KR20130116230A - Apparatus for receiving wireless power and system for transmitting wireless power - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wireless power receiving device and a wireless power transmitting system increase power transmission efficiency by changing the configuration of the wireless power receiving device which delivers power received from the wireless power transmitting device to a load. CONSTITUTION: A wireless power receiving device (300) includes a receiving induction coil (320), a rectifier circuit (330), a power management unit (370) and a battery management element (360). The receiving induction coil receives AC power from a wireless power transmitting device. The rectifier circuit rectifies the received AC power to DC power. The rectifier circuit includes a rectifier (331), and a smoothing circuit (332). The power management unit controls the supply of the rectified DC power to a load (400). The power management unit includes a control unit (371), a switch (SW), and a diode (D). [Reference numerals] (360) Battery management element; (371) Control unit; (400) Load

Description

무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템{APPARATUS FOR RECEIVING WIRELESS POWER AND SYSTEM FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER}Wireless power receiver and wireless power transmission system {APPARATUS FOR RECEIVING WIRELESS POWER AND SYSTEM FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER}

본 발명은 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power receiver and a wireless power transmission system.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. Electromagnetic induction method is rapidly commercialized around small devices, but there is a problem that the transmission distance of power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission system by radio system includes electromagnetic induction, self-resonance and remote transmission using short-wave radio frequency.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 자기 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.In recent years, among such wireless power transmission techniques, energy transmission using self resonance is widely used.

자기 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측에 형성된 전기신호가 코일을 통해 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.In the wireless power transmission system using self-resonance, since the electric signals formed on the transmission side and the reception side are wirelessly transmitted through the coil, the user can easily charge electronic devices such as portable devices.

그러나, 종래 무선전력 수신장치는 전력 전송 효율 문제 및 크기에 따른 비용문제를 동시에 만족시킬 수 없었다.However, the conventional wireless power receiver cannot satisfy the power transmission efficiency problem and the cost problem according to the size.

이와 관련된 선행특허문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0095645호가 있다.A related patent document related thereto is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0095645.

본 발명은 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하에 전달하는 무선전력 수신장치의 구성을 변경시켜 전력 전송 효율을 증가시키기 위한 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a wireless power receiver and a wireless power transmission system for increasing the power transmission efficiency by changing the configuration of the wireless power receiver for transmitting power received from the wireless power transmitter to the load.

본 발명은 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하에 전달하는 무선전력 수신장치의 구성을 변경시켜 전력 전송 효율을 증가시키고, 무선전력 전송 시스템의 비용을 절감시키며, 전체 크기를 감소시키기 위한 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송 시스템의 제공을 목적으로 한다.The present invention changes the configuration of the wireless power receiver for transferring the power received from the wireless power transmitter to the load to increase the power transmission efficiency, reduce the cost of the wireless power transmission system, wireless power for reducing the overall size An object of the present invention is to provide a receiver and a wireless power transmission system.

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 전력을 수신하여 부하에 전달하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치로부터 교류전력을 수신하는 수신부; 상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 정류부; 및 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지하거나 차단하는 전력 관리부를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, a wireless power receiver for receiving power from a wireless power transmitter and transmitting the power to a load includes: a receiver configured to receive AC power from the wireless power transmitter; A rectifier for rectifying the received AC power into DC power; And a power manager configured to maintain or cut off power delivered to the load depending on whether the rectified DC power is greater than or equal to a threshold.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 경우, 상기 임계 치 이상인 직류전력을 흡수하는 다이오드를 더 포함할 수 있다.The power manager may further include a diode that absorbs the DC power that is greater than or equal to the threshold value when the rectified DC power is greater than or equal to the threshold value.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지 또는 차단시키는 스위치를 더 포함할 수 있다.The power management unit may further include a switch to maintain or cut off power delivered to the load depending on whether the rectified DC power is greater than or equal to a threshold value.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력을 감지하고, 상기 감지된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 스위치에 개방 신호 또는 단락 신호를 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The power manager may further include a controller configured to sense the rectified DC power and to transmit an open signal or a short signal to the switch depending on whether the detected DC power is greater than or equal to a threshold.

상기 제어부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 것으로 감지된 경우, 상기 스위치에 개방 신호를 전달할 수 있다.The controller may transmit an open signal to the switch when the rectified DC power is detected to be greater than or equal to a threshold.

상기 제어부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 미만인 것으로 감지된 경우, 상기 스위치에 단락 신호를 전달할 수 있다.The controller may transmit a short signal to the switch when the rectified DC power is detected to be less than a threshold value.

상기 정류부는 상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기 및 상기 변환된 직류전력에서 리플 성분을 제거하는 평활 회로를 포함할 수 있다.The rectifier may include a rectifier for converting the received AC power into DC power and a smoothing circuit for removing a ripple component from the converted DC power.

상기 정류기는 브릿지 다이오드를 포함할 수 있다.The rectifier may comprise a bridge diode.

상기 평활 회로는 평활용 캐패시터를 포함할 수 있다.The smoothing circuit may include a smoothing capacitor.

상기 무선전력 수신장치는 상기 전력 관리부로부터 수신한 직류전력을 상기 부하에 일정한 직류전력으로 제공하는 배터리 관리 소자를 더 포함하는 무선전력 수신장치.The wireless power receiver further comprises a battery management device for providing a DC power received from the power manager to the load to a constant DC power.

상기 제어부는 증폭기 및 복수의 저항을 포함하는 비교기 회로일 수 있다.The control unit may be a comparator circuit including an amplifier and a plurality of resistors.

상기 다이오드는 제너 다이오드일 수 있다.The diode may be a zener diode.

상기 스위치는 P 채널 모스펫(MOSFET) 또는 N 채널 모스펫(MOSFET) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.The switch may be one of a P-channel MOSFET or an N-channel MOSFET.

상기 수신부는 상기 무선전력 송신장치로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신하는 수신 공진 코일 및 상기 수신된 전력을 전자기 유도에 의해 수신하는 수신 유도 코일을 포함할 수 있다.The receiver may include a reception resonant coil for receiving power from the wireless power transmitter by magnetic resonance and a reception induction coil for receiving the received power by electromagnetic induction.

상기 수신부는 상기 무선전력 송신장치로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함할 수 있다.The receiver may include a reception induction coil for receiving power from the wireless power transmitter by electromagnetic induction.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전달하는 무선전력 전송 시스템은 전력소스로부터 전력을 공급받은 전력을 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 무선전력 송신장치 및 상기 무선전력 송신장치로부터 교류전력을 수신하는 수신부와 상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 정류부 및 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상의 직류전력인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지하거나 차단하는 전력 관리부로 구성되는 무선전력 수신장치를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a wireless power transmission system for transmitting power received from a wireless power transmitter to a load through a wireless power receiver transmits power received from a power source to the wireless power receiver. A wireless power transmitter and a receiver for receiving AC power from the wireless power transmitter, the rectifier for rectifying the received AC power into DC power, and the rectified DC power is transferred to the load depending on whether the DC power is greater than or equal to a threshold value. It may include a wireless power receiver comprising a power management unit for maintaining or blocking the power.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 경우, 상기 임계 치 이상의 직류전력을 흡수하는 다이오드를 포함할 수 있다.The power manager may include a diode that absorbs the DC power above the threshold when the rectified DC power is greater than or equal to a threshold.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지 또는 차단시키는 스위치를 더 포함할 수 있다.The power management unit may further include a switch to maintain or cut off power delivered to the load depending on whether the rectified DC power is greater than or equal to a threshold value.

상기 전력 관리부는 상기 정류된 직류전력을 감지하고, 상기 감지된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 스위치에 개방 신호 또는 단락 신호를 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The power manager may further include a controller configured to sense the rectified DC power and to transmit an open signal or a short signal to the switch depending on whether the detected DC power is greater than or equal to a threshold.

상기 무선전력 수신장치는 상기 전력 관리부로부터 수신한 직류전력을 상기 부하에 일정한 직류전력으로 제공하는 배터리 관리 소자를 더 포함할 수 있다.The wireless power receiver may further include a battery management device configured to provide the DC power received from the power manager to the load at a constant DC power.

상기 무선전력 송신장치는 상기 전력소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일 및 상기 송신 유도 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 송신 공진 코일을 포함하고, 상기 수신부는 상기 송신 공진 코일로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신하는 수신 공진 코일 및 상기 수신된 전력을 전자기 유도에 의해 수신하는 수신 유도 코일을 포함할 수 있다.The wireless power transmitter includes a transmission induction coil for receiving power from the power source and a transmission resonance coil for receiving power by electromagnetic induction from the transmission induction coil, and the receiver is formed by magnetic resonance from the transmission resonance coil. A reception resonant coil for receiving power and a reception induction coil for receiving the received power by electromagnetic induction.

상기 무선전력 송신장치는 상기 전력소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일을 포함하고, 상기 수신부는 상기 송신 유도 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함할 수 있다.The wireless power transmitter may include a transmission induction coil for receiving power from the power source, and the receiver may include a reception induction coil for receiving power from the transmission induction coil by electromagnetic induction.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to various embodiments of the present invention, there are the following effects.

무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 부하에 전달하는 무선전력 수신장치의 구성을 변경시켜 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있고, 무선전력 전송 시스템의 비용을 절감시키며, 무선전력 수신장치의 전체 크기를 감소시킬 수 있다.The power transmission efficiency can be increased by changing the configuration of the wireless power receiver that transfers the power received from the wireless power transmitter to the load, reducing the cost of the wireless power transmission system, and reducing the overall size of the wireless power receiver. You can.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 소스(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(371)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치(SW)의 다양한 구성 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 관리부(370)와 직류 직류 변환기(350)를 사용한 경우를 비교하여 설명한 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil 210, in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a power source 100 and a wireless power transmission device 200, in accordance with an embodiment of the invention.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus 300 according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a wireless power receiver 300 according to a first embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a wireless power receiver 300 according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the configuration of the control unit 371 according to an embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating various configuration examples of the switch SW according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a case where the power management unit 370 and the direct current DC converter 350 are used according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system may include a power source 100, a wireless power transmission device 200, and a wireless power reception device 300.

무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may include a transmission induction coil 210 and a transmission resonance coil 220.

무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320), 정류 회로(330), 부하(340)을 포함할 수 있다.The wireless power receiving apparatus 300 may include a receiving resonant coil 310, a receiving induction coil 320, a rectifying circuit 330, and a load 340.

전력 소스(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결된다.Both ends of the power source 100 are connected to both ends of the transmission induction coil 210.

송신 공진 코일(220)은 송신 유도 코일(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.The transmission resonant coil 220 may be disposed at a certain distance from the transmission induction coil 210.

수신 공진 코일(310)은 수신 유도 코일(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다. The reception resonant coil 310 may be disposed at a certain distance from the reception induction coil 320. [

수신 유도 코일(320)의 양단은 정류 회로(330)의 양단과 연결되고, 부하(340)는 정류 회로(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(340)는 무선전력 수신장치(300)에 포함되지 않고, 별도로 구성될 수 있다.Both ends of the reception induction coil 320 are connected to both ends of the rectifier circuit 330 and the load 340 is connected to both ends of the rectifier circuit 330. In one embodiment, the load 340 is not included in the wireless power receiving apparatus 300 and may be configured separately.

전력 소스(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 자기 공진 현상에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. The power generated by the power source 100 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 and the power transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 And transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 having the same resonance frequency value.

이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.More specifically, the power transmission process will be described below.

전력 소스(100)는 소정 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스일 수 있다.The power source 100 may be an alternating current power source providing alternating current power of a predetermined frequency.

송신 유도 코일(210)에는 전력 소스(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐른다. 송신 유도 코일(210)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일(220)에도 교류 전류가 유도된다. 그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. An alternating current flows in the transmission induction coil 210 by the electric power supplied from the electric power source 100. When an alternating current flows in the transmission induction coil 210, an alternating current is also induced in the transmission resonance coil 220 that is physically spaced apart by electromagnetic induction. Thereafter, the power transmitted to the transmission resonant coil 220 is transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 which forms a resonant circuit with the wireless power transmitting apparatus 200 by self-resonance.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 자기 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 자기 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power can be transmitted by self resonance between two LC circuits whose impedance is matched. Such power transmission by self-resonance enables power transmission to a higher efficiency, farther than the power transmission by electromagnetic induction.

수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신한다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일(310)에는 교류 전류가 흐른다. 수신 공진 코일(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 유도 코일(320)로 전달된다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류 회로(330)를 통해 정류되어 부하(340)로 전달된다.
The reception resonance coil 310 receives electric power from the transmission resonance coil 220 by self resonance. An AC current flows in the reception resonant coil 310 due to the received power. The power transmitted to the reception resonance coil 310 is transmitted to the reception induction coil 320 by electromagnetic induction. The power delivered to the reception induction coil 320 is rectified through the rectifier circuit 330 and delivered to the load 340.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil 210 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다. As shown in FIG. 2, the transmission induction coil 210 may be formed of an inductor L1 and a capacitor C1, thereby constituting a circuit having an appropriate inductance and a capacitance value.

송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단은 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.The transmission induction coil 210 may include an equivalent circuit connected at both ends of the inductor L1 to both ends of the capacitor C1. That is, the transmission induction coil 210 may be composed of an equivalent circuit in which the inductor L1 and the capacitor C1 are connected in parallel.

캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 가변 캐패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)의 등가 회로도 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.
The capacitor C1 may be a variable capacitor, and impedance matching may be performed by adjusting the variable capacitor. The equivalent circuits of the transmission resonant coil 220, the reception resonant coil 310, and the reception induction coil 320 may be the same as those shown in Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 소스(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a power source 100 and a wireless power transmission device 200, in accordance with an embodiment of the invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
3, the transmission induction coil 210 and the transmission resonance coil 220 may include inductors L1 and L2 and capacitors C1 and C2 having a predetermined inductance value and a capacitance value, respectively.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiver 300 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 캐패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다. 4, the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 may include inductors L3 and L4 and capacitors C3 and C4 having a predetermined inductance value and a capacitance value, respectively.

정류회로(330)는 다이오드(D1)와 정류 캐패시터(C5)로 구성될 수 있으며, 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 출력할 수 있다. 정류회로(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 정류기의 정류소자로서 실리콘 정류기가 사용될 수 있다. 평활 회로는 정류 출력을 매끄럽게 하는 역할을 한다.The rectifier circuit 330 may include a diode D1 and a rectification capacitor C5. The rectifier circuit 330 may convert AC power into DC power and output the AC power. The rectifier circuit 330 may include a rectifier and a smoothing circuit. As the rectifier element of the rectifier, a silicon rectifier may be used. The smoothing circuit smoothes the rectified output.

부하(340)는 1.3V의 직류 전원으로 표시되어 있으나, 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 여기서, 1.3V는 예시에 불과하다.
The load 340 is indicated by a direct current power supply of 1.3 V, but may be any rechargeable battery or device requiring direct current power. Here, 1.3 V is only an example.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a wireless power receiver 300 according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)와 별도로 구비되는 것으로 가정한다.In an embodiment of the present invention, it is assumed that the load 400 is provided separately from the wireless power receiver 300.

도 5를 참고하면, 무선전력 수신장치(300)는 수신 유도 코일(320), 정류회로(330), 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350), 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 송신 측으로부터 자기공진을 이용하여 전력을 수신한다면, 수신 공진 코일(310)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 송신 측으로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신한다면, 수신 공진 코일(310)을 구비하지 않을 수 있다.Referring to FIG. 5, the wireless power receiver 300 includes a reception induction coil 320, a rectifier circuit 330, a DC-DC converter 350, and a battery management IC (BMIC). (360). In one embodiment, if the wireless power receiving apparatus 300 receives power using self resonance from the transmitting side, it may further include a receiving resonant coil 310. In one embodiment, if the wireless power receiving apparatus 300 receives power by electromagnetic induction from the transmitting side, the receiving resonant coil 310 may not be provided.

수신 유도 코일(320)은 송신 측으로부터 전력을 수신한다. 구체적으로, 수신 유도 코일(320)은 전자기 유도 또는 자기공진 현상을 통해 전력을 수신할 수 있다. 수신 유도 코일(320)이 수신하는 전력은 교류전력일 수 있다.The reception induction coil 320 receives electric power from the transmission side. Specifically, the reception induction coil 320 can receive power through electromagnetic induction or self-resonance phenomenon. The power received by the receive induction coil 320 may be AC power.

정류회로(330)는 수신 유도 코일(320)이 수신한 교류전력을 직류전력으로 변환할 수 있다.The rectifier circuit 330 may convert the AC power received by the reception induction coil 320 into DC power.

정류회로(330)는 정류기(331) 및 평활 회로(332)를 포함할 수 있다.The rectifier circuit 330 may include a rectifier 331 and a smoothing circuit 332.

정류기(331)는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 다이오드는 실리콘 다이오드를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기(331)는 하나의 다이오드를 사용하여 정류기능을 수행 할 수 있지만, 바람직하게 정류기(331)는 하나 이상의 다이오드가 배열된 구성을 포함할 수 있다. 도 5에서는 정류기(331)의 일 실시 예로, 브릿지 다이오드(Bridge diode)가 도시되어 있다. 브릿지 다이오드(Bridge diode)는 4개의 다이오드를 연결한 회로구조로 정류기능을 수행할 수 있다.The rectifier 331 may include at least one diode. In one embodiment, the diode may refer to a silicon diode. In one embodiment, the rectifier 331 may perform a rectifying function using one diode, but preferably, the rectifier 331 may include a configuration in which one or more diodes are arranged. In FIG. 5, a bridge diode is illustrated as an embodiment of the rectifier 331. A bridge diode is a circuit structure that connects four diodes and can perform a rectification function.

정류기(331)는 수신된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기능을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서 전력은 전압 또는 전류와 비례하므로 편의상 전력과 전압, 전류는 같은 개념임을 가정한다. 정류기능은 전류를 한 방향으로만 통과시키는 기능을 의미한다. 즉, 정류기(331)는 순방향 저항은 작고, 역방향 저항은 충분히 커서 한쪽 방향으로만 전류를 통과시킬 수 있다.The rectifier 331 performs a rectifying function for converting the received AC power into DC power. In the embodiment of the present invention, power is proportional to voltage or current, and therefore, it is assumed that power, voltage, and current are the same concept for convenience. The rectifying function means the function of passing the current in one direction only. That is, the rectifier 331 has a small forward resistance and a large reverse resistance, so that the current can pass only in one direction.

평활 회로(332)는 정류기(331)에서 출력된 직류전력에서 리플 성분을 제거하여 완전한 직류전력을 출력할 수 있다.The smoothing circuit 332 may output the complete DC power by removing the ripple component from the DC power output from the rectifier 331.

평활 회로(332)는 평활용 커패시터를 포함할 수 있다.The smoothing circuit 332 may include a smoothing capacitor.

직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350)는 평활 회로(332)에서 출력된 직류전압을 이용하여 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)가 동작하기 적합한 직류전압을 출력할 수 있다. 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350)는 평활 회로(332)에서 출력된 직류전압을 교류전압으로 변환한 다음, 변환된 교류전압을 승압 또는 강압하고 정류하여 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)가 동작하기 적합한 직류전압을 출력할 수 있다.The DC-DC converter 350 can output a DC voltage suitable for operating the battery management IC (BMIC) 360 using the DC voltage output from the smoothing circuit 332 have. The DC-DC converter 350 converts the DC voltage output from the smoothing circuit 332 into an AC voltage, then boosts or down-converts the rectified AC voltage to generate a battery management element (BMIC: Battery Management IC) 360 may output a DC voltage suitable for operation.

직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350)로 스위칭 레귤레이터(Switching regulator) 또는 리니어 레귤레이터(Linear regulator)가 사용될 수 있다.A switching regulator or a linear regulator may be used as the DC-DC converter 350.

리니어 레귤레이터(Linear regulator)는 입력전압을 받아 필요한 만큼 출력전압을 내보내고, 나머지 전압은 열로 방출하는 변환기이다. 리니어 레귤레이터(Linear regulator)의 경우, 입출력 전압차가 많을 때는 효율이 매우 나빠지고, 많은 열이 발생할 수 있다.A linear regulator is a converter that receives an input voltage, outputs an output voltage as needed, and discharges the remaining voltage as heat. In the case of a linear regulator, when the input / output voltage difference is large, the efficiency becomes very poor and a lot of heat can be generated.

스위칭 레귤레이터(Switching regulator)는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 이용하여 출력전압을 조절할 수 있는 변환기이다. 스위칭 레귤레이터(Switching regulator)의 경우, 주변회로가 복잡해 저출력 전원장치에서는 단가가 상승할 수 있다.A switching regulator is a converter that can adjust the output voltage using pulse width modulation (PWM). In the case of switching regulators, the peripheral circuitry is complex, which can increase the cost of the low output power supply.

배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350)에서 출력된 직류전력을 조절하고, 조절된 직류전력을 부하(340)에 제공한다. 일 실시 예에서 부하(340)는 배터리를 의미할 수 있다. 부하(340)는 부하(340)의 양단에 인가되는 직류전압에 따라 충전되는 전류량이 달라지므로 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)는 일정한 직류전류로 부하(340)를 충전시키기 위해 직류전력을 조절하여 부하(340)에 제공한다.
The battery management element (BMIC) 360 adjusts the DC power output from the DC-DC converter 350 and provides the adjusted DC power to the load 340. In one embodiment, the load 340 may mean a battery. Since the load 340 is charged according to the DC voltage applied to both ends of the load 340, the battery management element (BMIC) 360 may charge the load 340 with a constant DC current. The DC power is adjusted and provided to the load 340.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 구성도이다.6 is a block diagram of a wireless power receiver 300 according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 무선전력 수신장치(300)는 수신 유도 코일(320), 정류회로(330), 전력 관리부(370), 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the wireless power receiver 300 may include a reception induction coil 320, a rectifier circuit 330, a power manager 370, and a battery management device (BMIC) 360. have.

일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 자기공진을 이용하여 전력을 수신한다면, 수신 공진 코일(310)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신한다면, 수신 공진 코일(310)을 구비하지 않을 수 있다.According to an embodiment, when the wireless power receiver 300 receives power from the wireless power transmitter 200 using magnetic resonance, the wireless power receiver 300 may further include a reception resonance coil 310. In one embodiment, if the wireless power receiving apparatus 300 receives power by electromagnetic induction from the wireless power transmitting apparatus 200, the receiving resonant coil 310 may not be provided.

수신 유도 코일(320)은 송신 측으로부터 전력을 수신한다. 구체적으로, 수신 유도 코일(320)은 전자기 유도 또는 자기공진 현상을 통해 전력을 수신할 수 있다. 수신 유도 코일(320)이 수신하는 전력은 교류전력일 수 있다.The reception induction coil 320 receives electric power from the transmission side. Specifically, the reception induction coil 320 can receive power through electromagnetic induction or self-resonance phenomenon. The power received by the receive induction coil 320 may be AC power.

정류회로(330)는 수신 유도 코일(320)이 수신한 교류전력을 직류전력으로 변환할 수 있다.The rectifier circuit 330 may convert the AC power received by the reception induction coil 320 into DC power.

정류회로(330)는 정류기(331) 및 평활 회로(332)를 포함할 수 있다.The rectifier circuit 330 may include a rectifier 331 and a smoothing circuit 332.

정류기(331)는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 다이오드는 실리콘 다이오드를 의미할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기(331)는 하나의 다이오드를 사용하여 정류기능을 수행 할 수 있지만, 바람직하게 정류기(331)는 하나 이상의 다이오드가 배열된 구성을 포함할 수 있다. 도 5에서는 정류기(331)의 일 실시 예로, 브릿지 다이오드(Bridge diode)가 도시되어 있다. 브릿지 다이오드(Bridge diode)는 4개의 다이오드를 연결한 회로구조로 정류기능을 수행할 수 있다.The rectifier 331 may include at least one diode. In one embodiment, the diode may refer to a silicon diode. In one embodiment, the rectifier 331 may perform a rectifying function using one diode, but preferably, the rectifier 331 may include a configuration in which one or more diodes are arranged. In FIG. 5, a bridge diode is illustrated as an embodiment of the rectifier 331. A bridge diode is a circuit structure that connects four diodes and can perform a rectification function.

정류기(331)는 수신된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기능을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서 전력은 전압 또는 전류와 비례하므로 편의상 전력과 전압, 전류는 같은 개념임을 가정한다. 정류기능은 전류를 한 방향으로만 통과시키는 기능을 의미한다. 즉, 정류기(331)는 순방향 저항은 작고, 역방향 저항은 충분히 커서 한쪽 방향으로만 전류를 통과시킬 수 있다.The rectifier 331 performs a rectifying function for converting the received AC power into DC power. In the embodiment of the present invention, power is proportional to voltage or current, and therefore, it is assumed that power, voltage, and current are the same concept for convenience. The rectifying function means the function of passing the current in one direction only. That is, the rectifier 331 has a small forward resistance and a large reverse resistance, so that the current can pass only in one direction.

평활 회로(332)는 정류기(331)에서 출력된 직류전력에서 리플 성분을 제거하여 완전한 직류전력을 출력할 수 있다.The smoothing circuit 332 may output the complete DC power by removing the ripple component from the DC power output from the rectifier 331.

평활 회로(332)는 평활용 커패시터를 포함할 수 있다.The smoothing circuit 332 may include a smoothing capacitor.

전력 관리부(370)는 정류회로(330)로부터 배터리 관리 소자(360)에 전달되는 직류전력을 조절할 수 있다. 구체적으로, 전력 관리부(370)는 정류된 직류전력이 임계 치 이상의 전력인 경우, 부하(400)에 전달하는 전력을 차단할 수 있다.The power manager 370 may adjust the DC power transmitted from the rectifier circuit 330 to the battery management device 360. In detail, the power manager 370 may cut off the power transmitted to the load 400 when the rectified DC power is more than a threshold value.

전력 관리부(370)는 제어부(371), 스위치(SW), 다이오드(D)를 포함할 수 있다.The power manager 370 may include a controller 371, a switch SW, and a diode D.

다이오드(D)는 정류회로(330)에서 출력된 직류전력이 임계 치 이상 인 경우, 임계 치 이상의 전력을 흡수하여 배터리 관리 소자(360)를 보호할 수 있다. 일 실시 예에서 다이오드(D)는 제너 다이오드(Zener diode)일 수 있다. 제너 다이오드(Zener diode)는 일정 전압보다 높은 전압이 걸릴 때 전류가 흐르고, 일정 전압보다 낮은 전압이 걸릴 때는 개방된 것처럼 동작하여 전류가 흐르지 않는 다이오드이다.When the DC power output from the rectifier circuit 330 is greater than or equal to the threshold, the diode D may absorb the power greater than or equal to the threshold to protect the battery management element 360. In an embodiment, the diode D may be a Zener diode. A zener diode is a diode that operates when a voltage higher than a certain voltage is applied and flows when a voltage lower than a certain voltage is applied.

제어부(371)는 정류회로(330)로부터 배터리 관리 소자(360)에 전달되는 직류전력이 임계 치 이상인 경우, 이를 감지하고, 스위치(SW)에 개방신호를 전달할 수 있다. 제어부(371)는 다이오드(D)에 임계 치 이상의 전력이 지속적으로 인가되면, 다이오드(D)가 손상될 수 있으므로, 임계 치 이상의 전력을 감지하고, 스위치(SW)에 개방신호를 전달하여 스위치(SW)를 개방시킨다.The controller 371 may detect the DC power transmitted from the rectifier circuit 330 to the battery management element 360 when it is greater than or equal to a threshold value, and transmit an open signal to the switch SW. The controller 371 may damage the diode D when the diode D is continuously applied to the diode D. Therefore, the controller 371 detects the power above the threshold and transmits an open signal to the switch SW to switch the switch ( Open SW).

제어부(371)는 정류회로(330)로부터 배터리 관리 소자(360)에 전달되는 직류전력이 임계 치 미만인 경우, 이를 감지하고, 스위치(SW)에 단락신호를 전달하여 스위치(SW)를 단락 시킬 수 있다.The controller 371 detects the DC power transmitted from the rectifier circuit 330 to the battery management element 360 when it is less than a threshold value, and may short-circuit the switch SW by transmitting a short signal to the switch SW. have.

즉, 전력 관리부(370)는 배터리 관리 소자(360)에 인가되는 직류전류가 임계 치 이상인 경우, 순간적인 과전력은 다이오드(D)에서 흡수하도록 하고, 그 이후에는 제어부(371)를 통해 스위치(SW)를 개방시켜 과전력으로 인한 손상으로부터 배터리 관리 소자(360)를 보호할 수 있다.That is, when the DC current applied to the battery management element 360 is greater than or equal to the threshold value, the power manager 370 causes the instantaneous overpower to be absorbed by the diode D, and thereafter, the switch 371 receives the switch ( SW) may be opened to protect the battery management device 360 from damage due to overpower.

제어부(371)는 증폭기를 포함하여 구성될 수 있는데 자세한 설명은 도 7에서 설명한다.The controller 371 may include an amplifier, which will be described in detail with reference to FIG. 7.

배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)는 전력 관리부(370)에서 출력된 직류전력을 조절하고, 조절된 직류전력을 부하(400)에 제공한다. 일 실시 예에서 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다. 부하(400)는 부하(400)의 양단에 인가되는 직류전압에 따라 충전되는 전류량이 달라지므로 배터리 관리 소자(BMIC: Battery Management IC)(360)는 일정한 직류전류로 부하(400)를 충전시키기 위해 직류전력을 조절하여 부하(400)에 제공한다.
The battery management element (BMIC) 360 adjusts the DC power output from the power management unit 370, and provides the adjusted DC power to the load 400. In one embodiment, the load 400 may refer to a battery. Since the load 400 varies in current amount charged according to the DC voltage applied to both ends of the load 400, the battery management element (BMIC) 360 may charge the load 400 with a constant DC current. The DC power is adjusted and provided to the load 400.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(371)의 구성을 설명하는 도면이다.7 is a view for explaining the configuration of the control unit 371 according to an embodiment of the present invention.

제어부(371)는 증폭기 및 복수의 저항을 포함하여 구성된 비교기로 구성될 수 있다. The controller 371 may be configured as a comparator including an amplifier and a plurality of resistors.

비교기는 입력전압(V1)과 기준전압(Reference Voltage)(V2)의 차를 비교하여 스위치(SW)의 동작을 제어할 수 있다. 입력전압(V1)은 배터리 관리 소자(360)에 인가되는 전압일 수 있다.The comparator may control the operation of the switch SW by comparing the difference between the input voltage V1 and the reference voltage V2. The input voltage V1 may be a voltage applied to the battery management element 360.

제어부(371)는 입력전압(V1)과 기준전압(V2)의 차가 임계 치 이상인 과전압인 경우, 스위치(SW)를 개방시켜, 배터리 관리 소자(360)를 보호할 수 있다.The controller 371 may protect the battery management element 360 by opening the switch SW when the difference between the input voltage V1 and the reference voltage V2 is greater than or equal to a threshold.

제어부(371)는 입력전압(V1)과 기준전압(V2)의 차가 임계 치 미만 인 경우, 스위치(SW)를 단락시켜 정류 회로(330)에서 출력한 직류전압을 배터리 관리 소자(360)에 전달한다.
When the difference between the input voltage V1 and the reference voltage V2 is less than the threshold value, the controller 371 short-circuits the switch SW and transfers the DC voltage output from the rectifier circuit 330 to the battery management element 360. do.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치(SW)의 다양한 구성 예를 설명하는 도면이다.8 is a view illustrating various configuration examples of the switch SW according to an embodiment of the present invention.

전력 관리부(370)를 구성하는 스위치(SW)로는 도 8에 도시된 바와 같이, 다양한 종류의 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET: Metal Oxide Semiconductor field-effect transistor)을 사용할 수 있다.As the switch SW constituting the power management unit 370, various kinds of metal oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) may be used as illustrated in FIG. 8.

금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET: Metal Oxide Semiconductor field-effect transistor)는 P형 또는 N형 반도체 재로의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 N 모스펫, P 모스펫, C 모스펫으로 분류된다. A metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is composed of a channel into a P-type or N-type semiconductor material, and is largely divided into N-MOSFET, P-MOSFET and C-MOSFET according to the material.

금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터는 게이트, 소스, 드레인 단자를 포함하고, 게이트 단자의 전압을 이용하여 스위로써 동작할 수 있다.
The metal oxide semiconductor field effect transistor includes a gate, a source, and a drain terminal, and may operate as a switch using a voltage of the gate terminal.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 관리부(370)와 직류 직류 변환기(350)를 사용한 경우를 비교하여 설명한 도면이다.9 is a diagram illustrating a case where the power management unit 370 and the direct current DC converter 350 are used according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 설명한 것과 같이 직류-직류 변환기(DC-DC converter)(350)로 스위칭 레귤레이터(Switching regulator) 또는 리니어 레귤레이터(Linear regulator)가 사용될 수 있다.As described with reference to FIG. 5, a switching regulator or a linear regulator may be used as the DC-DC converter 350.

스위칭 레귤레이터(Switching regulator)는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 이용하여 출력전압을 조절할 수 있는 변환기이다. 스위칭 레귤레이터(Switching regulator)의 경우, 배터리 관리 소자(360)에 전달되는 전력 효율은 90%로 높은 편이지만, 구조가 복잡해 저출력 전원장치에서는 단가가 상승할 수 있고, 큰 값을 갖는 인덕터가 필요한 문제가 있다.A switching regulator is a converter that can adjust the output voltage using pulse width modulation (PWM). In the case of a switching regulator, the power efficiency delivered to the battery management element 360 is high, but it is high, but the complexity of the structure may increase the cost of the low output power supply and require an inductor having a large value. There is.

LDO 리니어 레귤레이터(Low Drop Out Linear regulator)는 입력전압을 받아 필요한 만큼 출력전압을 내보내고, 나머지 전압은 열로 방출하는 변환기이다. LDO 리니어 레귤레이터(Low Drop Out Linear regulator)의 경우, 입출력 전압차이가 많지 않을 때 유용하나, 입출력 전압 차가 많을 때는 효율이 매우 나빠지고, 많은 열이 발생할 수 있다. LDO 리니어 레귤레이터(Low Drop Out Linear regulator)는 구조가 간단하여 비용이 저렴하나, 전력 효율은 80%로 스위칭 레귤레이터(Switching regulator)에 비해 떨어진다.
The LDO Low Drop Out Linear regulator is a converter that takes an input voltage and emits as much output voltage as necessary, while discharging the remaining voltage as heat. The LDO Low Drop Out Linear regulator is useful when the input / output voltage difference is not large, but when the input / output voltage difference is large, the efficiency is very bad and a lot of heat can be generated. The LDO Low Drop Out Linear regulator is simple in structure and inexpensive, but its power efficiency is 80%, which is lower than that of a switching regulator.

본 발명의 실시 예인 전력 관리부(370)는 스위치(SW) 및 다이오드(D1)로 구성되기 때문에 구조가 단순하여 비용이 저렴하다. Since the power management unit 370, which is an embodiment of the present invention, is composed of a switch SW and a diode D1, the structure is simple and low in cost.

또한, 배터리 관리 소자(360)에 인가되는 직류전력이 과 전력이 아닌 정상적인 상태의 전력인 경우, 스위치(SW)와 다이오드(D)에서 발생하는 손실전력이 적다. 전력 효율은 95% 정도로, 스위칭 레귤레이터 및 LDO 리니어 레귤레이터의 경우에 비해 높다.In addition, when the DC power applied to the battery management device 360 is power in a normal state instead of overpower, the loss power generated by the switch SW and the diode D is small. The power efficiency is around 95%, which is higher than for switching regulators and LDO linear regulators.

구체적으로, 다이오드(D)로 제너 다이오드가 사용되는 경우, 과 전력이 아닌 정상상태의 전력이 배터리 관리 소자(360)에 인가되면, 제너 다이오드로 흐르는 누설전류는 무시할 수 있을 정도로 작다. 일 실시 예에서 제너 다이오드에 흐르는 누설전류는 10uA 이하 일 수 있으나, 예시에 불과하다.Specifically, when a zener diode is used as the diode D, when a steady state power other than overpower is applied to the battery management element 360, the leakage current flowing to the zener diode is negligibly small. In an embodiment, the leakage current flowing in the zener diode may be 10 uA or less, but it is merely an example.

스위치(SW)로 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터가 사용되는 경우, 전압이 강하되는 정도는 대략 0,2v로 미약하다. 여기서, 0.2V는 예시에 불과하다. 정류 회로(330)에서 출력되는 직류전압이 5V인 경우, 전압 손실률은 0.2/5로 4% 정도에 불과하다.When the metal oxide semiconductor field effect transistor is used as the switch SW, the degree of the voltage drop is approximately 0,2v. Here, 0.2V is only an example. When the DC voltage output from the rectifier circuit 330 is 5V, the voltage loss rate is 0.2 / 5, which is only about 4%.

즉, 본 발명의 실시 예인 전력 관리부(370)를 무선전력 수신장치(300)에 적용하면, 스위치(SW) 및 다이오드(D)에서 손실되는 전력이 적으므로 배터리 관리 소자(360)로 전달되는 전력이 많아져 전체 전력 효율을 높일 수 있다.
That is, when the power management unit 370, which is an embodiment of the present invention, is applied to the wireless power receiver 300, the power transferred to the battery management device 360 is reduced because the power lost from the switch SW and the diode D is small. This increases the overall power efficiency.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 전력 소스
200: 무선전력 송신장치
210: 송신 유도 코일
220: 송신 공진 코일
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 공진 코일
320: 수신 유도 코일
330: 정류회로
350: 직류 직류 변환기
360: 배터리 관리 소자
370: 전력 관리부
371: 제어부
400: 부하100: Power source
200: Wireless power transmitting device
210: transmission induction coil
220: transmission resonance coil
300: Wireless power receiving device
310: Receive resonant coil
320: reception induction coil
330: rectifier circuit
350: DC to DC converter
360: Battery management element
370: power management
371: control unit
400: Load

Claims (22)

무선전력 송신장치로부터 전력을 수신하여 부하에 전달하는 무선전력 수신장치에 있어서,
상기 무선전력 송신장치로부터 교류전력을 수신하는 수신부;
상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 정류부; 및
상기 정류된 직류전력의 상기 부하로의 공급 여부를 스위칭 제어하는 전력 관리부를 포함하는 무선전력 수신장치.In the wireless power receiver for receiving the power from the wireless power transmitter to transfer to the load,
A receiver which receives AC power from the wireless power transmitter;
A rectifier for rectifying the received AC power into DC power; And
And a power manager configured to control whether or not the rectified DC power is supplied to the load. 제1항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 경우, 상기 임계 치 이상인 직류전력을 흡수하는 다이오드를 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 1,
The power management unit,
And a diode absorbing the DC power above the threshold value when the rectified DC power is above the threshold value. 제2항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지 또는 차단시키는 스위치를 더 포함하는 무선전력 수신장치.3. The method of claim 2,
The power management unit,
And a switch for maintaining or cutting off power delivered to the load depending on whether the rectified DC power is greater than or equal to a threshold. 제3항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력을 감지하고, 상기 감지된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 스위치에 개방 신호 또는 단락 신호를 전달하는 제어부를 더 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 3,
The power management unit,
And a control unit for sensing the rectified DC power and transmitting an open signal or a short signal to the switch depending on whether the sensed DC power is greater than or equal to a threshold value. 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 것으로 감지된 경우, 상기 스위치에 개방 신호를 전달하는 무선전력 수신장치.5. The method of claim 4,
The control unit,
And transmitting an open signal to the switch when the rectified DC power is detected to be greater than or equal to a threshold. 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 미만인 것으로 감지된 경우, 상기 스위치에 단락 신호를 전달하는 무선전력 수신장치.5. The method of claim 4,
The control unit,
And transmitting a short signal to the switch when the rectified DC power is detected to be less than a threshold value. 제1항에 있어서,
상기 정류부는,
상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류기; 및
상기 변환된 직류전력에서 리플 성분을 제거하는 평활 회로를 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 1,
The rectifying unit includes:
A rectifier for converting the received AC power into DC power; And
And a smoothing circuit for removing a ripple component from the converted DC power. 제7항에 있어서,
상기 정류기는,
브릿지 다이오드를 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 7, wherein
The rectifier includes:
Wireless power receiver including a bridge diode. 제7항에 있어서,
상기 평활 회로는,
평활용 캐패시터를 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 7, wherein
The smoothing circuit,
Wireless power receiver including a smoothing capacitor. 제1항에 있어서,
상기 전력 관리부로부터 수신한 직류전력을 상기 부하에 일정한 직류전력으로 제공하는 배터리 관리 소자를 더 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 1,
And a battery management device configured to provide the DC power received from the power manager to the load at a constant DC power. 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
증폭기 및 복수의 저항을 포함하는 비교기 회로인 무선전력 수신장치.5. The method of claim 4,
The control unit,
A wireless power receiver, which is a comparator circuit including an amplifier and a plurality of resistors. 제2항에 있어서,
상기 다이오드는,
제너 다이오드인 무선전력 수신장치.3. The method of claim 2,
The diode
Zener diode wireless power receiver. 제3항에 있어서,
상기 스위치는,
P 채널 모스펫(MOSFET) 또는 N 채널 모스펫(MOSFET) 중 어느 하나를 이용하는 무선전력 수신장치.The method of claim 3,
Wherein the switch comprises:
Wireless power receiver using either P-channel MOSFET or N-channel MOSFET. 제1항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 무선전력 송신장치로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신하는 수신 공진 코일; 및
상기 수신된 전력을 전자기 유도에 의해 수신하는 수신 유도 코일을 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 1,
The receiver may further comprise:
A reception resonance coil receiving power from the wireless power transmitter by magnetic resonance; And
And a reception induction coil for receiving the received power by electromagnetic induction. 제1항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 무선전력 송신장치로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함하는 무선전력 수신장치.The method of claim 1,
The receiver may further comprise:
And a reception induction coil for receiving power from the wireless power transmitter by electromagnetic induction. 무선전력 송신장치로부터 수신한 전력을 무선전력 수신장치를 통해 부하에 전달하는 무선전력 전송 시스템에 있어서,
전력소스로부터 전력을 공급받은 전력을 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 무선전력 송신장치; 및
상기 무선전력 송신장치로부터 교류전력을 수신하는 수신부와 상기 수신된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 정류부 및 상기 정류된 직류전력의 상기 부하로의 공급 여부를 스위칭 제어하는 전력 관리부로 구성되는 무선전력 수신장치를 포함하는 무선전력 전송 시스템.In the wireless power transmission system for transmitting the power received from the wireless power transmitter to the load through the wireless power receiver,
A wireless power transmitter for transmitting power supplied from a power source to the wireless power receiver; And
Wireless power reception including a receiver for receiving AC power from the wireless power transmitter, a rectifier for rectifying the received AC power into DC power, and a power management unit for switching and controlling the supply of the rectified DC power to the load. Wireless power transfer system comprising a device. 제16항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인 경우, 상기 임계 치 이상의 직류전력을 흡수하는 다이오드를 포함하는 무선전력 전송 시스템.17. The method of claim 16,
The power management unit,
And a diode that absorbs the DC power above the threshold when the rectified DC power is above the threshold. 제17항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 부하에 전달되는 전력을 유지 또는 차단시키는 스위치를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템.18. The method of claim 17,
The power management unit,
And a switch for maintaining or cutting off power delivered to the load depending on whether the rectified DC power is greater than or equal to a threshold. 제18항에 있어서,
상기 전력 관리부는,
상기 정류된 직류전력을 감지하고, 상기 감지된 직류전력이 임계 치 이상인지 여부에 따라 상기 스위치에 개방 신호 또는 단락 신호를 전달하는 제어부를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템.19. The method of claim 18,
The power management unit,
And a control unit for sensing the rectified DC power and transmitting an open signal or a short signal to the switch depending on whether the detected DC power is greater than or equal to a threshold value. 제16항에 있어서,
상기 무선전력 수신장치는,
상기 전력 관리부로부터 수신한 직류전력을 상기 부하에 일정한 직류전력으로 제공하는 배터리 관리 소자를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템.17. The method of claim 16,
The wireless power receiver,
And a battery management device configured to provide the DC power received from the power manager to the load at a constant DC power. 제16항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치는,
상기 전력소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일 및 상기 송신 유도 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 송신 공진 코일을 포함하고,
상기 수신부는,
상기 송신 공진 코일로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신하는 수신 공진 코일 및 상기 수신된 전력을 전자기 유도에 의해 수신하는 수신 유도 코일을 포함하는 무선전력 전송 시스템.17. The method of claim 16,
The wireless power transmitter,
A transmission induction coil receiving power from the power source and a transmission resonance coil receiving power from the transmission induction coil by electromagnetic induction,
The receiver may further comprise:
And a reception resonant coil for receiving power from the transmission resonance coil by magnetic resonance and a reception induction coil for receiving the received power by electromagnetic induction. 제16항에 있어서,
상기 무선전력 송신장치는,
상기 전력소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일을 포함하고,
상기 수신부는,
상기 송신 유도 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함하는 무선전력 전송 시스템.17. The method of claim 16,
The wireless power transmitter,
A transmission induction coil receiving power from the power source,
The receiver may further comprise:
And a receive induction coil receiving power from the transmit induction coil by electromagnetic induction.
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