KR101504904B1 - 고효율 무선전력전송 회로 - Google Patents
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Abstract
무선전력전송 장치는 송신부와 수신부를 가지고 있으며, 수신부에는 송신된 전력을 변환시키기 위한 정류부 스테이지 및 레귤레이터 스테이지가 사용된다. 종래 정류부 스테이지 및 레귤레이터 스테이지는 다이오드를 2 개 거치는 전력 흐름의 특성상 정류부 스테이지의 손실이 전체 손실의 1/2 이상을 차지하는 문제점이 있었다.
본 발명의 수신부는 브릿지리스 부스트 스테이지를 포함하여 정류부 손실을 저감하여 전체적인 손실개선을 하기위한 발명이며, 이러한 브릿지리스 부스트 스테이지를 사용함으로써, 전력 변환 효율을 향상시켜 고효율의 무선전력전송 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 수신부는 브릿지리스 부스트 스테이지를 포함하여 정류부 손실을 저감하여 전체적인 손실개선을 하기위한 발명이며, 이러한 브릿지리스 부스트 스테이지를 사용함으로써, 전력 변환 효율을 향상시켜 고효율의 무선전력전송 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 무선전력전송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 변환 효율을 향상시키기 위한 무선전력전송 장치에 관한 것이다.
무선 전력 전송 기술은 전기에너지를 무선 전송에 유리한 마이크로파로 변환시켜 에너지를 전달하는 전력 전송 방식이다. 무선 전력 전송 기술은 ICT, 가전, 로봇, 의료, 자동차, 철도 등 전기를 사용하는 전 분야에 걸쳐 높은 수요가 예상되며 미래 유망기술로 각광받는 추세이다. 무선 전력 전송 기술은 기존의 전원 공급 시스템 내부의 변압기가 가지고 있는 제 1 차 및 제 2 차 코일 사이의 공간을 이격시켜 무선 전송을 구현한다.
무선 전력 전송 기술은 원거리 전송, 방사 (radiative) 방식의 근거리 전송, 비방사 (non-radiative) 자기 공명 방식의 근거리 전송, 접촉식 전송 (유도결합 이용) 으로 분류된다. 원거리 전송은 5.8 GHz 대역의 고출력 마이크로파를 이용하는 방식으로 과거부터 연구되어 왔으나, 인체에 미치는 영향이 확인되지 않아 상용화가 어려운 점이 있다. 방사 방식의 근거리 전송은 초고주파수 대역을 이용하며, 유통 및 물류 분야에서 2000 년대 초반부터 상용화되었다. 비방사 자기 공명 방식의 근거리 전송은 현재까지 계속하여 연구가 진행 중이며 향후 미래 유망기술로 각광받는 추세이다. 유도결합을 이용하는 접촉식 전송은 125 kHz 혹은 13.56 MHz 의 주파수를 사용하며 교통카드, 무선면도기, 전동칫솔 등에서 상용화되고 있다.
일반적으로, 무선 전력 전송 시스템에서 사용되는 통상적인 기술은 자기 유도 방식과 자기 공명 방식이다. 자기 유도 방식과 자기 공명 방식은 모두 전력 송신을 위한 브리지로 자기장을 사용한다는 점에서 유사하며, 양 방식 모두 공명 회로로 전류가 유도되며 전력을 송신하기 위한 자기장을 생성한다. 무선 전력 전송 방법의 일 예로, 전자기 특성이 일치하거나 상호 커플링 또는 공진 특성을 발생시킬 수 있는 송신 코일 및 수신 코일을 이용하여 전력을 전송할 수 있다. 이 때, 무선 전력 전송 시스템에 유도 코일 등을 추가적으로 구성하여 전력 송수신 거리를 증가시키거나 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 자기 유도 또는 자기 공명 방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 송신부 (110) 와 수신부 (120) 로 이루어지며, 전력 송신을 위한 송신부 (110) 는 일정한 전력을 제공하고, 전력 수신을 위한 수신부 (120) 는 송신부 (110) 로부터의 전력을 수신한다.
송신부가 계통 전원을 공급받는 경우, 무선 전력 전송 시스템은 도 2 에 도시된 바와 같이, 계통 전원 (210), PFC 회로 (Power Factor Correction Circuit ; 220) 및 DC/AC 스테이지 (230) 로 구성되며, 전압에 따라 펄스 폭 변조 (pulse width modulation ; PWM) 제어를 하여 전류 값을 전체적으로 균등하게 하여 전류 파형을 사인파의 형태로 만들어 준다. 송신부가 배터리 또는 별도의 전원을 공급받는 경우, 무선 전력 전송 시스템은 도 3 에 도시된 바와 같이, DC 전압원 (310) 및 DC/AC 스테이지 (320) 로 구성되며, 전력을 자기 유도 또는 자기 공명 방식으로 수신부에 전달하기 위해 직류 전압을 교류의 형태로 변환한다.
송신부 (110) 에서는 전력 소스로부터 전력을 수신하는 송신 유도 코일 및 송신 유도 코일로부터 전자기 유도에 의해 수신된 전력을 비방사 방식으로 무선 전력 수신 장치에 전력을 전달하는 송신 코일을 포함할 수 있고, 수신부는 송신 코일로부터 비방사 방식으로 전력을 수신하는 수신 코일 및 수신 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신하는 수신 유도 코일을 포함할 수도 있다. 즉, 송신부는 무선 전력 전송을 위해 송신용 회로 부품에 주기적인 펄스파 또는 사인파를 발생시키며, 수신부는 직접적인 접촉 없이 수신 회로 부품의 자기 유도 또는 자기 공명을 통해 전력을 전달받는다.
수신부 (120) 에는 송신된 전력을 변환시키기 위한 정류부 스테이지 및 레귤레이터 스테이지가 사용된다. 하지만, 도 4 에 도시된 바와 같은 종래 정류부 스테이지 (410) 는 다이오드를 2 개 거치는 전력 흐름의 특성상 정류부 스테이지 (410) 의 손실이 전체 손실의 1/2 이상을 차지하는 문제점이 있었다. 따라서 고효율 무선전력전송 기술이 필요한 시스템에서는 치명적인 단점이 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전력 변환 효율을 향상시켜 고효율의 무선전력전송 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 예에서, 본 발명의 무선전력전송 장치는, 브릿지리스 (Bridgeless) 무선전력전송 회로를 제공한다. 즉, 무선전력전송을 위해 송신용 회로 부품에 의하여 주기적인 펄스 또는 사인파를 발생시키는 송신부; 및 송신부와 접촉 없이 수신 회로 부품에 의하여, 자기유도 또는 자기공명을 통하여 전력을 상기 펄스 또는 상기 사인파 형태로 전달받는 수신부를 포함하고, 상기 수신부는 전달받은 상기 전압을 정류하고 필요한 전압으로 정전압 시키는 브릿지리스 부스트 스테이지를 포함하고, 상기 브릿지리스 부스트 스테이지는 제 1 인덕터, 제 1 다이오드, 제2 다이오드, 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 인덕터의 제 1 단 (端) 은 상기 제 1 다이오드의 양극과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 연결되고, 상기 제 1 인덕터의 제 2 단 (端) 은 제 1 입력단자가 되고, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인과 상기 제 2 다이오드의 양극이 연결되어 제 2 입력단자가 되고, 상기 제 1 다이오드의 음극과 상기 제 2 다이오드의 음극이 연결되어 제 1 출력단자가 되고, 상기 제 1 트랜지스터의 소스와 상기 제 2 트랜지스터의 소스가 연결되어 제 2 출력단자가 되고, 그리고 상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 각각 PWM (Pulse-Width Modulation) 를 수신하는, 브릿지리스 무선전력전송 회로를 제공한다.
본원 발명은 브릿지리스 무선전력전송 회로를 사용함으로써, 정류부 손실을 저감하여 전체적인 손실개선이 가능하므로 전력 변환 효율을 향상시켜 고효율의 무선전력전송 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 무선전력전송 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2 는 무선전력전송 장치에서 송신부가 계통 전원을 공급 받을 경우를 나타낸 블럭도이다.
도 3 은 무선전력전송 장치에서 송신부가 배터리 및 별도 전원을 받는 경우를 나타낸 블럭도이다.
도 4 은 종래 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부를 나타낸 회로도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부를 나타낸 회로도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부에 두 개의 인덕터를 사용한 회로도이다.
도 7 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부에 Semi-Bridgeless boost stage 를 적용한 회로도이다.
도 8 (a) 는 포지티브 사이클에서 Q1 의 동작에 따른 전류의 흐름도이다.
도 8 (b) 는 네가티브 사이클에서 Q2 의 동작에 따른 전류의 흐름도이다.
도 9 (a) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부가 수신 받은 전압, 인덕터 전류, 출력부하전압을 나타낸 그래프이다.
도 9 (b) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 트랜지스터에 흐르는 전류의 그래프이다.
도 9 (c) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 다이오드에 흐르는 전류의 그래프이다.
도 10 (a) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부가 수신 받은 전압, 인덕터 전류, 출력부하전압을 나타낸 그래프이다.
도 10 (b) 는 본 발명에 따른 무선전력전송장치의 Q1 PWM 신호를 나타낸 그래프이다.
도 10 (c) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 Q2 PWM 신호를 나타낸 그래프이다.
도 2 는 무선전력전송 장치에서 송신부가 계통 전원을 공급 받을 경우를 나타낸 블럭도이다.
도 3 은 무선전력전송 장치에서 송신부가 배터리 및 별도 전원을 받는 경우를 나타낸 블럭도이다.
도 4 은 종래 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부를 나타낸 회로도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부를 나타낸 회로도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부에 두 개의 인덕터를 사용한 회로도이다.
도 7 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부에 Semi-Bridgeless boost stage 를 적용한 회로도이다.
도 8 (a) 는 포지티브 사이클에서 Q1 의 동작에 따른 전류의 흐름도이다.
도 8 (b) 는 네가티브 사이클에서 Q2 의 동작에 따른 전류의 흐름도이다.
도 9 (a) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부가 수신 받은 전압, 인덕터 전류, 출력부하전압을 나타낸 그래프이다.
도 9 (b) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 트랜지스터에 흐르는 전류의 그래프이다.
도 9 (c) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 다이오드에 흐르는 전류의 그래프이다.
도 10 (a) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 수신 코일부가 수신 받은 전압, 인덕터 전류, 출력부하전압을 나타낸 그래프이다.
도 10 (b) 는 본 발명에 따른 무선전력전송장치의 Q1 PWM 신호를 나타낸 그래프이다.
도 10 (c) 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치의 Q2 PWM 신호를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 바람직한 실시 예를 통해 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
무선전력전송 회로는 사용하는 총 전력 대비 최종 부하에 수신되는 전력량, 즉 전송효율을 통해 시스템 성능을 평가할 수 있는데, 이를 위하여 무선전력전송 회로는 1) 송수신 코일로 구성되는 높은 에너지 전송이 가능한 무선전력전송 네트워크, 2) 고전력 신호를 손실 없이 송신하기 위한 고효율 송신단 및 3) 수신부에서 얻어진 고주파 신호를 받아 실제 부하에서 이용할 수 있는 전력 신호로 변환하는 고효율 수신단으로 구성할 수 있다.
이들 중에서 본 발명은, 수신부에서 수신된 입력 신호를 실제 부하에서 이용할 수 있는 전력 신호로 변환함으로써 성공적인 시스템 성능을 달성한다. 또한, 본 발명은 수신부에서 수신된 전압을 변환하기 위한 브릿지리스 부스트 스테이지를 포함하여 고효율의 무선전력전송을 가능하게 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 무선전력전송 장치 수신부의 일 실시예를 나타낸 회로도이다. 본 발명의 브릿지리스 (Bridgeless) 무선전력전송 회로는, 무선전력전송을 위해 송신용 회로 부품에 의하여 주기적인 펄스 또는 사인파를 발생시키는 송신부 및 송신부와 접촉 없이 수신 회로 부품에 의하여, 자기유도 또는 자기공명을 통하여 전력을 상기 펄스 또는 상기 사인파 형태로 전달받는 수신부를 포함하고, 상기 수신부는 전달받은 상기 전압을 정류하고 필요한 전압으로 정전압 시키는 브릿지리스 부스트 스테이지 (500) 를 포함하고, 상기 브릿지리스 부스트 스테이지 (500) 는 제 1 인덕터 (505), 제 1 다이오드(501), 제2 다이오드(502), 제 1 트랜지스터(503), 제 2 트랜지스터 (504) 를 포함하고, 상기 제 1 인덕터 (505) 의 제 1 단 (端) 은 상기 제 1 다이오드 (501) 의 양극과 상기 제 1 트랜지스터 (503) 의 드레인에 연결되고, 상기 제 1 인덕터 (505) 의 제 2 단 (端) 은 제 1 입력단자가 되고, 상기 제 2 트랜지스터 (504) 의 드레인과 상기 제 2 다이오드 (502) 의 양극이 연결되어 제 2 입력단자가 되고, 상기 제 1 다이오드 (501) 의 음극과 상기 제 2 다이오드 (502) 의 음극이 연결되어 제 1 출력단자가 되고, 상기 제 1 트랜지스터 (503) 의 소스와 상기 제 2 트랜지스터 (504) 의 소스가 연결되어 제 2 출력단자가 되고, 그리고 상기 제 1 트랜지스터 (503) 와 상기 제 2 트랜지스터 (504) 의 게이트는 각각 PWM (Pulse-Width Modulation) 를 수신하는, 브릿지리스 무선전력전송 회로를 개시하고 있다. 이러한 도 5 와 같은 브릿지리스 무선전력전송 회로방식에 의하여 한 사이클당 거치는 다이오드의 수가 종래 기술보다 줄어들기 때문에 종래 발명의 정류부 손실을 저감하여 전체적인 손실 개선이 가능한 이점이 있다. 이러한 이점은 도 8 과 함께 이하에서 설명하는 본 발명의 동작을 통하여 확인할 수 있다.
도 8 에는 본 발명의 동작이 도시되어 있다. 도 8 (a) 는 포지티브 사이클에서의 동작을 나타낸다. 포지티브 사이클은 도 8 (a) 에서 픽업코일 (806) 에 전류가 위로 흐르는 때로 표시되어 있다. 이 경우 제 2 트랜지스터 (804) 의 스위칭에 관련 없이 내부에 있는 역병렬 다이오드로 전류가 흐르게 된다. 이 때 제 2 트랜지스터 (804) 의 게이트 신호는 OFF 이다. 제 1 트랜지스터 (803) 는 게이트로 PWM 신호를 수신하며, 제 1 트랜지스터 (803) 의 게이트 신호가 ON 일 경우에는 일점 쇄선 화살표를 따라 전류가 흐르게 되며, OFF 일 경우에는 실선 화살표를 따라 전류가 흐르게 된다. 일점 쇄선와 실선의 경로는 각각 레귤레이터 스테이지 (420) 의 인덕터 에너지 축적모드와 방전모드의 전류흐름과 유사함을 확인할 수 있다.
도 8 (b) 는 네가티브 사이클에서의 동작을 도시한다. 네가티브 사이클은 도 8 (b) 에서 픽업코일 (806) 에 전류가 아래로 흐르는 때로 표시되어 있다. 본 발명은 종래 기술과는 다르게 정류부가 없이도 픽업코일에 흐르는 전류의 방향에 따라 브릿지리스 부스트 스테이지 내부의 전류 경로가 변경되어 부스트 컨버터의 역활을 하게 된다. 이 경우 제 1 트랜지스터 (803) 의 스위칭에 관련 없이 내부에 있는 역병렬 다이오드로 전류가 흐르게 된다. 이 때 제 1 트랜지스터 (803) 의 게이트 신호는 OFF 이다. 제 2 트랜지스터 (804) 는 게이트로 PWM 신호를 수신하며, 제 2 트랜지스터 (804) 의 게이트 신호가 ON 일 경우에는 일점 쇄선 화살표를 따라 전류가 흐르게 되며, OFF 일 경우에는 실선 화살표를 따라 전류가 흐르게 된다. 일점 쇄선와 실선의 경로는 각각 레귤레이터 스테이지 (420) 의 인덕터 에너지 축적모드와 방전모드의 전류흐름과 유사함을 확인할 수 있다.
즉, 본원 발명에서 일점 쇄선으로 표시된 전류의 경로는 트랜지스터 (803 또는 804) 내부의 역병렬 다이오드 및 트랜지스터 (804 또는 803) 를 경유하며, 실선으로 표시된 전류의 경로는 다이오드 (801 또는 802) 및 트랜지스터 (804 또는 803) 내부의 역병렬 다이오드를 경유한다. 도 4 에서 도시하는 바와 같이 종래 기술은 정류부 스테이지 (410) 에서 2 개의 다이오드를 경유하고 레귤레이터 스테이지 (420) 에서 트랜지스터 (423) 또는 다이오드 (422) 를 경유하므로, 본원 발명은 종래 기술보다 경유하는 소자의 수가 더 적음을 알 수 있으며 이로 인하여 효율이 좋아짐을 예측할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 도 6 에 도시되어 있으며, 도 6 은 제 2 인덕터 (606) 를 더 구비하고 있으며, 이는 도 5 와 모델의 차이일 뿐 실질적으로 도 5 와 동일하게 동작하는 회로이다. 다만 인덕터가 2 개 사용되므로 사용 온도 조건이 탁월해 질 것이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 도 7 에 도시되어 있으며, 제 3 다이오드 (707) 와 제 4 다이오드 (708) 을 더 포함하고 있다. 이는 semi-bridgeless 타입의 구조로 포지티브 사이클에서 제 2 트랜지스터 (704) 의 내부 다이오드 대신 다이오드 D2 (708) 의 경로를 따라 전류가 흐를 것이므로 인덕터 L2 (706) 를 경유하지 않아도 될 것이다. 또한 네가티브 사이클에서 제 1 트랜지스터 (703) 의 내부 다이오드 대신 다이오드 D1 (707) 의 경로를 따라 전류가 흐를 것이므로 인덕터 L1 (705) 를 경유하지 않아도 될 것이다.
이러한 종래 회로와 브릿지리스 부스트 스테이지를 사용한 수신회로의 효과상의 차이점은 아래 표에서 개시하는 바와 같이 각 소자에 흐르는 전류의 실효치에 기인한다.
| 종래 기술 | 브릿지리스 무선전력 회로방식 | |
| 정류 다이오드 |
|
- |
| MOSFET |
|
|
| 바디 다이오드 | - |
|
| 출력 다이오드 |
|
|
| 인덕터 |
|
|
상기 표에서 비교하는 바와 같이 도 4 와 같은 종래 기술에서 정류 다이오드에 흐르는 전류는 
에 따른다. 또한 본 발명의 브릿지리스 부스트 스테이지는 정류다이오드는 존재하지 않으나 종래 기술에 없는 바디 다이오드가 존재하며 이 또한 
값을 가지므로 종래 기술에 비하여 이점에서는 차이가 없다. 하지만 출력 다이오드에 흐르는 전류의 경우 종래 기술은 
인 반면, 본 발명은 
이 되므로 종래 기술에 비하여 전력 효율이 좋음을 확인할 수 있다.
종래의 회로와 본 발명의 브릿지리스 부스트 스테이지의 소자 수와 표 1의 전류 크기를 고려했을 때, 종래의 회로에서 4개의 브릿지 다이오드를 통해 도통하던 전류가 본 발명의 도 5 에서 제안된 브릿지리스 부스트 스테이지에서는 2개의 역병렬 다이오드를 통해 도통하는 것을 알 수 있다. 이는 도통손실이 나타나는 경로에 위치하던 4개의 정류 다이오드를 대신하여 2개의 바디 다이오드가 도통함으로써 정류다이오드의 도통손실이 저감될 수 있음을 의미한다.
도 9 및 도 10 은 본 발명의 브릿지리스 부스트 스테이지의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 10 의 (b) 를 참조하면, 픽업 코일의 수신전압 (1001) 이 포지티브 사이클인 경우 (수신전압 (1001) 이 0 이상), 제 1 트랜지스터의 게이트가 PWM 신호를 수신하는 것을 나타낸다. 또한 네가티브 사이클인 경우 (수신전압 (1001) 이 0 이하), 제 2 트랜지스터의 게이트가 PWM 신호를 수신하는 것을 나타낸다.
도 9 (b) 에서는 포지티브 사이클인 경우 제 1 트랜지스터 Q1 의 스위치 전류가 양의 방향으로 나타나며 제 2 트랜지스터 Q2 의 역병렬 다이오드 전류가 음의 방향으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 반대로 네가티브 사이클에서는 제 2 트랜지스터의 스위치 전류가 양의 방향으로 나타나며, 제 1 트랜지스터의 역병렬 다이오드 전류가 음의 방향으로 나타나는 것을 알 수 있다.
도 9 (c) 에서는 포지티브 사이클인 경우에는 제 1 트랜지스터가 OFF 인 경우 제 1 다이오드 Da 에 전류가 흐르고, 네가티브 사이클인 경우에는 제 2 트랜지스터가 OFF 인 경우 제 2 다이오드 Db 에 전류가 흐른다는 것을 도시한다. 즉 상기와 같은 도 9 및 도 10 에 의하여 도 8 에서 설명한 전류의 흐름을 확인할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 브릿지리스 부스트 스테이지는 무선전력전송 기술에 사용되어 기존의 전력 변환에서 사용된 주파수보다 상대적으로 고 주파수인 환경에서 사용될 것이다. 이러한 고 주파수는 예를들어 수십khz 내지 수Mhz 가 될 수도 있으며, 바람직하게는 예를들어 20khz 내지 80khz 가 될 수도 있다. 본원 발명은 무선전력전송 기술에 브릿지리스 부스트 스테이지를 사용함으로써 정류부 손실을 저감하여 전체적인 손실개선이 가능하다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (4)
- 무선전력전송 회로로서,
무선전력전송을 위해 송신용 회로 부품에 의하여 주기적인 펄스 또는 사인파를 발생시키는 송신부; 및
상기 송신부와 접촉 없이 수신 회로 부품에 의하여, 자기유도 또는 자기공명을 통하여 전력을 상기 펄스 또는 상기 사인파 형태로 전달받는 수신부를 포함하고,
상기 수신부는 전달받은 상기 전력의 전압을 정류하고 소정의 전압으로 정전압 시키는 브릿지리스 부스트 스테이지 (bridgeless boost stage) 를 포함하고,
상기 브릿지리스 부스트 스테이지는 제 1 인덕터, 제 1 다이오드, 제2 다이오드, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 포함하고,
상기 제 1 인덕터의 제 1 단 (端) 은 상기 제 1 다이오드의 양극과 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 연결되고, 상기 제 1 인덕터의 제 2 단 (端) 은 제 1 입력단자가 되고,
상기 제 2 트랜지스터의 드레인과 상기 제 2 다이오드의 양극이 연결되어 제 2 입력단자가 되고,
상기 제 1 다이오드의 음극과 상기 제 2 다이오드의 음극이 연결되어 제 1 출력단자가 되고,
상기 제 1 트랜지스터의 소스와 상기 제 2 트랜지스터의 소스가 연결되어 제 2 출력단자가 되고, 그리고
상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 각각 PWM (Pulse-Width Modulation) 를 수신하는, 무선전력전송 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 브릿지리스 부스트 스테이지의 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 주파수가 20 khz 이상 80 khz 이하의 상기 PWM 신호를 수신하는, 무선전력전송 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 브릿지리스 부스트 스테이지는 제 2 인덕터를 더 포함하며,
상기 제 2 인덕터의 제 1 단은 상기 제 2 트랜지스터의 드레인 및 상기 제 2 다이오드의 양극과 연결되고,
상기 제 2 인덕터의 제 2 단은 상기 제 2 입력단자가 되는, 무선전력전송 회로. - 제 3 항에 있어서,
상기 브릿지리스 부스트 스테이지는 제 3 다이오드 및 제 4 다이오드를 더 포함하며,
상기 제 3 다이오드의 음극은 상기 제 1 인덕터의 제 2 단에 연결되고,
상기 제 4 다이오드의 음극은 상기 제 2 인덕터의 제 2 단에 연결되고,
상기 제 3 다이오드의 양극 및 상기 제 4 다이오드의 양극은 상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 상기 제 2 트랜지스터의 소스와 연결되는, 무선전력전송 회로.
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|---|---|---|---|---|
| US10661660B2 (en) | 2016-11-18 | 2020-05-26 | Hyundai Motor Company | Vehicle, vehicle charging device, vehicle charging system and method for charging vehicle |
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- 2013-10-01 KR KR1020130117419A patent/KR101504904B1/ko active IP Right Grant
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