JP5059720B2

JP5059720B2 - 無接点充電方法、無接点電力送信装置、及び無接点電力受信装置

Info

Publication number: JP5059720B2
Application number: JP2008234885A
Authority: JP
Inventors: チュンキルジョン
Original assignee: チュンキルジョン
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-10-31
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Description

本発明は無接点充電システムに関し、より詳しくは充電プレートに異物が置かれた場合に電力送信が止められるようにして、充電中に触れるとか動いて無接点電力送信装置の充電プレート上で無接点電力受信装置が移動しても、充電動作が連続して安定的な電圧で充電されるようにして、充電効率が向上するようにした無接点充電システムに関するものである。

一般的に携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのようなポータブル無接点電力受信装置は移動しながら使うため、一般家庭の電源を直接にさして電源の供給を受けることができず、使い捨てバッテリーを装着したり、充放電の可能なバッテリーが装着される。

しかし、このようなポータブル装置のバッテリーに電気を充電させるための充電器は一般の電源から電気の供給を受けてバッテリーに電源供給線及び電源の供給端子を通じてバッテリーパックに電源を供給する端子供給方式が利用されている。しかし、このように端子供給方式で電源を供給すれば、充電器とバッテリーがお互いに結合されるとか分離する場合、両側の端子がお互いに違う電位差を持っていて端子部分で瞬間の放電の現象が発生される。こういうわけで両側の端子には、ますます異物が積もるようになって、これにより火災が発生するおそれもある。また端子が空気に直接に露出するから湿り気またはほこりがついて自然放電することがあるなど、充電器及びバッテリーの寿命と性能を低下させる問題点がある。

このような端子供給方式の問題点を解決するために、無接点充電器が開発されたのである。このような従来技術による無接点充電器は無接点充電器の１次コイルの上部に、充電しようとするバッテリーを内在した端末機を位置させると、バッテリーの２次コイルによって充電される。すなわち、１次コイルで発生する磁場によって２次コイルでは誘導起電力が発生することで、このように誘導される電気を充電するようになる。

しかし、このような従来の無接点充電器はただポータブル端末機に電力を供給するだけで、他の利用が限定されていて実用性に制限がある。

さらに、１次コイルで発生される磁場に対して金属が置かれると、磁場の変化によって１次コイルでの電力損失が相当であり、無接点充電器が破損することがあるなどの問題点がある。
大韓民国登録特許第０７５１６３５号公報大韓民国登録特許第０８１９６０４号公報大韓民国登録特許第０６４３９４１号公報大韓民国登録特許第０５６６２２０号公報

上述のような問題点を解消するための本発明は、充電プレートに異物が置かれる場合に電力送信が止められるようにして、無接点電力受信装置及び無接点電力送信装置が損傷されないようにする長所がある。

また、無接点電力受信装置が充電の中に触れるとか動いて無接点電力送信装置の充電プレート上で移動しても、充電動作が連続して安定的な電圧に充電されるようにして充電効率が向上するようにする目的がある。

さらに、充電されるバッテリーセルが１次側充電コア及び２次側充電コアによって発生される磁場から保護されて、安定的に充電されるようにする目的がある。

上述のような目的を果たすための本発明による無接点充電システムは、無接点電力送信装置の１次側充電コアから発信される電力信号によって無接点電力受信装置の２次側充電コアで電力信号の送信を受けて電源が充電されるように電力送信を制御する無接点充電システムにおいて、前記無接点電力受信装置は、前記無接点電力送信装置の１次側充電コアと対応して誘導電流が発信されるようにする２次側充電コアと、前記２次側充電コアと繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロック（Rectifier Block）と、前記整流部ブロックから供給される電源がバッテリーセルに充電されるように具備される充電回路部ブロックと、前記２次側充電コアを通じて受信される電力を監視する受信電力監視モジュールと、前記整流部ブロック、前記充電回路部ブロック、前記受信電力監視モジュールを制御して、ＩＤ発生と充電状態の信号を制御するように具備される電力受信装置制御部とを備え、前記受信電力監視モジュールは、受信される電力の電圧が低電圧であると感知されるか否か比較判別する低電圧監視モジュールと、受信される電力の電圧が高電圧であると感知されるか否か比較判別する高電圧監視モジュールとを備えることを特徴とする。

また、本発明による無接点充電システムの充電制御方法は、無接点電力送信装置の１次側充電コアから発信される電力信号によって無接点電力受信装置の２次側充電コアで電力信号の送信を受けて、電源が充電されるように電力送信を制御する無接点充電システムＡの充電制御方法において、
１）前記無接点電力送信装置の１次側充電コアを通じて、前記無接点電力受信装置の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号が含まれる物体感知信号を発信し、これに対する回答信号の受信を待機するスタンバイモード段階と、
２）前記１次側充電コアを通じる負荷変調によって感知された感知信号を判別し、無接点電力受信装置から発信された正常の固有ＩＤ信号が受信されたか否かを判別する固有ＩＤ判別段階と、
３）無接点電力受信装置から正常の固有ＩＤが受信されたと判別される場合には、ゲートドライバーモジュールを通じ、１次側充電コアを通じてフルパワー送信電力信号が発信されるようにするフルパワー電力送信段階と、
４）無接点電力受信装置へ充電状態情報を要請し、返信された無接点電力受信装置の充電情報によって、充電の程度を調節する充電調節段階と、
５）無接点電力受信装置から満充電の情報を受信したときには、充電動作を停止してＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに満充電の状態を表示する満充電状態段階と、
を備えることを特徴とする。

ここに、前記固有ＩＤ判別段階は、１次側充電コアを通じて感知された感知信号が、無接点電力受信装置から発信された正常のＩＤデータとする正常信号ではない場合、異物感知モードに切り替え、感知された異物が金属または電子機器の場合には、ＬＣＤパネルまたは充電状態ＬＥＤに異物エラー表示をして、該当充電ブロックに対する充電動作を停止するように具備されることができる。

また、前記充電調節段階は、前記無接点電力受信装置側に、充電状態の情報についてのデータ情報を要請する充電量情報要請段階と、前記無接点電力受信装置から送信される充電量情報データ及び受信電力についての電圧データの充電状態情報についての信号を受信する充電情報データ受信段階と、前記無接点電力受信装置から送信された電力信号の充電状態情報についてのデータを分析して判別する電力データ判別段階と、前記無接点電力受信装置から送信された電力信号についての電圧データに対し、送信電力を償うために、電力信号の周波数を算出して、補償された周波数で電力信号を送る補償電力信号送信段階とを備えることができる。

さらに、本発明の他の形態による無接点充電システムの充電制御方法は、無接点電力送信装置の１次側充電コアから発信される電力信号によって無接点電力受信装置の２次側充電コアで電力信号の送信を受けて、電源が充電されるように電力送信を制御する無接点充電システムＡの充電制御方法において、
１）前記無接点電力受信装置が電力信号の受信のためのスタンバイモード状態で、前記無接点電力送信装置の１次側充電コアから物体感知信号とともに発信される前記無接点電力受信装置の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号を感知し、無接点電力受信装置の固有ＩＤ値に対する信号を前記無接点電力送信装置側に発信する固有ＩＤ値信号発信段階と、
２）前記固有ＩＤ値信号発信段階以後、充電のための充電待機モードに転換されるようにして、前記無接点電力送信装置から送信を受けて、受信される電力信号を整流し、バッテリーセルに充電されるようにする充電段階と、
３）前記無接点電力送信装置から送信される電力信号が基準電圧であるかを判別して、受信電力電圧が基準電圧以下の場合には昇圧を要請し、基準電圧以上場合には減圧を要請する電圧調整信号を発信する電圧調整要請段階と、
４）前記電圧調整要請段階以後に受信される電圧が、基準電圧の場合には正常受信についての信号を発信する正常電圧信号送信段階と、
５）前記バッテリーセルに充電された状態が、満充電状態であるか否かを判別して、満充電状態の場合には充電を終了する充電終了段階と、
を備えることができる。

本発明は、充電プレートに異物が置かれた場合に、電力送信が止められるようにして、無接点電力受信装置及び無接点電力送信装置が損傷されないようにする効果がある。

また、無接点電力受信装置が充電中に触れるとか、動いて無接点電力送信装置の充電プレート上で移動しても、充電動作が連続して安定的な電圧に充電されるようにして、充電効率が向上するなどの卓越な効果がある。

さらに、充電されるバッテリーセルが１次側の充電コア及び２次側の充電コアによって発生される磁場から保護されて、安定的に充電されるようにする効果がある。

以下、添付図面を参照して、詳しく説明すれば次のようである。

図１は本発明による無接点充電システムの無接点電力送信装置に対する構成図であり、図２は本発明による無接点充電システムの無接点電力受信装置に対する構成図であり、図３は本発明による無接点充電システムの無接点電力送信方法に対する流れ図であり、図４は本発明による無接点充電システムの無接点電力受信方法に対する流れ図であり、図５は本発明による無接点充電システムの無接点電力送信方法に対する制御順のブロック図であり、図６は本発明による無接点充電システムの無接点電力受信方法に対する制御順のブロック図であり、図７及び図８は本発明による無接点充電システムの無接点電力受信装置に対する構成図であり、図９及び図１０は本発明による無接点電力受信装置の構造に対する分解斜視図及び側断面図であり、図１１ないし図１６は本発明による無接点充電システムにおいて電力制御による効率に対するグラフであり、図１７は本発明による無接点電力受信装置に対する充放電の繰り返し実験に対する効率グラフであり、そして図１８及び図１９は本発明による無接点充電システムの作動に対する例示図がそれぞれ図示されたことで、図１８は無接点電力受信装置が無接点電力送信装置の中央から端に移動されることを例示したことで、図１９は無接点電力受信装置が無接点電力送信装置の中央から端に移動されることを例示したのである。

すなわち、本発明による無接点充電システムＡは、図１ないし図１９に図示されるように、無接点で電力信号が無接点電力受信装置３０側に発信されるように具備される無接点電力送信装置１０が含まれて成り立つのである。

ここに、図１のように前記無接点電力送信装置１０には、前記無接点電力受信装置３０側へ、無接点方式で電力信号を送るためのフルブリッジ共振型コンバーター２２及び中央制御部２１が内在するのである。

かくして、前記中央制御部２１の制御によって前記フルブリッジ共振型コンバーター２２に、変換された電力信号が送信されるようにするゲートドライバーモジュール２３が具備されて、また前記無接点電力受信装置３０から送信される信号を処理して、前記中央制御部２１へ送る受信信号処理モジュール２４が具備されるのである。

そして、前記無接点充電ケース（図示せず）には、前面に電源オン／オフスイッチ、信号入力のための入力パネルが具備されて、前記無接点充電プレート及び前記無接点電力受信装置３０の充電状態を表示するためのＬＣＤパネル１５３及び充電状態ＬＥＤ１５４が具備されて、電源供給部２５が内在して具備されるのである。

かくして、図１の例示のように、無接点電力送信装置の充電プレートには携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのようなポータブル装置のバッテリーなどに具備されることができる無接点電力受信装置３０が置かれることで、ここに無接点電力受信装置３０が置かれれば、無接点電力送信装置１０はこれを感知して充電動作をするようになるのである。

また、無接点電力送信装置１０での充電動作を制御する前記中央制御部２１の構成をみると、図１と同じように、電源供給部２５と繋がれて無接点電力送信装置１０の電源を供給する電源供給ブロック２１１と、前記ＬＣＤパネル１５３及び前記充電状態ＬＥＤ１５４へ表示信号を出力する信号出力ブロック２１２と、前記ゲートドライバーモジュール２３と繋がれて前記１次側充電コア１３で発信される電力信号に対する制御信号を送るゲート出力信号処理ブロック２１３と、前記１次側充電コア１３の一側と繋がれて前記無接点電力受信装置３０から送信される信号を処理する受信信号処理モジュール２４から送信される信号を処理する受信信号処理ブロック２１４と、前記電源供給ブロック２１１と、前記信号出力ブロック２１２と、前記ゲート出力信号処理ブロック２１３と、前記受信信号処理ブロック２１４と、を備えている無接点電力送信装置１０を制御する主制御部２１０が具備されるのである。

そして、電源供給部２５に供給される電源では、コンピューターのＵＳＢポートの電源、ＡＣアダプター、シガージャックなどから入力される電源が供給されることができる。

また、充電の過程の中で無接点電力送信装置１０の温度を検出する温度検出部２６を具備させて、温度検出部２６で検出される温度によって過熱される場合には、充電動作を止めるようにしてもよく、無接点電力送信装置１０が全体的に過熱される場合には全体システムの作動が一時止められるように構成することもできる。

さらに、電源供給部２５、ゲートドライバーモジュール２３、フルブリッジ共振型コンバーター２２または受信信号処理モジュール２４などには、それぞれ電流の流れを監視するようにする電流センシング部材を設けてもよく、このような電流センシング部材によって該当する部分が過電流、過電圧状態になれば、充電動作を停止するなどして、システムの作動を停止するようにして、これに対する信号を発信するように構成することもできる。

そして、無接点電力送信装置１０から電力信号の受信を受ける無接点電力受信装置３０の主要構成は、図２のように、前記無接点電力送信装置１０の１次側充電コア１３と対応して誘導電流が発信されるようにする２次側充電コア３２と、前記２次側充電コア３２と繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロック３３（Rectifier Block）と、前記整流部ブロック３３と繋がれて電流、電力をフィルタリングするフィルター部ブロック３４（Smoothing Filter Block）と、前記フィルター部ブロック３４と繋がれてバッテリーセル３５で電源が充電されるように具備される、充電回路部ブロック３６（Charger IC Block）と、前記充電回路部ブロック３６と前記バッテリーセル３５の間に具備されて、前記バッテリーセル３５に充電される電流を検出して前記バッテリーセル３５の充電状態の情報を電力受信装置制御部へ送って、バッテリーの過電圧、不足電圧（Under Voltage）、過電流、短絡などを感知するための保護回路部ブロック３７（Protection Circuit Module Block、ＰＣＭ）と、前記電力受信装置制御部３９に電源を供給するように具備される定電圧レギュレーターブロック３８と、前記整流部ブロック３３、前記フィルター部ブロック３４、前記充電回路部ブロック３６、前記保護回路部ブロック３７、前記定電圧レギュレーターブロック３８を制御してＩＤ発生と充電の状態をモニタリングするように備えられる電力受信装置制御部３９（Power Receiver Controller）と、を具備するのである。

これに加えて、無接点電力受信装置３０は、前記２次側充電コア３２を通じて受信される電力を監視する受信電力監視モジュール３１が具備されることで、受信される電力が安定的に受信されているか否かを判別するようになる。このように受信される電力の基準電圧では該当の無接点充電システムＡ及び無接点電力受信装置３０の選択の仕樣別で多様に選択されることができることで、概して２〜２０Ｖ程度に設定されることができるし、特に一般的なポータブル装置に適用される場合には、概して５Ｖ程度で設定されることができる。

このような受信電力監視モジュール３１の詳細の構成では、受信される電力の電圧が低電圧に感知されるか否か比較判別する低電圧監視モジュール３１１と、受信される電力の電圧が高電圧に感知されるか否かを比較判別する高電圧監視モジュール３１２と、を具備することができる。

そして、このような低電圧監視モジュール３１１で低電圧の基準になる電圧の程度は、無接点充電システムＡまたは無接点電力受信装置３０などの詳細の構成によって選択的に設定されることができる場合で、基準電圧に対する先の例示が５Ｖになる場合には概して−１Ｖまたは−０．５Ｖなどに設定することができる。

同様に、高電圧監視モジュール３１２で高電圧の基準になる電圧の程度は、無接点充電システムＡまたは無接点電力受信装置３０などの詳細の構成によって選択的に設定されることができる場合で、基準電圧に対する先の例示が５Ｖになる場合には、概して＋１Ｖまたは＋０．５Ｖなどにして設定されることができる。

そして、前記電力受信装置制御部３９は、前記フィルター部ブロック３４と繋がれて前記無接点電力送信装置１０から送信されて受信される電力信号のデータ情報に対する送信信号を処理する電力信号処理ブロック３９３と、前記充電回路部ブロック３６と前記保護回路部ブロック３７と繋がれて前記バッテリーセル３５に充電される充電量及び充電状態に対するデータ情報に対する送信信号を処理する充電信号処理ブロック３９４と、器機コントローラー３９０の制御によって発信される前記無接点電力送信装置１０側に発送されるようにする充電量の情報及び固有ＩＤに対するデータ情報を処理する信号処理ブロック３９２と、固有ＩＤに対するデータの情報が保存されて、保護回路部ブロック３７、充電回路部ブロック３６から送信される充電量の情報データ及び充電状態に対するデータが一時、保存されて、無接点電力送信装置１０から送信されるデータが保存される器機メモリー部３９１と、器機コントローラー３９０と、を具備するのである。

ここに、図７の例示では無接点電力送信装置１０から送信される電力の電圧を監視する構成が、電力受信装置制御部３９と別途のモジュールである受信電力監視モジュール３１で構成されることを例示している。

しかし、このように電力受信装置制御部３９とは別途のモジュールで構成されることもできるし、また電力受信装置制御部３９が、図８のように受信電力監視ブロック３１’が一体化されて単一のモジュールにする制御モジュールにして構成されることもできる。このように、受信電力監視ブロック３１（低電圧監視ブロック３１１’と高電圧監視ブロック３１２’）が含まれて、電力受信装置制御部３９が単一のモジュールで構成される場合には無接点電力受信装置３０の全体の大きさを単純化することができ、全体の大きさを小さく構成するようにする長所がある。また、受信される電力に対する監視回線を単純化して全体の回路構成が簡単に構成されるようにする長所がある。

また、前述の例では受信される電力信号に対して、電圧の上限値または下限値を基準にして監視するようにする構成を示しているが、このような電圧監視構成に加えて、電流の監視構成も共に、または別に構成されることもできる。もちろん、回路の安全性を保障するため、電圧と共に電流の監視も構成されるようにできるし、設置状況によって電圧監視回路または電流監視回路の何れか一つの監視回路だけ設けることもできる。ここに、以下の実施例の説明では電圧の上限または下限の値にする実施例として説明しているが、これに限定されるのではなくて、電流に対しても上限及び下限を設け、受信電力を監視し、安定的に電力受信になるように構成されることもできる。

以上のように具備される本発明による無接点充電システムＡは無接点電力送信装置１０から送信される電力信号に対して無接点電力受信装置３０で安定的に電圧が受信されるようにして充電の電力送信が最適化されるようにする長所がある。

このように具備される本発明による無接点充電システムＡの充電動作をみると、下記のようである。

まず、無接点充電システムＡの無接点電力送信装置１０において、中央制御部２１の制御によって、ゲート出力信号処理ブロック２１３−ゲートドライバーモジュール２３−フルブリッジ共振型コンバーター２２−１次側充電コア１３などからなるゲート信号回線２３４を通じて周期別に電力信号が発信されるスタンバイモード段階Ｓ０１が遂行される。このようにスタンバイモード段階Ｓ０１では周期別に電力信号が１次側充電コア１３を通じて発信されるようにするが、このような電力信号には無接点電力受信装置３０の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号を備えるようにして、これに対する回答信号の受信を待機するようになっている。

以後、スタンバイモード段階Ｓ０１を通じて固有ＩＤ値の呼出信号を発信し、これに対する回答信号を受信待機する中で、１次側充電コア１３を通じる負荷変調による感知信号を受信して物体を感知するようになっている。このように感知される任意の物体に対して、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、ＤＭＢ端末機、ＭＰ３またはノートパソコンのように無接点充電が可能なポータブル無接点電力受信装置３０だけでなく、金属物質、非金属物質及び無接点充電が不可能な一般の電子機器などが充電プレートに置かれることがある。したがって、これらのような任意の物体によって発生される負荷変調による信号を感知信号に受信するに、無接点電力送信装置１０では、まず物体が置かれたのか分別して物体の有無を判別するようになっている。

ここに、非金属のような場合または物体の移動による負荷変調の場合には特別な問題が発生されない場合、前記スタンバイモード段階Ｓ０１に転換されるようにできる。しかし、無接点充電が可能な無接点電力受信装置３０ではない場合で、金属物体または無接点充電が不可能な電子機器の場合には、充電動作による発熱及び器機作動の異常などの現象が発生される恐れがある。

したがって、このような異物（ＰＭＤ，Parasitic Metal Detection）を感知する段階が含まれるように具備される。すなわち、物体によって発生された負荷変調による感知信号に対して、該当の１次側充電コア１３及び受信信号処理モジュール２４を通じて感知された感知信号が正常信号ではないかの可否を判別することで、中央制御部２１の制御によって発信される信号に対して負荷変調による受信信号を比べて、信号判別が不可能な正常ではない信号なのかの可否を判別するようになっている。したがって、このように異物として感知される場合には、異物感知状態に切り替えて、感知された異物が金属または電子機器の場合にはＬＣＤパネル１５３または充電状態ＬＥＤ１５４に異物エラー表示をして、充電動作を停止するように作動するようになっている（PMD Error、Parasitic Metal Detection Error）。

しかし、感知された受信信号が無接点充電が可能な無接点電力受信装置３０の固有ＩＤに対するデータに判別される場合には、負荷変調によって感知された信号を分析判別する固有ＩＤ判別段階Ｓ０２を遂行する。ここに、前記スタンバイモード段階Ｓ０１で、無接点電力受信装置３０の探索のための信号を送るとともに、無接点電力受信装置３０の固有ＩＤのデータ値も要請する要請信号を一緒に発信することで、これに対して無接点電力受信装置３０では２次側充電コア３２によって発生される誘導電流が整流部ブロック３３を通じて整流された後、フィルター部ブロック３４を通じてフィルタリングする。このような過程の中で受信された固有ＩＤの要請情報は、電力受信装置制御部３９の器機コントローラー３９０に送信されて、これによって器機メモリー部３９１に保存された該当の無接点電力受信装置３０の固有ＩＤデータ値を、信号処理ブロック３９２を通じて無接点電力送信装置１０側に送るようになっている。したがって、固有ＩＤ判別段階Ｓ０２では無接点電力送信装置１０の１次側充電コア１３と繋がれる受信信号処理モジュール２４で、負荷変調によって受信された受信信号が処理されて、受信信号処理ブロック２１４を通じて中央制御部２１の主制御部２１０に送信される。ここに、主制御部２１０では、まず受信されたデータが正常な無接点電力受信装置３０の固有ＩＤのデータ形態か否かを判別して、以後に正常な無接点電力受信装置３０で発信された正常固有ＩＤデータであるかを判別するなど、無接点充電が可能な正常器機なのかを判別する。

ここに、無接点電力受信装置３０から正常に送信された固有ＩＤと判別される場合には、ゲートドライバーモジュール２３を通じて、１次側充電コア１３からフルパワー送信電力が発信されるようにするフルパワー電力送信段階Ｓ０３を遂行する。

このような無接点電力送信装置１０でのフルパワー電力送信段階Ｓ０３の過程をみると、中央制御部２１の主制御部２１０で充電プレートに正常な無接点電力受信装置３０が上げられたことと判断するに、ゲート出力信号処理ブロック２１３及びゲート信号回線２３４を通じて電力信号の発信による制御信号を発信するようになっている。

このような電力信号発信による制御信号は、ゲートドライバーモジュール２３に送信されて、該当のフルブリッジ共振型コンバーター２２を経て、１次側充電コア１３から電力信号が送信されて、誘導磁場の発生で電力信号が無接点電力受信装置３０に送信される。

このような一連の過程の中に、ゲート信号回線２３４及びゲートドライバーモジュール２３の構成は次のような実施例で構成されることができる。

ここに、主制御部２１０の制御信号はゲート信号回線２３４を通じてゲートドライバーモジュール２３に送信されて、このようなゲートドライバー２３はゲート信号処理するゲート信号変換部２３２と、処理された信号を該当のフルブリッジ共振型コンバーター２２から送るための出力ドライバー２３３と、そしてゲート制御部２３１とを備えて構成されることができる。

そして、このようなゲートドライバーモジュール２３での信号の送受信及び信号処理をゲート制御部２３１で制御するように構成されることができる。そして、主制御部２１０で発信される制御信号が当たる部分に送信されて、これによる電力信号が発信されて誘導磁場が安定的に発信されるように構成される。

以後、充電過程中に無接点電力受信装置３０へ、充電状態の情報を要請して返信された無接点電力受信装置３０の充電情報によって、充電の程度を調節する充電調節段階Ｓ０４を遂行するのである。

ここに、無接点電力受信装置３０ではフルパワー電力送信段階Ｓ０３の以後に、器機コントローラー３９０の制御によって整流部ブロック３３、フィルター部ブロック３４を通じて供給される電源を充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７などによってバッテリーセル３５に充電するように制御する。

このような充電動作に対して、器機コントローラー３９０は充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７を通じてバッテリーセル３５に充電される状態に対する情報の入力を受けて、これによって充電状態の情報を器機メモリー部３９１に臨時に保存するようになる。さらに、バッテリーセル３５に満充電の状態になる場合には、充電回路部ブロック３６を制御して充電動作を停止するようになっており、また信号処理ブロック３９２を通じて満充電の情報を２次側充電コア３２から、発生されるように具備される。また、充電されたバッテリーセル３５での電圧が一定の基準電圧より低い場合には、また充電状態に転換されて充電動作を続けることができる。しかし、満充電の状態に判別されれば充電状態を終了するようになる（No Operation）。

したがって、充電調節段階Ｓ０４から、無接点電力送信装置１０の主制御部２１０からは無接点電力受信装置３０の段階別の充電の程度に対する状態の情報を要請するようになって、これに対して無接点電力受信装置３０の器機コントローラー３９０ではバッテリーセル３５の充電状態の情報データを負荷変調の方式を通じて無接点電力送信装置１０に送るように構成される。

このように、無接点電力受信装置３０から送信される充電情報は受信信号処理モジュール２４を通じて受信信号処理ブロック２１４と繋がれる主制御部２１０に送信される。このような受信信号処理モジュール２４は、負荷変調によって検出される信号の入力を受ける受信信号入力部２４３と、負荷変調による検出信号を変換する受信信号処理部２４２と、そして受信信号処理モジュール２４の作動を制御する受信信号制御部２４１と、を備えることができる。

したがって、負荷変調によって受信される無接点電力受信装置３０の送信情報は、受信信号処理モジュール２４で信号が変換して処理された後、受信信号処理ブロック２１４を通じて主制御部２１０に送信される。このような受信信号処理モジュール２４では、一般的に多数の増幅器、ＬＰＦ、ＯＲ回路などが内在して構成されることになる。

すなわち、負荷変調による信号が送信されれば、複数個で構成される実施例の受信信号処理部２４２では、各信号を処理した後、受信信号回線２４４の回線を通じて主制御部２１０へ信号を送るようになっている。

そして、無接点電力送信装置１０は、充電動作している無接点電力受信装置３０へ、充電の程度についてのデータの情報をゲートドライバーモジュール２３及び１次側充電コア１３を通じて要請するようになっており、これに対して無接点電力受信装置３０からは、充電回路部ブロック３６及び保護回路部ブロック３７などを通じて受信されたバッテリーセル３５の充電の程度についてのデータの情報を送るようになっている。そして、このような情報は１次側充電コア１３及び受信信号処理モジュール２４を通じて主制御部２１０に送信される。

また、無接点電力受信装置３０で受信される電力信号に対して、受信の電圧を判別して基準の電圧より低いか、高い場合にはこれに対する信号を無接点電力送信信装置１０側へ送って、発信される電力信号の電圧が調整されるように具備されることができる。すなわち、充電の中に図１８のように無接点電力送信装置１０の中央部分で良好な状態で充電の中に、充電プレート上から外側に無接点電力受信装置３０が移動するようになれば、受信される電力信号の電圧が相対的に低くなるから、これを償うために上昇電圧を要請する信号を無接点電力送信装置１０側で送るようになっている。また、図１９のように、無接点電力送信装置１０の充電プレート上で外側にあった無接点電力受信装置３０が中央部分に移動すれば、相対的に良好な状態で電力信号を受信するから、電力信号の電圧が相対的に上昇するようになって、ここに安定的な電力受信のために電圧の下降を要請する信号を無接点電力送信装置１０側で送るようになっている。

このような電力の補正に対する一実施例の充電調節段階の制御方法をみると、無接点電力送信装置１０で充電動作中に、前記無接点電力受信装置３０側へ充電状態の情報に対するデータ情報を要請する充電量情報要請段階Ｓ０４１を遂行する。ここに、前記無接点電力受信装置３０では送信される充電量情報のデータ及び受信電力に対する電圧データの充電状態の情報に対する信号を発信し、したがって無接点電力送信装置１０から充電受信電力の電圧の情報を受信する充電情報データの受信段階Ｓ０４２を遂行する。

そして、前記無接点電力受信装置３０から送信された電力信号の充電状態の情報に対するデータを分析して判別する電力データ判別段階Ｓ０４３を遂行して、前記無接点電力受信装置３０から送信された電力信号に対する電圧データに対して、送信電力を償うために電力信号の周波数を算出して、補償された周波数で電力信号を送る補償電力信号の送信段階Ｓ０４４を遂行するようになる。

ここに、前述した例で、無接点電力受信装置３０で基準になる受信電力信号の電圧を５Ｖに例示したところがある。このように、基準電圧を５Ｖにする場合に、無接点電力受信装置３０が移動しない場合で仮定して、安定的に５Ｖに受信される状態で、無接点電力受信装置３０が移動して受信される電力信号の電圧が低くなるか、または高くなれば、これを償うために無接点電力送信装置１０から発信される電力信号の周波数を変化させて、結局、無接点電力受信装置３０から安定的な電圧で電力信号を受信するようになる。

ここに、発信される電力信号の周波数に対して補償周波数（Δｆ)の値は無接点充電システムＡ、無接点電力送信装置１０及び無接点電力受信装置３０などの設定状態によって適当に設定されることができる。例えば、補償周波数（Δｆ)の変位値を、１０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ＫＨｚ、２ＫＨｚ、５ＫＨｚなどに、多様に設置の状態によって設定することができる。

そして、該当の無接点電力受信装置３０の充電の程度に対するデータによって、中央制御部２１の主制御部２１０では、信号出力ブロック２１２を通じてＬＣＤパネル１５３には文字または図形を通じて充電程度または状態情報を表示して、充電の作動中であることが、充電状態ＬＥＤ１５４で表示されるように制御するようになっている。また、充電状態ＬＥＤ１５４が点灯されることが、区別して表示されるようにするが、充電状態ＬＥＤ１５４のランプ点灯の一例をみると、消えていれば充電の作動が停止状態であり、点滅点灯されれば充電進行中であり、満充電の時には緑色燈、そして異物エラー、固有ＩＤエラーなどのエラーの時には赤色燈に点灯されるように構成されることもできるなど、多様な点灯方法によって作動することができる。

このような一連の充電過程中、無接点電力受信装置３０が充電プレートから移動した場合には、無接点電力送信装置１０から発信される電力信号を変化させて無接点電力受信装置３０での充電の効率を極大化になるように構成させることができる。

以後に、無接点電力受信装置３０から満充電の情報を受信すると、該当の充電ブロック１４にあたるＬＣＤパネル１５３または充電状態ＬＥＤ１５４に満充電の状態を表示して充電動作を停止する満充電状態段階Ｓ０６を遂行して、該当の充電ブロック１４に対する充電動作を停止するようになっている。

このように、停止された充電ブロック１４に対しては、使用者が満充電された無接点電力受信装置３０を取り除いた後、また作動開始の信号を入力するまで待機状態であるようにすることが好ましい。

また、異物感知段階で異物を感知する異物エラー状態、またはＩＤエラー状態になる場合には、エラー状態を表示した後に作動を停止して、無接点電力送信装置１０、無接点電力受信装置３０またはその他の金属物質及び電子機器に対する安全性を確保するようになっている。したがって、このようにエラー発生で作動が止められた場合にも、使用者によって再作動の信号の入力を受けるようになるまで待機状態であるようにすることが好ましい。

もちろん、エラー状態または満充電の状態に対して、周期的にパルス信号を発信してこれによる負荷変調による信号によって、満充電された無接点電力受信装置３０が除去されるとか、異物が除去されるなどによってエラーが解消されることを感知した場合にも、正常的なスタンバイモード段階に転換されるように具備されることもできる。

さらに、無接点電力受信装置３０の器機コントローラー３９０は前記無接点電力送信装置１０から受信された要請信号に対して受信される電力信号の電圧値に対するデータ値を前記無接点電力送信装置１０側に送信されるように、制御するように具備されることができる。

このような無接点電力受信装置３０側での充電に対する一連の過程をみると、前記無接点電力受信装置３０が電力信号の受信のためのスタンバイモード状態で、前記無接点電力送信装置１０の１次側充電コア１３で物体感知信号と共に発信される前記無接点電力受信装置３０の固有ＩＤ値を呼び出す呼出信号を感知して、無接点電力受信装置３０の固有ＩＤ値に対する信号を前記無接点電力送信装置１０側へ発信する固有ＩＤ値の信号発信段階Ｓ２１を遂行する。

そして、前記固有ＩＤ値の信号発信段階Ｓ２１の以後、充電のための充電待機モードに転換されるようにし、前記無接点電力送信装置１０から送信を受けて、受信される電力信号を整流してバッテリーセル３５に充電されるようにする充電段階Ｓ２２を遂行する。

以後の前記無接点充電装置１０から受信される電力信号の電圧に対する要請があるか、または器機コントローラー３９０の制御によって受信される電力信号の電圧を監視するようにする監視モジュールが構成されることができる。これによって、送信される電力信号が基準の電圧であるかを判別して、受信電力電圧が基準電圧の以下の場合には昇圧を要請し、または基準電圧の以上の場合には減圧を要請する電圧調整信号を発信する電圧調整要請段階Ｓ２３を遂行する。

そして、前記電圧調整要請段階Ｓ２３以後に受信される電圧が基準電圧の場合には、正常の受信に対する信号を発信する正常電圧信号送信段階Ｓ２４を遂行し、前記バッテリーセル３５に充電された状態が満充電の状態であるかを判別して、満充電の状態の場合には充電を終了する充電終了段階Ｓ２５を遂行するようになっている。

ここに、電圧調整要請段階Ｓ２３では、受信される電力信号の電圧の程度を判別することができ、またバッテリーセル３５に充電される程度を判別するように構成されることができる。

ここに、受信される電力信号の電圧を判別する場合には、図１８の例のように、無接点電力受信装置３０が無接点電力送信装置１０の充電プレートの中央から外側に移動するようになれば、相対的に１次側充電コア１３の外側に位置されるから受信される電力が一時的に弱くなる。ここに、受信電力監視モジュール３１の低電圧監視モジュール３１１で正常の受信電圧を５Ｖに設定する場合にはおおよそ４．５Ｖ（−０．５Ｖ）程度の例に落ちることを感知するようになるし、したがって無接点電力送信装置１０側で発信電力の電圧が上昇されるようにする信号を発信するようになる（Power UP）。

また、図１９の例のように無接点電力受信装置３０が無接点電力送信装置１０の充電プレートの外側に位置した状態から中央部分に移動する場合には、相対的に１次側充電コア１３の中央の近所に無接点電力受信装置３０が位置するようになるから、外側で安定的な受信電圧である５Ｖの程度に受信を受けていた状態から上昇された電圧信号で電力信号の受信を受けるようになる。したがって、ほぼ５．５Ｖ（＋０．５Ｖ）位の例に昇圧されることを感知するようになって、ここに無接点電力送信装置１０側から発信電力の電圧が下降するようにする信号を発信するようになる（Power DOWN）。

そして、無接点電力送信装置１０側では発信される電力信号の周波数を変化させて、より安定的な電圧で電力信号が受信され、充電されるように構成することができる。このように安定的に電圧が受信されることが、図１３ないし図１６などの実験のグラフで分かる。

このような充電調節による電力制御過程を詳しくみると、次のようである。

すなわち、図７及び図１３ないし図１６などのように、無接点電力送信装置１０の１次側充電コア１３によって送信される電力信号は、無接点電力受信装置３０の２次側充電コア３２を通じて送信されて、このような電力信号の入力電圧の強さに対する情報を器機コントローラー３９０で受信するようになる。

ここに、受信される電力信号の電圧（一例として５Ｖ程度)が安定的な電圧で送信されることを感知すれば、これを一定に維持するように構成することがよい。ここに、受信される電力信号の電圧が低い電圧に受信されるか、または非常に高い電圧に受信される場合には、電圧調整に対する情報を負荷変調の方式で無接点電力送信装置１０へ送って、一定の電圧に受信されるように具備されることができる。そして、一定の電圧に調整されれば、無接点電力受信装置３０の充電回路部ブロック３６の充電ＩＣの動作をアクティブ状態にして、電力をバッテリーセル３５に充電するように器機コントローラー３９０で制御するようになっている。

このように、無接点電力送信装置１０から送信される電力で、無接点電力受信装置３０のバッテリーセル３５に充電されるように進行すると、バッテリーセル３５の充電進行中にバッテリーセル３５の安定などを保護回路ブロック３７によって判別されるようにして、安定した充電が進行されるように具備される。

このような無接点電力送信装置１０及び無接点電力受信装置３０からなる無接点充電システムＡの充電動作中に、図１８または図１９のように、無接点電力送信装置１０の充電プレートの上に置かれた無接点電力受信装置３０が移動すると、１次側充電コア１３と２次側充電コア３２の位置が変動し、無接点電力受信装置３０で受信される電力信号の受信率が低下する。そして、それぞれ相手コアの中心から遠くなるほど１次側充電コア１３と２次側充電コア３２が非効率的に位置されて、誘導起電力が無接点電力受信装置３０でよく発生されないのである。

したがって、本発明の無接点充電システムＡでは、該当の充電ブロック１４の上に置かれた無接点電力受信装置３０に受信される電力信号の電圧が基準値より低くなるか、または高くなれば、これを補償して電力信号が送信されるように、無接点電力送信装置１０に補償に対する要請信号を送るようになっている。

例として、基準電圧を、受信される電力信号の電圧を５Ｖにして、受信電圧に対する基準偏差値を±０．５Ｖにして仮定する場合をみると、図１８のように中央から外側に無接点電力受信装置３０が移動して、４．５Ｖより低い電圧に受信されれば、０．５Ｖ程度に昇圧されて送信されるように無接点電力受信装置制御モジュール３９の器機コントローラー３９０で制御して、ここに信号処理ブロック３９２を経て、２次側充電コア３２から昇圧要請信号が発信されるようにする。

また、図１９のように外側から中央に無接点電力受信装置３０が移動して、５．５Ｖより高い電圧に受信されれば、０．５Ｖ程度低い電圧に送信されるように無接点電力受信装置制御モジュール３９の器機コントローラー３９０で制御して、ここに信号処理ブロック３９２を経て、２次側充電コア３２から減圧要請信号が発信されるようにする。

ここに、無接点電力送信装置１０では、０．５Ｖ昇圧要請信号、または減圧要請信号に対する補償された電力信号を発信するようになっている。すなわち、無接点電力送信装置１０での出力される発信電力を増強する方式の例で、発振周波数を変化させるように制御することができる。

このように、無接点電力送信装置１０から発信される電力信号が、無接点電力受信装置３０の位置変化に従って調節されるように具備されることで、このような位置変化による充電効率は図１３ないし図１６のグラフと同じである。

すなわち、図１３ないし図１６は、無接点電力受信装置の２次側基準電力を２．５Ｗ程度の場合で、無接点電力受信装置３０を無接点電力送信装置１０の充電プレートの上で、水平方向及び上下垂直方向にそれぞれ−７ｍｍ〜７ｍｍの間に移動させながら測定される無接点電力送信装置での、１次側電力（Ｗ）及び無接点電力受信装置での２次側電力（Ｗ）及びそれによる効率（％）などを表したものである。ここで、効率（％）は無接点電力送信装置の１次側の入力電力に対して無接点電力受信装置の２次側に認可される出力側電力に対する効率（（２次側電力／１次側電力）×１００）で現わした。

ここに、図１１ないし図１４では、電力補償に対する実験グラフが例示されており、発信電力補償が０．５Ｗの段階に示しており、無接点電力受信装置側の２次側の電力が２〜２．５Ｗの間のグラフを示すことで、無接点電力送信装置と無接点電力受信装置の水平距離及び垂直距離の変化に対して無接点電力送信装置での周波数の変化による電力信号の補償なしに充電された場合の充電効率を示している。この中で、図１１及び図１２は電力補償が適用されない場合の例で、無接点電力送信装置に対して無接点電力受信装置が水平方向または垂直方向に移動する場合には無接点電力受信装置の２次側電力が中心から遠くなるほど低下し、その効率が低くなることが分る。

しかし、これと比較される図１３（水平方向の移動によるグラフ）及び図１４（上下垂直方向の移動によるグラフ）のように、本発明による無接点充電システムＡでは、無接点のバッテリーパック（無接点の電力伝送装置１０の一例）の充電ブロック１４の上部面で無接点電力受信装置３０が水平方向及び垂直方向にそれぞれ移動されるとき、無接点電力受信装置での受信電力の電圧変化の情報が送信されることで、無接点電力送信装置１０で周波数の変化によって電力制御の効率を示したことで、安定的に電力送信が成り立つことが分り、これによって電力送信の効率も良好な状態であることが分かる。

そして、図１５は水平方向の移動に対する効率グラフであり、図１６は上下方向での移動に対する効率グラフで、周波数の変化による電力送信の補償作動をしない場合（下側の曲線グラフ、Fixed Power）より、周波数の変化による電力送信の補償作動をする場合（上側の四角点グラフ、Power Control）の効率が良好であるのが分かる。

したがって、無接点電力送信装置１０及び無接点電力受信装置３０からなる無接点充電システムＡの無接点電力送信によって、電源の供給が安定した状態で無接点送信が成り立つことで、無接点充電システムＡの無接点電力送信装置１０及び無接点電力受信装置３０を安定したシステムで利用することができる。

すなわち、使用者が先に充電動作された無接点電力受信装置に触れるか、または無接点電力送信装置１０が揺れる場合には、１次側充電コアと充電中であった無接点電力受信装置の２次側充電コアの位置が変化する恐れがある。ここに、上述のような充電電力の補償によって充電中であった無接点電力受信装置で、安定した電圧に充電されるように具備されるから、該当の器機が満充電される過程で、大きな問題なしに充電動作が続けさせることができる。

さらに、本発明による無接点電力受信装置３０は、図９及び図１０そして図１７のように無接点電力送信装置１０の１次側充電コア１３及び無接点電力受信装置３０の２次側充電コア３２によって発生される磁場から、無接点電力受信装置３０及びバッテリーセル３５を保護するようにする遮蔽部材が具備される。

先ず、図９は無線の電力受信モジュールを持つ無接点電力受信装置３０の構成による分解斜視図で、コイル、ファインメタル、薄膜アルミニウム（ホイルなど）、リチウムイオンまたはリチウムポリマーからなる無接点電力受信装置は、磁場を１００％遮断するために、薄膜アルミニウムを入れてセルに影響がないようにして、セルのサイクルが５００回以上充放電可能になるように具備する。ここで、２次側充電コアの形状はすべての形態のコアを含む。すなわち四角形状、円形状または楕円形状などで、巻心コイル、スパイラルコアなど多様に具備することができる。そして、無線電力受信モジュールを持つ無接点電力受信装置３０は充電用バッテリーセル３５の一側に電力受信装置制御部３９及び充電回路ブロック３６などの部分を含んで構成される無線電力受信回路（Wireless Power Receiver Circuits）４０を具備し、無線電力受信回路４０は被う磁場を阻む遮蔽部材４１を備えて構成することができる。

そして、前記バッテリーセル３５を中心に、下側と前後左右方向に具備されて、１次側充電コア及び２次側充電コア３２の磁場を遮蔽して、前記バッテリーセル３５を磁場から保護する遮蔽板４２、４３、４４、４５、４６を具備する。

そして、バッテリーセル３５の前後左右及び下側方向である総５方向にそれぞれ遮蔽板４２、４３、４４、４５、４６を具備して、１次側充電コア及び２次側充電コア３２によって発生された磁場を完全に遮断して、磁場から充電用バッテリーセル３５が損傷されることを防止したのである。これに加えて、必要な場合にはバッテリーセル３５の上面も別途の遮蔽板を具備することができるし、この時にはバッテリーセル３５周りが完全に密閉されることによる温度上昇が生じないようにすればかまわない。

このような前記遮蔽板４２、４３、４４、４５、４６及び遮蔽部材４１はＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ合金を備えて、薄板体に形成されることができる。

そして、前記バッテリーセル３５の下側の遮蔽板４６と２次側充電コア３２が具備される充電レシーバーモジュール３２１の間に、２次側充電コア３２に誘導される磁場がよく誘導されるように磁性板４８を具備した。このような磁性板４８は非晶質系統のフェライト系列、Ｍｎ−Ｚｎ（５０重量部:５０重量部）、Ｎｉ−Ｆｅ（８０重量部:２０重量部）、またはファインメタル（Fine-metal）（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｂ）などを備えて構成されることができる。

このような前記磁性板４８は前記遮蔽板４６と、前記充電レシーバーモジュール３２１の間の上部の磁性板４８１と、前記充電レシーバーモジュール３２１の下側に位置される下部の磁性板４８２で構成されることができる。ここに、前記下部の磁性板４８２は特に中央側に上下を貫く通孔である下部板通孔４８３が形成されることもできる。このような下部板通孔４８３の形状は２次側充電コア３２のコア形状と等しい形状で形成することがよい。ここに、図１６では２次側充電コア３２が円形のコアに形成されることを示し、下部の磁性板４８２の下部板通孔４８３を円形の形態で形成したことを例示した。しかしコアが四角形状または多角形の形状に形成されれば、ここに下部板通孔４８３も等しい形状で形成することがよい。そしてこのような下部板通孔４８３によって誘導磁場の内にある２次側充電コア３２に誘導起電力がよく発生されて信号送受信が良好になるように構成するのである。

また、前記バッテリーセル３５の下側の遮蔽板４６と前記バッテリーセル３５の間に具備されてバッテリーセル３５が絶縁されるようにする絶縁板４７を具備した。このような絶縁板４７は、Ｎｉ−Ｃｕからなるメッシュまたは薄膜形態に形成されて遮蔽板４６の熱が前記バッテリーセル３５に伝導されないようにした。

このような磁場の遮蔽部材の他の例で、図１０のようにバッテリーセル３５の外体を成すアルミニウム系列のバッテリーセルケース３５’と、２次側充電コア３２の間に磁性板４８（１次ＨＰＥＳ: Hanrim Postech Electro-magnetic Shield）が具備されるが、１次ＨＰＥＳである磁性板４８とバッテリーセルケース３５’の間に、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９がさらに具備されるのである。このような１次ＨＰＥＳである磁性板４８及び２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９は前記に言及された遮蔽部材の成分のように構成されることができる。

このような１次ＨＰＥＳである磁性板４８によって、大部分の磁場が遮蔽されることで、図１７のように磁力線が遮蔽板である磁性板４８によって曲がってバッテリーセルに影響を与えないことを示している。ここに、頂点の部分では磁力線によって熱が発生されて、このような熱は金属性の磁性板４８によって外部に放熱されるのである。さらに、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９はメッシュである金属網に、非晶質系統のフェライト系列、Ｍｎ−Ｚｎ（５０重量部:５０重量部）、Ｎｉ−Ｆｅ（８０重量部:２０重量部）、またはファインメタル（Fine-metal）（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｂ）などにするコーティング制がコーティングされて形成されることで、１次ＨＰＥＳである磁性板４８で、まだ遮蔽することができなかった磁場を、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９で遮蔽されるようにするのである。このような２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９の金属網のメッシュによって、余剰の磁力線によって渦電流が形成されて、このようなメッシュでの渦電流によって１次側充電コア及び２次側充電コアによって発生される磁場によってバッテリーパックが影響されないように具備されるのである。実験によれば１次ＨＰＥＳである磁性板４８によって、おおよそ９０％位が遮蔽されて、２次ＨＰＥＳである遮蔽メッシュ部材４９によって、おおよそ１０％位が遮蔽されることが試験されている。

このような１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳからなる磁性板４８及び遮蔽メッシュ部材４９などを適用して具備される無接点電力受信装置３０を利用して、充電−放電の繰り返し試験を５００回（５００サイクル）繰り返して充電効率を試した。ここに、図１７ではバッテリーと充電装置が無接点ではなくて、有線連結されて一般的に充放電するように具備されて実験されることを基準にするが、このように安定的な充電−放電の繰り返し試験による基準効率は５００回充放電の繰り返しによる８０％位の効率曲線を基準（以下“基準効率線分”（Ｄ）と言う。）にすることで、図１７ではこれを基準としてみた試験に対するグラフである。ここに、まず有線で繋がれて磁場に露出させないで電気的接点にして一般的に充電して試す場合（図１７での“Ｎ”に図示されるグラフ）には基準効率線分の上部に図示されるように試験されることで、安定的な効率を現わしていることが分かる。

これに対して、本発明による無接点電力受信装置３０に対して、１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳである磁性板４８及び遮蔽メッシュ部材４９などによる充放電効率は（図１７での“Ａ”に図示されるグラフ）、５００回の基準で８３．９％の安定的な効率を現わしている。

しかし、２次ＨＰＥＳを適用しない場合の充放電の効率は（図１７での“Ｂ” に図示されるグラフ）４６０回の基準で７５．３％の効率を表して、１次ＨＰＥＳ及び２次ＨＰＥＳが皆適用されない場合の充放電の効率は（図１７での“Ｃ”に図示されるグラフ）５００回にも及ぶことができない３４０回で、７４．５％の効率を示すなど、効率が低下される問題点があるが、本発明による場合には効率がはるかに良好なことが分かる。

上述のとおりに、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって特許請求範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正または変形して実施することができる。

本発明の無接点充電システムにおける無接点電力送信装置の構成図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力受信装置の構成図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力送信方法のフロー図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力受信方法のフロー図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力送信方法の制御順のブロック図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力受信方法の制御順のブロック図である本発明の無接点充電システムにおける無接点電力受信装置の構成図である。本発明の無接点充電システムにおける無接点電力受信装置の構成図である。本発明における無接点電力受信装置の構造を示す分解斜視図対するである。本発明における無接点電力受信装置の構造を示す側断面図である。本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである。本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである。本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである。本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである。本発明の無接点充電システムにおける電力制御による効率に関するグラフである。本発明による無接点電力受信装置についての充放電の繰り返し実験における効率を示すグラフである。本発明の無接点充電システムの作動に関する例示図である。本発明の無接点充電システムの作動に関する例示図である。

符号の説明

Ａ…無線充電システム、
１０…無接点電力送信装置、１３…１次側充電コア、１４…充電ブロック、１５３…ＬＣＤパネル、１５４…ＬＥＤ、
２１…中央制御部、２１０…主制御部、２１１…電源供給ブロック、２１２…信号出力ブロック、２１３…ゲート出力信号処理ブロック、２１４…受信信号処理ブロック、２２…フルブリッジ共振型コンバーター、２３…ゲートドライバーモジュール、２３１…ゲート制御部、２３２…ゲート信号変換部、２３３…出力ドライバー、２３４…ゲート信号回線、２４…受信信号処理モジュール、２４１…受信信号制御部、２４２…受信信号処理部、２４３…受信信号入力部、２４４…受信信号回線、２５…電源供給部、２６…温度検出部、
３０…無接点電力受信装置、３１、３１’…受信電力監視モジュール、３１１、３１１’…低電圧監視モジュール、３１２、３１２’…高電圧監視モジュール、３２…２次側充電コア、３２１…充電レシーバーモジュール、３３…整流部ブロック、３４…フィルター部ブロック、３５…バッテリーセル、３５’…バッテリーセルケース、３６…充電回路ブロック、３７…保護回路ブロック、３８…定電圧レギュレーターブロック、３９…電力受信装置制御部、３９０…器機コントローラー、３９１…器機メモリー部、３９２…信号処理ブロック、３９３…電力信号処理ブロック、３９４…充電信号処理ブロック、
４０…無線電力受信回路、４１…遮蔽部材、４２、４３、４４、４５、４６…遮蔽板、４７…絶縁板、４８…磁性板、４８２…磁性板、４８３…下部板通孔、４９…遮蔽メッシュ部材

Claims

無接点電力送信装置の電力信号を無接点で送信する方法であって、
固有ＩＤ値呼出信号を含む電力信号を無接点電力受信装置へ送信する段階と、
前記固有ＩＤ値呼出信号に対応する信号を待って、感知信号として物体によって生成される負荷変調信号を受信し、前記無接点電力送信装置に物体が置かれたか否かを判別する段階と、
無接点電力受信装置から受信した固有ＩＤに関するデータを分析して判別し、前記物体が無接点電力受信装置であるか否かを確認する段階と、
前記固有ＩＤに関するデータに基づいて、ゲートドライバーモジュールを通じて電力信号を送信する段階と、
充電状態情報を前記無接点電力受信装置に要求して、充電状態情報を前記無接点電力受信装置から受信する段階であって、前記無接点電力受信装置が前記無接点電力送信装置の充電プレートの中央から外側に移動し、相対的に前記無接点電力受信装置で受信される電圧が一時的に弱くなることで受信した電力信号が予め設定した受信電圧より低い場合には、昇圧電力要求信号を受信する段階を備えている、段階と、
前記充電状態情報に基づいて電力を補償するための電力信号の補償周波数を計算して、その補償周波数で電力信号を送信する段階と、
を備えていることを特徴とする無接点電力送信装置を用いた無接点充電方法。
請求項１記載の方法において、
前記充電状態情報に基づいて電力を補償するための電力信号の補償周波数を計算して、その補償周波数で電力信号を送信する段階が、
前記充電状態情報に含まれる受信電圧情報を認識する段階と、
前記受信電圧情報が予め設定された受信電圧より低い場合には、昇圧電力信号を送信するために補償周波数を計算する段階と、
を備えていることを特徴とする無接点電力送信装置を用いた無接点充電方法。
請求項１記載の方法において、
前記充電状態情報に基づいて電力を補償するための電力信号の補償周波数を計算して、その補償周波数で電力信号を送信する段階が、
前記充電状態情報に含まれる受信電圧情報を認識する段階と、
前記受信電圧情報が予め設定された受信電圧より高い場合には、減圧電力信号を送信するために補償周波数を計算する段階と、
を備えていることを特徴とする無接点電力送信装置を用いた無接点充電方法。
無接点電力受信装置の電力信号を受信する方法であって、
無接点電力送信装置から固有ＩＤ要求信号を受けたときに固有ＩＤ値を含む応答信号を送信する段階と、
前記応答信号を送信した後、バッテリーセルを充電している間、前記無接点電力送信装置からの充電状態要求信号を受信する段階と、
前記充電状態要求信号に対して充電状態情報を送信する段階であって、前記無接点電力受信装置が前記無接点電力送信装置の充電プレートの中央から外側に移動し、相対的に前記無接点電力受信装置で受信される電圧が一時的に弱くなることで受信した電力信号が予め設定した受信電圧より低い場合には、昇圧電力要求信号を送信する段階を備えている、段階と、
前記充電状態情報に基づく補償周波数の補償電力信号で前記バッテリーセルを充電する段階と、
を備えていることを特徴とする無接点電力受信装置を用いた無接点充電方法。
請求項４記載の方法において、さらに補償周波数に対する変位幅を予め設定しておくことを特徴とする無接点電力受信装置を用いた無接点充電方法。
請求項４記載の方法において、
前記充電状態要求信号に対して充電状態情報を送信する段階に、前記無接点電力受信装置が前記無接点電力送信装置の充電プレートの外側に位置した状態から中央部分に移動し、相対的に前記無接点電力受信装置で受信される電圧が上昇することで受信した電力信号が予め設定した受信電圧より高い場合には、減圧電力要求信号を送信する段階を備えていることを特徴とする無接点電力受信装置を用いた無接点充電方法。
請求項４記載の方法において、バッテリーがフルに充電されているときには充電を終了する段階を備えていることを特徴とする無接点電力受信装置を用いた無接点充電方法。
無接点電力受信装置の２次側充電コアに電磁的につながる１次側充電コアと、
電力信号を前記無接点電力受信装置に送信するようにしたフルブリッジ共振型コンバーターと、
変換された電力信号が前記フルブリッジ共振型コンバーターに送信されるようにするゲートドライバーモジュールと、
前記無接点電力受信装置から送信された信号を処理する受信信号処理モジュールと、
前記無接点電力受信装置からの充電状態情報を確認し、前記充電状態情報に基づいて電力を補償するための電力信号の補償周波数を計算した後、その補償周波数の電力信号を送信するようにした中央制御部とを備え、
前記電力信号が固有ＩＤ値呼出信号を含み、前記固有ＩＤ値呼出信号に対応する信号を待って、前記中央制御部が感知信号として物体によって生成される負荷変調信号を受信し、無接点電力送信装置に物体が置かれたか否かを判別して、物体が無接点電力受信装置か否かを確認し、前記無接点電力受信装置が前記無接点電力送信装置の充電プレートの中央から外側に移動し、相対的に前記無接点電力受信装置で受信される電圧が一時的に弱くなることで受信した電力信号が予め設定した受信電圧より低い場合には、受信される昇圧電力要求信号に基づいて、前記補償周波数を再度計算した後、再度計算された前記補償周波数の電力信号を送信するように構成されていることを特徴とする無接点電力送信装置。
請求項８記載の無接点電力送信装置において、
前記中央制御部は、前記無接点電力受信装置から受信した固有ＩＤに関するデータを分析して判別し、前記固有ＩＤに関するデータに基づいて、前記ゲートドライバーモジュールを通じて電力信号を送信するように構成されていることを特徴とする無接点電力受信装置。
１次側充電コアから送信された固有ＩＤ値呼出信号を含む電力信号に対応する誘導電流を生成する２次側充電コアと、
前記２次側充電コアと繋がれて誘導電流を整流する整流部ブロックと、
バッテリーセルと、
前記整流部ブロックから供給される電流が前記バッテリーセルに充電されるように構成された充電回路部ブロックと、
前記２次側充電コアを通じて受信される電力を監視するように構成された受信電力監視モジュールと、
無接点電力送信装置からの固有ＩＤ値要求信号を受信したら固有ＩＤ値を含む応答信号を送信し、前記無接点電力送信装置からの充電状態要求信号を受信し、応答信号を送信した後、前記バッテリーセルを充電している間、前記充電状態要求信号に対応して充電状態情報を送信し、前記充電状態情報に基づく補償周波数の補償電力信号で前記バッテリーセルを充電し、前記無接点電力受信装置が前記無接点電力送信装置の充電プレートの中央から外側に移動し、相対的に前記無接点電力受信装置で受信される電圧が一時的に弱くなることで受信した電力信号が予め設定した受信電圧より低い場合には、昇圧電力要求信号を前記無接点電力送信装置に送信するよう構成された電力受信装置制御部と、
を備えていることを特徴とする無接点電力受信装置。
請求項１０記載の無接点電力受信装置において、
前記電力受信装置制御部は前記バッテリーセルがフルに充電されているときには充電を終了するよう構成されていることを特徴とする無接点電力受信装置。