KR102080096B1 - 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법 - Google Patents

무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102080096B1
KR102080096B1 KR1020130050309A KR20130050309A KR102080096B1 KR 102080096 B1 KR102080096 B1 KR 102080096B1 KR 1020130050309 A KR1020130050309 A KR 1020130050309A KR 20130050309 A KR20130050309 A KR 20130050309A KR 102080096 B1 KR102080096 B1 KR 102080096B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless power
power receiver
power transmitter
transmitter
signal
Prior art date
Application number
KR1020130050309A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140050517A (ko
Inventor
권혁춘
이경우
변강호
정희원
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to EP13847472.1A priority Critical patent/EP2909824B1/en
Priority to CN201380062490.1A priority patent/CN104823224B/zh
Priority to PCT/KR2013/008990 priority patent/WO2014061934A1/en
Priority to US14/058,916 priority patent/US9979439B2/en
Publication of KR20140050517A publication Critical patent/KR20140050517A/ko
Priority to US15/984,928 priority patent/US10425130B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102080096B1 publication Critical patent/KR102080096B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H02J5/005—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예는 무선 충전 네트워크에서 응급 정보를 효율적으로 전송하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하는 무선 전력 수신기의 응급 정보 전송 방법에 있어서, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하는 과정과, 응급 상황의 발생 여부를 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 응급 상황이 발생한 것으로 판단하는 경우, 상기 응급 상황에 관한 정보로 응급 신호를 생성하는 과정과, 상기 생성된 응급 신호를 무선 전력 송신기로 전송하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법{WIRELESS POWER TRANSMITTER, WIRELESS POWER RECEIVER AND METHOD FOR TRANSMITTING A EMERGENCY INFORMATION IN WIRELESS POWER NETWORK}
본 발명의 실시 예는 무선 충전 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명은 무선 충전 네트워크에서 응급 정보를 효율적으로 전송하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 충전 네트워크상의 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생할 경우 신속하고 효율적으로 응급 정보를 전송할 수 있는 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법에 관한 것이다.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 별도의 충전 커넥터에 의한 연결 없이, 휴대폰을 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 상기 무선 충전 기술은 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등에 적용되어 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은 2005년 MIT의 "Soljacic" 교수에 의해 "Coupled Mode Theory"으로서 발표되었으며, 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템이다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이라는 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
한편, 무선 충전 방식에 대한 연구는 최근에 들어서 활발하게 진행되고 있으나, 아직까지 그 무선 충전 순위, 무선 전력 송/수신기의 검색, 무선 전력 송/수신기 사이의 통신 주파수 선택, 무선 전력 조정, 매칭 회로의 선택, 하나의 충전 싸이클에서의 각각의 무선 전력 수신기에 대한 통신 시간 분배 등에 대한 표준은 제안되고 있지 않다.
또한, 무선 전력 수신기(PRU)에서 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 과온도(Over Temperature) 등과 같은 응급(emergency) 상황이 발생하거나 시스템 오류(Error)가 발생할 경우, 전력 수신기는 전력 송신기(PTU)에게 응급 상황 정보를 전송하여야 한다. 그러나, 종래의 표준에 제안된 신호 전송 프로토콜에 의하면 무선 전력 수신기는 전력 송신기에 응급 상황 정보를 전송할 수 있는 방법이 제안되어 있지 않다.
따라서, 무선 충전 네트워크상의 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생할 경우 신속하고 효율적으로 응급 정보를 전송할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 무선 충전 네트워크상의 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생할 경우 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 간의 일반적인 메시지 교환 절차와는 별도로 응급 정보를 전송할 수 있는 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법에 있어서, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하는 과정과, 응급 상황의 발생 여부를 판단하는 과정과, 상기 판단 결과, 응급 상황이 발생한 것으로 판단하는 경우, 상기 응급 상황에 관한 정보로 응급 신호를 생성하는 과정과, 상기 생성된 응급 신호를 무선 전력 송신기로 전송하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 응급 상황은, 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 과온도(Over Temperature), 시스템 오류 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 응급 신호는 무선 전력 수신기 다이내믹 신호이며, 상기 응급 상황에 관한 정보를 상기 무선 전력 수신기 다이내믹 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에, 로드 스위치를 오프시켜 초기 모드 상태로 진입하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 로드 스위치를 오프시키는 과정은, OVP 응급 상황일 경우에 적용할 수 있다.
상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에, 상기 무선 전력 송신기가 전력 오프 시도를 할 경우, 주어진 무선 전력 송신기로부터 새로운 통신 링크를 수행하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에, 브로드캐스트 모드로 변경하는 과정, 타겟 어드레스 및 응급 정보를 포함하는 어드버타이즈먼트 패킷을 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다.
무선 전력 수신기로 무선 충전 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 방법에 있어서, 상기 무선 전력 수신기로부터 응급 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 응급 정보에 따라 적어도 하나의 무선 전력 수신기로 공급하는 무선 전력 전송을 중단하는 과정과, 자신의 무선 충전 네트워크 내에 포함된 적어도 하나의 무선 전력 수신기로 응급 정보를 전달하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 무선 전력 송신기의 시스템을 리셋 모드로 진입시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 무선 전력 송신기의 전력 모듈을 턴 오프시키는 과정; 및 송신 오류로 진입하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 응급 정보에 OVP 정보가 포함될 경우, 상기 무선 전력 송신기를 래치 폴트 모드로 진입시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 응급 정보에 OVP 정보가 포함되지 않는 경우, 상기 무선 전력 송신기의 송신 전력을 낮추는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하는 전력 수신부; 응급 상황의 발생 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 응급 상황이 발생한 것으로 판단하는 경우, 상기 응급 상황에 관한 정보로 응급 신호를 생성하도록 처리하는 제어부; 및 상기 생성된 응급 신호를 무선 전력 송신기로 전송하는 통신부;를 포함할 수 있다.
상기 응급 상황은, 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 과온도(Over Temperature), 시스템 오류 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 응급 신호는 무선 전력 수신기 다이내믹 신호이며, 상기 통신부는 상기 응급 상황에 관한 정보를 상기 무선 전력 수신기 다이내믹 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응급 신호가 전송된 후, 로드 스위치를 오프시켜 초기 모드 상태로 진입하도록 처리할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 로드 스위치를 오프시키는 것을 OVP 응급 상황일 경우에 적용할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응급 신호가 전송된 후, 상기 무선 전력 송신기가 전력 오프 시도를 할 경우, 주어진 무선 전력 송신기로부터 새로운 통신 링크를 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응급 신호가 전송된 후, 브로드캐스트 모드로 변경시키며, 상기 통신부는 타겟 어드레스 및 응급 정보를 포함하는 어드버타이즈먼트 패킷을 전송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무선 전력 수신기는, 무선 전력 수신기로 무선 충전 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에 있어서, 상기 무선 전력 수신기로 상기 충전 전력을 송신하는 전력 송신부; 상기 무선 전력 수신기로부터 응급 정보를 수신하는 통신부; 상기 수신된 응급 정보에 따라 적어도 하나의 무선 전력 수신기로 공급하는 무선 전력 전송을 중단시키고, 자신의 무선 충전 네트워크 내에 포함된 적어도 하나의 무선 전력 수신기로 응급 정보를 전달하도록 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신기의 시스템을 리셋 모드로 진입시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신기의 전력 모듈을 턴 오프시키고, 송신 오류로 진입하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 응급 정보에 OVP 정보가 포함될 경우, 상기 무선 전력 송신기를 래치 폴트 모드로 진입시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응급 정보에 OVP 정보가 포함되지 않는 경우, 상기 무선 전력 송신기의 송신 전력을 낮추도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 충전 네트워크상의 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생할 경우 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 간의 일반적인 메시지 교환 절차와는 별도로 응급 정보를 전송함으로써, 응급 상황에 대한 신속하고 효율적인 대처가 가능하다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 9의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 충전 네트워크에서 응급 상황 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 정보 전송 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 정보 전송 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 상황 발생시 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 상황 발생시 상황별 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 상황 발생시 상황별 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 충전 네트워크에서 응급 상황 정보를 포함하는 패킷을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 구현을 위해 처리되는 무선 충전 시스템의 전반적인 시스템 및 절차를 상세히 설명한다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1,2-2,2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.
무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신부(213)를 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)를 포함할 수 있다.
전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.
아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 공진회로를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 공진회로로 구현되는 경우, 공진회로의 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(212)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 통신부(253)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 통신, BLE(bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수도 있다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 통신부(213)에서 수행하는 특정 통신 방식으로 그 권리범위가 한정되지 않는다.
한편, 통신부(213)는 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(213)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 표 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기(200)로부터 송신되는 신호의 데이터 구조이다. 무선 전력 송신기(200)는 하기의 프레임을 가지는 신호를 기설정된 주기마다 송신할 수 있으며, 상기 신호는 이하에서는 통지(Notice) 신호로 명명될 수도 있다.
frame type protocol version sequence number network ID RX to Report(schedule mask) Reserved Number of Rx
Notice 4bit 1 Byte 1Byte 1Byte 5bit 3bit
<표 1>에서의 프레임 타입(frame type)은 신호의 타입을 지시하는 필드로, <표 1>에서는 해당 신호가 통지(Notice) 신호임을 지시한다. 프로토콜 버전(protocol version) 필드는, 통신 방식의 프로토콜의 종류를 지시하는 필드로, 예를 들어 4 비트(bit)가 할당될 수 있다. 시퀀스 넘버(sequence number) 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1 바이트(Byte)가 할당될 수 있다. 시퀀스 넘버(sequence number)는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. 네트워크 ID(network ID) 필드는, 무선 전력 송신기(200)의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1 바이트가 할당될 수 있다. 보고를 위한 수신기(Rx to Report)(schedule mask) 필드는, 무선 전력 송신기(200)로 보고를 수행할 무선 전력 수신기들을 지시하는 필드로, 예를 들어 1 바이트가 할당될 수 있다. <표 2>는 본 발명의 일 실시 예에 의한 보고를 위한 수신기(Rx to Report)(schedule mask) 필드이다.
Rx to Report(schedule mask)
Rx1 Rx2 Rx3 Rx4 Rx5 Rx6 Rx7 Rx8
1 0 0 0 0 1 1 1
여기에서, Rx1 내지 Rx8은 무선 전력 수신기 1 내지 8에 대응할 수 있다. 보고를 위한 수신기(Rx to Report)(schedule mask) 필드는 스케쥴 마스크의 번호가 1로 표시된 무선 전력 수신기가 보고를 수행하도록 구현될 수 있다.
리저브드(Reserved) 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 5Byte가 할당될 수 있다. Number of Rx 필드는, 무선 전력 송신기(200) 주위의 무선 전력 수신기의 개수를 지시하는 필드로, 예를 들어 3 비트가 할당될 수 있다.
또한, 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또는 더욱 상세하게 후술할 것으로, 전력 정보는 유선 충전 단자의 인입, SA 모드로부터 NSA 모드로의 전환, 에러 상황 해제 등의 정보를 포함할 수도 있다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(213)는 다른 무선 전력 송신기로부터 상술한 표 1의 프레임의 Notice 신호를 수신할 수 있다.
한편, 도 2에서는 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(200)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(200)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다.
무선 전력 송신기(200) 및 무선 전력 수신기(250)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(200)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(250)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있으며, 상술한 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부 및 통신부(212,213), 구동부(214), 증폭부(215) 및 매칭부(216)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부 및 통신부(252,253), 정류부(254), DC/DC 컨버터부(255), 스위치부(256) 및 로드부(257)를 포함할 수 있다.
구동부(214)는 기설정된 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다. 구동부(214)에서 출력되는 직류 전력의 전압 값은 제어부 및 통신부(212,213)에 의하여 제어될 수 있다.
구동부(214)로부터 출력되는 직류 전류는 증폭부(215)로 출력될 수 있다. 증폭부(215)는 기설정된 이득으로 직류 전류를 증폭할 수 있다. 아울러, 제어부 및 통신부(212,213)로부터 입력되는 신호에 기초하여 직류 전력을 교류로 변환할 수도 있다. 이에 따라, 증폭부(215)는 교류 전력을 출력할 수 있다.
매칭부(216)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 매칭부(216)로부터 바라본 임피던스를 조정하여, 출력 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다. 매칭부(216)는 제어부 및 통신부(212,213)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭부(216)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부 및 통신부(212,213)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
전력 송신부(211)는 입력된 교류 전력을 전력 수신부(251)로 송신할 수 있다. 전력 송신부(211) 및 전력 수신부(251)는 동일한 공진 주파수를 가지는 공진 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 6.78MHz로 결정될 수 있다.
한편, 제어부 및 통신부(212,213)는 무선 전력 수신기(250) 측의 제어부 및 통신부(252,253)와 통신을 수행할 수 있으며, 예를 들어 양방향 2.4GHz 주파수로 통신을 수행할 수 있다.
한편, 전력 수신부(251)는 충전 전력을 수신할 수 있다.
정류부(254)는 전력 수신부(251)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다. DC/DC 컨버터부(255)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터부(255)는 출력단(259)의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터부(255)의 전단(258)에는 인가될 수 있는 전압의 최솟값 및 최댓값이 기설정될 수 있다.
스위치부(256)는 DC/DC 컨버터부(255) 및 로드부(257)를 연결할 수 있다. 스위치부(256)는 제어부(252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 로드부(257)는 스위치부(256)가 온 상태인 경우에 DC/DC 컨버터부(255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(400)는 전원을 인가할 수 있다(S401). 전원이 인가되면, 무선 전력 송신기(400)는 환경을 설정(configuration)할 수 있다(S402).
무선 전력 송신기(400)는 전력 절약 모드(power save mode)에 진입할 수 있다(S403). 전력 절약 모드에서, 무선 전력 송신기(400)는 이종의 검출용 전력 비콘 각각을 각각의 주기로 인가할 수 있으며, 이에 대하여서는 도 6에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 무선 전력 송신기(400)는 검출용 전력 비콘(power beacon)(404,405)을 인가할 수 있으며, 검출용 전력 비콘들(404,405) 각각의 전력 값의 크기는 상이할 수도 있다. 검출용 전력 비콘들(404,405) 중 일부 또는 전부는 무선 전력 수신기(450)의 통신부를 구동할 수 있는 전력량을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(450)는 검출용 전력 비콘들(404,405) 중 일부 또는 전부에 의하여 통신부를 구동시켜 무선 전력 송신기(400)와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 상기 상태를 널(Null) 상태로 명명할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(450)의 배치에 의한 로드 변경을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기(400)는 저전력 모드(S408)로 진입할 수 있다. 저전력 모드에 대하여서도 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 한편, 무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기(400)로부터 수신된 전력에 기초하여 통신부를 구동시킬 수 있다(S409).
무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기(400)로 무선 전력 송신기 검색 (PTU searching)신호를 송신할 수 있다(S410). 무선 전력 수신기(450)는 BLE 기반의 Advertsement 신호로, 무선 전력 송신기 검색 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기 검색 신호를 주기적으로 송신할 수 있으며, 무선 전력 송신기(400)로부터 응답 신호를 수신하거나 또는 기설정된 시간이 도래할 때까지 송신할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)로부터 무선 전력 송신기 검색 신호가 수신되면, 무선 전력 송신기(400)는 응답 신호(PRU Respnse) 신호를 송신할 수 있다(S411). 여기에서 응답 신호는 무선 전력 송신기(400) 및 무선 전력 수신기(450) 사이의 연결(connection)을 형성(form)할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)는 PRU 스태틱(static) 신호를 송신할 수 있다(S412). 여기에서, PRU 스태틱(static) 신호는 무선 전력 수신기(450)의 상태를 지시하는 신호일 수 있으며, 상기 PRU 스태틱 신호를 통해 무선 전력 송신기(400)가 관제하는 무선 전력 네트워크에 가입을 요청할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 PTU 스태틱(static) 신호를 송신할 수 있다(S413). 무선 전력 송신기(400)가 송신하는 PTU 스태틱(static) 신호는 무선 전력 송신기(400)의 용량(capability)을 지시하는 신호일 수 있다.
무선 전력 송신기(400) 및 무선 전력 수신기(450)가 PRU 스태틱(static) 신호 및 PTU 스태틱(static) 신호를 송수신하면, 무선 전력 수신기(450)는 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호를 주기적으로 송신할 수 있다(S414,S415). PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 무선 전력 수신기(450)에서 측정된 적어도 하나의 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 무선 전력 수신기(450)의 정류부 후단의 전압 정보를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 수신기(450)의 상태를 부트(Boot) 상태(S427)라고 명명할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 전력 송신 모드로 진입하고(S416), 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(450)가 충전을 수행하도록 하는 명령 신호인 PRU 제어(PRU control) 신호를 송신할 수 있다(S417). 전력 송신 모드에서, 무선 전력 송신기(400)는 충전 전력을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)가 송신하는 PRU 제어 신호는 무선 전력 수신기(450)의 충전을 인에이블/디스에이블하는 정보 및 허여(permission) 정보를 포함할 수 있다. PRU 제어 신호는 무선 전력 송신기(400)가 무선 전력 수신기(450)의 상태를 변경하도록 하는 경우에 송신하거나 또는 기설정된 주기, 예를 들어 250ms의 주기로 송신될 수도 있다. 무선 전력 수신기(450)는 PRU 제어 신호에 따라서 설정을 변경하고, 무선 전력 수신기(450)의 상태를 보고하기 위한 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호를 송신할 수 있다(S418,S419). 무선 전력 수신기(450)가 송신하는 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 전압, 전류, 무선 전력 수신기 상태 및 온도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 수신기(450)의 상태를 온(On) 상태로 명명할 수 있다.
한편, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 <표 3>과 같은 데이터 구조를 가질 수 있다.
Field octets description use units
optional fields 1 defines which optional fields are populated mandatory
Vrect 2 voltage at diode output mandatory mV
Irect 2 current at diode output mandatory mA
Vout 2 voltage at charge/battery port optional mV
Iout 2 current at charge/battery port optional mA
temperature 1 temperature of PRU optional Deg C from -40C
Vrect min dyn 2 Vrect low limit(dynamic value) optional mV
Vrect set dyn 2 desired Vrect (dynamic value) optional mV
Vrect high dyn 2 Vrect high limit (dynamic value) optional mV
PRU alert 1 warnings mandatory Bit field
RFU 3 undefined
PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는, 표 3에서와 같이 선택적 필드 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 전압 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 전류 정보, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터의 후단의 전압 정보, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터의 후단의 전류 정보, 온도 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최소 전압값 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최적 전압값 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최대 전압값 정보 및 경고 정보(PRU alert) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
경고 정보는 하기의 표 4와 같은 데이터 구조로 형성될 수 있다.
7 6 5 4 3 2 1 0
over voltage over current over temperature charge complete TA detect transition restart request RFU
경고 정보는, 표 4와 같이 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature), 충전 완료(charge complete), 유선 충전 단자 인입 감지(TA detect), SA 모드/ NSA 모드 전환(transition), 재충전 요청(restart request) 등의 필드들을 포함할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)는 PRU 제어 신호를 수신하여 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(450)를 충전하기에 충분한 전력을 가지는 경우 충전을 인에이블하도록 하는 PRU 제어 신호를 송신할 수 있다. 한편, PRU 제어 신호는 충전 상태가 변경될 때마다 송신될 수 있다. PRU 제어 신호는 예를 들어 250ms 마다 송신될 수 있거나, 파라미터 변경이 있을 때 송신될 수 있다. PRU 제어 신호는 파라미터가 변경되지 않더라도 기설정된 임계 시간, 예를 들어 1초 이내에는 송신되어야 하도록 설정될 수도 있다.
한편, 무선 전력 수신기(450)는 에러 발생을 감지할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 경고 신호를 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수 있다(S420). 경고 신호는 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호로 송신되거나 또는 PRU 경고(alert) 신호로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(450)는 표 3의 PRU 경고(alert) 필드에 에러 상황을 반영하여 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수 있다. 또는 무선 전력 수신기(450)는 에러 상황을 지시하는 단독 경고 신호(예컨대, PRU 경고 신호)를 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(400)는 경고 신호를 수신하면, 래치 실패(Latch fault) 모드로 진입할 수 있다(S422). 무선 전력 수신기(450)는 널 상태로 진입할 수 있다(S423).
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 5의 제어 방법은 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 6은 도 5의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 구동을 개시할 수 있다(S501). 아울러, 무선 전력 송신기는 초기 설정을 리셋할 수 있다(S503). 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드에 진입할 수 있다(S505). 여기에서, 전력 절약 모드는, 무선 전력 송신기가 전력 송신부에 전력량이 상이한 이종의 전력을 인가하는 구간일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 6에서의 제 2 검출 전력(601,602) 및 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)을 전력 송신부에 인가하는 구간일 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601,602)을 제 2 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 2 검출 전력(601,602)을 인가하는 경우에는 제 2 기간 동안 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)을 제 3 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)을 인가하는 경우에는 제 3 기간 동안 인가할 수 있다. 한편, 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)의 각각의 전력 값은 상이한 것과 같이 도시되어 있지만, 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)의 각각의 전력 값은 상이할 수도 있으며 또는 동일할 수도 있다.
예컨대, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611)을 출력한 이후에 동일한 크기의 전력량을 가지는 제 3 검출 전력(612)을 출력할 수 있다. 상기와 같이 무선 전력 송신기가 동일한 크기의 제 3 검출 전력을 출력하는 경우, 제 3 검출 전력의 전력량은 가장 소형의 무선 전력 수신기, 예를 들어 카테고리 1의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
반면, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611)을 출력한 이후에 상이한 크기의 전력량을 가지는 제 3 검출 전력(612)을 출력할 수도 있다. 상기와 같이 무선 전력 송신기가 상이한 크기의 제 3 검출 전력을 출력하는 경우, 제 3 검출 전력의 전력량 각각은 카테고리 1 내지 5의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량일 수 있다. 예를 들어, 제 3 검출 전력(611)는 카테고리 5의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있으며, 제 3 검출 전력(612)는 카테고리 3의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있으며, 제 3 검출 전력(613)는 카테고리 1의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
한편, 제 2 검출 전력(601,602)은 무선 전력 수신기를 구동시킬 수 있는 전력일 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 2 검출 전력(601,602)은 무선 전력 수신기의 제어부 및 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601,602) 및 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)을 전력 수신부로 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기 상에 무선 전력 수신기가 배치되는 경우, 무선 전력 송신기의 일 지점에서 바라보는 임피던스가 변경될 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601,602) 및 제 3 검출 전력(611,612,613,614,615)이 인가되는 중 임피던스 변경을 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(615)을 인가하는 중, 임피던스가 변경되는 것을 검출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 물체를 검출할 수 있다(S507). 물체가 검출되지 않는 경우에는(S507-N), 무선 전력 송신기는 이종의 전력을 주기적으로 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다(S505).
한편, 임피던스가 변경되어 물체가 검출되는 경우에는(S507-Y), 무선 전력 송신기는 저전력 모드로 진입할 수 있다. 여기에서, 저전력 모드는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 제어부 및 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가진 구동 전력을 인가하는 모드이다. 예를 들어 도 6에서는, 무선 전력 송신기는 구동 전력(620)을 전력 송신부에 인가할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(620)을 수신하여 제어부 및 통신부를 구동할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(620)에 기초하여 무선 전력 송신기와 소정의 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 인증에 요구되는 데이터를 송수신할 수 있으며, 이에 기초하여 무선 전력 송신기가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다. 다만, 무선 전력 수신기가 아닌 이물질이 배치되는 경우에는, 데이터 송수신이 수행될 수 없다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 배치된 물체가 이물질인지 여부를 결정할 수 있다(S511). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 기설정된 시간 동안 물체로부터 응답을 수신하지 못한 경우, 물체를 이물질로 결정할 수 있다.
이물질로 결정된 경우에는(S511-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패(latch fault) 모드로 진입할 수 있다(S513). 반면, 이물질이 아닌 것으로 결정된 경우에는(S511-N), 가입 단계를 진행할 수 있다(S519). 예를 들면, 무선 전력 송신기는 도 6에서의 제 1 전력(631 내지 634)을 제 1 주기로 주기적으로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 1 전력을 인가하는 중에 임피던스 변경을 검출할 수 있다. 예를 들어, 이물질이 회수되는 경우에는(S515-Y) 임피던스 변경을 검출할 수 있으며, 무선 전력 송신기는 이물질이 회수된 것으로 판단할 수 있다. 또는 이물질이 회수되지 않는 경우에는(S515-N), 무선 전력 송신기는 임피던스 변경을 검출할 수 없으며, 무선 전력 송신기는 이물질이 회수되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이물질이 회수되지 않는 경우에는, 무선 전력 송신기는 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 출력하여 현재의 무선 전력 송신기의 상태가 에러 상태임을 사용자에게 알릴 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
이물질이 회수되지 않은 것으로 판단되는 경우(S515-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드를 유지할 수 있다(S513). 한편, 이물질이 회수된 것으로 판단되는 경우(S515-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 재진입할 수 있다(S517). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 5의 제 2 전력(651,652) 및 제 3 전력(661 내지 665)을 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는, 무선 전력 수신기가 아닌 이물질이 배치된 경우에 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드에서 인가하는 전력에 기초한 임피던스 변경에 의거하여 이물질의 회수 여부를 판단할 수 있다. 즉, 도 5 및 6의 실시 예에서의 랫치 실패 모드 진입 조건은 이물질의 배치일 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기는 이물질의 배치 이외에도 다양한 랫치 실패 모드 진입 조건을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 배치된 무선 전력 수신기와 교차 연결될 수 있으며, 상기의 경우에서도 랫치 실패 모드로 진입될 수 있다.
이에 따라, 무선 전력 송신기는 교차 연결 발생 시, 초기 상태로의 복귀가 요구되며, 무선 전력 수신기의 회수가 요구된다. 무선 전력 송신기는 다른 무선 전력 송신기상에 배치되는 무선 전력 수신기가 무선 전력 네트워크에 가입되는 교차 연결을 랫치 실패 모드 진입 조건으로 설정할 수 있다. 교차 연결을 포함하는 에러 발생 시의 무선 전력 송신기의 동작을 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 7의 제어 방법은 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 도 7의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
무선 전력 송신기는 구동을 개시할 수 있다(S701). 아울러, 무선 전력 송신기는 초기 설정을 리셋할 수 있다(S703). 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드에 진입할 수 있다(S705). 여기에서, 전력 절약 모드는, 무선 전력 송신기가 전력 송신부에 전력량이 상이한 이종의 전력을 인가하는 구간일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8에서의 제 2 검출 전력(801,802) 및 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)을 전력 송신부에 인가하는 구간일 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801,802)을 제 2 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 2 검출 전력(801,802)을 인가하는 경우에는 제 2 기간 동안 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)을 제 3 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)을 인가하는 경우에는 제 3 기간 동안 인가할 수 있다. 한편, 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)의 각각의 전력 값은 상이한 것과 같이 도시되어 있지만, 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)의 각각의 전력 값은 상이할 수도 있으며 또는 동일할 수도 있다.
한편, 제 2 검출 전력(801,802)은 무선 전력 수신기를 구동시킬 수 있는 전력일 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 2 검출 전력(801,802)은 무선 전력 수신기의 제어부 및 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801,802) 및 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)을 전력 수신부로 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기 상에 무선 전력 수신기가 배치되는 경우, 무선 전력 송신기의 일 지점에서 바라보는 임피던스가 변경될 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801,802) 및 제 3 검출 전력(811,812,813,814,815)이 인가되는 중 임피던스 변경을 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(815)을 인가하는 중, 임피던스가 변경되는 것을 검출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 물체를 검출할 수 있다(S707). 물체가 검출되지 않는 경우에는(S707-N), 무선 전력 송신기는 이종의 전력을 주기적으로 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다(S705).
한편, 임피던스가 변경되어 물체가 검출되는 경우에는(S707-Y), 무선 전력 송신기는 저전력 모드로 진입할 수 있다(S709). 여기에서, 저전력 모드는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 제어부 및 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가진 구동 전력을 인가하는 모드이다. 예를 들어 도 8에서는, 무선 전력 송신기는 구동 전력(820)을 전력 송신부에 인가할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(820)을 수신하여 제어부 및 통신부를 구동할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(820)에 기초하여 무선 전력 송신기와 소정의 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 인증에 요구되는 데이터를 송수신할 수 있으며, 이에 기초하여 무선 전력 송신기가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다.
이후, 무선 전력 송신기는 충전 전력을 송신하는 전력 송신 모드로 진입할 수 있다(S711). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8에서와 같이 충전 전력(821)을 인가할 수 있으며, 충전 전력은 무선 전력 수신기로 송신될 수 있다.
무선 전력 송신기는 전력 송신 모드에서, 에러가 발생하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 에러는 무선 전력 송신기 상에 이물질이 배치되는 것, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등일 수 있다. 무선 전력 송신기는 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등을 측정할 수 있는 센싱부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 기준 지점의 전압 또는 전류를 측정할 수 있으며, 측정된 전압 또는 전류가 임계치를 초과하는 것을 과전압 또는 과전류 조건이 충족되는 것으로 판단할 수 있다. 또는 무선 전력 송신기는 온도 센싱 수단을 포함할 수 있으며, 온도 센싱 수단은 무선 전력 송신기의 기준 지점의 온도를 측정할 수 있다. 기준 지점의 온도가 임계치를 초과하는 경우에는, 무선 전력 송신기는 과온도 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.
도 8의 실시 예에서는, 무선 전력 송신기 상에 이물질이 추가적으로 배치되는 에러가 도시되었지만, 에러는 이에 한정되지 않으며 이물질이 배치되는 것, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature)에 대하여서도 무선 전력 송신기가 유사한 과정으로 동작함을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
에러가 발생하지 않으면(S713-N), 무선 전력 송신기는 전력 송신 모드를 유지할 수 있다(S711). 한편, 에러가 발생하면(S713-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다(S715). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8과 같이 제 1 전력(831 내지 835)를 인가할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드 동안 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 포함한 에러 발생 표시를 출력할 수 있다. 이물질 또는 무선 전력 수신기가 회수되지 않은 것으로 판단되는 경우(S717-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드를 유지할 수 있다(S715). 한편, 이물질 또는 무선 전력 수신기가 회수된 것으로 판단되는 경우(S717-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 재진입할 수 있다(S719). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8의 제 2 전력(851,852) 및 제 3 전력(861 내지 865)을 인가할 수 있다.
이상에서, 무선 전력 송신기가 충전 전력을 송신하는 중 에러가 발생한 경우의 동작에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 무선 전력 송신기 상에 복수의 무선 전력 수신기가 충전 전력을 수신하는 경우의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9의 제어 방법은 도 10을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 10은 도 9의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신할 수 있다(S901). 아울러, 무선 전력 송신기는 추가적으로 제 2 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크로 가입시킬 수 있다(S903). 또한 무선 전력 송신기는 제 2 무선 전력 수신기에도 충전 전력을 송신할 수 있다(S905). 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기가 요구하는 충전 전력의 합계를 전력 수신부에 인가할 수 있다.
도 10에서는 상기의 S901 단계 내지 S905 단계에 대한 일 실시 예가 도시된다. 예를 들어 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(1001,1002) 및 제 3 검출 전력(1011 내지 1015)을 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기를 검출하고, 검출 전력(1020)을 유지하는 저전력 모드로 진입할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기는 제 1 충전 전력(1030)을 인가하는 전력 송신 모드로 진입할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 무선 전력 수신기를 검출할 수 있으며, 제 2 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기가 요구하는 전력량의 합계의 전력량을 가지는 제 2 충전 전력(1040)을 인가할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 무선 전력 송신기는 제 1 및 제 2 무선 전력 수신기 양자에 충전 전력을 송신하는 중(S905), 에러 발생을 검출할 수 있다(S907). 여기에서, 에러는 상술한 바와 같이, 이물질 배치, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등일 수 있다. 에러가 발생하지 않으면(S907-N), 무선 전력 송신기는 제 2 충전 전력(1040)의 인가를 유지할 수 있다.
한편, 에러가 발생하면(S907-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다(S909). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 10의 제 1 전력(1051 내지 1055)를 제 1 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수되는지를 판단할 수 있다(S911). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 1 전력(1051 내지 1055)의 인가 중 임피던스 변경을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기는 임피던스가 초기 수치로 복귀하는지 여부에 기초하여 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수되는지를 판단할 수 있다.
제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수된 것으로 판단되면(S911-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 진입할 수 있다(S913). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 10과 같이 제 2 검출 전력(1061,1062) 및 제 3 검출 전력(1071 내지 1075)을 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 복수 개의 무선 전력 수신기에 충전 전력을 인가하는 경우에 있어서도, 에러 발생 시 용이하게 무선 전력 수신기 또는 이물질이 회수되는지 여부를 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
무선 전력 송신기(1100)는 통신부(1110), 전력 증폭기(power amplifier, PA)(1120) 및 공진기(resonator)(1130)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1150)는 통신부(1151), 애플리케이션 프로세서(Application Processor; AP)(1152), 전력 관리 집적회로(Power Management Integrated Circuit; PMIC)(1153), 무선 전력 집적회로(Wireless Power Integrated Circuit; WPIC)(1154), 공진기(resonator)(1155), 인터페이스 전력 관리 집적회로(Interface Power Management IC; IFPM)(1157), 유선 충전 어댑터(Travel Adapter; TA)(1158) 및 배터리(1159)를 포함할 수 있다.
통신부(1110)는 통신부(1151)와 소정의 방식, 예를 들어 BLE 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1150)의 통신부(1151)는 표 3의 데이터 구조를 가지는 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호를 무선 전력 송신기(1100)의 통신부(1110)로 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 무선 전력 수신기(1150)의 전압 정보, 전류 정보, 온도 정보 및 경고 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수신된 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호에 기초하여, 전력 증폭기(1120)로부터의 출력 전력 값이 조정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1150)에 과전압, 과전류, 과온도가 인가되면, 전력 증폭기(1120)로부터 출력되는 전력 값이 감소될 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기(1150)의 전압 또는 전류가 기설정된 값 미만인 경우에는 전력 증폭기(1120)로부터 출력되는 전력 값이 증가될 수 있다.
공진기(1130)로부터의 충전 전력은 공진기(1155)에 무선으로 송신될 수 있다.
무선 전력 집적회로(1154)는 공진기(1155)로부터 수신된 충전 전력을 정류하고, DC/DC 컨버팅할 수 있다. 무선 전력 집적회로(1154)는 컨버팅된 전력을 통신부(1151)를 구동하거나 또는 배터리(1159)를 충전하도록 한다.
한편, 유선 충전 어댑터(1158)에는 유선 충전 단자가 인입될 수 있다. 유선 충전 어댑터(1158)는 30핀 커넥터 또는 USB 커넥터 등의 유선 충전 단자가 인입될 수 있으며, 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 수신하여 배터리(1159)를 충전할 수 있다.
인터페이스 전력 관리 집적회로(1157)는 유선 충전 단자로부터 인가되는 전력을 처리하여 배터리(1159) 및 전력 관리 집적회로(1153)로 출력할 수 있다.
전력 관리 집적회로(1153)는 무선으로 수신된 전력 또는 유선으로 수신된 전력과 무선 전력 수신기(1150)의 구성 요소 각각에 인가되는 전력을 관리할 수 있다. AP(1152)는 전력 관리 집적회로(1153)로부터 전력 정보를 수신하여, 이를 보고하기 위한 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호를 송신하도록 통신부(1151)를 제어할 수 있다.
한편, 무선 전력 집적회로(1154)에 연결되는 노드(1156)에는 유선 충전 어댑터(1158)에도 연결될 수 있다. 유선 충전 어댑터(1158)에 유선 충전 커넥터가 인입되는 경우에는, 노드(1156)에 기설정된 전압, 예를 들어 5V가 인가될 수 있다. 무선 전력 집적회로(1154)는 노드(1156)에 인가되는 전압을 모니터링하여 유선 충전 어댑터의 인입 여부를 판단할 수 있다.
이하, 도 12 내지 도 22을 참조하여, 상술한 무선 충전 시스템에서 응급 상황 정보를 전송하는 방법을 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 충전 네트워크에서 응급 상황 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 도 4에서 설명한 바와 같이 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 탐색하기 위해 비컨 신호를 전송하며, 무선 전력 수신기가 비컨 신호를 수신하면 전력 송신기를 탐색하기 위한 신호를 전송한다. 이때, 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 수신기의 탐색 신호에 대한 응답 신호를 무선 전력 수신기로 전송한다.
한편, 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기로부터 탐색 신호에 대한 응답 신호를 수신하면, 상기 무선 전력 수신기는 네트워크 가입을 전력 송신기에 요청하며 무선 전력 송신기는 이에 대해 응답 신호를 무선 전력 수신기로 전송한다.
이와 같이, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 네트워크 가입이 완료되면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기에게 충전 명령을 포함하는 PRU 제어 메시지를 전송한다. 상기 무선 전력 수신기는 상기 PRU 제어 메시지에 포함된 명령에 대한 PRU 레포팅 신호를 무선 전력 송신기에 전송한다.
이하, 도 12 내지 도 22을 참조하여, 상술한 무선 충전 시스템에서 응급 상황 정보를 전송하는 방법을 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 충전 네트워크에서 응급 상황 정보를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 도 4에서 설명한 바와 같이 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 탐색하기 위해 비컨 신호를 전송하며, 무선 전력 수신기가 비컨 신호를 수신하면 전력 송신기를 탐색하기 위한 신호를 전송한다. 이때, 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 수신기의 탐색 신호에 대한 응답 신호를 무선 전력 수신기로 전송한다.
한편, 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기로부터 탐색 신호에 대한 응답 신호를 수신하면, 상기 무선 전력 수신기는 네트워크 가입을 전력 송신기에 요청하며 무선 전력 송신기는 이에 대해 응답 신호를 무선 전력 수신기로 전송한다.
이와 같이, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 네트워크 가입이 완료되면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기에게 충전 명령을 포함하는 PRU 제어 메시지를 전송한다. 상기 무선 전력 수신기는 상기 PRU 제어 메시지에 포함된 명령에 대한 PRU 레포팅 신호를 무선 전력 송신기에 전송한다.
한편, 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생하면, 본 발명의 실시 예에 따라 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로 응급 상황 정보를 포함하는 패킷을 전송하며, 상기 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 송신기로 상기 패킷을 전송하자마자 초기 모드로 진입할 수 있다.
상기 무선 전력 수신기로부터 패킷을 수신한 무선 전력 송신기는 응급 상황 정보를 포함하는 패킷을 수신하여 우선적으로 처리하며, 자신의 무선 전력(power) 전송을 중지한다. 또한, 상기 무선 전력 송신기는 자신이 관리하는 네트워크 내의 다른 무선 전력 수신기로 응급 상황 정보를 전송할 수 있으며, 시스템을 리셋(reset) 모드(switch off 상태)로 진입시킬 수 있다.
이때, 통신 링크가 지속될 수 있다면 지속적으로 연결을 유지하는 것이 가능하며, 무선 전력 수신기가 전력 오프(power off) 및 리셋(reset)을 시도한 경우에는 무선 전력 송신기부터 새로운 통신 링크를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따라 응급 상황 정보는 과전류 상황(OCP), 과전압 상황(OVP), 과온도 상황(OTP) 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라 무선 전력 송신기는 응급 상황(OVP, OCP, OTP)이 발생할 경우, 전력 모듈을 오프(off)하고, 송신 오류(Tx fault) 모드로 진입한다.
이때, 응급 상황을 포함하는 패킷을 전송하는 신호(메시지) 프레임의 포맷은 하기 <표 5>와 같다. <표 5>에서 네트워크 ID는 자신이 속한 무선 전력 송신기 네트워크의 주소(address)를 의미하며, 세션(session) ID는 전력 수신기의 주소를 의미하고, 응급 상황은 실제 전력 수신기에서 발생한 상황을 의미한다.
Frame
Type 		Sequence
Number 		Network
ID 		Emergency
Case 		Session ID
Octets: 1 1 1 1 1
상기 <표 5>에서 응급 상황 유형(Emergency Case)은 하기 <표 6>과 같다.
Emergency Case
Value b7 - b0 Description
0000 0000 Reserved
0000 0001 Over voltage occurred
0000 0010 Over current occurred
0000 0011 Over temperature occurred
0000 0100 Rogue device detected
0000 0101-1111 1111 Reserved
또한, BLE(Bluetooth Low Energy) 프로파일(profile)은 <표 7>과 같으며, PRU 경보(alert) 필드를 포함하는 PRU 다이내믹 파라미터(Dynamic parameter)를 무선 전력 송신기에게 전달할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기의 요청이 없어도 상기 PRU 다이내믹 신호의 송신이 가능하다.
Field Octets Description Use ? Units
Optional fields 1 Defines which optional fields are populated Mandatory
VRECT 2 Voltage at diode output Mandatory mV
IREG 2 Current at diode output Mandatory mA
VOUT 2 Voltage at charge/battery port Optional mV
IOUT 2 Current at charge/battery port Optional mA
Temperature 1 Temperature of PRU Optional Deg C from -40C
VRECT _ MIN _ DYN 2 Minimum VRECT (dynamic value) Optional** mV
VRECT _ MAX _ DYN 2 Maximum VRECT (dynamic value) Optional** mV
PRU alert 1 Warnings Mandatory * Bit field
RFU 5 Undefined
상기 <표 7>에서 PRU 경보 신호 구성을 위한 상세한 비트 필드(bit field)는 하기 <표 8>과 같다.
7 6 5 4 3 2 1 0
Overvoltage Overcurrent Overtemp Charge complete RFU RFU RFU RFU
이와 같이, 무선 전력 수신기에서 응급 상황이 발생하면 본 발명의 실시 예에 따라 효과적으로 응급 상황 정보를 무선 전력 송신기로 전송할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 주기적으로 전송하는 PRU 다이태믹 신호의 특정 필드에 상기 응급 상황 정보를 삽입하여 전송할 수도 있으며, 별도의 PRU 응급 신호를 생성하여 실시간으로 무선 전력 송신기로 전송할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(PRU)의 응급 정보 전송 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 13을 참조하면, PRU에서 PTU로부터 무선 충전 전력을 수신(S1301)하여 무선 충전 절차를 진행하며, 미리 설정된 주기마다 PRU 다이내믹 신호를 PTU로 전송(S1302)한다.
한편, PRU에서 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 과온도(Over Temperature) 등과 같은 응급(emergency) 상황이 발생하거나 시스템 오류(Error)가 발생할 경우(S1303), 상기 PRU에서는 본 발명의 실시 예에 따라 PTU로 응급(Emergency) 신호를 전송(S1304)한다. 즉, 응급 상황 발생 시 본 발명의 실시 예에 따라 주기적으로 전송하는 PRU 다이내믹 신호와는 별도의 응급 신호에 응급 상황에 대한 정보를 포함하여 실시간으로 전송한다. 따라서, 응급 상황 발생 시 다음 PRU 다이내믹 신호를 대기할 필요 없이 신속하게 응급 정보를 PTU로 전송할 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 정보 전송 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 14를 참조하면, PRU에서 PTU로부터 무선 충전 전력을 수신(S1401)하여 무선 충전 절차를 진행하며, 미리 설정된 주기마다 PRU 다이내믹 신호를 PTU로 전송(S1402)한다.
한편, PRU에서 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 과온도(Over Temperature) 등과 같은 응급(emergency) 상황이 발생하거나 시스템 오류(Error)가 발생할 경우(S1403), 상기 PRU에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 상기 PRU 다이내믹 신호에 응급 정보를 추가하여 PTU로 전송(S1404)한다. 즉, 응급 상황 발생 시 본 발명의 실시 예에 따라 주기적으로 전송하는 PRU 다이내믹 신호 내의 특정 데이터 필드에 상기 응급 정보를 추가하고, 응급 정보가 추가된 PRU 다이내믹 신호를 PTU로 전송함으로써 응급 정보를 PTU로 전송할 수 있다. 이에 따라, 별도의 추가 신호 없이 주기적으로 전송하는 PRU 다이내믹 신호를 이용하여 응급 정보를 효과적으로 PTU에 전송할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 상기 도 13 또는 도 14에서와 같이 응급 정보가 PRU로부터 전송되면, PTU에서는 전송된 응급 정보를 최우선적으로 처리한다.
즉, 도 15를 참조하면, PTU에서 PRU로부터 응급 신호 패킷을 수신(S1501)하면, PRU로의 무선 전력 전송을 중단(S1502)하고, 자신의 무선 네트워크 내에 속한 다른 PRU에게 상기 수신된 응급 정보를 전달(S1503)한다. 그런 다음, 상기 PTU의 시스템을 리셋 모드로 진입(S1504)시킨다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 상황 발생시 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 13 및 도 14에서와 같이 응급 신호를 PTU로 전송한 후, PRU에서는 응급 상황에 따른 적절한 조치를 취하게 된다.
즉, 도 16을 참조하면, PRU에서 PTU로 응급 신호를 전송(S1601)한 후, PRU에서는 초기 모드 상태로 진입(S1602)시킨다. 상기 초기 모드 상태는 예컨대 로드 스위치 오프(load switch off) 상태일 수 있다.
이때, 상기 PRU에 무선 전력을 공급하던 PTU가 응급 정보 수신 후에 전력 오프 및 리셋 시도를 할 경우(S1603), 주어진 PTU로부터 새로운 통신 링크를 수행(예컨대, 도 4에 도시된 바에 따른 절차 수행)(S1604)한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 17을 참조하면, PTU에서는 PRU로 무선 충전 전력을 전송하며, PTU에서 OVP, OCP, OTP 등과 같은 응급 상황이 발생(S1702)할 경우, PTU의 전력 송신 모듈을 턴 오프(S1703)시키고, 송신 오류(Tx fault)로 진입(S1704)한다.
이하, 도 18 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 응급 정보 처리 절차의 다양한 실시 예들을 보다 상세히 설명한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 18을 참조하면, PRU에서는 PTU로부터 무선 충전 전력을 수신(S1801)하며, 무선 충전 진행 중 응급 상황이 발생(S1802)할 경우, 지엽(Peripheral) 모드에서 브로드캐스트(Broadcaster) 모드로 변경(S1803)한다. 따라서, 상기 PRU는 PTU와의 일대일 통신만을 수행하는 것이 아니라 무선 충전 네트워크 내의 다른 PRU에게도 어드버타이즈먼트(Advertisement) 패킷을 전송(S1804)함으로써, 응급 상황을 무선 충전 네트워크 내의 다른 기기들에 전달하게 된다. 이대, 상기 어드버타이즈먼트 패킷에는 타겟 어드레스, 응급 정보 등이 포함될 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 정보 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 19를 참조하면, PTU에서 PRU로 무선 충전 전력을 전송(S1901)하고, 이와 동시에 PRU로부터 전송되는 패킷을 스캐닝(scanning)(S1902)한다. 상기 패킷 스캐닝은 미리 설정된 주기마다 수행될 수도 있으며, 특정 이벤트 발생시마다 수행될 수도 있다.
한편, 상기 패킷 스캐닝에 따라 특정 PTU로부터 전송된 어드버타이즈먼트 패킷이 수신(S1903)되면, 패킷 내의 정보를 확인(S1904)하고, 응급 절차에 따라 미리 설정된 처리(S1905)를 수행한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 응급 상황 발생시 상황별 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 20을 참조하면, PRU에서 PTU로부터 무선 충전 전력을 수신하는 중(S2001), 응급 상황이 발생(S2002)하면, 상술한 바오 k같이 지엽 모드에서 브로드캐스트 모드로 변경(S2003)될 수 있다.
한편, 상기 응급 상황이 OVP에 의한 응급 상황일 경우에는, OCP 또는 OTP에 의한 응급 상황보다 더 위험한 상황이므로, 로드 스위치를 오프(S2005)시켜, 충전 절차를 중단하고, OVP를 포함하는 응급 신호 패킷을 생성(S2006)한다. 그런 다음, 상기 생성된 응급 신호 패킷을 PTU로 전송(S2008)한다.
반면, 상기 응급 상황이 OVP에 의한 응급 상황이 아니라, OCP 또는 OTP에 의한 응급 상황일 경우에는, OVP에 의한 응급 상황보다는 덜 위험한 상황이므로, 로드 스위치를 오프시키지는 않고, OCP 또는 OTP를 포함하는 응급 신호 패킷을 생성(S2007)하여 PTU로 전송(S2008)한다.
한편, 상기 도 20에서 로드 스위치 오프 절차(S2005)와 패킷 전송 절차(S2008)의 실행 순서는 변경될 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 응급 상황 발생시 상황별 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 21은 상기 도 20의 PRU에 대응하는 PTU의 절차이다.
도 21을 참조하면, PTU에서는 PRU로 무선 충전 전력을 송신(S2101)한다. 이때, 상기 PRU로부터 응급 신호 패킷을 수신(S2102)하면, 패킷 내에 포함된 정보를 분석(S2103)한다.
상기 패킷 분석 결과, 패킷 내에 OVP 정보가 포함(S2104)될 경우, OCP 또는 OTP에 의한 응급 상황보다 더 위험한 상황이므로, 바로 래치 폴트 모드로 진입(S2105)하고, 새로운 설정(리셋) 절차를 진행(S2106)한다.
반면, 상기 패킷 분석 결과, 패킷 내에 OVP 정보가 포함되지 않고(S2104), OCP 또는 OTP 정보가 포함될 경우, OVP에 의한 응급 상황보다는 덜 위험한 상황이므로, 전력 송신을 중단하지는 않으며, 송신하는 무선 충전 전력 레벨을 낮춘다(S2107). 그런 다음, 상기 PTU의 무선 충전 네트워크 내에 속한 PRU들에게 경보 신호를 전송(S2108)한다. 또한, 각 PRU들과의 통신을 통해 전력 트래킹을 진행(S2109)한다.
한편, 상기 도 21에서 송신 전력을 낮추는 절차(S2107)와 경보 신호를 전송하는 절차(S2108)의 실행 순서는 변경될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 충전 네트워크에서 응급 상황 정보를 포함하는 패킷을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22를 참조하면, 도 4에서 상술한 절차에 따라 무선 전력 전송 절차 진행 중 응급 상황이 발생하면, 즉시 무선 전력 수신기는 지엽 모드(peripheral mode)에서 방송 모드(broadcasting mode)로 역할을 변경한다. 방송 모드 상태에서는 광고 패킷(advertisement packet)을 전달할 수 있으며, 광고 채널(advertisement channel)은 37, 38, 39번을 이용할 수 있다.
이때, 광고 데이터는 적어도 타켓(target) 주소와 응급 정보를 포함할 수 있으며, 광고 데이터는 타켓을 무선 전력 송신기로 지정할 수 있다. 또한, 어드버타이즈먼트 데이터는 응급 상황 정보로서 전력 수신기의 과전류(OCP), 과전압(OVP), 과온도(OTP) 등을 포함할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기는 주기적 또는 비주기적으로 스캐너(scanner) 역할을 수행하여 전력 수신기로부터의 광고 패킷을 획득(catch)하고, 응급 상황을 처리하기 위한 동작을 수행한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 응급 상황이 발생하면, 전력 수신기는 지엽 모드 또는 방송 모드로 변경 후 응급 상황 정보(OVP, OCP, OTP)를 포함한 패킷을 생성하여 전력 송신기에게 전송한다. 이때, 무선 전력 수신기는 자신의 로드 스위치(load switch)를 오프(off)하고, 응급 메시지(OVP)를 포함한 패킷을 생성하여 전력 송신기에게 전송한다. 또한, 무선 전력 송신기는 응급 메시지를 수신한 후 랫치(latch fault) 모드로 진입하며, 새롭게 설정(configuration)(reset)을 진행할 수 있다.
한편, 무선 전력 수신기에서 OCP 또는 OTP의 응급 상황이 발생한 경우, 상술한 바와 같이 무선 전력 수신기는 응급 메시지(OCP, OTP)를 포함한 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송하고, 전력 수신기는 전력을 낮춘다. 이때, 최소한 응급 상황이 발생한 무선 전력 수신기와 통신 링크(link)는 유지될 정도로 전력을 낮추며, 일 예로 l_TX_Beacon_Min ~ Max 사이로 설정할 수 있다.
무선 전력 송신기는 비상 메시지(전력 수신기에서 발생된 상태)를 무선 전력 수신기들에 전송하고, 각 무선 전력 수신기들은 통신을 통해 전력 추적(tracking)을 진행한다.
도 22를 참조하면, 무선 전력 송신기에서 무선 충전 네트워크에 대한 설정(S2201) 이후, 무선 전력 수신기로 PRU 제어 신호를 전송(S2203)할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 지엽 모드 역할을 수행한다. 무선 전력 송신기에서는 무선 전력 수신기로 PRU 다이내믹 파라미터를 요청(S2204)하고, 무선 전력 수신기에서는 상기 요청에 따라 PRU 다이내믹 파라미터 응답(S2205)을 전송한다.
무선 전력 송신기에서 무선 전력 전송 중 전력 트래킹이 안정화(S2206)되면, 해당 무선 전력 수신기에 대해 슬립 가능 모드 진입을 지시(S2207)한다. 이에 따라, 해당 무선 전력 수신기는 슬립 모드로 동작(S2208)할 수 있다.
한편, 상기 무선 전력 송신기는 PRU 제어 신호 또는 PRU 다이내믹 신호 요청을 무선 전력 수신기로 전송(S2209, S2210, S2211)하며, 무선 전력 수신기에서 상기 무선 전력 송신기로부터 전송된 신호를 수신하지 못할 경우, 응급 상황이 발생한 것으로 판단하여 슬립 모드를 종료(S2212)시킨다. 그런 다음, 지엽 모드에서 브로드캐스터 역할로 변경(S2213)한다.
이때, 본 발명의 실시 예에 따라 응급 신호를 무선 전력 송신기로 전달(S2214, S2215)하며, 무선 전력 송신기가 스캐닝 모드에 진입(S2216)하여 패킷을 스캐닝하면 상기 무선 전력 수신기에서 전송한 응급 신호가 전달(S2217)된다. 상기 응급 신호를 수신한 무선 전력 송신기는 전술한 바와 같은 응급 상황에 대한 대응 동작을 수행(S2218)할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (24)

  1. 무선 전력 수신기의 제어 방법에 있어서,
    무선 전력 송신기를 검색하기 위한 어드버타이즈먼트 신호를 전송하는 과정과,
    상기 무선 전력 송신기로부터, 상기 무선 전력 수신기와 상기 무선 전력 송신기 사이의 연결을 형성하기 위한 연결 요청 신호를 수신하는 과정과-상기 연결 요청 신호는 상기 어드버타이즈먼트 신호에 대응함-,
    상기 무선 전력 송신기로부터 충전 전력을 수신하는 과정과,
    상기 충전 전력을 수신하는 중에 상기 무선 전력 수신기에서 에러 상태를 검출하는 과정과,
    상기 에러 상태를 나타내는 응급 신호를 생성하는 과정과,
    상기 에러 상태가 과전압 상태이면, 상기 무선 전력 수신기를 보호하기 위해 스위치를 차단하는 과정과,
    상기 응급 신호를 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 과정을 포함하고,
    상기 에러 상태는, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전압이 기준 전압보다 높은 상기 과전압(Over Voltage) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전류가 기준 전류보다 높은 과전류(Over Current) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 온도가 기준 온도보다 높은 과온도(Over Temperature) 상태, 및 상기 무선 전력 수신기의 시스템 오류 중에서 적어도 하나를 포함하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 응급 신호는 무선 전력 수신기 다이내믹 신호이며,
    상기 에러 상태에 관한 정보를 상기 무선 전력 수신기 다이내믹 신호에 포함시켜 전송하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에,
    상기 스위치를 오프시켜 초기 모드 상태로 진입하는 과정을 더 포함하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스위치를 오프시키는 과정은,
    상기 과전압 상태일 경우에 적용하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에,
    상기 무선 전력 송신기가 전력 오프 시도를 할 경우, 주어진 무선 전력 송신기로부터 새로운 통신 링크를 수행하는 과정을 더 포함하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 응급 신호를 전송하는 과정 이후에,
    브로드캐스트 모드로 변경하는 과정,
    타겟 어드레스 및 응급 정보를 포함하는 어드버타이즈먼트 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는, 전력 수신기의 제어 방법.
  8. 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    무선 전력 수신기로부터 어드버타이즈먼트 신호를 수신하는 과정과,
    상기 무선 전력 수신기로, 상기 무선 전력 수신기와 상기 무선 전력 송신기 사이의 연결을 형성하기 위한 연결 요청 신호를 전송하는 과정과-상기 연결 요청 신호는 상기 어드버타이즈먼트 신호에 대응함-,
    상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 전송하는 과정과,
    상기 무선 전력 수신기로부터 응급 신호를 수신하는 과정과,
    상기 응급 신호에 따라 상기 충전 전력의 전송을 제어하는 과정을 포함하고,
    상기 응급 신호는 상기 무선 전력 수신기의 에러 상태를 나타내고,
    상기 에러 상태는, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전압이 기준 전압보다 높은 과전압(Over Voltage) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전류가 기준 전류보다 높은 과전류(Over Current) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 온도가 기준 온도보다 높은 과온도(Over Temperature) 상태, 및 상기 무선 전력 수신기의 시스템 오류 중에서 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 무선 전력 송신기의 시스템을 리셋 모드로 진입시키는 과정을 더 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 무선 전력 송신기의 전력 모듈을 턴 오프시키는 과정; 및
    송신 오류로 진입하는 과정을 더 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 응급 신호에 OVP 정보가 포함될 경우, 상기 무선 전력 송신기를 래치 폴트 모드로 진입시키는 과정을 더 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 응급 신호에 OVP 정보가 포함되지 않는 경우, 상기 무선 전력 송신기의 송신 전력을 낮추는 과정을 더 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 무선 전력 수신기에 있어서,
    통신부;
    전력 수신부; 및
    제어부를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해, 무선 전력 송신기를 검색하기 위한 어드버타이즈먼트 신호를 전송하고,
    상기 통신부를 통해, 상기 무선 전력 송신기로부터, 상기 무선 전력 수신기와 상기 무선 전력 송신기 사이의 연결을 형성하기 위한 연결 요청 신호를 수신하고-상기 연결 요청 신호는 상기 어드버타이즈먼트 신호에 대응함-,
    상기 전력 수신부를 통해, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 충전 전력을 수신하고,
    상기 충전 전력을 수신하는 중에 상기 무선 전력 수신기에서 에러 상태를 검출하고, 상기 에러 상태를 나타내는 응급 신호를 생성하고,
    상기 에러 상태가 과전압 상태이면, 상기 무선 전력 수신기를 보호하기 위해 스위치를 차단하고,
    상기 통신부를 통해 상기 응급 신호를 상기 무선 전력 송신기로 전송하도록 설정될 수 있고,
    상기 에러 상태는, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전압이 기준 전압보다 높은 상기 과전압(Over Voltage) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전류가 기준 전류보다 높은 과전류(Over Current) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 온도가 기준 온도보다 높은 과온도(Over Temperature) 상태, 및 상기 무선 전력 수신기의 시스템 오류 중에서 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 상기 응급 신호는 무선 전력 수신기 다이내믹 신호이며,
    상기 제어부는, 상기 통신부를 통해, 상기 에러 상태에 관한 정보를 상기 무선 전력 수신기 다이내믹 신호에 포함시켜 전송하는, 무선 전력 수신기.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응급 신호가 전송된 후, 상기 스위치를 오프시켜 초기 모드 상태로 진입하도록 처리하는, 무선 전력 수신기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스위치를 오프시키는 것을 상기 과전압 상태일 경우에 적용하는, 무선 전력 수신기.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응급 신호가 전송된 후, 상기 무선 전력 송신기가 전력 오프 시도를 할 경우, 주어진 무선 전력 송신기로부터 새로운 통신 링크를 수행하도록 제어하는, 무선 전력 수신기.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응급 신호가 전송된 후, 브로드캐스트 모드로 변경시키며,
    상기 통신부는 타겟 어드레스 및 응급 정보를 포함하는 어드버타이즈먼트 패킷을 전송하는, 무선 전력 수신기.
  20. 무선 전력 송신기에 있어서,
    전력 송신부;
    통신부; 및
    제어부를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해, 무선 전력 수신기로부터 어드버타이즈먼트 신호를 수신하고,
    상기 통신부를 통해, 상기 무선 전력 수신기로, 상기 무선 전력 수신기와 상기 무선 전력 송신기 사이의 연결을 형성하기 위한 연결 요청 신호를 전송하고-상기 연결 요청 신호는 상기 어드버타이즈먼트 신호에 대응함-,
    상기 전력 송신부를 통해, 상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 전송하고,
    상기 통신부를 통해 상기 무선 전력 수신기로부터 응급 신호를 수신하고,
    상기 응급 신호에 따라 상기 충전 전력의 전송을 제어하고,
    상기 응급 신호는 상기 무선 전력 수신기의 에러 상태를 나타내고,
    상기 에러 상태는, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전압이 기준 전압보다 높은 과전압(Over Voltage) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 전류가 기준 전류보다 높은 과전류(Over Current) 상태, 상기 무선 전력 수신기의 온도가 기준 온도보다 높은 과온도(Over Temperature) 상태, 및 상기 무선 전력 수신기의 시스템 오류 중에서 적어도 하나를 포함하는 무선 전력 송신기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 무선 전력 송신기의 시스템을 리셋 모드로 진입시키도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 무선 전력 송신기의 전력 모듈을 턴 오프시키고, 송신 오류로 진입하도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
  23. 제20항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 응급 신호에 OVP 정보가 포함될 경우, 상기 무선 전력 송신기를 래치 폴트 모드로 진입시키도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
  24. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응급 신호에 OVP 정보가 포함되지 않는 경우, 상기 무선 전력 송신기의 송신 전력을 낮추도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
KR1020130050309A 2012-10-19 2013-05-03 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법 KR102080096B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13847472.1A EP2909824B1 (en) 2012-10-19 2013-10-08 Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in a wireless charging network
CN201380062490.1A CN104823224B (zh) 2012-10-19 2013-10-08 无线电力发送器和接收器以及用于在无线充电网络中发送紧急信息的方法
PCT/KR2013/008990 WO2014061934A1 (en) 2012-10-19 2013-10-08 Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in a wireless charging network
US14/058,916 US9979439B2 (en) 2012-10-19 2013-10-21 Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in a wireless charging network
US15/984,928 US10425130B2 (en) 2012-10-19 2018-05-21 Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in a wireless charging network

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120116528 2012-10-19
KR20120116528 2012-10-19
KR20120118538 2012-10-24
KR1020120118538 2012-10-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140050517A KR20140050517A (ko) 2014-04-29
KR102080096B1 true KR102080096B1 (ko) 2020-04-14

Family

ID=50655673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130050309A KR102080096B1 (ko) 2012-10-19 2013-05-03 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9979439B2 (ko)
EP (1) EP2909824B1 (ko)
KR (1) KR102080096B1 (ko)
CN (1) CN104823224B (ko)
WO (1) WO2014061934A1 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9391461B2 (en) * 2011-05-31 2016-07-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission and charging system, and power control method of wireless power transmission and charging system
JP6116361B2 (ja) * 2013-05-16 2017-04-19 キヤノン株式会社 電力伝送システム、受電装置、制御方法、及びプログラム
US9995777B2 (en) * 2014-02-14 2018-06-12 Qualcomm Incorporated Device detection through dynamic impedance change measurement
WO2015199442A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for transmitting signal by wireless power transmitter in wireless charging system, wireless power transmitter and wireless power receiver
US10630108B2 (en) * 2014-06-27 2020-04-21 Intel Corporation Systems, methods, and devices for wireless charging
US9635222B2 (en) 2014-08-03 2017-04-25 PogoTec, Inc. Wearable camera systems and apparatus for aligning an eyewear camera
EP3175289A4 (en) 2014-08-03 2018-04-18 Pogotec, Inc. Wearable camera systems and apparatus and method for attaching camera systems or other electronic devices to wearable articles
KR102500565B1 (ko) 2014-08-13 2023-02-17 삼성전자주식회사 무선 충전에서의 교차 연결 판단 방법
US9628707B2 (en) 2014-12-23 2017-04-18 PogoTec, Inc. Wireless camera systems and methods
US9380144B1 (en) * 2015-01-30 2016-06-28 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Mobile wireless communication device emergency mode
EP3282557A4 (en) * 2015-04-06 2018-04-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Noncontact power supply device and control device therefor
US10481417B2 (en) 2015-06-10 2019-11-19 PogoTec, Inc. Magnetic attachment mechanism for electronic wearable device
CA2989077A1 (en) 2015-06-10 2016-12-15 PogoTec, Inc. Eyewear with magnetic track for electronic wearable device
WO2017075405A1 (en) 2015-10-29 2017-05-04 PogoTec, Inc. Hearing aid adapted for wireless power reception
US11558538B2 (en) 2016-03-18 2023-01-17 Opkix, Inc. Portable camera system
JP2017184411A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 ミネベアミツミ株式会社 ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システム
CN115603472A (zh) * 2016-07-01 2023-01-13 Lg伊诺特有限公司（Kr） 检测充电区域中的异物的方法和无线电力发送器
KR102574139B1 (ko) * 2016-07-07 2023-09-05 삼성전자주식회사 무선 충전 모드를 변경하는 장치 및 방법
KR102473790B1 (ko) * 2016-08-30 2022-12-05 삼성전자 주식회사 저전력 상태에서 시간 정보 제공 방법 및 이 방법을 포함하는 전자 장치
US11121584B2 (en) * 2016-10-14 2021-09-14 Kyocera Corporation Power receiver, power transmitter, power transceiver, and power transmission system
TW201830953A (zh) 2016-11-08 2018-08-16 美商帕戈技術股份有限公司 用於電子可穿戴裝置之智慧外殼
JP6889402B2 (ja) * 2017-09-28 2021-06-18 トヨタ自動車株式会社 非接触電力伝送システム、および非接触受電装置
WO2020050592A1 (ko) * 2018-09-06 2020-03-12 엘지전자 주식회사 무선전력 전송 시스템에서 가변 통신 속도를 지원하는 장치 및 방법
US11300857B2 (en) 2018-11-13 2022-04-12 Opkix, Inc. Wearable mounts for portable camera
EP4099541A4 (en) * 2020-01-29 2023-12-06 LG Electronics Inc. APPARATUS AND METHOD FOR SENDING CHARGING ERRORS IN A WIRELESS CHARGER, METHOD AND SYSTEM
JP7409288B2 (ja) * 2020-11-02 2024-01-09 トヨタ自動車株式会社 制御装置、非接触給電プログラム、及び、非接触給電システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070109121A1 (en) * 2005-08-04 2007-05-17 Cohen Marc H Harvesting ambient radio frequency electromagnetic energy for powering wireless electronic devices, sensors and sensor networks and applications thereof
US20100184382A1 (en) * 2005-06-23 2010-07-22 Nokia Corporation Charging devices for portable electronic devices
US20110080283A1 (en) * 2006-05-19 2011-04-07 Schweitzer Iii Edmund O Fault detection using phase comparison
US20120038317A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Sony Corporation Wireless charging system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060062192A1 (en) * 1998-06-26 2006-03-23 Payne William A Iii Method for wireless access system supporting multiple frame types
JP2004355165A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Nec Corp 監視端末装置
US7443057B2 (en) * 2004-11-29 2008-10-28 Patrick Nunally Remote power charging of electronic devices
EP1859384A1 (en) * 2005-03-18 2007-11-28 Innovision Research &amp; Technology PLC Communications device, apparatus and system
CN102624055B (zh) * 2005-10-21 2014-12-17 史赛克公司 具有基于电池温度拉出不同电流的内部控制器的电池
EP3522330B1 (en) * 2008-09-08 2021-06-30 Techtronic Power Tools Technology Limited Battery charger
US8947042B2 (en) * 2008-11-13 2015-02-03 Qualcomm Incorporated Wireless power and data transfer for electronic devices
KR20110034773A (ko) * 2009-09-29 2011-04-06 삼성전자주식회사 유도성 결합 방식을 이용한 무선 충전기
KR20110103294A (ko) * 2010-03-12 2011-09-20 삼성전자주식회사 무선 충전을 수행하는 장치 및 방법
CN102270872B (zh) * 2010-06-03 2013-05-01 富达通科技股份有限公司 光线感应式充电器识别方法
KR101246693B1 (ko) * 2011-03-23 2013-03-21 주식회사 한림포스텍 무선 전력 수신 장치 및 그 전력 제어 방법
US9199545B2 (en) * 2011-06-01 2015-12-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling wireless power transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100184382A1 (en) * 2005-06-23 2010-07-22 Nokia Corporation Charging devices for portable electronic devices
US20070109121A1 (en) * 2005-08-04 2007-05-17 Cohen Marc H Harvesting ambient radio frequency electromagnetic energy for powering wireless electronic devices, sensors and sensor networks and applications thereof
US20110080283A1 (en) * 2006-05-19 2011-04-07 Schweitzer Iii Edmund O Fault detection using phase comparison
US20120038317A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Sony Corporation Wireless charging system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2909824B1 (en) 2020-06-17
EP2909824A1 (en) 2015-08-26
KR20140050517A (ko) 2014-04-29
EP2909824A4 (en) 2016-03-30
US9979439B2 (en) 2018-05-22
WO2014061934A1 (en) 2014-04-24
CN104823224B (zh) 2018-09-11
US20140111018A1 (en) 2014-04-24
US20180269930A1 (en) 2018-09-20
US10425130B2 (en) 2019-09-24
CN104823224A (zh) 2015-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102080096B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 충전 네트워크에서 응급 정보 전송 방법
KR101807335B1 (ko) 무선 전력 수신기 및 무선 전력 수신기의 슬립 모드 설정 방법
KR102187962B1 (ko) 무선 충전에서 수신기 검출을 위한 로드 변화 감지 방법 및 무선 전력 송신기
KR102003358B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
KR102363633B1 (ko) 무선 전력 송신기 및 무선 전력 송신기의 제어 방법
KR101807899B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 무선 전력 송신기의 무선 전력 수신기 허가 방법
KR102039376B1 (ko) 무선 충전을 위한 충전 전압 설정 방법
KR102055866B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
KR102039375B1 (ko) 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법
KR101787796B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
KR102500565B1 (ko) 무선 충전에서의 교차 연결 판단 방법
KR102023548B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
KR102039350B1 (ko) 무선 전력 수신기에서 비정상 상태를 제어하기 위한 방법
KR102042094B1 (ko) 교차 연결된 무선 전력 수신기를 배제하기 위한 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법
KR102363631B1 (ko) 무선 충전에서의 이상 상황 방지 방법
KR102028455B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
KR102118407B1 (ko) 복수의 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전 전력을 분배하기 위한 방법
KR20130098958A (ko) 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 각각의 제어 방법
KR20180007117A (ko) 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 그 동작 방법
KR102079035B1 (ko) 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant