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1. KR1020170016626 - WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF

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[ KO ]
무선전력전송 시스템 및 이의 구동 방법. {Wireless Power Transfer System and Operating method thereof}
기 술 분 야
 본 발명은 무선전력전송 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
배경기술
 일반적으로 각종 전자 기기가 배터리를 구비하고, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 구동한다. 이 때 전자 기기에서, 배터리는 교체될 수 있으며, 재차 충전될 수도 있다. 이를 위해, 전자 기기는 외부의 충전 장치와 접촉하기 위한 접촉 단자를 구비한다. 즉 전자 기기는 접촉 단자를 통해, 충전 장치와 전기적으로 연결된다. 그런데, 전자 기기에서 접촉 단자가 외부로 노출됨에 따라, 이물질에 의해 오염되거나 습기에 의해 단락(short)될 수 있다. 이러한 경우, 접촉 단자와 충전 장치 사이에 접촉 불량이 발생되어, 전자 기기에서 배터리가 충전되지 않는 문제점이 있다.
 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전자 기기를 충전하기 위한 무선전력전송(Wireless Power Transfer; WPT)이 제안되고 있다.
 무선전력전송 시스템은 공간을 통하여 선 없이 전력을 전달하는 기술로써, 모바일(Mobile) 기기 및 디지털 가전 기기들에 대한 전력 공급의 편의성을 극대화한 기술이다.
 무선전력전송 시스템은 실시간 전력 사용 제어를 통한 에너지 절약, 전력 공급의 공간 제약 극복 및 배터리 재충전을 이용한 폐 건전지 배출량 절감 등의 강점을 지닌다.
 무선전력전송 시스템의 구현 방법으로써 대표적으로 자기유도방식과 자기공진방식이 있다. 자기유도방식은 두 개의 코일을 근접시켜 한쪽의 코일에 전류를 흘려 그에 따라 발생한 자속을 매개로 하여 다른 쪽의 코일에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술로써, 수백 kHz의 주파수를 사용할 수 있다. 자기 공진 방식은 전자파나 전류를 이용하지 않고 전장 또는 자장만을 이용하는 자기 공명 기술로써 전력 전송이 가능한 거리가 수 미터 이상으로써, 수 MHz의 대역을 이용할 수 있다.
 무선전력전송 시스템은 무선으로 전력을 전송하는 송신장치와 전력을 수신하여 배터리 등 부하를 충전하는 수신장치를 포함한다. 이 때 수신장치의 충전 방식, 즉 자기 유도 방식과 자기 공진 방식 중 어느 하나의 충전 방식을 택할 수 있고, 수신장치의 충전 방식에 대응하여 무선으로 전력을 전달할 수 있는 송신장치가 개발되고 있다.
 한편 하나의 송신장치를 이용하여 복수개의 수신장치를 동시에 무선 충전하는 경우에 있어서, 상기 복수개의 수신장치는 상기 송신장치에서 발생하는 동일한 자기장을 통하여 전력을 수신하므로, 전체 시스템 동작이 불안정해지는 문제점이 있다. 예를 들어 동일한 전력 전송 효율을 가지는 두 개의 수신장치인 A, B 수신장치가 동시에 무선 전력을 수신하는 경우, 상기 A 수신장치에 적정 수신전력이 수신되면, 상기 B 수신장치에는 수신 전력이 부족해질 수 있고, 부족한 수신 전력을 보강하기 위하여 송신장치의 출력 전력을 높이는 경우, A 수신장치에는 과도한 전력이 수신되고, A 수신장치는 과도한 전력이 수신되므로, 송신장치의 출력 전력을 낮추는 경우, 상기 B 수신장치의 수신 전력이 부족해지는 문제가 반복되어 전체 시스템 동작이 불안정 해지는 문제가 있다.
발명의 상세한 설명
   해결하려는 과제
 실시예는 멀티 충전에 있어서 시스템 안정성을 확보하고 전체 시스템의 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선전력전송 시스템 및 이의 구동 방법을 제공할 수 있다.
   과제의 해결 수단
 실시예는 복수의 수신장치에 무선 충전 전력을 전송하는 송신장치의 구동 방법에 있어서, 상기 송신장치는, 상기 복수의 수신장치 각각의 교류/직류 변환부의 출력 전압 및 상기 복수의 수신장치 각각의 출력 전력에 대한 정보를 포함한 파라미터를 수신하여 이를 기초로 최적 출력 제어 전압을 포함한 수신장치 제어 정보를 생성하고, 상기 수신장치 제어 정보는 상기 복수의 수신장치 중 적어도 하나에 전송하여, 상기 수신장치 제어 정보를 수신한 수신장치가 상기 최적 출력 제어 전압에 기반으로 생성한 요구 전압에 대한 정보를 수신하고 이를 기반으로 무선 전력을 생성하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
 실시예는 상기 파라미터 및 상기 요구 전압에 대한 정보를 상기 출력 전압의 최대값인 최대 출력 전압, 최소값인 최소 출력 전압 그리고 최적값인 최적 출력 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는 상기 수신장치 제어 정보는 충전을 인에이블/디스에이블하는정보 및 허여(permission) 정보를 더 포함하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 복수의 수신장치는 제1및 제2수신장치를 포함하고, 상기 송신장치는, 상기 제1수신장치의 제1교류/직류 변환부의 제1출력 전력과 제1출력 전압 그리고 상기 제2수신장치의 제2교류/직류 변환부의 제2 출력 전력과 제2 출력 전압을 기반으로 상기 제1및 제2수신장치에 각각에 대한 제1및 제2최적 출력 제어 전압을 생성하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예의, 상기 송신장치는, 상기 제1및 제2출력 전력과 상기 제1 및 제2출력 전압의 관계가 수학식 1을 충족하는지 판단하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 수학식 1
 
 수학식 1에서 Prx1은 제1출력 전력, Prx2는 제2출력 전력, Vrect1은 제1출력 전압, Vrect2는 제2출력 전압이다.
 실시예는, 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제1출력 제어 전압을 설정하여 상기 제1출력 제어 전압에 대한 정보를 포함한 제1수신장치 제어 정보를 상기 제1수신장치로 전송하고, 상기 제1수신장치가 상기 제1 수신장치 제어 정보를 기반으로 생성한 제1요구전압을 수신하여 상기 제1요구전압을 기반으로 무선 전력을 생성하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제2 출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제2 출력 제어 전압을 설정하여 상기 제2출력 제어 전압에 대한 정보를 포함한 제2 수신장치 제어 정보를 상기 제2수신장치로 전송하고, 상기 제2 수신장치가 상기 제2 수신장치 제어 정보를 기반으로 생성한 제2 요구전압을 수신하여 상기 제2 요구전압을 기반으로 무선 전력을 생성하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제1출력 제어 전압이 없거나, 상기 제2 출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제2 출력 제어 전압이 없는 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 중 어느 하나로 설정하고, 상기 제2 출력 제어 전압은 상기 제2 출력 전압의 최대값 및 최소값 중 어느 하나로 설정하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1출력 전력이 상기 제2출력 전력보다 큰 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최대값으로 설정하고, 상기 제2 출력 제어 전압은 상기 제2 출력 전압의 최소값으로 설정하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1출력 전력이 상기 제2출력 전력보다 작은 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최소값으로 설정하고, 상기 제2 출력 제어 전압은 상기 제2 출력 전압의 최대값으로 설정하는 송신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 복수의 무선전력수신장치에 무선 전력을 전송하는 무선전력송신장치의 무선전력전송 방법에 있어서, 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 제 1 수신전력정보를 수신하는 단계; 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압을 결정하는 단계; 및 상기 최적 출력제어전압에 기반하여 조절된 전력을 복수의 무선전력수신장치에게 전송하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 복수의 수신장치 각각의 수신장치 제어 정보를 상기 복수 무선전력수신장치에게 전송하는 단계; 상기 복수의 무선전력수신장치 각각으로부터 제 2 수신전력정보를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 수신전력정보에 기반하여 조절된 전력을 복수의 무선전력수신장치에 전송하는 단계를 포함하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신전력정보는 무선전력수신기의 교류/직류 변환부의 출력 전압, 상기 출력전압의 최대값인 최대 출력 전압, 최소값인 최소 출력 전압 그리고 최적값인 최적 출력 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신장치 제어 정보는 상기 최적 출력제어전압을 포함하고,
 상기 제 2수신전력정보는 상기 최적 출력제어전압을 기반으로 결정된 것을 특징으로 하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신장치 제어 정보는 충전을 인에이블/디스에이블하는정보 및 허여(permission) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압은 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 교류/직류 변환부의출력 전력 값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압은 수학식 1을 만족하는 상기 제1 출력전압(V_rect1) 또는 제2출력 전압(V_rect2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 수학식 1
 
 수학식 1에서 Prx1 및Prx2는 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 교류/직류 변환부의출력 전력 값이다.
 실시예는, 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압이 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 상기 제1수신전력정보에 포함된 최대 출력 전압 및 상기최소 출력 전압의 범위에 포함되지 않는 경우, 상기 복수의 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압은 상기 최대 출력 전압 또는 상기최소 출력 전압으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 무선전력송신장치로부터 무선 전력을 수신하는 무선전력수신장치의 무선전력수신 방법에 있어서, 제 1 수신전력정보를 상기 무선전력송신장치로 전송하는 단계; 상기 무선전력송신장치로부터 수신장치 제어 정보을 수신하는 단계; 상기 수신장치 제어 정보에 기반하여 제 2 수신전력정보를 결정하는 단계; 상기 제 2 수신전력정보를 상기 무선전력송신장치로 전송하는 단계; 및 상기 무선전력송신장치로부터 상기 제 2 수신전력정보에 기반하여 조절된 무선전력을 수신하는 단계를 포함하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신전력정보는 무선전력수신기의 교류/직류 변환부의 출력 전압, 상기 출력전압의 최대값인 최대 출력 전압, 최소값인 최소 출력 전압 그리고 최적값인 최적 출력 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신장치 제어 정보는 상기 최적 출력제어전압을 포함하고, 상기 제 2수신전력정보는 상기 최적 출력제어전압을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1수신장치 제어 정보는 충전을 인에이블/디스에이블하는정보 및 허여(permission) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 무선전력송신장치는 상기 무선전력수신장치와 구분되는 별도 무선전력수신장치에게 무선전력을 제공하고, 상기 무선전력수신장치 최적 출력제어전압은 상기 무선전력수신장치의 교류/직류 변환부의출력 전력 값과 상기 별도 무선전력수신장치의 교류/직류 변환부의 출력 전력값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 무선전력수신장치와 상기 별도 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압은 수학식 1을 만족하는 상기 제1 출력전압(V_rect1) 또는 제2출력 전압(V_rect2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 수학식 1
 
 수학식 1에서 Prx1 및Prx2는 상기 무선전력수신장치와 상기 별도 무선전력수신장치 각각의 교류/직류 변환부의출력 전력 값이다.
 실시예는, 상기 무선전력수신장치와 상기 별도 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압이 상기 무선전력수신장치와 상기 별도 무선전력수신장치 각각의 상기 제1수신전력정보에 포함된 최대 출력 전압 및 상기최소 출력 전압의 범위에 포함되지 않는 경우, 상기 무선전력수신장치와 상기 별도 무선전력수신장치 각각의 최적 출력제어전압은 상기 최대 출력 전압 또는 상기최소 출력 전압으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력수신 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 송신장치로부터 무선 충전 전력을 수신하는 제1및 제2 수신장치 중 제1 수신장치의 구동 방법에 있어서, 상기 제1 수신장치는, 자신의 제1교류/직류 변환부의 제1출력 전압 및 제1출력 전력에 대한 정보를 포함한 파라미터를 상기 송신장치로 전송하고, 상기 파라미터에 기초하여 생성된 제1최적 출력 제어 전압을 포함한 수신장치 제어 정보를 상기 송신장치로부터 수신하고, 상기 제1최적 출력 제어 전압을 기초하여 요구전압에 대한 정보를 생성하여 상기 송신장치로 전송하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 파라미터 및 상기 요구전압에 대한 정보는 상기 제1출력 전압의 최대값인 제1최대 출력 전압, 최소값인 제1최소 출력 전압 그리고 최적값인 제1최적 출력 전압 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 수신장치 제어 정보는 충전을 인에이블/디스에이블하는정보 및 허여(permission) 정보를 더 포함하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 송신장치는, 상기 제1수신장치의 제1교류/직류 변환부의 제1출력 전력과 제1출력 전압 상기 제2수신장치의 제2교류/직류 변환부의 제2 출력 전력과 제2출력 전압을 기반으로, 상기 제1및 제2수신장치에 각각에 대한 제1및 제2최적 출력 제어 전압을 생성하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 송신장치는, 상기 제1및 제2출력 전력과 상기 제1 및 제2출력 전압의 관계가 수학식 1을 충족하는지 판단하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 수학식 1
 
 수학식 1에서 Prx1은 제1출력 전력, Prx2는 제2출력 전력, Vrect1은 제1출력 전압, Vrect2는 제2출력 전압이다.
 실시예는, 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제1출력 제어 전압이 설정되고, 상기 제1출력 제어 전압에 대한 정보를 포함한 수신장치 제어 정보를 수신하여 이를 기반으로 제1요구전압을 생성하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제1출력 제어 전압이 없거나, 상기 제2 출력 전압의 최대값 및 최소값 범위 내에서 상기 수학식 1을 충족하는 제2 출력 제어 전압이 없는 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최대값 및 최소값 중 어느 하나로 설정하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 제1출력 전력이 상기 제2출력 전력보다 큰 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최대값으로 설정하고, 상기 제1출력 전력이 상기 제2출력 전력보다 작은 경우, 상기 제1출력 제어 전압은 상기 제1출력 전압의 최소값으로 설정하는 제1수신장치의 구동 방법을 제공할 수도 있다.
 실시예는, 복수의 수신장치의 수신측 공진회로와 공진 결합한 송신측 공진회로; 교류 전력을 생성하여 상기 송신측 공진회로에 출력하는 전력 변환장치; 및 상기 전력 변환장치를 제어하는 제어장치;를 포함하고, 상기 복수의 수신장치 각각의 정류 전압의 최소 및 최대 값을 기반으로 최적 정류 제어 전압을 생성하여 이를 전송하고, 상기 최적 정류 제어 전압을 기반으로 생성된 상기 수신장치의 요구전압을 기반으로 무선 전력을 생성하는 송신 장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 상기 복수의 수신장치 중 어느 하나인 제1 수신장치의 제1출력 전력과 상기 복수의 수신장치 중 다른 하나인 제2 수신장치의 제2출력 전력을 수신하여 이를 기반으로 상기 최적 정류 제어 전압을 설정하는 송신 장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 상기 제1 출력 전력이 상기 제2 출력 전력 보다 작은 경우, 상기 제1수신장치의 요구 전압이 상기 제2수신장치의 요구 전압보다 작도록 하는 상기 최적 정류 제어 전압을 생성하는 송신 장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 상기 제1 출력 전력이 상기 제2 출력 전력 보다 작은 경우, 상기 제1수신장치의 요구 전압이 상기 제2수신장치의 요구 전압보다 작도록 하는 상기 최적 정류 제어 전압을 상기 정류 전압의 최소값 및 최대값 범위 내에서 설정할 수 없는 경우, 상기 제1수신장치의 요구 전압이 상기 제1수신장치의 정류 전압의 최소값이 되도록 하고, 상기 제2수신장치의 요구 전압을 상기 제2수신장치의 정류 전압의 최대값이 되도록 상기 정류 제어 전압을 설정하는 송신 장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 상기 정류 제어 전압의 정보는 상기 수신장치의 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하는 수신장치 제어 정보에 포함되어 상기 수신장치에 전송되는 송신 장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 송신장치의 송신측 공진회로와 공진 결합한 수신측 공진회로; 상기 수신측 공진회로로부터의 교류 전력을 정류하는 정류장치; 및 상기 정류정차의 정류 전압을 제어하는 제어장치;를 포함하고, 상기 정류 전압에 대한 정보를 상기 송신장치로 전송하고, 상기 송신장치로부터 상기 정류 전압에 대한 정보를 기반으로 생성된 정류 제어 전압을 수신하여 이를 기반으로 요구 전압을 생성하여 상기 송신장치로 전송하는 수신장치를 제공할 수 있다.
 실시예는, 상기 정류 제어 전압은 상기 정류 전압의 최소값 내지 최대값 중 어느 하나의 전압값인 수신장치를 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 요구 전압에 기초하여 생성된 무선 전력을 수신하는 수신장치를 제공할 수도 있다.
 실시예는, 상기 정류 제어 전압의 정보는 상기 수신장치의 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하는 수신장치 제어 정보에 포함되어 상기 수신장치에 전송되는 수신장치를 제공할 수도 있다.
   발명의 효과
 실시예에 따르면, 복수의 수신장치들로부터 제공되는 수신장치 다이나믹 파라미터에 기초하여 시시 각각 충전 전력을 조절하는 경우, 어느 하나의 수신장치의 전력 효율만을 고려함에 따라 발생하는 시스템 불안정을 해소할 수 있는 무선전력전송 시스템 및 이의 구동 방법을 제공할 수 있다.
 또한 실시예에 따르면, 복수의 수신장치를 동시 충전 시 전체 시스템에 가장 적합한 충전 효율을 고려하여 무선 충전을 수행함으로써 멀티 충전의 효율성과 안정성을 확보할 수 있다.
 또한 실시예에 따르면, 복수의 수신장치들 각각의 수신측 교류/직류 변환부의 최적 출력 전압을 재 조정함으로써, 멀티 충전의 안정성을 확보할 수 있다.
도면의 간단한 설명
 도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.
도 2는 자기 공진 방식 등가회로이다.
도 3a 및 3b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 송신장치를 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 수신장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 무선전력전송 시스템의 동작 흐름도이다.
도 6a 는송신장치와 이로부터 무선 전력을 수신하는 제1및 제2수신장치를 나타낸 도면이다.
도 6b는 송신장치와 제1및 제2수신장치의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 송신장치의 동작 흐름도이고, 도 8은 수신장치의 동작 흐름도이다.
도9는 송신장치와 제1 및 제2 수신장치의 동작 흐름도이다.
도 10은 도 9의 동작 순서도이다.
도11은 송신장치와 제1 및 제2 수신장치의 동작 흐름도이다.
도 12는 도 11의 동작 순서도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 이하, 본 발명의 실시예에 의한 무선으로 전력을 전송하는 기능을 구비한 송신장치와 무선으로 전력을 수신하는 수신장치를 포함한 무선전력전송 시스템을 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
 실시예는 무선 전력 전송을 위하여 저주파(50kHz)부터 고주파(15MHz)까지의 다양한 종류의 주파수 대역을 선택적으로 사용하며, 시스템 제어를 위하여 데이터 및 제어신호를 교환할 수 있는 통신시스템을 포함할 수도 있다.
 실시예는 배터리를 사용하거나 필요로 하는 전자기기를 사용하는 휴대단말 산업, 스마트 시계 산업, 컴퓨터 및 노트북 산업, 가전기기 산업, 전기자동차 산업, 의료기기 산업, 로봇 산업 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있다.
 실시예는하나 또는 복수개의 전송 코일을 사용하여 한 개 이상의 다수기기에 전력 전송이 가능한 시스템을 고려할 수 있다.
 실시예에 따르면 스마트폰, 노트북 등 모바일기기에서의 배터리 부족문제를 해결할 수 있고, 일 예로 테이블에 무선충전패드를 놓고 그 위에서 스마트폰, 노트북을 사용하면 자동으로 배터리가 충전되어 장시간 사용할 수 있게 된다. 또한 까페, 공항, 택시, 사무실, 식당 등 공공장소에 무선충전패드를 설치하면 모바일기기 제조사별로 상이한 충전단자에 상관없이 다양한 모바일기기를 충전할 수 있다. 또한 무선전력전송 기술이 청소기, 선풍기 등의 생활가전제품에 적용되면 전원케이블을 찾아 다닐 필요가 없게 되고 가정 내에서 복잡한 전선이 사라지면서 건물 내 배선이 줄고 공간활용 폭도 넓어질 수 있다. 또한 현재의 가정용 전원으로 전기자동차를 충전할 경우 많은 시간이 소요되지만 무선전력전송 기술을 통해서 고전력을 전송한다면 충전시간을 줄일 수 있게 되고 주차장 바닥에 무선충전시설을 설치하게 되면 전기자동차 주변에 전원케이블을 준비 해야 하는 불편함을 해소 할 수 있다.
 실시예에서 사용되는 용어와 약어는 다음과 같다.
  무선전력전송 시스템 (Wireless Power Transfer System): 자기장 영역 내에서 무선 전력 전송을 제공하는 시스템
  송신장치(Wireless Power Transfer System-Charger; Power Transfer Unit: PTU): 자기장 영역 내에서 전력수신기에게 무선전력전송을 제공하며 시스템 전체를 관리하는 장치로 송신장치 또는 송신기로 지칭할 수 있다.
  수신장치(Wireless Power Receiver System-Device; Power Receiver Unit: PRU): 자기장 영역 내에서 전력송신기로부터 무선전력 전송을 제공받는 장치로 수신장치 또는 수신기로 지칭할 수 있다.
  충전 영역(Charging Area): 자기장 영역 내에서 실제적인 무선 전력 전송이 이루어지는 지역이며, 응용 제품의 크기, 요구 전력, 동작주파수에 따라 변할 수 있다.
  S 파라미터(Scattering parameter): S 파라미터는 주파수 분포상에서 입력전압 대 출력전압의 비로 입력 포트 대 출력 포트의 비(Transmission; S21) 또는 각각의 입/출력 포트의 자체 반사값, 즉 자신의 입력에 의해 반사되어 돌아오는 출력의 값(Reflection; S11, S22).
  품질 지수 Q(Quality factor): 공진에서 Q의 값은 주파수 선택의 품질을 의미하고 Q 값이 높을수록 공진 특성이 좋으며, Q 값은 공진기에서 저장되는 에너지와 손실되는 에너지의 비로 표현됨.
 무선으로 전력을 전송하는 원리를 살펴보면, 무선 전력 전송 원리로 크게 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 있다.
 자기 유도 방식은 소스 인덕터(Ls)와 부하 인덕터(Ll)를 서로 근접시켜 한쪽의 소스 인덕터(Ls)에 전류를 흘리면 발생하는 자속을 매개로 부하 인덕터(Ll)에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술이다. 그리고 자기공진 방식은 2개의 공진기를 결합하는 것으로 2개의 공진기 간의 고유 주파수에 의한 자기 공진이 발생하여 동일 주파수로 진동 하면서 동일 파장 범위에서 전기장 및 자기장을 형성시키는 공명 기법을 활용하여 에너지를 무선으로 전송하는 기술이다.
  도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.
 도 1을 참조하면, 자기 유도 방식 등가회로에서 송신장치는 전원을 공급하는 장치에 따른 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs), 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs) 그리고 수신장치와의 자기적 결합을 위한 소스 코일(Ls)로 구현될 수 있고, 수신장치는 수신장치의 등가 저항인 부하 저항(Rl), 임피던스 매칭을 위한 부하 커패시터(Cl) 그리고 송신장치와의 자기적 결합을 위한 부하 코일(Ll)로 구현될 수 있고, 소스 코일(Ls)과 부하 코일(Ll)의 자기적 결합 정도는 상호 인덕턴스(Msl)로 나타낼 수 있다.
 도 1에서 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs)와 부하 커패시터(Cl)이 없는 오로지 코일로만 이루어진 자기 유도 등가회로로부터 입력전압 대 출력전압의 비(S21)를 구하여 이로부터 최대 전력 전송 조건을 찾으면 최대 전력 전송 조건은 이하 수학식 1을 충족한다.
  수학식 1
 Ls/Rs=Ll/Rl
 상기 수학식 1에 따라 송신 코일(Ls)의 인덕턴스와 소스 저항(Rs)의 비와 부하 코일(Ll)의 인덕턴스와 부하 저항(Rl)의 비가 같을 때 최대 전력 전송이 가능하다. 인덕턴스만 존재하는 시스템에서는 리액턴스를 보상할 수 있는 커패시터가 존재하지 않기 때문에 최대 전력 전달이 이루이지는 지점에서 입/출력 포트의 자체 반사값(S11)의 값은 0이 될 수 없고, 상호 인덕턴스(Msl) 값에 따라 전력 전달 효율이 크게 변화할 수 있다. 그리하여 임피던스 매칭을 위한 보상 커패시터로써 송신장치에 소스 커패시터(Cs)가 부가될 수 있고, 수신장치에 부하 커패시터(Cl)가 부가될 수 있다. 상기 보상 커패시터(Cs, Cl)는 예로 수신 코일(Ls) 및 부하 코일(Ll) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한 임피던스 매칭을 위하여 송신장치 및 수신장치 각각에는 보상 커패시터 뿐만 아니라 추가적인 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 소자가 더 부가될 수 있다.
  도 2는 자기 공진 방식 등가회로이다.
 도 2를 참조하면, 자기 공진 방식 등가회로에서 송신장치는 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs) 그리고 소스 인덕터(Ls)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 소스 코일(Source coil)과 송신측 공진 인덕터(L1)와 송신측 공진 커패시터(C1)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 송신측 공진 코일(Resonant coil)로 구현되고, 수신장치는 부하 저항(Rl)와 부하 인덕터(Ll)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 부하 코일(Load coil)과 수신측 공진 인덕터(L2)와 수신측 공진 커패시터(C2)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 수신측 공진 코일로 구현되며, 소스 인덕터(Ls)와 송신측 인덕터(L1)는 K01의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 부하 인덕터(Ll)와 부하측 공진 인덕터(L2)는 K23의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 송신측 공진 인덕터(L1)와 수신측 공진 인덕터(L2)는 K12의 결합 계수로 자기적으로 결합된다. 또 다른 실시예의 등가회로에서는 소스 코일 및/또는 부하 코일을 생략하고 송신측 공진 코일과 수신측 공진 코일만으로 이루어질 수도 있다.
 자기 공진 방식은 두 공진기의 공진 주파수가 동일할 때에는 송신장치의 공진기의 에너지의 대부분이 수신장치의 공진기로 전달되어 전력 전달 효율이 향상될 수 있고, 자기 공진 방식에서의 효율은 이하 수학식 2를 충족할 때 좋아진다.
  수학식 2
 k/Γ >> 1 (k는 결합계수, Γ 감쇄율)
 자기 공진 방식에서 효율을 증가시키기 위하여 임피던스 매칭을 위한 소자를 부가할 수 있고, 임피던스 매칭 소자는 인덕터 및 커패시터와 같은 수동 소자가 될 수 있다.
 이와 같은 무선 전력 전송 원리를 바탕으로 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전달하기 위한 무선전력전송 시스템을 살펴본다.
  <송신장치>
  도 3a 및 도 3b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 송신장치를 나타낸 블록도이다.
 도 3a를 참조하면, 실시예에 따른 무선전력전송 시스템은 송신장치(1000)와 상기 송신장치(1000)로부터 무선으로 전력을 전송받는 수신장치(2000)를 포함할 수 있다. 상기 송신장치(1000)는 입력되는 교류 신호를 전력 변환하여 교류 신호로 출력하는 전력변환부(101)와 상기 전력변환부(101)로부터 출력되는 교류 신호에 기초하여 자기장을 생성하여 충전 영역 내의 수신장치(2000)에 전력을 제공하는 공진회로부(102) 및 상기 전력변환부(101)의 전력 변환을 제어하고, 상기 전력변환부(101)의 출력 신호의 진폭과 주파수를 조절하고, 상기 공진회로부(102)의 임피던스 매칭을 수행하며, 상기 전력변환부(101) 및 상기 공진회로부(102)로부터 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하며, 상기 수신장치(2000)와 무선 통신할 수 있는 제어부(103)를 포함할 수 있다. 상기 전력변환부(101)는 교류신호를 직류로 변환하는 전력변환부, 직류의 레벨을 가변하여 직류를 출력하는 전력변환부, 직류를 교류로 변환하는 전력변환부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 상기 공진회로부(102)는 코일과 상기 코일과 공진할 수 있는 임피던스 매칭부를 포함할 수 있다. 또한 상기 제어부(103)는 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하기 위한 센싱부와 무선 통신부를 포함할 수 있다.
  구체적으로 도 3b를 참조하면, 상기 송신장치(1000)는 송신측 교류/직류 변환부(1100), 송신측 직류/교류 변환부(1200), 송신측 임피던스 매칭부(1300), 송신 코일부(1400) 그리고 송신측 통신 및 제어부(1500)을 포함할 수 있다.
 송신측 교류/직류 변환부(1100)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 외부로부터 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부로써, 상기 송신측 교류/직류 변환부(1100)는 서브 시스템으로 정류기(1110)와 송신측 직류/직류 변환부(1120)을 포함할 수 있다. 상기 정류기(1110)는 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 시스템으로써 이를 구현하는 실시예로 고주파수 동작 시 상대적으로 높은 효율을 가지는 다이오드 정류기, 원-칩(one-chip)화가 가능한 동기 정류기 또는 원가 및 공간 절약이 가능하고 및 데드 타임(Dead time)의 자유도가 높은 하이브리드 정류기가 될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 교류를 직류로 변환하는 시스템이라면 적용 가능하다. 또한 상기 송신측직류/직류 변환부(1120)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 정류기(1110)으로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절하는 것으로 이를 구현하는 예로 입력 신호의 레벨을 낮추는 벅 컨버터(Buck converter), 입력 신호의 레벨을 높이는 부스트 컨버터(Boost converter), 입력 신호의 레벨을 낮추거나 높일 수 있는 벅 부스트 컨버터(Buck Boost converter) 또는 축 컨버터(Cuk converter)가 될 수 있다. 또한 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)는 전력 변환 제어 기능을 하는 스위치소자와 전력 변환 매개 역할 또는 출력 전압 평활 기능을 하는 인덕터및 커패시터, 전압 이득을 조절 또는 전기적인 분리 기능(절연 기능)을 하는 트랜스 등을 포함할 수 있으며, 입력되는 직류 신호에 포함된 리플 성분 또는 맥동 성분(직류 신호에 포함된 교류 성분)을 제거하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)의 출력 신호의 지령치와 실제 출력치와의 오차는 피드백 방식을 통해 조절될 수 있고, 이는 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)에 의하여 이루어 질 수 있다.
 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부(1100)으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 시스템으로 이를 구현하는 예로 하프 브릿지 인버터(Half bridge inverter) 또는 풀 브릿지 인버터(Full bridge inverter)가 있다. 그리고 무선전력전송 시스템은 직류를 교류로 변환하는 다양한 증폭기가 적용될 수 있고, 예로 A급, B급, AB급, C급, E 급 F급 증폭기가 있다. 또한 상기 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 출력 신호의 주파수를 생성하는 오실레이터(Ocillator)와 출력 신호를 증폭하는 파워 증폭부를 포함할 수 있다.
 상기 교류/직류 변환부(1100) 및 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 구성은 교류 전력 공급기로 대체할 수 있으며, 생략되거나 또 다른 구성으로 대체할 수도 있다.
 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신장치(1000)와 수신장치(2000)의 두 코일은 공간적으로 분리되어 있어 자기장의 누설이 많으므로 상기 송신장치(1000)와 수신장치(2000)의 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정하여 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 인덕터, 커패시터 그리고 저항 소자 중 적어도 하나로 구성될 수 있고, 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 인덕터의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스 그리고 저항의 저항 값을 가변하여 임피던스 매칭을 위한 임피던스 값을 조정할 수 있다. 그리고 무선전력전송 시스템이 자기 유도 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 직렬 공진 구조 또는 병렬 공진 구조를 가질 수 있고, 송신장치(1000)와 수신장치(2000) 사이의 유도 결합 계수를 증가시켜 에너지 손실을 최소화 할 수 있다. 그리고 무선전력전송 시스템이 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부(1300)는송신장치(1000)와 수신장치(2000) 간의 이격 거리가 변화되거나 금속성 이물질(FO; Foreign Object), 다수의 디바이스에 의한 상호 영향 등에 따라 코일의 특성의 변화로 에너지 전송 선로상의 매칭 임피던스 변화에 따른 임피던스 매칭의 실시간 보정을 가능하게 할 수 있고, 그 보정 방식으로써 커패시터를 이용한 멀티 매칭 방식, 멀티 안테나를 이용한 매칭 방식, 멀티 루프를 이용한 방식 등이 될 수 있다.
 송신측 코일(1400)은 복수개의 코일 또는 단수개의 코일로 구현될 수 있고, 송신측 코일(1400)이 복수개로 구비되는 경우 이들은 서로 이격되어 배치되거나 서로 중첩되어 배치될 수 있고, 이들이 중첩되어 배치되는 경우 중첩되는 면적은 자속 밀도의 편차를 고려하여 결정할 수 있다. 또한 송신측 코일(1400)을 제작할 때 내부 저항 및 방사 저항을 고려하여 제작할 수 있고, 이 때 저항 성분이 작으면 품질 지수(Quality factor)가 높아지고 전송 효율이 상승할 수 있다.
 통신  및  제어부(1500)는  송신측  제어부(1510)와  송신측  통신부(1520)를  포함할  수  있다.  상기  송신측  제어부(1510)는  수신장치(2000)의  전력  요구량,  현재  충전량,  수신장치의  정류기  출력단의  전압(Vrect),  복수  수신장치의  각  충전  효율  그리고  무선  전력  방식중  적어도  하나  이상을  고려하여  상기  송신측  교류/직류  변환부(1100)의  출력  전압(또는  송신  코일에  흐르는  전류(Itx_coil)을  조절하는  역할을  할  수  있다.  그리고  최대  전력  전송  효율를  고려하여  상기  송신측  직류/교류  변환부(1200)를  구동하기  위한  주파수  및  스위칭  파형들을  생성하여  전송될  전력을  제어할  수  있다.  또한  수신장치(2000)의  저장부(미도시)로부터  독출한  제어에  요구되는  알고리즘,  프로그램  또는  어플리케이션을  이용하여  수신장치(2000)의  동작  전반을  제어할  수  있다.  한편  상기  송신측  제어부(1510)는  마이크로프로세서,  마이크로컨트롤유닛(Micro  Controller  Unit)  또는  마이콤(Micom)이라고  지칭할  수  있다.  상기  송신측  통신부(1520)는  수신측  통신부(2620)와  통신을  수행할  수  있고,  통신  방식의  일  예로  블루투스,  NFC,  Zigbee  등의  근거리  통신  방식을  이용할  수  있다.  상기  송신측  통신부(1520)와  수신측  통신부(2620)는  서로간에  충전  상황  정보  및  충전  제어  명령  등의  송수신을  진행할  수  있다.  그리고  상기  충전  상황  정보로는  수신장치(2000)의  개수,  배터리  잔량,  충전  횟수,  사용량,  배터리  용량,  배터리  비율  그리고  송신장치(1000)의  전송  전력량  등을  포함할  수  있다.  또한  송신측  통신부(1520)는  수신장치(2000)의  충전  기능을  제어하는  충전  기능  제어  신호를  송신할  수  있고,  상기  충전  기능  제어  신호는  수신장치(2000)를  제어하여  충전  기능을  인에이블(enabled)  또는  디스에이블(disabled)하게  하는  제어  신호일  수  있다.    
 이처럼, 송신측 통신부(1520)는 별도의 모듈로 구성되는 아웃-오브-밴드(out-of-band) 형식으로 통신될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 송신장치가 전송하는 전력신호를 이용하여 수신장치가 송신장치에 전달하는 피드백 신호를 이용하고, 송신장치가 전송하는 전력신호의 주파수를 쉬프트(Frequency shift)를 이용하여 송신장치가 수신장치에 신호를 전송하는 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 수신장치는 피드백 신호를 변조하여 충전 개시, 충전 종료, 배터리 상태 등의 정보를 피드백 신호를 통해 송신기에 전달할 수도 있다. 또한 상기 송신측 통신부(1520)는 상기 송신측 제어부(1510)와 별도로 구성될 수 있고, 상기 수신장치(2000) 또한 수신측 통신부(2620)가 수신 장치의 제어부(2610)에 포함되거나 별도로 구성될 수 있다.
 또한 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 송신장치(1000)는 검출부(1600)를 추가로 구비할 수 있다.
 상기 검출부(1600)는 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 입력 신호, 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 출력 신호, 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 입력 신호, 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 출력 신호, 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 입력 신호, 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 출력 신호, 송신측 코일(1400)의 입력 신호 또는 송신측 코일(1400) 상의 신호 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 일 예로, 상기 신호는 전류에 대한 정보, 전압에 대한 정보 또는 임피던스에 대한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 검출된 신호는 통신 및 제어부(1500)로 피드백되고 이를 기초로 상기 통신 및 제어부(1500)는 송신측 교류/직류 변환부(1100), 송신측 직류/교류 변환부(1200), 송신측 임피던스 매칭부(1300)를 제어할 수 있다. 또한 상기 검출부(1600)의 검출 결과를 기초하여 상기 통신 및 제어부(1500)는 FOD(Foreign object detection)를 수행할 수 있다. 그리고 상기 검출되는 신호는 전압 및 전류 중 적어도 하나일 수 있다. 한편 상기 검출부(1600)는 통신 및 제어부(1500)와 상이한 하드웨어로 구성되거나, 하나의 하드웨어로 구현될 수 있다.
  <수신장치>
  도 4a 및 도 4b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 수신부(또는, 수신 장치)를 나타낸 블록도이다.
 도  4a를  참조하면,  실시예에  따른  무선전력전송  시스템은  송신부(1000)와  상기  송신부(1000)로부터  무선으로  전력을  전송받는  수신부(2000)를  포함할  수  있다.  상기  수신장치(2000)는  상기  송신장치(1000)로부터  전송되는  교류  신호를  수신하는  수신측  공진회로부(201),  상기  수신측  공진회로부(201)로부터의  교류  전력을  전력  변환하여  직류  신호로  출력하는  수신측  전력변환부(202)와  상기  수신측  전력변환부(202)로부터  출력되는  직류  신호를  수신하여  충전되는  부하(2500)  그리고  상기  수신측  공진회로부(201)의  전류  전압을  센싱하거나,  상기  수신측  공진회로부(201)의  임피던스  매칭을  수행하거나,  상기  수신측  전력변환부(202)의  전력  변환을  제어하고,  상기  수신측  전력변환부(202)의  출력  신호의  레벨을  조절하거나,상기  수신측  전력변환부(202)의  입력  또는  출력  전압이나  전류를  센싱하거나,상기  수신측  전력변환부(202)의  출력  신호의  상기  부하(2500)로의  공급  여부를  제어하거나,상기  송신장치(1000)와  통신할  수  있는  수신측  제어부(203)를  포함할  수  있다.  그리고  상기  수신측  전력변환부(202)는  교류신호를  직류로  변환하는  전력변환부,  직류의  레벨을  가변하여  직류를  출력하는  전력변환부,  직류를  교류로  변환하는  전력변환부를  포함할  수  있다.    또한  도  4b를  참조하면,  실시예에  따른  무선전력전송  시스템은  송신장치(또는,  송신  장치)(1000)와  상기  송신장치(1000)로부터  무선으로  전력을  전송받는  수신장치(또는,  수신  장치)(2000)를  포함할  수  있고,  상기  수신장치(2000)는수신측  코일부(2100)  및  수신측  임피던스  매칭부(2200)로  구성된  수신측  공진회로부(2120),  수신측  교류/직류  변환부(2300),  직류/직류변환부(2400),  부하(2500)  및  수신측  통신  및  제어부(2600)를  포함할  수  있다.  그리고  상기  수신측  교류/직류  변환부(2300)는  교류  신호를  직류  신호로  정류하는  정류부로  지칭할  수  있다.
 수신측 코일부(2100)은 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식을 통해 전력을 수신할 수 있다. 이와 같이 전력 수신 방식에 따라서 유도 코일 또는 공진 코일 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
 일 실시예로, 수신측 코일부(2100)는 근거리 통신용 안테나(NFC: Near Field Communication)와 함께 휴대단말에 배치될 수 있다. 그리고 상기 수신측 코일부(2100)은송신측 코일부(1400)와 동일할 수도 있고, 수신 안테나의 치수는 수신장치(200)의 전기적 특성에 따라 달라질 수도 있다.
 수신측 임피던스 매칭부(2200)는 송신기(1000)와 수신기(2000) 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.
 상기 수신측교류/직류 변환부(2300)는 수신측 코일부(2100)으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다. 그리고 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압은 정류 전압(Vrect)로 지칭할 수 있고,수신측 통신 및 제어부(2600)는 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압을 검출하거나 변경할 수 있고,상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압의 최소값인 최소 정류 전압(Vrect_min)(또는 최소 출력 전압(Vrect_min)으로 지칭), 최대값인 최대 정류 전압(Vrect_max)(또는 최대 출력 전압(Vrect_max)으로 지칭), 상기 최소값과 최대값 사이의 값 중 어느 하나의 전압 값을 가지는 최적 정류 전압(Vrect_set)(또는 최적 출력 전압(Vrect_set)으로 지칭)에 대한 정보와 같은 상태 파라미터 정보를 송신장치(1000)에 전송할 수 있다.
 수신측 직류/직류 변환부(2400)는 수신측 교류/직류 변환부(2300)에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하(2500)의 용량에 맞게 조정할 수 있다.
 상기 부하(2500)는 배터리, 디스플레이, 음성 출력 회로, 메인 프로세서 그리고 각종 센서들을 포함할 수 있다.
 수신측 통신 및 제어부(2600)는 송신측 통신 및 제어부(1500)로부터 웨이크-업 전력에 의해 활성화 될 수 있고, 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)와 통신을 수행하고, 수신장치(2000)의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다.
 상기 수신장치(2000)는 단수 또는 복수개로 구성되어 송신장치(1000)로부터 동시에 에너지를 무선으로 전달 받을 수 있다. 즉 자기 공진 방식의 무선전력전송 시스템에서는 하나의 송신장치(1000)로부터 복수의 타켓 수신장치(2000)가 전력을 공급받을 수 있다. 이때 상기 송신장치(1000)의 송신측 매칭부(1300)는 복수개의 수신장치(2000)들 사이의 임피던스 매칭을 적응적으로 수행할 수 있다. 이는 자기 유도 방식에서 서로 독립적인 수신측 코일부를 복수개 구비하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
 또한 상기 수신장치(2000)가 복수개로 구성된 경우 전력 수신 방식이 동일한 시스템이거나, 서로 다른 종류의 시스템이 될 수 있다. 이 경우, 송신장치(1000)는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 시스템이거나 양 방식을 혼용한 시스템일 수 있다.
 한편 무선전력전송 시스템의 신호의 크기와 주파수 관계를 살펴보면, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신장치(1000)에서 송신측 교류/직류 변환부(1100)은 수십 또는 수백 V대(예를 들어 110V~220V)의 수십 또는 수백 Hz 대(예를 들어 60Hz)의 교류 신호를 인가 받아 수V 내지 수십V, 수백V(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 직류 신호를 인가 받아 KHz대(예를 들어 125KHz)의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신장치(2000)의수신측 교류/직류 변환부(2300)는 KHz대(예를 들어 125KHz)의 교류 신호를 입력 받아 수V 내지 수십V, 수백V대(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 수신측 직류/직류변환부(2400)는 부하(2500)에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 상기 부하(2500)에 전달할 수 있다. 그리고 자기 공진 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신장치(1000)에서 송신측 교류/직류 변환부(1100)은 수십 또는 수백 V대(예를 들어 110V~220V)의 수십 또는 수백 Hz 대(예를 들어 60Hz)의 교류 신호를 인가 받아 수V 내지 수십V, 수백V(예를 들어 10V~20V)의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 직류 신호를 인가받아 MHz대(예를 들어 6.78MHz)의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신장치(2000)의수신측 교류/직류 변환부(2300)는 MHz(예를 들어 6.78MHz)의 교류 신호를 입력 받아 수V 내지 수십V, 수백V(예를 들어 10V~20V)의 수신측 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 직류/직류변환부(2400)는 부하(2500)에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 상기 부하(2500)에 전달할 수 있다.
  <송신장치와 수신장치의 동작 모드>
  도 5는 무선전력전송 시스템의 동작 흐름도이다.
  - 송신장치의 동작 상태
 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 송신장치(1000)는 적어도 1) 설정(Configuration) 모드, 2) 전력 절약(Power Save) 모드, 3) 저전력(Low Power) 모드, 4) 파워 전송(Power Transfer) 모드, 5) 래치 실패(latch Fault) 모드를 가질 수 있다.
  [설정(Configuration) 모드]
 (1) 송신장치(1000)에 전원이 인가(Power Up)되면 설정 모드에 진입할 수 있다.
 (2) 송신장치(1000)는 자체적으로 시스템을 체크할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 송신측 코일(1400)에 인가되는 전류(Itx_in)를 특정 전류 값(예를 들어 20mArms)이 이하로 유지할 수 있고, 만약 송신측 코일(1400)의 입력 전류(Itx_in)가 특정 전류 값 보다 큰 경우, 송신장치(1000)가 설정 모드에 진입한 이후로부터 특정 시간(예를 들어 500ms) 이내에 상기 송신측 코일(1400)의 입력 전류(Itx_in)를 특정 전류 값 이하로 감소시킬 수 있다.
 (4) 송신장치(1000)는 설정 모드에 진입한 이후로부터 특정 시간(예를 들어 4s) 이내에 전력 절약 모드로 진입할 수 있다.
  [전력 절약(Power Save) 모드]
 (1) 전력 절약 모드에서 송신장치(1000)는 이종의 검출용 전력 비콘 각각을 각각의 주기로 송신측 코일(1400)에 인가할 수 있다.
 (2) 검출용 전력 비콘(Power Beacon)들은 숏 비콘(Short beacon) 및 롱 비콘(Long beacon)을 포함할 수 있고, 상기 숏 비콘은 다양한 종류의 수신장치(2000)를 검출하는데 필요한 전력량을 가질 수 있다. 그리고 상기 롱 비콘은 수신장치(2000)의 통신 및 제어부(2600)를 구동시키는데 필요한 전력량을 가질 수 있다. 또한 상기 롱 비콘은 수신장치(2000)의 응답을 유도하기 위한 충분한 전압을 상기 수신장치(200)에 유기시킬 수 있는 전력량을 가질 수 있다. 그리고 상기 숏 비콘은 제1 주기를 가질 수 있고, 상기 롱 비콘은 제2 주기를 가질 수 있다. 그리고 상기 숏 비콘은 전력 량이 상이한 복수개의 숏 비콘을 포함할 수 있고, 상기 롱 비콘은 전력 량이 상이한 복수개의 롱 비콘을 포함할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 숏 비콘을 인가하는 중에 송신측 코일(1400)과 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스(reactance) 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 레지스턴스(resistance) 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 변화를 검출할 수 있다.
 (4) 송신장치(1000)가 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스(reactance) 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 레지스턴스(resistance) 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 변화를 검출한 경우, 즉시 롱 비콘을 인가할 수 있다.
 (5) 송신장치(1000)의 롱 비콘에 의해 상기 송신장치(1000)를 구동할 수 있고, 상기 송신장치(1000)는 소정의 방식에 기초하여 수신장치(2000)와 통신을 수행할수있다. 그리고 상기 송신장치(1000)가 수신장치(2000)로부터의 에드버타이즈(Advertisement)를 수신하면, 저전력 모드로 진입할 수 있다.
 (6) 송신장치(1000)는 입력 임피던스(Ztx_in) 자체 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스 또는 레지스턴스의 변화를 검출하지 못한 경우, 전력 절약 모드를 유지할 수 있다.
 (7) 또한 송신장치(1000)는 입력 임피던스(Ztx_in) 자체 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스 또는 레지스턴스의 변화를 검출한 경우, 충전 영역 내에 객체(Object)가 존재하는 것으로 판단하고, 저전력 모드로 진입할 수 있다.
  [저전력(Low Power) 모드]
 (1) 저전력 모드에서 송신장치(1000)와 수신장치(2000)는 소정의 통신 방식(예를 들어 BLE)에 의해 연결되어 인증에 요구되는 데이터를 송수신할 수 있으며, 이에 기초하여 상기 수신장치(2000)는 상기 송신장치(1000)가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다. 그리고 송신장치(1000)는 파워 전송 모드로 진입할 수 있다. 송신장치(1000)는 비콘 신호를 이용하여 송신 패드 위에 위치하는 물체를 감지하고, 무선 전력을 수신할 수 있는 장치인지 판단 할 수 있다. 이때, 비콘 신호는 숏비콘(Short beacon)과 롱비콘(Long beacon)을 각각 이용할 수 있다. 이 때, 롱비콘 신호를 수신한 수신장치(2000)(또는 수신측 통신 제어부)는 wake up(또는, Power up)되고, 송신장치(1000)로 에드버타이즈먼트(PRU Advertisement)를 전송할 수 있다.
 (2) 수신장치(2000)로부터 에드버타이즈먼트(PRU Advertisement)를 수신한 송신장치(1000)는 연결 요청(Connection request) 신호를 상기 수신장치(2000)에 전송하여 송신장치(1000)와 수신장치(2000) 간의 연결(Connection)을 형성(Form)할 수 있다.
 2-1) 수신장치(2000)가 송신장치(1000)로부터 연결 요청 신호를 수신하면, 상기 수신장치(2000)는 상기 송신장치(1000)로 수신장치 파라미터 정보를 전송(또는 송신장치(1000)가 수신장치(2000)로부터 정보를 읽는다(read))할 수 있고, 상기 송신장치(1000)도 송신장치 파라미터 정보를상기 수신장치(2000)로 전송(또는 송신장치(1000)가 수신장치(2000)에게 정보를 쓴다(write))할 수 있다. 그리고 상기 수신장치 파라미터 정보에는 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)에 관한 정보로써, 최소 출력 전압(Vrect_min), 최대 출력 전압(Vrect_max) 및 최적 출력 전압(Vrect_set)을 포함할 수 있다. 이 때 상기 최적 출력 전압(Vrect_min)은 상기 최소 출력 전압(Vrect_min) 이상 그리고 상기최대 출력 전압(Vrect_max) 이하의 값 중 어느 하나의 전압 값을 가질 수 있다.
 2-2) 구체적으로 상기 송신장치는 상기 수신장치(2000)로부터 수신장치 스태틱 파라미터를 수신할 수 있다. 상기 수신장치 스태틱 파라미터는 수신장치(2000)의 상태를 지시하는 신호로써 이미 고정된 상태 정보일 수 있다. 그리고 상기 수신장치 스태틱 파라미터는 선택적 필드 정보, 프로토콜 정보,수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)에 대한 정보,수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
 2-3) 수신장치 스태틱 파라미터를 수신한 송신장치(1000)는 송신장치 스태틱 파라미터(PTU Static Parameter)를수신장치(2000)에 전송할 수 있다. 상기 송신장치 스태틱 파라미터는 송신장치(1000)의 용량(Capability)을 지시하는 신호일 수 있다.
 2-4) 송신장치(1000)는 상기 수신장치(2000)로부터 수신장치다이나믹 파라미터(PRU Dynamic Parameter)를 수신할 수 있다. 상기 수신장치 다이나믹 파라미터는 수신장치(2000)에서 측정된 적어도 하나의 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 수신장치 다이나믹 파라미터는 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 상기 수신장치 다이나믹 파라미터는 무선 충전 상황에 따라 재조정 된 전압설정값을 포함하여 송신장치(1000)로 제공하고, 상기 송신장치(1000)는 이를 기초로 레지스트리(registry) 상의 수신장치 컨트롤 테이블을, 수신장치 스태틱파라미터에 의해 최초 설정된 전압설정값을 상황에 맞게 업데이트 할 수 있다. 이때, 송신장치(1000)는 최근 업데이트된 설정값을 기반으로 전력 전송을 컨트롤 할 수 있다.
 2-5) 그리고 상기 수신장치 다이나믹 파라미터는 선택적 필드 정보, 수신측 교류/직류 변환부(2300)의출력 전압(Vrect_dyn), 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 최소 출력 전압(Vrect_min_dyn), 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 최대 출력 전압(Vrect_max_dyn), 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 최적 출력 전압(Vrect_set_dyn), 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전류 정보, 수신장치(2000)의 직류/직류변환부(2400)의 출력 전류 정보, 온도 정보, 경보 정보(PRU alert)등을 포함할 수 있다.
 2-6) 그리고 상기 경보 정보는 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature), 충전 완료(charge complete), 유선 충전 단자 인입 감지(TA detect), SA 모드/ NSA 모드 전환(transition), 재충전 요청(restart request) 등의 정보를 포함할 수 있다.
 (3) 충전 영역에 배치된 객체(Object)가 수신장치(2000)가 아닌 금속성 이물질인 경우, 송신장치(1000)와 객체간의 데이터 송수신이 수행될 수 없으므로, 상기 송신장치(1000)는 기 설정된 시간 동안 상기 객체로부터 응답을 수신하지 못한 경우 상기 객체를 이물질로 결정하고, 래치 실패 모드로 진입할 수 있다.
  [래치 실패(latch Fault) 모드]
 (1) 송신장치(1000)가 래치 실패 모드로 진입한 경우, 상기 송신장치(1000)는 숏 비콘을 송신측 코일부(1400)에 주기적으로 인가(즉, 수신장치(2000)에 숏 비콘을 전송)할 수 있다.
 (2) 송신장치(1000)는 숏 비콘에 의하여 입력 임피던스(Ztx_in) 자체 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스 또는 레지스턴스의 변화를 검출한 경우, 객체가 제거되거나, 객체가 충전 영역을 벗어난 것으로 판단하고, 전력 절약 모드 또는 설정 상태로 진입할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 숏 비콘에 의하여 입력 임피던스(Ztx_in) 자체 또는 입력 임피던스(Ztx_in)의 리액턴스 또는 레지스턴스의 변화를 검출하지 못한 경우, 객체가 회수되지 못한 것으로 판단하고, 현재의 송신장치(1000)의 상태가 에러 상태임을 사용자에게 알릴 수 있다. 이에 따라, 상기 송신장치(1000)는 램프 또는 경고음과 같은 알림을 표시하는 출력부를 포함할 수 있다.
 (4) 한편 래치 실패 모드는 객체가 이물질인 경우 외에도 다양한 래치 실패 모드 진입 조건을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 경보 정보에 해당하는 에러 상황이 있는 경우, 송신장치(1000)가 래치 실패 모드로 진입하도록 할 수 있다.
  [파워 전송(Power Transfer) 모드]
 (1) 송신장치(1000)는 파워 전송 모드로 진입하고, 상기 송신장치(1000)는수신장치(2000)로부터 수신한 파라미터 정보에 기초하여 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 출력할 수 있다. 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)는 수신장치(2000)의 충전을 인에이블/디스에이블하는 정보 및 허여(permission) 정보를 포함할 수 있다. 상기 송신장치(1000)는 상기 수신장치(2000)를 충전 하기에 충분한 전력을 제공할 수 있는 경우 인에이블 정보를 포함한 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 출력할 수 있다.
 (2) 송신장치(1000)는 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 주기적으로 또는 수신장치(2000)의 상태 변경의 필요성이 있을 때 중 적어도 하나의 원인에 의하여 수신장치(2000)로 제공할 수 있고, 상기 수신장치(2000)는 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 기초하여 상태를 변경할 수 있으며, 상기 수신장치(2000)의 상태를 보고하기 위하여 수신장치 다이나믹 파라미터를 상기 송신장치(1000)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 수신장치 제어 정보(PRU Control)가 수신장치(2000)의 최대 전력값(P_max)값을 변경하도록 조정정보(adjustment information)를 포함할 수 있으며, 수신장치(2000)는 이에 따라 요구 전압/전류 정보 또는 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의최적 출력 전압(Vrect_set_dyn) 중 적어도 하나를 조정하여 변경된 정보를 송신장치(1000)에 전송할 수 있다.
 또 다른 실시예로, 수신장치 제어 정보(PRU Control)가 상기 수신장치(2000)의 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)에 관한 정보를 변경하도록 조정정보(adjustment information)를 포함할 수 있으며, 수신장치(2000)는 이에 따라 요구 전압/전류 정보 또는 상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)의최적 출력 전압(Vrect_set_dyn), 상기 출력 전압(Vrect)등을 조정하여 이에 대한 정보를 송신장치(1000)에 전송할 수 있다.
 (3) 수신장치(2000)의 충전이 허여되어 송신장치(1000)로부터 수신장치(2000)로 파워가 전송될 수 있다. 상기 송신장치(1000)는 상기 수신장치(2000)로부터 주기적으로 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다. 상기 수신장치 다이나믹 파라미터는 무선전력수신기 상태 및 온도정보를 포함할 수 있다.
 (4) 한편 상기 수신장치 제어 정보에는 수신장치(2000)의 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)를 제어하기 위한 정보를 포함 할 수 있다.
  - 수신장치의 동작 상태
 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 수신장치(2000)는 적어도 1) 널(Null) 상태, 2) 부트(Boot) 상태, 3) 온(On) 상태를 가질 수 있다.
  [널(Null) 상태]
 (1) 수신장치(2000)는 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)이 부트 출력 전압(Vrect_boot) 미만일 때 널 상태가 될 수 있다.
 (2) 수신장치(2000)에 전원이 인가(Power Up)되어 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)이 부트 출력 전압(Vrect_boot) 미만일 때 부트 상태로 진입할 수 있다.
 (3) 수신장치(2000)는 널 상태를 벗어난 이후에는 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압(Vrect)이 락 아웃 전압 이하의 출력 전압(Under Voltage lock Out; Vrect_UVLO)가 되는 경우 널 상태로 진입할 수 있다. 그리고 상기 락 아웃 전압 이하의 출력 전압(Vrect_UVLO)은 부트 출력 전압(Vrect_boot)보다 작은 값일 수 있다.
  [부트(Boot) 상태]
 (1) 롱비콘을 수신한 수신장치(2000)는 또는 수신측 통신 제어부)는 wake up(또는, Power up)될 수 있다. 수신장치(2000)는 충전완료상태가 아닐 경우, 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)를 전송(또는, 방송(Broadcasting)할 수 있고, 송신장치(1000)의 연결 요청을 기다릴 수 있다.
 (2) 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)는 주기적으로 전송(또는, 방송)될 수 있고, 시간에 따라서 주기는 달라질 수 있다. 수신장치(2000)는 송신장치(1000)로부터 연결 요청 신호를 수신할 때까지 주기적으로 전송(또는, 방송)할 수 있다.
 (3)  송신장치(1000)는  에드버타이즈먼트  신호(PRU  Advertisement)에  포함된  정보를  기반으로  수신장치(2000)와의  연결을  위하여  연결  요청신호를  전송할  수  있다.    수신장치(2000)는  에드버타이즈먼트  신호(PRU  Advertisement)에  대한  송신장치(1000)의  연결  요청  신호  신호를  수신하면  상기  수신장치(2000)와  송신장치(1000)는  연결(Connection)을  형성(Form)할  수  있다.  그리고  상기  수신장치(2000)는  수신장치  스태틱  파라미터를  전송하고,  상기  송신장치(1000)로부터  송신장치  스태틱  파라미터를  수신하고,  수신장치  다이나믹  파라미터를  상기  송신장치(1000)로  전송할  수  있다.
  [온(On) 상태]
 (1) 수신장치(2000)는 송신장치(1000)로부터 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 입력 받고, 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 의해 인에이블 되면, 온 상태가 되어 상기 송신장치(1000)로부터 전력을 수신할 수 있다.
 (2) 수신장치(2000)는 수신장치 다이나믹 파라미터를 송신장치(1000)에 송신하여 자신의 상태 정보를 제공할 수 있다.
  - 충전 전압 설정 절차
 (1) 송신장치(1000)로부터 수신장치(2000)로 제공되는 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 상기 송신장치(1000)에 대한 무선 충전 허여 정보가 포함되는 경우, 무선 충전이 개시될 수 있다.
 (2) 송신장치(1000)는 수신장치 스태틱 파라미터를 기초하여 충전 전력을 송신할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 수신장치(2000)의 상태 정보를 반영한 수신장치 다이나믹 파라미터를 기초하여 충전 전력을 조절할 수 있다.
 (4) 상기 충전 전력 조절은 송신장치(1000)의 저전력 상태와 파워전송 상태의 설명에 대응되는 수신장치(2000)의 동작이므로 상세 내용은 생략한다. 그러나 수신장치(2000)의 실시예에서도 해당 내용이 적용될 수 있다.
  <멀티 충전 방법>
  도 6a는 송신장치와 이로부터 무선 전력을 수신하는 제1및 제2수신장치를 나타낸 도면이고, 도 6b는 송신장치와 제1및 제2수신장치의 등가회로를 나타낸 도면이다.
 도 6a 및 도 6b를 참조하여 멀티 충전 시 전력 제어 방식을 설명한다.
 (1) 송신장치(1000)의 충전 영역에 복수의 수신장치, 예를 들어 제1및 제2수신장치(2001, 2002)가 배치된 경우 멀티 충전 방법을 설명한다.
 (2) 일 예로 수신장치가 두 개 구비된 상태를 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 송신장치(1000)로부터 무선충전이 가능한 수신장치(2000)의 개수는 송신장치(1000)의 전력변환부(101)로부터 출력되어 공진회로부(102)로 입력되는 송신장치 최대 출력 전력(Ptx_in_max)과 수신장치의 공진회로부(2120)로부터 출력되는 최대 출력 전력(Prx_out_max)에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어 송신장치(1000)의 최대 출력 전력(Ptx_in_max)이 16W이고, 제1수신장치(2001)의 제1최대 출력 전력(Prx1_out_max)이 3.5W이고 제2수신장치(20002)의 제2최대 출력 전력(Prx2_out_max)이 6.5W인 경우, 송신장치(1000)는 2개의 제1수신장치(2001)와 1개의 제2수신장치(2002)를 충전할 수 있다.
 그러나 수신장치(2000)가 전력 공유 모드(Power sharing mode)가 지원되는 경우, 수신장치의 최대 출력 전력을 송신장치가 조정(adjustment)하도록 하여(Power control 이용) 더 많은 수신장치가 충전될 수도 있다.
 1) 송신장치(1000)의 송신측 임피던스 매칭부(1300)와 송신 코일부(1400)는 송신측 저항(Rtx), 송신측 커패시터(Ctx) 및 송신측 인덕터(Ltx)의 등가회로로 표현될 수 있고, 상기 송신측 커패시터(Ctx) 및 송신측 인덕터(Ltx)는 직렬로 표현되었으나 이에 한정되는 것은 아니고 병렬로 표현될 수도 있다. 또한 송신측 직류/교류 변환부(1200)로부터의 출력 전력(Pin)은 송신측 임피던스 매칭부(1300)와 송신 코일부(1400)로 제공될 수 있다.
 또한 제1수신장치(2001)의 제1수신측 코일부(2101)와제1수신측 임피던스 매칭부(2201)는 제1수신측 저항(Rrx1), 제1수신측 인덕터(Lrx1) 및 제1수신측 커패시터(Crx1)의 등가회로로 표현될 수 있고, 상기 제1수신측 인덕터(Lrx1) 및 제1수신측 커패시터(Crx1)는 직렬로 표현되었으나 이에 한정되는 것은 아니고 병렬로 표현될 수도 있다.
 또한 제2수신장치(2002)의 제2수신측 코일부(2102)와 제2수신측 임피던스 매칭부(2202)는 제2수신측 저항(Rrx2), 제2수신측 인덕터(Lrx2) 및 제2수신측 커패시터(Crx2)의 등가회로로 표현될 수 있고, 상기 제2수신측 인덕터(Lrx2) 및 제2수신측 커패시터(Crx2)는 직렬로 표현되었으나 이에 한정되는 것은 아니고 병렬로 표현될 수도 있다.
 상기 송신장치(1000)의 송신측 인덕터(Ltx)는 제1수신장치(2001)의 제1수신측 인덕터(Lrx1)와 제1결합계수(K1)로 자기 결합될 수 있고, 제2수신장치(2002)의 제2수신측 인덕터(Lrx2)와 제2결합계수(K2)로 자기 결합될 수 있다.
 2) 제1수신장치(2001)의 제1직류/직류변환부(2401)의 입력 포트에서 제1부하(2501) 측을 바라본 상기 제1직류/직류변환부(2401)의 제1입력 임피던스(Za1)에서 실수 파트인 제1 입력 저항(Ra1)은 제1 직류/직류변환부(2401)의 제1출력 전력(Prx1)과 제1직류/직류변환부(2401)의 입력 전압, 즉 제1수신측 교류/직류 변환부(2301)의 제1출력 전압(Vrect1)으로 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
  수학식 3
 
 상기 제1출력 전력(Prx1)은 제1출력 전압(Vrect1)과 제1수신측 교류/직류 변환부(2301)의 제1출력 전류(Irx1)의 실효치의 곱으로 정의할 수 있다. 따라서 제1수신측 교류/직류 변환부(2301)의 제1출력 전력(Prx1)은 제1직류/직류변환부(2401)를 경유하여 제1부하(2501)에 제공되는 것으로 볼 수 있다.
 송신장치(1000) 및 제1수신장치(2001)의 공진 상태에서 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 입력 포트에서 제1수신장치(2001)를 바라본 제1입력 임피던스(Zin1)(공진회로부(102)의 입력 임피던스)는 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
  수학식 4
 
 그리고 또한 송신측 직류/교류 변환부(1200)로부터 출력되고, 송신측 임피던스 매칭부(1300)로 입력되는 제1입력 전력(Pin1)(즉, 공진회로부(102)의 입력 전력)은 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.
  수학식 5
 
  3) 제2수신장치(2002)의 제2직류/직류변환부(2402)의 입력 포트에서 제2부하(2502) 측을 바라본 상기 제2직류/직류변환부(2402)의 제1입력 임피던스(Za1)에서 실수 파트인 제2 입력 저항(Ra2)은 제2직류/직류변환부(2402)의 제2 출력 전력(Prx2)과 제2 직류/직류변환부(2402)의 입력 전압, 즉 제2 수신측 교류/직류 변환부(2302)의 제2 출력 전압(Vrect2)으로 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.
  수학식 6
 
 상기 제2 출력 전력(Prx2)은 제2 출력 전압(Vrect2)과 제2수신측 교류/직류 변환부(2302)의 제2 출력 전류(Irx2)의 실효치의 곱으로 정의할 수 있다. 따라서 제2 수신측 교류/직류 변환부(2302)의 제2 출력 전력(Prx2)은 제2직류/직류변환부(2402)를 경유하여 제2부하(2501)에 제공되는 것으로 볼 수 있다.
 4) 송신장치(1000) 및 제2수신장치(2002)의 공진 상태에서 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 입력 포트에서 제2 수신장치(2002)를 바라본 제2 입력 임피던스(Zin2)(공진회로부(102)의 입력 임피던스)는 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
  수학식 7
 
 그리고 또한 송신측 직류/교류 변환부(1200)로부터 출력되고, 송신측 임피던스 매칭부(1300)로 입력되는 제2 입력 전력(Pin2)(공진회로부(102)의 입력 전력)은 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.
  수학식 8
 
 5) 송신장치(1000)는 제1입력 전력(Pin1)과 제2입력 전력(Pin2)의 합인 전체 입력 전력(Pin)을 송신측 임피던스 매칭부(1300)로 입력할 수 있다.
 (2) 수학식 5에 따르면, 제1 직류/직류변환부(2401)의 제1출력 전력(Prx1)과 제1입력 전력(Pin1)은 서로 반비례 관계이므로 상기 제1출력 전력(Prx1)이 적어지면 제1입력 전력(Pin1)은 커짐을 알 수 있고, 마찬가지로 수학식 8에 따르면, 제2직류/직류변환부(2402)의 제2 출력 전력(Prx2)과 제2 입력 전력(Pin2)은 서로 반비례 관계이므로 상기 제2 출력 전력(Prx2)이 커지면 제2 입력 전력(Pin2)은 작아짐을 알 수 있다. 그리고 적은 수신전력이 필요한 수신장치에는 더 많은 송신전력이 인가됨을 알 수 있다. 이는 수학식 9의 관계로 표현할 수 있다.
  수학식 9
 
 (3) 제1및 제2수신장치(2001, 2002)가 안정적으로 동작하도록 제1수신측 교류/직류 변환부(2301)의 제1출력 전압(Vrect1)과 제2 수신측 교류/직류 변환부(2302)의 제2 출력 전압(Vrect2)을 제1및 제2출력 전력(Prx1, Prx2)를 고려하여 조정할 필요가 있다.
 예를 들어 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)의 절반인 경우, 제1출력 전압(Vrect1)을 제2출력 전압(Vrect2)의 1/4이 되도록 제1및 제2수신장치(2001, 2002)의 전력을 제어함으로써 제1수신장치(2001)에 인가되는 전력을 제2수신장치(2002)에 인가되는 전력의 절반으로 만들 수 있다.
 이 경우 수신 전력에 비례하여 송신 전력이 인가되므로 무선전력 전송 시스템이 안정화 될 수 있다.
 도 7은 송신장치의 동작 흐름도이고, 도 8은 수신장치의 동작 흐름도이다.
 도 7을 참조하면,실시예에 따른 송신장치(1000)는 복수의 수신장치(2000)는 수신전력정보를 수신하는 1단계(S110),상기 복수의 수신장치(2000) 각각의 최적 출력제어전압을 계산하는 2단계(S130),최적 출력제어전압을 상기 복수의 수신장치(2000) 각각에 전송하는 3단계(S150),상기 복수의 수신장치(2000) 각각으로부터 상기 최적 출력제어전압에 기반한 요구 전압인 최적 정류 전압(Vrect_set)과 최소 출력 전압(Vrect_min) 그리고최대 출력 전압(Vrect_max)를 수신하는 4단계(S170),상기 최적 출력제어전압 또는 상기 요구 전압에 기반하여 전력을 전송하는 5단계(S190)를 수행하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다.단 상기 3단계(S300)는 생략 가능하고,상기 4단계(S170)는 생략 가능하다.즉 상기 송신장치(1000)는 상기 1 및 2 단계(S110, S130) 수행 후 5 단계(S190)에서 송신장치(1000)는 상기 최적 출력제어전압에 기반하여 무선으로 전력을 상기 복수의 수신장치(2000)에 전송할 수 있다.
 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 복수의 수신장치(2000) 각각은 송신장치(1000)로부터 수신전력 정보를 전송하는 1단계(S210), 상기 송신장치(1000)로부터 최적 출력제어전압을 수신하는 2단계(S230), 상기 최적 출력제어전압에 기반한 요구 전압 정보를 변경하는 3단계(S250),상기 송신장치(1000)로 상기 변경된 요구 전압인 최적 정류 전압(Vrect_set)과 최소 출력 전압(Vrect_min) 그리고 최대 출력 전압(Vrect_max)을 전송하는 4단계(S270) 및 상기 최적 출력제어전압 또는 상기 변경된 요구전압에 기반하여 전력을 수신하는 5단계(S290)를 수행하여 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
 상기 송신장치(1000)가 1, 2, 5단계(S110, S130, S150)를 수행하여 무선 전력을 송신하는 경우, 상기 수신장치(2000)는 송신장치(1000)로부터 수신전력 정보를 전송하는 1단계(S210) 및 상기 최적 출력제어전압에 기반하여 전력을 수신하는 5단계(S290)를 수행하여 무선으로 전력을 수신할 수 있어, 상기 2, 3, 4단계(S220, S230, S250)를 생략할 수 있다.
  - 제1및 제2수신장치가 충전 영역에 진입한 경우.
  도 9는송신장치와 제1및 제2수신장치의 동작 흐름도이다. 그리고 도 10은 동작 순서도이다. 특히 도 10은 도 7의 복수의 수신장치의 최적 출력제어전압을 계산하는 세부 흐름도이다.
 도 9및 도 10을 참조하여 제1및 제2수신장치가 충전 영역에 진입한 경우를 설명한다.
 (1) 송신장치(1000)에 전원이 인가(Power Up)되면 설정 모드에 진입할 수 있다. 그리고 전력 절약 모드에서 송신장치(1000)는 이종의 검출용 전력 비콘 각각을 각각의 주기로 송신측 코일(1400)에 인가할 수 있다. 상기 검출용 전력 비콘을 이용하여 입력 임피던스(Ztx_in)의 변화를 검출하거나, 충전 영역의 수신장치를 구동시켜 수신장치의 응답을 유도할 수 있다.
 (2) 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각으로부터 제공되는 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)를 수신한 송신장치(1000)는 저전력 모드로 진입하고 상기 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)에 대한 응답으로 연결 요청 신호를 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002)각각에 전송하여 송신장치(1000)와 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 간의 연결(Connection)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002)각각은 송신장치(1000)로부터 응답 신호를 수신하면 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)의 출력을 중단할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각으로부터 각 수신장치(2001, 2002)의 상태에 정보에 관한 수신장치 스태틱 파라미터를 수신하고, 송신장치(1000)의 용량(Capability)에 관한 송신장치 스태틱 파라미터를 각 수신장치(2001, 2002)로 전송할 수 있다. 상기 송신장치(10000와 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 간의 스태틱 파라미터 정보를 교환하고 나면,상기 송신장치(1000)는제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각으로부터 측정된 상태,온도,전압 전류에 관한 파라미터 정보인 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다.그리고 상기 송신장치(1000)는 인에이블/디스에이블 충전 및 허여 정보를 포함한 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 각 수신장치(20001, 2002)에 출력할 수 있다.상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)는 일회성이 아닌 필요 한 경우 반복하여 출력(전송)될 수도 있고,주기적으로 수신되는 수신장치 다이나믹 파리미터를 수신한 경우 이에 대응하여 출력될 수도 있다.또한 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)는 각 수신장치(2001, 2002)의 파라미터를 제어할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.한편 상기 송신장치(1000)는 주기적으로 수신되는 각 수신장치(2001, 2002)의 수신장치 다이나믹 파리미터를 기초하여 각 수신장치(2001, 2002)의 상태에 대응하는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 레지스트리(registry) 상의 수신장치 컨트롤 테이블을 업데이트하고,업데이트된 장치 컨트롤 테이블에 기초하여 송신측 통신 및 제어부(1500)는 무선 전력 전송 전반을 제어할 수 있다.
 (4) 송신장치(1000)는 제1수신장치(2001)의 제1출력 전압(Vrect1)의 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn), 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn) 및 제1최적 출력 전압(Vrect1_set_dyn)을 입력 받고, 제2수신장치(2002)의 제2 출력 전압(Vrect2)의 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn), 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)및 제2최적 출력 전압(Vrect2_set_dyn)을 입력 받을 수 있다. 그리고 제1수신장치(2001)의 제1출력 전력(Prx1) 및 제2수신장치(2002)의 제2출력 전력(Prx2)을 입력 받거나, 제1수신측 교류/직류 변환부(2301)의출력 전류 정보 및 제2수신측 교류/직류 변환부(2302)의 출력 전류 정보와 출력 전압(Vrect1, Vrect2)을 이용하여 제1및 제2출력 전력(Prx1, Prx2)를 결정할 수 있다.
 그리고 제1출력 전압(Vrect1)의 범위 내의 특정 전압 값과 제2출력 전압(Vrect2)의 범위 내의 특정 전압 값 그리고 제1및 제2출력 전력(Prx1, Prx2)이 전술한 수학식 9에 충족하는지를 확인 할 수 있다.
 1) 예를 들어 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 작고, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 더욱 구체적으로는 수학식 9를 충족하는 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)내지 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압 값과 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn)내지 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압이 존재하는 경우, 송신장치(1000)는 충전 허여 정보를 포함하는 수신장치 제어 정보(PRU Control)를 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각에 전송할 수 있다.
 1-1) 그리고 송신장치(1000)는 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각이 수학식 9를 충족하는 제1및 제2최적 출력 전압(Vrect1_set, Vrect2_set)을 새롭게 셋팅(setting)하도록, 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 상기 수학식 9를 기초하여 생성된 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)에 대한 정보를 포함시켜 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각에 전송할 수 있다. 그리고 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각은 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)에 대응하여 요구전압을 생성하여 상기 송신장치(1000)로 전송할 수 있다. 상기 요구전압은 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)을 기반하여 변경된 자신의 최적 출력 전압(Vrect_set)이다.
 1-2) 한편 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 중 어느 하나의 수신장치의 교류/직류 변환부의 출력 전압(Vrect)을 조절해도 수학식 9를 충족하는 경우에는, 조절이 요구되는 하나의 출력 전압(Vrect)만 최소 및 최대 출력 전압(Vrect_min, Vrect_max) 범위 내에서, 조절하여 수학식 9를 충족하도록, 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 설정하고, 이를 해당 수신장치에 전송할 수 있다 .그리고 이를 수신한 수신장치는 상기 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 기반하여 생성된 요구전압을 상기 송신장치(1000)로 전송할 수 있다. 상기 요구전압은 상기 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 기반하여 변경된 자신의 최적 출력 전압(Vrect_set)이다.
 1-3) 그리고 송신장치(1000)는수신장치 제어 정보(PRU Control)에 대한 응답신호로서 각 수신장치(2001, 2002)로부터 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신하여, 각 수신장치(2001, 2002)의 최적 출력 전압(Vrect_set)(이는 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 기반으로 생성된 요구전압)에 기초하여 전력을 제공할 수 있다. 또는 송신장치(1000)는수신장치 제어 정보(PRU Control)에 대한 응답신호를 기다리지 않고 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)에 기초하여 전력을 제공할 수 있다.
 제1최적 출력 전압(Vrect1_set) 및 제2최적 출력 전압(Vrect2_set)에 기초하여 설정된 제1입력 전력(Pin1)을 생성하여 제1수신장치(2001)로 제공하고, 제2입력 전력(Pin2)을 생성하여 제2수신장치(2002)로 제공할 수 있다.
 2) 또한 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 작지만, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 큰 경우, 또는 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 크지만, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 더욱 구체적으로는 수학식 9를 충족하는 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)내지제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압 값과 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn)내지제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압이 존재하지 않는 경우,제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)은 다음과 같이 설정할 수 있다.
 2-1) 제1출력 전력(Prx1)이 제2 출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 상기 제1최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set)은 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)이 되도록 하고, 상기 제2 최적 출력 제어 전압(Vrect21_con_set)은 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)되도록 하여 근사적으로 수학식 9를 충족하도록 할 수 있다.
 2-2) 그리고 제1출력 전력(Prx1)이 제2 출력 전력(Prx2)보다 큰 경우, 상기 제1최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set)은 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)이 되도록 하고, 상기 제2 최적 출력 제어 전압(Vrect21_con_set)은 제2최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn)되도록 하여 근사적으로 수학식 9를 충족하도록 할 수 있다.
 2-3) 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)은 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 포함되고, 이를 수신한 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각은 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 기초하여 제1및 제2최적 출력 전압(Vrect1_set, Vrect2_set)을 새롭게 셋팅(setting)한 요구전압을 송신장치(1000)로 제공하여, 상기 송신장치(1000)로부터 요구전압에 기초한 전력을 수신할 수 있다.
  - 제1수신장치 충전 중 제2수신장치가 충전 영역에 진입한 경우.
  도 11은송신장치와 제1및 제2수신장치의 동작 흐름도이다. 그리고 도 12는 동작 순서도이다.
 도 11 및 도 12를 참조하여 제1수신장치가 충전 중 제2수신장치가 충전 영역에 진입한 경우를 설명한다.
 (1) 송신장치(1000)에 전원이 인가(Power Up)되면 설정 모드에 진입할 수 있다. 그리고 전력 절약 모드에서 송신장치(1000)는 이종의 검출용 전력 비콘 각각을 각각의 주기로 송신측 코일(1400)에 인가할 수 있다. 상기 검출용 전력 비콘을 이용하여 입력 임피던스(Ztx_in)의 변화를 검출하거나,충전 영역의 수신장치(2001, 2002)를 구동시킬 수 있다.
 (2) 저전력 모드에서 상기 제1수신장치(2001)로부터 제공되는 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)를 수신한 송신장치(1000)는연결 요청 신호를 상기 제1수신장치(2001)에 전송하여 송신장치(1000)와 제1수신장치(2001) 간의 연결(Connection)을 형성할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 제1수신장치(2001)로부터 수신장치 스태틱 파라미터 및 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다.
 (4) 파워 전송 모드에서 송신장치(1000)는 무선 충전을 허여하는 정보를 포함한 제1수신장치 제어 정보(PRU1 Control1)를 제1수신장치(2001)에 전송할 수 있다. 그리고 입력 받은 제1수신장치(2001)의 제1출력 전압(Vrect1)의 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn), 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)및 제1최적 출력 전압(Vrect1_set_dyn)에 기초하여, 상기 제1최적 출력 전압(Vrec1_set_dyn) 또는 상기 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)내지 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)중 어느 하나의 전압에 대응하는 입력 전력(Pin)을 생성하여 송신측 코일부(1400)에 인가함으로써 제1수신장치(2001)가 무선 전력을 수신하도록 할 수 있다. 또 다른 실시예로, 초기 전력 인가 후, 상기 제1출력 전압(Vrect1)의 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn), 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)및 제1최적 출력 전압(Vrect1_set_dyn)에 기초하여 송신측 코일의 전류(I_tx coil)를 컨트롤 할 수도 있다.
 (5) 제1수신장치(2001)의 무선 전력 충전 중 제2수신장치(2002)가 충전 영역에 진입한 경우상기 제2수신장치(2002)로부터 제공되는 에드버타이즈먼트 신호(PRU Advertisement)를 수신한 송신장치(1000)는 응답 신호를 상기 제2수신장치(2001)에 전송하여 송신장치(1000)와 제2수신장치(2002) 간의 연결(Connection)을 형성할 수 있다.
 (3) 송신장치(1000)는 제2수신장치(2002)로부터 수신장치 스태틱 파라미터 및 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다. 그리고 제1수신장치(2001)로부터 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다. 이 때 상기 송신장치(1000)는 제2수신장치(2002)로부터 수신장치 스태틱 파라미터 또는 수신장치 다이나믹 파라미터 중 적어도 하나를 수신하는 경우, 상기 제1 수신장치(2001)에 수신장치 다이나믹 파라미터 요청 신호를 전송함으로써 상기 제1수신장치(2001)로부터 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신할 수 있다. 또는 제2수신장치(2002)로부터 수신장치 스태틱 파라미터 및 수신장치 다이나믹 파라미터를 수신 후 상기 제1수신장치(2001)로부터 수신장치 다이나믹 파라미터가 전송될 때까지 대기할 수 있다(단, 제1수신장치(2001)로 제공하는 무선 전력을 유지할 수 있다).
 (4) 제1수신장치(2001)의 제1출력 전압(Vrect1)의 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn), 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)및 제1최적 출력 전압(Vrect1_set_dyn)과, 제2수신장치(2002)의 제2 출력 전압(Vrect2)의 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn), 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)및 제2최적 출력 전압(Vrect2_set_dyn) 그리고 제1수신장치(2001)의 제1출력 전력(Prx1) 및 제2수신장치(2002)의 제2출력 전력(Prx2)또는제1수신측 교류/직류 변환부(23010)의출력 전류 정보 및 제2수신측 교류/직류 변환부(2302)의출력 전류 정보를 수신한 송신장치(1000)는 파라미터에 기초하여 제1및 제2출력 전력(Prx1, Prx2)를 결정할 수 있다.
 그리고 제1출력 전압(Vrect1)의 범위와 제2출력 전압(Vrect2)의 범위 그리고 제1및 제2출력 전력(Prx1, Prx2)가 전술한 수학식 9에 충족하는지를 확인 할 수 있다.
 1) 예를 들어 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 작고, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 더욱 구체적으로는 수학식 9를 충족하는 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)내지 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압 값과 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn)내지 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압이 존재하는 경우, 송신장치(1000)는 충전 허여 정보를 포함하는 제2수신장치(2002)의 수신장치 제어 정보(PRU2 Control)를 제2수신장치(2002)에 전송하고,송신장치(1000)는 제2수신장치(2002)가 수학식 9를 충족하는 제2출력 전압(Vrect2)을 새롭게 셋팅(setting)하도록, 상기 제2수신장치(2002)의 수신장치 제어 정보(PRU2 Control)에 제2최적 출력 제어 전압(Vrect2_con_set)에 대한 정보를 포함시켜 제2수신장치(2002)에 전송할 수 있다. 그리고 송신장치(1000)는 제1수신장치(2001)가 수학식 9를 충족하는 제1출력 전압(Vrect1)을 새롭게 셋팅(setting)하도록, 새롭게 갱신된 제1수신장치(2001)를 위한 제2수신장치 제어 정보(PRU1 Control2)에 제1최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set)에 대한 정보를 포함시켜 제1수신장치(2001)에 전송할 수 있다. 그리고 상기 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각은 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)에 대응하여 요구전압을 생성하여 상기 송신장치(1000)로 전송할 수 있다.상기 요구전압은 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)을 기반하여 변경된 자신의 최적 출력 전압(Vrect_set)이다.
 1-1) 한편 제1및 제2출력 전압(Vrect1, Vrect2) 중 어느 하나만 조절해도 수학식 9를 충족하는 경우에는, 상기 제1및 제2출력 전압(Vrect1, Vrect2) 중 조절이 요구되는 하나의 출력 전압(Vrect)만 최소 및 최대 출력 전압(Vrect_main, Vrect_max) 범위 내에서 조절하도록 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 설정하고, 이를 해당 수신장치에 전송할 수 있다. 그리고 이를 수신한 수신장치는 상기 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 기반하여 생성된 요구전압을 상시 송신장치(1000)로 전송할 수 있다. 상기 요구전압은 상기 최적 출력 제어 전압(Vrect_con_set)을 기반하여 변경된 자신의 최적 출력 전압(Vrect_set)이다.
 1-2) 그리고 송신장치(1000)는 수신장치로부터 수신한 요구전력에 기초하여 설정된 제1입력 전력(Pin1)을 생성하여 제1수신장치(2001)로 제공하고, 제2입력 전력(Pin2)을 생성하여 제2수신장치(2002)로 제공할 수 있다.
 2) 또한 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 작지만, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 큰 경우, 또는 제1최적 출력 전압(Vrect1_set)이 제2최적 출력 전압(Vrect2_set) 보다 크지만, 제1출력 전력(Prx1)이 제2출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 더욱 구체적으로는 수학식 9를 충족하는 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn) 내지 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압 값(Vrect1)과 제2 최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn) 내지 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)범위 내의 특정 출력 전압(Vrect2)이 존재하지 않는 경우, 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)은 다음과 같이 설정할 수 있다.
 2-1) 제1출력 전력(Prx1)이 제2 출력 전력(Prx2)보다 작은 경우, 상기 제1최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set)은 제1최소 출력 전압(Vrect1_min_dyn)이 되도록 하고, 상기 제2 최적 출력 제어 전압(Vrect21_con_set)은 제2최대 출력 전압(Vrect2_max_dyn)되도록 하여 근사적으로 수학식 9를 충족하도록 할 수 있다.
 2-2) 그리고 제1출력 전력(Prx1)이 제2 출력 전력(Prx2)보다 큰 경우, 상기 제1최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set)은 제1최대 출력 전압(Vrect1_max_dyn)이 되도록 하고, 상기 제2 최적 출력 제어 전압(Vrect21_con_set)은 제2최소 출력 전압(Vrect2_min_dyn)되도록 하여 근사적으로 수학식 9를 충족하도록 할 수 있다.
 2-3) 상기 제1 및 제2최적 출력 제어 전압(Vrect1_con_set, Vrect2_con_set)은 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 포함되고, 이를 수신한 제1및 제2수신장치(2001, 2002) 각각은 상기 수신장치 제어 정보(PRU Control)에 기초하여 제1및 제2출력 전압(Vrect1, Vrect2)을 새롭게 셋팅(setting)한 요구전압을 송신장치(1000)로 제공하여, 상기 송신장치(1000)로부터 요구전압에 기초한 전력을 수신할 수 있다.
 전술한 바와 같은 송신장치(1000)와 수신장치(2000) 간의 정보 교환 및 이에 기초한 제어는 송신측 통신 및 제어부(1500)와 수신측 통신 및 제어부(2600)에 의하여 이루어 질 수 있다.
 실시예에 따른 멀티 충전 방식에 따르면, 복수의 수신장치들(예를 들어 A 및 B 수신장치)로부터 제공되는 수신장치 다이나믹 파라미터에 기초하여 시시 각각 충전 전력을 조절하는 경우, A 수신장치의 파라미터에 기초하여 A 수신장치의 상태에 적합한 충전 전력을 제공함에 따라 B수신장치의 충전 효율이 떨어지고, 그 뒤 B 수신장치의 파라미터에 기초하여 B수신장치의 상태에 적합한 충전 전력을 제공함에 따라 A수신장치의 충전 효율이 떨어짐에 따라 시스템 불안정을 해소할 수 있다.
 실시예에 따른 멀티 충전 방식에 따르면, 복수의 수신장치를 동시 충전 시 전체 시스템에 가장 적합한 충전 효율을 고려하여 무선 충전을 수행함으로써 멀티 충전의 효율성과 안정성을 확보할 수 있다.
 또한 실시예에 따른 복수의 수신장치들 각각의 수신측 교류/직류 변환부의 출력 전압을 재 조정함으로써, 멀티 충전의 안정성을 확보할 수 있다.
 이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
부호의 설명
 101 전력변환부
102 송신측 공진회로부
103 제어부
1100 송신측 교류/직류 변환부
1110 정류기
1120 송신측 직류/직류 변환부
1200 송신측 직류/교류 변환부
1300 송신측 임피던스 매칭부
1400 송신 코일부
1500 송신측 통신 및 제어부
1510 송신측 제어부
1520 송신측 통신부
1600 검출부
1700 FO 판단부
1710 비교부
1720 RC 필터
2000 수신장치
2001 제1수신장치
2002 제2수신장치
2100 수신측 코일부
2101 제1수신측 코일부
2102 제2수신측 코일부
2120 수신측 공진회로부
2200 수신측 임피던스 매칭부
2201제1수신측 임피던스 매칭부
2202제2수신측 임피던스 매칭부
2300 수신측 교류/직류 변환부
2301제1수신측 교류/직류 변환부
2302제2수신측 교류/직류 변환부
2400 수신측 직류/직류 변환부
2401제1수신측 직류/직류 변환부
2402제2수신측 직류/직류 변환부
2500 부하부
2501제1부하부
2502제2부하부
2600 수신측 통신 및 제어부
2610 수신측 제어부
2620 수신측 통신부