KR102243495B1 - System and method for simultaneously transmitting wireless power and information - Google Patents

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KR102243495B1
KR102243495B1 KR1020190146648A KR20190146648A KR102243495B1 KR 102243495 B1 KR102243495 B1 KR 102243495B1 KR 1020190146648 A KR1020190146648 A KR 1020190146648A KR 20190146648 A KR20190146648 A KR 20190146648A KR 102243495 B1 KR102243495 B1 KR 102243495B1
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이범선
김건영
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a system and a method for simultaneous transmission of wireless power and information. According to an embodiment of the present invention, a wireless power transmission system includes: a parameter collection unit collecting parameter information on a transmission resonance circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power and a reception resonance circuit provided in a receiver for receiving wireless power and transmitting status information to the transmitter through in-band communication; and an information performance index calculating unit which calculates an information performance index based on the collected parameter information, compares the calculated information performance index with a preset threshold, and calculates a maximum communicable distance value between the transmitter and the receiver based on a comparison result.

Description

무선전력 및 정보의 동시 전송을 위한 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SIMULTANEOUSLY TRANSMITTING WIRELESS POWER AND INFORMATION}System and method for simultaneous transmission of wireless power and information {SYSTEM AND METHOD FOR SIMULTANEOUSLY TRANSMITTING WIRELESS POWER AND INFORMATION}

본 발명은 무선전력 및 정보의 동시 전송을 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 확장된 거리에서 무선 전력 및 정보를 동시 전송하는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a method for simultaneously transmitting wireless power and information, and more particularly, to a technical idea for simultaneously transmitting wireless power and information over an extended distance.

무선 전력 전송 시스템은 전기 에너지를 무선으로 전송하는 무선전력 송신기와 무선전력 송신기로부터 전기 에너지를 수신하는 무선전력 수신기를 포함한다. The wireless power transmission system includes a wireless power transmitter that wirelessly transmits electrical energy and a wireless power receiver that receives electrical energy from the wireless power transmitter.

무선 전력 전송 시스템을 이용하면, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결 하지 않고 단지 휴대폰을 충전 패드에 올려놓음으로써, 휴대폰의 배터리를 충전하는 것이 가능하다.Using the wireless power transmission system, it is possible to charge the battery of the mobile phone, for example, by simply placing the mobile phone on the charging pad without connecting a separate charging connector.

무선으로 전기 에너지를 전달하는 방식은, 전기 에너지를 전달하는 원리에 따라 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 및 전자기파 방식으로 구분할 수 있다.The method of wirelessly transmitting electrical energy can be classified into a magnetic induction method, a magnetic resonance method, and an electromagnetic wave method according to a principle of transmitting electrical energy.

자기 유도 방식은 무선전력 송신기에 구비된 송신 코일과 무선전력 수신기에 구비된 수신 코일 사이에서 전기가 유도되는 현상을 이용하여 전기 에너지를 전달하는 방식이다.The magnetic induction method is a method of transferring electric energy by using a phenomenon in which electricity is induced between a transmitting coil provided in a wireless power transmitter and a receiving coil provided in a wireless power receiver.

자기 공진 방식은 송신 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 수신 코일에 에너지가 집중적으로 전달되는 방식이다.The magnetic resonance method is a method in which energy is intensively transmitted to a receiving coil designed with the same resonance frequency by generating a magnetic field that vibrates at a resonance frequency in a transmitting coil.

전자기파 또는 마이크로파 방식은 송신부에서 발생된 전자기파를 수신부에서 단일 또는 복수의 안테나를 이용하여 전자기파를 수신하여 전기 에너지로 변환하는 방식이다.The electromagnetic wave or microwave method is a method in which an electromagnetic wave generated by a transmitting unit is received by a receiving unit using a single or a plurality of antennas and converted into electric energy.

한편, 자기 공진 방식에 기반한 무선전력 전송 시스템에서, 무선전력 송신기와 무선전력 수신기는 상호간에 블루투스(bluetooth)와 같은 아웃-밴드(out-band) 통신을 통해 정보를 송수신하고 있다.Meanwhile, in a wireless power transmission system based on a magnetic resonance method, a wireless power transmitter and a wireless power receiver mutually transmit and receive information through out-band communication such as Bluetooth.

한국공개특허 제10-2017-0030424호 "무선 전력 전송 방법 및 장치"Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2017-0030424 "Wireless power transmission method and apparatus"

본 발명은 정보 성능 지수(FI)를 분석하여 가능한 최대 거리 내에서 무선전력 전송 및 인-밴드 통신을 동시에 수행할 수 있는 무선전력 전송 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a wireless power transmission system and method capable of simultaneously performing wireless power transmission and in-band communication within a maximum possible distance by analyzing an information performance index (FI).

또한, 본 발명은 가능한 최대 거리 내에서 전력/정보를 전송하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 무선전력 전송 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a wireless power transmission system and method capable of improving user convenience by transmitting power/information within a maximum possible distance.

일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집하는 파라미터 수집부 및 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 연산된 정보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 비교 결과에 기초하여 송신기 및 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출하는 정보 성능 지수 연산부를 포함할 수 있다. The wireless power transmission system according to an embodiment includes a transmission resonance circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power, and a receiver for receiving wireless power and transmitting status information to the transmitter through in-band communication. A parameter collection unit that collects parameter information for the reception resonant circuit, and calculates an information merit index based on the collected parameter information, compares the calculated information merit index with a preset threshold, and transmits and receives the result based on the comparison result. It may include an information merit index calculating unit that calculates the maximum distance value that can be communicated between.

일측에 따르면, 송신기는 자기 공진 방식(magnetic resonant coupling)으로 수신기에게 무선전력을 전송할 수 있다. According to one side, the transmitter may transmit wireless power to the receiver by magnetic resonant coupling.

일측에 따르면, 수신기는 부하저항을 더 포함하고, 무선전력을 수신하면 부하저항의 저항값을 제어하여 수신기에 대한 상태 정보를 전달할 수 있다. According to one side, the receiver may further include a load resistor, and upon receiving wireless power, control a resistance value of the load resistor to transmit status information about the receiver.

일측에 따르면, 수신기는 스위치 및 정합회로(matching circuit)를 더 포함하고, 스위치 및 정합회로를 이용한 제어 동작을 통해 부하저항의 저항값을 제어할 수 있다. According to one side, the receiver may further include a switch and a matching circuit, and may control the resistance value of the load resistance through a control operation using the switch and the matching circuit.

일측에 따르면, 송신 공진회로는 송신 저항, 송신 캐패시터 및 송신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하고, 수신 공진회로는 수신 저항, 수신 캐패시터 및 수신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함할 수 있다. According to one side, the transmission resonant circuit may include at least one of a transmission resistance, a transmission capacitor, and a transmission coil, and the reception resonance circuit may include at least one of a reception resistance, a reception capacitor, and a reception coil.

일측에 따르면, 파라미터 정보는 송신 저항의 저항 값, 송신 코일의 Q-팩터(quality factor), 수신 코일의 Q-팩터 및 송신 코일과 수신 코일 사이의 결합 계수 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. According to one side, the parameter information may include at least one or more of a resistance value of a transmission resistance, a quality factor of a transmission coil, a Q-factor of a reception coil, and a coupling coefficient between a transmission coil and a reception coil. .

일측에 따르면, 정보 성능 지수(FI)는 하기 수학식10을 통해 연산될 수 있다. According to one side, the information merit index FI may be calculated through Equation 10 below.

[수학식10][Equation 10]

Figure 112019117414394-pat00001
Figure 112019117414394-pat00001

여기서, Zin는 송신기의 입력 임피던스, RL는 부하저항의 저항 값, R0는 송신 저항의 저항값, R1는 수신 저항의 저항 값, F는 시스템 성능지수를 나타낸다. Here, Z in is the input impedance of the transmitter, R L is the resistance value of the load resistance, R 0 is the resistance value of the transmission resistance, R 1 is the resistance value of the reception resistance, and F is the system performance index.

일측에 따르면, 시스템 성능 지수는 송신 코일과 수신 코일 사이의 결합 계수와 송신 코일의 Q-팩터 및 수신 코일의 Q-팩터의 연산을 통해 산출될 수 있다. According to one side, the system performance index may be calculated through calculation of a coupling coefficient between a transmitting coil and a receiving coil, a Q-factor of the transmitting coil, and a Q-factor of the receiving coil.

일측에 따르면, 정보 성능 지수 연산부는 기설정된 간격만큼 이격된 송신기와 수신기 사이의 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 송신 거리의 증가 또는 감소 여부를 결정하며, 결정된 증가 또는 감소 여부에 따라 기설정된 거리 단위만큼 증가 또는 감소된 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산할 수 있다. According to one side, the information merit calculation unit compares the information merit index corresponding to the transmission distance between the transmitter and the receiver separated by a preset interval and a preset threshold, and determines whether the transmission distance increases or decreases based on the comparison result. It is determined, and according to the determined increase or decrease, the information merit index corresponding to the increased or decreased transmission distance by a preset distance unit may be recalculated.

일측에 따르면, 무선전력 전송 시스템은 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 송신기와 수신기 사이의 송신 거리를 제어하는 송신 거리 제어부를 더 포함할 수 있다. According to one side, the wireless power transmission system may further include a transmission distance controller for controlling a transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communication distance value.

일실시예에 따른 무선전력 전송 방법은 파라미터 수집부에서 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집하는 단계와, 정보 성능 지수 연산부에서 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 연산된 성보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며 비교 결과에 기초하여 송신기 및 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출하는 단계 및 송신 거리 제어부에서, 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 송신기와 수신기 사이의 송신 거리를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The wireless power transmission method according to an embodiment includes a transmission resonant circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power from a parameter collection unit, and for receiving wireless power and transmitting status information to the transmitter through in-band communication. Collecting parameter information on the reception resonant circuit provided in the receiver, calculating an information merit index based on the parameter information collected by the information merit index calculating unit, comparing and comparing the calculated performance merit index with a preset threshold value. It may include calculating a maximum communicable distance value between the transmitter and the receiver based on the result, and controlling a transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communicable distance value in the transmission distance controller.

일실시예에 따르면, 정보 성능 지수(FI)를 분석하여 가능한 최대 거리 내에서 무선전력 전송 및 인-밴드 통신을 동시에 수행할 수 있다. According to an embodiment, wireless power transmission and in-band communication may be simultaneously performed within a maximum possible distance by analyzing the information performance index (FI).

일실시예에 따르면, 가능한 최대 거리 내에서 전력/정보를 전송하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, user convenience may be improved by transmitting power/information within a maximum possible distance.

도 1은 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 무선전력 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless power transmission system according to an embodiment.
3 is a view for explaining a simulation result for a wireless power transmission system according to an embodiment.
4 is a diagram for describing a wireless power transmission system according to another embodiment.
5 is a diagram illustrating a method of transmitting wireless power according to an embodiment.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are exemplified only for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention They may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be referred to as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Expressions describing the relationship between components, for example, "between" and "just between" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the specified features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof exist, but one or more other features or numbers, It is to be understood that the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof does not preclude the possibility of preliminary exclusion.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be construed as having a meaning consistent with the meaning of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. Does not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.

도 1은 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템(100)은 정보 성능 지수(FI)를 분석하여 가능한 최대 거리 내에서 무선전력 전송 및 인-밴드 통신을 동시에 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless power transmission system 100 according to an embodiment may simultaneously perform wireless power transmission and in-band communication within a maximum possible distance by analyzing an information performance index (FI).

또한, 무선전력 전송 시스템(100)은 가능한 최대 거리 내에서 전력/정보를 전송하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다. In addition, the wireless power transmission system 100 may improve user convenience by transmitting power/information within a maximum possible distance.

이를 위해, 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템(100)은 파라미터 수집부(110) 및 정보 성능 지수 연산부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 무선전력 전송 시스템(100)은 송신 거리 제어부(130)를 더 포함할 수도 있다.To this end, the wireless power transmission system 100 according to an embodiment may include a parameter collection unit 110 and an information performance index calculation unit 120. In addition, the wireless power transmission system 100 may further include a transmission distance control unit 130.

이하에서 설명하는 파라미터 수집부(110), 정보 성능 지수 연산부(120) 및 송신 거리 제어부(130)는 무선전력 송신기 내에 구비될 수 있고, 무선전력 송신기와는 별도의 장치로 구현될 수도 있다. The parameter collection unit 110, the information merit index calculation unit 120, and the transmission distance control unit 130 described below may be provided in the wireless power transmitter, or may be implemented as a separate device from the wireless power transmitter.

구체적으로, 일실시예에 따른 파라미터 수집부(110)는 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집할 수 있다. Specifically, the parameter collection unit 110 according to an embodiment receives the transmission resonance circuit provided in the transmitter for transmitting wireless power, the wireless power, and transmits status information to the transmitter through in-band communication. It is possible to collect parameter information about a reception resonant circuit provided in a receiver.

예를 들면, 파라미터 수집부(110)는 송신기 및 수신기 각각으로부터 파라미터 정보를 수집할 수 있으며, 송신기 및 수신기와는 별도의 장치로부터 기설정된 파라미터 정보를 수집할 수도 있다.For example, the parameter collection unit 110 may collect parameter information from each of the transmitter and the receiver, and may collect preset parameter information from a device separate from the transmitter and the receiver.

일측에 따르면, 송신기는 자기 공진 방식(magnetic resonant coupling)으로 수신기에게 무선전력을 전송할 수 있다.According to one side, the transmitter may transmit wireless power to the receiver by magnetic resonant coupling.

다시 말해, 무선전력 전송 시스템(100)은 자기 공진 방식에 기반한 시스템이고, 송신기는 무선전력 송신기이며, 수신기는 무선전력 수신기일 수 있다. In other words, the wireless power transmission system 100 may be a system based on a magnetic resonance method, a transmitter may be a wireless power transmitter, and a receiver may be a wireless power receiver.

또한, 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 수신기에 구비된 수신 공진회로는 저항, 캐패시터 및 코일로 구성되는 직렬 공진회로를 포함할 수 있다. In addition, the transmission resonance circuit provided in the transmitter and the reception resonance circuit provided in the receiver may include a series resonance circuit composed of a resistor, a capacitor, and a coil.

보다 구체적으로, 송신 공진회로는 송신 저항, 송신 캐패시터 및 송신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하고, 수신 공진회로는 수신 저항, 수신 캐패시터 및 수신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함할 수 있다. More specifically, the transmission resonant circuit may include at least one of a transmission resistance, a transmission capacitor, and a transmission coil, and the reception resonance circuit may include at least one of a reception resistance, a reception capacitor, and a reception coil.

일측에 따르면, 수신기는 부하저항을 더 포함하고, 무선전력을 수신하면 부하저항의 저항값을 제어하여 수신기에 대한 상태 정보를 전달할 수 있다. According to one side, the receiver may further include a load resistor, and upon receiving wireless power, control a resistance value of the load resistor to transmit status information on the receiver.

또한, 수신기는 스위치 및 정합회로(matching circuit)를 더 포함하고, 스위치 및 정합회로를 이용한 제어 동작을 통해 부하저항의 저항값을 제어할 수도 있다. In addition, the receiver may further include a switch and a matching circuit, and may control the resistance value of the load resistance through a control operation using the switch and the matching circuit.

보다 구체적으로, 송신기에서 수신기로 무선전력이 전송되면, 수신기는 부하저항을 조절(load modulation)하여 수신기의 배터리 용량과 같은 수신기의 각종 상태 정보를 송신기에 제공할 수 있으며, 이때 부하저항 값은 부하저항과 연결되는 스위치와 정합회로의 동작을 통해 조절될 수 있다. More specifically, when wireless power is transmitted from the transmitter to the receiver, the receiver can provide various status information of the receiver, such as the receiver's battery capacity, to the transmitter by adjusting the load resistance. In this case, the load resistance value is the load It can be adjusted through the operation of a switch connected to the resistor and a matching circuit.

예를 들면, 일실시예에 따른 스위치는 SPDT(single pole, double throw) 스위치일 수 있다. For example, the switch according to an embodiment may be a single pole, double throw (SPDT) switch.

일측에 따르면, 파라미터 정보는 송신 저항의 저항 값, 송신 코일의 Q-팩터(quality factor), 수신 코일의 Q-팩터 및 송신 코일과 수신 코일 사이의 결합 계수 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. According to one side, the parameter information may include at least one or more of a resistance value of a transmission resistance, a quality factor of a transmission coil, a Q-factor of a reception coil, and a coupling coefficient between a transmission coil and a reception coil. .

일실시예에 따른 정보 성능 지수 연산부(120)는 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 연산된 성보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 비교 결과에 기초하여 송신기 및 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출할 수 있다.The information merit index calculation unit 120 according to an embodiment calculates an information merit index based on the collected parameter information, compares the calculated sound report merit index and a preset threshold value, You can calculate the maximum distance that can be communicated.

다시 말해, 정보 성능 지수 연산부(120)는 연산된 성보 성능 지수에 기초하여 무선전력 전송 및 인-밴드 통신의 동시 수행이 가능한 최대 거리 값을 산출할 수 있다. In other words, the information merit index calculator 120 may calculate a maximum distance value at which simultaneous wireless power transmission and in-band communication can be performed based on the calculated performance index.

일실시예에 따른 정보 성능 지수 연산부(120)에서 정보 성능 지수를 연산하는 예시는 이후 실시예 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. An example of calculating the information merit index by the information merit index operator 120 according to an exemplary embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 2 in the following exemplary embodiment.

보다 구체적으로, 정보 성능 지수 연산부(120)는 기설정된 간격만큼 이격된 송신기와 수신기 사이의 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교할 수 있다. More specifically, the information merit index calculating unit 120 may compare the information merit index corresponding to the transmission distance between the transmitter and the receiver spaced apart by a preset interval with a preset threshold.

또한, 정보 성능 지수 연산부(120)는 비교 결과에 기초하여 송신기와 수신기 사이의 송신 거리의 증가 또는 감소 여부를 결정하며, 결정된 증가 또는 감소 여부에 따라 기설정된 거리 단위만큼 증가 또는 감소된 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산할 수 있다. In addition, the information merit index calculating unit 120 determines whether to increase or decrease the transmission distance between the transmitter and the receiver based on the comparison result, and increases or decreases the transmission distance by a predetermined distance unit according to the determined increase or decrease. The corresponding information merit index can be recalculated.

다시 말해, 정보 성능 지수 연산부(120)는 정보 성능 지수의 연산 과정, 연산된 정보 성능 지수에 대응하여 송신 거리의 증가 또는 감소 여부를 결정하고, 결정된 결과에 따라 송신 거리를 증가 또는 감소시키는 과정 및 증가 또는 감소된 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산하는 과정을 반복 수행하여 통신 가능한 최대 거리 값을 산출할 수 있다. In other words, the information merit index calculating unit 120 determines whether to increase or decrease the transmission distance in response to the calculation process of the information merit index, the calculated information merit index, and increases or decreases the transmission distance according to the determined result. The maximum communication distance value may be calculated by repeatedly performing a process of recalculating the information merit index corresponding to the increased or decreased transmission distance.

보다 구체적인 예를 들면, 정보 성능 지수 연산부(120)는 기설정된 송신 거리 x(여기서 x는 양의 실수 값)에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 작으면, 송신 거리 x를 기설정된 거리 단위 a(여기서 a는 양의 실수 값)만큼 감소시킬 수 있으며, 감소된 송신 거리 x-a에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산할 수 있다. For a more specific example, if the information merit index corresponding to a preset transmission distance x (where x is a positive real value) is less than a preset threshold value, the information merit index calculation unit 120 sets the transmission distance x to a preset distance. It can be reduced by the unit a (where a is a positive real value), and the information merit index corresponding to the reduced transmission distance xa can be recalculated.

또한, 정보 성능 지수 연산부(120)는 재연산되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 큰 값이 될 때까지 송신 거리를 감소(x-a, x-2a, x-3a, ...)시키면서 정보 성능 지수를 재연산할 수 있으며, 재연산되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 큰 값이 되는 지점에서의 송신 거리를 통신 가능한 최대 거리 값으로 산출할 수 있다. In addition, the information merit index calculation unit 120 reduces the transmission distance (xa, x-2a, x-3a, ...) until the recalculated information merit index becomes a value greater than a preset threshold value while reducing the information performance. The index may be recalculated, and a transmission distance at a point at which the recalculated information merit index becomes a value greater than a preset threshold value may be calculated as a maximum communication distance value.

예를 들면, 정보 성능 지수 연산부(210)는 송신 거리 'x-4a'에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 작고, 송신 거리 'x-5a'에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 크면, 송신 거리 'x-5a'를 통신 가능한 최대 거리 값으로 산출할 수 있다. For example, the information figure of merit calculating unit 210 has an information figure of merit corresponding to the transmission distance'x-4a' being smaller than a preset threshold value, and the information figure of merit corresponding to the transmission distance'x-5a' is a preset threshold. If it is greater than the value, the transmission distance'x-5a' can be calculated as the maximum communication distance value.

마찬가지로, 정보 성능 지수 연산부(120)는 기설정된 송신 거리 x에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 크면, 송신 거리 x를 기설정된 거리 단위 a만큼 증가시킬 수 있으며, 증가된 송신 거리 x+a에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산할 수 있다.Similarly, if the information merit index corresponding to the preset transmission distance x is greater than a preset threshold value, the information merit index calculating unit 120 may increase the transmission distance x by a preset distance unit a, and the increased transmission distance x+ The information figure of merit corresponding to a can be recalculated.

또한, 정보 성능 지수 연산부(120)는 재연산되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 작은 값이 될 때까지 송신 거리를 증가(x+a, x+2a, x+3a, ...)시키면서 정보 성능 지수를 재연산할 수 있으며, 재연산되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 작은 값이 되면, 작은 값이 산출된 시점 직전에 산출된 송신 거리를 통신 가능한 최대 거리 값으로 산출할 수 있다. In addition, the information merit index calculation unit 120 increases the transmission distance (x+a, x+2a, x+3a, ...) until the recalculated information merit index becomes a value smaller than a preset threshold. The information merit index can be recalculated, and when the recalculated information merit index becomes a value smaller than a preset threshold, the transmission distance calculated immediately before the time point at which the small value is calculated can be calculated as the maximum communication distance value. .

예를 들면, 정보 성능 지수 연산부(120)는 송신 거리 'x+4a'에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 크고, 송신 거리 'x+5a'에 대응되는 정보 성능 지수가 기설정된 임계값 보다 작으면, 송신 거리 'x+4a'를 통신 가능한 최대 거리 값으로 산출할 수 있다.For example, the information merit index calculating unit 120 has an information merit index corresponding to the transmission distance'x+4a' greater than a preset threshold value, and the information merit index corresponding to the transmission distance'x+5a' is a preset threshold. If it is smaller than the value, the transmission distance'x+4a' can be calculated as the maximum communication distance value.

일측에 따르면, 송신 거리 제어부(130)는 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 송신기와 수신기 사이의 송신 거리를 제어할 수 있다. According to one side, the transmission distance controller 130 may control the transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communication distance value.

보다 구체적으로, 송신 거리 제어부(130)는 송신 거리가 통신 가능한 최대 거리 값이 되도록 송신기에 구비된 송신 코일의 위치(거리)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 송신기는 송신 코일의 위치를 제어하는 모터를 더 포함할 수 있으며, 송신 거리 제어부(130)는 모터를 제어하여 송신 코일의 위치를 조절할 수 있다. More specifically, the transmission distance control unit 130 may control the position (distance) of the transmission coil provided in the transmitter so that the transmission distance becomes a maximum communication distance value. In other words, the transmitter may further include a motor that controls the position of the transmission coil, and the transmission distance controller 130 may control the position of the transmission coil by controlling the motor.

도 2는 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 구현예를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless power transmission system according to an embodiment.

다시 말해, 도 2는 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 예시를 설명하는 도면으로, 이후 도 2를 통해 설명하는 내용 중 도 1을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략 하기로 한다. In other words, FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a wireless power transmission system according to an embodiment, and descriptions overlapping with those described with reference to FIG. 1 will be omitted from among the contents described with reference to FIG. 2.

도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템(200)은 송신기에 구비되는 송신 공진회로(210)와, 수신기에 구비되는 수신 공진회로(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a wireless power transmission system 200 according to an embodiment may include a transmission resonance circuit 210 provided in a transmitter and a reception resonance circuit 220 provided in a receiver.

예를 들면, 송신 공진회로(210)는 소스(source) 및 전력 증폭기(PA)와 연결되는 송신 저항(R0), 송신 캐패시터(C0) 및 송신 코일(L0)을 포함하고, 수신 공진회로(220)는 SPDT 스위치(SPDT), 정합 회로(matching circuit), 정류기(rectifier) 및 전력 수신 장치(Device)와 연결되는 수신 저항(R1), 수신 캐패시터(C1) 및 수신 코일(L1)을 포함할 수 있다. For example, the transmission resonance circuit 210 includes a transmission resistance (R 0 ) connected to a source and a power amplifier (PA), a transmission capacitor (C 0 ), and a transmission coil (L 0 ), and a reception resonance circuit The furnace 220 is an SPDT switch (SPDT), a matching circuit (matching circuit), a rectifier (rectifier) and a receiving resistor (R 1 ) connected to the power receiving device (Device), a receiving capacitor (C 1 ), and a receiving coil (L 1 ) may be included.

구체적으로, 도 1을 통해 설명한 일실시예에 따른 파라미터 수집부는 송신 공진회로(210)와 수신 공진회로(220)에 대한 파라미터 정보를 수집할 수 있다. Specifically, the parameter collection unit according to the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1 may collect parameter information about the transmission resonance circuit 210 and the reception resonance circuit 220.

예를 들면, 파라미터 정보는 송신 공진회로(210)의 입력 임피던스(Zin) 값, 송신 저항(R0)의 저항 값, 송신 캐패시터(C0)의 캐패시턴스 값, 송신 전류(I0)의 값, 송신 코일(L0)의 인덕턴스 값, 송신 코일(L0)의 Q-팩터(Q0), 수신 저항(R1)의 값, 수신 캐패시터(C1)의 캐패시턴스 값, 수신 전류(I1)의 값, 수신 코일(L1)의 인덕턴스 값, 수신 코일(Q1)의 Q-팩터, 송신 코일(L0)과 수신 코일(L1) 사이의 결합 계수(k) 및 공진 주파수(w0) 중 적어도 하나의 파라미터 정보를 포함할 수 있다. For example, the parameter information includes the input impedance (Z in ) value of the transmission resonant circuit 210, the resistance value of the transmission resistance (R 0 ), the capacitance value of the transmission capacitor (C 0 ), and the transmission current (I 0 ). , the capacitance value of the transmitting coil (L 0) the inductance value, the transmitting coil (L 0) Q- factor (Q 0), the resistance value of the reception (R 1), receiving the capacitor (C 1) of: receiving a current (I 1 ), the inductance value of the receiving coil (L 1 ), the Q-factor of the receiving coil (Q 1 ), the coupling coefficient (k) between the transmitting coil (L 0 ) and the receiving coil (L 1 ), and the resonance frequency (w 0 ) may include at least one parameter information.

바람직하게는, 일실시예에 따른 파라미터 수집부는 송신 저항(R0)의 저항 값, 송신 코일(Q0)의 Q-팩터, 수신 코일(Q1)의 Q-팩터 및 결합 계수(k)를 파라미터 정보로 산출할 수 있다. Preferably, the parameter collection unit according to an embodiment calculates the resistance value of the transmission resistance (R 0 ), the Q-factor of the transmission coil (Q 0 ), the Q-factor of the reception coil (Q 1 ), and the coupling coefficient (k). It can be calculated from parameter information.

한편, 도 1을 통해 설명한 일실시예에 따른 정보 성능 지수 연산부는 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산할 수 있다. Meanwhile, the information merit calculation unit according to the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1 may calculate the information merit index based on the collected parameter information.

송신 공진회로(210)에서 수신기로 무선전력이 전송되면, 수신 공진회로(220)는 부하저항을 조절(load modulation)하여 수신기의 배터리 용량과 같은 수신기의 각종 상태 정보를 송신기에 제공할 수 있다. When wireless power is transmitted from the transmit resonant circuit 210 to the receiver, the receive resonant circuit 220 may load-modulate a load resistance to provide various status information of the receiver, such as a battery capacity of the receiver, to the transmitter.

보다 구체적으로, 송신 공진회로(210) 및 수신 공진회로(220)의 등가회로 분석을 위한 Z-매트릭스(Z-matrix)는 하기 수학식1을 통해 산출될 수 있다. More specifically, a Z-matrix for analyzing the equivalent circuit of the transmission resonant circuit 210 and the reception resonant circuit 220 may be calculated through Equation 1 below.

[수학식1][Equation 1]

Figure 112019117414394-pat00002
Figure 112019117414394-pat00002

수학식1에서, 입력 임피던스(Zin)는 하기 수학식2를 통해 산출될 수 있다. In Equation 1, the input impedance Z in may be calculated through Equation 2 below.

[수학식2][Equation 2]

Figure 112019117414394-pat00003
Figure 112019117414394-pat00003

한편, 수학식2에서 시스템 성능 지수(F)는 하기 수학식3과 같이 송신 코일(L0)과 수신 코일(L1) 사이의 결합 계수(k)와 송신 코일(L0)의 Q-팩터(Q0) 및 수신 코일(L1)의 Q-팩터(Q1)의 연산을 통해 산출될 수 있다. Meanwhile, in Equation 2, the system performance index (F) is a coupling coefficient (k) between the transmitting coil (L 0 ) and the receiving coil (L 1 ) and the Q-factor of the transmitting coil (L 0) as shown in Equation 3 below. It may be calculated through the calculation of (Q 0 ) and the Q-factor (Q 1 ) of the receiving coil (L 1 ).

[수학식3][Equation 3]

Figure 112019117414394-pat00004
Figure 112019117414394-pat00004

공진주파수(w0)에서 입력전력(Pin)과 부하 저항으로 전송되는 전력(PL) 및 전송 효율(

Figure 112019117414394-pat00005
)은 하기 수학식4 내지 6을 통해 산출될 수 있다. Input power (P in ) at resonant frequency (w 0 ), power transmitted to load resistance (P L ) and transmission efficiency (
Figure 112019117414394-pat00005
) Can be calculated through Equations 4 to 6.

[수학식4][Equation 4]

Figure 112019117414394-pat00006
Figure 112019117414394-pat00006

[수학식5][Equation 5]

Figure 112019117414394-pat00007
Figure 112019117414394-pat00007

[수학식6][Equation 6]

Figure 112019117414394-pat00008
Figure 112019117414394-pat00008

이때, 전송 효율(

Figure 112019117414394-pat00009
)이 최대가 되도록 하는 최적부하저항(RL , opt) 값은 하기 수학식7을 통해 산출될 수 있다. At this time, transmission efficiency (
Figure 112019117414394-pat00009
The optimum load resistance (R L , opt ) to be the maximum value can be calculated through Equation 7 below.

[수학식7][Equation 7]

Figure 112019117414394-pat00010
Figure 112019117414394-pat00010

또한, 정보 전송을 위하여 부하저항(RL)의 값을 SPDT 스위치(SPDT) 및 정합 회로(matching circuit)를 통해 조절해야 하며, 이때 무선전력도 동시에 공급 받기 위해 부하저항은 단락 상태와 최적부하저항(RL , opt)의 값을 갖는 상태를 이용할 수 있다. In addition, for information transmission, the value of the load resistance (R L ) must be adjusted through an SPDT switch (SPDT) and a matching circuit. In this case, the load resistance is short-circuited and optimal load resistance to receive wireless power at the same time. A state with a value of (R L , opt) can be used.

보다 구체적으로, 부하저항이 최적부하저항(RL , opt) 상태일 때의 입력 임피던스(Zin)와, 부하저항이 단락 상태(RL = 0)일 때의 입력 임피던스(Zin) 각각은 하기 수학식8 및 9을 통해 산출될 수 있다. More specifically, the load resistance of the optimum load resistance (R L, opt) when the state input impedance (Z in) and the input impedance when the load resistance is short-circuited (R L = 0) (Z in) each of which It can be calculated through Equations 8 and 9 below.

[수학식8][Equation 8]

Figure 112019117414394-pat00011
Figure 112019117414394-pat00011

[수학식9][Equation 9]

Figure 112019117414394-pat00012
Figure 112019117414394-pat00012

송신 공진회로(210)는 입력 임피던스(Zin)의 부하 저항(RL)에 따른 변화로 상태 정보를 전달 받을 수 있다. 따라서, 일실시예에 따른 정보 성능 지수 연산부는 부하저항(RL)이 최적부하저항(RL , opt) 상태일 때와, 부하저항(RL)이 단락 상태(RL = 0)일 때의 입력 임피던스(Zin)의 비를 나타내는 하기 수학식10을 통해 정보 성능 지수(FI)를 연산할 수 있다. The transmission resonant circuit 210 may receive state information through a change according to the load resistance R L of the input impedance Z in. Accordingly, the information merit index calculation unit according to an embodiment is when the load resistance (R L ) is in the optimal load resistance (R L , opt ) state, and when the load resistance (R L ) is in a short-circuit state (R L = 0). The information figure of merit FI can be calculated through Equation 10 below, which represents the ratio of the input impedance Z in of.

[수학식10] [Equation 10]

Figure 112019117414394-pat00013
Figure 112019117414394-pat00013

한편, 송신 공진회로(210)에 흐르는 송신 전류(I0)의 비는 하기 수학식11을 통해 산출될 수 있다. Meanwhile, the ratio of the transmission current I 0 flowing through the transmission resonant circuit 210 may be calculated through Equation 11 below.

[수학식11][Equation 11]

Figure 112019117414394-pat00014
Figure 112019117414394-pat00014

또한, 송신 공진회로(210)의 소스(source)로서 전압 소스를 사용한다면, 송신 전압(V0)는 부하에 상관없이 일정하므로, 입력 임피던스(Zin)의 비와 송신 전류(I0)의 비는 동일하게 나타날 수 있다. In addition, if a voltage source is used as the source of the transmission resonant circuit 210, since the transmission voltage V 0 is constant regardless of the load, the ratio of the input impedance Z in and the transmission current I 0 Rain can appear the same.

다만, 전력 소스를 사용한다면 부하에 따라 입력 전압이 변화하므로 입력 임피던스(Zin)의 비와 송신 전류(I0)의 비는 차이가 발생될 수 있으며, 이를 통해 입력 임피던스(Zin)의 비가 송신 전류(I0)의 비 보다 크게 나타날 수도 있다. However, if a power source is used, since the input voltage changes according to the load, a difference may occur between the ratio of the input impedance (Z in ) and the transmission current (I 0 ), through which the ratio of the input impedance (Z in) is It may appear larger than the ratio of the transmission current I 0.

도 3은 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a simulation result for a wireless power transmission system according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 송신 거리(d) 및 부하 저항(RL)의 변화에 따른 송신 전류(I0)의 비를 나타내고, 도 3의 (b)는 송신 거리(d) 및 부하 저항(RL)의 변화에 따른 송신 전압(V0)의 비를 나타낸다. Referring to FIG. 3, (a) of FIG. 3 shows the ratio of the transmission current (I 0 ) according to the change of the transmission distance (d) and the load resistance (R L ), and FIG. 3 (b) is the transmission distance ( d) It shows the ratio of the transmission voltage (V 0 ) according to the change of the load resistance (R L ).

또한, 도 3의 (a) 및 (b)의 시뮬레이션에 이용된 송신기(Tx)와 수신기(Rx)의 파라미터 정보는 하기 표1과 같이 설정될 수 있다. In addition, parameter information of the transmitter (Tx) and receiver (Rx) used in the simulation of FIGS. 3A and 3B may be set as shown in Table 1 below.

Figure 112019117414394-pat00015
Figure 112019117414394-pat00015

구체적으로, 도 3의 (a) 및 (b)에 따르면, 송신기와 수신기 사이의 송신 거리(d)가 증가할 수록 부하 저항의 변화에 따른 송신 전류(I0)의 비는 감소하고, 부하 저항의 변화에 따른 송신 전압(I0)의 비는 증가하는 것을 확인할 수 있다. Specifically, according to (a) and (b) of Fig. 3, as the transmission distance (d) between the transmitter and the receiver increases , the ratio of the transmission current (I 0 ) according to the change in the load resistance decreases, and the load resistance It can be seen that the ratio of the transmission voltage I 0 increases according to the change of.

다시 말해, 수신기에 구비된 부하 저항의 상태 변화를 통한 정보의 송수신 가능 여부는 송신 거리(d)에 의해 좌우될 수 있으며, 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 정보 성능 지수의 연산 및 기설정된 임계값과의 비교를 통해 통신 가능한 최대 송신 거리(d)를 산출 가능함을 확인할 수 있다. In other words, whether or not information can be transmitted/received through a change in the state of the load resistance provided in the receiver may be influenced by the transmission distance (d). It can be seen that it is possible to calculate the maximum communication distance d through comparison with the threshold value.

도 4는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for describing a wireless power transmission system according to another embodiment.

다시 말해, 도 4는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 다른 예시를 설명하는 도면이다. In other words, FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a wireless power transmission system according to an embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템(400)은 자기 공진 모드에서, 정보 성능 지수(FI)를 분석하여 가능한 최대 거리 내에서 무선전력 전송 및 인-밴드 통신을 동시에 수행할 수 있다.4, a wireless power transmission system 400 according to another embodiment performs wireless power transmission and in-band communication simultaneously within the maximum possible distance by analyzing an information performance index (FI) in a self-resonant mode. I can.

또한, 무선전력 전송 시스템(400)은 자기 공진 모드에서, 가능한 최대 거리 내에서 전력/정보를 전송하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, the wireless power transmission system 400 may improve user convenience by transmitting power/information within a maximum possible distance in a self-resonant mode.

또한, 무선전력 전송 시스템(400)은 전자기파 모드에서, 서로 다른 임의의 방사각으로 방사되는 두개의 빔을 이용하여 수신기의 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.In addition, in the electromagnetic wave mode, the wireless power transmission system 400 may more accurately estimate the position of the receiver using two beams radiated at different random radiation angles.

예를 들면, 전자기파 모드에 대응되는 송신기는 전자기파 또는 마이크로파 방식으로 무선전력을 전송하기 위하여 복수의 안테나 소자를 포함할 수 있다. For example, a transmitter corresponding to the electromagnetic wave mode may include a plurality of antenna elements to transmit wireless power in an electromagnetic wave or microwave method.

이를 위해, 무선전력 전송 시스템(400)은 스위칭부(410), 전자기파 제어부(420) 및 자기 공진 제어부(430)를 포함할 수 있다. To this end, the wireless power transmission system 400 may include a switching unit 410, an electromagnetic wave control unit 420, and a magnetic resonance control unit 430.

또한, 전자기파 제어부(420)는 수신부(421), 방사 패턴 판독부(422) 및 위치 추정부(423)를 더 포함하고, 자기 공진 제어부(430)는 파라미터 수집부(431), 정보 성능 지수 연산부(432) 및 송신 거리 제어부(433)를 더 포함할 수 있다. In addition, the electromagnetic wave control unit 420 further includes a receiving unit 421, a radiation pattern reading unit 422 and a position estimating unit 423, and the magnetic resonance control unit 430 is a parameter collecting unit 431, an information merit index calculating unit 432 and a transmission distance control unit 433 may be further included.

일측에 따르면, 도 4의 파라미터 수집부(431), 정보 성능 지수 연산부(432) 및 송신 거리 제어부(433)는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 무선전력 송신 장치의 파라미터 수집부, 정보 성능 지수 연산부 및 송신 거리 제어부일 수 있다.According to one side, the parameter collection unit 431, the information merit index calculation unit 432, and the transmission distance control unit 433 of FIG. 4 are a parameter collection unit of the wireless power transmission apparatus according to an embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3. , An information merit index calculation unit and a transmission distance control unit.

다시 말해, 도 4의 파라미터 수집부(431), 정보 성능 지수 연산부(432) 및 송신 거리 제어부(433)는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 파라미터 수집부, 정보 성능 지수 연산부 및 송신 거리 제어부와 동일한 동작을 수행하므로, 이하에서는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, the parameter collection unit 431, the information merit index calculation unit 432, and the transmission distance control unit 433 of FIG. 4 are the parameter collection unit, the information merit index calculation unit, and the Since the same operation as the transmission distance control unit is performed, descriptions overlapping with those described with reference to FIGS. 1 to 3 will be omitted below.

구체적으로, 다른 실시예에 따른 스위칭부(410)는 외부로부터 수신하는 모드 제어신호에 기초하여 전자기파 제어부(420) 및 자기 공진 제어부(430) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. Specifically, the switching unit 410 according to another embodiment may control the operation of at least one of the electromagnetic wave control unit 420 and the magnetic resonance control unit 430 based on a mode control signal received from the outside.

예를 들면, 스위칭부(410)는 전자기파 모드에 대응되는 제어 신호를 수신하면 전자기파 제어부(420)가 동작하도록 제어하고, 자기 공진 모드에 대응되는 제어 신호를 수신하면 자기 공진 제어부(430)가 동작하도록 제어할 수 있다. For example, the switching unit 410 controls the electromagnetic wave controller 420 to operate when a control signal corresponding to the electromagnetic wave mode is received, and the magnetic resonance controller 430 operates when a control signal corresponding to the magnetic resonance mode is received. Can be controlled to do.

다른 실시예에 따른 전자기파 제어부(420)는 송신기에 구비된 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 복수의 빔에 대한 정보에 기초하여 적어도 하나의 수신기의 위치를 추정할 수 있다.The electromagnetic wave controller 420 according to another embodiment may estimate the position of at least one receiver based on information on a plurality of beams radiated at different radiation angles from an antenna provided in the transmitter.

구체적으로, 다른 실시예에 따른 수신부(421)는 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 복수의 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다. Specifically, the receiving unit 421 according to another embodiment may receive information on a plurality of beams radiated from an antenna at different radiation angles.

다시 말해, 수신부(421)는 안테나로부터 방사되는 적어도 둘 이상의 빔(제1 내지 제n 빔, 여기서 n은 양의 정수)에 대한 정보를 수신할 수 있다. In other words, the receiving unit 421 may receive information on at least two or more beams (first to nth beams, where n is a positive integer) radiated from the antenna.

일측에 따르면, 복수의 빔에 대한 정보는 복수의 빔 각각의 방사각의 크기 및 복수의 빔 각각에 대응되는 수신기의 수신 전력 값을 포함할 수 있다.According to one side, the information on the plurality of beams may include a size of a radiation angle of each of the plurality of beams and a received power value of a receiver corresponding to each of the plurality of beams.

다시 말해, 수신부(421)는 송신기에 구비된 별도의 빔 제어수단으로부터 방사되는 복수의 빔 각각의 방사각의 크기를 수신하고, 수신기로부터 복수의 빔 각각에 대응되는 수신 전력 값을 수신할 수 있다.In other words, the receiving unit 421 may receive the magnitude of the radiation angle of each of the plurality of beams radiated from a separate beam control means provided in the transmitter, and receive a received power value corresponding to each of the plurality of beams from the receiver. .

다른 실시예에 따른 방사 패턴 판독부(422)는 복수의 빔에 대한 정보에 기초하여, 복수의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 판독할 수 있다. The radiation pattern reading unit 422 according to another embodiment may read radiation pattern information corresponding to each of the plurality of beams, based on information on the plurality of beams.

일측에 따르면, 방사 패턴 판독부(422)는 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 m개(여기서, m은 양의 정수)의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 사전에 저장할 수 있다. 또한, 방사 패턴 판독부(422)는 사전에 저장된 방사 패턴 정보 중 복수의 빔에 대한 정보에 대응되는 방사 패턴 정보를 판독할 수 있다.According to one side, the radiation pattern reading unit 422 may pre-store radiation pattern information corresponding to each of m (here, m is a positive integer) beams radiated from the antenna at different radiation angles. In addition, the radiation pattern reading unit 422 may read radiation pattern information corresponding to information on a plurality of beams from among the previously stored radiation pattern information.

다시 말해, 방사 패턴 판독부(422)는 안테나를 기준으로 모든 각도(0° 내지 360°)에서, 서로 다른 방사각으로 방사되는 m개의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 수집하고 사전에 저장할 수 있으며, 사전에 저장된 방사 패턴 정보 중 복수의 빔에 대한 정보에 대응되는 방사 패턴 정보를 읽어올 수(판독할 수) 있다.In other words, the radiation pattern reading unit 422 may collect and store radiation pattern information corresponding to each of the m beams radiated at different radiation angles at all angles (0° to 360°) with respect to the antenna. In addition, radiation pattern information corresponding to information on a plurality of beams among the previously stored radiation pattern information can be read (read).

즉, 다른 실시예에 따른 전자기파 제어부(420)는 송신기의 안테나로부터 각 방향으로 형성되는 모든 빔에 대한 방사 패턴 정보를 수신할 수 있으며, 여기서 방사 패턴 정보는 특정 방사각으로 빔을 형성하였을 때 형성된 빔에 대응하여 모든 각도에서 산출되는 안테나 이득일 수 있다.That is, the electromagnetic wave control unit 420 according to another embodiment may receive radiation pattern information for all beams formed in each direction from the antenna of the transmitter, wherein the radiation pattern information is formed when the beam is formed at a specific radiation angle. It may be an antenna gain calculated at all angles corresponding to the beam.

보다 구체적인 예를 들면, 방사 패턴 정보는 안테나로부터 방사되는 빔의 방사각이 0°인 경우, -90° 내지 90°의 각도 범위 내에서 0°의 방사각으로 방사되는 빔에 대응되는 모든 안테나 이득 값을 포함할 수 있다. For a more specific example, when the radiation angle of the beam radiated from the antenna is 0°, the radiation pattern information is all antenna gains corresponding to the beam radiated at a radiation angle of 0° within the range of -90° to 90°. May contain values.

다시 말해, 방사각이 0°이고, 각도 범위가 -90° 내지 90°인 경우에, 방사 패턴 정보는 0°의 방사각으로 방사되는 빔에 대한 모든 각도(-90° 내지 90°) 각각에서의 안테나 이득 값을 포함할 수 있다.In other words, when the radiation angle is 0° and the angular range is -90° to 90°, the radiation pattern information is at all angles (-90° to 90°) for the beam radiated at the radiation angle of 0°, respectively. May include an antenna gain value of.

다른 실시예에 따른 위치 추정부(423)는 방사 패턴 판독부(422)를 통해 판독된 방사 패턴 정보 각각을 서로 비교하고, 비교 결과에 기초하여 수신기의 위치를 추정할 수 있다. The position estimating unit 423 according to another exemplary embodiment may compare each of the radiation pattern information read through the radiation pattern reading unit 422 with each other, and estimate the position of the receiver based on the comparison result.

일측에 따르면, 위치 추정부(423)는 판독된 방사 패턴 정보 각각에 대응되는 안테나 이득을 산출하고, 산출된 안테나 이득의 데시벨(dB) 값 각각을 서로 감산할 수 있다. According to one side, the position estimating unit 423 may calculate an antenna gain corresponding to each of the read radiation pattern information, and may subtract each decibel (dB) value of the calculated antenna gain from each other.

보다 구체적으로, 하기 수학식12은 통신 안테나로부터 방사되는 두개의 빔(제1 내지 제2 빔)에 대응하여 수신기로부터 수신되는 RSRP 값을 나타낸다. More specifically, Equation 12 below represents an RSRP value received from a receiver corresponding to two beams (first to second beams) radiated from a communication antenna.

[수학식12] [Equation 12]

Figure 112019117414394-pat00016
Figure 112019117414394-pat00016

여기서,

Figure 112019117414394-pat00017
은 제1 빔에 대응되는 수신 전력 값을 나타내고,
Figure 112019117414394-pat00018
은 제2 빔에 대응되는 수신 전력 값을 나타내며,
Figure 112019117414394-pat00019
은 제1 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값을 나타내고,
Figure 112019117414394-pat00020
은 제2 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값을 나타내며,
Figure 112019117414394-pat00021
은 거리 r에 따른 경로손실 값을 나타내고,
Figure 112019117414394-pat00022
은 송신 전력을 나타낼 수 있다. here,
Figure 112019117414394-pat00017
Denotes a received power value corresponding to the first beam,
Figure 112019117414394-pat00018
Represents a received power value corresponding to the second beam,
Figure 112019117414394-pat00019
Represents the decibel (dB) value of the antenna gain of the first beam,
Figure 112019117414394-pat00020
Represents the decibel (dB) value of the antenna gain of the second beam,
Figure 112019117414394-pat00021
Represents the path loss value according to the distance r,
Figure 112019117414394-pat00022
May represent the transmit power.

또한, 수학식12에서 송신 전력(

Figure 112019117414394-pat00023
)과 경로손실 값(
Figure 112019117414394-pat00024
)은 서로 동일하다는 점을 이용하면 하기 수학식13을 도출할 수 있다. In addition, in Equation 12, the transmit power (
Figure 112019117414394-pat00023
) And path loss value (
Figure 112019117414394-pat00024
Using the fact that) is the same as each other, the following Equation 13 can be derived.

[수학식13][Equation 13]

Figure 112019117414394-pat00025
Figure 112019117414394-pat00025

즉, 제1 내지 제2 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(

Figure 112019117414394-pat00026
,
Figure 112019117414394-pat00027
) 각각을 감산(
Figure 112019117414394-pat00028
)한 결과 값이 각도
Figure 112019117414394-pat00029
의 크기에 따라 변화하기 때문에, 위치 추정부(420)는 안테나 이득의 데시벨(dB) 값
Figure 112019117414394-pat00030
,
Figure 112019117414394-pat00031
을 비교하여 특정
Figure 112019117414394-pat00032
을 갖는 각도
Figure 112019117414394-pat00033
를 찾을 수 있다. That is, the decibel (dB) value of the antenna gain of the first to second beams (
Figure 112019117414394-pat00026
,
Figure 112019117414394-pat00027
) Subtract each (
Figure 112019117414394-pat00028
) And the resulting value is an angle
Figure 112019117414394-pat00029
Because it changes according to the size of, the position estimating unit 420 is a decibel (dB) value of the antenna gain
Figure 112019117414394-pat00030
,
Figure 112019117414394-pat00031
By comparing the specific
Figure 112019117414394-pat00032
Angle with
Figure 112019117414394-pat00033
Can be found.

여기서, 위치 추정부(423)는 방사 패턴 판독부(422)를 통해 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(

Figure 112019117414394-pat00034
,
Figure 112019117414394-pat00035
)을 사전에 알고 있기 때문에 모든 각도에 대해
Figure 112019117414394-pat00036
를 만족하는 통신 안테나와 수신기 간의 각도(
Figure 112019117414394-pat00037
)를 산출할 수 있다. Here, the position estimating unit 423 uses the radiation pattern reading unit 422 to provide a decibel (dB) value of the antenna gain (
Figure 112019117414394-pat00034
,
Figure 112019117414394-pat00035
) In advance, so for all angles
Figure 112019117414394-pat00036
The angle between the communication antenna and the receiver that satisfies (
Figure 112019117414394-pat00037
) Can be calculated.

즉, 다른 실시예에 따른 위치 추정부(423)는 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 두개의 빔만을 임의로 선택하여 수신기의 위치를 정확히 추정할 수 있다. That is, the position estimating unit 423 according to another embodiment may accurately estimate the position of the receiver by randomly selecting only two beams radiated from the antenna at different radiation angles.

보다 구체적인 예를 들면, 위치 추정부(423)는 제1 내지 제2 빔에 대한 방사 패턴 정보 각각에 대응되는 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(

Figure 112019117414394-pat00038
,
Figure 112019117414394-pat00039
)을 산출하고, 산출된 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(
Figure 112019117414394-pat00040
,
Figure 112019117414394-pat00041
) 각각을 서로 감산(
Figure 112019117414394-pat00042
)하며, 감산 결과가 최소가 되는 지점에서의 각도를 송신기의 안테나와 수신기간의 각도(
Figure 112019117414394-pat00043
)로 추정할 수 있다.For a more specific example, the position estimating unit 423 includes a decibel (dB) value of an antenna gain corresponding to each of the radiation pattern information for the first to second beams (
Figure 112019117414394-pat00038
,
Figure 112019117414394-pat00039
) Is calculated, and the decibel (dB) value of the calculated antenna gain (
Figure 112019117414394-pat00040
,
Figure 112019117414394-pat00041
) Subtract each from each other (
Figure 112019117414394-pat00042
), and the angle at the point where the subtraction result is minimal is the angle between the antenna of the transmitter and the receiver (
Figure 112019117414394-pat00043
) Can be estimated.

즉, 다른 실시예에 따른 무선전력 송신 시스템(400)은 서로 다른 임의의 방사각으로 방사되는 두개의 빔을 이용하여 수신기의 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.That is, the wireless power transmission system 400 according to another embodiment may more accurately estimate the position of the receiver using two beams radiated at different random radiation angles.

도 5는 일실시예에 따른 무선전력 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method of transmitting wireless power according to an embodiment.

다시 말해, 도 5는 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 일실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 이용한 전력 전송 방법에 관한 도면으로, 이후 도 5를 통해 설명하는 내용 중 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, FIG. 5 is a diagram of a power transmission method using a wireless power transmission system according to an embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4, and is described with reference to FIGS. 1 to 4 among contents described with reference to FIG. 5. Descriptions that are redundant with the content will be omitted.

도 5를 참조하면, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송 방법은 파라미터 수집부에서 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집할 수 있다. Referring to FIG. 5, in step 510, a method for transmitting wireless power according to an embodiment includes a transmission resonant circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power from a parameter collection unit, receiving wireless power, and performing in-band communication. Through this, it is possible to collect parameter information on a reception resonant circuit provided in a receiver that transmits status information to the transmitter.

다음으로, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송 방법은 정보 성능 지수 연산부에서 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 연산된 성보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 비교 결과에 기초하여 송신기 및 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출할 수 있다. Next, in step 520, the wireless power transmission method according to an embodiment calculates an information merit index based on the parameter information collected by the information merit index calculator, compares the calculated performance index with a preset threshold, and compares Based on the result, a maximum distance value that can be communicated between the transmitter and the receiver may be calculated.

다음으로, 530 단계에서 일실시예에 따른 무선전력 전송 방법은 송신 거리 제어부에서, 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 송신기와 수신기 사이의 송신 거리를 제어할 수 있다. Next, in step 530, in the wireless power transmission method according to an embodiment, the transmission distance controller may control the transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communication distance value.

결국, 본 발명을 이용하면, 정보 성능 지수(FI)를 분석하여 가능한 최대 거리 내에서 무선전력 전송 및 인-밴드 통신을 동시에 수행할 수 있다.Consequently, using the present invention, it is possible to simultaneously perform wireless power transmission and in-band communication within the maximum possible distance by analyzing the information performance index (FI).

또한, 본 발명을 이용하면, 가능한 최대 거리 내에서 전력/정보를 전송하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, using the present invention, it is possible to improve user convenience by transmitting power/information within the maximum possible distance.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations can be made from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.

100: 무선전력 전송 시스템 110: 파라미터 수집부
120: 정보 성능 지수 연산부 130: 송신 거리 제어부100: wireless power transmission system 110: parameter collection unit
120: information merit index calculation unit 130: transmission distance control unit

Claims (11)

무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 상기 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 상기 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집하는 파라미터 수집부 및
상기 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 상기 연산된 정보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 송신기 및 상기 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출하는 정보 성능 지수 연산부
를 포함하고,
상기 정보 성능 지수 연산부는,
기설정된 간격만큼 이격된 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수와 상기 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 송신 거리의 증가 또는 감소 여부를 결정하며, 상기 결정된 증가 또는 감소 여부에 따라 기설정된 거리 단위 만큼 증가 또는 감소된 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산하는
무선전력 전송 시스템.Parameter information about a transmission resonance circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power, and a reception resonance circuit provided in a receiver that receives the wireless power and transmits status information to the transmitter through in-band communication. Parameter collection unit to be collected, and
Computing an information merit index based on the collected parameter information, comparing the calculated information merit index and a preset threshold value, and calculating a maximum communicable distance value between the transmitter and the receiver based on the comparison result. Information performance index calculation unit
Including,
The information merit index calculation unit,
Comparing an information merit index corresponding to a transmission distance between the transmitter and the receiver spaced apart by a preset interval with the preset threshold value, and determining whether to increase or decrease the transmission distance based on the comparison result, the According to the determined increase or decrease, the information performance index corresponding to the increased or decreased transmission distance by a preset distance unit is recalculated.
Wireless power transmission system. 제1항에 있어서,
상기 송신기는,
자기 공진 방식(magnetic resonant coupling)으로 상기 수신기에게 상기 무선전력을 전송하는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 1,
The transmitter,
Transmitting the wireless power to the receiver by magnetic resonant coupling (magnetic resonant coupling)
Wireless power transmission system. 제1항에 있어서,
상기 수신기는,
부하저항을 더 포함하고, 상기 무선전력을 수신하면 상기 부하저항의 저항값을 제어하여 상기 수신기에 대한 상기 상태 정보를 전달하는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 1,
The receiver,
A load resistance is further included, and when the wireless power is received, the resistance value of the load resistance is controlled to transmit the state information to the receiver.
Wireless power transmission system. 제3항에 있어서,
상기 수신기는,
스위치 및 정합회로(matching circuit)를 더 포함하고, 상기 스위치 및 상기 정합회로를 이용한 제어 동작을 통해 상기 부하저항의 저항값을 제어하는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 3,
The receiver,
Further comprising a switch and a matching circuit, controlling the resistance value of the load resistance through a control operation using the switch and the matching circuit
Wireless power transmission system. 제3항에 있어서,
상기 송신 공진회로는,
송신 저항, 송신 캐패시터 및 송신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하고,
상기 수신 공진회로는,
수신 저항, 수신 캐패시터 및 수신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 3,
The transmission resonant circuit,
Including at least one element of a transmission resistance, a transmission capacitor, and a transmission coil,
The reception resonance circuit,
Including at least one element of a receiving resistor, a receiving capacitor, and a receiving coil
Wireless power transmission system. 제5항에 있어서,
상기 파라미터 정보는,
상기 송신 저항의 저항 값, 상기 송신 코일의 Q-팩터(quality factor), 상기 수신 코일의 Q-팩터 및 상기 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합 계수 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 5,
The parameter information,
Including information of at least one of a resistance value of the transmission resistance, a quality factor of the transmission coil, a Q-factor of the reception coil, and a coupling coefficient between the transmission coil and the reception coil
Wireless power transmission system. 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 상기 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 상기 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집하는 파라미터 수집부 및
상기 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 상기 연산된 정보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 송신기 및 상기 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출하는 정보 성능 지수 연산부
를 포함하고,
상기 수신기는,
부하저항을 더 포함하고, 상기 무선전력을 수신하면 상기 부하저항의 저항값을 제어하여 상기 수신기에 대한 상기 상태 정보를 전달하며,
상기 송신 공진회로는,
송신 저항, 송신 캐패시터 및 송신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하고,
상기 수신 공진회로는,
수신 저항, 수신 캐패시터 및 수신 코일 중 적어도 하나의 소자를 포함하며,
상기 정보 성능 지수(FI)는 하기 수학식10을 통해 연산되는,
[수학식10]
Figure 112021002581340-pat00050

여기서, 상기 Zin는 상기 송신기의 입력 임피던스, RL는 상기 부하저항의 저항 값, R0는 송신 저항의 저항값, R1는 수신 저항의 저항 값, F는 시스템 성능지수인
무선전력 전송 시스템.Parameter information about a transmission resonance circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power, and a reception resonance circuit provided in a receiver that receives the wireless power and transmits status information to the transmitter through in-band communication. Parameter collection unit to be collected, and
Computing an information merit index based on the collected parameter information, comparing the calculated information merit index and a preset threshold value, and calculating a maximum communicable distance value between the transmitter and the receiver based on the comparison result. Information performance index calculation unit
Including,
The receiver,
A load resistance is further included, and when the wireless power is received, the state information for the receiver is transmitted by controlling a resistance value of the load resistance,
The transmission resonant circuit,
Including at least one element of a transmission resistance, a transmission capacitor, and a transmission coil,
The reception resonance circuit,
Including at least one element of a receiving resistance, a receiving capacitor, and a receiving coil,
The information merit index (FI) is calculated through Equation 10 below,
[Equation 10]
Figure 112021002581340-pat00050

Here, Z in is the input impedance of the transmitter, R L is the resistance value of the load resistance, R 0 is the resistance value of the transmission resistance, R 1 is the resistance value of the reception resistance, F is the system performance index.
Wireless power transmission system. 제7항에 있어서,
상기 시스템 성능지수는,
상기 송신 코일과 상기 수신 코일 사이의 결합 계수와 상기 송신 코일의 Q-팩터 및 상기 수신 코일의 Q-팩터의 연산을 통해 산출되는
무선전력 전송 시스템.The method of claim 7,
The system performance index is,
It is calculated through the calculation of the coupling coefficient between the transmitting coil and the receiving coil, the Q-factor of the transmitting coil, and the Q-factor of the receiving coil.
Wireless power transmission system. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 송신 거리를 제어하는 송신 거리 제어부
를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템.The method of claim 1,
A transmission distance control unit that controls a transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communication distance value
Wireless power transmission system further comprising a. 파라미터 수집부에서, 무선전력을 송신하는 송신기에 구비된 송신 공진회로와, 상기 무선전력을 수신하고 인밴드(in-band) 통신을 통해 상기 송신기에게 상태 정보를 전달하는 수신기에 구비된 수신 공진회로에 대한 파라미터 정보를 수집하는 단계;
정보 성능 지수 연산부에서, 상기 수집된 파라미터 정보에 기초하여 정보 성능 지수를 연산하고, 상기 연산된 성보 성능 지수와 기설정된 임계값을 비교하며, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 송신기 및 상기 수신기 간의 통신 가능한 최대 거리 값을 산출하는 단계 및
송신 거리 제어부에서, 상기 산출된 통신 가능한 최대 거리 값에 기초하여 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 송신 거리를 제어하는 단계
를 포함하고,
상기 정보 성능 지수 연산부는,
기설정된 간격만큼 이격된 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수와 상기 기설정된 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 송신 거리의 증가 또는 감소 여부를 결정하며, 상기 결정된 증가 또는 감소 여부에 따라 기설정된 거리 단위 만큼 증가 또는 감소된 송신 거리에 대응되는 정보 성능 지수를 재연산하는
무선전력 전송 방법.
In the parameter collection unit, a transmission resonance circuit provided in a transmitter for transmitting wireless power, and a reception resonance circuit provided in a receiver for receiving the wireless power and transmitting status information to the transmitter through in-band communication Collecting parameter information for;
In the information merit index calculating unit, calculates an information merit index based on the collected parameter information, compares the calculated performance merit index and a preset threshold value, and enables communication between the transmitter and the receiver based on the comparison result. Calculating a maximum distance value, and
In a transmission distance control unit, controlling a transmission distance between the transmitter and the receiver based on the calculated maximum communication distance value.
Including,
The information merit index calculation unit,
Comparing an information merit index corresponding to a transmission distance between the transmitter and the receiver spaced apart by a preset interval with the preset threshold value, and determining whether to increase or decrease the transmission distance based on the comparison result, the According to the determined increase or decrease, the information performance index corresponding to the increased or decreased transmission distance by a preset distance unit is recalculated.
Wireless power transmission method.
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