KR101173947B1 - Method of sending switching instruction in multi-node wireless power transmission - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 무선 충전기기를 대상으로 선택적 충전을 할 수 있는 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 전력 전송 시스템 및 무선 충전기기에 관한 것으로서, 무선 전력전송 장치가 다수의 무선 충전기기로부터 정보를 수신하여 이러한 정보를 바탕으로 충전하고자 하는 대상 기기를 선택하고, 무선 충전기기의 전력 변환부에 설치된 스위치를 제어하거나 매칭을 조정할 수 있는 적응형 매칭 네트워크를 이용하여 무선 충전기기의 전력수신 기능을 ON/OFF한다. 이에 따라 충전 대상 기기가 아닌 다른 무선 충전기기들의 전원을 유지한 채로 전원수신 기능만을 ON/OFF 제어할 수 있으므로 선택적 충전이 가능함과 동시에 충전 대기중의 무선 충전기기들을 불편없이 사용할 수 있다. The present invention relates to a multi-node wireless power transmission system and a wireless charger using a magnetic resonance induction method capable of selectively charging a plurality of wireless chargers, the wireless power transmission device receives information from a plurality of wireless chargers On the basis of this information, the power receiving function of the wireless charger is turned on / off using an adaptive matching network that selects a target device to be charged and controls or adjusts a switch installed in the power converter of the wireless charger. do. Accordingly, only the power receiving function can be controlled ON / OFF while maintaining the power of other wireless chargers other than the device to be charged, thereby enabling selective charging and simultaneously using the wireless chargers waiting for charging without inconvenience.
Description
본 발명은 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 다수의 무선 충전기기를 대상으로 선택적 충전을 할 수 있는 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission method, and more particularly, to a multi-node wireless power transmission method using a magnetic resonance induction method capable of selectively charging a plurality of wireless chargers.
무선으로 에너지를 전달하는 무선 전력 전송 기술로서 자기유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 사용되고 있다. As a wireless power transmission technology for wirelessly transmitting energy, a wireless charging system using magnetic induction is used.
예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기 등이 전자기 유도의 원리로 충전되며, 최근에는 전자기 유도를 이용하여 휴대전화나 PDA, MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대기기를 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. For example, electric toothbrushes or wireless shavers are charged with the principle of electromagnetic induction. Recently, wireless charging products for charging mobile devices such as mobile phones, PDAs, MP3 players, and notebook computers using electromagnetic induction have been introduced. .
그러나, 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도 방식은 코일 사이의 거리 및 상대적 위치에 매우 민감하여 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 틀어져도 전송 효율이 급속히 떨어진다. 이에 따라 이러한 자기유도 방식의 충전 시스템은 수 cm 이하의 근거리에서만 사용할 수 있다는 약점이 있다.However, the magnetic induction method of inducing current through a magnetic field from one coil to another is very sensitive to the distance and relative position between the coils, so that the transmission efficiency drops rapidly even if the distance between the two coils is slightly dropped or twisted. Accordingly, this magnetic induction charging system can only be used in a short distance of several cm or less.
한편, 미국특허 7,741,735호에서는 공진장의 감쇄파 결합에 기반을 둔 비방사형 에너지 전달 방식을 개시하고 있다. 이는 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체와는 영향을 미치지 않지만 서로 커플링하려는 경향을 가지는 점을 이용한 것으로 기존의 전자기 유도에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 기술로서 소개되고 있다. On the other hand, US Patent 7,741,735 discloses a non-radiative energy transfer method based on the attenuation wave coupling of the resonant field. This is because two resonators with the same frequency do not affect other non-resonators around them, but they tend to couple with each other and are introduced as a technology that can transfer energy over a long distance compared to conventional electromagnetic induction. .
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 다수의 무선 충전기기를 대상으로 선택적 충전을 할 수 있는 자기공진유도 방식의 멀티노드 무선 전력 전송 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in the technical background as described above, and an object thereof is to provide a multi-node wireless power transmission method of a self-resonance induction method capable of selectively charging a plurality of wireless chargers.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 무선 충전기기의 전력 변환부에 스위치를 설치하여 해당 스위치를 ON/OFF함으로써 무선 충전기기의 전력수신 기능을 ON/OFF한다. In order to solve the above problems, in the present invention, a switch is installed in the power converter of the wireless charger to turn on / off the corresponding switch to turn on / off the power receiving function of the wireless charger.
본 발명의 일면에 따른 무선 충전 방법은, 무선 전력공급장치가 자기공진유도 방식으로 전력을 전송하는 방법으로서, 적어도 하나의 무선 충전기기로부터 상기 무선 충전기기의 식별정보, 종류정보, 위치정보 및 충전상태정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 무선 충전기기 중에서 충전대상 기기를 선택하는 단계; 무선전력 수신기능을 활성화시키는 ON 명령을 상기 선택된 충전대상 기기로 전송하는 단계; 무선전력 수신기능을 차단시키는 OFF 명령을 나머지 무선 충전기기로 전송하는 단계; 및 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 상기 적어도 하나의 무선 충전기기로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.The wireless charging method according to an aspect of the present invention is a method of transmitting power by a wireless power supply device in a self-resonance induction method, the identification information, type information, location information and charging of the wireless charger from at least one wireless charger Receiving at least one piece of status information; Selecting a device to be charged from the at least one wireless charger based on the at least one information; Transmitting an ON command for activating a wireless power reception function to the selected charging target device; Transmitting an OFF command to the remaining wireless charger to block the wireless power reception function; And transmitting wireless power to the at least one wireless charger based on a magnetic resonance induction scheme.
여기에서, 상기 ON 명령을 수신하면, 상기 선택된 충전대상 기기는 상기 무선 전력공급장치와 주파수 매칭을 수행할 수 있다. Here, when receiving the ON command, the selected charging target device may perform frequency matching with the wireless power supply.
또한, 상기 OFF 명령을 수신하면, 상기 나머지 무선 충전기기는 상기 무선 전력공급장치와 주파수 매칭을 수행하지 않을 수 있다.In addition, when receiving the OFF command, the remaining wireless charger may not perform frequency matching with the wireless power supply.
본 발명에 따르면, 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력전송 장치가 다수의 무선 충전기기로부터 정보를 수신하여 이러한 정보를 바탕으로 충전하고자 하는 대상 기기를 선택하여 충전하도록 무선 충전기기를 제어할 수 있다. According to the present invention, in a multi-node wireless power transmission system using a magnetic resonance induction method, the wireless power transmitter receives information from a plurality of wireless chargers and selects and charges a target device to be charged based on the information. Can control the group.
또한, 충전 대상 기기가 아닌 다른 무선 충전기기들의 전원을 유지한 채로 전원수신 기능만을 ON/OFF 제어할 수 있으므로 충전 대기중의 무선 충전기기들을 불편없이 사용할 수 있다. In addition, since only the power receiving function can be controlled ON / OFF while maintaining the power of other wireless chargers other than the charging target device, wireless chargers waiting for charging can be used without inconvenience.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전기기의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4, 5, 7은 본 발명의 여러 실시예에 따른 무선 충전기기의 전력 관리부의 구성을 각각 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신용 안테나와 적응형 매칭 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전기기의 수신 안테나부의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a multi-node wireless energy transmission system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a wireless charger according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a selective charging method according to an embodiment of the present invention.
4, 5, and 7 are block diagrams illustrating the configuration of a power management unit of the wireless charger according to various embodiments of the present invention, respectively.
6 is a diagram illustrating a configuration of a receiving antenna and an adaptive matching network according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving antenna unit of a wireless charger according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a multi-node wireless energy transmission system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템은 자기공진유도 방식을 통해 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력공급 장치(100)와, 무선 전력공급 장치(100)와 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하며 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선으로 전력을 공급받는 다수의 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a multi-node wireless energy transmission system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention includes a wireless
자기공진유도 방식은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 공진에 의하여 에너지의 무선 전송 효율을 극대화시키는 방법이다. 이를 위하여 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성하고 이를 통하여 무선 전력을 송신한다. Magnetic resonance induction is a method of maximizing the wireless transmission efficiency of energy by the resonance between the transmitting antenna and the receiving antenna. To this end, a resonance channel is formed between the wireless
무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)와 자기장 통신을 통해 충전기기의 식별정보, 종류, 위치, 또는 충전상태를 포함하는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)의 정보를 수신할 수 있으며, 이와 같은 충전 정보를 바탕으로 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)로 전력을 전송할 수 있다. The wireless
무선 전력공급 장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 구현될 수 있으며, 고정형으로 구현될 경우 실내에서는 천장이나 테이블 등의 가구 등에 설치될 수 있고, 실외에서는 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치될 수 있으며, 무선 전력공급 장치(100)가 차량이나 기차, 지하철과 같은 이동체의 내부에 설치될 수도 있다. 무선 전력공급 장치(100)가 이동형으로 구현되는 경우에는, 무선 전력공급 장치(100) 자체가 별도의 이동형 장치로 구현될 수도 있고, 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 디지털 기기의 일부로서 구현될 수도 있다. The wireless
무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)는 각종 모바일 단말기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등 배터리를 구비하는 모든 디지털 기기를 포함할 수 있으며, 지중, 수중, 건물 내부 등 접근이 용이하지 않은 곳에 배치되는 센서 및 계측기 등의 전자기기가 될 수도 있다. The wireless chargers 200_1, 200_2, .., 200_N may include all digital devices including batteries such as various mobile terminals, digital cameras, and notebook computers, and are not easily accessible from underground, underwater, and inside buildings. It may also be an electronic device such as a sensor and a measuring instrument.
이제 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 무선 충전기기의 구성에 대하여 도 2를 참고로 하여 좀 더 자세히 설명한다.Now, a configuration of the wireless charger of the multi-node wireless energy transmission system using the magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.
도 2에 나타난 바와 같이, 무선 충전기기(200)는 무선 전력공급 장치(100)로부터 자기공진유도 방식을 이용하여 전력과 데이터를 수신하는 수신 안테나(210), 자기장 통신 프로토콜을 이용하여 무선 전력공급 장치(100)와의 자기장 통신을 수행하도록 하는 자기장 통신 모뎀(230), 전력 수신을 관리하는 전력 관리부(220), 전력 관리부 및 자기장 통신 모뎀(230)을 비롯한 무선 충전기기(200)의 구성요소들을 제어하는 제어부(240), 수신된 전력을 이용하여 충전되는 배터리(250)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에서 선택적으로 각 무선 충전기기를 충전하는 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method for selectively charging each wireless charger in a multi-node wireless energy transfer system using a magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention.
도 3에 나타난 바와 같이, 먼저 무선 전력공급 장치(100)가 켜지면(S310), 각 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)로부터 충전기기의 식별정보를 수신한다(S320). 이때, 충전기기의 식별정보 외에도 충전기기의 종류, 위치, 또는 충전상태 등의 정보를 더 수신할 수 있다.As shown in FIG. 3, first, when the wireless
다음, 무선 전력공급 장치(100)는 충전대상 기기를 선택한다(S330). 충전대상 기기의 선택은 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 하나 이상의 충전 대상기기를 선택할 수도 있다. Next, the wireless
충전대상 기기가 선택되면, 무선 전력공급 장치(100)는 각 무선 충전기기로 ON/OFF 명령을 전송한다(S340). 수신한 ON/OFF 명령에 따라 각 무선 충전기기는 전력수신 기능을 ON/OFF하게 되며, 무선 전력공급 장치(100)가 전력을 송신함에 따라 선택적 충전이 이루어진다(S350).When the device to be charged is selected, the wireless
충전대상 기기로 선택되지 않은 무선 충전기기에 대하여 전원을 차단하는 대신, 전력수신 기능만을 OFF함으로써 효과적으로 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템을 구현할 수 있다. 즉, 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템에 포함되는 다수의 무선 충전기기 중 어느 하나만을 선택적으로 충전하고자 하는 경우, 다른 무선 충전기기에의 충전을 막기 위하여 충전기기의 전원을 차단하게 되면, 해당 무선 충전기기 자체를 사용할 수 없게 되어 몹시 불편하게 됨에 비하여, 본원 발명의 실시예에서와 같이 전력수신 기능만을 OFF하여 선택적 충전을 하는 경우 이러한 불편을 없앨 수 있다. Instead of turning off the power to the wireless charger that is not selected as the charging target device, only the power reception function can be turned off to effectively implement a multi-node wireless energy transmission system. That is, when selectively charging only one of a plurality of wireless chargers included in the multi-node wireless energy transmission system, when the power of the charger is cut off to prevent charging to another wireless charger, the corresponding wireless charger itself Compared to the use of the present invention, it is very inconvenient to use it, and thus, such a inconvenience can be eliminated in the case of selective charging by turning off only the power reception function as in the embodiment of the present invention.
이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 수신기(무선 충전기기)의 회로 제어를 통하여 전력수신 기능의 ON/OFF를 제어한다. 이제 발명의 실시예에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 에너지 전송 시스템의 각 무선 충전기기에 구비되는 전력 관리부의 구성에 대하여 상세히 설명한다.To this end, the embodiment of the present invention controls the ON / OFF of the power reception function through the circuit control of the receiver (wireless charger). Now, the configuration of the power management unit provided in each wireless charger of the multi-node wireless energy transfer system using the magnetic resonance induction method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전기기의 전력 관리부의 여러가지 구성을 각각 나타내는 블록도이다.4 to 6 are block diagrams illustrating various configurations of the power management unit of the wireless charger according to the embodiment of the present invention.
먼저 도 4를 참조하면, 전력 관리부(220_1)는 매칭 네트워크(221), 정류기(222), 전력제어 스위치(223) 및 DC-DC 컨버터(224)를 포함하여 이루어진다. DC-DC 컨버터(224)는 전력 관리부(220_1) 외부의 부하(도 2: 250), 즉 배터리 등과 연결되며, 전력제어 스위치(223)는 제어부(도 2: 240)와 연결되어 제어부(도 2: 240)로부터 ON/OFF 스위칭 신호를 받아 동작한다.First, referring to FIG. 4, the power manager 220_1 includes a
매칭 네트워크(221)는 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200)가 공진하도록 주파수를 맞추고 수신 안테나(210)와 무선 충전기기(200)의 임피던스 매칭을 수행한다.The
매칭 네트워크(221)를 통하여 수신된 RF 전력은 정류기(222)를 통해 DC 전력으로 변화되고, DC-DC 컨버터(224)는 이를 각 부하에 맞는 전압으로 변환하여 제공한다. 즉, 정류기(222)와 DC-DC 컨버터(224)는 수신된 RF 전력을 각 부하에 맞는 DC 전력으로 변환하는 전력 변환부에 해당한다. The RF power received through the
여기에서, 정류기(222)와 DC-DC 컨버터(224) 사이에 전력제어 스위치(223)가 위치하는데, 이 전력제어 스위치(223)를 ON/OFF함으로써 무선 충전기기(200)의 충전기능을 ON/OFF할 수 있다. Here, the
즉, 전력제어 스위치(223)가 ON인 경우, 수신된 전력이 정류기(222)와 DC-DC 컨버터(224)를 통하여 부하로 전달되지만, 전력제어 스위치(223)가 OFF되면 수신 전력이 차단되어 해당 무선 충전기기(200) 내에서 소비되지 않으므로 수신 전력에 해당하는 에너지는 되튕겨나가 주위의 다른 무선 충전기기로 전달되어 다른 무선 충전기기를 충전하는 데 사용될 수 있다.That is, when the
도 5는 다른 실시예에 따른 전력 관리부의 구성을 나타내는데, 도 5에 나타난 실시예에서는 정류기와 DC-DC 컨버터 사이에 전력제어 스위치를 설치하는 대신 매칭 네트워크 내에 스위치를 설치한 것을 나타낸다.FIG. 5 shows a configuration of a power management unit according to another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 5, a switch is installed in a matching network instead of a power control switch between a rectifier and a DC-DC converter.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리부(220_2)에서는 도 4에서 나타난 매칭 네트워크(221) 대신 필요에 따라 주파수 매칭을 조절할 수 있는 적응형 매칭 네트워크(Adaptive Matching Network)(225)를 사용한다. 즉, 전력 관리부(220_2)는 적응형 매칭 네트워크(225), 정류기(222) 및 DC-DC 컨버터(224)를 포함한다. DC-DC 컨버터(224)는 도 4의 실시예에서와 마찬가지로 부하(도 2: 250)와 연결된다. Referring to FIG. 5, in the power manager 220_2 according to another embodiment of the present invention, instead of the
적응형 매칭 네트워크(225)의 구성은 도 6에 자세히 나타나 있다. The configuration of the
적응형 매칭 네트워크(225)는 매칭 회로에 병렬로 추가의 커패시터(227)를 연결하여 해당 커패시터(227)와의 연결을 스위칭함으로써 적응형 매칭 네트워크(225) 전체의 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 매칭 회로 중 Cr은 무선 전력공급 장치(100)와의 공진을 맞추기 위한 커패시터이고, Cm은 임피던스 매칭을 위한 커패시터이다. 여기에 추가로 공진 주파수의 조절을 위한 커패시터 Ct(227)를 연결하고, 스위치(226)를 이용하여 제어한다. The
즉, 스위치(226)가 OFF된 상태에서는 적응형 매칭 네트워크(225)가 무선 전력공급 장치(100)와의 주파수 매칭을 수행하도록 구현되어 있으므로, 수신 안테나(210)는 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선 전력을 수신하여 이를 정류기(222)로 전달한다. 반대로, 스위치(226)가 ON 상태에서는 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200)의 주파수가 매칭되지 않으므로 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이에 공진이 일어나지 않는다. That is, since the
한편, 커패시터(227)의 용량을 조절함으로써 충전기능 ON/OFF 스위치로서의 기능을 최적화할 수 있다. 무선 전력공급 장치(100)가 송신하는 전력을 대부분 차단하기 위해서는 커패시터(227)가 매칭 회로의 커패시턴스의 2배 내지 10배의 용량을 갖도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, by adjusting the capacitance of the
필요에 따라서는 적응형 매칭 네트워크와 전력 차단 스위치의 두 가지를 모두 사용할 수도 있다. 도 7에서 이와 같은 실시예를 나타내고 있다.If necessary, both adaptive matching networks and power disconnect switches can be used. 7 shows such an embodiment.
도 7에 나타난 바와 같이, 전력 관리부(220_3)는 적응형 매칭 네트워크(225), 정류기(222), 전력 차단 스위치(223) 및 DC-DC 컨버터(224)를 포함한다. 이 경우 필요에 따라 적응형 매칭 네트워크(225) 내의 스위치(226)만을 사용하거나 전력 차단 스위치(223)만을 사용할 수도 있고, 두 스위치(226, 223)를 모두 사용할 수도 있다. As shown in FIG. 7, the power manager 220_3 includes an
한편, 무선 충전기기(200)의 수신 안테나(210)는 루프 안테나를 포함하는 다양한 안테나로 구현될 수 있으며, 두 가지 다른 주파수를 갖는 둘 이상의 코일을 포함하여 구현될 수도 있다. Meanwhile, the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전기기의 수신 안테나의 구성을 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating a configuration of a receiving antenna of a wireless charger according to another embodiment of the present invention.
도 8에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전기기는 수신 안테나(210)로서 고주파 코일(212)과 저주파 코일(211)을 포함할 수 있다. 고주파 코일(212)과 저주파 코일(211)은 모두 무선 전력공급 장치(100)가 송신하는 전력을 자기공진유도 방식으로 수신할 수 있으며, 무선 전력수신을 위하여 고주파 코일(212)과 저주파 코일(211) 중 하나가 사용되거나 두 개가 동시에 사용될 수 있다. As shown in FIG. 8, the wireless charger according to the embodiment of the present invention may include a
한편, 무선 전력공급 장치(100)와의 자기장을 이용한 데이터 통신을 위해서는 저주파 코일(211)을 사용하는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable to use the
이에 따라, 고주파 코일(212) 및 저주파 코일(211)은 전력 관리부(도 2: 220)와 연결되며, 저주파 코일(211)은 또한 자기장 통신 모뎀(도 2: 230)과 연결된다.Accordingly, the
무선 충전기기(200)의 수신 안테나(210)를 고주파 코일(212)과 저주파 코일(211)로 구현하는 경우, 이에 대응하여 무선 전력공급 장치(100) 역시 고주파 코일과 저주파 코일을 포함하는 송신 안테나를 갖는 것이 바람직하다. 특히 송신 안테나로서는 다축 입체 코일을 사용할 수 있으며, 이에 따라 송신 안테나는 고주파 다축 입체 코일과 저주파 다축 입체 코일을 사용할 수 있다. 이와 같은 고주파 다축 입체 코일과 저주파 다축 입체 코일을 통해 전송되는 자기장 신호의 대역폭은 서로 다르며, 대역폭이 서로 다른 자기장 신호를 무선 충전기기(200)로 전송함으로써 듀얼 모드(고주파 대역 및 저주파 대역)로 충전을 수행할 수도 있다. 저주파 모드는 원거리의 무선 충전기기를 충전하기에 유리하며, 고주파 모드는 저주파 모드보다 충전거리가 가까우며 충전효율을 높여서 충전하고자 할 때 사용할 수 있다. When the
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 자기공진유도 방식을 이용한 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력전송 장치가 다수의 무선 충전기기로부터 정보를 수신하여 이러한 정보를 바탕으로 충전하고자 하는 대상 기기를 선택하여 충전하도록 무선 충전기기를 제어할 수 있다. 또한, 충전 대상 기기가 아닌 다른 무선 충전기기들의 전원을 유지한 채로 전원수신 기능만을 ON/OFF 제어할 수 있으므로 충전 대기중의 무선 충전기기들을 불편없이 사용할 수 있다. According to the embodiment of the present invention as described above, in the multi-node wireless power transmission system using the magnetic resonance induction method, the target device that the wireless power transmission device receives information from a plurality of wireless chargers to charge based on the information You can control the wireless charger to select and charge. In addition, since only the power receiving function can be controlled ON / OFF while maintaining the power of other wireless chargers other than the charging target device, wireless chargers waiting for charging can be used without inconvenience.
이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the apparatus and method of the present invention are not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will include such modifications and variations as long as they fall within the spirit of the invention.
100: 무선 전력전송 장치 200: 무선 충전기기
210: 수신 안테나 220: 전력 관리부
230: 자기장 통신 모뎀 240: 제어부
250: 부하 221: 매칭 네트워크
222: 정류기 223: 전력제어 스위치
224: DC-DC 컨버터 225: 적응형 매칭 네트워크100: wireless power transmitter 200: wireless charger
210: receiving antenna 220: power management unit
230: magnetic field communication modem 240: control unit
250: load 221: matching network
222: rectifier 223: power control switch
224: DC-DC converter 225: adaptive matching network
Claims (3)
적어도 하나의 무선 충전기기로부터 상기 무선 충전기기의 식별정보, 종류정보, 위치정보 및 충전상태정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하는 단계;
상기 적어도 하나의 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 무선 충전기기 중에서 충전대상 기기를 선택하는 단계;
무선전력 수신기능을 활성화시키는 ON 명령을 상기 선택된 충전대상 기기로 전송하는 단계;
무선전력 수신기능을 차단시키는 OFF 명령을 나머지 무선 충전기기로 전송하는 단계; 및
자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 상기 적어도 하나의 무선 충전기기로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 무선 충전기기는,
상기 무선 전력송신 장치로부터 송신되는 무선 전력을 수신하는 수신 안테나와,
상기 수신 안테나를 통하여 공급된 전력을 정류하는 정류기와,
상기 정류기의 후단에 연결되어 있는 전력제어 스위치와,
일단이 상기 전력제어 스위치와 연결되고 타단이 부하와 연결된 DC-DC 컨버터와,
상기 수신 안테나와 연결되어 있는 매칭 네트워크를 포함하며,
상기 매칭 네트워크는,
상기 무선 전력송신 장치와 상기 무선 충전기기 사이의 공진 주파수를 매칭하기 위한 매칭 회로와,
상기 매칭 회로와 병렬로 연결되어 있는 전력제어 커패시터와,
일단이 상기 매칭 회로와 연결되고 타단이 상기 전력제어 커패시터와 연결되어 있는 매칭 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송방법.Wireless power supply is a method of transmitting power in a magnetic resonance induction method,
Receiving at least one of identification information, type information, location information, and charging state information of the wireless charger from at least one wireless charger;
Selecting a device to be charged from the at least one wireless charger based on the at least one information;
Transmitting an ON command for activating a wireless power reception function to the selected charging target device;
Transmitting an OFF command to the remaining wireless charger to block the wireless power reception function; And
Transmitting wireless power to the at least one wireless charger based on a magnetic resonance induction method,
The wireless charger,
A reception antenna for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmission device;
A rectifier for rectifying power supplied through the receiving antenna;
A power control switch connected to a rear end of the rectifier;
A DC-DC converter having one end connected to the power control switch and the other end connected to a load;
A matching network connected to the receiving antenna,
The matching network,
A matching circuit for matching a resonance frequency between the wireless power transmitter and the wireless charger;
A power control capacitor connected in parallel with the matching circuit;
And a matching switch having one end connected to the matching circuit and the other end connected to the power control capacitor.
상기 ON 명령을 수신하면, 상기 선택된 충전대상 기기는 상기 무선 전력공급장치와 주파수 매칭을 수행하는 것을 특징으로 하는, 무선전력 전송방법.The method of claim 1,
And receiving the ON command, the selected charging target device performs frequency matching with the wireless power supply.
상기 OFF 명령을 수신하면, 상기 나머지 무선 충전기기는 상기 무선 전력공급장치와 주파수 매칭을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는, 무선전력 전송방법.
The method of claim 1,
And receiving the OFF command, wherein the remaining wireless charger does not perform frequency matching with the wireless power supply.
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