ACTIVE META-MATERIAL STRUCTURE CAPABLE OF SELECTING CHARGING FREQUENCY FOR A PLURALITY OF ELECTRIC DEVICES AND WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM USING THE SAME

• Main Authors: CHO YEON JE, LEE SEONG SOO, KIM JOUNG HO, LEE BOM SON, SONG CHI EOG
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 05.07.2018
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTINGELECTRIC POWER; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; ELECTRICITY; GENERATION; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY; WAVEGUIDES

Disclosed is an active meta-material device capable of frequency selection in a wireless charging system and a wireless power transfer system using the same. A variable capacitor capable of varying the capacitance of the meta-material device and an adaptive capacitance control unit capable of varying the capacitance thereof are introduced. By adjusting the capacitance of the variable capacitor, the resonance frequency may be actively varied to refract an incident magnetic field in a desired direction to form a beam in a desired shape. A wireless power transfer apparatus detects the positions of a plurality of charging target electric devices by using a position sensor. Based on the detected position information, the magnetic field directional information calculated for each charging target is obtained and the capacitance of a meta-material is adaptively adjusted. The optimal directionality of the magnetic field for the charging target can be controlled. The magnetic field can be controlled to be sequentially refracted in the directions of the plurality of charging target electric devices in the time division manner. Therefore, it is possible to charge a plurality of charging targets in the optimal state, respectively. 무선 충전 시스템에서의 주파수 선택이 가능한 액티브 메타물질 장치와 이를 이용한 무선전력전달 시스템이 개시된다. 메타물질 장치에 캐패시턴스를 가변시킬 수 있는 가변 캐패시터와 이의 캐패시턴스를 가변시킬 수 있는 적응형 캐패시턴스 제어부를 도입한다. 가변 캐패시터부의 캐패시턴스 크기를 조절하는 것에 의해 공진주파수를 액티브하게 가변시켜 입사하는 자기장을 원하는 방향으로 굴절시켜 원하는 형태로 빔포밍할 수 있다. 무선전력전송 장치는 위치센서를 이용하여 복수의 충전대상 전기기기의 위치를 검출한다. 검출된 위치 정보에 기초하여 각 충전대상물마다 산출된 자기장 방향성 정보를 구하고 메타물질의 캐패시턴스를 적응적으로 조절한다. 해당 충전대상물에 최적인 자기장의 방향성을 조절할 수 있다. 자기장이 시분할방식으로 복수 개의 충전대상 전기기기의 방향으로 순차적으로 굴절되도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 다수의 충전 목표물을 각각에 최적인 상태로 충전할 수 있다.