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KR102091256B1 - Apparatus for repeater function of receiver in wireless power transfer system and method thereof - Google Patents

Apparatus for repeater function of receiver in wireless power transfer system and method thereof Download PDF

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KR102091256B1
KR102091256B1 KR1020130055441A KR20130055441A KR102091256B1 KR 102091256 B1 KR102091256 B1 KR 102091256B1 KR 1020130055441 A KR1020130055441 A KR 1020130055441A KR 20130055441 A KR20130055441 A KR 20130055441A KR 102091256 B1 KR102091256 B1 KR 102091256B1
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KR
South Korea
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receiver
state
power
unit
power signal
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Application number
KR1020130055441A
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Korean (ko)
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KR20140136536A (en
Inventor
서동욱
이형수
김재영
권기구
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한국전자통신연구원
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Publication date
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Abstract

무선전력전송 시스템에서 수신기의 중계기능 제어 장치 및 방법을 제공한다. 중계기능 제어 장치는 상기 수신기의 요구 전력을 기초로 충전 상태, 중계 상태, 복합 상태 및 대기 상태 중 어느 하나를 상기 수신기의 상태로 결정하는 조절부, 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부 및 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하거나 상기 전력 신호의 전달을 차단하는 스위칭부를 포함할 수 있다.Provided is an apparatus and method for controlling a relay function of a receiver in a wireless power transmission system. The relay function control device is a controller for determining any one of a charging state, a relay state, a composite state, and a standby state as the state of the receiver based on the requested power of the receiver, and the request of the receiver based on the determined state of the receiver An impedance matching unit that performs impedance matching according to power and a switching unit that delivers the power signal to the battery or the load or blocks the transmission of the power signal based on the determined state of the receiver.

Figure R1020130055441
Figure R1020130055441

Description

무선전력전송 시스템에서 수신기의 중계기능 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR REPEATER FUNCTION OF RECEIVER IN WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND METHOD THEREOF}Control device and method for relay function of receiver in wireless power transmission system {APPARATUS FOR REPEATER FUNCTION OF RECEIVER IN WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명의 실시예들은 무선전력을 수신하는 수신기가 전력을 공급받지 않을 때 주변의 다른 수신기의 원활한 전력 공급을 위해 중계기 역할을 하도록 하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relates to an apparatus and a method for acting as a repeater for smooth power supply of other receivers in the vicinity when a receiver receiving wireless power is not powered.

현재 출시되고 있는 공진형(magnetic resonance) 무선전력전송 기술은 일반적으로 전력 전송거리를 늘리기 위해 공진 중계 코일을 사용한다. 이러한 공진 중계 코일은 송수신 공진기와 동일한 공진주파수를 가지는 공진기로 인덕턴스를 제공하는 코일 및 공진주파수를 변경시키는 가변 캐패시터가 조합된 단순한 형태를 가진다. 공진 중계 코일은 전력전송 거리가 먼 경우 송신기의 전력이 수신기로 효율적으로 전달되도록 도움을 줄 수 있다.Currently, the resonant magnetic resonance wireless power transmission technology generally uses a resonant relay coil to increase the power transmission distance. The resonant relay coil is a resonator having the same resonant frequency as the transmitting and receiving resonator, and has a simple form in which a coil that provides inductance and a variable capacitor that changes the resonant frequency are combined. The resonant relay coil can help to efficiently transmit the power of the transmitter to the receiver when the power transmission distance is long.

일 예로, 한국공개특허공보 제10-2010-0026075호(공개일 2010년 3월 10일) "무선전력전송장치"에는 전광 디스플레이판에서 전자기기로 전력을 전달하기 위한 중계 코일을 포함하는 무선전력전송장치가 개시되어 있다.For example, Korean Patent Publication No. 10-2010-0026075 (Publication Date March 10, 2010) "Wireless Power Transmission Device" includes wireless power including a relay coil for transmitting power from an all-optical display panel to electronic devices. A transmission device is disclosed.

이와 같이 원거리 무선전력전송의 효율을 증대시키기 위해서는 중계 코일을 사용하는 것이 필수적이다. 따라서, 기존의 무선전력전송 시스템은 원활한 무선전력전송을 위해서는 공진 중계 코일이 추가적으로 준비되어 있어야만 한다는 문제점이 존재한다.As described above, it is essential to use a relay coil in order to increase the efficiency of remote wireless power transmission. Therefore, the existing wireless power transmission system has a problem that a resonant relay coil must be additionally prepared for smooth wireless power transmission.

한편, 기존의 무선전력전송 시스템에서 송신기와 수신기 간의 거리에 비례하여 중계기의 개수가 증가한다면, 현실적으로 중계기를 사전에 구비하기 어려운 문제점도 있다. 일 예로, 일반 가정집의 거실에서 무선전력전송 시스템을 이용하여 거실의 TV, 휴대폰, 노트북 등에 전력을 무선으로 전송하고자 하는 경우 무선전력을 전송하는 송신기가 거실 벽의 액자에 내장되면, 거실의 전자기기에 전력을 전송하기 위해서는 거실의 탁자, 가구 등에 중계기가 내장되어야 한다. 이처럼 고정된 가구에 중계기를 삽입하는 경우 이는 가구의 디자인 및 크기에 제한요소로 작용하며, 가구의 제작가격이 상당히 높아지는 단점이 있다. 즉, 기존의 무선전력전송 시스템은 중계기능만을 수행하는 중계기를 기존의 가구에 삽입하여야 하는 경우가 대부분이며, 한번 중계기가 가구에 삽입되면 중계기의 위치나 방향을 변경하는 것은 거의 불가능한 문제가 있다.On the other hand, if the number of repeaters increases in proportion to the distance between the transmitter and the receiver in the existing wireless power transmission system, there is also a problem that it is difficult to realistically provide a repeater in advance. For example, when a wireless power transmission system is used in a living room of a general family house to wirelessly transmit power to a TV, mobile phone, laptop, etc. in the living room, when a transmitter for transmitting wireless power is built in a picture frame on the wall of the living room, electronic devices in the living room In order to transmit power to the living room, a repeater must be built in the living room table, furniture, etc. When the repeater is inserted into the fixed furniture as described above, this acts as a limiting factor in the design and size of the furniture, and has a disadvantage that the production price of the furniture is significantly increased. That is, in the existing wireless power transmission system, a repeater that performs only a relay function is often required to be inserted into existing furniture, and once the repeater is inserted into the furniture, it is almost impossible to change the position or direction of the repeater.

본 발명의 기술적 과제는 무선전력전송 시스템에서 중계기만 중계기능을 수행하는 것이 아니라 수신기도 중계기능을 수행하도록 함으로써 중계기의 공간적인 자유도를 증가시키고 원거리 전력전송 효율을 개선할 수 있는 무선전력전송 시스템에서 수신기의 중계기능 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.The technical problem of the present invention is that in the wireless power transmission system, not only the repeater performs the relay function in the wireless power transmission system, but also the receiver performs the relay function, thereby increasing the spatial freedom of the repeater and improving the efficiency of long-distance power transmission. It is to provide an apparatus and method for controlling a relay function of a receiver.

본 발명의 다른 기술적 과제는 부하가 전력을 필요로 하지 않을 때 수신기가 중계기의 역할을 할 수 있도록 함으로써 무선전력전송 시스템의 전력전달 거리 및 효율을 높일 수 있는 무선전력전송 시스템에서 수신기의 중계기능 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another technical problem of the present invention is to control the relay function of the receiver in the wireless power transmission system that can increase the power transmission distance and efficiency of the wireless power transmission system by allowing the receiver to act as a repeater when the load does not require power. It provides an apparatus and method.

본 발명의 일 양태에 따르면, 송신기로부터 무선으로 전력 신호를 수신하는 수신기의 중계기능을 제어하는 중계기능 제어 장치는 상기 수신기의 요구 전력을 기초로, 상기 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하거나 부하로 전력을 공급하는 충전 상태, 상기 전력 신호를 다른 수신기로 중계하는 중계 상태, 상기 전력 신호 중 일부는 배터리를 충전하거나 부하로 공급하는데 사용하고 나머지는 다른 수신기로 중계하는 복합 상태 및 상기 전력 신호를 전송 받지 않는 대기 상태 중 어느 하나를 상기 수신기의 상태로 결정하는 조절부, 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부 및 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하거나 상기 전력 신호의 전달을 차단하는 스위칭부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a relay function control device that controls a relay function of a receiver that wirelessly receives a power signal from a transmitter uses a power signal received from the transmitter to power the battery based on the required power of the receiver. A charging state for charging or supplying power to a load, a relaying state for relaying the power signal to other receivers, a complex state for some of the power signals used to charge or supply the battery and the other relaying to other receivers, and Adjuster for determining any one of the standby state not receiving the power signal as the state of the receiver, the impedance matching unit for performing impedance matching according to the required power of the receiver based on the determined state of the receiver and the determined receiver Based on the condition, the power signal is transmitted to the battery Transmission or may include a switch for blocking the transmission of the power signal.

일 실시예로서, 상기 임피던스 매칭부는 상기 수신기가 충전 상태인 경우 상기 스위칭부로 최대의 전력 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 수신기가 복합 상태인 경우 상기 요구 전력에 따라 임피던스를 변화시켜 미스 매칭시킬 수 있다.As an embodiment, the impedance matching unit performs impedance matching so that a maximum power signal is transmitted to the switching unit when the receiver is in a charged state, and when the receiver is in a complex state, a impedance matching is performed by changing the impedance according to the required power. Can do it.

다른 실시예로서, 상기 스위칭부는 상기 수신기의 상태가 충전 상태 또는 복합 상태인 경우 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하고, 상기 수신기의 상태가 중계 상태 또는 대기 상태인 경우 상기 전력 신호의 전달을 차단할 수 있다.In another embodiment, the switching unit transmits the power signal to the battery or the load when the state of the receiver is a charged state or a complex state, and delivers the power signal when the state of the receiver is a relay state or a standby state. Can be blocked.

또 다른 실시예로서, 상기 송신기와 상기 수신기가 공진 주파수를 가지도록 공진기의 주파수를 동조시키는 동조부 및 상기 공진 주파수를 사용하는 인밴드 통신 또는 상기 공진 주파수와는 다른 주파수 대역을 사용하는 아웃밴드 통신을 통해 상기 송신기로부터 통신 신호를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.As another embodiment, a tuning unit for tuning the frequency of the resonator so that the transmitter and the receiver have a resonance frequency, and in-band communication using the resonance frequency or out-band communication using a frequency band different from the resonance frequency It may further include a communication unit for receiving a communication signal from the transmitter.

또 다른 실시예로서, 상기 조절부는 상기 통신 신호를 기초로 상기 수신기의 상태를 결정할 수 있다.As another embodiment, the controller may determine the state of the receiver based on the communication signal.

또 다른 실시예로서, 상기 동조부는 상기 통신부가 아웃밴드 통신을 수행하고 상기 수신기가 대기 상태인 경우, 상기 공진기가 공진하지 않도록 상기 주파수를 동조시킬 수 있다.In another embodiment, the tuning unit may tune the frequency so that the resonator does not resonate when the communication unit performs out-band communication and the receiver is in a standby state.

또 다른 실시예로서, 상기 스위칭부를 통해 전달되는 전력 신호를 정류하는 정류부 및 상기 정류된 전력 신호가 상기 배터리의 충전 또는 상기 부하의 전력으로 이용되도록 상기 정류된 전력 신호를 기 설정된 레벨의 전력으로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.As another embodiment, the rectifying unit for rectifying the power signal transmitted through the switching unit and the rectified power signal are converted to power of a predetermined level so that the rectified power signal is used as the power of the battery or the load of the battery. It may further include a conversion unit.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 중계기능 제어 장치가 송신기로부터 무선으로 전력 신호를 수신하는 수신기의 중계기능을 제어하는 방법은 상기 수신기의 요구 전력을 기초로, 상기 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하거나 부하로 전력을 공급하는 충전 상태, 상기 전력 신호를 다른 수신기로 중계하는 중계 상태, 상기 전력 신호 중 일부는 배터리를 충전하거나 부하로 공급하는데 사용하고 나머지는 다른 수신기로 중계하는 복합 상태 및 상기 전력 신호를 전송 받지 않는 대기 상태 중 어느 하나를 상기 수신기의 상태로 결정하는 단계, 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행하는 단계 및 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하거나 상기 전력 신호의 전달을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method for a relay function control apparatus to control a relay function of a receiver that wirelessly receives a power signal from a transmitter uses power signals received from the transmitter based on the required power of the receiver. A charging state for charging a battery or supplying power to a load, a relaying state for relaying the power signal to another receiver, a complex state for some of the power signals used to charge or supply a battery and the rest relaying to another receiver And determining one of the standby states not receiving the power signal as the state of the receiver, performing impedance matching according to the required power of the receiver based on the determined state of the receiver, and determining the state of the receiver. Based on the power signal to the battery or load Or it may comprise the step of blocking the transmission of the power signal.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 송신기로부터 무선으로 전력 신호를 수신하는 수신기는 상기 수신기의 요구 전력을 기초로, 상기 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하거나 부하로 전력을 공급하는 충전 상태, 상기 전력 신호를 다른 수신기로 중계하는 중계 상태, 상기 전력 신호 중 일부는 배터리를 충전하거나 부하로 공급하는데 사용하고 나머지는 다른 수신기로 중계하는 복합 상태 및 상기 전력 신호를 전송 받지 않는 대기 상태 중 어느 하나를 상기 수신기의 상태로 결정하는 조절부, 상기 송신기와 상기 수신기가 공진 주파수를 가지도록 공진기의 주파수를 동조시키는 동조부, 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부, 상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 전력 신호를 전달하거나 차단하는 스위칭부, 상기 전달되는 전력 신호를 정류하는 정류부 및 상기 정류된 전력 신호가 상기 배터리의 충전 또는 상기 부하의 전력으로 이용되도록 상기 정류된 전력 신호를 기 설정된 레벨의 전력으로 변환하는 변환부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a receiver that wirelessly receives a power signal from a transmitter charges a battery using a power signal received from the transmitter or supplies power to a load based on the required power of the receiver. State, a relay state in which the power signal is relayed to another receiver, a complex state in which some of the power signals are used to charge the battery or supply it to a load, and the rest is in a standby state in which the power signal is not transmitted Adjuster for determining which one is the state of the receiver, tuning unit for tuning the frequency of the resonator so that the transmitter and the receiver have a resonant frequency, impedance matching according to the required power of the receiver based on the determined state of the receiver Impedance matching unit that performs the phase of the determined receiver Based on the switching unit for transmitting or blocking the power signal, the rectifying unit for rectifying the transmitted power signal and the rectified power signal to set the rectified power signal to be used as the power of the charging or the load of the battery It may include a conversion unit for converting power to the level.

무선전력전송 시스템에서 수신기에 포함된 공진기와 동조기를 이용하여 수신기가 전력을 중계기능을 수행하도록 함으로써 무선전력전송 시스템의 공간적인 자유도를 증가시키고 원거리 전력전송 효율을 개선할 수 있다.In a wireless power transmission system, by using a resonator and a tuner included in the receiver, the receiver performs a power relay function, thereby increasing spatial freedom of the wireless power transmission system and improving long-distance power transmission efficiency.

배터리가 충분히 충전되었거나 전력을 충전 받지 않을 때 수신기가 중계기의 역할을 수행할 수 있기 때문에 무선전력전송 시스템의 전력전달 거리 및 효율이 증가할 수 있다.Since the receiver can act as a repeater when the battery is sufficiently charged or not receiving power, power transmission distance and efficiency of the wireless power transmission system may increase.

도 1은 무선전력전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수신기의 각 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수신기가 원거리로 무선전력이 전송되도록 중계하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수신기의 중계기능 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
1 is a view showing a wireless power transmission system.
2 is a view showing each state of the receiver in an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a process of relaying a wireless power transmission to a receiver according to the present invention over a long distance.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a relay function of a receiver in an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

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. 또한, 명세서에 기재된 "??quot; 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise specified. In addition, terms such as “?? quot” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 무선전력전송 시스템을 나타내는 도면이다. 이하, 도 1을 참조하여, 무선전력 전송 시스템(100)에서 송신기(100)가 수신기(120a)로 무선전력을 전송하는 과정에 대해 설명한다.1 is a view showing a wireless power transmission system. Hereinafter, a process in which the transmitter 100 transmits wireless power from the wireless power transmission system 100 to the receiver 120a will be described with reference to FIG. 1.

무선전력전송 시스템(100)은 크게 송신기(110) 및 수신기(120a, 120b)로 구성된다. 중계기는(130) 송신기(100)와 수신기(120a, 120b) 간의 거리가 먼 경우 전력전송 효율을 증대시키기 위해 사용될 수 있다.The wireless power transmission system 100 is largely composed of a transmitter 110 and receivers 120a and 120b. The repeater 130 may be used to increase power transmission efficiency when the distance between the transmitter 100 and the receivers 120a and 120b is long.

이하, 도 1을 참조하여 무선전력전송 시스템(100)이 하나 이상의 수신기(120a, 120b)와 적어도 하나의 중계기(130)를 포함하는 경우에 대해 예를 들어 설명한다.Hereinafter, a case where the wireless power transmission system 100 includes one or more receivers 120a and 120b and at least one repeater 130 will be described with reference to FIG. 1 as an example.

송신기(110)에서, 입력전력이 전원(112)으로부터 송신 구동부(114)로 제공되면 송신 구동부(114)는 무선으로 전력을 전송하기 위해 송신 코일(116)에서 비 방사(non-radiative) 필드(150)가 발생되도록 전력증폭, 임피던스 매칭, 공진주파수 조정(동조) 등을 수행한다.In the transmitter 110, when the input power is provided from the power source 112 to the transmission driver 114, the transmission driver 114 transmits power wirelessly to a non-radiative field in the transmission coil 116 ( 150) to perform power amplification, impedance matching, and resonant frequency adjustment (tuning).

수신기(120a)에서, 수신 코일(122a)은 송신 코일(116)에서 발생된 비-방사 필드(150)와 결합하여 송신기(100)로부터 전송된 전력 신호를 수신한다. 수신된 전력 신호는 수신 구동부(124a)를 통해 직류(DC: Direct Current) 형태로 변환되고, 변환된 전력은 배터리(126a)를 충전시키거나 부하에서 소모된다.In the receiver 120a, the receiving coil 122a combines with the non-radiative field 150 generated in the transmitting coil 116 to receive the power signal transmitted from the transmitter 100. The received power signal is converted into a direct current (DC) form through the receiving driver 124a, and the converted power is charged in the battery 126a or consumed in a load.

이 때, 송신기(110)와 수신기(120a) 간의 전력전송은 송신기(110)와 수신기(120a) 간의 공진 주파수가 동일한 경우 상호 공진관계가 수립되어 이루어진다. 따라서, 중계기(130)가 사용되는 경우 상기 중계기(130) 역시 송수신 공진 주파수와 동일한 중계 공진 주파수를 가져야 한다.At this time, power transmission between the transmitter 110 and the receiver 120a is established when a resonance frequency between the transmitter 110 and the receiver 120a is the same and a mutual resonance relationship is established. Therefore, when the repeater 130 is used, the repeater 130 must also have a repeater resonant frequency equal to the transmit / receive resonant frequency.

중계기(130)에서, 동조부(134)는 주파수를 송신기(110) 및 수신기(120a)의 공진 주파수와 동일한 공진 주파수로 변경하기 위해 캐패시터를 조정한다. 이 때, 송신 코일(116), 중계 코일(132), 수신 코일(122a)이 정확하게 마주보도록 일 열로 정렬되면 가장 높은 전력전송 효율을 낼 수 있지만, 정렬이 완전히 틀어진 경우에도 공진 주파수가 정확하게 일치한다면 중계 코일(132)에 의해 전력 전송이 가능하다. 이러한 무선전력전송 시스템(100)에서 중계기(130)의 중계 코일(132) 및 동조부(134)는 수신기(120a)의 수신 코일(122a) 및 수신 구동부(124a)와 동일한 기능을 수행한다.In the repeater 130, the tuning unit 134 adjusts the capacitor to change the frequency to the same resonance frequency as that of the transmitter 110 and the receiver 120a. At this time, if the transmission coil 116, the relay coil 132, and the receiving coil 122a are aligned in a row so as to face each other accurately, the highest power transmission efficiency can be achieved. Power transmission is possible by the relay coil 132. In the wireless power transmission system 100, the relay coil 132 and the tuning unit 134 of the repeater 130 perform the same function as the reception coil 122a and the reception driver 124a of the receiver 120a.

따라서, 본 발명에 따른 중계기능 제어 장치는 수신기(120a, 120b)가 별도의 충전이나 전력 소모가 필요하지 않는 경우 중계기(130)의 기능을 수행할 수 있도록 제어하여 전체 무선전력전송 시스템의 효율을 증가시킬 뿐만 아니라, 수신기(120a, 120b)가 수신한 전력 중 원하는 양은 충전이나 소모되도록 하고, 나머지는 다시 공진기를 이용하여 반사시킴으로써 수신 기능과 중계 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하여 전력이 효율적으로 사용되도록 한다.
Accordingly, the relay function control device according to the present invention controls the receivers 120a and 120b to perform the function of the relay 130 when separate charging or power consumption is not required, thereby improving the efficiency of the entire wireless power transmission system. In addition to increasing, the desired amount of power received by the receivers 120a and 120b is charged or consumed, and the rest is reflected again using a resonator to simultaneously perform a reception function and a relay function, thereby efficiently using power. As possible.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수신기의 각 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing each state of the receiver in an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 중계기능 제어 장치는 수신기가 도 2에 도시된 것과 같이 4 가지의 상태로 동작하도록 할 수 있다.The relay function control apparatus according to the present invention may allow the receiver to operate in four states as shown in FIG. 2.

충전 상태(210)는 수신기가 수신한 무선전력이 배터리의 충전에 이용되거나 부하에서 소모되도록 하기 위해서 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하여 사용하는 상태를 의미한다.The charging state 210 refers to a state in which wireless power received by the receiver is wirelessly received and used by the transmitter in order to be used for charging the battery or consumed in the load.

대기 상태(220)는 수신기의 배터리가 완전히 충전되었거나 부하에서 전력 소모가 발생하지 않는 경우와 같이, 더 이상 무선으로 전력을 전송 받지 않아도 되는 상태를 의미한다.The standby state 220 means a state in which the power of the receiver is no longer required to be wirelessly transmitted, such as when the battery of the receiver is fully charged or power consumption does not occur in the load.

중계 상태(230)는 대기 상태와 동일하게 더 이상 무선으로 전력을 전송 받지 않아도 되는 상황에서 송신기 또는 다른 수신기로부터 중계기능을 요청 받았을 때 중계기로써의 역할을 수행하는 상태를 의미한다.The relay state 230 refers to a state that performs a role as a repeater when a relay function is requested from a transmitter or another receiver in a situation in which it is no longer necessary to receive power wirelessly as in the standby state.

복합 상태(240)는 수신기가 소량의 전력만이 필요한 경우 송신기로부터 무선으로 수신한 전력 중 소량의 전력은 소모하고 나머지 전력은 중계 기능을 통해 다른 수신기로 전달하는 상태를 의미한다.
The complex state 240 means a state in which a small amount of power is consumed wirelessly from the transmitter when the receiver needs only a small amount of power, and the remaining power is transferred to another receiver through a relay function.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수신기를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing a receiver according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 수신기(300)는 도 3에 도시된 것과 같이 공진기(310), 중계기능 제어 장치(320) 및 배터리(330)를 포함할 수 있다.The receiver 300 according to the present invention may include a resonator 310, a relay function control device 320 and a battery 330 as shown in FIG.

공진기(310)는 도 3에는 도시되지 않았지만, 공진기(310)로 인덕턴스를 제공하는 코일 및 공진 주파수를 변경시키는 가변 캐패시터(Capacitor)를 포함할 수 있다. 공진기(310)는 송신기로부터 발생된 비 방사 필드를 통해 전력 신호를 수신할 수 있다.Although not shown in FIG. 3, the resonator 310 may include a coil that provides inductance to the resonator 310 and a variable capacitor that changes the resonant frequency. The resonator 310 may receive a power signal through a non-radiation field generated from a transmitter.

중계기능 제어 장치(320)는 수신기(300)가 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리(330)를 충전하거나, 송신기로부터 수신한 전력 신호가 다른 수신기로 전송되도록 중계하는 중계기능을 수신기(300)가 수행할 수 있도록 제어한다.The relay function control device 320 charges the battery 330 using the power signal received by the receiver 300 from the transmitter, or relays a relay function to relay the power signal received from the transmitter to be transmitted to another receiver 300 ) To perform.

이를 위하여 중계 기능 제어 장치(320)는 일 예로 도 3에 도시된 것과 같이, 동조부(321), 임피던스 매칭부(322), 스위칭부(323), 정류부(324), 변환부(325), 통신부(326), 안테나(327) 및 조절부(328)를 포함할 수 있다.To this end, the relay function control device 320, for example, as shown in Figure 3, the tuning unit 321, the impedance matching unit 322, the switching unit 323, the rectifying unit 324, the conversion unit 325, It may include a communication unit 326, the antenna 327 and the control unit 328.

동조부(321)는 송신기와 수신기(300)가 공진 주파수를 가지도록 공진기(310)의 주파수를 동조시킨다. 이 때, 동조부(321)는 수신기(300)가 아웃밴드 통신을 수행하고 대기 상태인 경우에는 송신기로부터 어떠한 신호도 수신하지 않도록 하기 위해 공진기(310)가 공진하지 않도록 주파수를 동조시킬 수 있다.The tuning unit 321 tunes the frequencies of the resonator 310 so that the transmitter and the receiver 300 have a resonance frequency. At this time, the tuning unit 321 may tune the frequency so that the resonator 310 does not resonate so that the receiver 300 does not receive any signal from the transmitter when performing the outband communication and in the standby state.

임피던스 매칭부(322)는 수신기(300)의 상태(충전 상태, 대기 상태, 중계 상태, 복합 상태)를 기초로 수신기(300)의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행한다. 일 예로, 임피던스 매칭부(322)는 수신기(300)가 충전 상태인 경우 스위칭부(324)로 최대의 전력 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행한다. 그러나, 임피던스 매칭부(322)는 수신기(300)가 복합 상태인 경우 수신기(300)의 요구 전력에 따라 송신부로부터 수신한 전력 신호 중 일부는 스위칭부(324)로 전달되도록 하고 나머지는 다시 공진기(310)를 통해 다른 수신기로 전송되도록 임피던스를 변화시켜 고의로 미스 매칭시킬 수 있다.The impedance matching unit 322 performs impedance matching according to the required power of the receiver 300 based on the state of the receiver 300 (charge state, standby state, relay state, complex state). For example, the impedance matching unit 322 performs impedance matching so that the maximum power signal is transmitted to the switching unit 324 when the receiver 300 is in a charged state. However, when the receiver 300 is in a complex state, the impedance matching unit 322 allows some of the power signals received from the transmitting unit to be transmitted to the switching unit 324 according to the required power of the receiver 300 and the rest of the resonator ( It is possible to intentionally mismatch by changing the impedance to be transmitted to another receiver through 310).

스위칭부(323)는 수신기(300)의 상태를 기초로 송신기로부터 수신한 전력 신호를 배터리(330) 또는 부하로 전달하거나, 배터리(330) 또는 부하로 전력 신호가 전달되는 것을 차단한다. 일 예로, 스위칭부(323)는 수신기(300)의 상태가 충전 상태 또는 복합 상태인 경우 송신기로부터 수신한 전력 신호를 배터리(330) 또는 부하로 전달할 수 있다. 그러나, 스위칭부(323)는 수신기(300)의 상태가 중계 상태 또는 대기 상태인 경우 송신기로부터 수신한 전력 신호가 배터리(330)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.The switching unit 323 transmits the power signal received from the transmitter to the battery 330 or the load based on the state of the receiver 300, or blocks the transmission of the power signal to the battery 330 or the load. For example, the switching unit 323 may transmit the power signal received from the transmitter to the battery 330 or the load when the state of the receiver 300 is a charged state or a complex state. However, the switching unit 323 may block transmission of the power signal received from the transmitter to the battery 330 when the state of the receiver 300 is a relay state or a standby state.

정류부(324)는 스위칭부(323)를 통해 전달되는 전력 신호를 정류한다. 일 예로, 정류부(324)는 교류의 전력 신호를 직류의 전력 신호로 정류할 수 있다.The rectifying unit 324 rectifies the power signal transmitted through the switching unit 323. For example, the rectifying unit 324 may rectify an AC power signal into a DC power signal.

변환부(325)는 정류부(324)를 통해 정류된 전력 신호가 배터리(330)의 충전 또는 부하의 전력으로 이용되도록 DC-DC 변환을 통해 상기 정류된 전력 신호를 기 설정된 레벨의 전력으로 변환시킨다.The converter 325 converts the rectified power signal to a predetermined level of power through DC-DC conversion so that the power signal rectified through the rectifier 324 is used as the power of charging or load of the battery 330. .

통신부(326)는 공진 주파수를 사용하는 인밴드 통신 또는 공진 주파수와는 다른 주파수 대역을 사용하는 아웃밴드 통신을 통해 송신기로부터 통신 신호를 수신한다. 일 예로, 통신부(326)가 아웃밴드 통신을 수행하는 경우, 아웃밴드 통신은 공진 주파수 외의 다른 주파수를 사용하므로 통신부(326)는 아웃밴드 통신을 위한 추가적인 통신용 안테나(327)를 포함할 수 있다.The communication unit 326 receives a communication signal from the transmitter through in-band communication using a resonance frequency or out-band communication using a frequency band different from the resonance frequency. For example, when the communication unit 326 performs out-band communication, the out-band communication uses a frequency other than the resonance frequency, so the communication unit 326 may include an additional communication antenna 327 for out-band communication.

조절부(328)는 수신기(310)의 요구 전력을 기초로 충전 상태, 중계 상태, 복합 상태 및 대기 상태 중 어느 하나를 수신기(310)의 상태로 결정한다.The controller 328 determines one of the charging state, the relay state, the complex state, and the standby state as the state of the receiver 310 based on the required power of the receiver 310.

이하, 수신기(300)의 상태에 따른 중계기능 제어 장치(320)의 동작을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the relay function control device 320 according to the state of the receiver 300 will be described in more detail.

수신기(300)의 상태가 충전 상태로 결정되는 경우, 동조부(321)는 공진기(310)에 포함된 캐패시터의 값을 변화시켜 수신기(300)가 송신기와 동일한 공진 주파수를 가지도록 주파수를 동조시킨다.When the state of the receiver 300 is determined as the charging state, the tuning unit 321 changes the value of the capacitor included in the resonator 310 to tune the frequency so that the receiver 300 has the same resonant frequency as the transmitter. .

임피던스 매칭부(322)는 동조부(321)를 통해 수신한 전력 신호를 증폭시키기 위하여 스위칭부(323)와 통신부(326)로 신호전달을 최대로 하기 위한 임피던스 매칭을 수행한다.  The impedance matching unit 322 performs impedance matching for maximizing signal transmission to the switching unit 323 and the communication unit 326 to amplify the power signal received through the tuning unit 321.

임피던스 매칭부(322)를 통해 증폭된 전력 신호는 스위칭부(323), 정류부(324) 및 변환부(325)를 통해 DC 전력으로 변환되고, 이후 배터리(300)를 충전시키거나 부하로 공급된다.The power signal amplified through the impedance matching unit 322 is converted into DC power through the switching unit 323, the rectifying unit 324, and the conversion unit 325, and then charges the battery 300 or is supplied to the load. .

통신부(326)는 공진기(310)의 공진주파수와 동일한 주파수를 사용하는 인밴드 통신 또는 다른 주파수 대역을 사용하는 아웃밴드 통신을 통해 송신기와 데이터 통신을 수행한다.The communication unit 326 performs data communication with the transmitter through in-band communication using the same frequency as the resonance frequency of the resonator 310 or out-band communication using a different frequency band.

조절부(328)는 통신부(326)의 출력을 기초로 수신기(300)의 충전 상태, 대기 상태, 중계 상태, 복합 상태 등을 결정할 수 있다.The control unit 328 may determine a charging state, a standby state, a relay state, a complex state, and the like of the receiver 300 based on the output of the communication unit 326.

이하, 수신기(300)의 상태가 복합 상태로 결정되는 경우에 대해 설명한다.Hereinafter, a case in which the state of the receiver 300 is determined to be a complex state will be described.

조절부(328)는 수신기(300)가 소량의 전력은 필요로 하지만 많은 전력을 필요로 하지 않는 것으로 판단되면, 수신기(300가 송신기로부터 수신한 전력 중 여분의 전력을 다른 수신기로 전송하는 중계역할을 수행하도록 제어한다.When the receiver 300 determines that the receiver 300 needs a small amount of power but does not need a lot of power, the control unit 328 serves as a relay for transmitting the extra power among the power received from the transmitter 300 to another receiver. Controls to perform.

상술한 충전 상태에서는 임피던스 매칭부(322)가 스위칭부(323)로 최대 전력을 전달하도록 임피던스 매칭을 수행하지만, 복합 상태에서는 임피던스 매칭부(322)가 원하는 전력량에 따라 임피던스를 변화시켜 고의로 임피던스가 정확하게 매칭되지 않고 미스 매칭되도록 한다. 따라서, 미스 매칭된 회로에 의해 전력 신호 중 일부는 스위칭부(323)로 전달되고, 일부는 다시 공진기(310)를 통해 밖으로 나가게 된다. 이렇게 공진기(310)를 통해 밖으로 나가는 전력 신호는 다른 수신기가 수신하여 충전 또는 소모할 수 있다.In the above-described charging state, the impedance matching unit 322 performs impedance matching so as to deliver the maximum power to the switching unit 323, but in the complex state, the impedance matching unit 322 intentionally changes the impedance according to the desired amount of power to achieve impedance. It is not an exact match, but a mismatch. Accordingly, some of the power signals are transmitted to the switching unit 323 by the miss-matched circuit, and some of them go out through the resonator 310 again. In this way, the power signal going out through the resonator 310 may be charged or consumed by another receiver.

대기 상태는 송신기로부터 전력 신호를 수신하지는 않지만 통신 신호를 수신하는 상태이다. 이 경우, 스위칭부(323)는 전력 신호를 차단하여 정류부(324)로 전력 신호가 넘어가지 못하도록 스위칭한다. 이 때, 통신부(326)가 인밴드 통신을 수행하는 경우 통신부(326)는 공진기(310)로부터 통신 신호를 받아야 하기 때문에 동조부(321)는 공진기(310)의 주파수를 송신기의 공진 주파수와 동일하도록 동조시키고, 임피던스 매칭부(322)는 통신부(326)로 통신 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행한다.The standby state is a state in which a power signal is not received from the transmitter but a communication signal is received. In this case, the switching unit 323 blocks the power signal and switches the power signal to the rectifying unit 324 so as not to pass. At this time, when the communication unit 326 performs in-band communication, since the communication unit 326 needs to receive a communication signal from the resonator 310, the tuning unit 321 sets the frequency of the resonator 310 to be equal to the resonance frequency of the transmitter. The impedance matching unit 322 performs impedance matching so that a communication signal is transmitted to the communication unit 326.

반면, 통신부(326)가 아웃밴드 통신을 수행하는 경우 통신 신호는 통신용 안테나(327)로부터 수신하기 때문에, 동조부(321)는 송신기의 공진 주파수와는 다른 공진 주파수를 가지거나 공진을 하지 않도록 주파수를 동조시킨다. 따라서, 공진기(320)는 송신기로부터 어떠한 신호도 수신하지 않게 된다.On the other hand, when the communication unit 326 performs out-band communication, since the communication signal is received from the communication antenna 327, the tuning unit 321 has a resonance frequency different from the resonance frequency of the transmitter or frequency so as not to resonate. To tune. Therefore, the resonator 320 does not receive any signal from the transmitter.

중계 상태는 대기 상태와 달리 통신부(326)의 통신 방식과 무관하게 공진기(310)의 주파수가 송신기의 공진 주파수와 동일하도록 주파수를 동조시킨다. 이 때, 스위칭부(323)는 전력 신호를 차단하고, 통신부(326)는 송신기로부터 송신된 통신 신호를 수신한다.
Unlike the standby state, the relay state tunes the frequency so that the frequency of the resonator 310 is the same as that of the transmitter regardless of the communication method of the communication unit 326. At this time, the switching unit 323 cuts off the power signal, and the communication unit 326 receives the communication signal transmitted from the transmitter.

도 4는 본 발명에 따른 수신기가 원거리로 무선전력이 전송되도록 중계하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram for explaining a process of relaying a wireless power transmission to a receiver according to the present invention over a long distance.

벽의 액자에 내장된 무선전력전송 시스템의 송신기(410)로부터의 비-방사 필드가 근역장을 형성하고 이로부터 거실의 수신기들(420, 430a, 430b, 430c)이 전력을 공급받는 상황에서, TV에 내장된 수신기(420)는 TV 전원이 켜져 있는 경우는 전력을 공급 받아 방송화면을 보여주지만, TV전원이 꺼진 경우에는 전력을 전송 받을 필요가 없다. 따라서, 이 경우 TV에 내장된 수신기(420)는 중계 상태에 들어가 거실의 다른 수신기들(430a, 430b, 430c)로 전력이 전송되도록 중계 기능을 수행할 수 있다.In a situation in which the non-radiation field from the transmitter 410 of the wireless power transmission system embedded in the wall frame forms a near field and from which the receivers 420, 430a, 430b, 430c of the living room are supplied with power, The receiver 420 embedded in the TV receives power when the TV power is on and shows a broadcast screen, but when the TV power is off, there is no need to receive power. Accordingly, in this case, the receiver 420 embedded in the TV may enter a relay state and perform a relay function so that power is transmitted to other receivers 430a, 430b, and 430c in the living room.

한편, TV가 방송화면을 내보내지는 않지만 백그라운드에서 펌웨어 업그레이드 및 데이터 수신 등으로 인해 소량의 전력이 필요한 경우가 존재한다. 이 경우 TV에 내장된 수신기(420)는 복합 상태에 들어가 필요한 최소한의 전력만을 소비하고, 동시에 거실의 다른 수신기들(430a, 430b, 430c)로 나머지 전력을 전달하는 중계기능을 수행할 수 있다.On the other hand, there is a case where a small amount of power is required due to firmware upgrade and data reception in the background, although the TV does not send out a broadcast screen. In this case, the receiver 420 embedded in the TV may enter a complex state and consume only the minimum power required, and at the same time, may perform a relay function that delivers the remaining power to other receivers 430a, 430b, and 430c in the living room.

이처럼 전력을 수신하지 않아도 되는 수신기(420)가 중계 기능을 수행하거나, 소량의 전력이 필요한 상황인 수신기(420)가 원하는 양 이외의 전력은 다시 밖으로 반사시켜 중계 기능을 수행함에 따라 다른 수신기들(430a, 430b, 430c)의 전력수신 효율이 향상될 수 있다.
As such, the receiver 420 that does not need to receive power performs a relay function, or other receivers as the receiver 420, which is a situation in which a small amount of power is required, reflects power outside the desired amount again to perform the relay function ( The power reception efficiency of 430a, 430b, 430c) may be improved.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수신기의 중계기능 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 중계기능 제어 장치가 수신기의 중계기능을 제어하는 방법에 대해 상세히 설명한다.5 is a flowchart illustrating a method for controlling a relay function of a receiver in an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of controlling a relay function of a receiver by a relay function control apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

먼저, 중계기능 제어 장치는 수신기의 요구 전력을 기초로 충전 상태, 중계 상태, 복합 상태 및 대기 상태 중 어느 하나를 수신기의 상태로 결정한다(510). 여기서, 충전 상태는 수신기가 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하거나 부하로 전력을 공급하는 상태를 의미하고, 중계 상태는 수신기가 송신기로부터 수신한 전력 신호를 다른 수신기로 중계하는 상태를 의미할 수 있다. 복합 상태는 수신기가 송신기로부터 수신한 전력 신호 중 일부는 배터리를 충전하거나 부하로 공급하는데 사용하고 나머지는 다른 수신기로 중계하는 상태를 의미하고, 대기 상태는 송신기로부터 전력 신호를 전송 받지 않는 상태를 의미할 수 있다.First, the relay function control apparatus determines one of the charging state, the relay state, the complex state, and the standby state as the state of the receiver based on the required power of the receiver (510). Here, the charging state means a state in which the receiver charges the battery or supplies power to the load using the power signal received from the transmitter, and the relay state refers to a state in which the receiver relays the power signal received from the transmitter to another receiver. Can mean The complex state means a state in which some of the power signals received by the receiver are used to charge the battery or supply it to the load, and the other states are relayed to other receivers, and the standby state means a state in which no power signal is transmitted from the transmitter. can do.

중계기능 제어 장치는 수신기의 상태가 결정되면 이를 기초로 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행한다(520). 일 예로, 중계기능 제어 장치는 수신기가 충전 상태인 경우, 배터리 또는 부하로 최대의 전력 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 그러나, 수신기가 복합 상태인 경우 중계기능 제어 장치는 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스를 변화시켜 미스 매칭시킴으로써 송신기로부터 수신한 전력 중 일부는 사용하고 나머지는 다른 수신기로 송신되도록 할 수 있다.When the state of the receiver is determined, the relay function control device performs impedance matching according to the required power of the receiver (520). For example, the relay function control device may perform impedance matching so that a maximum power signal is transmitted to a battery or a load when the receiver is in a charged state. However, when the receiver is in a complex state, the relay function controller may change the impedance according to the required power of the receiver and mismatch to use some of the power received from the transmitter and transmit the rest to the other receiver.

이후, 중계기능 제어 장치는 수신기의 상태를 기초로 스위칭부를 이용하여 송신기로부터 수신한 전력 신호가 배터리 또는 부하로 전달되도록 하거나 전력 신호가 전달되지 않도록 차단한다(530).Thereafter, the relay function control device blocks the power signal from being transmitted to the battery or the load or the power signal received from the transmitter using the switching unit based on the state of the receiver (530).

일 예로, 중계기능 제어 장치는 수신기의 상태가 충전 상태 또는 복합 상태로 결정된 경우 송신기로부터 수신한 전력 신호가 배터리 또는 부하로 전달될 수 있도록 공진기에 포함된 캐패시터의 값을 변화시킴으로써 송신기로부터 전력 신호를 수신하고, 임피던스 매칭을 통해 수신한 전력 신호를 증폭시킬 수 있다. 이후, 중계기능 제어 장치는 증폭된 전력 신호가 배터리 또는 부하의 전력으로 이용될 수 있도록 정류하고, 정류된 전력 신호를 기 설정된 레벨의 전력으로 변환할 수 있다.As an example, the relay function control device receives the power signal from the transmitter by changing the value of the capacitor included in the resonator so that the power signal received from the transmitter can be transmitted to the battery or the load when the state of the receiver is determined to be in a charged state or a complex state. It is possible to receive and amplify the received power signal through impedance matching. Thereafter, the relay function control device may rectify the amplified power signal so that it can be used as the power of the battery or the load, and convert the rectified power signal to power of a predetermined level.

그러나, 수신기의 상태가 중계 상태 또는 대기 상태로 결정되면, 중계기능 제어 장치는 송신기로부터 수신한 전력 신호를 다른 수신기로 전송되도록 스위칭부를 통해 송신기로부터 수신한 전력 신호를 차단할 수 있다.However, if the state of the receiver is determined as a relay state or a standby state, the relay function control device may block the power signal received from the transmitter through the switching unit so that the power signal received from the transmitter is transmitted to another receiver.

한편, 중계기능 제어 장치는 인밴드 통신 또는 아웃밴드 통신을 통해 송신기 또는 다른 수신가와 통신 신호를 수신할 수 있다. 일 예로, 중계기능 제어 장치는 아웃밴드 통신을 수행하는 경우, 수신기의 상태가 대기 상태이면 공진기가 송신기의 공진 주파수와는 다른 공진 주파수를 가지도록 동조시키거나 공진하지 않도록 동조시킬 수 있다.Meanwhile, the relay function control device may receive a communication signal with a transmitter or another receiver through in-band communication or out-band communication. For example, the relay function control device may tune or resonate so that the resonator has a resonant frequency different from that of the transmitter when the state of the receiver is in a standby state when performing out-band communication.

또한, 중계기능 제어 장치는 송신기 또는 다른 수신기로부터 중계기능을 요청하는 통신 신호를 수신하면 수신기의 요구 전력에 따라 수신기의 상태를 결정할 수 있다. 일 예로, 중계기능 제어 장치는 송신기 또는 다른 수신기로부터 중계기능을 요청하는 통신 신호를 수신하면 수신기가 전력을 전송 받지 않아도 되는 상태일 경우에는 수신기의 상태를 중계 상태로 결정하고, 수신기가 소량의 전력이 필요한 상태일 경우에는 수신기의 상태를 복합 상태로 결정할 수 있다.In addition, the relay function control device may determine the state of the receiver according to the required power of the receiver when receiving a communication signal requesting the relay function from the transmitter or another receiver. For example, when the relay function control device receives a communication signal requesting a relay function from a transmitter or another receiver, when the receiver does not need to receive power, it determines the state of the receiver as a relay state, and the receiver uses a small amount of power. If this is a necessary state, the state of the receiver can be determined as a complex state.

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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

300: 수신기
310: 공진기
320: 중계기능 제어 장치
321: 동조부
322: 임피던스 매칭부
323: 스위칭부
324: 정류부
325: 변환부
326: 통신부
327: 안테나
328: 조절부
330: 배터리
300: receiver
310: resonator
320: relay function control device
321: Tuning
322: impedance matching unit
323: switching unit
324: rectifier
325: conversion unit
326: communication department
327: antenna
328: adjustment
330: battery

Claims (20)

송신기로부터 무선으로 전력 신호를 수신하는 수신기의 중계기능을 제어하는 장치에 있어서,
상기 수신기의 요구 전력과 통신부의 출력을 기초로, 상기 송신기로부터 수신한 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하거나 부하로 전력을 공급하는 충전 상태, 상기 전력 신호를 다른 수신기로 중계하는 중계 상태, 상기 전력 신호 중 일부는 배터리를 충전하거나 부하로 공급하는데 사용하고 나머지는 다른 수신기로 중계하는 복합 상태 및 상기 전력 신호를 전송 받지 않는 대기 상태 중 어느 하나를 상기 수신기의 상태로 결정하는 조절부;
상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 수신기의 요구 전력에 따라 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부;
상기 결정된 수신기의 상태를 기초로 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하거나 상기 전력 신호의 전달을 차단하는 스위칭부; 및
공진기의 주파수를 동조시키는 동조부를 포함하고,
상기 대기 상태에서 상기 통신부가 인밴드 통신을 수행하는 경우, 상기 동조부는 공진기의 주파수를 상기 송신기의 공진 주파수와 동일하도록 동조시키고, 상기 임피던스 매칭부는 상기 통신부로 통신 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행하고,
상기 통신부가 아웃밴드 통신을 수행하는 경우 상기 동조부는 상기 송신기의 공진 주파수와 상이한 공진 주파수를 가지거나 공진하지 않도록 주파수를 동조시키는 것
인 중계기능 제어 장치.
In the apparatus for controlling a relay function of a receiver for receiving a power signal wirelessly from the transmitter,
Based on the required power of the receiver and the output of the communication unit, a charging state for charging a battery or supplying power to a load using the power signal received from the transmitter, a relay state for relaying the power signal to another receiver, the power A control unit for determining a state of the receiver as one of a combined state in which some of the signals are used to charge a battery or supply to a load, and the other is relayed to another receiver and a standby state in which the power signal is not transmitted;
An impedance matching unit performing impedance matching according to the required power of the receiver based on the determined state of the receiver;
A switching unit transferring the power signal to the battery or a load or blocking the transmission of the power signal based on the determined state of the receiver; And
It includes a tuning unit for tuning the frequency of the resonator,
When the communication unit performs in-band communication in the standby state, the tuning unit tunes the frequency of the resonator to be the same as the resonance frequency of the transmitter, and the impedance matching unit performs impedance matching so that a communication signal is transmitted to the communication unit. ,
When the communication unit performs out-band communication, the tuning unit tunes a frequency so as to have a resonance frequency different from or resonant with the resonance frequency of the transmitter.
Phosphorus relay function control device.
제1항에 있어서,
상기 임피던스 매칭부는,
상기 수신기가 충전 상태인 경우 상기 스위칭부로 최대의 전력 신호가 전달되도록 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 수신기가 복합 상태인 경우 상기 요구 전력에 따라 임피던스를 변화시켜 미스 매칭시키는 것을 특징으로 하는 중계기능 제어 장치.
According to claim 1,
The impedance matching unit,
When the receiver is in a charged state, impedance matching is performed so that the maximum power signal is transmitted to the switching unit, and when the receiver is in a complex state, a relay function control device characterized in that the receiver is mismatched by changing impedance according to the required power. .
제1항에 있어서,
상기 스위칭부는,
상기 수신기의 상태가 충전 상태 또는 복합 상태인 경우 상기 전력 신호를 상기 배터리 또는 부하로 전달하고, 상기 수신기의 상태가 중계 상태 또는 대기 상태인 경우 상기 전력 신호의 전달을 차단하는 것을 특징으로 하는 중계기능 제어 장치.
According to claim 1,
The switching unit,
When the state of the receiver is in a charged state or a complex state, the relay function is characterized in that it transmits the power signal to the battery or a load, and blocks the transmission of the power signal when the state of the receiver is a relay state or a standby state. controller.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 조절부는,
상기 통신 신호를 기초로 상기 수신기의 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 중계기능 제어 장치.
According to claim 1,
The adjustment unit,
The relay function control apparatus, characterized in that for determining the state of the receiver based on the communication signal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스위칭부를 통해 전달되는 전력 신호를 정류하는 정류부; 및
상기 정류된 전력 신호가 상기 배터리의 충전 또는 상기 부하의 전력으로 이용되도록 상기 정류된 전력 신호를 기 설정된 레벨의 전력으로 변환하는 변환부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기능 제어 장치.
According to claim 1,
A rectifying unit rectifying a power signal transmitted through the switching unit; And
A conversion unit converting the rectified power signal to a predetermined level of power so that the rectified power signal is used for charging the battery or power of the load.
Relay function control device further comprising a.
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