KR20150132056A - 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 - Google Patents
공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150132056A KR20150132056A KR1020150155171A KR20150155171A KR20150132056A KR 20150132056 A KR20150132056 A KR 20150132056A KR 1020150155171 A KR1020150155171 A KR 1020150155171A KR 20150155171 A KR20150155171 A KR 20150155171A KR 20150132056 A KR20150132056 A KR 20150132056A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- signal
- transmission
- resonance frequency
- unit
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 23
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J17/00—
-
- H02J7/025—
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치의 공진주파수를 수전장치의 공진주파수에 따라 조절하는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치는 전송하고자 하는 전력신호의 공진주파수를 가변하는 공진주파수 가변부; 상기 공진주파수 가변부가 가변한 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 수전장치에 무선으로 전송하는 전력신호 전송부; 및 상기 전력신호 전송부를 통해 상기 수전장치와 통신을 수행하여 상기 수전장치의 정보신호를 취득하고 상기 취득한 정보신호에 따라 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수를 조절하고 상기 전력신호 전송부가 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 수전장치로 전송하게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치는 전송하고자 하는 전력신호의 공진주파수를 가변하는 공진주파수 가변부; 상기 공진주파수 가변부가 가변한 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 수전장치에 무선으로 전송하는 전력신호 전송부; 및 상기 전력신호 전송부를 통해 상기 수전장치와 통신을 수행하여 상기 수전장치의 정보신호를 취득하고 상기 취득한 정보신호에 따라 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수를 조절하고 상기 전력신호 전송부가 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 수전장치로 전송하게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치의 공진주파수를 수전장치의 공진주파수에 따라 조절하는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 각종 휴대용 단말기에는 동작전력을 공급하기 위한 수전장치가 장착되어 있다.
상기 수전장치는 외부의 충전장치로부터 공급되는 전력을 충전하고, 충전한 전력을 상기 휴대용 단말기에 동작전력으로 공급하여 동작시킬 수 있도록 하는 것이다.
이러한 수전장치는 전력을 충전하는 배터리와, 외부의 전력공급장치가 공급되는 전력을 입력하여 상기 배터리에 충전시키고 상기 배터리에 충전된 전력을 방전시켜 상기 휴대용 단말기에 동작전력으로 공급하는 충방전 회로 등을 포함할 수 있다.
상기 충전장치와 상기 수전장치를 전기적으로 연결하는 방식으로는 상기 전력공급장치에서 전력이 출력되는 단자와, 상기 수전장치에서 전력이 입력되는 단자를 케이블 및 커넥터 등을 통해 직접 상호간에 연결하는 단자 연결방식이 알려져 있다.
상기 커넥터 연결방식은 사용자의 부주의에 의해 결합된 커넥터가 분리되거나, 다수회 반복하여 사용하면 커넥터의 내구성이 떨어짐에 따라 가벼운 충격에도 쉽게 커넥터가 분리되는 문제가 있다.
최근에는 상기와 같은 단자 연결방식의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여, 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송장치가 제시되고 있다.
상기 무선전력전송장치는 예를 들면, 전자기 유도방식을 이용하여 무선으로 전력을 전송한다. 그리고 상기 수전장치는 상기 무선전력전송장치가 무선으로 전송하는 전력을 수신하고, 수신한 전력을 배터리에 충전시키고 있다.
상기한 무선전력전송장치는 무선으로 안정하고, 높은 효율로 전력을 전송하고, 이와 더불어 상기 수전장치는 상기 무선 전력전송장치가 전송하는 전력을 최대로 수신하여 배터리에 충전시킬 수 있도록 하는데 많은 노력을 기울이고 있다.
상기 무선전력전송장치는 자기유도(Magnetic Induction, MI) 방식(즉, 표준 규격)과, 자기공명(Magnetic Resonance, MR) 방식(즉, 표준 규격)으로 구분할 수 있고, 상기 자기유도방식의 대표적인 두 방식으로는 WPC(Wireless Power Consortium) 방식(즉, 표준 규격) 및 PMA(Power Matters Alliance) 방식(즉, 표준 규격)을 들 수 있다.
그리고 전력을 무선으로 전송하는 사용 전력의 교류 주파수로, 상기 WPC 방식은 100∼205㎑를 사용하고, 상기 PMA 방식은 Type1 방식이 232∼278㎑를 사용하며, Type3 방식이 205∼300㎑를 사용하고 있다.
상기 무선전력전송장치로 수전장치에 전력을 전송할 경우에 표준 규격의 차이에 따라 무선전력 주파수가 서로 상이하면 전력 전송효율이 저하된다.
따라서, 자기유도방식의 무선전력전송장치를 구입하고자 하는 사용자는 자신이 구비하고 있는 수전장치가 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부를 확인하여 구입해야 되고, 또한 수전장치가 PMA 방식일 경우에도 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 정확하게 확인한 후 구입해야 되었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0052517호에는 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송방법에 관한 것으로서, 외부장치를 인식하는 단계와; 상기 외부장치가 인식되는 경우 상기 외부장치에 충전관련정보를 요청하는 단계와; 상기 외부장치로부터 상기 충전관련정보에 대응하는 상기 충전관련정보를 포함하는 충전응답신호를 수신하는 단계와; 상기 충전관련정보를 포함하는 상기 충전응답신호에 기초하여 공진전력을 생성하는 단계와; 상기 외부장치에 무선으로 상기 공진전력을 출력하는 단계를 포함하는 무선전력전송방법이 개시되어 있다.
상기 공개특허공보 제10-2012-0052517호에는 자기유도방식 또는 자기공명방식 중 어느 하나의 무선충전 표준 규격을 지원할 뿐 자기유도방식과 자기공명방식 모두를 지원하는 기능은 제시하지 않고 있다.
또한, 수전장치가 WPC 방식 및 PMA 방식을 모두 지원하는 듀얼 모드 수전장치는 제안되어 있으나, WPC 방식 및 PMA 방식을 모두 지원하는 듀얼 모드 또는 멀티 모드 무선전력전송장치는 제안되지 않고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치의 공진주파수를 수전장치의 공진주파수에 따라 조절할 수 있는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치의 공진주파수를 수전장치의 종류에 따라 조절할 수 있는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선전력전송장치가 수전장치와 통신을 수행하여 수전장치가 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부를 확인하고, 또한 PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 확인하여 무선 전송되는 전력신호의 공진주파수를 조절할 수 있는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 무선전력전송장치는, 자기유도방식으로 수전장치에 전력을 전송하는 무선전력전송장치로서, 전송하고자 하는 전력신호의 공진주파수를 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 방식으로 가변하는 공진주파수 가변부; 복수 개의 전력전송코일을 구비하고 상기 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 전력전송코일을 통하여 수전장치에 무선으로 전송하는 전력신호 전송부; 및 상기 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓이는 것에 응답하여 상기 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 정보요청신호를 상기 수전장치로 전송하고, 상기 수전장치로부터 자신의 충전방식 또는 공진주파수를 알리는 정보신호를 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 수신하여, 상기 취득한 정보신호에 따라 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수를 상기 WPC 방식과 PMA 방식 중 선택된 하나의 공진주파수로 조절하고 상기 전력신호 전송부가 상기 선택된 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 수전장치로 전송하게 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓일 경우 전력신호 전송부의 임피던스 변화를 검출하여 수전장치가 놓인 것을 판단할 수 있다.
상기 수전장치의 전력충전상태를 알리는 정보신호를 상기 전력신호 전송부를 통해 수신하는 경우, 상기 제어부가 상기 전력신호 전송부를 제어하여 무선으로 전력을 전송하는 동작을 종료할 수 있다.
상기 공진주파수 가변부는, 커패시터와 인덕터로 이루어진 LC 공진회로를 포함하며, 상기 커패시터와 인덕터 중 어느 하나의 값을 가변할 수 있다.
상기 공진주파수 가변부는, 제1인덕터; 서로 병렬접속되고 상기 제1인덕터에 직렬연결된 제1 및 제2 커패시터; 및 상기 제1 및 제2 커패시터 중 어느 하나와 상기 제1인덕터 사이에 삽입되며 상기 제어부의 제어에 따라 연결 상태를 유지 또는 해제하는 제1스위치를 포함하거나, 또는 제1커패시터; 서로 병렬접속되고 상기 제1커패시터에 직렬연결된 제1 및 제2 인덕터; 및 상기 제1 및 제2 인덕터 중 어느 하나와 상기 제1커패시터 사이에 삽입되며 상기 제어부의 제어에 따라 연결 상태를 유지 또는 해제하는 제1스위치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공진주파수 가변부는, 제1인덕터; 서로 직렬접속되고 상기 제1인덕터에 직렬연결된 제1 및 제2 커패시터; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 커패시터의 접속점과 상기 제2커패시터 중 하나를 선택하는 제1스위치를 포함하거나, 또는 제1커패시터; 서로 직렬접속되고 상기 제1커패시터에 직렬연결된 제1 및 제2 인덕터; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 및 제2 인덕터의 접속점과 상기 제2인덕터 중 하나를 선택하는 제1스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 무선전력전송장치의 무선전력전송방법은, 상기 무선전력전송장치에 구비된 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓일 경우 전력전송명령을 발생하는 단계; 상기 전력전송명령이 발생된 경우 이에 응답하여 정보요청신호를 발생하여 상기 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 상기 수전장치로 전송하는 단계; 상기 수전장치가 상기 정보요청신호에 따라 자신의 충전방식 또는 공진주파수를 알리는 정보신호를 발생하여 상기 전력신호 전송부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 수신된 상기 수전장치의 정보신호를 판단하는 단계; 상기 제어부가 판단한 상기 수전장치의 충전방식 또는 공진주파수에 따라 공진주파수 가변부의 공진주파수를 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 공진주파수로 설정하는 단계; 및 상기 제어부가 전력신호 전송부를 제어하여 상기 전력신호 전송부가 상기 선택된 공진주파수에 따른 전력신호를 발생하고 발생한 전력신호를 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 상기 수전장치로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 정보신호에는, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 신호를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 무선전력전송장치의 무선전력전송방법은, 상기 제어부가 상기 수전장치의 충전완료를 판단하는 단계와, 상기 제어부가 상기 수전장치의 충전완료를 판단하였을 경우에 상기 전력신호 전송부를 제어하여 무선으로 전력을 전송하는 동작을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부가 상기 수전장치의 충전완료를 판단하는 단계는, 상기 수전장치가 전력충전상태를 알리는 정보신호를 상기 전력신호 전송부를 통해 수신할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치는 무선전력전송장치가 수전장치와 통신을 수행하여 수전장치가 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부를 확인하고, 또한 PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 확인하여 전력신호를 무선으로 전송하는 공진주파수를 조절한다.
따라서, 무선전력전송장치를 구입하고자 하는 사용자는 자신이 사용하고 있는 수전장치의 종류를 일일이 확인하지 않아도 된다.
또한, 하나의 무선전력전송장치를 사용하여 여러 종류의 수전장치에 최적의 효율로 무선 전력신호를 전송할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치의 구성을 보인 블록도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치에서 공진주파수 가변부의 여러 가지 실시예를 보인 상세 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치의 무선전력전송방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치의 구성을 보인 블록도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치에서 공진주파수 가변부의 여러 가지 실시예를 보인 상세 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치의 무선전력전송방법을 나타낸 흐름도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치는 공진주파수 가변부(100), 전력신호 전송부(102) 및 제어부(104)를 포함하며, 수전장치(200)에 무선으로 전력을 전송한다.
상기 공진주파수 가변부(100)는 제어부(104)의 제어신호에 따라, 전송하고자 하는 전력신호의 공진주파수를 가변한다.
상기 전력신호 전송부(102)는 예를 들면, 복수 개의 전력전송코일(도면에 도시되지 않았음)을 구비하고 있는 것으로서, 상기 복수 개의 전력전송코일을 통해 수전장치(200)와 통신을 수행하여, 상기 수전장치(200)가 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, 또한 PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 정보신호를 수신한다. 또한, 상기 전력신호 전송부(102)는 상기 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수로 전력신호를 발생하여 무선으로 수전장치(200)에 전송한다.
상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)를 통해 상기 수전장치(200)와 통신을 수행하여 상기 수전장치(200)의 정보신호를 취득한다. 또한 상기 제어부(104)는 상기 취득한 정보신호에 따라 상기 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수를 조절하고 상기 전력신호 전송부(102)가 상기 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 수전장치(200)로 전송하는 것을 제어한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치는, 제어부(104)가 전력전송명령이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
여기서, 전력전송명령의 발생은 여러 가지의 방법이 있다. 예를 들면, 키신호 입력부(도면에 도시되지 않았음)을 통해 전력전송명령이 발생될 수 있다. 또한, 전력신호 전송부(102)에 구비되어 있는 복수 개의 전력전송코일의 상부에 수전장치(200)가 놓일 경우에 상기 제어부(104)가 상기 전력신호 전송부(102)의 임피던스 변화를 검출하여 전력전송명령이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기한 방법 이외에도 여러 가지의 방법으로 상기 제어부(104)는 전력전송명령이 발생하였는지의 여부를 판단하게 구성할 수도 있다.
상기 전력전송명령이 발생하였을 경우에 상기 제어부(104)는 정보요청신호를 발생하고, 발생한 정보요청신호를 상기 전력신호 전송부(102)로 출력하여 상기 복수 개의 전력전송코일을 통해 수전장치(200)로 전송한다.
이와 같은 상태에서 상기 정보요청신호를 수신하는 수전장치(200)는, 자신의 정보신호를 발생하여 전송하고, 상기 정보신호를 상기 전력신호 전송부(102)가 상기 복수 개의 전력전송코일을 통해 수신하여 상기 제어부(104)에 제공한다.
여기서, 상기 정보요청신호에 따라 상기 수전장치(200)가 전송하는 정보신호에는, 자신이 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 신호를 포함할 수 있다. 또한 상기 정보요청신호에 따라 상기 수전장치(200)가 전송하는 정보신호에는, 자신이 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 표준방식신호와 함께 공진주파수의 정보신호를 포함할 수 있다.
상기 제어부(104)는 상기 정보신호가 수신될 경우에 정보신호에 포함된 수전장치(200)의 표준방식신호나 공진주파수를 판단하고, 이에 대응하여 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수를 제어하여, 상기 전력신호 전송부(102)가 상기 제어하는 공진주파수에 따른 전력신호를 발생할 수 있도록 한다.
그리고 상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)가, 전력신호를 발생하고, 발생한 전력신호를 상기 수전장치(200)에 무선으로 전송하게 제어한다.
그러면, 상기 전력신호 전송부(102)는 상기 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수로 전력신호를 발생하고, 발생한 전력신호를 상기 수전장치(200)에 무선으로 전송하게 된다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치에서 공진주파수 가변부의 여러 가지 실시예들을 보인 상세 회로도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 공진주파수 가변부는 제1인덕터(L11) 및 제1커패시터(C11)을 직렬연결하고, 상기 제1커패시터(C11)에, 직렬 연결된 제1스위치(SW11) 및 제2커패시터(C12)를 병렬 연결한 것으로서, WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 제어부(104)가 상기 제1스위치(SW11)를 스위칭시켜 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
그리고 도 2b를 참조하면, 본 발명의 공진주파수 가변부는 제2인덕터(L21) 및 2개의 제3 및 제4 커패시터(C21, C22)를 직렬 연결하고, 제2스위치(SW21)를 구비하여 상기 제3 및 제4 커패시터(C21, C22)의 접속점 또는 상기 제4커패시터(C22)를 선택하게 한 것으로서, WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 제어부(104)가 상기 제2스위치(SW21)를 스위칭시켜 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
또한, 도 2c를 참조하면, 제3인덕터(L31) 및 제5커패시터(C31)를 직렬 연결하고, 상기 제3인덕터(L31)에, 직렬 연결된 제4인덕터(L32) 및 제3스위치(SW31)를 병렬 연결한 것으로서 WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 제어부(104)가 상기 제3스위치(SW31)를 스위칭시켜 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
또한, 도 2d를 참조하면, 제6커패시터(C41) 및 2개의 제5 및 제6 인덕터(L41, L42)를 직렬 연결하고, 제4스위치(SW41)를 구비하여 상기 제5 및 제6 인덕터(L41, L42)의 접속점 또는 상기 제6인덕터(L42)를 선택하게 한 것으로서, WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 제어부(104)가 상기 제4스위치(SW41)를 스위칭시켜 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
또한 상기한 구성 이외에도 여러 가지의 회로로 공진주파수 가변부(100)를 구성하고, WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 상기 제어부(104)가 공진주파수 가변부(100)를 제어하여 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
한편, 상기 도 2a 내지 도 2d에 도시된 실시예는 WPC 방식 또는 PMA 방식에 따라 상기 제어부(104)가 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있도록 하는 구성을 예로 들어 도시한 것으로서, 본 발명을 실시함에 있어서는 PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식에 따라 간단히 공진주파수 가변부(100)의 구성을 변경하여 전력신호 전송부(102)의 공진주파수를 가변시킬 수 있게 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치에 따른 제어부의 동작을 보인 신호흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(104)가 전력전송명령이 발생하였는지의 여부를 판단한다(S300).
여기서, 전력전송명령의 발생은 여러 가지의 방법이 있다. 예를 들면, 키신호 입력부(도면에 도시되지 않았음)을 통해 전력전송명령이 발생될 수 있다. 또한 전력신호 전송부(102)에 구비되어 있는 복수 개의 전력전송코일의 상부에 수전장치(200)가 놓일 경우에 상기 제어부(104)가 상기 전력신호 전송부(102)의 임피던스 변화를 검출하여 전력전송명령이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기한 방법 이외에도 여러 가지의 방법으로 상기 제어부(104)는 전력전송명령이 발생하였는지의 여부를 판단하게 구성할 수도 있다.
상기 전력전송명령이 발생하였을 경우에 상기 제어부(104)는 상기 수전장치(200)와 통신을 수행하여 상기 수전장치가 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 정보신호를 수신한다(S302).
즉, 상기 제어부(104)는 정보요청신호를 발생하고, 발생한 정보요청신호를 상기 전력신호 전송부(102)로 출력하여 상기 복수 개의 전력전송코일을 통해 수전장치(200)로 전송한다.
상기 수전장치(200)는, 상기 정보요청신호에 따라, 자신이 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 정보신호를 발생하여 전송하는 것으로서 상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)를 통해 상기 정보신호를 수신한다.
여기서, 상기 수전장치(200)가 전송하는 정보신호에는, 자신이 WPC 방식 또는 PMA 방식인지의 여부와, PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 신호 이외에 공진주파수의 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부(104)는 상기 통신을 수행하여 취득한 정보신호로 상기 수전장치(200)의 종류를 판단하고(S304), 판단한 종류에 따라 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수를 제어하여, 상기 전력신호 전송부(102)가 상기 제어하는 공진주파수에 따른 전력신호를 발생할 수 있도록 한다(S306).
그리고 상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)가, 전력신호를 발생하고, 발생한 전력신호를 상기 수전장치(200)에 무선으로 전송하게 제어한다(S308).
그러면, 상기 전력신호 전송부(102)는 상기 공진주파수 가변부(100)의 공진주파수로 전력신호를 발생하고, 발생한 전력신호를 상기 수전장치(200)에 무선으로 전송하게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 제어부(104)는 상기 수전장치(200)의 충전이 완료되었는지의 여부를 판단한다(S310).
즉, 상기 수전장치(200)는 배터리(도면에 도시되지 않았음)에 전력을 충전하면서 전력충전상태에 따른 정보신호를 발생하여 전송하는 것으로서 상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)를 통해 상기 전력충전상태에 따른 정보신호를 수신하여 상기 수전장치(200)의 충전이 완료되었는지의 여부를 판단한다.
상기 판단 결과 상기 수전장치(200)의 충전이 완료되지 않았을 경우에 상기 제어부(104)는 상기 단계(S308)로 복귀하여 상기 전력신호 전송부(102)가 상기 공진주파수 가변부(100)에 설정된 공진주파수로 계속 전력신호를 상기 수전장치(200)에 무선으로 전송하게 하면서 상기 수전장치(200)의 충전이 완료되었는지의 여부를 판단하는 동작을 반복 수행한다.
그리고 상기 판단 결과 상기 수전장치(200)의 충전이 완료되었을 경우에 상기 제어부(104)는 상기 전력신호 전송부(102)를 제어하여 전력신호의 전송을 정지하고(S312), 종료한다.
한편 상기에서는 자기유도방식의 무선전력전송장치를 예로 들어 공진주파수를 가변시키는 것을 설명하였다. 본 발명을 실시함에 있어서는 자기공명방식의 무선전력전송장치에 간단히 적용하여 실시할 수 있다.
즉, 자기공명방식의 무선전력전송장치에 본 발명의 주파수 조절장치를 적용하여 자기공명방식 수전장치의 표준 방식에 대응하는 공진주파수로 전력을 전송하게 구성할 수도 있다.
또한, 상기 실시예 설명에서는 두 가지의 표준 규격 중 하나를 만족하도록 전송되는 전력신호의 공진주파수를 설정하는 것을 예시하였으나, 두 가지 표준 규격 이외에 차후에 표준화가 진행되어 상용화되는 모든 표준 규격을 만족하도록 전력신호의 공진주파수를 멀티 모드로 가변하는 것도 가능하다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치의 공진주파수를 수전장치의 공진주파수에 따라 조절하는 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 방법에 적용될 수 있다.
100 : 공진주파수 가변부 102 : 전력신호 전송부
104 : 제어부 200 : 수전장치
104 : 제어부 200 : 수전장치
Claims (8)
- 자기유도방식으로 수전장치에 전력을 전송하는 무선전력전송장치에 있어서,
전송하고자 하는 전력신호의 공진주파수를 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 방식으로 가변하는 공진주파수 가변부;
복수 개의 전력전송코일을 구비하고 상기 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 전력전송코일을 통하여 수전장치에 무선으로 전송하는 전력신호 전송부; 및
상기 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓이는 것에 응답하여 상기 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 정보요청신호를 상기 수전장치로 전송하고, 상기 수전장치로부터 자신의 충전방식 또는 공진주파수를 알리는 정보신호를 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 수신하여, 상기 취득한 정보신호에 따라 상기 공진주파수 가변부의 공진주파수를 상기 WPC 방식과 PMA 방식 중 선택된 하나의 공진주파수로 조절하고 상기 전력신호 전송부가 상기 선택된 공진주파수에 따라 전력신호를 발생하여 상기 수전장치로 전송하게 제어하는 제어부;를 포함하는 무선전력전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓일 경우 전력신호 전송부의 임피던스 변화를 검출하여 수전장치가 놓인 것을 판단하는 무선전력전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 수전장치의 전력충전상태를 알리는 정보신호를 상기 전력신호 전송부를 통해 수신하는 경우, 상기 제어부가 상기 전력신호 전송부를 제어하여 무선으로 전력을 전송하는 동작을 종료하는 무선전력전송장치. - 제1항에 있어서,
상기 공진주파수 가변부는, 커패시터와 인덕터로 이루어진 LC 공진회로를 포함하며, 상기 커패시터와 인덕터 중 어느 하나의 값을 가변하는 무선전력전송장치. - 자기유도방식의 무선전력전송장치용 무선전력전송방법에 있어서,
상기 무선전력전송장치에 구비된 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓일 경우 전력전송명령을 발생하는 단계;
상기 전력전송명령이 발생된 경우 이에 응답하여 정보요청신호를 발생하여 상기 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 상기 수전장치로 전송하는 단계;
상기 수전장치가 상기 정보요청신호에 따라 자신의 충전방식 또는 공진주파수를 알리는 정보신호를 발생하여 상기 전력신호 전송부로 전송하는 단계;
상기 제어부가 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 수신된 상기 수전장치의 정보신호를 판단하는 단계;
상기 제어부가 판단한 상기 수전장치의 충전방식 또는 공진주파수에 따라 공진주파수 가변부의 공진주파수를 WPC 방식과 PMA 방식 중 하나의 공진주파수로 설정하는 단계; 및
상기 제어부가 전력신호 전송부를 제어하여 상기 전력신호 전송부가 상기 선택된 공진주파수에 따른 전력신호를 발생하고 발생한 전력신호를 전력신호 전송부의 전력전송코일을 통하여 상기 수전장치로 전송하는 단계;를 포함하는 무선전력전송장치의 무선전력전송방법. - 제5항에 있어서,
상기 무선전력전송장치에 구비된 전력신호 전송부의 상부에 수전장치가 놓일 경우 전력전송명령을 발생하는 단계는 상기 전력신호 전송부의 임피던스 변화를 검출하여 수전장치가 놓인 것을 판단하는 무선전력전송장치의 무선전력전송방법. - 제5항에 있어서,
상기 정보신호에는, 상기 수전장치가 PMA 방식일 경우에 Type1 방식 또는 Type3 방식인지의 여부를 알리는 신호를 포함하는 무선전력전송장치의 무선전력전송방법. - 제5항에 있어서,
상기 수전장치의 전력충전상태를 알리는 정보신호를 상기 전력신호 전송부를 통해 수신하는 경우, 상기 제어부가 상기 전력신호 전송부를 제어하여 무선으로 전력을 전송하는 동작을 종료하는 단계;를 더 포함하는 무선전력전송장치의 무선전력전송방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150155171A KR20150132056A (ko) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150155171A KR20150132056A (ko) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130135420A Division KR20150054037A (ko) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150132056A true KR20150132056A (ko) | 2015-11-25 |
Family
ID=54845707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150155171A KR20150132056A (ko) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150132056A (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12042043B2 (en) | 2020-06-11 | 2024-07-23 | Kohler Co. | Temperature tracking mirror |
-
2015
- 2015-11-05 KR KR1020150155171A patent/KR20150132056A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12042043B2 (en) | 2020-06-11 | 2024-07-23 | Kohler Co. | Temperature tracking mirror |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102012972B1 (ko) | 무선 전력 송수신 장치 | |
US11356145B2 (en) | Wireless charging apparatus and method | |
US9762082B2 (en) | Wireless charging apparatus and wireless charging method | |
US9608469B2 (en) | Method for transmitting power wirelessly, method for receiving power wirelessly, wireless power transmitting device, and wireless power receiving device | |
US9742216B2 (en) | Wireless charging system for variable charging mode | |
EP2820742B1 (en) | Method and apparatus for wirelessly charging multiple wireless power receivers | |
JP5879347B2 (ja) | 自動車用ユニバーサルワイヤレス充電システム | |
US20060145660A1 (en) | Method and apparatus for near field communications | |
KR101830734B1 (ko) | 무선전력전송방법 및 장치 | |
EP2731231A2 (en) | Wireless power transmitting and charging system, and method for controlling communication and power in the wireless power transmitting and charging system | |
US20130214735A1 (en) | Wireless charging apparatus and method | |
JP5885570B2 (ja) | 無線電力伝送システム、無線電力伝送装置、無線電力伝送方法、無線電力伝送装置の制御方法、プログラム。 | |
CN107408847A (zh) | 无线供电装置、异物检测方法、充电器 | |
KR20150050027A (ko) | 무선 충전 장치 및 그 제어방법 | |
KR101471806B1 (ko) | 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치 및 그 방법 | |
KR20190064016A (ko) | 무선 전력 송신 장치 및 그의 제어 방법 | |
US10523035B2 (en) | Multi-tapped coil for wireless charging range and efficiency | |
US10873222B2 (en) | System and method for preventing cross connection in wireless charging | |
CN115693876A (zh) | 一种充电装置、无线充电***、充电方法及介质 | |
CN106451648A (zh) | 无线充电设备及方法 | |
CN110556925B (zh) | 一种无线充电器和控制方法 | |
KR20150054037A (ko) | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 | |
CN101095272A (zh) | 用于近场通信的方法和装置 | |
KR20150132056A (ko) | 공진주파수 가변방식 무선전력전송장치 및 그 방법 | |
KR102400578B1 (ko) | 무선 신호 수신 장치 및 그의 제어 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |