WO2013095067A1 - 무선 전력전송장치 및 방법 - Google Patents

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WO2013095067A1
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정춘길
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유한회사 한림포스텍
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    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter and method for wirelessly transmitting power to a power receiver.
  • various portable terminals such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) are equipped with power receivers for supplying operating power.
  • PDAs Personal Digital Assistants
  • the power receiving device is to charge the power supplied from an external charging device, and to operate by supplying the charged power to the portable terminal as operating power.
  • the power receiving device inputs a battery cell module that charges power, and power supplied from the external charging device to charge the battery cell module, and discharges the power charged in the battery cell module to operate the portable terminal. It may include a charge and discharge circuit and the like.
  • a terminal connection method for directly connecting a terminal for outputting power from the charging device and a terminal for inputting power from the power receiving device through cables and connectors is known. have.
  • Terminals for outputting power from the charging device and terminals for inputting power from the power receiving device have different potential differences.
  • This momentary discharge wears down the terminals of the charging device and the terminals of the power receiving device.
  • a safety accident such as a fire due to heat generated from the foreign matter due to the instantaneous discharge phenomenon.
  • the power charged in the battery cell module of the power receiving device due to moisture, etc. is naturally discharged to the outside through the terminals of the power receiving device, thereby shortening the service life of the power receiving device and causing a decrease in performance. there was.
  • the wireless power transmitter transmits power wirelessly using, for example, an electromagnetic induction method.
  • the power receiving device receives power transmitted by the wireless power transmitter wirelessly and charges the received power in the battery cell module.
  • the wireless power transmitter is wirelessly stable and transmits power with high efficiency.
  • the power receiver is capable of receiving the maximum power transmitted by the wireless power transmitter to charge the battery cell module. I'm trying.
  • An object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method for wirelessly transmitting power to a power receiving device with high transmission efficiency.
  • the wireless power transmitter of the present invention includes a first power transmission coil for transmitting a first power signal, a second power transmission coil stacked concentrically with the first power transmission coil, and a second power transmission coil for transmitting a second power signal;
  • the power supply unit may supply an AC power to the first power transmission coil and the second power transmission coil such that the first power signal and the second power signal have a phase difference of 180 °.
  • the first and second power transmission coils have the same size and the same number of turns, the winding directions are opposite to each other, and the power supply unit includes: a power transmission control unit generating one pulse width modulation (PWM) control signal; AC power is generated according to the one PWM control signal, and the generated AC power is applied to the first and second power transmission coils to generate a first power signal and a second power signal having a phase difference of 180 °.
  • PWM pulse width modulation
  • the driving driver may further include a driving driver amplifying the PWM control signal and outputting the PWM control signal to the series resonant converter between the power transmission control unit and the series resonant converter.
  • the power supply unit may further include a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • the power transmission control unit may adjust the amount of power transmitted to the power receiving device by adjusting the frequency of the PWM control signal.
  • the power supply unit may further include a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • the state signal may determine whether the power charging of the power receiving device is completed, and stop the power transmission when the power charging is completed.
  • the first and second power transmission coils have the same size and the same number of turns, have the same winding direction, and the power supply unit has two pulse width modulations (PWMs) having the same frequency and a phase difference of 180 °.
  • PWMs pulse width modulations
  • the apparatus may further include a driving driver between the power transmission control unit and the first and second series resonant converters to amplify the two PWM control signals, respectively, and output the amplified two PWM control signals to the first and second series resonant converters. .
  • the power supply unit may further include a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • the power transmission control unit may adjust the amount of power by adjusting the frequency or phase of the PWM control signal.
  • the power supply unit may further include a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • the state signal may determine whether the power charging of the power receiving device is completed, and stop the power transmission when the power charging is completed.
  • the first and second power transmission coils have the same size and the same number of turns, the winding directions are opposite to each other, and the power supply unit generates two PWM (Pulse Width Modulation) control signals having the same frequency and phase.
  • a first and a second series resonant converter for generating alternating current power having the same frequency and phase according to the two PWM control signals and applying the same to the first and second power transmission coils. have.
  • the power supply unit may further include a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • a signal detection unit configured to receive charge state signals transmitted by the power receiving device through the first and second power transmission coils, and output the same to the power transmission control unit.
  • the power transmission control unit may adjust the amount of power by adjusting the frequency or phase of the PWM control signal.
  • the power transmission control unit determines whether or not to transmit power wirelessly to the power receiving device, and if the power transmission control unit can wirelessly transmit power to the power receiving device, Generating a PWM control signal for power transmission, and according to the PWM control signal, the stacked first and second power transmission coils respectively generate first and second power signals having a phase difference of 180 ° therebetween. And wirelessly transmitting power to the power receiving device.
  • the stacked first and second power transmission coils to generate the first and second power signals having a phase difference of 180 degrees to each other to wirelessly transmit power to the power receiving device, Generating first and second power signals having a phase difference of 180 ° by applying alternating current power having the same phase to the first and second power transmission coils having the same size and the same number of windings and having opposite winding directions; It may include.
  • the stacked first and second power transmission coils to generate the first and second power signals having a phase difference of 180 degrees to each other to wirelessly transmit power to the power receiving device, Generating first and second power signals having a phase difference of 180 ° by applying AC power having a phase difference of 180 ° to the first and second power transmission coils having the same size and the same number of windings and having the same winding direction, respectively. It may include a step.
  • the wireless power transmission method of the present invention the step of the power transmission control unit inputs a charge state signal transmitted by the power receiving device, and when the charge state signal includes the overheat information, the power transfer control unit is the first
  • the method may further include adjusting the amount of power transmitted from the first and second power transmission coils to the power receiving device.
  • the power transmission controller may control the amount of power transmitted from the first and second power transmission coils to the power receiving device. And adjusting the amount of power wirelessly transmitted to the power receiving device.
  • the step of adjusting the amount of power transmitted from the first and second power transmission coil to the power receiving device when the charge state signal includes the overheat information, the first and second power transmission coil Adjusting the phase of the generated first and second power signal may include adjusting the amount of power transmitted to the power receiving device.
  • the first power transmission coil and the second power transmission coil are the same size, the same number of windings are stacked concentrically, and the first power signal having a phase difference of 180 ° between each other and A second power signal is generated to wirelessly transmit power to the power receiving device.
  • the present invention provides the first power signal and the first power signal generated in the first power transmission coil and the second power transmission coil, respectively.
  • the amplitude of the sum of the two power signals is about two times larger, and thus the amount of power wirelessly transmitted to the power receiving device is increased by about four times.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a wireless power transmission system equipped with a wireless power transmission apparatus of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of a wireless power transmission system equipped with a wireless power transmission apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a signal flow diagram showing the operation according to the wireless power transmission method of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a wireless power transmission system equipped with a wireless power transmission apparatus of the present invention.
  • reference numeral 100 denotes an AC / DC converter.
  • the AC / DC converter 100 converts AC power input from the outside into DC power and supplies the converted DC power as operating power.
  • Numeral 200 is a wireless power transmission apparatus according to the present invention.
  • the wireless power transmitter 200 operates with DC power supplied from the AC / DC converter 100.
  • the wireless power transmitter 200 generates AC power by switching the DC power supplied by the AC / DC converter 100, and wirelessly transmits the generated AC power using, for example, an electromagnetic induction method. do.
  • the AC / DC converter 100 and the wireless power transmitter 200 are described separately as an example, but in the embodiment of the present invention, the AC / DC is connected to the wireless power transmitter 200.
  • the converter 100 may be configured to be integrally provided.
  • Reference numeral 300 denotes a power receiver.
  • the power receiver 300 receives and charges the power transmitted by the wireless power transmitter 200 wirelessly, and supplies the charged power to the portable terminal as operating power.
  • the power receiving apparatus 300 transmits a unique ID signal stored in advance to the wireless power transmitter 200 in response to a request of the wireless power transmitter 200.
  • the power receiving device 300 when receiving power, the power receiving device 300 generates a charge state signal including a power amount signal for notifying charge amount of power and overheat information for notifying occurrence of overheating, and generating the charge state signal.
  • the wireless power transmitter 200 transmits the data.
  • the wireless power transmitter 200 has a first power transmission coil 210-1 for transmitting a first power signal, the same size and the same number of turns as the first power transmission coil 210-1, and The first power transmission coil 210-1 and the winding direction are opposite to each other and are stacked concentrically to the second power transmission coil 210-2 for transmitting a second power signal, the first power signal and the first
  • the power supply unit 220 may supply AC power having the same phase to the first power transmission coil 210-1 and the second power transmission coil 210-2 so that the second power signal has a phase difference of 180 °. have.
  • the power supply unit 220 may include a power transmission control unit 221, a drive driver 223, a series resonant converter 225, a first signal transmitter 227, and a first signal receiver 229. It may include.
  • the power transmission control unit 221 requests an ID signal from the power receiver 300 and generates a control signal when the ID signal is received from the power receiver 300 to wirelessly power the power receiver 300. Control what is sent. For example, the power transmission control unit 221 generates a pulse width modulation (PWM) control signal to control the wireless transmission of power to the power receiver 300. Also, the power transmission control unit 221 determines whether overheating occurs in the power receiving device 300, and when the overheating is determined, adjusts the frequency and phase of the PWM control signal to the power receiving device 300. Controls the amount of power transmitted wirelessly.
  • PWM pulse width modulation
  • the driving driver 223 amplifies the PWM control signal generated by the power transmission control unit 221.
  • the series resonant converter 225 generates AC power by switching DC power supplied by the AC / DC converter 100 according to the PWM control signal amplified by the driving driver 223, and generates AC power. Is output to the first and second power transmission coils 210.
  • the first signal transmitter 227 generates an ID request signal for requesting the ID of the power receiver 300 under the control of the power transmission controller 221 to generate the first and second power transmission coils 210-. 1, 210-2 to transmit to the power receiving device 300.
  • the first signal receiver 229 receives the ID signal and the charging state signal transmitted by the power receiver 300 through the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 to transmit the power. Output to the control unit 221.
  • the power receiver 300 includes a power receiving control unit 302, a power receiving coil 304, a rectifying unit 306, a charging unit 308, a battery cell module 310, a temperature sensor 312, and a second signal receiving unit 314. ) And the second signal transmitter 316.
  • the power reception control unit 302 controls the wireless power transmitter 200 to receive and charge the power transmitted wirelessly. In addition, the power reception control unit 302 controls to transmit the ID signal to the wireless power transmitter 200 when an ID request signal is received. In addition, the power receiving control unit 302 transmits a power level signal for notifying the power charging amount of the battery cell module 310 and a charging state signal including overheating information of the battery cell module 310 to the wireless power transmitter 200. Control what is sent.
  • the power receiving coil 304 receives power transmitted by the wireless power transmitter 200 wirelessly.
  • the rectifier 306 converts the power received by the power receiving coil 304 into DC power.
  • the charging unit 308 charges the DC power converted by the rectifying unit 306 to the battery cell module 310 under the control of the power receiving control unit 302.
  • the temperature sensor 312 detects a temperature of the battery cell module 310 and outputs the temperature to the power reception control unit 302.
  • the second signal receiving unit 314 receives the ID request signal transmitted by the wireless power transmitter 200 through the power receiving coil 304 and outputs it to the power receiving control unit 302.
  • the second signal transmitter 316 transmits an ID signal and a charging information signal to the wireless power transmitter 200 through the power receiver coil 304 under the control of the power receiver controller 302.
  • the AC / DC converter 100 converts AC power input from the outside into DC power, and supplies the converted DC power to the wireless power transmitter 200 as operating power.
  • the wireless power transmitter 200 may load a load on the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, for example, the power receiving coil 304 of the power receiver 300. It must be determined whether it is placed.
  • the power transmission control unit 221 of the power supply unit 220 generates a control signal for detecting a change in load.
  • Control signals for detecting a change in the load are amplified by the driving driver 223 and input to the series resonant converter 225.
  • the series resonant converter 225 generates AC power by switching the DC power output from the AC / DC converter 100 according to the control signal, and the generated AC power transmits the first and second power. Applied to the coils 210-1 and 210-2.
  • control signal for detecting a change in the load is a signal of a frequency at which resonance does not occur in the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, for example, as high as about 180 Hz. Has a frequency.
  • the series resonant converter 225 generates AC power by switching DC power according to a control signal for detecting a change in load, and the generated AC power is the first and second power transmission coils 2100-1. Is applied to the 210-2, the resonance is not generated in the first and second power transmission coil (210-1, 210-2), the power consumption is very low, the power is not transmitted wirelessly.
  • the first signal receiver 229 receives the signals of the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, and outputs the received signals to the power transmission controller 221.
  • the power transmission controller 221 determines whether a load variation occurs using the frequency of the received signal input from the first signal receiver 229.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the frequency of AC power does not change.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 and the power receiving device 300 are separated.
  • Mutual impedance is generated between the power receiving coils 304, and the frequency of the AC power applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 is changed by the generated mutual impedance. Done.
  • the power transmission control unit 221 determines whether the frequency of the signal input from the first signal receiving unit 229 is changed, and when the frequency is changed, the first and second power transmission coils 210-1, It is determined that a predetermined load such as the power receiving device 300 is placed on the upper portion of the 210-2.
  • the power transmission controller 221 must determine whether the load is the power receiving device 300.
  • the power transmission control unit 221 controls the first signal transmission unit 227 to generate an ID request signal for requesting the ID signal of the power receiving device 300, the generated ID request signal is the first and second 2 is transmitted to the power receiving device 300 through the power transmission coil (210-1, 210-2).
  • the transmitted ID request signal is received by the second signal receiver 314 through the power receiver coil 304, and the received ID request signal is input to the power receiver controller 302.
  • the power reception control unit 302 controls the second signal transmission unit 316 according to the ID request signal to generate its own ID signal, and the generated ID signal is transmitted through the power reception coil 304.
  • the wireless power transmitter 200 is transmitted.
  • the wireless power transmitter 200 receives an ID signal transmitted from the power receiver 300 by the first signal receiver 229 through the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2. It is input to the power transmission control unit 221.
  • the power transmission control unit 211 is an ID signal input from the first signal receiving unit 229 and the power receiving device 300 which is not a foreign material on the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the power transmission control unit 211 wirelessly transmits a control signal for transmitting power. That is, a PWM control signal is generated, and the generated PWM control signal is amplified by the driving driver 223 and then input to the series resonant converter 225.
  • the series resonant converter 225 generates AC power by switching DC power according to the PWM control signal, and the generated AC power is applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2. Is approved.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are designed to resonate, for example, at 100 Hz, and the power transmission control unit 221 has a PWM control having a frequency of 100 Hz. Generate a signal.
  • the series resonant converter 225 switches the DC power in accordance with the PWM control signal to generate AC power having a frequency of 100 kHz, and the AC power having the frequency of 100 kHz is the first and second. Since it is applied to the power transmission coils 210-1 and 210-2, resonance occurs in the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the series resonant converter 225 applies AC power having the same phase to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, but the first and second power transmission coils ( Since the 210-1 and 210-2 have the same size and the same number of windings, and the winding directions are opposite to each other and are stacked concentrically, the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are mutually stacked. Generate first and second power signals, each having a phase difference of 180 degrees.
  • the amplitude of the sum of the first and second power signals is more than doubled, and thus the power receiver 300 ), The amount of power transmitted wirelessly will increase approximately 4 times.
  • the power transmitted by the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 wirelessly is received by the power receiving coil 304 of the power receiving device 300, and the rectifying unit 306 receives the received power.
  • the charging unit 308 charges the battery cell module 310 by converting the DC power and converting the converted DC power under the control of the power reception control unit 302.
  • the temperature sensor 312 detects the temperature of the battery cell module 310, and the power reception controller 302 overheats the battery cell module 310 at a temperature detected by the temperature sensor 312. It is determined whether or not this has occurred.
  • the power reception control unit 302 determines the power charging state of the battery cell module 550 through the charging unit 308.
  • the power reception controller 302 generates and generates a charge state signal including overheat information indicating whether overheating has occurred in the battery cell module 310 and charging information of the battery cell module 550.
  • the charging state signal is transmitted to the wireless power transmitter 200 through the second signal transmitter 316 and the power receiver coil 304.
  • the charging state signal transmitted by the power receiver 300 is received by the first signal receiver 229 through the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 of the wireless power transmitter 200. To the power transmission control unit 221.
  • the power transmission control unit 221 analyzes the state of charge signal to determine whether overheating or charging is complete.
  • the power transmission control unit 221 adjusts the frequency of the PWM control signal.
  • the AC power applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 is adjusted by adjusting the frequency of the PWM control signal. Slightly out of the resonance point of 210-2, the amplitude of the first power signal and the second power signal is reduced.
  • the amount of power received by the power receiving coil 304 is reduced, thereby reducing the amount of power charged in the battery cell module 310 to prevent overheating.
  • the power transmission control unit 221 When the power charging of the battery cell module 310 is completed, the power transmission control unit 221 does not generate a PWM control signal, and thus, the first and second power transmission coils 210- may be analyzed. In 1, 210-2, power is not wirelessly transmitted to the power receiving coil 304.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of a wireless power transmission system equipped with a wireless power transmission apparatus of the present invention.
  • the power transmission control unit 221 generates two PWM control signals.
  • the first driving driver 223-1 and the second driving driver 223-2 amplify two PWM control signals generated by the power transmission control unit 221, and the first and second driving drivers 223-1 and 223-1.
  • the first series resonant converter 225-1 and the second series resonant converter 225-2 generate AC power to generate the first and the second power. 2 was configured to apply to the power transmission coil (210-1, 210-2), respectively.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are wound in the same size, the same number of windings, and the same winding direction, and are stacked concentrically.
  • the power transmission control unit 221 when power is transmitted to the power receiving device 300, the power transmission control unit 221 generates two PWM control signals having a phase difference of 180 °.
  • the two PWM control signals having the phase difference of 180 ° are amplified by the first and second driving drivers 223-1 and 223-2, respectively, so that the first and second series resonant converters 225-1 and 225-2 are respectively amplified. ) Is entered.
  • the first and second series resonant converters 225-1 and 225-2 switch DC power with two PWM control signals having a phase difference of 180 ° to generate AC power having a phase difference of 180 ° from each other.
  • the generated AC power is applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, respectively.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are wound in the same size, the same number of windings, and the same winding direction, and are stacked concentrically. As described above, AC power having a phase difference of 180 ° is applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the first power signal generated by the first power transmission coil 210-1 and the second power signal generated by the second power transmission coil 210-2 have a phase difference of 180 ° between each other.
  • the amplitude of the sum of the first and second power signals is increased by two times or more, so that the amount of power wirelessly transmitted to the power receiver 300 is increased by about four times.
  • the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 may have the same size and the same number of windings, and may be wound in different directions and stacked concentrically.
  • the power transmission control unit 221 generates two PWM control signals having the same phase and the same frequency, and the first and second power transmission coils 210-1 and 210- are generated by the two PWM control signals. 2) AC power having the same frequency and phase is applied to generate the first and second power signals having a phase difference of 180 ° with each other.
  • the power transmission controller 221 adjusts the frequency of the PWM control signal or controls two PWMs. Adjust so that the phase of the signal does not become 180 °.
  • the AC power applied to the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 is adjusted by adjusting the frequency of the PWM control signal. Slightly out of the resonance point of 210-2, the amplitude of the first power signal and the second power signal is reduced.
  • the phases of the first and second power signals generated by the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 are not exactly 180 °.
  • the amount of power received by the power receiving coil 304 is reduced, thereby reducing the amount of power charged in the battery cell module 310 to prevent overheating.
  • FIG. 3 is a signal flow diagram showing the operation of the power transmission control unit 221 according to the wireless power transmission method of the present invention.
  • the power transmission control unit 221 generates a control signal for detecting a change in load (S400).
  • the control signal is amplified by the first and second driving drivers 223-1 and 223-2, respectively, and is input to the first and second series resonant converters 225-1 and 225-2.
  • the second series resonant converters 225-1 and 225-2 generate AC power by switching DC power output from the AC / DC converter 100 according to the control signal, and the generated AC power is the first.
  • the second power transmission coils 210-1 and 210-2 are the second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the first signal receiver 229 receives the signals of the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2, and outputs the received signals to the power transmission controller 221.
  • the power transmission control unit 221 detects the frequency of the signal input from the first signal receiving unit 229 to determine whether or not the load variation occurs (S402).
  • the power transmission control unit 221 returns to step S400 to generate a control signal for detecting the load change, and the first signal receiving unit 229 The operation of detecting whether a load variation has occurred by detecting a frequency of a received signal is repeatedly performed.
  • the power transmission control unit 221 controls the first signal transmission unit 227 to provide an ID request signal for requesting an ID signal of the power receiving device 300.
  • the generated ID request signal is transmitted to the power receiving device 300 through the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2 (S404).
  • the power transmission control unit 221 inputs the reception signal of the first signal receiving unit 229 to determine whether the ID signal of the power receiving device 300 is received (S406).
  • the power transmission control unit 221 determines whether a predetermined time has elapsed (S408).
  • step S406 If the predetermined time has not elapsed as a result of the determination, the process returns to step S406 and repeatedly determines whether an ID signal is received.
  • control unit 221 repeatedly returns to step S400 from an operation of generating a control signal for detecting a change in load.
  • the power transmission control unit 221 When the ID signal is received before a preset time elapses, the power transmission control unit 221 has a phase difference of 180 ° between the first and second power transmission coils 210-1 and 210-2.
  • the first and second power signals are generated to wirelessly transmit power to the power receiving device 300 (S410).
  • the first power transmission coil 210-1 and the second power transmission coil 210-2 have the same size and the same number of turns, and the winding directions are opposite to each other.
  • the power transfer control unit 221 When stacked concentrically, the power transfer control unit 221 generates one PWM control signal, and the first power transfer coil 210-1 and the second power transfer coil 210 are generated by the generated PWM control signal. AC power of the same phase is applied to -2) to generate the first and second power signals having a phase difference of 180 ° from each other.
  • the power transfer control unit 221 when the first power transmission coil 210-1 and the second power transmission coil 210-2 are stacked concentrically with the same size, the same number of windings, and the same winding direction.
  • the power transfer control unit 221 generates two PWM control signals having the same frequency and having a phase difference of 180 °, and transmits the first power transfer coil 210-1 and the second power by the two PWM control signals.
  • AC power having a phase difference of 180 ° is applied to the coil 210-2 to generate first and second power signals having a phase difference of 180 ° between each other.
  • the first power transmission coil 210-1 and the second power transmission coil 210-2 have the same size and the same number of turns, and the winding directions are opposite to each other and are stacked concentrically.
  • the power transmission control unit 221 generates two PWM control signals having the same frequency and phase, and generates the first power transmission coil 210-1 and the second power transmission coil by the two PWM control signals.
  • AC power having a phase difference of 180 ° is applied to 210-2 to generate the first and second power signals having a phase difference of 180 ° from each other.
  • the power transmission control unit 221 inputs a charging state signal transmitted by the power receiving device 300 through the first signal receiving unit 229, and analyzes the input charging state signal to receive the power receiving device 300. It is determined whether overheating) or the charging of the power is completed (S412, S414).
  • the power transmission control unit 221 adjusts the frequency or phase of the PWM control signal to control the first and second power transmission coils (S416).
  • the power transmission control unit 221 determines whether the power charging of the power receiving device 300 is completed (S418).
  • the power transmission control unit 221 ends the operation of transmitting power to the power receiving device 300.

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Abstract

본 발명은 수전장치에 높은 전송효율로 전력을 무선 전송하는 것으로서 제 1 전력신호를 전송하기 위한 제 1 전력전송코일와, 상기 제 1 전력전송코일과 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고 상기 제 1 전력전송코일과 동심으로 적층되며 상기 제 1 전력신호와 180°의 위상차를 갖는 제 2 전력신호를 전송하기 위한 제 2 전력전송코일과, 상기 제 1 전력신호와 상기 제 2 전력신호가 180°의 위상차를 갖도록 상기 제 1 전력전송코일 및 제 2 전력전송코일에 교류전력을 공급하는 전력공급부를 포함하는 무선 전력전송장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

무선 전력전송장치 및 방법
본 발명은 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 핸드폰 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 배터리 셀 모듈과, 상기 외부의 충전장치로부터 공급되는 전력을 입력하여 상기 배터리 셀 모듈에 충전시키고, 상기 배터리 셀 모듈에 충전된 전력을 방전시켜 상기 휴대용 단말기에 동작전력으로 공급하는 충방전 회로 등을 포함할 수 있다.
상기 충전장치와 상기 수전장치를 전기적으로 연결하는 방식으로는 상기 충전장치에서 전력이 출력되는 단자와, 상기 수전장치에서 전력이 입력되는 단자를 케이블 및 커넥터 등을 통해 직접 연결하는 단자 연결방식이 알려져 있다.
상기 충전장치에서 전력이 출력되는 단자와 상기 수전장치에서 전력이 입력되는 단자들은 서로 다른 전위 차를 가지고 있다.
그러므로 상기 충전장치에서 전력이 출력되는 단자와 상기 수전장치에서 전력이 입력되는 단자를 상호간에 연결하거나 또는 분리할 경우에 서로 다른 전위 차에 의하여 순간 방전현상이 발생할 수 있다.
이러한 순간 방전현상은 상기 충전장치의 단자 및 상기 수전장치의 단자를 마모시킨다. 또한 상기 충전장치의 단자 및 상기 수전장치의 단자에 이물질이 쌓여 있을 경우에는 상기 순간 방전현상에 의해, 상기 이물질에서 열이 발생하여 화재 등과 같은 안전사고가 발생할 염려가 있다.
그리고 습기 등으로 인하여 상기 수전장치의 배터리 셀 모듈에 충전된 전력이 수전장치의 단자를 통해 외부로 자연 방전되고, 이로 인하여 수전장치의 사용 수명이 단축되며, 사용성능의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 단자 연결방식의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여, 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력전송장치가 제시되고 있다.
상기 무선 전력전송장치는 예를 들면, 전자기 유도방식을 이용하여 무선으로 전력을 전송한다. 그리고 상기 수전장치는 상기 무선 전력전송장치가 무선으로 전송하는 전력을 수신하고, 수신한 전력을 배터리 셀 모듈에 충전시키고 있다.
상기한 무선 전력전송장치는 무선으로 안정하고, 높은 효율로 전력을 전송하고, 이와 더불어 상기 수전장치는 상기 무선 전력전송장치가 전송하는 전력을 최대로 수신하여 배터리 셀 모듈에 충전시킬 수 있도록 하는데 많은 노력을 기울이고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수전장치에 높은 전송효율로 전력을 무선 전송하는 무선 전력전송장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 무선 전력전송장치는, 제 1 전력신호를 전송하기 위한 제 1 전력전송코일과, 상기 제 1 전력전송코일과 동심으로 적층되고, 제 2 전력신호를 전송하기 위한 제 2 전력전송코일과, 상기 제 1 전력신호와 상기 제 2 전력신호가 180°의 위상차를 갖도록 상기 제 1 전력전송코일 및 제 2 전력전송코일에 교류전력을 공급하는 전력공급부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송코일은, 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향이고, 상기 전력 공급부는, 하나의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부와, 상기 하나의 PWM 제어신호에 따라 교류전력을 발생하고, 발생한 교류전력을 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호가 발생되게 하는 직렬 공진형 컨버터를 포함
상기 전력전송 제어부와 상기 직렬 공진형 컨버터의 사이에, 상기 PWM 제어신호를 증폭하여 상기 직렬 공진형 컨버터로 출력하는 구동 드라이버를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고, 상기 전력전송 제어부는, 상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절할 수 있다.
상기 전력전송 제어부는, 상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절하여 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고, 상기 전력전송 제어부는, 상기 충전상태신호로 상기 수전장치의 전력 충전이 완료되었는지의 여부를 판단하고, 전력 충전이 완료되었을 경우에 전력 전송을 정지할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일은, 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 동일하고, 상기 전력 공급부는, 주파수가 동일하고 180°의 위상차를 갖는 2개의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부와, 상기 2개의 PWM 제어신호에 따라 주파수가 동일하고 위상차가 180°인 교류전력을 각기 발생하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하는 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 전력전송 제어부와 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터의 사이에, 상기 2개의 PWM 제어신호를 각기 증폭하여 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터로 출력하는 구동 드라이버를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고, 상기 전력전송 제어부는, 상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절할 수 있다.
상기 전력전송 제어부는, 상기 PWM 제어신호의 주파수 또는 위상을 조절하여 전력량을 조절할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고, 상기 전력전송 제어부는, 상기 충전상태신호로 상기 수전장치의 전력 충전이 완료되었는지의 여부를 판단하고, 전력 충전이 완료되었을 경우에 전력 전송을 정지할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송코일은, 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향이고, 상기 전력 공급부는, 주파수 및 위상이 동일한 2개의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부와, 상기 2개의 PWM 제어신호에 따라 주파수 및 위상이 동일한 교류전력을 각기 발생하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하는 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고, 상기 전력전송 제어부는, 상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절할 수 있다.
상기 전력전송 제어부는, 상기 PWM 제어신호의 주파수 또는 위상을 조절하여 전력량을 조절할 수 있다.
그리고 본 발명의 무선 전력전송방법은, 전력전송 제어부가 수전장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있는지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 전력 전송을 위한 PWM 제어신호를 발생하는 단계와, 상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계는, 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향인 제 1 및 제 2 전력전송코일에 동일 위상의 교류전력을 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계는, 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 동일한 제 1 및 제 2 전력전송코일에 180°의 위상차를 가지는 교류전력을 각기 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 무선 전력전송방법은, 상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 전력전송 제어부가 입력하는 단계와, 상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계는, 상기 전력전송 제어부가 상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절하여 상기 수전장치에 무선으로 전송되는 전력량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일이 발생하는 제 1 및 제 2 전력신호의 위상을 조절하여 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 무선 전력전송장치 및 방법에 따르면, 제 1 전력전송코일 및 제 2 전력전송코일이 동일한 크기, 동일한 권선수를 갖고 동심으로 적층되고, 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호를 발생하여 수전장치에 무선으로 전력을 전송한다.
그러므로 하나의 전력전송코일만을 사용하거나 또는 평행하게 설치된 2개 이상 복수개의 전력전송코일을 사용할 경우에 비하여 본 발명은 제 1 전력전송코일 및 제 2 전력전송코일에서 각기 발생되는 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호를 합한 진폭이 약 2배 정도 커지게 되고, 이로 인하여 수전장치에 무선으로 전송되는 전력량은 약 4배 정도로 증가하게 되는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 무선 전력전송장치가 구비된 무선 전력전송 시스템의 일 실시 예의 구성을 보인 블록도,
도 2는 본 발명의 무선 전력전송장치가 구비된 무선 전력전송 시스템의 다른 실시 예의 구성을 보인 블록도, 및
도 3은 본 발명의 무선 전력전송방법에 따른 동작을 보인 신호흐름도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 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 무선 전력전송장치가 구비된 무선 전력전송 시스템의 일 실시 예의 구성을 보인 블록도이다. 여기서, 부호 100은 교류/직류 컨버터이다. 상기 교류/직류 컨버터(100)는 외부에서 입력되는 교류전력을 직류전력으로 변환하고, 변환한 직류전력을 동작전력으로 공급한다.
부호 200은 본 발명에 따른 무선 전력전송장치이다. 상기 무선 전력전송장치(200)는 상기 교류/직류 컨버터(100)가 공급하는 직류전력으로 동작한다. 또한 상기 무선 전력전송장치(200)는 상기 교류/직류 컨버터(100)가 공급하는 직류전력을 스위칭하여 교류전력을 생성하고, 생성한 교류전력을 예를 들면, 전자기 유도방식을 이용하여 무선으로 전송한다.
여기서, 상기 교류/직류 컨버터(100)와 상기 무선 전력전송장치(200)가 각기 별도로 구비되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명을 실시함에 있어서는 상기 무선 전력전송장치(200)에 상기 교류/직류 컨버터(100)가 일체로 구비되게 구성할 수도 있다.
부호 300은 수전장치이다. 상기 수전장치(300)는 상기 무선 전력전송장치(200)가 무선으로 전송하는 전력을 수신하여 충전하고, 충전한 전력을 휴대용 단말기에 동작전력으로 공급한다. 또한 상기 수전장치(300)는 상기 무선 전력전송장치(200)의 요청에 따라 미리 저장되어 있는 고유의 ID 신호를 상기 무선 전력전송장치(200)로 전송한다. 또한 상기 수전장치(300)는 전력을 충전할 경우에 전력의 충전량을 알리기 위한 전력량 신호와, 과열의 발생을 알리기 위한 과열정보 등을 포함하는 충전상태신호를 생성하고, 생성한 충전상태신호를 상기 무선 전력전송장치(200)로 전송한다.
상기 무선 전력전송장치(200)는 제 1 전력신호를 전송하기 위한 제 1 전력전송코일(210-1)과, 상기 제 1 전력전송코일(210-1)과 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고 상기 제 1 전력전송코일(210-1)과 권선방향이 서로 반대방향이며 동심으로 적층되어 제 2 전력신호를 전송하기 위한 제 2 전력전송코일(210-2)과, 상기 제 1 전력신호와 상기 제 2 전력신호가 180°의 위상차를 갖도록 상기 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)에 동일 위상의 교류전력을 공급하는 전력공급부(220)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부(220)는, 전력전송 제어부(221)와, 구동 드라이버(223)와, 직렬 공진형 컨버터(225)와, 제 1 신호 전송부(227)와, 제 1 신호 수신부(229)를 포함할 수 있다.
상기 전력전송 제어부(221)는 상기 수전장치(300)에 ID 신호를 요청하고 상기 수전장치(300)로부터 ID 신호가 수신될 경우에 제어신호를 발생하여 상기 수전장치(300)에 무선으로 전력을 전송하는 것을 제어한다. 예를 들면, 상기 전력전송 제어부(221)는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하여 상기 수전장치(300)에 무선으로 전력을 전송하는 것을 제어한다. 또한 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 수전장치(300)에 과열이 발생하는지의 여부를 판단하고 과열 발생이 판단될 경우에 상기 PWM 제어신호의 주파수 및 위상을 조절하여 상기 수전장치(300)에 무선으로 전송되는 전력량을 조절하는 것을 제어한다.
상기 구동 드라이버(223)는 상기 전력전송 제어부(221)가 발생하는 PWM 제어신호를 증폭한다.
상기 직렬 공진형 컨버터(225)는 상기 구동 드라이버(223)가 증폭한 PWM 제어신호에 따라, 상기 교류/직류 컨버터(100)가 공급하는 직류 전력을 스위칭하여 교류전력을 생성하고, 생성한 교류전력을 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210)로 출력한다.
상기 제 1 신호 전송부(227)는 상기 전력전송 제어부(221)의 제어에 따라 상기 수전장치(300)의 ID를 요청하는 ID 요청신호를 발생하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 상기 수전장치(300)로 전송한다.
상기 제 1 신호 수신부(229)는 상기 수전장치(300)가 전송하는 ID 신호 및 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부(221)로 출력한다.
상기 수전장치(300)는 전력수신 제어부(302), 전력수신코일(304), 정류부(306), 충전부(308), 배터리 셀 모듈(310), 온도센서(312), 제 2 신호 수신부(314) 및 제 2 신호 전송부(316)를 포함할 수 있다.
상기 전력수신 제어부(302)는 상기 무선 전력전송장치(200)가 무선으로 전송하는 전력을 수신하여 충전하는 것을 제어한다. 또한 상기 전력수신 제어부(302)는 ID 요청신호가 수신될 경우에 ID 신호를 상기 무선 전력전송장치(200)로 전송하는 것을 제어한다. 또한 상기 전력수신 제어부(302)는 배터리 셀 모듈(310)의 전력 충전량을 알리기 위한 전력량 신호 및 상기 배터리 셀 모듈(310)의 과열정보를 포함하는 충전상태신호를 상기 무선 전력전송장치(200)로 전송하는 것을 제어한다.
상기 전력수신코일(304)은 상기 무선 전력전송장치(200)가 무선으로 전송하는 전력을 수신한다.
상기 정류부(306)는 상기 전력수신코일(304)이 수신한 전력을 직류전력으로 변환한다.
상기 충전부(308)는 상기 정류부(306)가 변환한 직류전력을 상기 전력수신 제어부(302)의 제어에 따라 상기 배터리 셀 모듈(310)에 충전한다.
상기 온도센서(312)는 상기 배터리 셀 모듈(310)의 온도를 검출하여 상기 전력수신 제어부(302)로 출력한다.
상기 제 2 신호 수신부(314)는 상기 무선 전력전송장치(200)가 전송하는 ID 요청신호를 상기 전력 수신코일(304)을 통해 수신하여 상기 전력수신 제어부(302)로 출력한다.
상기 제 2 신호 전송부(316)는 상기 전력수신 제어부(302)의 제어에 따라 ID 신호 및 충전정보신호를 상기 전력 수신코일(304)을 통해 상기 무선 전력전송장치(200)로 전송한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명은 교류/직류 컨버터(100)가 외부로부터 입력되는 교류전력을 직류전력으로 변환하고, 변환한 직류전력을 무선 전력전송장치(200)에 동작전력으로 공급한다.
이와 같은 상태에서 상기 무선 전력전송장치(200)는 제 1 및 제 2 전력 전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 부하 예를 들면, 수전장치(300)의 전력 수신코일(304)이 놓여져 있는지의 여부를 판단해야 된다.
이를 위하여 전력 공급부(220)의 전력전송 제어부(221)가 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호를 발생한다.
상기 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호는 구동 드라이버(223)에서 각기 증폭되어 직렬 공진형 컨버터(225)로 입력된다.
그러면, 상기 직렬 공진형 컨버터(225)는 상기 제어신호에 따라, 상기 교류/직류 컨버터(100)가 출력하는 직류전력을 스위칭하여 교류전력을 발생하며, 발생한 교류전력은 제 1 및 제 2 전력전송 코일(210-1, 210-2)에 인가된다.
여기서, 상기 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호는 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 공진이 발생되지 않는 주파수의 신호 예를 들면, 약 180㎑ 정도의 높은 주파수를 갖는다.
그러므로 상기 직렬 공진형 컨버터(225)가, 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호에 따라 직류전력을 스위칭하여 교류전력을 발생하고, 발생한 교류전력이 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(2100-1, 210-2)에 인가되어도 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서는 공진이 발생되지 않아 전력소모는 매우 낮고, 전력이 무선으로 전송되지는 않는다.
이와 같은 상태에서 제 1 신호 수신부(229)는 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 신호를 수신하고, 수신한 신호를 전력전송 제어부(221)로 출력한다.
상기 전력전송 제어부(221)는 상기 제 1 신호 수신부(229)로부터 입력되는 수신신호의 주파수를 이용하여 부하의 변동이 발생되었는지의 여부를 판단한다.
즉, 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 부하가 놓여 있지 않을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가된 교류전력의 주파수는 변동되지 않는다.
그러나 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 부하가 놓여질 경우에 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)과 수전장치(300)의 전력수신코일(304)의 사이에는 상호 임피던스 등이 발생하게 되고, 상기 발생되는 상호 임피던스 등에 의하여 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가된 교류전력의 주파수가 변동하게 된다.
상기 전력전송 제어부(221)는 상기 제 1 신호 수신부(229)로부터 입력되는 신호의 주파수가 변동되었는지의 여부를 판단하고, 주파수가 변동되었을 경우에 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 상기 수전장치(300) 등과 같은 소정의 부하가 놓여진 것으로 판단한다.
이와 같은 상태에서 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 부하가 수전장치(300)인지의 여부를 판단해야 된다.
이를 위하여 상기 전력전송 제어부(221)는 제 1 신호 전송부(227)를 제어하여, 수전장치(300)의 ID 신호를 요청하는 ID 요청신호를 발생하고, 발생한 ID 요청신호는 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 상기 수전장치(300)로 전송된다.
상기 전송한 ID 요청신호는 전력수신코일(304)을 통해 제 2 신호 수신부(314)가 수신하고, 수신한 ID 요청신호는 전력수신 제어부(302)로 입력된다.
그러면, 상기 전력수신 제어부(302)는 상기 ID 요청신호에 따라 제 2 신호 전송부(316)를 제어하여, 자시의 고유한 ID 신호를 발생하고, 발생한 ID 신호는 전력수신코일(304)을 통해 무선 전력전송장치(200)로 전송된다.
상기 무선 전력전송장치(200)는 상기 수전장치(300)가 전송하는 ID 신호를 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 제 1 신호 수신부(229)가 수신하여 전력전송 제어부(221)로 입력된다.
상기 전력전송 제어부(211)는 상기 제 1 신호 수신부(229)로부터 입력되는 ID 신호로 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 이물질이 아닌 수전장치(300)가 놓여졌음을 판단한다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 수전장치(300)가 놓여졌음이 판단되면, 상기 전력전송 제어부(211)는 무선으로 전력을 전송하기 위한 제어신호 즉, PWM 제어신호를 발생하고, 발생한 PWM 제어신호는 구동 드라이버(223)에서 증폭된 후 직렬 공진형 컨버터(225)로 입력된다.
그러면, 상기 직렬 공진형 컨버터(225)는 상기 PWM 제어신호에 따라 직류전력을 스위칭시켜 교류전력을 발생하고, 발생한 교류전력은 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가된다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)은 예를 들면, 100㎑에 공진되도록 설계되어 있고, 상기 전력전송 제어부(221)는 100㎑의 주파수를 가지는 PWM 제어신호를 발생한다.
그러면, 상기 직렬 공진형 컨버터(225)는 상기 PWM 제어신호에 따라 직류전력을 스위칭하여 100㎑의 주파수를 가지는 교류전력을 발생하고, 상기 100㎑의 주파수를 가지는 교류전력이 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가되므로 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서 공진이 발생하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서 공진이 발생되면, 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)로 많은 전류가 흐르면서 무선으로 전력이 전송된다.
여기서, 상기 직렬 공진형 컨버터(225)는 동일한 위상을 가지는 교류전력을 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가하나, 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)은 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고 상호간에 권선방향이 서로 반대방향이며 동심으로 적층되어 있으므로 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)은 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생한다.
그러므로 하나의 전력전송코일만을 사용하거나 또는 평행하게 설치된 2개 이상 복수개의 전력전송코일을 사용할 경우에 비하여 제 1 및 제 2 전력신호를 합한 진폭이 2배 이상 커지게 되고, 이로 인하여 수전장치(300)에 무선으로 전송되는 전력량은 약 4배로 증가하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)이 무선으로 전송하는 전력은 수전장치(300)의 전력수신코일(304)이 수신하고, 수신한 전력을 정류부(306)가 직류전력으로 변환하며, 변환한 직류전력을, 전력수신 제어부(302)의 제어에 따라 충전부(308)가 배터리 셀 모듈(310)에 충전하게 된다.
이와 같은 상태에서 온도센서(312)는 배터리 셀 모듈(310)의 온도를 검출하고, 상기 온도센서(312)가 검출하는 온도로 상기 전력수신 제어부(302)는 상기 배터리 셀 모듈(310)에 과열이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
또한 상기 전력수신 제어부(302)는 상기 충전부(308)를 통해 상기 배터리 셀 모듈(550)의 전력 충전상태를 판단한다.
그리고 상기 전력수신 제어부(302)는 상기 배터리 셀 모듈(310)에 과열이 발생하였는지의 여부를 알리는 과열정보와 상기 배터리 셀 모듈(550)의 충전정보를 포함하는 충전상태신호를 생성하고, 생성한 충전상태신호를 제 2 신호 전송부(316) 및 전력수신코일(304)을 통해 무선 전력전송장치(200)로 전송한다.
상기 수전장치(300)가 전송하는 충전상태신호는 상기 무선 전력전송장치(200)의 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 제 1 신호 수신부(229)가 수신하여 전력전송 제어부(221)로 출력한다.
그러면, 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 충전상태신호를 분석하여 과열 발생 또는 충전이 완료되었는지의 여부를 판단한다.
상기 판단 결과 수전장치(300)의 배터리 셀 모듈(312)에 과열이 발생되었을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 PWM 제어신호의 주파수를 조절한다.
그러면, 상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절함에 따라 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가되는 교류전력이 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 공진점 위치에서 약간 벗어나게 되어 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호의 진폭이 감소된다.
그러므로 상기 전력수신코일(304)이 수신하는 전력량이 감소되고, 이로 인하여 배터리 셀 모듈(310)에 충전되는 전력량이 감소되어 과열 발생이 방지된다.
그리고 상기 충전상태신호를 분석한 결과 배터리 셀 모듈(310)의 전력 충전이 완료되었을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 PWM 제어신호를 발생하지 않아 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서 상기 전력수신코일(304)로 전력이 무선으로 전송되지 않도록 한다.
도 2는 본 발명의 무선 전력전송장치가 구비된 무선 전력전송 시스템의 다른 실시 예의 구성을 보인 블록도이다. 본 발명의 다른 실시 예는 전력전송 제어부(221)가 2개의 PWM 제어신호를 발생한다.
상기 전력전송 제어부(221)가 발생한 2개의 PWM 제어신호를 제 1 구동 드라이버(223-1) 및 제 2 구동 드라이버(223-2)가 증폭하고, 상기 제 1 구동 드라이버(223-1) 및 상기 제 2 구동 드라이버(223-2)가 증폭한 PWM 제어신호에 따라 제 1 직렬 공진형 컨버터(225-1) 및 제 2 직렬 공진형 컨버터(225-2)가 교류전력을 발생하여 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 각기 인가하게 구성하였다.
그리고 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)이 동일한 크기, 동일한 권선수 및 동일한 권선방향으로 권선되어 동심으로 적층된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시 예는 수전장치(300)로 전력을 전송할 경우에 전력전송 제어부(221)가 180°의 위상차를 가지는 2개의 PWM 제어신호를 발생한다.
상기 180°의 위상차를 가지는 2개의 PWM 제어신호는 제 1 및 제 2 구동 드라이버(223-1, 223-2)에서 각기 증폭되어 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터(225-1, 225-2)로 입력된다.
그러면, 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터(225-1, 225-2)는 180°의 위상차를 가지는 2개의 PWM 제어신호로 직류전력을 스위칭하여 상호간에 180°의 위상차를 가지는 교류전력을 생성하고, 생성한 교류전력은 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 각기 인가된다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)은 동일한 크기, 동일한 권선수 및 동일한 권선방향으로 권선되어 동심으로 적층되어 있다. 그리고 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에는 상술한 바와 같이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 교류전력이 인가된다.
그러므로 상기 제 1 전력전송코일(210-1)이 발생하는 제 1 전력신호와 제 2 전력전송코일(210-2)이 발생하는 제 2 전력신호는 상호간에 180°의 위상차를 가지게 되고, 이로 인하여 제 1 및 제 2 전력신호를 합한 진폭이 2배 이상 커지게 되어 수전장치(300)에 무선으로 전송되는 전력량은 약 4배로 증가하게 된다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예는 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 동일한 크기 및 동일한 권선수를 가지고, 서로 다른 방향으로 권선되어 동심으로 적층될 수도 있다.
이러한 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 동일한 위상 및 동일한 주파수를 가지는 2개의 PWM 제어신호를 발생하고, 발생한 2개의 PWM 제어신호에 의해 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에는 동일한 주파수 및 위상을 가지는 교류전력이 인가되어 상호간에 180°의 위상차를 갖는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생하게 할 된다.
그리고 상기한 본 발명의 다른 실시 예는 수전장치(300)의 배터리 셀 모듈(312)에 과열이 발생되었을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 PWM 제어신호의 주파수를 조절하거나 또는 2개의 PWM 제어신호의 위상이 180°가 되지 않도록 조절한다.
그러면, 상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절함에 따라 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에 인가되는 교류전력이 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 공진점 위치에서 약간 벗어나게 되어 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호의 진폭이 감소된다.
또한 PWM 제어신호의 위상을 조절함에 따라 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서 발생되는 제 1 및 제 2 전력신호의 위상이 정확하게 180°가 되지 않고, 이로 인하여 상기 전력수신코일(304)이 수신하는 전력량이 감소되고, 이로 인하여 배터리 셀 모듈(310)에 충전되는 전력량이 감소되어 과열 발생이 방지된다.
도 3은 본 발명의 무선 전력전송방법에 따른 전력전송 제어부(221)의 동작을 보인 신호흐름도이다. 도 2를 참조하면, 전력전송 제어부(221)는 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호를 발생한다(S400).
상기 제어신호는 제 1 및 제 2 구동 드라이버(223-1, 223-2)에서 각기 증폭되어 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터(225-1, 225-2)로 입력되는 것으로서 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터(225-1, 225-2)는 상기 제어신호에 따라, 상기 교류/직류 컨버터(100)가 출력하는 직류전력을 스위칭하여 교류전력을 발생하며, 발생한 교류전력은 제 1 및 제 2 전력전송 코일(210-1, 210-2)에 인가된다.
이와 같은 상태에서 제 1 신호 수신부(229)는 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 신호를 수신하고, 수신한 신호를 전력전송 제어부(221)로 출력한다.
상기 전력전송 제어부(221)는 상기 제 1 신호 수신부(229)로부터 입력되는 신호의 주파수를 검출하여 부하의 변동이 발생되었는지의 여부를 판단한다(S402).
상기 판단 결과 부하의 변동이 발생하지 않았을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 단계(S400)로 복귀하여 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호를 발생하고, 상기 제 1 신호 수신부(229)가 수신하는 신호의 주파수를 검출하여 부하의 변동이 발생되었는지의 여부를 판단하는 동작을 반복 수행한다.
그리고 상기 단계(S402)에서 부하의 변동이 검출될 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 제 1 신호 전송부(227)를 제어하여, 수전장치(300)의 ID 신호를 요청하는 ID 요청신호를 발생하고, 발생한 ID 요청신호는 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)을 통해 상기 수전장치(300)로 전송된다(S404).
이와 같은 상태에서 상기 전력전송 제어부(221)는 제 1 신호 수신부(229)의 수신신호를 입력하여 수전장치(300)의 ID 신호가 수신되는지의 여부를 판단한다(S406).
상기 판단 결과 ID 신호가 수신되지 않았을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 미리 설정된 시간이 경과되었는지의 여부를 판단한다(S408).
상기 판단 결과 미리 설정된 시간이 경과되지 않았을 경우에 상기 단계(S406)로 복귀하여 ID 신호가 수신되는지의 여부를 판단하는 동작을 반복 수행한다.
또한 미리 설정된 시간이 경과되어도 ID 신호가 수신되지 않을 경우에 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)의 상부에 수전장치(300)가 아닌 다른 이물질이 놓여진 것으로서 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 단계(S400)로 복귀하여 부하의 변동을 검출하기 위한 제어신호를 발생하는 동작부터 반복 수행한다.
그리고 미리 설정된 시간이 경과되기 이전에 ID 신호가 수신될 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)이 상호간에 180°의 위상차를 갖는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생되게 하여 상기 수전장치(300)에 무선으로 전력이 전송되게 한다(S410).
즉, 도 1에 도시된 일 실시 예에서와 같이 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)이 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고 권선방향이 서로 반대방향이며 동심으로 적층되어 있는 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 하나의 PWM 제어신호를 발생하고, 발생한 하나의 PWM 제어신호에 의해 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)에는 동일한 위상의 교류전력이 인가되어 상호간에 180°의 위상차를 갖는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생되게 한다.
그리고 도 2에 도시된 다른 실시 예에서 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)이 동일한 크기, 동일한 권선수 및 동일한 권선방향을 갖고 동심으로 적층되어 있는 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 주파수는 동일하고 위상차가 180°인 2개의 PWM 제어신호를 발생하고, 발생한 2개의 PWM 제어신호에 의해 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)에는 180°의 위상차를 갖는 교류전력이 인가되어 상호간에 180°의 위상차를 갖는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생되게 한다.
또한 도 2에 도시된 다른 실시 예에서 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)이 동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고 권선방향이 서로 반대방향이며 동심으로 적층되어 있는 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 주파수 및 위상이 동일한 2개의 PWM 제어신호를 발생하고, 발생한 2개의 PWM 제어신호에 의해 제 1 전력전송코일(210-1) 및 제 2 전력전송코일(210-2)에는 180°의 위상차를 갖는 교류전력이 인가되어 상호간에 180°의 위상차를 갖는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생되게 한다.
이와 같은 상태에서 상기 전력전송 제어부(221)는 제 1 신호 수신부(229)를 통해, 상기 수전장치(300)가 전송하는 충전상태신호를 입력하고, 입력한 충전상태신호를 분석하여 수전장치(300)에 과열이 발생하였거나 또는 전력의 충전이 완료되었는지의 여부를 판단한다(S412, S414).
상기 판단 결과 수전장치(300)의 배터리 셀 모듈(312)에 과열이 발생되었을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 PWM 제어신호의 주파수 또는 위상을 조절하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일(210-1, 210-2)에서 상기 수전장치(300)로 전송되는 전력량을 감소시킨다(S416).
그리고 상기 전력전송 제어부(221)는 수전장치(300)의 전력 충전이 완료되었는지의 여부를 판단한다(S418).
이와 같은 상태에서 상기 수전장치(300)의 전력 충전이 완료되었을 경우에 상기 전력전송 제어부(221)는 상기 수전장치(300)로 전력을 전송하는 동작을 종료한다.
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 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 제 1 전력신호를 전송하기 위한 제 1 전력전송코일;
    상기 제 1 전력전송코일과 동심으로 적층되고, 제 2 전력신호를 전송하기 위한 제 2 전력전송코일; 및
    상기 제 1 전력신호와 상기 제 2 전력신호가 180°의 위상차를 갖도록 상기 제 1 전력전송코일 및 제 2 전력전송코일에 교류전력을 공급하는 전력공급부;를 포함하는 무선 전력전송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력전송코일은,
    동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향이고,
    상기 전력 공급부는,
    하나의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부; 및
    상기 하나의 PWM 제어신호에 따라 교류전력을 발생하고, 발생한 교류전력을 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 전력신호 및 제 2 전력신호가 발생되게 하는 직렬 공진형 컨버터;를 포함하는 무선 전력전송장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력전송 제어부와 상기 직렬 공진형 컨버터의 사이에,
    상기 PWM 제어신호를 증폭하여 상기 직렬 공진형 컨버터로 출력하는 구동 드라이버;를 더 포함하는, 무선 전력전송장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절하여 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 충전상태신호로 상기 수전장치의 전력 충전이 완료되었는지의 여부를 판단하고, 전력 충전이 완료되었을 경우에 전력 전송을 정지하는, 무선 전력전송장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일은,
    동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 동일하고,
    상기 전력 공급부는,
    주파수가 동일하고 180°의 위상차를 갖는 2개의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부; 및
    상기 2개의 PWM 제어신호에 따라 주파수가 동일하고 위상차가 180°인 교류전력을 각기 발생하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하는 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터;를 포함하는 무선 전력전송장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력전송 제어부와 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터의 사이에,
    상기 2개의 PWM 제어신호를 각기 증폭하여 상기 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터로 출력하는 구동 드라이버;를 더 포함하는, 무선 전력전송장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 PWM 제어신호의 주파수 또는 위상을 조절하여 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 충전상태신호로 상기 수전장치의 전력 충전이 완료되었는지의 여부를 판단하고, 전력 충전이 완료되었을 경우에 전력 전송을 정지하는, 무선 전력전송장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력전송코일은,
    동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향이고,
    상기 전력 공급부는,
    주파수 및 위상이 동일한 2개의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 발생하는 전력전송 제어부; 및
    상기 2개의 PWM 제어신호에 따라 주파수 및 위상이 동일한 교류전력을 각기 발생하여 상기 제 1 및 제 2 전력전송코일에 인가하는 제 1 및 제 2 직렬 공진형 컨버터;를 포함하는 무선 전력전송장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일을 통해 수신하여 상기 전력전송 제어부로 출력하는 신호 검출부를 더 포함하고,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 충전상태신호에 과열정보가 포함되어 있을 경우에 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전력전송 제어부는,
    상기 PWM 제어신호의 주파수 또는 위상을 조절하여 전력량을 조절하는, 무선 전력전송장치.
  15. 전력전송 제어부가 수전장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있는지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 전력 전송을 위한 PWM 제어신호를 발생하는 단계; 및
    상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 전력전송방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계는,
    동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 서로 반대방향인 제 1 및 제 2 전력전송코일에 동일 위상의 교류전력을 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생하는 단계;를 포함하는 무선 전력전송방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 PWM 제어신호에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 전력전송코일이 상호간에 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 각기 발생하여 상기 수전장치에 무선으로 전력을 전송하는 단계는,
    동일한 크기 및 동일한 권선수를 갖고, 권선방향이 동일한 제 1 및 제 2 전력전송코일에 180°의 위상차를 가지는 교류전력을 각기 인가하여 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 전력신호를 발생하는 단계;를 포함하는 무선 전력전송방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 수전장치가 전송하는 충전상태신호를 상기 전력전송 제어부가 입력하는 단계; 및
    상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계;를 더 포함하는 무선 전력전송방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계는,
    상기 전력전송 제어부가 상기 PWM 제어신호의 주파수를 조절하여 상기 수전장치에 무선으로 전송되는 전력량을 조절하는 단계;를 포함하는 무선 전력전송방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 충전상태신호에 과열 정보가 포함되어 있을 경우에 상기 전력전송 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일로부터 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 전력전송 코일이 발생하는 제 1 및 제 2 전력신호의 위상을 조절하여 상기 수전장치로 전송되는 전력량을 조절하는 단계;를 포함하는 무선 전력전송방법.
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