무선 전력 및 데이터 송수신 장치
WIRELESS POWER AND DATA TRANSMISSION AND RECEPTION APPARATUS
특허 요약
본 실시예에 의한 전력 및 데이터 수신기는: 송신 코일로부터 전력 데이터 신호를 수신하는 수신 코일; 상기 전력 데이터 신호로부터 구동 전력을 형성하는 전력부 및 상기 전력 데이터 신호로부터 데이터 신호를 복조하는 데이터 복조부(data demodulation unit)를 포함하며, 상기 수신 코일은 상기 송신 코일 사이에서 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수가 형성될 정도로 인접하여 동작하며, 상기 수신 코일은 상기 송신 코일과의 관계에서 제1 공진 주파수 이상이고, 제2 공진 주파수 이하인 주파수에서 동작한다.
청구항
번호청구항
1

무선 전력 및 데이터 수신기로, 상기 수신기는:송신 코일로부터 전력 데이터 신호를 수신하는 수신 코일;상기 전력 데이터 신호로부터 구동 전력을 형성하는 전력부 및상기 전력 데이터 신호로부터 데이터 신호를 복조하는 데이터 복조부(data demodulation unit)를 포함하며,상기 수신 코일은 상기 송신 코일 사이에서 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수가 형성될 정도로 인접하여 동작하며, 상기 수신 코일은 상기 송신 코일과의 관계에서 제1 공진 주파수 이상이고, 제2 공진 주파수 이하인 주파수에서 동작하고, 상기 데이터 복조부는, 상기 전력 데이터 신호를 주파수에 상응하는 진폭을 가지도록 변환하는 주파수-진폭 변환부(Frequency-Amplitude converter)와, 변환된 진폭을 가지는 신호를 복조하는 복조기(demodulator) 및 상기 복조된 신호로부터 클록 및 데이터를 복원하는 클록 데이터 복원부를 포함하는 수신기.

2

제1항에 있어서, 상기 전력 데이터 신호로부터 상기 데이터 신호의 복조 과정과 상기 전력 데이터 신호로부터 구동 전력을 형성하는 과정은 동시에 수행되는 수신기.

3

제1항에 있어서, 상기 전력 데이터 신호는, 전력을 전송하는 반송파 신호에 상기 데이터 신호가 주파수 변조된 신호인 수신기.

4

제1항에 있어서, 상기 전력부는,반파 정류기(half-wave rectifier) 및 전파 정류기(full-wave rectifier) 중 어느 하나를 포함하는 수신기.

5

제1항에 있어서, 상기 전력부는,다이오드 연결된 제1 PMOS 트랜지스터와 제1 NMOS 트랜지스터를 포함하는 제1 브랜치와 다이오드 연결된 제2 PMOS 트랜지스터와 제2 NMOS 트랜지스터를 포함하는 제2 브랜치를 포함하고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터와 상기 제2 NMOS 트랜지스터는 서로 크로스 커플되어 연결된 정류기를 포함하는 수신기.

6

삭제

7

제1항에 있어서, 상기 주파수-진폭 변환부는, 인젝션 신호에 따라 주파수 잠금(frequency lock)되는 오실레이터와, 상기 인젝션 신호를 상기 오실레이터에 제공하는 인젝션 스위치를 포함하는 수신기.

8

제7항에 있어서, 상기 인젝션 스위치의 일 전극은 상기 오실레이터에 연결되고, 상기 인젝션 스위치의 타 전극은 인젝션 신호원에 연결되며, 상기 인젝션 스위치의 제어 전극은 상기 수신 코일과 연결된 수신기.

9

제8항에 있어서,상기 인젝션 신호원은 전류 미러(current mirror)로, 상기 인젝션 신호는 전류 신호인 수신기.

10

제7항에 있어서,상기 복조기는, 상기 오실레이터의 출력 신호의 포락선(envelope)에 상응하는 포락선 신호를 형성하는 포락선 신호 형성부와, 상기 포락선 신호의 저주파 성분을 출력하는 저역 통과 필터 및 상기 포락선 신호와 상기 저주파 성분을 비교하여 상기 데이터 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 수신기.

11

제1항에 있어서,상기 클록 데이터 복원부는 단일 루프로 기준 신호 없이 동작하는 것인 수신기.

12

제1항에 있어서,상기 클록 데이터 복원부는 주파수 및 위상차 검출부와, 상기 주파수 및 위상차 검출부의 출력 신호로 동작하는 전하 펌프(charge pump)와, 상기 전하 펌프로 제어되어 제어 신호를 형성하는 루프 필터(loop filter) 및상기 제어 신호에 의하여 출력 신호가 제어되는 전압 제어 발진기를 포함하는 수신기.

13

제12항에 있어서,상기 주파수 및 위상차 검출부는 상기 복조기의 출력이 입력되는 제1 플립플롭과, 상기 제1 플립플롭과 캐스케이드로 연결된 제2 플립플롭과, 상기 복조기의 출력과 상기 제1 플립플롭의 출력을 논리연산하는 제1 로직과,상기 제1 플립플롭의 출력과 상기 제2 플립플롭의 출력을 논리연산하는 제2 로직을 포함하며, 상기 제2 플립플롭은 상기 제1 플립플롭에 제공되는 클록 신호와 반전된 클록 신호로 동작하는 것인 수신기.

14

제1항에 있어서,상기 전력부는, DC-DC 변환기 및 배터리 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 수신기.

15

무선 전력 및 데이터 송수신 장치로, 상기 장치는, 전력을 전송하는 반송파 신호에 데이터 신호를 주파수 변조하여 형성된 전력 데이터 신호를 송신 코일을 이용하여 전송하는 송신기;수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일은 상기 송신 코일과 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수가 형성될 정도로 인접하여 동작하고, 상기 수신 코일은 상기 제1 공진 주파수 이상이고, 상기 제2 공진 주파수 이하인 주파수에서 동작하며, 상기 전력 데이터 신호에서 전력 신호와 상기 데이터 신호를 복조하는 수신기를 포함하고,상기 수신기는, 상기 전력 데이터 신호로부터 직류 전압을 형성하는 전력부 및상기 전력 데이터 신호로부터 데이터 신호를 복조하는 데이터 복조부(data demodulation unit)를 포함하며,상기 데이터 복조부는, 상기 전력 데이터 신호를 주파수에 상응하는 진폭을 가지도록 변환하는 주파수-진폭 변환부(Frequency-Amplitude converter)와, 변환된 진폭을 가지는 신호를 복조하는 복조기(demodulator) 및 상기 복조된 신호로부터 클록 및 데이터를 복원하는 클록 데이터 복원부를 포함하는 장치.

16

제15항에 있어서, 상기 수신기는, 상기 전력 데이터 신호에서 상기 전력 신호와 상기 데이터 신호를 복조하는 과정을 동시에 수행하는 장치.

17

삭제

18

삭제

19

제15항에 있어서, 상기 주파수-진폭 변환부는, 인젝션 신호에 따라 주파수 잠금(frequency lock)되는 오실레이터와, 상기 인젝션 신호를 상기 오실레이터에 제공하는 인젝션 스위치를 포함하는 장치.

20

제19항에 있어서, 상기 인젝션 스위치의 일 전극은 상기 오실레이터에 연결되고, 상기 인젝션 스위치의 타 전극은 인젝션 신호원인 전류 미러(current mirror)에 연결되어 인젝션 신호인 전류 신호를 제공받고,상기 인젝션 스위치의 제어 전극은 상기 수신 코일과 연결된 장치.

21

제19항에 있어서,상기 복조기는, 상기 오실레이터의 출력 신호의 포락선(envelope) 신호를 형성하는 포락선 신호 형성부와, 상기 포락선 신호의 저주파 성분을 출력하는 저역 통과 필터 및 상기 포락선 신호와 상기 저주파 성분을 비교하여 상기 데이터 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 장치.

22

제15항에 있어서,상기 클록 데이터 복원부는, 단일 루프로 기준 신호 없이 동작하는 것인 장치.

23

제15항에 있어서,상기 클록 데이터 복원부는 주파수 및 위상차 검출부와, 상기 주파수 및 위상차 검출부의 출력 신호로 동작하는 전하 펌프(charge pump)와, 상기 전하 펌프로 제어되어 제어 신호를 형성하는 루프 필터(loop filter) 및상기 제어 신호에 의하여 출력 신호가 제어되는 전압 제어 발진기를 포함하는 장치.

24

제15항에 있어서,상기 수신기는, 체내에 임플란트되어 동작하는 장치.