KR20120133080A - 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치 - Google Patents

무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 무선 전력 수신 장치의 정류부의 충전 전압이 인가되는 단계; 및 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.

Description

무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치{METHOD FOR CONTROLLING RECEIVED POWER IN WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE AND WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE THEREOF}
본 발명은, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법 및 이를 적용한 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배터리팩(Battery pack)은 외부의 충전기로부터 전력(전기에너지)을 공급받아 충전한 상태에서 휴대용 단말기(핸드폰, PDA 등)의 작동을 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 전기에너지를 충전하는 배터리셀과 상기 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로 등이 구성되어 있다.
이러한 휴대용 단말기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리팩의 전기적 연결방식에는 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 배터리팩으로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식이 있다.
그러나, 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리팩을 접촉하거나 분리할 경우, 양측의 단자(배터리팩의 단자 및 충전기의 단자)들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어, 순간방전현상을 초래하는 문제점이 있었다.
특히, 이러한 순간방전현상 등으로 인하여 양측의 단자들에 이물질이 쌓이게 되면 화재 등이 발생할 우려가 있었다.
또한, 습기 등으로 인하여 배터리팩에 충전된 전기에너지가 배터리팩의 단자를 통해 외부로 자연방전되는 등의 문제점이 있음은 물론, 이로 인하여 배터리팩의 수명 및 성능의 저하를 초래하는 단점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력전송방식을 이용한 무접점 방식의 충전시스템과 제어방법들이 제시되고 있다.
이러한 무선 전력 전송 시스템에 있어서 안정적인 전력 수신과 더불어 무선 전력 효율을 높이기 위한 노력들이 있어 왔다.
본 발명은, 무선 충전이 개시됨에 따라 부하가 정류부에 연결될 때, 충전 전압이 급격하게 다운되어서, 무선 전력 수신 장치 자체가 셧다운되는 현상을 방지하여, 안정적으로 배터리를 충전시키기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법은, 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 무선 전력 수신 장치의 정류부의 충전 전압이 인가되는 단계; 및 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은,상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류 되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 부하가 배터리이고, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치의 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치의 2차측 코어를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하는 단계; 및 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결됨과 더불어, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 주기는 제 2 주기의 5 배 내지 20 배일 수 있다.
여기서, 상기 전력 수신 제어 방법은, 상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계; 및 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 전송 장치의 1차측 코어로부터 무선 전력 신호를 수신하기 위해 구성된 2차측 코어; 상기 2차측 코어로부터 수신되는 상기 무선 전력 신호를 정류하는 정류부; 상기 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 상기 정류부의 충전 전압이 인가된 후 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 상기 정류부를 제어하는 수신 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류가 되면서, 상기 충전 전압이 설정 전압이 되도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 부하가 배터리이고, 상기 수신 제어부는, 상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 수신 제어부는, 제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하다가, 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결되면, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지할 수 있다.
여기서, 상기 수신 제어부는, 상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 충전이 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 부하 연결 이벤트 발생시, 설정 전압 및 설정 전류로 소프트 다운시킴으로써, 안정적으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치에 연결된 전자 기기를 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용될 때, 배터리로 흐르는 전류의 시간 경과에 따른 값 변화를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명과 관련된 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템의 블록 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 무선 전력 전송 시스템은, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. 즉, 전자기 유도 방식에 의해, 무선 전력 전송 장치(100)가 무선 전력 신호를 무선 전력 수신 장치(200)로 전송하면, 이 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(200)는 상기 무선 전력 신호의 전력으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치(200)와 연결된 전자기기에 전원을 공급하게 된다.
이하에서는, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)의 구성에 대하여 각각 설명하도록 한다.
본 발명의 일시시예인 무선 전력 전송 장치(100)는, 1차측 코어(110), 전송 제어부(120) 및 AC/DC 컨버터(130)를 포함한다. 여기서 1차측 코어(110)(1차측 코일)은 전력 신호를 전자기 유도 방식으로 전력 수신 장치(200)의 2차측 코어(210)에 전송하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 2개의 코일(즉, 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112))이 적용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 1차측 코어(110)을 제어하는 전송 제어부(120)는, 객체 감지부(121), 중앙제어부(122), 스위칭제어부(123), 구동드라이버(124) 및 직렬공진형컨버터(125) 포함할 수 있다.
상기 객체 감지부(121)는 상기 1차측 코일인 1차측 코어(110)의 부하변화를 감지하고, 해당 부하변화가 무선 전력 수신 장치(200)에 의한 것인지를 판단할 뿐만 아니라(즉 아이디 확인부로서의 기능을 가짐), 무선 전력 수신 장치(200)로부터 전송된 충전 상태 신호를 필터링하여 처리하는 기능을 수행한다. 즉, 1차측 코어(110)을 통해 전송되는 아이디 호출 신호의 응답신호인 아이디 신호가 수신되면, 이를 필터링 하여 처리하고, 충전 중, 배터리 셀이나 충전 전압에 관한 정보를 포함하는 충전 상태 신호가 수신되면. 이를 필터링하여 처리하는 기능을 한다.
상기 중앙 제어부(122)는 상기 객체 감지부(121)의 판단결과를 전송받아 확인하고, 1차측 코어(110)에서 수신되는 아이디 신호를 분석하여, 상기 1차측 코어(110)를 통해 무선 전력 신호를 송출하기 위한 전력 신호를 상기 구동 드라이버(124)로 전송하는 역할을 한다. 또한, 후술하는 1차측 코어로부터 충전 상태신호가 수신되면, 이에 기초하여 구동 드라이버(124)를 제어하여 무선 전력 신호를 변경하는 기능을 한다.
상기 스위칭제어부(123)는 직렬 공진형 컨버터(125)와 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)의 사이에 스위치의 스위칭동작을 제어하는 것이다. 본 발명에서는, 2개의 서브 코일이 이용되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나의 코일이 적용되는 경우도 포함한다. 하나의 코일이 적용되는 경우, 상기 스위칭 제어부(123)가 불필요하게 된다.
상기 구동 드라이버(124)는 중앙 제어부(122)의 제어를 통해 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하는 것이다.
상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 송출하고자 하는 전력신호를 발생하기 위한 송출전원을 생성하여 상기 1차측 코어(110)로 공급하는 것이다. 다시 말해, 중앙 제어부(122)가 요구되는 전력값을 갖는 전력 신호의 송출을 위한 전력 제어 신호를 구동 드라이버(124)로 전송하면, 상기 구동 드라이버(124)는 전송된 전력제어신호에 대응하여 직렬 공진형 컨버터(125)의 동작을 제어하고, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의하여 요구되는 전력값에 대응하는 송출전원을 1차측 코어(110)에 인가함으로써, 요구되는 세기의 무선 전력 신호가 송출되도록 하는 것이다.
또한, 상기 직렬 공진형 컨버터(125)는 구동 드라이버(124)의 제어에 의해 제 1 서브 코일(111) 및 제 2 서브 코일(112)을 통해 각각 제 1 객체 감지 신호와 제 2 객체 감지 신호를 발생하기 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.
AC/DC 인버터(130)는 220V 또는 110V 의 교류 전원을 소정 전압의 직류 전원으로 변경하는 장치로서, 전술한 바와 같이, 상기 중앙 제어부(122)의 제어에 의해, 출력 전압값이 변경된다.
그리고, 전력신호를 수신하여 전력을 공급받는 무선 전력 수신 장치(200)는, 상기 송출된 전력 신호에 의해 유도전력을 생성하는 2차측 코어(210), 유도된 전력을 정류하는 정류부(220), 정류된 전력으로 충전되는 배터리셀모듈(230), 그리고, 상기 2차측 코어(210), 정류부(220) 및 상기 배터리 셀 모듈을 제어하는 수신 제어부(240)를 포함한다.
2차측 코어(210)는 무선 전력 전송 장치(100)의 1차측 코어로부터 전송되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 구성요소이다.
정류부(220)는 상기 2차측 코어로부터 수신되는 무선 전력을 직류 전압으로 정류하며, 충전 개시 전까지는 충전전압으로 충전 상태를 유지하게 된다.
배터리 셀 모듈(230)은 수신 제어부(240)의 제어를 받아 상기 정류부(220)로부터의 직류 전원을 통해 충전이 되는 충전 대상이 된다. 배터리 셀 모듈 (230) 대신에 PMP, MP3, 핸드폰등의 전자기기가 될 수도 있다. 한편, 상기 배터리셀모듈(230)에는 과전압 및 과전류방지회로, 온도감지회로 등의 보호회로가 포함되어 구성되며, 또한, 배터리셀의 충전상태 등의 정보를 수집 및 처리하는 충전관리모듈이 포함된다.
수신 제어부(240)는 정류부(220)에서 충전된 전원의 전류를 제어하여 배터리셀모듈(230)로 적절한 전류가 흐르도록 하는 구성요소이다. 이 수신 제어부(240)의 구체적인 동작은 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
이들의 동작에 대해서는 도 2의 순서도를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인, 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 신호 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 우선, 무선 전력 전송 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)로 아이디 호출 신호를 전송한다(S1). 이 때, 1차측 코어(110)를 통해 아이디 호출 신호가 전송될 수도 있고, 근거리 통신 모듈이 이용될 수도 있다. 즉, RFID나 블루투스, 지그비등이 이용될 수도 있다.
이 아이디 호출 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(200)는 2차측 코어(210) 또는 근거리 통신 모듈을 통해 무선 전력 전송 장치(100)로 아이디 신호를 전송한다(S3). 이 아이디 신호를 수신한 무선 전력 전송 장치(100)의 중앙 제어부(122)는 구동 드라이버(124)를 제어하여, 무선 전력 신호(전력 신호)를 전송하게 된다(S5). 이 전력 신호를 2차측 코어(210)를 통해 수신한 무선 전력 수신 장치(100)의 정류부(220)에는 충전 전압이 인가된다(S7). 이 때, 충전 전압은 설정 전압(즉, 배터리를 충전하기 위하여 설정된 전압)보다 크게 된다. 이렇게 충전 전압이 설정전압보다 크게 설정됨으로써, 부하 연결시 정류부의 충전 전압이 셧다운 전압(정류부(220)의 충전 전압이 설정 전압보다 낮아져서, 회로 보호를 위하여 전력 수신 장치 전체를 셧다운 시키는 전압)보다 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
충전 개시 신호에 의해 상기 정류부에 배터리셀과 같은 부하가 연결되면, 수신 제어부(240)는 초기에 부하 전류(Ic)가 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류가 되도록 상기 부하 전류(Ic)를 제어한다(S9,S11). 이 때의 제 1 설정 전류는 시간에 따라 점차 커져서, 충전 전압이 안정화었을 때, 부하 전류가 설정 충전 전류가 되도록 제어할 수도 있고, 소정 시간 간격으로 스텝업되도록 할 수도 있다. 즉, 수신 제어부(240)는 상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 상기 제 2 설정 전류가 부하 전류가 되도록 상기 부하 전류를 제어할 수도 있다(S13). 여기서, 설정 충전 전류란 정상적으로 배터리 셀을 충전하는 경우에 배터리 셀에 흐르는 전류를 의미한다. 설정 충전 전류에 의해 기설정된 충전 전압이 부하에 인가되어서 정상적으로 충전이 이루어지며, 그 후 제 1 주기로 충전 상태 신호를 무선 전력 전송 장치측으로 전송하게 된다(S17).
이러한 충전 개시신호에 의해 충전이 개시되어 부하 전류가 스텝업 되는 동안에는 제 1 주기보다 짧은, 제 2 주기로 충전상태 신호를 전송하게 된다(S19). 여기서 충전 상태 신호는 배터리셀의 상태 정보 및 정류부의 전압 정보 중 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기의 1/5 내지 1/20일 수 있다. 즉, 제 2 주기가 제 1 주기의 1/5보다 작아야 본 발명이 원하는 목적인 전압의 소프트 다운을 이룰 수 있다. 제 1 주기의 1/20 보다 작게 되면, 에너지 효율 측면에서 비효율적이다. 즉, 150- 250ms인 제 1 주기와 비교하여, 제 2 주기는 10 - 50ms가 될 수 있다.
이렇게 제 2 주기로 정류부(220)의 충전 전압을 측정하여, 제 2주기로 정류부(220)의 충전 상태 정보를 포함하는 충전 상태 신호를 무선 전력 전송 장치(100)로 전송하면, 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 이에 기초하여 변경된 전력 신호를 무선 전력 수신 장치(200)로 전송하게 된다(S13). 즉, 보다 자주 상기 전력 신호가 변경되게 된다(5 배에서 20배). 이에 따라, 정류부(220)의 충전전압은 소프트 다운된다.
이렇게 정류부(220)의 충전 전압이 안정화되면, 다시 제 1 주기로 정류부(220)의 전압를 측정하고, 제 1 주기로 충전 상태 신호를 무선 전력 전송장치(100)로 전송하게 된다.
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 수신 장치가 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용될 때, 배터리로 흐르는 전류의 시간 경과에 따른 값의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3에서 수직축은 배터리셀 모듈로 흐르는 부하전류를 나타내며, 수평축은 시간을 나타낸다. 여기서, 100mA는 제 1 설정 전류이고, 400mA는 제 2 설정 전류이다. 700mA는 설정 충전 전류이다.
(가)는 본 발명의 일실시예에 따른 전류선이고, (나)는 본 발명의 다른 실시예의 전압선이다.
0 - A 구간에서는 충전 개시 신호 발생전에 배터리셀(230)로의 연결이 단락된 상태를 나타내며, A-B 구간은 충전 개시신호가 발생하여 배터리 셀(230)로의 연결이 이루어져 배터리셀(230)로 부하 전류(Ic)가 흐르는 구간을 나타내며, B 이후의 구간은 충전 전압이 안정화되어 정상적으로 배터리셀 모듈(230)이 충전되는 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, (가)선에 따르면, A-B 구간에서 부하 전류가 스탭업하는 방식으로 설정 충전 전류에 이르도록 하고 있고, (나)선에 따르면, A-B 구간에서 부하 전류가 순차적으로 설정 충전 전류에 이르도록 하고 있다. 이러한 방식으로 충전 개시 신호시 전류 제어가 되면, 부하 연결 이벤트 발생시 충전 전압이 소프트하게 다운되어서 무선 전력 충전 시스템이 셧다운 되는 것이 더욱더 방지 될 수 있다.
이에 대한 효과를 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법이 적용되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서 수직축은 정류부의 충전 전압을 나타내며, 수평축은 시간을 나타낸다. 여기서 5V는 설정전압이고, 3V는 셧다운 전압이며, 7V는 초기 충전전압이다.
(가)는 본발명의 일실시예에 따른 전압선이고, (나)는 비교예의 전압선이다.
0 - A 구간에서는 무선 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치의 정류부의 전압을 나타내고, A-B 구간은 충전 개시신호가 발생한 때부터 충전 전압이 안정화 때까지의 구간이며, B 이후의 구간은 충전 전압이 안정화되어 정상적으로 배터리셀 모듈(230)이 충전되는 상태를 나타낸다.
본 실시예에 따르면, A-B 구간에서 정류부(220)의 충전 전압이 소프트 다운 하는 것을 알 수 있다. 즉, A-B 구간에서, 도 3의 (가)선 또는 (나)선과 같이 부하 전류를 순차적으로 또는 스텝업 방식으로 시간에 따라 상승시키면, 도 4의 (가)선과 같이, 충전 전압이 소프트 다운되어서, 셧다운 전압까지 정류부의 충전전압이 다운되지 않는다.
이와 달리, 비교예를 나타내는 (나)선에서는, 수신장치에서 전류제어가 없기 때문에, 충전 개시신호시 정류부(220)의 충전 전압은 셧다운 전압근처까지 급격히 낮아지게 되어, 전력 전송 수신 장치(200) 전체가 셧다운될 위험이 높아지게 된다.
한편, 충전 개시신호시 충전 상태 신호를 제 2 주기로 전송하는 것을 부가하게 되면, 정류부(220)의 충전전압은 더욱더 소프트 다운되어서, 전력 수신 장치의 셧다운 현상을 더욱 잘 막을 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 충전 개시 신호와 같은 부하 연결 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전압이 갑작스럽게 낮아지게 되어, 무선 전력 충전 시스템이 셧다운 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상술한 구성을 가진 본 발명에 따르면, 부하 연결 이벤트 발생시, 설정 전압 및 설정 전류로 소프트 다운시킴으로써, 안정적으로 배터리를 충전하거나, 무선 전력 수신 장치에 연결된 전자 기기를 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 제어 방법 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 무선 전력 전송 장치
111 : 제 1 서브 코일
112 : 제 2 서브 코일
120 : 전송 제어부
121 : 객체 감지부
122 : 중앙 제어부
123 : 스위칭 제어부
124 : 구동 드라이버
125 : 직렬 공진형 컨버터
130 : 교류/직류 컨버터
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 2차측 코어
220 : 정류부
230 : 배터리셀 모듈
240 : 수신 제어부

Claims (15)

  1. 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 무선 전력 수신 장치의 정류부에 충전 전압이 인가되는 단계; 및
    충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하가 배터리이고,
    상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는,
    상기 무선 전력 수신 장치의 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계는,
    상기 무선 전력 수신 장치의 2차측 코어를 통해 상기 무선 전력 전송 장치로 상기 배터리 상태 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결됨과 더불어, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 주기는 제 2 주기보다 5 배 내지 20 배인, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가되는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치에서의 전력 수신 제어 방법.
  10. 무선 전력 전송 장치의 1차측 코어로부터 무선 전력 신호를 수신하기 위해 구성된 2차측 코어;
    상기 2차측 코어로부터 수신되는 상기 무선 전력 신호를 정류하는 정류부; 및
    상기 무선 전력 전송 장치로부터 전력 신호를 수신하여 상기 정류부의 충전 전압이 인가된 후 충전 개시 신호가 발생되면, 설정 충전 전류 보다 작은 제 1 설정 전류의 부하 전류가 부하에 흐르도록 상기 정류부를 제어하는 수신 제어부를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신 제어부는,
    상기 제 1 설정전류가 소정시간 흐른 후, 상기 제 1 설정전류보다 크고 상기 설정 충전 전류 보다 작은 제 2 설정 전류의 부하 전류가 상기 부하에 흐르도록 제어하는, 무선 전력 수신 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신 제어부는,
    상기 부하 전류가 점진적으로 상기 설정 충전 전류 되도록 제어하는, 무선 전력 수신 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 부하가 배터리이고,
    상기 수신 제어부는,
    상기 부하 전류가 상기 설정 충전 전류와 동일하게 된 후, 상기 배터리의 상태 정보를 포함하는 배터리 상태 정보 신호를 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는, 무선 전력 수신 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신 제어부는,
    제 1 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 측정하다가, 상기 충전 개시 신호에 따라 상기 부하가 상기 정류부에 연결되면, 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 상기 정류부의 충전 전압을 감지하는, 무선 전력 수신 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신 제어부는,
    상기 무선 전력 수신 장치의 아이디 신호를 무선 전력 전송 장치로 전송하고, 상기 아이디 신호에 기초한 무선 전력 신호를 수신하여 이를 상기 정류부에서 직류 전원으로 정류되어 상기 충전 전압이 인가하는, 무선 전력 수신 장치.
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