[go: up one dir, main page]

KR102812101B1 - Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer - Google Patents

Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer Download PDF

Info

Publication number
KR102812101B1
KR102812101B1 KR1020220153330A KR20220153330A KR102812101B1 KR 102812101 B1 KR102812101 B1 KR 102812101B1 KR 1020220153330 A KR1020220153330 A KR 1020220153330A KR 20220153330 A KR20220153330 A KR 20220153330A KR 102812101 B1 KR102812101 B1 KR 102812101B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
wireless power
sensed
power transmission
driving frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020220153330A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20240071623A (en
Inventor
김동희
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020220153330A priority Critical patent/KR102812101B1/en
Publication of KR20240071623A publication Critical patent/KR20240071623A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102812101B1 publication Critical patent/KR102812101B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses
    • H02M1/0058Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

S-S(Series-Series) 보상 IPT(inductive power transfer) 기반 무선 전력 전송 장치가 개시된다. 본 장치는 무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터, 인버터의 시비율 및 주파수를 설정하는 컨트롤러, 인버터와 일단이 연결되고 인덕터 기반의 S-S 보상 네트워크 및 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류단을 포함할 수 있으며, 컨트롤러는, 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 경우, 센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정할 수 있다. 이에 따라, 효율적으로 무선 전력 전송 장치가 동작할 수 있다.A wireless power transmission device based on S-S (Series-Series) compensation IPT (inductive power transfer) is disclosed. The device may include a full bridge-based inverter for wireless power transmission, a controller for setting a duty ratio and frequency of the inverter, a rectifier connected at one end to the inverter and an inductor-based S-S compensation network, and the other end of the S-S compensation network and rectifying the transmitted AC power into DC, and the controller may adjust the single-pole duty ratio based on the sensed output current when an output current output through the rectifier is sensed and an input current is sensed, and may adjust the driving frequency based on the sensed input current. Accordingly, the wireless power transmission device may operate efficiently.

Description

S-S 보상 IPT 기반 무선 전력 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSFERING WIRELESS POWER BASED ON SERIES-SERIES COMPESATED INDUCTIVE POWER TRANSFER}S-S Compensation IPT Based Wireless Power Transfer Method and Device {METHOD AND APPARATUS FOR TRANSFERING WIRELESS POWER BASED ON SERIES-SERIES COMPESATED INDUCTIVE POWER TRANSFER}

본 개시는 S-S 보상 IPT 기반 무선 전력 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a wireless power transmission method based on S-S compensation IPT and a device therefor.

WPT(wireless power transfer) 기술은 안전성, 유연성 및 낮은 유지 보수 비용 발생 등의 고유한 장점으로 인해 기존 플러그인 전력 전송을 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, WPT 기술은 유망한 상업 시장에 진출하여 주목을 받고 있다.Wireless power transfer (WPT) technology has the potential to replace existing plug-in power transmission due to its unique advantages such as safety, flexibility, and low maintenance costs, and WPT technology is attracting attention as it enters a promising commercial market.

일반적으로 WPT 기술 중에 IPT(inductive power transfer) 기술은 널리 연구되어 왔으며 전기 자동차(EV), 무인 항공기(UAV), 소비자 전자 제품 및 생체 의료용 임플란트를 비롯한 많은 배터리 충전 애플리케이션에 다양하게 적용되고 있는 실정이다.Among WPT technologies, inductive power transfer (IPT) technology has been widely studied and is being applied in various battery charging applications including electric vehicles (EVs), unmanned aerial vehicles (UAVs), consumer electronics, and biomedical implants.

IPT 시스템에서 보상 토폴로지(compensation topology)가 적용될 수 있으며, 이러한 보상 토폴로지는 직렬-직렬(S-S), 직렬-병렬(S-P), 병렬-직렬(P-S) 및 병렬-병렬(P-P)의 4가지 기본 유형으로 분류될 수 있으며, 직렬-직렬(S-S) 보상 토폴로지의 경우, 2개의 보상 커패시터를 적용함으로써, 간단한 설계로 부하 독립적인 정전류 출력이 가능하여, 널리 사용되고 있다.Compensation topologies can be applied in IPT systems, and these compensation topologies can be classified into four basic types: series-series (S-S), series-parallel (S-P), parallel-series (P-S), and parallel-parallel (P-P). In the case of the series-series (S-S) compensation topology, a load-independent constant current output is possible with a simple design by applying two compensation capacitors, and thus it is widely used.

이에, 보다 효율적으로 개선된 S-S 보상 IPT 시스템 기반의 무선 전력 전송 장치가 필요하다.Therefore, a wireless power transmission device based on a more efficient and improved S-S compensation IPT system is required.

공개특허공보 제10-2015-0139067호 (2015.12.11.)Publication of Patent Publication No. 10-2015-0139067 (December 11, 2015)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 개시의 일 과제는 단극 시비율 변조 기술에 기반하여 정전압 스위칭(ZVS, zero-voltage switching) 및 정전류를 달성하는 무선 전력 송수신 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present disclosure to solve the above-described problems is to provide a wireless power transmission and reception device that achieves zero-voltage switching (ZVS) and constant current based on a single-pole duty cycle modulation technique.

본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present disclosure are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시에 따른 S-S(Series-Series) 보상 IPT(inductive power transfer) 기반 무선 전력 전송 장치는, 무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터; 상기 인버터의 시비율 및 주파수를 설정하는 컨트롤러; 상기 인버터와 일단이 연결되고 인덕터 기반의 S-S 보상 네트워크; 및 상기 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류단을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problem, a wireless power transmission device based on S-S (Series-Series) compensation IPT (inductive power transfer) according to the present disclosure may include a full bridge-based inverter for wireless power transmission; a controller that sets a duty ratio and a frequency of the inverter; an inductor-based S-S compensation network connected at one end to the inverter; and a rectifier connected to the other end of the S-S compensation network and rectifying the transmitted AC power into DC.

상기 컨트롤러는, 상기 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 경우, 센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정할 수 있다.The above controller can adjust the unipolar duty cycle based on the sensed output current when the output current output through the above rectifier is sensed and the input current is sensed, and can adjust the driving frequency based on the sensed input current.

상기 컨트롤러는, 상기 단극 시비율 및 상기 구동 주파수를 서로 독립적으로 조정하도록 구성될 수 있다.The above controller can be configured to independently adjust the single-pole ratio and the driving frequency.

상기 컨트롤러는, ZVS(zero-voltage switching) 추적 및 정전류(constant current) 추적을 활성화하고, 상기 센싱된 출력전류가 임계출력전류를 초과하거나 센싱된 입력전류가 임계입력전류를 초과하는 경우, 상기 단극 시비율 및 상기 주파수 조정을 중지하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to activate zero-voltage switching (ZVS) tracking and constant current tracking, and to stop the unipolar duty cycle and the frequency adjustment when the sensed output current exceeds a threshold output current or the sensed input current exceeds a threshold input current.

상기 컨트롤러는, ZVS(zero-voltage switching) 추적이 활성화된 경우, 센싱된 입력전류가 제1 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 증가시키고, 제1 바운더리전류 이하이고 제2 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 감소시키며, 제2 바운더리전류 이하인 경우, 구동 주파수를 유지하도록 조정할 수 있다.The above controller can be adjusted to increase the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current exceeds a first boundary current if zero-voltage switching (ZVS) tracking is activated, decrease the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current is lower than or equal to the first boundary current and exceeds a second boundary current, and maintain the driving frequency when the sensed input current is lower than or equal to the second boundary current.

상기 컨트롤러는, 상기 조정된 구동 주파수가 소정의 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 구동 주파수를 조정하도록 구성될 수 있다.The above controller may be configured to repeatedly adjust the driving frequency until the adjusted driving frequency exceeds a predetermined threshold.

상기 컨트롤러는, 상기 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류 및 레퍼런스 전류를 이용한 PI 제어를 수행하여, 상기 단극 시비율을 조정하도록 구성될 수 있다.The above controller may be configured to adjust the single-pole ratio by performing PI control using the output current and reference current when adjusting the single-pole ratio.

또한, 본 개시에 따른 S-S(Series-Series) 보상 IPT(inductive power transfer) 기반 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에서, 상기 무선 전력 전송 장치는, 무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터, 상기 인버터의 시비율 및 주파수를 설정하는 컨트롤러, 상기 인버터와 일단이 연결되고 인덕터 기반의 S-S 보상 네트워크 및 상기 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류단을 포함할 수 있다.In addition, in a control method of a wireless power transmission device based on S-S (Series-Series) compensation IPT (inductive power transfer) according to the present disclosure, the wireless power transmission device may include a full bridge-based inverter for wireless power transmission, a controller for setting a duty ratio and frequency of the inverter, an inductor-based S-S compensation network having one end connected to the inverter and the other end connected to the S-S compensation network and a rectifier for rectifying the transmitted AC power into DC.

상기 제어 방법은, 상기 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 단계; 및 센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The above control method may include a step of sensing an output current output through the rectifier and sensing an input current; and a step of adjusting a unipolar duty cycle based on the sensed output current and adjusting a driving frequency based on the sensed input current.

상기 조정하는 단계는, 상기 단극 시비율 및 상기 구동 주파수를 서로 독립적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The above adjusting step may include a step of independently adjusting the single-pole ratio and the driving frequency.

상기 제어 방법은, ZVS(zero-voltage switching) 추적 및 정전류(constant current) 추적을 활성화하고, 상기 센싱된 출력전류가 임계출력전류를 초과하거나 센싱된 입력전류가 임계입력전류를 초과하는 경우, 상기 단극 시비율 및 상기 주파수 조정을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The above control method may further include a step of activating zero-voltage switching (ZVS) tracking and constant current tracking, and stopping the unipolar duty ratio and the frequency adjustment when the sensed output current exceeds a threshold output current or the sensed input current exceeds a threshold input current.

상기 조정하는 단계는, ZVS(zero-voltage switching) 추적이 활성화된 경우, 센싱된 입력전류가 제1 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 증가시키고, 제1 바운더리전류 이하이고 제2 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 감소시키며, 제2 바운더리전류 이하인 경우, 구동 주파수를 유지하도록 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The above adjusting step may include an adjusting step of increasing the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current exceeds a first boundary current if zero-voltage switching (ZVS) tracking is activated, decreasing the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current is lower than or equal to the first boundary current and exceeds a second boundary current, and maintaining the driving frequency when the sensed input current is lower than or equal to the second boundary current.

상기 조정하는 단계는, 상기 조정된 구동 주파수가 소정의 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 구동 주파수를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The above adjusting step may include a step of repeatedly adjusting the driving frequency until the adjusted driving frequency exceeds a predetermined threshold value.

상기 조정하는 단계는, 상기 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류 및 레퍼런스 전류를 이용한 PI 제어를 수행하여, 상기 단극 시비율을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.The above adjusting step may include a step of adjusting the single-pole ratio by performing PI control using the output current and reference current when adjusting the single-pole ratio.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.In addition, other methods for implementing the present invention, other systems, and computer-readable recording media recording a computer program for executing the method may be further provided.

본 개시에 따르면, 다양한 커플링 계수(coupling coefficient) 및 부하에서 동적으로 시비율 및 주파수를 제어하여 무선 전력 전송 장치의 영전압스위칭(ZVS) 및 정전류가 달성될 수 있으며, 영전압스위칭(ZVS) 및 정전류가 안정적이고 정확하게 추적될 수 있다.According to the present disclosure, zero voltage switching (ZVS) and constant current of a wireless power transmission device can be achieved by dynamically controlling the duty ratio and frequency under various coupling coefficients and loads, and the zero voltage switching (ZVS) and constant current can be stably and accurately tracked.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치을 나타낸다.
도 2는 무선 전력 전송 장치의 동작 방법을 자세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치의 개략적인 동작 프로세스를 나타내는 시퀀스도이다.
도 4는 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치의 주파수를 조정하는 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
도 5는 본 개시에 따른 입력전류 센싱의 도해 다이어그램을 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 무선 전력 전송 장치의 회로에 대응하는 등가 회로를 나타낸다.
도 7은 본 개시에 따른 PI 제어를 통해 단극 시비율을 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시에 따른 매트랩 기반의 바디 플랏(body plots)을 나타낸다.
도 9 내지 도 11는 본 개시에 따른 서로 다른 과도 상태(transient conditions)에서 단극 시비율 제어의 PSIM 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치의 조정된 구동 주파수 및 시비율을 나타낸다.
도 13은 본 개시에 따른 출력 전력이 200 W인 경우의 입력 및 출력에 대응하는 전류 및 전압의 측정값을 나타낸다.
도 14는 본 개시에 따른 출력 전력이 500 W인 경우의 입력 및 출력에 대응하는 전류 및 전압의 측정값을 나타낸다.
Figure 1 illustrates a wireless power transmission device according to the present disclosure.
Figure 2 is a drawing for explaining in detail the operating method of the wireless power transmission device.
FIG. 3 is a sequence diagram showing a schematic operation process of a wireless power transmission device according to the present disclosure.
FIG. 4 is a sequence diagram illustrating a method for adjusting the frequency of a wireless power transmission device according to the present disclosure.
FIG. 5 shows a schematic diagram of input current sensing according to the present disclosure.
Fig. 6 shows an equivalent circuit corresponding to the circuit of the wireless power transmission device illustrated in Fig. 1.
FIG. 7 is a diagram for explaining a process of adjusting a single-pole ratio through PI control according to the present disclosure.
Figure 8 illustrates MATLAB-based body plots according to the present disclosure.
Figures 9 to 11 show PSIM simulation results of single-pole ratio control under different transient conditions according to the present disclosure.
FIG. 12(a) and FIG. 12(b) show the adjusted driving frequency and duty ratio of the wireless power transmission device according to the present disclosure.
Figure 13 shows measured values of current and voltage corresponding to input and output when the output power according to the present disclosure is 200 W.
Figure 14 shows measured values of current and voltage corresponding to input and output when the output power according to the present disclosure is 500 W.

본 개시 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 개시가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다. Throughout this disclosure, the same reference numerals refer to the same components. This disclosure does not describe all elements of the embodiments, and any content that is general in the technical field to which this disclosure belongs or that overlaps between the embodiments is omitted. The terms 'part, module, element, block' used in the specification can be implemented in software or hardware, and according to the embodiments, a plurality of 'parts, modules, elements, blocks' can be implemented as a single component, or a single 'part, module, element, block' can include a plurality of components.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only a direct connection but also an indirect connection, and an indirect connection includes a connection via a wireless communications network.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Additionally, when a part is said to "include" a component, this does not mean that it excludes other components, but rather that it may include other components, unless otherwise specifically stated.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when it is said that an element is "on" another element, this includes not only cases where the element is in contact with the other element, but also cases where there is another element between the two elements.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. The terms first, second, etc. are used to distinguish one component from another, and the components are not limited by the aforementioned terms.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. The identification codes in each step are used for convenience of explanation and do not describe the order of each step. Each step may be performed in a different order than specified unless the context clearly indicates a specific order.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.The operating principle and embodiments of the present disclosure are described below with reference to the attached drawings.

도 1은 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치(100)을 나타낸다. FIG. 1 illustrates a wireless power transmission device (100) according to the present disclosure.

무선 전력 전송 장치(100)는 유도 방식으로 전력을 전송하는 IPT(inductive power transfer) 시스템 기반으로 구현될 수 있으며, 다양한 커플링 계수(coupling coefficient) 및 부하에서 동적으로 시비율 및 주파수를 제어하여 정전류(constant-current output) 및 영전압스위칭(ZVS, zero-voltage switching)을 달성할 수 있다.The wireless power transmission device (100) can be implemented based on an inductive power transfer (IPT) system that transmits power in an inductive manner, and can achieve constant-current output and zero-voltage switching (ZVS) by dynamically controlling the duty ratio and frequency at various coupling coefficients and loads.

무선 전력 전송 장치(100)는 인버터(120), 컨트롤러(180, 190), S-S 보상 네트워크 및 정류부(140) 등을 포함할 수 있다.A wireless power transmission device (100) may include an inverter (120), a controller (180, 190), an S-S compensation network, and a rectifier (140).

인버터(120)는 무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터일 수 있다. 4개의 스위치(S1~S4)를 이용하여 시비율 및 주파수를 설정할 수 있으며, 직류를 교류로 변환할 수 있다.The inverter (120) may be a full bridge-based inverter for wireless power transmission. The ratio and frequency can be set using four switches (S1 to S4), and direct current can be converted into alternating current.

컨트롤러(180, 190)은 상기 인버터(120)의 시비율 및 주파수를 결정하는 컨트롤러(190)와 컨트롤러(190)의 제어에 따라 시비율 및 주파수를 설정하는 PWM Generator(180, pulse width modulation)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(190)와 PWM Generator(180)는 별개의 구성이나, 설명의 편의를 위해 함께 설명하기로 한다.The controller (180, 190) may include a controller (190) that determines the duty ratio and frequency of the inverter (120) and a PWM Generator (180, pulse width modulation) that sets the duty ratio and frequency according to the control of the controller (190). The controller (190) and the PWM Generator (180) are separate components, but for convenience of explanation, they will be described together.

S-S 보상 네트워크(Series-Series compensated network)는 인버터(120)와 일단이 연결되고 인덕터(Lp, Ls) 기반의 유도 기전력 기반으로 전력을 전송하기 위한 모듈이며, 송신단의 커패시터(Cp) 및 수신단의 커패시터(Cs)가 직렬로 연결될 수 있으며, AC to AC 로 무선 전력을 송신단에서 수신단으로 전송할 수 있다.The S-S compensation network (Series-Series compensated network) is a module for transmitting power based on an induced electromotive force based on an inductor (Lp, Ls) and one end is connected to an inverter (120). A capacitor (Cp) of a transmitter and a capacitor (Cs) of a receiver can be connected in series, and wireless power can be transmitted AC to AC from a transmitter to a receiver.

정류단(140)은 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류부를 포함할 수 있으며, 단상 브리지 정류기가 적용될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.The rectifier (140) may include a rectifier that is connected to the other end of the S-S compensation network and rectifies the transmitted AC power into DC, and a single-phase bridge rectifier may be applied, but the embodiment is not limited thereto.

도 2는 무선 전력 전송 장치(100)의 동작 방법을 자세히 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a drawing for explaining in detail the operating method of the wireless power transmission device (100).

컨트롤러(190)는 센싱된 입력전류(Iin_sen)에 기초하여 주파수를 산출할 수 있으며, 센싱된 출력전류(Ib_sen) 및 레퍼런스 전류(lb_ref)에 기초하여, PI(proportional integral) 제어를 수행하여, 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정할 수 있다.The controller (190) can calculate a frequency based on the sensed input current (I in_sen ), and can adjust the unipolar duty cycle by performing PI (proportional integral) control based on the sensed output current (I b_sen ) and reference current (l b_ref ).

컨트롤러(190)는 제1 프로세스(Pr1, 190) 및 제2 프로세스(Pr2, 190)를 독립적으로 수행하여, 단극 시비율 및 주파수를 조정할 ‹š 독립적으로 수행할 수 있다.The controller (190) independently performs the first process (Pr1, 190) and the second process (Pr2, 190), so that the single-pole ratio and frequency can be adjusted independently.

컨트롤러(190)는 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류(Ib_sen) 및 레퍼런스 전류(lb_ref)를 PI 제어를 수행하여, 단극 시비율을 조정할 수 있다.When adjusting the single-pole ratio, the controller (190) can adjust the single-pole ratio by performing PI control on the output current (I b_sen ) and reference current (l b_ref ).

컨트롤러(190)는 센싱된 입력전류(Iin_sen)에 기초하여 구동 주파수를 제어할 수 있다.The controller (190) can control the driving frequency based on the sensed input current (I in_sen ).

본 2에 도시된 회로에 따라, 다양한 커플링 계수 및 부하에서 동적으로 시비율 및 주파수이 제어되어 정전류 및 ZVS가 달성될 수 있다.According to the circuit illustrated in Figure 2, the duty ratio and frequency can be dynamically controlled at various coupling coefficients and loads to achieve constant current and ZVS.

도 3은 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치(100)의 개략적인 동작 프로세스를 나타내는 시퀀스도이며, 도 4는 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치(100)의 주파수를 조정하는 방법을 나타내는 시퀀스도이고, 도 5는 본 개시에 따른 입력전류 센싱의 도해 다이어그램을 나타낸다. 도 6은 도 1에 도시된 무선 전력 전송 장치(100)의 회로에 대응하는 등가 회로를 나타낸다. 도 7은 본 개시에 따른 PI 제어를 통해 단극 시비율을 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 개시에 따른 매트랩 기반의 바디 플랏(body plots)을 나타낸다.FIG. 3 is a sequence diagram showing a schematic operation process of a wireless power transmission device (100) according to the present disclosure, FIG. 4 is a sequence diagram showing a method for adjusting a frequency of a wireless power transmission device (100) according to the present disclosure, and FIG. 5 is a schematic diagram showing input current sensing according to the present disclosure. FIG. 6 shows an equivalent circuit corresponding to the circuit of the wireless power transmission device (100) shown in FIG. 1. FIG. 7 is a diagram for explaining a process of adjusting a single-pole duty ratio through PI control according to the present disclosure. FIG. 8 shows MATLAB-based body plots according to the present disclosure.

도 3을 참고하면, 컨트롤러(190)는 각 파라미터를 초기화할 수 있다(S310).Referring to FIG. 3, the controller (190) can initialize each parameter (S310).

컨트롤러(190)는 구동 주파수를 100kHz, 단극 시비율을 0.5, 입력 레퍼런스 전류를 10A, 제1 바운더리 전류를 -0.5, 제2 바운더리 전류를 -1.5, 임계입력전류를 1A, 출력임계전류를 12A로 설정할 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.The controller (190) can set the driving frequency to 100 kHz, the single-pole duty ratio to 0.5, the input reference current to 10 A, the first boundary current to -0.5, the second boundary current to -1.5, the critical input current to 1 A, and the output critical current to 12 A, but the embodiment is not limited thereto.

컨트롤러(190)는 ZVS 추적 및 정전류 추적을 활성화할 수 있다(S320).The controller (190) can activate ZVS tracking and constant current tracking (S320).

IPT 시스템이 정상 동작하고(S330), 센싱된 출력전류(Ib_sen)가 출력임계전류를 초과하거나 센싱된 입력전류(lin_sen)가 입력임계전류를 초과하는 경우(S340)에는 동작을 중지할 수 있다.The IPT system can be operated normally (S330) and the operation can be stopped when the sensed output current (I b_sen ) exceeds the output threshold current or the sensed input current (l in_sen ) exceeds the input threshold current (S340).

컨트롤러(190)는 센싱된 출력전류(Ib_sen)가 출력임계전류 이하이고 센싱된 입력전류(Iin_sen)가 입력임계전류 이하인 경우(S340), 무선 충전이 마칠‹š까지 무선 충전을 위한 전력 전송을 수행할 수 있다(S350).The controller (190) can perform power transfer for wireless charging until wireless charging is completed (S350) when the sensed output current (I b_sen ) is less than or equal to the output threshold current and the sensed input current (I in_sen ) is less than or equal to the input threshold current (S340).

도 4를 참고하면, 컨트롤러(190)는 ZVS 추적이 활성화되고(S410), 입력전류를 센싱한 후(S420), 카운터를 이용하여 주파수 제어를 위한 시간을 확보하고(S430~S450), 입력전류가 제1 바운더리 전류보다 큰 경우(S455), 구동 주파수를 증가시키고(가령, 200 Hz)(S460), 제1 바운더리 전류 이하이면서 제2 바운더리 전류 초과인 경우(S465), 구동 주파수를 감소시키고(S470), 아닌 경우, 주파수를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 4, the controller (190) activates ZVS tracking (S410), senses input current (S420), secures time for frequency control using a counter (S430 to S450), increases the driving frequency (e.g., 200 Hz) (S460) if the input current is greater than the first boundary current (S455), decreases the driving frequency (S470) if it is less than the first boundary current but greater than the second boundary current (S465), and otherwise maintains the frequency.

도 5를 참고하면, 인버터(120)의 스위치 조작에 의해 입력 전류의 센싱값이 제1 바운더리 미만이면서 제2 바운더리 이상으로 측정될 수 있다.Referring to FIG. 5, the sensing value of the input current can be measured as being less than the first boundary and more than the second boundary by operating the switch of the inverter (120).

도 8을 참고하면, 제어 루프가 안정적인 위상 및 진폭 마진이 확인될 수 있는데, 다양한 부하 조건에 대한 크기와 위상 곡선은 저주파 범위 내에서 거의 겹치므로 전체 부하 범위 내에서 안정성 여유가 거의 차이를 보이지 않는 것이 확인될 수 있다. Referring to Fig. 8, it can be confirmed that the control loop has stable phase and amplitude margins, and the magnitude and phase curves for various load conditions almost overlap within the low frequency range, so it can be confirmed that the stability margin shows little difference within the entire load range.

도 9 내지 도 11는 본 개시에 따른 서로 다른 과도 상태(transient conditions)에서 단극 시비율 제어의 PSIM 시뮬레이션 결과를 나타내며, 도 9는 다양한 커플링 계수(RL = 5 옴, Ib_ref = 10A)가 적용된 경우, 도 10은 다양한 부하 조건(k = 0.252, Ib_ref = 10A)이 적용된 경우, 도 11은 다양한 레퍼런스 전류 상태가 적용된 경우(k=0252, RL = 5 옴) 를 각각 나타낸다.FIGS. 9 to 11 show PSIM simulation results of single-pole ratio control under different transient conditions according to the present disclosure, wherein FIG. 9 shows the case where various coupling coefficients (R L = 5 ohm, I b_ref = 10A) are applied, FIG. 10 shows the case where various load conditions (k = 0.252, I b_ref = 10A) are applied, and FIG. 11 shows the case where various reference current conditions are applied (k = 0.252, R L = 5 ohm).

도 12(a) 및 도 12(b)는 본 개시에 따른 무선 전력 전송 장치(100)의 조정된 구동 주파수 및 시비율을 나타낸다.FIG. 12(a) and FIG. 12(b) show the adjusted driving frequency and duty ratio of the wireless power transmission device (100) according to the present disclosure.

도 13은 본 개시에 따른 출력 전력이 200 W인 경우의 입력 및 출력에 대응하는 전류 및 전압의 측정값을 나타내고, 도 14는 본 개시에 따른 출력 전력이 500 W인 경우의 입력 및 출력에 대응하는 전류 및 전압의 측정값을 나타낸다.FIG. 13 shows measured values of current and voltage corresponding to input and output when the output power according to the present disclosure is 200 W, and FIG. 14 shows measured values of current and voltage corresponding to input and output when the output power according to the present disclosure is 500 W.

도 13 및 도 14에서 ZVS 및 정전류가 달성되는 것이 확인될 수 있다.It can be confirmed that ZVS and constant current are achieved in Figs. 13 and 14.

상술한 바와 같이, 상기 컨트롤러(190)는 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 경우, 센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정할 수 있다.As described above, the controller (190) can adjust the unipolar duty cycle based on the sensed output current when the output current output through the rectifier is sensed and the input current is sensed, and can adjust the driving frequency based on the sensed input current.

상기 컨트롤러는, 상기 단극 시비율 및 상기 구동 주파수를 서로 독립적으로 조정할 수 있다.The above controller can independently adjust the single-pole ratio and the driving frequency.

상기 컨트롤러는, ZVS(zero-voltage switching) 추적 및 정전류(constant current) 추적을 활성화하고, 상기 센싱된 출력전류가 임계출력전류를 초과하거나 센싱된 입력전류가 임계입력전류를 초과하는 경우, 상기 단극 시비율 및 상기 주파수 조정을 중지할 수 있다.The above controller can activate zero-voltage switching (ZVS) tracking and constant current tracking, and stop the unipolar duty cycle and the frequency adjustment when the sensed output current exceeds a threshold output current or the sensed input current exceeds a threshold input current.

상기 컨트롤러는, ZVS(zero-voltage switching) 추적이 활성화된 경우, 센싱된 입력전류가 제1 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 증가시키고, 제1 바운더리전류 이하이고 제2 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 감소시키며, 제2 바운더리전류 이하인 경우, 구동 주파수를 유지하도록 조정할 수 있다.The above controller can be adjusted to increase the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current exceeds a first boundary current if zero-voltage switching (ZVS) tracking is activated, decrease the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current is lower than or equal to the first boundary current and exceeds a second boundary current, and maintain the driving frequency when the sensed input current is lower than or equal to the second boundary current.

상기 컨트롤러는, 상기 조정된 구동 주파수가 소정의 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 구동 주파수를 조정할 수 있다.The above controller can repeatedly adjust the driving frequency until the adjusted driving frequency exceeds a predetermined threshold value.

상기 컨트롤러는, 상기 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류 및 레퍼런스 전류를 이용한 PI 제어를 수행하여, 상기 단극 시비율을 조정할 수 있다.The above controller can adjust the single-pole ratio by performing PI control using the output current and reference current when adjusting the single-pole ratio.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. The steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or implemented by a combination of these.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, while the embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

100 : S-S 보상 IPT 기반 무선 전력 전송 장치.100: S-S compensation IPT based wireless power transfer device.

Claims (12)

S-S(Series-Series) 보상 IPT(inductive power transfer) 기반 무선 전력 전송 장치로서,
무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터;
상기 인버터의 시비율 및 주파수를 설정하는 컨트롤러;
상기 인버터와 일단이 연결되고 인덕터 기반의 S-S 보상 네트워크; 및
상기 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류단을 포함하며,
상기 컨트롤러는,
상기 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 경우, 센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정하도록 구성되고,
상기 컨트롤러는,
상기 단극 시비율 및 상기 구동 주파수를 서로 독립적으로 조정하도록 구성되고,
ZVS(zero-voltage switching) 추적 및 정전류(constant current) 추적을 활성화하고, 상기 센싱된 출력전류가 임계출력전류를 초과하거나 센싱된 입력전류가 임계입력전류를 초과하는 경우, 상기 단극 시비율 및 상기 주파수 조정을 중지하도록 구성되는, 무선 전력 전송 장치.
As a wireless power transmission device based on SS(Series-Series) compensation IPT(inductive power transfer),
Full bridge based inverter for wireless power transmission;
A controller for setting the duty ratio and frequency of the above inverter;
The above inverter is connected to one end and an inductor-based SS compensation network; and
It includes a rectifier that is connected to the other end of the above SS compensation network and rectifies the transmitted AC power into DC.
The above controller,
When the output current output through the above rectifier is sensed and the input current is sensed, the unipolar duty cycle is adjusted based on the sensed output current, and the driving frequency is adjusted based on the sensed input current.
The above controller,
It is configured to independently adjust the above-mentioned single-pole ratio and the above-mentioned driving frequency,
A wireless power transmission device configured to activate zero-voltage switching (ZVS) tracking and constant current tracking, and to stop the unipolar duty cycle and the frequency adjustment when the sensed output current exceeds a threshold output current or the sensed input current exceeds a threshold input current.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
ZVS(zero-voltage switching) 추적이 활성화된 경우, 센싱된 입력전류가 제1 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 증가시키고, 제1 바운더리전류 이하이고 제2 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 감소시키며, 제2 바운더리전류 이하인 경우, 구동 주파수를 유지하도록 조정하는, 무선 전력 전송 장치.
In the first paragraph,
The above controller,
A wireless power transmission device that, when ZVS (zero-voltage switching) tracking is activated, increases the driving frequency by a predetermined amount when the sensed input current exceeds the first boundary current, decreases the driving frequency by a predetermined amount when it is lower than the first boundary current and exceeds the second boundary current, and maintains the driving frequency when it is lower than the second boundary current.
제4항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 조정된 구동 주파수가 소정의 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 구동 주파수를 조정하도록 구성되는, 무선 전력 전송 장치.
In paragraph 4,
The above controller,
A wireless power transmission device configured to repeatedly adjust a driving frequency until the adjusted driving frequency exceeds a predetermined threshold.
제5항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류 및 레퍼런스 전류를 이용한 PI 제어를 수행하여, 상기 단극 시비율을 조정하도록 구성되는, 무선 전력 전송 장치.
In paragraph 5,
The above controller,
A wireless power transmission device configured to adjust the single-pole ratio by performing PI control using output current and reference current when adjusting the single-pole ratio.
S-S(Series-Series) 보상 IPT(inductive power transfer) 기반 무선 전력 전송 장치의 제어 방법으로서,
상기 무선 전력 전송 장치는, 무선 전력 송신을 위한 풀 브릿지 기반의 인버터, 상기 인버터의 시비율 및 주파수를 설정하는 컨트롤러, 상기 인버터와 일단이 연결되고 인덕터 기반의 S-S 보상 네트워크 및 상기 S-S 보상 네트워크의 타단과 연결되고 전송된 AC 전원을 DC로 정류하는 정류단을 포함하며,
상기 제어 방법은,
상기 정류단을 통해 출력된 출력전류가 센싱되고 입력전류가 센싱되는 단계; 및
센싱된 출력전류에 기초하여 단극 시비율(unipolar duty cycle)을 조정하고, 센싱된 입력전류에 기초하여 구동 주파수를 조정하는 단계를 포함하고,
상기 조정하는 단계는,
상기 단극 시비율 및 상기 구동 주파수를 서로 독립적으로 조정하는 단계를 포함하고,
상기 제어 방법은,
ZVS(zero-voltage switching) 추적 및 정전류(constant current) 추적을 활성화하고, 상기 센싱된 출력전류가 임계출력전류를 초과하거나 센싱된 입력전류가 임계입력전류를 초과하는 경우, 상기 단극 시비율 및 상기 주파수 조정을 중지하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
A control method for a wireless power transmission device based on SS(Series-Series) compensation IPT(inductive power transfer),
The wireless power transmission device comprises a full bridge-based inverter for wireless power transmission, a controller for setting the duty ratio and frequency of the inverter, an inductor-based SS compensation network connected to one end of the inverter and a rectifier connected to the other end of the SS compensation network and rectifying the transmitted AC power into DC.
The above control method is,
A step in which the output current output through the above rectifier is sensed and the input current is sensed; and
A step of adjusting the unipolar duty cycle based on the sensed output current and adjusting the driving frequency based on the sensed input current is included.
The above adjustment steps are:
Including a step of independently adjusting the above-mentioned single-pole ratio and the above-mentioned driving frequency,
The above control method is,
A method for controlling a wireless power transmission device, further comprising the steps of activating zero-voltage switching (ZVS) tracking and constant current tracking, and stopping the single-pole duty ratio and the frequency adjustment when the sensed output current exceeds a threshold output current or the sensed input current exceeds a threshold input current.
삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 조정하는 단계는,
ZVS(zero-voltage switching) 추적이 활성화된 경우, 센싱된 입력전류가 제1 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 증가시키고, 제1 바운더리전류 이하이고 제2 바운더리전류를 초과한 경우, 구동 주파수를 소정 만큼 감소시키며, 제2 바운더리전류 이하인 경우, 구동 주파수를 유지하도록 조정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
In Article 7,
The above adjustment steps are:
A method for controlling a wireless power transmission device, comprising the steps of: when ZVS (zero-voltage switching) tracking is activated, if the sensed input current exceeds a first boundary current, increasing the driving frequency by a predetermined amount; when the sensed input current is lower than or equal to the first boundary current and exceeds a second boundary current, decreasing the driving frequency by a predetermined amount; and when the sensed input current is lower than or equal to the second boundary current, maintaining the driving frequency.
제10항에 있어서,
상기 조정하는 단계는,
상기 조정된 구동 주파수가 소정의 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 구동 주파수를 조정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
In Article 10,
The above adjustment steps are:
A control method for a wireless power transmission device, comprising the step of repeatedly adjusting a driving frequency until the adjusted driving frequency exceeds a predetermined threshold value.
제11항에 있어서,
상기 조정하는 단계는,
상기 단극 시비율을 조정할 때, 출력 전류 및 레퍼런스 전류를 이용한 PI 제어를 수행하여, 상기 단극 시비율을 조정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
In Article 11,
The above adjustment steps are:
A method for controlling a wireless power transmission device, comprising the step of adjusting the single-pole ratio by performing PI control using output current and reference current when adjusting the single-pole ratio.
KR1020220153330A 2022-11-16 2022-11-16 Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer Active KR102812101B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220153330A KR102812101B1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220153330A KR102812101B1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240071623A KR20240071623A (en) 2024-05-23
KR102812101B1 true KR102812101B1 (en) 2025-05-22

Family

ID=91283606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220153330A Active KR102812101B1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102812101B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207795A (en) * 2013-04-15 2014-10-30 日産自動車株式会社 Non-contact power supply system
WO2015008506A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 株式会社Ihi Power supply device and contactless power supply system
CN113162165A (en) * 2021-04-09 2021-07-23 西安交通大学 Mutual inductance controllable one-way wireless charging control method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150139067A (en) 2014-06-02 2015-12-11 한국철도기술연구원 constant current control method by load variation of railway vehicle
WO2020087360A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-07 华为技术有限公司 Wireless charging receiving apparatus, method, terminal, and system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207795A (en) * 2013-04-15 2014-10-30 日産自動車株式会社 Non-contact power supply system
WO2015008506A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 株式会社Ihi Power supply device and contactless power supply system
CN113162165A (en) * 2021-04-09 2021-07-23 西安交通大学 Mutual inductance controllable one-way wireless charging control method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240071623A (en) 2024-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Maximum efficiency tracking for wireless power transfer systems with dynamic coupling coefficient estimation
US10243409B2 (en) Load control for bi-directional inductive power transfer systems
US12049144B2 (en) Transmit end, receive end, method, and system for wireless charging
US9796284B2 (en) Wireless power supply system and power transmission device
Madawala et al. Current sourced bi-directional inductive power transfer system
US10148128B2 (en) Power-supplying device, and wireless power-supplying system
JP6103445B2 (en) Non-contact charging device power supply device
KR101775234B1 (en) Wireless Power Transfer System and Operating method thereof
US20130293192A1 (en) Contactless power transfer system
Madawala et al. New technique for inductive power transfer using a single controller
US9738170B2 (en) Wireless power supply system and power transmission device
WO2014010518A1 (en) Power-receiving device and power transfer system
EP2985868B1 (en) Power supply apparatus and non-contact power supply system
CN104247565A (en) Method for operating an llc resonant converter for an illuminant, converter and led converter
EP3522333B1 (en) Contactless power supply device
US20220190647A1 (en) Power transmitting device and wireless power transmission system
CN110771006A (en) Apparatus and method for actively generating and applying reactive power into an inductive transmission system
KR102812101B1 (en) Method and apparatus for transfering wireless power based on series-series compesated inductive power transfer
Zhao et al. Performance optimization of LC bi-directional inductive power transfer system
Neath et al. Frequency jitter control of a multiple pick-up Bidirectional Inductive Power Transfer system
KR101996966B1 (en) Wireless Power Transfer System and Operating method thereof
CN120262713A (en) A wireless charging control system and output power control method thereof
US20220181910A1 (en) Power receiving device, movable unit, and wireless power transmission system
US20230231465A1 (en) Advanced Power Control Techniques
Ozawa et al. Implementation and evaluation of pre-and post-regulation control with class-e 2 wireless power transfer system

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20221116

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240905

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250428

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250520

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250520

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration