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1. WO2016117927 - DISPOSITIF D'ÉMISSION DE PUISSANCE SANS FIL, ET SON PROCÉDÉ DE COMMANDE DE PUISSANCE D'ÉMISSION

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

7   8  

과제 해결 수단

9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

발명의 효과

21   22  

도면의 간단한 설명

23   24   25   26   27   28   29   30  

발명의 실시를 위한 형태

31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8  

명세서

발명의 명칭 : 무선 전력 전송 장치 및 이의 전송 전력 제어 방법

기술분야

[1]
본 발명의 실시예들은 비접촉식 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치 및 이의 전송 전력 제어 방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
최근 스마트폰(smart phone), 랩탑(laptop), MP3(MPEG-1 Audio Layer-3) 플레이어(player), 헤드셋(headset) 등과 같은 휴대용 전자 장치의 보급이 확산되고 있다. 그러나, 휴대용 전자 장치는 배터리셀(예를 들어, 1차전지, 2차전지 등)에 저장된 전력을 소비함으로써 동작하기 때문에 휴대용 전자 장치가 지속적으로 동작할 수 있도록 하기 위해서는 해당 휴대용 전자 장치의 배터리셀을 충전하거나 교체할 필요가 있다.
[3]
배터리셀을 충전하는 방식은 크게 전원 공급선과 전원 공급 단자를 이용하여 충전하는 접촉식 충전 방식 및 무선 전력 전송 장치의 1차코일에서 발생되는 자기장에 의해 유도되는 무선 전력을 무선 전력 수신 장치를 통해 수신하여 충전하는 비접촉식 충전 방식으로 구분된다. 그러나, 접촉식 충전 방식은 충전기와 배터리가 서로 결합되거나 분리될 때 양측 단자에 서로 다른 전위차가 발생함에 따라 순간방전현상이 나타나고, 전원 공급 단자가 외부로 노출되기 때문에 전원 공급 단자에 이물질이 쌓이면 화재가 발생할 수 있으며, 습기로 인해 배터리가 자연 방전되고 배터리의 수명과 성능이 저하되는 등의 문제가 있다. 따라서 최근에는 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 비접촉식 충전 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
[4]
비접촉식 충전 방식에 관한 기술 중 하나로, 한국공개특허공보 제10-2014-0107306호(공개일 2014년 9월 4일) "무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 장치에서의 무선 전력 신호 전송 제어 방법"에는 무선 전력 전송 장치가 무선 전력 수신 장치로부터의 무선 전력 수신 신호를 전송 코일을 통해 수신하고, 상기 무선 전력 수신 신호에 따른 상기 전송 코일의 교류 전류 신호, 교류 전압 신호 및 구동드라이버의 직류전류 신호 중 정상 신호가 있으면, 이를 처리하여 무선 전력 수신 신호에 포함되는 무선 전력 수신 정보를 획득하고, 상기 무선 전력 수신 정보에 기초하여 무선 전력 신호를 제어하는 것이 기재되어 있다.
[5]
이와 같이 무선 전력 전송 장치는 일반적으로 무전 전력을 전송하기 위하여 도 1에 도시된 것과 같이 MCU(Main Control Unit; 110), DC-DC 컨버터(converter; 120), 인버터(inverter; 130) 및 1차 코일(primary coil; 140)을 포함한다. MCU(110)는 무선 전력 수신 장치의 요구 전력에 따라 DC-DC 컨버터(120)의 출력을 제어한다. DC-DC 컨버터(120)는 무선 전력 전송 장치로 입력되는 직류 전압(V in)을 MCU(110)의 제어에 따라 변환한다. 인버터(130)는 DC-DC 컨버터(120)에서 출력되는 직류(DC: Direct Current) 전압을 교류(AC: Alternating Current) 전압으로 변환한다. 1차 코일(140)은 인버터(130)에서 출력되는 교류 전압을 무선 전력 수신 장치의 2차 코일(secondary coil)로 전달한다. 도 1에는 일 예로 인버터(130)로서 풀브리지 인버터(full-bridge inverter)를 사용하는 경우가 도시되어 있다. 도 1에서 Lp는 1차 코일(140)의 인덕턴스(inductance)를 나타내고, Cp는 커패시터(capacitor)의 커패시턴스(capacitance)를 나타낸다.
[6]
그러나 이와 같은 무선 전력 수신 장치에서 전송 전력을 제어하기 위하여 즉, 인버터(130)의 출력을 제어하기 위하여 DC-DC 컨버터(120)의 출력을 가변시키는 경우, 무선 전력 전송 장치의 출력 또한 변하게 되어 시스템 효율이 감소하게 되며, DC-DC 컨버터(120)의 사용으로 인한 발열, DC-DC 컨버터(120)의 존재로 인한 비용 증가/파워 코일의 추가 사용 등이 수반되는 문제가 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[7]
본 발명의 기술적 과제는 시스템 출력에 변화를 주지 않고도 무선 전력 수신 장치의 위치, 온도, 파워 레벨 등과 관계 없이 최적의 효율을 유지할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이의 전력 전송 제어 방법을 제공함에 있다.
[8]
본 발명의 다른 기술적 과제는 제작 비용 및 발열을 감소시킬 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이의 전송 전력 제어 방법을 제공함에 있다.

과제 해결 수단

[9]
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치는 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 상기 무선 전력 수신 장치에 구비된 2차 코어와 결합함으로써 상기 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 적어도 하나의 1차 코일을 포함하는 1차 코어, 상기 1차 코어에 연결되어 상기 전력 신호를 전송하는데 필요한 교류 전압을 인가하는 인버터 및 상기 인버터에 연결되고, 상기 전력 신호에 의해 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 기반으로 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
[10]
일측에 따르면, 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보는 상기 1차 코어에서 상기 전력 신호가 전송되는 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신될 수 있다.
[11]
다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 기반으로 전력 전송 효율을 계산하고, 상기 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
[12]
또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보와 상기 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 상기 전력 전송 효율을 계산할 수 있다.
[13]
또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 하고, 상기 현재 주기에서의 전송 전력과 상기 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 상기 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
[14]
또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 컨버터의 부스트업(boost up) 또는 부스트다운(boost down)을 제어함으로써 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압을 제어할 수 있다.
[15]
또 다른 측면에 따르면, 상기 인버터는 적어도 두 개의 트랜지스터를 포함하는 풀브리지 인버터 또는 하프브리지 인버터일 수 있다.
[16]
또 다른 측면에 따르면, 상기 트랜지스터는 N-채널 또는 P-채널 MOS FET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)일 수 있다.
[17]
또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 상기 전력 전송 효율이 최대가 될 때까지 상기 트랜지스터의 게이트 전압이 증가 또는 감소되도록 제어할 수 있다.
[18]
또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기는 상기 1차 코어에서 상기 전력 신호가 전송되는 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 요구 전력과 상기 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 수신하는 경우, 상기 차이값에 따라 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하여 상기 무선 전력 전송 장치의 출력을 조절할 수 있다.
[19]
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 장치에 의한 전송 전력 제어 방법은 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 단계, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 포함하는 수신 전력 패킷을 수신하는 단계 및 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[20]
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 장치에 의한 전송 전력 제어 방법은 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 단계, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력과 상기 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 포함하는 컨트롤 에러 패킷을 수신하는 단계 및 상기 차이값에 따라 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

발명의 효과

[21]
전송 전력 제어 시 컨버터(converter)의 출력을 제어하는 대신 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 또는 인버터(inverter)의 게이트 바이어스(gate bias)를 제어함으로써 무선 전력 전송 장치의 출력에는 변화를 주지 않고도 무선전력 수신 장치와의 위치, 온도, 파워 레벨 등에 관계없이 최적의 전력 전송 효율을 유지할 수 있다.
[22]
무선 전력 전송 장치에서 DC-DC 컨버터가 제거될 수 있기 때문에 DC-DC 컨버터의 사용으로 인한 비용 및 발열이 감소될 수 있다.

도면의 간단한 설명

[23]
도 1은 일반적인 무선 전력 전송 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
[24]
도 2는 본 발명에 따른 비접촉 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
[25]
도 3은 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치를 나타내는 블록도이다.
[26]
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 전송 제어 방식을 설명하기 위한 회로도이다.
[27]
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 전송 제어 방식을 설명하기 위한 회로도이다.
[28]
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
[29]
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
[30]
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템 효율을 최대로 유지하기 위한 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[31]
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[32]
명세서 전체에서, 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.
[33]
이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용 없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미한다. 무선 전력은 전력 신호(power signal) 또는 무선 에너지(wireless energy)라 불릴 수도 있으며, 송신측의 1차 코일(primary coil)과 수신측의 2차 코일(secondary coil)에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)을 의미할 수도 있다. 이하, 휴대 전화기(mobile phone), 코드리스(cordless) 전화기, 스마트폰, MP3 플레이어, 랩탑, 헤드셋 등을 포함하는 장치들을 무선으로 충전하기 위한 비접촉 충전 시스템에서의 전송 전력 제어에 대해 예를 들어 설명한다. 무선 전력 전송의 기본적인 원리는 자기 유도 커플링 방식이나, 30MHz 미만의 주파수들을 사용하는 자기 공진 커플링(공진 유도) 방식을 모두 포함한다. 그러나, 비교적 높은 방사 레벨들에서의, 예를 들어, 135kHz (LF) 미만 또는 13.56MHz (HF)에서의 라이센스-면제 동작이 허용되는 주파수들을 포함하는 다양한 주파수들이 이용될 수도 있다.
[34]
[35]
도 2는 본 발명에 따른 비접촉 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
[36]
도 2를 참조하면, 비접촉 충전 시스템(200)은 무선 전력 전송 장치(210) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)(여기서, n은 자연수)를 포함한다.
[37]
무선 전력 전송 장치(210)는 1차 코어(primary core)를 포함한다. 1차 코어는 적어도 하나의 1차 코일(primary coil)과 상기 적어도 하나의 1차 코일에 커플링되는 적어도 하나의 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 장치(210)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼일 수 있다. 각각의 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)는 상기 플랫폼 상 또는 그 근처에 위치하여 무선 전력 전송 장치(210)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다.
[38]
각 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)는 무선 전력 전송장치(210)로부터 분리 가능하다. 각 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)는 무선 전력 전송 장치(210)의 근처에 있을 때 무선 전력 전송 장치(210)의 1차 코어에 의해 발생되는 전자기장과 결합되는 2차 코어(secondary core)를 포함한다. 2차 코어는 하나 이상의 2차 코일(secondary coil)과 상기 하나 이상의 2차 코일에 커플링되는 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
[39]
무선 전력 전송 장치(210)는 무선 전력 수산 장치(250-1~250-n)와 직접적인 전기 접촉(예를 들어, 코드 접촉) 없이 각 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)로 전력을 전송한다. 이때 1차 코어와 2차 코어는 서로 자기 유도 방식으로 커플링되거나 자기 공진 방식으로 커플링된다. 1차 코일 또는 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있다. 일 예로, 1차 코일 및 2차 코일은 페라이트(ferrite) 또는 비정질 금속(amorphous material)과 같은 고투자율을 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다.
[40]
각 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)는 외부 부하(도시되지 않음, 무선 전력 수신 장치의 실제 부하라고도 함)에 연결되어, 무선 전력 전송 장치(210)로부터 무선으로 수신한 전력을 외부 부하에 공급할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 수신 장치(250-1~250-n)는 각각 휴대형 전기/전자 장치 또는 재충전가능 배터리셀 또는 전지와 같이, 전력을 소비하거나 저장하는 물체로 무선 전력 전송 장치(210)로부터 수신한 전력을 운반할 수 있다.
[41]
[42]
도 3은 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치를 나타내는 블록도이다.
[43]
이하, 도 3을 참조하여 무선 전력 전송 장치에 대해 보다 상세히 설명한다.
[44]
무선 전력 전송 장치(300)는 1차 코어(310), 구동 회로(320), 제어기(330) 및 측정 회로(340)를 포함한다.
[45]
1차 코어(310)는 무선 전력 수신 장치를 검출하기 위한 신호, 무선 전력 신호 등을 전송하기 위하여 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 무선 전력 수신 장치에 구비된 2차 코어와 결합하는 적어도 하나의 1차 코일을 포함한다. 예를 들어, 1차 코어(310)는 적어도 하나의 1차 공진 코일(resonant coil) 및 적어도 하나의 1차 유도 코일(inductive coil)을 포함할 수 있다. 이와 같이 공진 코일과 유도 코일이 단일 모듈로서 하나의 코어 또는 하나의 무선 전력 전송 장치에 포함되는 것을 하이브리드(hybrid) 타입이라 부를 수 있다. 하이브리드 타입에서 1차 공진 코일은 자기 공진 커플링에 의해 무선 전력을 무선 전력 수신 장치로 전송하는데 사용되는 코일이고, 1차 유도 코일은 자기 유도 커플링에 의해 무선 전력을 무선 전력 수신 장치로 전송하는데 사용되는 코일이다. 이때, 1차 코어(310)는 1차 공진 코일과 자기 공진을 형성하도록 1차 공진 코일에 커플링되는 커패시터를 포함할 수 있다. 1차 코어(310)가 자기 공진 방식으로 무선전력을 전송함에 있어서 해당 전력을 공급 또는 전달하기 위해 자기 유도 방식을 사용할 수 있다. 따라서 1차 유도 코일은 드라이브 코일(drive coil)이라 불릴 수도 있다.
[46]
구동 회로(320)는 1차 코어(310)에 연결되어 1차 코어(310)에서 전자기장이 발생되도록 1차 코어에 전기 구동 신호들을 인가한다. 구동 회로(320)는 무선 전력 전송 장치(300)로 입력되는 직류(DC: Direct Current) 전압(전원)을 변환하는 컨버터(converter) 및 상기 컨버터에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(inverter)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 컨버터는 부스트업(boost up) 및 부스트 다운(boost down) 기능을 가지는 DC-DC 컨버터일 수 있으나, 무선 전력 전송 장치(300)의 구조에 따라 무선 전력 전송 장치(300)에 포함되지 않을 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 전력 전송 장치(300)에서 컨버터는 제거될 수 있다. 상기 인버터는 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 수신 장치의 검출을 위한 신호, 전력 신호 등을 전송하는데 필요한 교류 전압을 1차 코어(310)에 인가하기 위하여 1차 코일에 연결될 수 있다. 상기 인버터는 일 예로, 적어도 두 개의 트랜지스터를 포함하는 풀브리지(full-bridge) 인버터 또는 하프브리지(half-bridge) 인버터일 수 있으며, 상기 트랜지스터는 N-채널 또는 P-채널의 FET(Field Effect Transistor) 또는 MOS(Metal Oxide Silicon) FET일 수 있다.
[47]
제어기(330)는 구동 회로(320)에 연결되어 1차 코어(310)가 유도 자기장을 발생시키거나 자기공진을 일으킬 때 필요한 교류(AC: Alternating Current) 신호를 제어하기 위한 제어 신호(331)를 생성한다. 제어기(330)는 프로세서의 일종으로, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩세트, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 정보를 기초로 무선 전력 전송 장치(300)의 동작 주파수, 전압, 전류 및/또는 듀티 사이클(duty cycle)을 제어할 수 있다.
[48]
또한, 제어기(330)는 1차 코어(310)와 연결되어, 1차 코어(310)의 스위치를 제어하는 제어 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 1차 코어(310)에 포함된 1차 코일이 하이브리드 타입일 경우, 제어기(330)는 하이브리드 타입의 코일을 구동하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이를 위하여 제어기(330)는 무선 전력 수신 장치가 자기 공진 기반의 무선 전력 수신 장치인지 확인할 수 있다. 즉, 제어기(330)는 상기 무선 전력 수신 장치가 공진 타입인지 확인할 수 있다. 만약 무선 전력 수신 장치가 공진 타입인 경우, 제어기(330)는 스위치를 ON하기 위한 제어 신호를 1차 코어(310)에 인가하여 자기 공진 방식으로 무선 전력이 전송되도록 할 수 있다. 반면 만약, 무선 전력 수신 장치가 유도 타입인 경우, 제어기(330)는 스위치를 OFF하기 위한 제어 신호를 1차 코어(310)에 인가하여 자기 공진 방식으로 무선전력이 전송되도록 할 수 있다.
[49]
측정 회로(340)는 1차 코어(310)에 흐르는 전류 또는 전압을 측정한다. 이를 위하여 측정 회로(340)는 전류 센서(current sensor) 또는 전압센서(voltage sensor)로 구현될 수 있다. 또는 측정 회로(340)는 1차 코어(310)에 흐르는 고전류를 저전류로 낮추어 사용하거나, 1차 코일에 인가되는 고전압을 저전압으로 낮추는 변압기(transformer)일 수 있다.
[50]
한편 도면에 도시되지 않았으나, 무선 전력 전송 장치(300)는 무선으로 무선 전력 수신 장치와 데이터를 송수신하는 통신 모듈 및 저장 장치 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 통신 모듈은 신호를 송신 또는 수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 안테나와 무선 신호를 처리하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 저장 장치는 디스크 드라이브, ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 등을 포함할 수 있다.
[51]
제어기(330)는 측정 회로(340)에서 측정된 전류 혹은 전압값을 이용하여 무선 전력 수신 장치가 송신하는 정보를 획득할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하는 중에 부하를 변동시킴으로써 요구전력이 만족될 때까지 전력 상승을 요청하는 전력 제어 신호 또는 전력 하강을 요청하는 전력 제어 신호를 주기적 또는 비주기적으로 무선 전력 전송 장치(300)로 전송할 수 있다. 상기 전력 제어 신호는 무선 전력 수신 장치의 요구 전력과 무선 전력 전송 장치(300)의 전송 전력 간의 차이에 대한 정보를 포함한다는 점에서 컨트롤 에러 메시지(control error massage) 또는 컨트롤 에러 패킷(control error packet)이라 불릴 수 있다.
[52]
무선 전력 전송 장치(300)는 부하 변동을 통해 무선 전력 수신 장치로부터 전력 상승을 요청하는 전력 제어 신호를 수신하면, 변압기 혹은 저항 등을 이용한 전압분배기를 이용하여 이를 적당한 크기로 낮추고 검파기를 이용하여 포락선 검파(envelope detection)를 수행한 후 저대역 필터(low-pass filter)를 통과시킴으로써 무선 전력 수신 장치로부터의 신호를 검출할 수 있다. 그리고, 상기 전력 제어 신호에 대한 응답으로서 더 높은 전력이 전송되도록 1차 코어(310)에 흐르는 전류의 세기를 상승시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 1차 코어(310)에 더 큰 전류가 흐르도록 하기 위해, 제어기(330)는 기준 AC 신호 보다 더 큰 AC 신호가 1차 코어(310)에 인가될 수 있도록 제어 신호(331)를 조정할 수 있다. 반대로, 제어기(330)는 무선 전력 수신 장치로부터 전력 하강을 요청하는 전력 제어 신호를 수신하면, 현재 전송 전력 보다 낮은 전력이 전송되도록 기준 AC 신호 보다 낮은 AC 신호가 1차 코어(310)에 인가될 수 있도록 제어 신호(331)를 조절할 수 있다.
[53]
한편 제어기(330)는 무선 전력 전송 중에 즉, 1차 코어(310)에서 전력 신호가 전송되는 중에 측정 회로(340), 통신 모듈 등을 이용하여 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보, 충전 상태에 대한 정보 등을 획득할 수 있다. 여기서, 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 포함하는 신호는 수신 전력 패킷(received power packet)이라 불릴 수 있으며, 상기 충전 상태에 대한 정보를 포함하는 신호는 충전 상태 패킷(charge status packet)이라 불릴 수 있다.
[54]
제어기(330)는 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 수신하는 경우, 이를 기반으로 전력 전송 효율을 계산하고, 계산한 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 구동 회로(320)에 포함된 컨버터에서 인가되는 직류 전압 및/또는 구동 회로(320)에 포함된 인버터의 게이트 전압을 조절할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 수신 전력 정보를 기반으로 상기 무선 전력 수신 장치가 이동하였는지 여부를 인지할 수 있다. 예를 들어, 제어기(330)는 무선 전력 전송 장치에 입력되는 전력과 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보(수신 전력 정보)를 기반으로 전력 전송 효율(시스템 효율)을 계산할 수 있다. 그리고 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 제어하는 한편, 현재 주기에서의 전송 전력과 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.
[55]
구동 회로(320)에 포함된 컨버터에서 인가되는 직류 전압을 조절하는 경우, 제어기(330)는 무선 전력 전송 장치에 포함된 컨버터의 부스트업(boost up) 또는 부스트다운(boost down)을 제어할 수 있다.
[56]
구동 회로(320)에 포함된 인버터의 게이트 전압을 조절하는 경우, 제어기(330)는 전력 전송 효율이 최대가 될 때까지 상기 트랜지스터의 게이트 전압이 증가 또는 감소되도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 무선 전력 전송 장치(300)는 도 3에는 도시되지 않았지만 바이어스 제어부를 더 포함할 수 있다.
[57]
제어기(330)는 무선 전력 전송 중에 즉, 1차 코어(330)에서 전력 신호가 전송되는 중에 무선 전력 수신 장치로부터 무선 전력 수신 장치의 요구 전력과 상기 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 포함하는 전력 제어 신호를 수신하는 경우, 상기 차이값에 따라 컨버터로부터 출력되는 직류 전압 및 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어함으로써 무선 전력 전송 장치(300)의 출력을 조절할 수 있다.
[58]
[59]
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 전송 제어 방식을 설명하기 위한 회로도이다. 도 4에는 일 예로, DC-DC 컨버터를 사용하지 않고 인버터(420)에 포함된 FET(421, 422)의 게이트 전압을 제어하여 무선 전력 전송 장치의 출력과 효율을 제어하는 경우가 도시되어 있다.
[60]
제어기(410)는 무선 전력 수신 장치로부터 전력 상승(증가)을 요청하는 전력 제어 신호를 수신하는 경우, 풀브리지 인버터(420)의 상측 FET(421) 및/또는 하측 FET(422)의 게이트 전압을 증가시켜 무선 전력 전송 장치의 출력을 증가시킬 수 있다. 반대로, 무선 전력 수신 장치로부터 전력 감소(하강)를 요청하는 전력 제어 신호를 수신하는 경우, 풀브리지 인버터(420)의 상측 FET(421) 및/또는 하측 FET(422)의 게이트 전압(게이트 바이어스)을 감소시킴으로써 무선 전력 전송 장치의 출력을 감소시킬 수 있다.
[61]
한편, 제어기(410)는 무선 전력 수신 장치로부터 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 포함하는 수신 전력 패킷을 수신하는 경우에도 풀브리지 인버터(420)의 상측 FET(421) 및/또는 하측 FET(422)를 제어함으로써 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 하는 동시에 최대의 전력 전송 효율이 최대 효율을 유지하도록 제어할 수 있다.
[62]
도 4에서는 제어기(410)가 바이어스 제어부(415)를 이용하여 풀브리지 인버터(420)의 하측 FET(422)를 제어하는 경우가 도시되어 있지만, 풀브리지 인버터(420)의 하측 FET(422)는 제어기(410)에 의해 직접 제어될 수도 있으며, 인버터로서 풀브리지 인버터(420) 대신 2개의 FET를 포함하는 하프 브리지 인버터가 사용될 수도 있다.
[63]
[64]
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 전송 제어 방식을 설명하기 위한 회로도이다.
[65]
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 무선 전력 전송 장치는 DC-DC 컨버터(530)를 포함할 수도 있다. 이 경우, 제어기(510)는 시스템 효율을 개선하기 위하여 DC-DC 컨버터(530)를 제어하거나 또는 DC-DC 컨버터(530)의 출력을 가변시키지 않고 DC-DC 컨버터(530)를 부스트업 및/또는 부스트 다운시킬 수 있다. 또한, 제어기(510)는 도 4의 실시예에서와 마찬가지로 인버터(520)에 포함된 FET의 게이트 전압을 제어할 수 있다. 따라서, 제어기(510)는 무선 전력 전송 중에 무선 전력 수신 장치의 위치가 달라지더라도 최대 효율이 유지되도록 할 수 있다.
[66]
[67]
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 6을 참조하여 무선 전력 전송 장치가 무선 전력 수신 장치의 제어하에 전송 전력을 제어하는 방법에 대해서 설명한다.
[68]
무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치가 검출되면, 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 해당 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송한다(S610).
[69]
이후 무선 전력이 전송되는 중에 즉, 충전 중에 무선 전력 수신 장치로부터 해당 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력과 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 포함하는 컨트롤 에러 패킷을 수신하면(S620), 무선 전력 전송 장치는 상기 차이값에 따라 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어함으로써 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 수신 장치가 요구하는 전력이 전송되도록 할 수 있다(S630).
[70]
한편 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 전송 중에 무선 전력 수신 장치로부터 수신 전력 패킷을 수신하면(S620), 상기 수신 전력 패킷에 포함된 해당 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보(수신 전력 정보)를 기반으로 전력 전송 효율을 계산할 수 있다. 그리고 전력 전송 효율이 최대 효율을 유지하도록 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 여기서, 전력 전송 효율은 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보와 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 계산될 수 있다.
[71]
예를 들어, 무선 전력 전송 장치는 수신 전력 패킷이 수신되면 현재의 전력 전송 효율과 이전에 수신 전력 패킷이 수신되었을 때 계산한 전력 전송 효율을 비교하고, 현재의 전송 전력과 이전에 수신 전력 패킷이 수신되었을 때 계산한 전송 전력을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되면서 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 이는 현재의 전력 전송 효율이 이전의 전력 전송 효율 비해 감소하거나, 현재의 전송 전력이 이전의 전송 전력과 달라질 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
[72]
[73]
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 7을 참조하여 무선 전력 전송 중에 무선 전력 수신 장치의 위치가 달라지더라도 DC 인가 전압을 제어하거나 인버터의 게이트 바이어스를 조절하여 시스템 효율을 최대로 유지하는 방법에 대해 설명한다.
[74]
무선 전력 전송 장치는 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 중에 무선 전력 수신 장치로부터 해당 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 포함하는 수신 전력 패킷을 수신하면, 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
[75]
예를 들어, 무선 전력 전송 장치는 수신 전력 패킷을 수신하면 해당 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 전력 전송 효율을 측정하여(S710), 현재의 전력 전송 효율이 최대 효율인지를 판단할 수 있다(S720). 만일, 현재 전력 전송 효율이 최대 효율이 아니라면 무선 전력 전송 장치는 전력 전송 효율이 최대 효율을 유지하도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어할 수 있다(S730). 여기서, 상기 전력 전송 효율은 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보와 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 계산될 수 있다.
[76]
이를 위하여 무선 전력 전송 장치는 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하고, 상기 현재 주기에서의 전송 전력과 상기 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되면서 상기 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 이는 현재 주기의 전력 전송 효율이 이전 주기의 전력 전송 효율 비해 감소하거나, 현재 주기에서의 전송 전력이 이전 주기에서의 전송 전력과 달라질 때까지 반복적으로 수행될 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 장치는 수신 전력 패킷이 수신될 때 마다 시스템 효율을 측정하여 이전에 수신 전력 패킷이 수신되었을 때 측정한 시스템 효율값과 비교하고, 현재의 측정값이 이전값에 비해 작을 경우 효율이 증가되는 방향으로 상기 직류 전압 및/또는 상기 게이트 전압을 제어할 수 있다. 그리고 이를 통해 최대 효율 지점을 찾을 경우 그 값을 유지하도록 제어할 수 있다.
[77]
[78]
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템 효율을 최대로 유지하기 위한 전송 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 무선 전력 수신 장치의 위치가 달라지더라도 시스템 효율을 최대로 유지하기 위한 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
[79]
도 8에서 V n은 n번째 수신 전력 패킷을 수신하였을 때의 컨트롤 전압(V c; 시스템 직류 전압 또는 FET의 게이트 전압)을 나타내고, V 0는 n이 '0'일 때 즉, 최초로 무선 전력 수신 장치로부터 컨트롤 에러 패킷 또는 수신 전력 패킷이 수신되었을 때의 컨트롤 전압을 나타낸다.
[80]
무선 전력 전송 장치의 동작 초기에 V n은 V 0으로 설정되고, V 0는 n이 '0' 일 때의 컨트롤 전압(V c)으로 설정된다(S810).
[81]
무선 전력 전송 장치는 n+1번째 수신 전력 패킷을 수신하면 n번째 컨트롤 전압값(V n)에 제어를 위한 변화값(Alpha; 제어변수)를 더해 n+1번째 컨트롤 전압값(V n+1)을 생성한다(S820). 여기서, 제어변수는 '+' 혹은 ' ' 값을 가질 수 있다. 그리고, 만일 n+1번째 컨트롤 전압값(V n+1)을 가질 때 효율이 n번째 컨트롤 전압값(V n)을 가질 때 효율 보다 증가하였는지를 판단한다(S830).
[82]
만일 n+1번째 컨트롤 전압값(V n+1)을 가질 때 효율이 증가하면, 무선 전력 전송 장치는 n+1번째 컨트롤 전압값(V n+1)을 가질 때 시스템 파워와 n번째 컨트롤 전압값(V n)을 가질 때 시스템 파워를 비교한다(S840). 만일 n+1번째 시스템 파워(P n+1)가 이전값(P n)과 다르다면, 무선 전력 전송 장치는 컨트롤 전압값에 제어변수를 더하는 과정을 중단한다. 그러나, 만일 n+1번째 시스템 파워(P n+1)가 이전값(P n)과 같다면, 무선 전력 전송 장치는 컨트롤 전압에 제어변수(alpha)를 더하고 시스템 효율을 측정하는 과정을 반복한다.
[83]
이를 반복하는 중에 시스템 효율이 그 이전의 값보다 크지 않다면 무선 전력 전송 장치는 컨트롤 전압에 제어변수를 빼서(S850), 현재 시스템 효율과 그 이전의 시스템 효율을 비교한다(S860). 만일 비교 결과 효율이 감소한다면 무선 전력 전송 장치는 컨트롤 전압값에서 제어변수를 빼는 과정을 중단한다. 그렇지 않으면, 현재 시스템 파워와 이전 시스템 파워를 비교한다(S870). 시스템 파워를 비교한 결과 그 이전의 시스템 파워와 같을 경우 시스템 파워가 달라질 때까지 무선 전력 전송 장치는 컨트롤 전압값에서 제어변수를 빼는 과정을 반복하며 현재 시스템 파워와 이전의 시스템 파워가 달라진다면 컨트롤 전압값에서 제어변수를 빼는 과정을 중단한다. 이와 같은 동작으로 인해 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치와의 위치가 변하더라도 시스템 출력에는 변화를 주지 않고 시스템 효율을 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다.
[84]
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치에 있어서, 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 상기 무선 전력 수신 장치에 구비된 2차 코어와 결합함으로써 상기 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 적어도 하나의 1차 코일을 포함하는 1차 코어; 상기 1차 코어에 연결되어 상기 전력 신호를 전송하는데 필요한 교류 전압을 인가하는 인버터; 및 상기 인버터에 연결되고, 상기 전력 신호에 의해 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 기반으로 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 제어기 를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보는, 상기 1차 코어에서 상기 전력 신호가 전송되는 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보를 기반으로 전력 전송 효율을 계산하고, 상기 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 무선 전력 수신 장치에서 수신된 전력에 대한 정보와 상기 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 상기 전력 전송 효율을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 5]
제3항에 있어서, 상기 제어기는, 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되도록 하고, 상기 현재 주기에서의 전송 전력과 상기 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 상기 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 6]
제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 컨버터의 부스트업(boost up) 또는 부스트다운(boost down)을 제어함으로써 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 7]
제1항에 있어서, 상기 인버터는, 적어도 두 개의 트랜지스터를 포함하는 풀브리지 인버터 또는 하프브리지 인버터인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 8]
제7항에 있어서, 상기 트랜지스터는, N-채널 또는 P-채널 MOS FET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 9]
제7항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 전력 전송 효율이 최대가 될 때까지 상기 트랜지스터의 게이트 전압이 증가 또는 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 10]
제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 1차 코어에서 상기 전력 신호가 전송되는 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 요구 전력과 상기 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 수신하는 경우, 상기 차이값에 따라 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하여 상기 무선 전력 전송 장치의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
[청구항 11]
무선 전력 전송 장치에 의한 전송 전력 제어 방법에 있어서, 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 단계; 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 포함하는 수신 전력 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 단계 를 포함하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 12]
제11항에 있어서, 상기 제어하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 전력 전송 효율을 계산하는 단계; 및 상기 전력 전송 효율이 최대 효율을 유지하도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 13]
제12항에 있어서, 상기 전력 전송 효율은, 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보와 상기 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 14]
제12항에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하고, 상기 현재 주기에서의 전송 전력과 상기 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되면서 상기 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 15]
제14항에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 상기 현재 주기의 전력 전송 효율이 상기 이전 주기의 전력 전송 효율 비해 감소하거나, 상기 현재 주기에서의 전송 전력이 상기 이전 주기에서의 전송 전력과 달라질 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 16]
무선 전력 전송 장치에 의한 전송 전력 제어 방법에 있어서, 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 1차 코일을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력 신호를 전송하는 단계; 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치에서 요구되는 전력과 상기 무선 전력 전송 장치로부터 수신한 전력 간의 차이값을 포함하는 컨트롤 에러 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 차이값에 따라 상기 무선 전력 전송 장치에 인가되는 직류 전압 및 상기 무선 전력 전송 장치에 포함된 인버터의 게이트 전압 중 적어도 하나를 제어하는 단계 를 포함하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 17]
제16항에 있어서, 상기 제어하는 단계 이후에, 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보를 기반으로 전력 전송 효율을 계산하는 단계; 및 상기 전력 전송 효율이 최대 효율을 유지하도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 18]
제17항에 있어서, 상기 전력 전송 효율은, 상기 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력에 대한 정보와 상기 무선 전력 전송 장치의 입력 전력을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 19]
제17항에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 현재 주기의 전력 전송 효율과 이전 주기의 전력 전송 효율을 비교하고, 상기 현재 주기에서의 전송 전력과 상기 이전 주기에서의 전송 전력을 비교하여 전력 전송 효율이 최대로 유지되면서 상기 무선 전력 전송 장치의 출력이 일정하게 유지되도록 상기 직류 전압 및 상기 게이트 전압 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.
[청구항 20]
제19항에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 상기 현재 주기의 전력 전송 효율이 상기 이전 주기의 전력 전송 효율 비해 감소하거나, 상기 현재 주기에서의 전송 전력이 상기 이전 주기에서의 전송 전력과 달라질 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전송 전력 제어 방법.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]