resonant DC-link inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
- H04B5/263—Multiple coils at either side
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
무선전력전송 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 장치는, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 상기 복수의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하는 추정부, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 상기 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 변환부, d축 전류 명령, q축 전류 명령, 상기 d축 전류, 상기 q축 전류 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성하는 전압 명령 생성부, 및 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급하는 전력변환부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 무선전력전송 장치 및 방법 기술과 관련된다.
무선전력전송(WPT: Wireless Power Transfer) 기술은 스마트 워치, 보청기 등 소형 전자기기의 무선충전에 활용할 수 있다. 무선전력전송 및 이를 이용한 충전장치는 모바일 전자기기에 전력을 공급하는 수단으로 수요가 점차 증가하고 있다.
그러나, 기존의 무선전력전송 및 이를 이용한 충전장치는 수신단의 위치에 따라 전력전송 효율이 변하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 무선전력전송 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 장치는, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 상기 복수의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하는 추정부, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 상기 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 변환부, d축 전류 명령, q축 전류 명령, 상기 d축 전류, 상기 q축 전류 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성하는 전압 명령 생성부, 및 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급하는 전력변환부를 포함한다.
상기 변환부는, 상기 제1 송신 코일의 α축 전류와 상기 제2 송신 코일의 β축 전류를 각각 복조하여, 상기 α축 전류 및 상기 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출하는 복조부 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 α축 전류의 포락선과 상기 β축 전류의 포락선을 각각 상기 d축 전류와 상기 q축 전류로 변환하는 d-q 변환부를 포함할 수 있다.
상기 전압 명령 생성부는, 상기 d축 전류 명령, 상기 q축 전류 명령, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성하는 비례적분 제어기 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 d축 전압 명령 및 상기 q축 전압 명령을 각각 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령으로 변환하는 d-q 역변환부를 포함할 수 있다.
상기 전력변환부는, 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어하는 DC-DC 컨버터 및 크기가 제어된 상기 α축 전압 및 상기 β축 전압을 변조하여 상기 고주파 전압을 생성하는 공진형 인버터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 방법은, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 상기 복수의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하는 단계, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 상기 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 단계, d축 전류 명령, q축 전류 명령, 상기 d축 전류, 상기 q축 전류 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성하는 단계 및 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급하는 단계를 포함한다.
상기 변환하는 단계는, 상기 제1 송신 코일의 α축 전류와 상기 제2 송신 코일의 β축 전류를 각각 복조하여, 상기 α축 전류 및 상기 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출하는 단계 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 α축 전류의 포락선과 상기 β축 전류의 포락선을 각각 상기 d축 전류와 상기 q축 전류로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는, 상기 d축 전류 명령, 상기 q축 전류 명령, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성하는 단계 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 d축 전압 명령 및 상기 q축 전압 명령을 각각 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공급하는 단계는, 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어하는 단계 및 크기가 제어된 상기 α축 전압 및 상기 β축 전압을 변조하여 상기 고주파 전압을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 송신 코일과 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하고, 추정된 상호 인덕턴스 각 및 전류 명령에 기초하여 전압명령을 계산하여 복수의 송신 코일에 고주파 전압을 공급함으로써 수신단의 위치가 변함에도 최대 전력을 전송하여 무선전력전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공진 유도 결합을 이용한 무선전력전송 시스템의 등가 회로에 대한 일 예를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 장치의 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 방법의 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 장치의 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 방법의 순서도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 유도 결합을 이용한 무선전력전송 시스템의 등가 회로에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
무선전력전송 시스템은 α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 시스템이다.
구체적으로, 무선전력전송 시스템는 두 개의 송신 코일 즉, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일과 하나의 수신 코일 사이의 공진 유도 결합을 이용하여 무선으로 송신부에서 수신부로 전력을 전송한다. 이때 송신 코일 및 수신 코일은 원형으로 형성될 수 있다.
도 1를 참조하면, 공진 유도 결합을 이용한 무선전력전송 시스템의 등가 회로는 송신단과 수신단을 포함한다.
송신단은 α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함한다. 이때, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일은 저항( ) 및 커패시턴스( )를 포함한다. 또한, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일은 각각 및 값을 가지는 인덕턴스를 포함한다. 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일의 입력단자에는 각각 전류( , ) 및 전압( , )이 인가된다. 이때, 제1 송신 코일의 전류와 제2 송신 코일의 전류의 합성벡터는 로 나타내고, 제1 송신 코일의 전류 벡터와 합성 벡터가 이루는 각도는 로 나타낸다. 또한, 제1 송신 코일과 제2 송신 코일이 서로 직교(orthogonal)하는 것으로 가정하면, 제1 송신 코일과 제2 송신 코일 사이의 상호 인덕턴스( ) 값은 0이다.
수학식 1에서 는 전력 전송 효율, 은 출력 전력, 는 입력 전력, 는 제1 송신 코일의 소모 전력, 는 제2 송신 코일의 소모 전력, 는 수신 코일의 소모 전력, 는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일에 인가되는 전압과 전류의 주파수, 는 송신 코일의 리액턴스, 는 제1 송신 코일과 수신 코일 간의 상호 인덕턴스, 는 제2 송신 코일과 수신 코일 간의 상호 인덕턴스를 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송 장치(200)의 구성도이다.
도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송 장치(200)는 추정부(210), 변환부(220), 전압 명령 생성부(230) 및 전력변환부(240)를 포함한다.
추정부(210)는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 복수의 송신 코일과 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정한다.
구체적으로, 상호 인덕턴스 각은 아래의 수학식 2를 이용하여 나타낼 수 있다.
따라서, 추정부(210)는 아래의 수학식 4를 이용하여 상호 인덕턴스 각을 추정할 수 있다.
변환부(220)는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 추정부(210)에 의해 추정된 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변환부(220)는 제1 송신 코일에 흐르는 α축 전류와 제2 송신 코일에 흐르는 β축 전류를 각각 복조하여, α축 전류 및 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출하는 복조부를 포함할 수 있다. 이때, 는 α축 전류를 의미하고, 는 β축 전류를 의미한다. 구체적으로 복조부는 및 를 복조하여 α축 전류 및 β축 전류 각각에 대한 포락선인 및 를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 변환부(220)는 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 복조부에 의해 검출된 α축 전류의 포락선과 β축 전류의 포락선을 각각 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 d-q 변환부를 포함할 수 있다. 구체적으로, d-q 변환부는 아래의 수학식 5를 이용하여 α축 전류의 포락선과 β축 전류의 포락선을 각각 d축 전류와 q축 전류로 변환할 수 있다.
전압 명령 생성부(230)는 d축 전류 명령, q축 전류 명령, d축 전류, q축 전류 및 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성한다.
이때, d축 전류 명령 및 q축 전류 명령은 사용자에 의해 설정되거나 별도로 구성되는 전압 제어기에서 설정되는 값일 수 있다. 예를 들어, d축 전류 명령( )은 I로, q축 전류 명령( )은 0으로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 명령 생성부(230)는, d축 전류 명령, q축 전류 명령, d축 전류 및 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성하는 비례적분 제어기를 포함할 수 있다.
구체적으로, 비례적분 제어기는 d축 전류, q축 전류, d축 전류 명령 및 q축 전류 명령을 입력받아 비례 제어와 적분 제어를 수행할 수 있다. 비례적분 제어기는 입력받은 d축 전류 및 q축 전류를 각각 d축 전류 명령 및 q축 전류 명령과의 오차만큼 제어하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 명령 생성부(230)는 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 비례적분 제어기에 의해 생성된 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 각각 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령으로 변환하는 d-q 역변환부를 포함할 수 있다.
구체적으로, d-q 역변환부는 아래의 수학식 6을 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 각각 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령으로 변환할 수 있다.
전력변환부(240)는 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령에 기초하여 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력변환부(240)는 전압 명령 생성부(230)에 의해 생성된 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령에 기초하여, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
구체적으로, DC-DC 컨버터는 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령에 따른 전압의 크기로 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력변환부(240)는 DC-DC 컨버터에 의해 크기가 제어된 α축 전압 및 β축 전압을 변조하여 제1 송신코일 및 제2 송신 코일 각각에 공급되는 고주파 전압을 생성하는 공진형 인버터를 포함할 수 있다.
구체적으로, 공진형 인버터는 α축 전압 및 β축 전압의 주파수를 고주파로 변조하여 고주파 전압을 생성하고, 생성된 고주파 전압을 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일로 공급할 수 있다. 이때, 고주파 전압은 예를 들어, 536kHz 주파수를 가지는 전압일 수 있다. 또한, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각에 공급되는 고주파 전압의 주파수는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각에 포함된 커패시턴스와 인덕턴스가 이루는 공진 주파수와 일치할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 도 2에 도시된 추정부(210), 변환부(220), 전압 명령 생성부(230) 및 전력변화부(240)는 하나 이상의 프로세서 및 그 프로세서와 연결된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함하는 하나 이상의 컴퓨팅 장치 상에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로세서의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 컴퓨팅 장치 내의 프로세서는 각 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에서 기술되는 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어를 실행할 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치로 하여금 본 명세서에 기술되는 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 방법의 순서도이다.
도 3에 도시된 방법은 예를 들어, 도 2에 도시된 무선전력전송 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 무선전력전송 장치(200)는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 복수의 송신 코일과 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정한다(S310).
이후, 무선전력전송 장치(200)는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고(S320), 상호 인덕턴스 각을 이용하여 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환한다(S330).
이때, 무선전력전송 장치(200)는 제1 송신 코일의 α축 전류와 제2 송신 코일의 β축 전류를 각각 복조하여, α축 전류 및 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출할 수 있다.
또한, 무선전력전송 장치(200)는 상호 인덕턴스 각에 기초하여, α축 전류의 포락선과 β축 전류의 포락선을 각각 d축 전류와 q축 전류로 변환할 수 있다.
이후, 무선전력전송 장치는 d축 전류 명령, q축 전류 명령, d축 전류, q축 전류 및 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성한다(S340).
이때, 무선전력전송 장치(200)는 d축 전류 명령, q축 전류 명령, d축 전류 및 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성할 수 있다.
또한, 무선전력전송 장치(200)는 상호 인덕턴스 각에 기초하여, d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 각각 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령으로 변환할 수 있다(S350).
이후, 무선전력전송 장치(200)는 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령에 기초하여 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급한다.
이때, 무선전력전송 장치(200)는 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령에 기초하여, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어할 수 있다(S360).
또한, 무선전력전송 장치(200)는 크기가 제어된 α축 전압 및 β축 전압을 변조하여 고주파 전압을 생성할 수 있다(S370).
한편, 도 3에 도시된 순서도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 무선전력전송 장치
210: 추정부
220: 변환부
230: 전압명령 생성부
240: 전력변환부
210: 추정부
220: 변환부
230: 전압명령 생성부
240: 전력변환부
Claims (8)
- α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 장치에 있어서,
상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 상기 복수의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하는 추정부;
상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 상기 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 변환부;
d축 전류 명령, q축 전류 명령, 상기 d축 전류, 상기 q축 전류 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성하는 전압 명령 생성부; 및
상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급하는 전력변환부를 포함하는 무선전력전송 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 변환부는, 상기 제1 송신 코일의 α축 전류와 상기 제2 송신 코일의 β축 전류를 각각 복조하여, 상기 α축 전류 및 상기 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출하는 복조부; 및
상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 α축 전류의 포락선과 상기 β축 전류의 포락선을 각각 상기 d축 전류와 상기 q축 전류로 변환하는 d-q 변환부를 포함하는 무선전력전송 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전압 명령 생성부는, 상기 d축 전류 명령, 상기 q축 전류 명령, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성하는 비례적분 제어기; 및
상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 d축 전압 명령 및 상기 q축 전압 명령을 각각 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령으로 변환하는 d-q 역변환부를 포함하는 무선전력전송 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전력변환부는, 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어하는 DC-DC 컨버터; 및
크기가 제어된 상기 α축 전압 및 상기 β축 전압을 변조하여 상기 고주파 전압을 생성하는 공진형 인버터를 포함하는 무선전력전송 장치.
- α축 상에 배치된 제1 송신 코일 및 β축 상에 배치된 제2 송신 코일을 포함하는 복수의 송신 코일을 이용하여 수신 코일로 전력을 전송하는 2차원 무선전력전송 방법에 있어서,
상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초하여 상기 복수의 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정하는 단계;
상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각의 전류를 복조하고, 상기 상호 인덕턴스 각을 이용하여 상기 복조된 각 전류를 d축 전류와 q축 전류로 변환하는 단계;
d축 전류 명령, q축 전류 명령, 상기 d축 전류, 상기 q축 전류 및 상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 최대 전력 전송을 위한 α축 전압 명령 및 β축 전압 명령을 생성하는 단계; 및
상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일 각각에 고주파 전압을 공급하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 변환하는 단계는, 상기 제1 송신 코일의 α축 전류와 상기 제2 송신 코일의 β축 전류를 각각 복조하여, 상기 α축 전류 및 상기 β축 전류 각각에 대한 포락선을 검출하는 단계; 및
상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 α축 전류의 포락선과 상기 β축 전류의 포락선을 각각 상기 d축 전류와 상기 q축 전류로 변환하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 생성하는 단계는, 상기 d축 전류 명령, 상기 q축 전류 명령, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류를 이용하여 d축 전압 명령 및 q축 전압 명령을 생성하는 단계; 및
상기 상호 인덕턴스 각에 기초하여, 상기 d축 전압 명령 및 상기 q축 전압 명령을 각각 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령으로 변환하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 공급하는 단계는, 상기 α축 전압 명령 및 상기 β축 전압 명령에 기초하여, 상기 제1 송신 코일 및 상기 제2 송신 코일로 각각 인가되는 α축 전압 및 β축 전압의 크기를 제어하는 단계; 및
크기가 제어된 상기 α축 전압 및 상기 β축 전압을 변조하여 상기 고주파 전압을 생성하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180053653A KR102075343B1 (ko) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 무선전력전송 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180053653A KR102075343B1 (ko) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 무선전력전송 장치 및 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190129270A KR20190129270A (ko) | 2019-11-20 |
KR102075343B1 true KR102075343B1 (ko) | 2020-02-10 |
Family
ID=68729315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180053653A KR102075343B1 (ko) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 무선전력전송 장치 및 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102075343B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230105514A (ko) * | 2022-01-04 | 2023-07-11 | 한국과학기술원 | 다중 수신 무선전력전송의 최적 동작 상태 결정을 위한 송수신 간의 상호 인덕턴스 실시간 추정 방법 및 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101837546B1 (ko) | 2011-09-23 | 2018-03-14 | 전자부품연구원 | 멀티디바이스 무선 전력전송 시스템 |
US9800076B2 (en) * | 2014-02-14 | 2017-10-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Wireless power transfer |
US20160064943A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Konkuk University Industrial Cooperation Corp. | Controlling method and system of power transmission system |
US9767687B2 (en) * | 2015-09-11 | 2017-09-19 | Sony Corporation | System and method for driving assistance along a path |
-
2018
- 2018-05-10 KR KR1020180053653A patent/KR102075343B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1020180053653_002 |
1020180053653_004 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190129270A (ko) | 2019-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4572949B2 (ja) | 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラム | |
CN108604834B (zh) | 用于无线功率***中的功率损耗校准的方法和装置 | |
JP5957311B2 (ja) | 無線電力を用いる通信装置、システム、及び方法 | |
KR102034323B1 (ko) | 급전 장치, 급전 방법 및 기록 매체 | |
US20190068005A1 (en) | Method for wireless charging, transmitter, receiver and power management apparatus | |
KR20160028365A (ko) | 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법과 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 방법 | |
JP2009253762A (ja) | 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラム | |
EP3031117A1 (en) | System and method for alignment and compatibility detection for a wireless power transfer system | |
JP5456625B2 (ja) | 共鳴型無線電力伝送装置 | |
US20170195831A1 (en) | Concurrent wireless power transfer and data communication | |
JP5732870B2 (ja) | 非接触給電装置および非接触給電方法 | |
JP2007336717A (ja) | 非接触電力伝送システム、送電装置及び受電装置 | |
JP2014187795A (ja) | 送電装置、送受電装置、受電装置検出方法、受電装置検出プログラム、及び半導体装置 | |
KR102075343B1 (ko) | 무선전력전송 장치 및 방법 | |
US20130210250A1 (en) | Converter and program | |
JP2016111792A (ja) | 受電装置、受電装置の制御方法、プログラム | |
US10749382B2 (en) | Wireless power transmitter and method for operating the same based on external voltage and current | |
KR20160024585A (ko) | 에너지 충전 장치 및 방법 | |
CN114816139B (zh) | 一种电容屏、电容屏与触控笔的交互方法及存储介质 | |
WO2016167123A1 (ja) | 受電装置、受電方法、および給電システム | |
US10491040B2 (en) | Wireless power transmitting device and method of controlling the same | |
CN116918213A (zh) | 用于无线功率传递***中的通信解调的自动增益控制 | |
JP6555848B2 (ja) | 被充電機器、その制御方法、および制御プログラム、並びに非接触充電システム | |
KR20170115974A (ko) | 누설 자기장 상쇄 방법 | |
JP6476096B2 (ja) | 受信装置およびその制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |