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KR102008808B1 - 무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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KR102008808B1
KR102008808B1 KR1020120145814A KR20120145814A KR102008808B1 KR 102008808 B1 KR102008808 B1 KR 102008808B1 KR 1020120145814 A KR1020120145814 A KR 1020120145814A KR 20120145814 A KR20120145814 A KR 20120145814A KR 102008808 B1 KR102008808 B1 KR 102008808B1
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 코일과 상기 무선전력 송신장치로부터 전송된 전력의 주파수 대역을 검출하는 주파수 검출부 및 상기 검출된 주파수 대역에 따라 상기 수신 코일의 인덕턴스를 가변시키는 인덕턴스 가변부를 포함한다.

Description

무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법{WIRELESS POWER RECEIVER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.
현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.
최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 전자기 유도 및 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.
전자기 유도 및 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측에 형성된 전기신호가 코일을 통해 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.
그러나, 종래의 무선전력 전송 과정에서는 송신 측에서 사용하는 주파수 대역이 다양하여 송신 측과 수신 측의 사용 주파수가 다를 경우, 수신 측을 제대로 충전할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 수신 측은 송신 측에서 사용하는 다양한 주파수 대역을 커버하기 위해서 복수 개의 코일을 사용해야 하는 문제가 있었다.
이와 관련한 선행기술문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2006-0058735(공개번호, 발명의 명칭: 집적 회로 및 인쇄회로 기판을 위한 가변 인덕터)가 있다.
본 발명은 무선전력 송신장치가 사용하는 다양한 주파수 대역에 따라 사용 주파수 대역을 가변시켜 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선전력 수신장치 및 그의 제어 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전송된 전력을 수신하는 수신 코일과 상기 무선전력 송신장치로부터 전송된 전력의 주파수 대역을 검출하는 주파수 검출부 및 상기 검출된 주파수 대역에 따라 상기 수신 코일의 인덕턴스를 가변시키는 인덕턴스 가변부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치의 제어 방법은 상기 무선전력 송신장치로부터 자기장을 통해 무선으로 전력을 수신하는 단계와 상기 무선전력 송신장치로부터 전송된 전력의 주파수 대역을 검출하는 단계 및 상기 검출된 주파수 대역에 따라 상기 수신 코일의 인덕턴스를 가변시키는 단계를 포함한다.
상기 무선전력 수신장치는 단말기에 내장될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선전력 송신장치가 사용하는 다양한 주파수 대역으로 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역을 가변시켜 전력 전송을 효율적으로 수행할 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 송신 코일의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제1 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 스파이럴 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제2 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 스파이럴 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제1 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 헬리컬 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제2 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 헬리컬 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 인덕턴스 가변부로 멤스 스위치를 사용한 무선전력 수신장치의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템(10)은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있다.
무선전력 송신장치(200)는 제1 송신 코일(210)을 포함할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(310), 정류부(330)를 포함할 수 있다.
전력 공급 장치(100)의 양단은 제1 송신 코일(210)의 양단과 연결된다.
수신 코일(310)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결되고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.
전력 공급 장치(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 무선전력 수신장치(300)로 전달된다.
이하에서는, 보다 구체적으로 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 전력전송 과정을 설명한다.
전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달한다.
제1 송신 코일(210)과 수신 코일(310)은 유도 결합되어 있다. 즉, 제1 송신 코일(210)에 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 수신 코일(310)에도 교류 전류가 유도되어 수신 코일(310)에 교류 전력이 전달될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 송신 코일(210)로부터 수신 코일(310)로 전송되는 전력이 갖는 주파수 대역은 110 내지 205KHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
그 후, 수신 코일(310)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하(400)에 전달될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 송신 코일(210) 및 수신 코일(310)은 스파이럴 구조, 헬리컬 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수가 큰 값을 가질수록 향상될 수 있다.
품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치(200) 또는 무선전력 수신장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.
품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 품질 지수는 수식으로 Q=w*L/R 와 같이 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실량에 해당하는 저항을 의미한다.
품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있고, 품질지수가 클수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(20)은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있다.
무선전력 송신장치(200)는 제1 송신 코일(210) 및 제2 송신 코일(220)을 포함할 수 있다.
제1 송신 코일(210)의 양단은 전력 공급 장치(100)의 양단에 연결될 수 있다.
제2 송신 코일(220)은 제1 송신 코일(210)과 일정한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(310) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
수신 코일(310)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결되고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수도 있다.
전력 공급 장치(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 전자기 유도 또는 공진을 통해 무선전력 수신장치(300)로 전달될 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적으로 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간의 전력전송 과정을 설명한다.
전력 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)의 제1 송신 코일(210)에 전달한다. 제1 송신 코일(210)로 전달된 교류 전력은 전자기 유도를 통해 제2 송신 코일(220)로 전달될 수 있다. 즉, 제1 송신 코일(210)과 제2 송신 코일(220)은 유도 결합되어 있다. 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 교류 전력에 의해 제1 송신 코일(210)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 제2 송신 코일(220)에도 교류 전류가 유도되어 제2 송신 코일(220)에 교류 전력이 전달될 수 있다.
제2 송신 코일(220)은 제1 송신 코일(210)로부터 전달받은 교류전력을 공진 또는 전자기 유도를 이용하여 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(310)에 전송할 수 있다.
제2 송신 코일(220)이 공진을 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송하는 경우, 제2 송신 코일(220)과 수신 코일(310)은 공진 주파수 대역에서 동작하도록 공진 결합되어 있다. 제2 송신 코일(220)과 수신 코일(310)의 공진 결합으로 인해, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율은 크게 향상될 수 있다.
제2 송신 코일(220)이 공진을 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송하는 경우와 제2 송신 코일(220)이 전자기 유도를 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송하는 경우, 전송되는 전력이 갖는 주파수 대역은 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에서 제2 송신 코일(220)이 공진을 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송하는 경우, 전송되는 전력이 갖는 주파수 대역은 6.78MHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
일 실시 예에서 제2 송신 코일(220)이 전자기 유도를 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송하는 경우, 전송되는 전력이 갖는 주파수 대역은 110 내지 205MHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
이와 같이, 제2 송신 코일(220)이 공진 또는 전자기 유도를 이용하여 수신 코일(310)에 전력을 전송할 시, 전력 전송에 사용되는 주파수 대역이 다름에 따라 무선전력 수신장치(300) 측에서 사용되는 주파수 대역을 일치시키도록 주파수 대역을 매칭하는 작업이 필요하다. 이에 대해서는 후술할 도 5 이하의 내용을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 송신 코일(210)의 등가 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(210)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다.
제1 송신 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단이 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 제1 송신 코일(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.
캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 조절됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 제2 송신 코일(220), 수신 코일(310)의 등가 회로도 또한, 도 3에 도시된 것과 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(210)과 제2 송신 코일(220)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 수신 코일(310)은 소정의 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3)와 캐패시터(C3)로 구성될 수 있다.
정류부(330)는 수신 코일(310)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 정류하여 정류된 직류 전력을 부하(400)에 전달할 수 있다.
구체적으로, 정류부(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있다.
정류기는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.
평활 회로는 정류기에서 변환된 직류 전력에 포함된 교류 성분을 제거하여 매끄러운 직류 전력을 출력할 수 있다. 일 실시 예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 노트북, 마우스 등 전력이 필요한 전자기기에 장착될 수 있다. 이에 따라, 수신 코일(310)은 전자기기의 형태에 맞는 형상을 가질 수 있다.
무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.
인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치의 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)에 포함된 스위치의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다.
구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.
더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다.
스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치에서 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다.
무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.
이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 아웃 오브 밴드 통신에 대해 설명한다.
아웃 오브 밴드 통신은 무선전력 전송에서 사용되는 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
다음으로 도 6 내지 도 14를 참조하여, 무선전력 전송에서 사용되는 주파수 대역에 따라 수신 측 코일의 인덕턴스를 가변시켜 주파수를 매칭시키는 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템(10)은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하(400)를 포함할 수 있다.
여기서, 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200) 및 부하(400)는 도 2 내지 도 5에서 설명한 것과 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(310), 주파수 검출부(350), 인덕턴스 가변부(360), 주파수 매칭부(370) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
수신 코일(310)은 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
수신 코일(310)이 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신하는 경우, 수신 코일(310)은 무선전력 송신장치(200)에 구비된 제2 송신 코일(220)과 자기적으로 커플링되어 제2 송신 코일(220)로부터 자기장을 통해 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
무선전력 송신장치(200)가 수신 코일(310)에 무선으로 전력을 전송하는 경우, 무선전력 송신장치(200)로부터 수신 코일(310)로 전송되는 전력이 갖는 주파수 대역은 다양한 주파수 대역이 사용될 수 있다. 일 실시 예에서 다양한 주파수 대역의 예시로 3가지의 주파수 대역을 포함할 수 있다.
제1 주파수 대역은 110 내지 205KHz 일 수 있고, 전자기 유도를 통해 무선으로 전력을 전송하는 기술 규격인 WPC(Wireless Power Consortium)에서 사용되는 주파수 대역일 수 있다.
제2 주파수 대역은 6.78MHz일 수 있고, 공진을 통해 무선으로 전력을 전송하는 기술 규격인 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 사용되는 주파수 대역일 수 있다.
제3 주파수 대역은 206 내지 300KHz일 수 있고, 전자기 유도를 통해 무선으로 전력을 전송하는 기술 규격인 PMA(Power Matters Alliance)에서 사용되는 주파수 대역일 수 있다.
그러나, 상기 주파수 대역의 수치는 예시에 불과하다.
수신 코일(310)은 스파이럴(spiral), 헬리컬(helical) 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 다양한 형태를 가질 수 있다.
수신 코일(310)을 등가회로로 구현하면, 적절한 인덕턴스를 갖는 인덕터를 포함하는 구성으로 표현될 수 있다.
주파수 검출부(350)는 수신 코일(310)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역을 검출할 수 있다. 일 실시 예에서 주파수 검출부(350)는 인밴드 통신 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 수신 코일(310)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우, 인밴드 통신을 통해 무선전력 송신장치(200)와 통신을 수행할 수 있고, 이 경우, 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)에 연결신호(ping)를 전송하고, 그에 대한 응답신호를 통해 주파수 대역을 검출할 수 이다. 여기서, 연결신호는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 정상적으로 제1 주파수 대역의 전력을 수신하고 있음을 확인하는 신호일 수 있다.
만약, 주파수 검출부(350)가 연결신호에 대한 응답신호를 수신하지 못하는 경우, 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)가 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 것으로 판단함으로써, 주파수 대역을 검출할 수 있다.
주파수 검출부(350)가 아웃 오브 밴드 통신을 통해 수신 코일(310)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역을 검출하는 경우, 주파수 검출부(350)는 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC 중 하나의 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
인밴드 통신 및 아웃 오브 밴드 통신에 대한 설명은 도 5에서 설명한 것과 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
인덕턴스 가변부(360)는 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역에 따라 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킬 수 있다. 구체적으로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역이 낮을수록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시키고, 수신 코일(310)이 수신하는 전력이 갖는 주파수 대역이 높을수록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시킨다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
인덕턴스 가변부(360)가 검출된 주파수 대역에 따라 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킨 후, 주파수 매칭부(370)는 가변된 인덕턴스를 이용하여 특정 주파수에 매칭시킬 수 있다. 여기서, 특정 주파수는 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역을 의미할 수 있다.
즉, 주파수 매칭부(370)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송되는 전력의 주파수에 보다 정확한 매칭이 가능하게 한다.
주파수 매칭부(370)는 무선전력 수신장치(300)가 사용하는 주파수 대역을 무선전력 송신장치(200)로부터 전송되는 전력의 주파수 대역으로 매칭시킨 후, 매칭된 상태의 교류 전력을 정류부(300)로 출력할 수 있다.
정류부(330)는 주파수 매칭부(370)로부터 매칭이 완료된 상태의 교류전력을 수신하여 수신한 교류전력을 직류전력으로 정류할 수 있다.
정류부(330)는 정류된 직류전력을 부하(400)에 전달하여, 부하(400)를 충전시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 구성 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(310), 주파수 검출부(350), 인덕턴스 가변부(360), 주파수 매칭부(370) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
인덕턴스 가변부(360)는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있고, 각 스위치는 수신 코일(310)의 일단을 주파수 매칭부(370)의 일단과 연결할 수 있고, 수신 코일(310)의 타단을 주파수 매칭부(330)의 타단과 연결할 수 있다. 도 7에서 인덕턴스 가변부(360)는 2개의 스위치를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
일 실시 예에서 인덕턴스 가변부(360)에 포함된 스위치는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 스위치가 사용될 수 있다. 멤스는 미세전자기계 시스템으로, 반도체 공정기술을 기반으로 성립되는 마이크론(um)이나 mm크기의 초소형 정밀기계 제작기술을 말한다. 인덕턴스 가변부(360)에 포함된 멤스 스위치는 크기가 매우 작아, 소형화가 요구되고 있는 무선전력 수신장치(300)에 활용하기 적합하다.
이하에서 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363) 2개의 스위치를 포함하는 것을 가정하여 설명한다.
인덕턴스 가변부(360)는 주파수 검출부(350)에서 검출된 수신 코일(310)이 수신한 전력이 갖는 주파수 대역에 따라 인덕턴스를 가변시킬 수 있다. 즉, 인덕턴스 가변부(360)는 검출된 주파수 대역에 따라 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)를 동작시켜 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킬 수 있다.
수신 코일(310)이 수신하는 전력의 주파수 대역에 따라 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시키는 이유는, 주파수의 매칭을 통해 다양한 주파수 대역을 갖는 전력의 전송을 안정적으로 수행하기 위함으로, 이는 전자기파의 전송 시 사용되는 주파수와 인덕턴스 간의 관계식에서 확인될 수 있다. 즉, 주파수(f)와 수신 코일(310)의 인덕턴스(L) 간의 관계식은 다음의 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
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주파수(f)가 높아질수록 상대적으로 인덕턴스(L)가 작아져야 하며, 주파수(f)가 낮아질수록 상대적으로 인덕턴스(L)가 커져야 한다. 더 구체적으로는, 주파수(f)가 높아질수록 파장(h)이 짧아져(f=c/h) 상대적으로 작은 인덕턴스가 필요하고, 주파수(f)가 낮아질수록 파장(h)이 길어져 상대적으로 큰 인덕턴스가 필요하다.
인덕턴스 가변부(360)가 검출된 주파수 대역에 따라 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킨 후, 주파수 매칭부(370)는 가변된 인덕턴스를 이용하여 특정 주파수에 매칭시킬 수 있다. 여기서, 특정 주파수는 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역을 의미할 수 있다.
즉, 주파수 매칭부(370)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송되는 전력의 주파수에 보다 정확한 매칭이 가능하게 한다.
일 실시 예에서 주파수 매칭부(370)는 수신 코일(310)과 연결된 하나 이상의 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터는 고정 또는 가변 커패시터 일 수 있고, 주파수 매칭부(370)로 가변 커패시터가 사용되는 경우, 무선전력 수신장치(300)의 제어부(미도시)는 인덕턴스 가변부(360)에서 가변된 인덕턴스에 따라 각 주파수 대역에 매칭이 되도록 상기 커패시터의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 즉, 커패시터의 커패시턴스는 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스에 따라 전송되는 주파수 대역에 매칭이 되도록 조절되어야 한다.
상기 커패시터의 커패시턴스를 조절함에 따라, 주파수 매칭부(370)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송되는 전력의 주파수 대역에 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역을 정확히 매칭시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)는 특히, 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우와 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 경우에 따라 인덕턴스 가변부(360)의 동작을 통해 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킬 수 있다. 이로 인해, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 경우와 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 경우를 모두 커버할 수 있어 사용자의 편의성이 증대된다. 이에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 더 자세히 설명한다.
도 8은 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 제1 주파수 대역의 전력을 무선으로 수신하는 경우, 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시키는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)로부터 제2 주파수 대역의 전력을 무선으로 수신하는 경우, 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역(110 내지 205KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)를 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역(6.78MHz)보다 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 길어지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 8과 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L3으로 표시될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제1 주파수 대역에 매칭이 되도록, 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제1 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제2 주파수 대역(6.78MHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시키고, 제2 스위치(363)을 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 높으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 짧아지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 9와 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L4로 표시한다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L4로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제2 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제2 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
일 실시 예에서 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제3 주파수 대역(205 내지 300KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시킬 수 있다. 즉, 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다는 높고, 제3 주파수 대역보다는 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3과 L4 사이의 값을 갖도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3와 L4 사이의 값을 갖도록 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제3 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
도 7 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송되는 전력의 주파수 대역에 따라 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킬 수 있다.
이로 인해, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)가 전력 전송 시 사용하는 주파수 대역이 다양하더라도 이를 모두 커버할 수 있어 사용자가 무선전력 수신장치(300)를 구비한 단말기를 충전하는 경우, 무선전력 송신장치(200)가 사용하는 주파수 대역에 상관없이 편리하게 단말기를 충전할 수 있다.
일 실시 예에서 단말기는 모바일 폰, MP3, 스마트 기기 중 어느 하나 일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 무선으로 충전이 가능한 모든 전자기기에 적용될 수 있다.
다음으로, 도 10 내지 도 13를 참조하여, 수신 코일의 형태에 따라 본 발명의 실시 예를 적용시킨 예들을 살펴본다.
먼저, 도 10 및 도 11을 참조하여, 수신 코일(310)이 스파이럴 구조를 갖는 경우, 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시키는 예를 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제1 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 스파이럴 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 제2 주파수 대역의 전력을 수신하고, 수신 코일이 스파이럴 구조를 갖는 경우, 인덕턴스 가변부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 도 6에서 설명한 것과 마찬가지로, 수신 코일(310), 주파수 검출부(350), 인덕턴스 가변부(360), 주파수 매칭부(370) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 10을 참조하면, 수신 코일(310)은 하나의 도선이 평면 나선 형태를 갖는 스파이럴 구조로 형성되어 있다.
스파이럴 구조를 갖는 수신 코일(310)의 두께(T1)은 100um이고, 선폭(W1)은 600um이고, 선간 간격(S1)은 100um이다. 그러나, 이 수치는 예시에 불과하다.
도 10의 경우, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역(110 내지 205KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)을 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 길어지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 10과 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L3로 표시될 수 있고, 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)는 멤스 스위치일 수 있으며, 외부에서 제공된 전원에 의해 동작될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3으로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제1 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제1 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
도 11의 경우, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제2 주파수 대역(6.78MHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시키고, 제2 스위치(363)을 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제2 주파수 대역은 전자기 유도를 통해 전송된 전력의 주파수 대역보다 높으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 짧아지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 11과 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L4로 가변될 수 있다. L4는 L3보다 작은 값이다.
즉, 도 11에서 도시된 바와 같이, 수신 코일(310)의 길이는 인덕턴스 가변부(360)의 스위칭 동작으로 인해 제2 단자(B)에서 시작하여 제3 단자(C)로 연결됨에 따라 짧아지고, 수신 코일(310)의 제1 단자(A)로부터 제2 단자(B)까지의 길이만큼 수신 코일(310)의 길이가 짧아져 수신 코일(310)의 인덕턴스가 감소될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L4로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제2 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제2 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
일 실시 예에서 스위치가 연결되지 않는 수신 코일(310)의 제1 단자(A)는 개방된 상태로 놓여질 수도 있지만, 도 11에서 보는 바와 같이, 제3 스위치(365)를 통해 접지될 수 도 있다. 이 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제3 스위치(365)를 더 포함할 수 있다. 수신 코일(310)의 제1 단자(A)를 접지시키는 이유는 제2 단자(B)에서 제3 단자(C)로 루프가 형성된 수신 코일(310)과 제1 단자(A)에서 제2 단자(B)로 루프가 형성된 수신 코일(310)을 전기적으로 분리시켜 주파수 간섭을 방지하기 위함이다.
즉, 수신 코일(310)의 제1 단자(A)를 접지시켜 제2 단자(B)에서 제3 단자(C)로 루프가 형성된 수신 코일(310)이 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신하는 과정에서 발생할 수 있는 주파수 간섭이 방지될 수 있다.
일 실시 예에서 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제3 주파수 대역(205 내지 300KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시킬 수 있다. 즉, 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다는 높고, 제3 주파수 대역보다는 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3과 L4 사이의 값을 갖도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3와 L4 사이의 값을 갖도록 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제3 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하여, 수신 코일(310)이 헬리컬 구조를 갖는 경우, 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시키는 예를 설명한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 도 6에서 설명한 것과 마찬가지로, 수신 코일(310), 주파수 검출부(350), 인덕턴스 가변부(360), 주파수 매칭부(370) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
수신 코일(310)은 하나의 도선이 입체 나선 형태를 갖는 헬리컬 구조로 형성되어 있다.
헬리컬 구조를 갖는 수신 코일(310)의 두께(T2)는 100um이고, 선폭(W2)은 600um이고, 선간 간격(S2)은 100um이다. 그러나, 이 수치는 예시에 불과하다.
도 12의 경우, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역(110 내지 205KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)을 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 길어지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 12와 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L3로 가변될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제1 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제1 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
도 13의 경우, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제2 주파수 대역(6.78MHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시키고, 제2 스위치(363)을 수신 코일(310)의 제3 단자(C)에 연결시킨다. 즉, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 높으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 짧아지도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 도 13과 같이, 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L4로 가변될 수 있다. L4는 L3보다 작은 값이다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L4로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제2 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
이를 통해, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역은 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 제2 주파수 대역으로 매칭될 수 있다.
일 실시 예에서 스위치가 연결되지 않는 수신 코일(310)의 제1 단자(A)는 개방된 상태로 놓여질 수도 있지만, 도 13에서 보는 바와 같이, 제3 스위치(365)를 통해 접지될 수 도 있다. 이 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제3 스위치(365)를 더 포함할 수 있다. 수신 코일(310)의 제1 단자(A)를 접지시키는 이유는 제2 단자(B)에서 제3 단자(C)로 루프가 형성된 수신 코일(310)과 제1 단자(A)에서 제2 단자(B)로 루프가 형성된 수신 코일(310)을 전기적으로 분리시켜 주파수 간섭을 방지하기 위함이다.
즉, 수신 코일(310)의 제1 단자(A)를 접지시켜 제2 단자(B)에서 제3 단자(C)로 루프가 형성된 수신 코일(310)이 무선전력 송신장치(200)로부터 전력을 수신하는 과정에서 발생할 수 있는 주파수 간섭이 방지될 수 있다.
일 실시 예에서 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제3 주파수 대역(205 내지 300KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 제1 스위치(361)를 수신 코일(310)의 제1 단자(A)에 연결시키고, 제2 스위치(363)를 수신 코일(310)의 제2 단자(B)에 연결시킬 수 있다. 즉, 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다는 높고, 제3 주파수 대역보다는 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3과 L4 사이의 값을 갖도록 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(363)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3와 L4 사이의 값을 갖도록 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제3 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 인덕턴스 가변부로 멤스 스위치를 사용한 무선전력 수신장치의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(300)는 수신 코일(310), 주파수 검출부(350), 인덕턴스 가변부(360), 주파수 매칭부(370) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다.
인덕턴스 가변부(360)는 하나 이상의 멤스 스위치를 포함할 수 있다. 멤스 스위치는 낮은 삽입 손실과 높은 격리도(isolation) 특성을 갖고, 비용이 저렴하며, 크기가 매우 작아 소형화가 요구되고 있는 무선전력 수신장치(300)에 적용하기 적합하다.
도 14에서 인덕턴스 가변부(360)는 SPST(Single Pole Single Throw) 타입을 갖는 3개의 멤스 스위치를 사용한 경우를 가정하여 설명하나, 이에 한정될 필요는 없고, 다양한 타입 및 개수가 사용될 수 있다.
인덕턴스 가변부(360)는 3개의 멤스 스위치 즉, 제1 멤스 스위치(366), 제2 멤스 스위치(367) 및 제3 멤스 스위치(368)를 포함할 수 있다.
각 멤스 스위치는 전원 공급부(K), 게이트 단자(G), 소스 단자(S), 드레인 단자(D)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(K)는 게이트 단자(G)와 연결될 수 있고, 소스 단자(S)는 수신 코일(310)의 일단자와 연결될 수 있고, 각 드레인 단자(D)는 주파수 매칭부(370)와 연결될 수 있다.
멤스 스위치는 전원 공급부(K)에 의해 동작하는 스위치로, 멤스 스위치의 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이에 인가되는 전압에 따라 턴 온 되거나 턴 오프될 수 있다. 즉, 멤스 스위치를 턴 온 시키고자 한다면, 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이에 5V를 인가하면 되고, 턴 오프 시키고자 한다면, 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이에 0V를 인가하면 된다. 여기서, 5V 및 0V는 예시에 불과하다.
구체적으로, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역(110 내지 205KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 전원 공급부(K)를 통해 제1 멤스 스위치(366)를 턴 온 시키고, 제3 멤스 스위치(368)을 턴 온 시키고, 제2 멤스 스위치(367)를 턴 오프 시킬 수 있다. 즉, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역(6.78MHz)보다 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 길어지도록 각 멤스 스위치의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L3으로 표시될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제1 주파수 대역에 매칭이 되도록, 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
만약, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제2 주파수 대역(6.78MHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 전원 공급부(K)를 통해 제1 멤스 스위치(366)를 턴 오프 시키고, 제2 멤스 스위치(367) 및 제3 멤스 스위치(368)를 턴 오프 시킬 수 있다. 즉, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역(6.78MHz)보다 크므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시키기 위해 수신 코일(310)의 길이가 짧아지도록 각 멤스 스위치의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 L4로 표시될 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L4로 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제2 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
만약, 주파수 검출부(350)에서 검출된 주파수 대역이 제3 주파수 대역(205 내지 300KHz)인 경우, 인덕턴스 가변부(360)는 전원 공급부(K)를 통해 제1 멤스 스위치(366) 및 제2 멤스 스위치(367)를 턴 온 시키고, 제3 멤스 스위치(368)를 턴 오프 시킬 수 있다. 즉, 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다는 높고, 제2 주파수 대역보다는 낮으므로, 인덕턴스 가변부(360)는 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3과 L4 사이의 값을 갖도록 각 멤스 스위치의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 수신 코일(310)의 인덕턴스가 L3와 L4 사이의 값을 갖도록 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제3 주파수 대역에 매칭이 되도록 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스가 조절될 수 있다.
다음으로, 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법에 대해 설명한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 도 6 내지 도 14의 내용에 결부시켜 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(310)은 무선전력 송신장치(200)로부터 무선으로 전력을 수신한다(S101). 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)가 수신하는 전력의 주파수 대역은 2가지 대역으로 구분될 수 있다. 제1 주파수 대역은 110 내지 205KHz일 수 있고, 제2 주파수 대역은 6.78MHz일 수 있다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역을 검출한다(S103). 일 실시 예에서 주파수 검출부(350)는 인밴드 통신 또는 아웃 오브 밴드 통신을 통해 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역을 검출할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역인지를 확인한다(S105). 즉, 주파수 검출부(350)는 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역인지 제2 주파수 대역인지를 확인할 수 있다.
만약, 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역인 경우, 무선전력 수신장치(300)의 인덕턴스 가변부(360)는 스위칭 동작을 통해 적절한 인덕턴스를 갖도록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 증가시킨다(S107). 전자기 유도를 기반으로 사용되는 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 낮기 때문에 인덕턴스 가변부(360)는 스위칭 동작을 통해 수신 코일(310)의 길이를 늘려 인덕턴스를 증가시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 8,10,12에서 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 매칭부(370)는 커패시터를 통해 증가된 수신 코일(310)의 인덕턴스를 조합하여 무선전력 수신장치(300)의 주파수를 제1 주파수 대역으로 매칭시키고, 제1 주파수 대역으로 매칭된 상태의 교류전력을 정류부(330)에 전달한다(S109).
무선전력 수신장치(300)의 정류부(330)는 매칭된 상태의 교류전력을 직류전력으로 정류하여 부하(400)에 전달한다(S111).
한편, 검출된 주파수 대역이 제1 주파수 대역으로 확인되지 않은 경우, 주파수 검출부(350)는 검출된 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 판단한다(S113).
무선전력 수신장치(300)의 인덕턴스 가변부(360)는 스위칭 동작을 통해 적절한 인덕턴스를 갖도록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 감소시킨다(S115). 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 높기 때문에 인덕턴스 가변부(360)는 스위칭 동작을 통해 수신 코일(310)의 길이를 줄여 인덕턴스를 감소시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 9,11,13에서 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 매칭부(370)는 커패시터를 통해 감소된 수신 코일(310)의 인덕턴스를 조합하여 무선전력 수신장치(300)의 주파수를 제2 주파수 대역으로 매칭시키고, 제2 주파수 대역으로 매칭된 상태의 교류전력을 정류부(330)에 전달한다(S117).
무선전력 수신장치(300)의 정류부(330)는 매칭된 상태의 교류전력을 직류전력으로 정류하여 부하(400)에 전달한다(S119).
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법을 도 6 내지 도 14의 내용에 결부시켜 설명한다.
먼저, 무선전력 수신장치(300)는 제1 주파수 대역에서 동작한다(S201). 즉, 수신 코일(310)의 인덕턴스는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제1 주파수 대역인 경우를 가정하여 설정된 값일 수 있다. 이 경우, 주파수 매칭부(370)의 커패시터의 커패시턴스 또한, 설정된 인덕턴스에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 제1 주파수 대역에 매칭되도록 설정되어야 한다.
일 실시 예에서 제1 주파수 대역은 110 내지 205KHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
무선전력 수신장치(300)의 수신 코일(310)은 무선전력 송신장치(200)로부터 제1 주파수 대역의 전력을 수신한다(S203). 일 실시 예에서 수신 코일(310)은 무선전력 송신장치(200)의 제2 송신 코일(220)로부터 전자기 유도를 통해 무선으로 제1 주파수 대역의 전력을 수신할 수 있다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 인밴드 통신을 이용하여 무선전력 송신장치(200)에 전력신호를 전송한다(S205). 인밴드 통신은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역을 이용하여 스위치 및 저항을 통해 정보를 전송하는 통신 방식으로 자세한 설명은 도 5에서 설명한 내용과 같다. 주파수 검출부(350)는 주기적으로 인밴드 통신을 통해 전력신호를 무선전력 송신장치(200)에 전송할 수 있다. 일 실시 예에서 전력신호는 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)에 전력을 정상적으로 수신하고 있음을 알리는 신호, 무선전력 수신장치(300)가 무선전력 송신장치(200)에 전력 전송을 증가 또는 감소시키도록 요구하는 신호 중 어느 하나일 수 있다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)에 주기적으로 전력신호를 전송하면서, 무선전력 수신장치(300)가 정상적으로 전력을 수신하고 있는 상태인지 즉, 전력 수신 상태에 이상이 있는지를 확인한다(S207).
일 실시 예에서 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)에 3번의 전력신호를 전송하는 과정에서 무선전력 수신장치(300)가 정상적인 전력을 수신하지 못하는 것으로 확인되면, 전력 수신 상태에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있고, 그렇지 않을 경우에는 전력 수신 상태에 이상이 없는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 3번은 예시에 불과하다.
또한, 전력 수신 상태에 이상이 발생한 경우는 무선전력 송신장치(200)에서 전송된 전력의 주파수 대역이 제1 주파수 대역이 아닌 경우일 수 있다.
만약, 전력 수신 상태에 이상이 있는 것으로 확인되면, 무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 아웃오브밴드 통신 모듈의 동작을 활성화시킨다(S209). 일 실시 예에서 주파수 검출부(350)에는 아웃오브밴드 통신 모듈이 구비될 수 있다. 일 실시 예에서 아웃오브밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
한편, 전력 수신 상태에 이상이 있는 것으로 확인되면, 단계 S201로 돌아간다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 검출부(350)는 아웃오브밴드 통신 모듈을 통해 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제2 주파수 대역인지를 확인한다(S211). 즉, 무선전력 수신장치(300)는 무선전력 송신장치(200)와 아웃오브밴드 통신을 이용하여 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제2 주파수 대역인지 확인할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 주파수 대역은 6.78MHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
만약, 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제2 주파수 대역인 것으로 확인된 경우, 무선전력 수신장치(300)의 인덕턴스 가변부(360)는 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역을 제2 주파수 대역에 매칭하기 위해 수신 코일(310)의 인덕턴스가 감소되도록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킨다(S213). 이에 대해서는 도 9, 11, 13에 설명된 내용과 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 매칭부(370)는 커패시터를 통해 수신 코일(310)의 인덕턴스가 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 보다 정확히 제2 주파수 대역에 매칭이 되도록 한다(S215).
무선전력 수신장치(300)의 정류부(330)는 제2 주파수 대역으로 매칭된 상태의 교류전력을 직류전력으로 정류하여 부하(400)에 전달한다(S217).
한편, 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제2 주파수 대역이 아닌 것으로 확인된 경우, 주파수 검출부(350)는 무선전력 송신장치(200)로부터 전송된 전력의 주파수 대역이 제3 주파수 대역인 것으로 판단한다(S219). 일 실시 예에서 제3 주파수 대역은 206 내지 300KHz일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
무선전력 수신장치(300)의 인덕턴스 가변부(360)는 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역을 제3 주파수 대역에 매칭하기 위해 수신 코일(310)의 인덕턴스가 감소되도록 수신 코일(310)의 인덕턴스를 가변시킨다(S221). 이 경우, 가변된 수신 코일(310)의 인덕턴스는 단계 S201의 인덕턴스보다 작으나, 단계 S213의 인덕턴스보다는 크다. 이에 대해서는 도 9, 11, 13에 설명된 내용과 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
무선전력 수신장치(300)의 주파수 매칭부(370)는 커패시터를 통해 수신 코일(310)의 인덕턴스가 가변됨에 따라 무선전력 수신장치(300)의 주파수 대역이 보다 정확히 제3 주파수 대역에 매칭이 되도록 한다(S223).
무선전력 수신장치(300)의 정류부(330)는 제3 주파수 대역으로 매칭된 상태의 교류전력을 직류전력으로 정류하여 부하(400)에 전달한다(S225).
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.
본 발명에서 전자기 유도에 의해 전력을 전송하는 방식은 Q 값이 상대적으로 낮고, 밀착된 커플링(tightly coupling)을 의미하고, 공진에 의해 전력을 전송하는 방식은 Q 값이 상대적으로 높고, 느슨한 커플링(loosely coupling)을 의미할 수 있다.
100: 전력 공급 장치
200: 무선전력 송신장치
210: 제1 송신 코일
220: 제2 송신 코일
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 코일
330: 정류부
350: 주파수 검출부
360; 인덕턴스 가변부
370: 주파수 매칭부
400: 부하

Claims (26)

  1. 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치로서,
    수신코일; 및
    제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하고,
    상기 수신코일에 의해 상기 제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치로부터 상기 제1 주파수 대역의 전력을 수신하고,
    상기 제1 주파수 대역의 전력 수신 상태의 이상 여부를 확인하고,
    상기 제1 주파수 대역의 전력 수신 상태의 이상이 발생한 경우, 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하고,
    상기 수신코일에 의해 상기 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치로부터 상기 제2 주파수 대역의 전력을 수신하고,
    상기 제어부는,
    인밴드 통신을 통하여 상기 제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치를 검출하고,
    상기 제어부는,
    아웃 오브 밴드 통신을 통하여 상기 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치를 검출하는
    무선전력 수신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인밴드 통신을 통하여 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 상태를 확인하는 무선전력 수신장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 상태를 확인하는 무선전력 수신장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 무선전력 수신장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 110 내지 205KHz인 무선전력 수신장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 6.78MHz인 무선전력 수신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 주파수 대역의 전력을 수신하기 이전에 상기 제1 주파수 대역의 전력 수신을 종료하는 무선전력 수신장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역에 매칭 되도록 수신 코일의 인덕턴스를 증가시키는 무선전력 수신장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제2 주파수 대역에 매칭 되도록 상기 수신 코일의 인덕턴스를 감소시키는 무선전력 수신장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제3 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 무선전력 수신장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치로부터 상기 제3 주파수 대역의 전력을 수신하는 무선전력 수신장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 주파수 대역은 206KHz 내지 300KHz인 무선전력 수신장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제3 주파수 대역에 매칭 되도록 수신 코일의 인덕턴스를 변경시키는 무선전력 수신장치.
  14. 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치에서의 무선전력수신방법에 있어서,
    제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 단계;
    상기 제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치로부터 상기 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계;
    상기 제1 주파수 대역의 전력 수신 상태의 이상 여부를 확인하는 단계;
    상기 제1 주파수 대역의 전력 수신 상태의 이상이 발생한 경우, 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 단계; 및
    상기 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치로부터 상기 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 단계는 인밴드 통신을 통하여 상기 제1 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치를 검출하고,
    상기 제2주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 단계는 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 상기 제2 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치를 검출하는
    무선전력 수신장치에서의 무선전력수신방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계는 상기 인밴드 통신을 통하여 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 상태를 확인하는 무선전력수신방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제2주파수 대역의 전력을 수신하는 단계는 상기 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 상태를 확인하는 무선 전력 수신 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 무선 전력 수신 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 110 내지 205KHz인 무선 전력 수신 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 6.78MHz인 무선 전력 수신 방법.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계 이전에 상기 제1 주파수 대역의 전력 수신을 종료하는 무선 전력 수신 방법.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계는, 인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역에 매칭 되도록 수신 코일의 인덕턴스를 증가시키는 무선 전력 수신 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계는, 상기 인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제2 주파수 대역에 매칭 되도록 상기 수신 코일의 인덕턴스를 감소시키는 무선 전력 수신 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    제3 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선전력 송신장치를 검출하는 단계를 포함하는 무선 전력 수신 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 제3 주파수 대역의 전력을 송신하는 무선 전력 송신장치로부터 상기 제3 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계를 포함하는 무선 전력 수신 방법.
  25. 제23 항에 있어서,
    상기 제3 주파수 대역은 206KHz 내지 300KHz인 무선 전력 수신 방법.
  26. 제23 항에 있어서,
    상기 제3 주파수 대역의 전력을 수신하는 단계는, 인덕턴스 가변부가 상기 무선전력 수신장치의 사용 주파수 대역이 상기 제3 주파수 대역에 매칭 되도록 수신 코일의 인덕턴스를 변경시키는 무선 전력 수신 방법.
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