KR20180057069A - Wireless Charging Method and Apparatus and System therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히, 고속 무선 충전이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission technique, and more particularly, to a wireless charging method capable of high-speed wireless charging and an apparatus and system therefor.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다. Portable terminals, such as mobile phones and laptops, include a battery for storing power and a circuit for charging and discharging the battery. In order for the battery of such a terminal to be charged, power must be supplied from an external charger.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.2. Description of the Related Art [0002] Generally, as an example of an electrical connection between a charging device and a battery for charging electric power of a battery, a commercial electric power is supplied to a terminal for converting electric power into voltage and current corresponding to the battery, Supply method. This type of terminal supply is accompanied by the use of physical cables or wires. Therefore, when handling a lot of terminal-supplied equipment, many cables occupy considerable work space, are difficult to organize, and are not well apparent. Also, the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge due to different potential difference between terminals, burnout due to foreign substances, fire, natural discharge, battery life and deterioration of performance.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템"이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다. In order to solve such a problem, a charging system (hereinafter referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly are proposed. In addition, since the wireless charging system has not been installed in some portable terminals in the past and the consumer has to purchase a separate wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system is low, but the wireless charging user is expected to increase rapidly. Wireless charging function is expected to be equipped basically.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다. Generally, a wireless charging system comprises a wireless power transmitter for supplying electric energy in a wireless power transmission mode and a wireless power receiver for receiving electric energy supplied from a wireless power transmitter to charge the battery.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다. Such a wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission scheme (e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.).
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신기 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신기 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.For example, the wireless power transmission scheme may be based on a variety of wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme in which a magnetic field is generated in a power transmitter coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiver coil under the influence of its magnetic field . Here, the electromagnetic induction type wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined in a Wireless Power Consortium (WPC) or a Power Matters Alliance (PMA).
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.In another example, the wireless power transmission scheme may employ an electromagnetic resonance scheme in which the magnetic field generated by the transmission coil of the wireless power transmitter is tuned to a specific resonance frequency to transmit power to a nearby wireless power receiver . Here, the electromagnetic resonance method may include a resonance-type wireless charging technique defined in the Alliance for Wireless Power (A4WP) standard mechanism, a wireless charging technology standard mechanism.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.In another example, a wireless power transmission scheme may use an RF wireless power transmission scheme that transmits power to a wireless power receiver located at a remote location by applying low-power energy to the RF signal.
한편, 기존 케이블을 이용한 유선 충전의 시간에 준하는 고속의 무선 충전 기술이 제시되고 있다. 그러나, 종래의 고속의 무선 충전 기술은 충전 전력이 증가함에 따라 노이즈 전류가 증가하였고, 결국 고속의 무선 충전 중 충전이 끊기는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.On the other hand, a high-speed wireless charging technology similar to the time of wired charging using an existing cable has been proposed. However, in the conventional high-speed wireless charging technology, there is a problem that the noise current increases as the charging power increases, and consequently, the charging is interrupted during high-speed wireless charging.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a wireless charging method and apparatus and system therefor.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고속 무선 충전이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a wireless charging method capable of high-speed wireless charging and an apparatus and system therefor.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 수신 장치의 상태 및 요구에 따라 적응적으로 충전 모드를 변경하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging method and apparatus and system therefor that are capable of adaptively changing a charging mode according to the state and requirements of a wireless power receiving apparatus.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고속 무선 충전 중 충전 끊김 현상을 방지하는 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging method and a device and system therefor for preventing a charge-out phenomenon during high-speed wireless charging.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고속 무선 충전으로 변경되어도 충전 영역이 넓은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging method and a device and a system therefor, which have a wide charging area even if the charging is changed to high-speed wireless charging.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 송출 전력의 세기에 따라 적응적으로 인버터 타입 또는 전력 제어 방식을 결정하는 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging method and apparatus and system therefor that determine an inverter type or a power control method adaptively according to the intensity of the output power.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고속 무선 충전에서 안정적으로 전력을 제어하는 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging method for stably controlling power in high-speed wireless charging and an apparatus and system therefor.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 하나 이상의 송신 코일을 포함하는 전력 전송부; 외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부; 하나 이상의 인버터를 이용하여 상기 전력 변환부로부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상기 교류 전력을 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공하는 구동부; 외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 수신된 충전 모드 패킷에 기반하여 충전 모드를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 충전 모드가 고속 충전 모드이면 상기 인버터는 풀브릿지 타입인 무선 전력 송신기를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including: a power transmission unit including at least one transmission coil; A power converter for converting the intensity of DC power applied from the outside; A driving unit that converts DC power applied from the power conversion unit to AC power using one or more inverters and provides the AC power to the one or more transmission coils; A communication unit for exchanging information with an external device; And a control unit for controlling the charging mode based on the charging mode packet received through the communication unit. When the charging mode is the fast charging mode, the inverter can provide a full bridge type wireless power transmitter.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 상기 충전 모드 패킷에 포함된 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값이면, 디폴트로 설정된 일반 저전력 충전 모드를 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, if the charging mode value included in the charging mode packet is a value corresponding to the fast charging mode, the control unit switches the normal low power charging mode set as the default to the fast charging mode, can do.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값을 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter of the present invention may further include the charge mode change operation frequency value.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 고속 충전 모드에서 교류 신호를 생성할 때 고정되는 소정의 동작 주파수일 수 있다.Also, in the wireless power transmitter of the present invention, the charging mode changing operation frequency may be a predetermined operating frequency that is fixed when generating the AC signal in the fast charging mode.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 기 설정될 수 있다.Further, in the wireless power transmitter of the present invention, the charging mode changing operation frequency may be preset.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 무선 충전 개시 전 무선 충전 종료시에 안정적으로 교류 전력을 생성하였던 동작 주파수일 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, the charging mode changing operating frequency may be an operating frequency at which the AC power is stably generated at the end of wireless charging before the wireless charging starts.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter of the present invention, when the AC power is stably generated in the general low-power charging mode, the controller may switch to the fast charging mode to perform charging.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter of the present invention may further include the charging mode change-stable-control error packet count value.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 안정 제어 오류 패킷은 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 0일 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, the control error packet may have a control error value of 0 in the stable control error packet.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상이면 상기 일반 저전력 충전 모드에서 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count, the controller switches from the normal low power charge mode to the fast charge mode, Can be performed.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때의 동작 주파수로 할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter of the present invention, the controller may set the operating frequency fixed when the AC signal is generated in the fast charging mode to the operating frequency when the AC power is stably generated in the normal low-power charging mode.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상일 때의 동작 주파수로 할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter of the present invention, the controller may set the operating frequency fixed when generating the AC signal in the fast-charge mode to a frequency that is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count It is possible to set the operating frequency at the time.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 구동부는 상기 제어부의 소정 제어 신호에 기초하여 상기 인버터에서 출력되는 교류 전력의 세기를 조절하는 교류 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter of the present invention, the driving unit may further include an AC signal controller for adjusting an AC power output from the inverter based on a predetermined control signal of the controller.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 구동부는 상기 제어부의 소정 제어 신호에 기초하여 상기 인버터에서 출력되는 교류 전력의 세기를 조절하는 교류 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter of the present invention, the driving unit may further include an AC signal controller for adjusting an AC power output from the inverter based on a predetermined control signal of the controller.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 교류 신호 제어부는, 특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호을 생성하는 동작 주파수 생성부; 및 상기 교류 신호의 위상을 조절하여 상기 송신 코일에서 출력되는 평균 송출 전력의 세기를 조절하는 위상 변이부;를 포함할 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, the AC signal control unit may include: an AC frequency generator for generating an AC signal having a specific operating frequency; And a phase shifter for adjusting the phase of the AC signal to adjust the intensity of the average transmission power output from the transmission coil.
또한, 본 발명의 무선 전력 송신기는 상기 전력 전송부는 복수의 송신 코일을 포함하고, 상기 전력 변환부 또는 상기 구동부에 의해 변환된 전력이 상기 복수의 송신 코일 중 어느 하나의 송신 코일에 전송되도록 제어하는 다중화기를 포함할 수 있다.In the wireless power transmitter of the present invention, the power transmitting unit may include a plurality of transmitting coils, and the power converted by the power converting unit or the driving unit may be controlled to be transmitted to one of the plurality of transmitting coils And may include a multiplexer.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 수신 코일; 상기 수신 코일을 통해 수신된 신호를 복조하여 패킷을 추출하는 통신부; 및 상기 추출된 패킷을 사익 통신부로부터 수신하여 외부 장치가 고속 충전이 가능한지 여부를 식별하고, 현재 수행중인 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 결정하는 제어부;를 포함하고, 상기 충전 모드의 변경이 필요한 경우, 상기 제어부는 변경할 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 외부 장치에 전송하고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 패킷에 포함된 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값이면, 디폴트로 설정된 일반 저전력 충전 모드를 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.As another means for solving the above-mentioned problem, there is provided a receiving coil comprising: a receiving coil; A communication unit for demodulating a signal received through the reception coil to extract a packet; And a control unit receiving the extracted packet from the private communication unit to identify whether or not the external device is capable of fast charging and determining whether the charging mode currently being executed is required to be changed. The control unit generates a predetermined charging mode packet including a charging mode value to be changed and transmits the generated charging mode packet to the external device through the communication unit, and the controller determines that the charging mode value included in the charging mode packet is a value corresponding to the fast charging mode , It is possible to perform charging by switching the normal low power charging mode set to the default to the fast charging mode.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값을 더 포함할 수 있다.Also, in the wireless power receiver of the present invention, the charge mode packet may further include a charge mode change operation frequency value.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 고속 충전 모드에서 교류 신호를 생성할 때 고정되는 소정의 동작 주파수일 수 있다.Also, in the wireless power receiver of the present invention, the charge mode change operation frequency may be a predetermined operation frequency that is fixed when generating the AC signal in the fast charge mode.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 기 설정될 수 있다.Further, in the wireless power receiver of the present invention, the charging mode changing operation frequency can be preset.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 무선 충전 개시 전 무선 충전 종료시에 안정적으로 교류 전력을 생성하였던 동작 주파수일 수 있다.Also, in the wireless power receiver of the present invention, the charging mode changing operation frequency may be an operating frequency at which the AC power is stably generated at the end of the wireless charging before the wireless charging is started.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.In addition, in the wireless power receiver of the present invention, when the AC power is stably generated in the general low power charging mode, the controller can switch to the fast charging mode and perform charging.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless power receiver of the present invention may further include the charge mode change-stable change control error packet count value.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 안정 제어 오류 패킷은 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 0일 수 있다.Also, in the wireless power receiver of the present invention, the control error packet may have a control error value of 0 in the stable control error packet.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상이면 상기 일반 저전력 충전 모드에서 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행할 수 있다.In the wireless power receiver of the present invention, when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count, the controller switches from the normal low power charging mode to the fast charging mode, Can be performed.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때의 동작 주파수로 할 수 있다.In addition, in the wireless power receiver of the present invention, the controller may set the operating frequency fixed when the AC signal is generated in the fast charging mode to the operating frequency when the AC power is stably generated in the normal low-power charging mode.
또한, 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상일 때의 동작 주파수로 할 수 있다.In addition, in the wireless power receiver of the present invention, the controller may set the operating frequency, which is fixed when the AC signal is generated in the fast-charge mode, to a value equal to or greater than the count value of the stable- It is possible to set the operating frequency at the time.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계에서, 수신기 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하면, 변경될 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 상기 무선 전력 송신기에 전송하는 단계;를 포함하고, 상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값 또는 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 포함할 수 있다.As a further solution to the above-mentioned problem, there is provided a wireless charging method in a wireless power receiver for receiving power from a wireless power transmitter wirelessly, comprising the steps of: collecting receiver state information in a power transmission step; Determining whether a change of the charging mode is necessary based on the collected receiver state information; And transmitting a predetermined charging mode packet including a charging mode value to be changed to the wireless power transmitter if the charging mode is to be changed as a result of the determination, Value or a change in charge mode stability control error packet counting value.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계; 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송하는 단계; 충전 모드 값이 포함된 제1 응답 패킷을 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계; 및 상기 충전 모드 값에 대응되는 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 충전 모드 값에 대응되는 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 단계는 고속 충전 모드의 경우 소정 시간 경과 후 동작 주파수를 고정하여 고속 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver, comprising: receiving a packet for initial power control after a transition to a power transmission step; Transmitting a first packet indicating that the fast charge mode is supported; Receiving a first response packet from the wireless power receiver including a charging mode value; And performing charging by switching to a charging mode corresponding to the charging mode value, wherein performing the charging by switching to a charging mode corresponding to the charging mode value comprises: The charging can be performed in the fast charging mode by fixing the operating frequency.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값으로 설정된 충전 모드 패킷을 수신하는 단계; 상기 고속 충전 모드가 지원 가능한지 여부를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하면, 상기 고속 충전 모드를 지원함을 지시하는 소정 제1 패킷을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 단계; 및 소정 시간 경과 후 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 무선 충전을 수행하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하지 못하면, 상기 고속 충전 모드를 지원되지 않음을 지시하는 소정 제2 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver, comprising the steps of: receiving a charging mode packet in which a charging mode value is set to a value corresponding to a fast charging mode; ; Determining whether the fast charge mode is supported; Transmitting a predetermined first packet to the wireless power receiver indicating that the fast charge mode is supported if the fast charge mode is supported; And fixing the operating frequency and performing wireless charging in a fast charging mode after a predetermined time elapses; If it is determined that the fast charge mode is not supported, the method may include transmitting a second packet indicating that the fast charge mode is not supported.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계; 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송하는 단계; 충전 모드 값이 포함된 제1 응답 패킷을 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계; 충전 모드 값이 고속 충전 모드인지 확인하는 단계; 충전 모드 값이 고속 충전 모드이면, 동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인하는 단계; 안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서, 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인하는 단계; 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver, comprising: receiving a packet for initial power control after a transition to a power transmission step; Transmitting a first packet indicating that the fast charge mode is supported; Receiving a first response packet from the wireless power receiver including a charging mode value; Confirming that the charge mode value is a fast charge mode; If the charging mode value is the fast charging mode, changing the operating frequency and generating an AC signal and confirming whether the stable control error packet is received; Confirming at a particular operating frequency that a stable control error packet is received that the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value; And if the counted number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than a predetermined value, fixing the operating frequency in a fast charging mode and performing charging.
상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값으로 설정된 충전 모드 패킷을 수신하는 단계; 상기 고속 충전 모드가 지원 가능한지 여부를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하면, 상기 고속 충전 모드를 지원함을 지시하는 소정 제1 패킷을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 단계; 동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인하는 단계; 안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서, 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인하는 단계; 및 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver, comprising the steps of: receiving a charging mode packet in which a charging mode value is set to a value corresponding to a fast charging mode; ; Determining whether the fast charge mode is supported; Transmitting a predetermined first packet to the wireless power receiver indicating that the fast charge mode is supported if the fast charge mode is supported; Changing an operating frequency and generating an AC signal and confirming whether a stable control error packet is received; Confirming at a particular operating frequency that a stable control error packet is received that the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value; And if the counted number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value, fixing the operating frequency in a fast charge mode and performing charging.
본 발명에 따른 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 대한 효과에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.Effects of the wireless charging method and the apparatus and system for the same according to the present invention will be described as follows.
본 발명은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a wireless charging method and apparatus and system therefor.
또한, 본 발명은 고속 무선 충전을 통해 충전 시간을 최소화시키는 것이 가능하다.It is also possible for the present invention to minimize charging time through high-speed wireless charging.
또한, 본 발명은 무선 전력 수신 장치의 상태 및 요구에 따라 적응적으로 충전 모드를 변경하는 것이 가능하다.Further, the present invention can adaptively change the charging mode according to the state and the demand of the wireless power receiving apparatus.
또한, 본 발명은 고속 무선 충전 중 노이즈 전류로 인한 충전 끊김 현상을 방지한다.In addition, the present invention prevents a charge break due to a noise current during high-speed wireless charging.
또한, 본 발명은 안정적으로 교류 신호를 생성하며 고속 무선 충전으로 변경되므로 충전 끊김 현상이 방지되고 충전 영역이 넓다.Also, since the present invention generates an alternating current signal stably and is changed to a high-speed wireless charging, the charge-out phenomenon is prevented and the charging area is wide.
또한, 본 발명은 송출 전력의 세기에 따라 적응적으로 인버터 타입 또는 전력 제어 방식을 결정할 수 있다.In addition, the present invention can determine the inverter type or the power control method adaptively according to the intensity of the output power.
또한, 본 발명은 고속 무선 충전에서 안정적으로 전력을 제어할 수 있다.Further, the present invention can stably control power in high-speed wireless charging.
또한, 본 발명은 복수개의 송신 코일을 이용하여 보다 넓은 충전 영역을 가질 수 있어, 사용자 편의성이 높다. Further, the present invention can have a wider charging area by using a plurality of transmission coils, thereby improving user convenience.
또한, 본 발명은 복수개의 동일한 회로를 하나만 이용할 수 있어 무선 전력 송신기 자체의 크기를 줄일 수 있고, 사용되는 부품이 줄어 원가 절감의 효과가 있다.In addition, since the present invention can use only one of a plurality of identical circuits, the size of the wireless power transmitter itself can be reduced, and parts used can be reduced, thereby reducing the cost.
또한, 본 발명은 공표된 무선 전력 전송 표준에 정의된 부품 소자를 이용할 수 있어, 이미 정의된 표준에 따를 수 있다.Further, the present invention can utilize the component elements defined in the published wireless power transmission standard, and can follow the already defined standard.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시에에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시에에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 전력 전송 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.
도 20은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 일 실시예에 따른 무선 전력 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 28은 도 27의 제1 교류 신호 제어부(2724)의 세부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 29는 일 실시예에 따른 직류 신호를 교류 신호로 변환하는 인버터의 기본적인 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 30는 일 실시예에 따른 하프 브릿지 타입의 인버터가 장착된 무선 전력 송신 장치의 등가 회로도이다.
도 31은 일 실시예에 따른 풀 브릿지 타입의 인버터가 장착된 무선 전력 송신 장치의 등가 회로도이다.
도 32은 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 무선 충전을 위한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 33는 다른 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 무선 충전을 위한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 34은 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 송출 전력 세기 변화에 따른 인버터 타입 및 전력 제어 방식 전환 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 하프 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 36는 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 풀 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 37은 도 27의 제2 교류 신호 제어부(2726)의 세부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 38은 일 실시예에 따른 고속 충전 모드에서의 송출 전력 세기 변화에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 39은 일 실시예에 따른 고속 충전 모드에서의 풀 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 40은 일 실시예에 따른 무선 충전 송신 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 41는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하는 무선 전력 송신기에서 풀 브릿지 인버터(Full-bridge Invertor)를 포함하는 3개의 드라이브회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하면서 하나의 드라이브회로를 포함하는 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 43은 일 실시예에 따른 복수의 송신 코일 중 어느 하나를 드라이브 회로와 연결하는 복수의 스위치를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
4 is a state transition diagram for explaining the wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
5 is a state transition diagram for explaining the wireless power transmission procedure defined in the PMA standard.
6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
8 is a diagram for explaining a modulation and demodulation method of a wireless power signal according to an embodiment.
9 is a diagram for explaining a packet format according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining the types of packets that the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the wireless power transmission procedure can transmit in the ping stage.
11 is a diagram for explaining a message format of an identification packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
12 is a diagram for explaining a message format of a configuration packet and a power control hold packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
13 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to a wireless power transfer procedure according to an embodiment.
14 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to a wireless power transfer procedure according to another embodiment.
15 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to a wireless power transfer procedure according to another embodiment.
16 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to a wireless power transfer procedure according to another embodiment.
17 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to a wireless power transfer procedure according to another embodiment.
FIG. 18 is a diagram for explaining a type of a packet that can be transmitted in a power transmission step and a message format thereof by a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the wireless power transmission procedure; FIG.
19 is a diagram of a charge mode state for explaining a charge mode change according to an embodiment.
20 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to an embodiment.
21 is a diagram for explaining a wireless charging method on a wireless charging system according to an embodiment.
22 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to an embodiment.
23 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
24 is a diagram for explaining a wireless charging method on a wireless charging system according to another embodiment.
FIG. 25 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
26 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
27 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power control apparatus according to an embodiment.
FIG. 28 is a block diagram for explaining the detailed structure of the first
29 is a diagram for explaining the basic operation principle of an inverter for converting a DC signal into an AC signal according to an embodiment.
30 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission apparatus equipped with a half bridge type inverter according to an embodiment.
31 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission apparatus equipped with a full bridge type inverter according to an embodiment.
32 is a flowchart for explaining a wireless power control method for wireless charging in a general low-power charging mode according to an embodiment.
33 is a flowchart for explaining a wireless power control method for wireless charging in a general low-power charging mode according to another embodiment.
FIG. 34 is a view for explaining a method of switching an inverter type and a power control scheme according to a change in transmission power intensity in a general low-power charging mode according to an embodiment.
FIG. 35 is a flowchart illustrating a method of controlling wireless power in a state in which a half bridge is activated in a general low-power charging mode according to an embodiment.
FIG. 36 is a flowchart illustrating a method of controlling wireless power in a state where a full bridge is activated in a general low-power charging mode according to an embodiment.
FIG. 37 is a block diagram for explaining the detailed structure of the second
FIG. 38 is a diagram for explaining a power control method according to a change in transmission power intensity in a fast charge mode according to an embodiment.
FIG. 39 is a flowchart for explaining a method of controlling radio power in a full-bridge activated state in the fast-charge mode according to an embodiment.
40 is a view for explaining a wireless charging transmission coil according to an embodiment.
41 is a diagram for explaining three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils according to an embodiment.
42 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils according to an embodiment and including one drive circuit;
43 is a view for explaining a plurality of switches for connecting any one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an embodiment.
이하, 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which the embodiments are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as long as all of the constituent elements of the embodiment are described as being combined or operated together. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing embodiments. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및 "전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed on the "upper or lower", "before" or "after" of each component, (Lower) "and" front or rear "encompass both that the two components are in direct contact with each other or that one or more other components are disposed between the two components.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, , A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, a wireless charging device, and the like. For the sake of convenience, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a receiving terminal, a receiving side, a receiving device, a receiver Terminals and the like can be used in combination.
실시예에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다. The wireless charging device according to the embodiment may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power may be transmitted to the device.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다. As an example, a wireless power transmitter can be used not only on a desk or on a table, but also developed for automobiles and used in a vehicle. A wireless power transmitter installed in a vehicle can be provided in a form of a stand that can be easily and stably fixed and mounted.
실시예에 따른 단말은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 실시예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, 디바이스라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다. A mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, an MP3 player, (Hereinafter referred to as a " device ") capable of charging a battery by mounting a wireless power receiving means according to an embodiment, but not limited thereto, may be used for a small electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, Quot;), and the term terminal or device may be used in combination. A wireless power receiver according to another embodiment may also be mounted on a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone or the like.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment may include at least one wireless power transmission scheme and may receive wireless power from two or more wireless power transmitters at the same time. Here, the wireless power transmission scheme may include at least one of the electromagnetic induction scheme, the electromagnetic resonance scheme, and the RF wireless power transmission scheme. In particular, the wireless power receiving means for supporting the electromagnetic induction method may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA). In addition, the wireless power receiving means for supporting the electromagnetic resonance method may include a resonance wireless charging technique defined in the A4WP (Alliance for Wireless Power) standard mechanism, which is a standard wireless charging technology standard.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.Generally, a wireless power transmitter and a wireless power receiver that constitute a wireless power system can exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication. Here, the in-band communication and the BLE communication can be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, and the like. For example, the wireless power receiver can transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching on / off the current induced through the reception coil in a predetermined pattern. The information transmitted by the wireless power receiver may include various status information including received power intensity information. At this time, the wireless power transmitter can calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power intensity information.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, the unidirectional communication may be that the wireless
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless
일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다. The wireless
특히, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.In particular, the wireless
또한, 전자 기기(30) 사용자는 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다.Also, the user of the
일 실시예에 따라, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 고속 충전 모드로 동작 및 전환 할 수 있다. 또한, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 일반 저전력 모드로 동작 및 전환 할 수 있다.According to one embodiment, the
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.For example, as shown in 200a, the wireless
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving apparatuses connectable to one wireless power transmitting apparatus may be adjusted based on at least one of the required power amount for each wireless power receiving apparatus, the battery charging state, the power consumption amount of the electronic apparatus, It can be determined as a factor.
다른 일 예로, 도 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.As another example, as shown in FIG. 200B, the radio
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)(또는 신호 세기 패킷)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다. As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs the two detection signal transmission procedures is to more accurately identify to which transmission coil the reception coil of the wireless power receiver is well aligned.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다. If the
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining the wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
도 4를 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 4, power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC standard is largely divided into a
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The
핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).In
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).Once the
식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S405).In the identifying and configuring
수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(440)로 천이할 수 있다(S406).Once the identification and configuration for the receiver is complete, the transmitter may transition to
전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S407).In the
또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).In addition, in the
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be set based on the status and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter status information may include information on the maximum amount of transmittable power, information on the maximum number of receivable receivers, and the receiver status information may include information on the requested power and the like.
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining the wireless power transmission procedure defined in the PMA standard.
도 5를 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 510), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 520), 식별 단계(Identification Phase, 530), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 540) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 550)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 5, power transmission from a transmitter to a receiver according to the PMA standard is largely divided into a
대기 단계(510)는 파워 전송을 위한 수신기 식별 절차를 수행하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 대기 단계(510)에서 송신기는 충전 표면(Charging Surface)에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되거나 RXID 재시도가 진행중인 경우, 디지털 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S501). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping)을 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.The waiting
디지털 핑 단계(520)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신기에 충분한 전력이 공급되는 경우, 수신기는 수신된 디지털 핑 신호를 PMA 통신 프로토콜에 따라 변조하여 소정 응답 시그널을 송신기에 전송할 수 있다. 여기서, 응답 시그널은 수신기에 수신된 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 지시자가 포함될 수 있다. 디지털 핑 단계(520)에서 송신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(530)로 천이할 수 있다(S502).The transmitter transited to the digital pinging
만약, 디지털 핑 단계(520)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(510)로 천이할 수 있다(S503). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.If the response signal is not received or it is determined that it is not a PMA compliant receiver, i.e., it is a Foreign Object Detection (FOD), at
식별 단계(530)에서, 송신기는 수신기 식별 절차가 실패하거나 수신기 식별 절차를 재수행하여야 하는 경우 및 미리 정의된 시간 동안 수신기 식별 절차를 완료하지 못한 경우에 대기 단계(510)로 천이할 수 있다(S504).In the identifying
송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(530)에서 전력 전송 단계(540)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S505).If the transmitter succeeds in identifying the receiver, the transmitter may transition from the identifying
전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(510)으로 천이할 수 있다(S506).In the
또한, 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수 있다(S507).Also, in the
충전 완료 단계(550)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(510)으로 천이할 수 있다(S509).In the
또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(550)에서 디지털 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S510).If the measured temperature drops below the reference value in the over temperature state, the transmitter may transition from the charging
디지털 핑 단계(520) 또는 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수도 있다(S508 및 S511).In the
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.6, the
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6, when power is supplied from the power supply unit 660, the
이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 증폭기(612)를 포함하여 구성될 수 있다.For this, the
DC/DC 변환부(611)는 전원부(660)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The DC /
이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.At this time, the
증폭기(612)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(612)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. The
전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The
반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 증폭기(612)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 설명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(621)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(612) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다. The carrier generator may generate a specific frequency for converting the output DC power of the
일 실시예에 따른 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.The frequency of the AC power transmitted to each of the transmission coils according to the embodiment may be different from each other, and another embodiment may be implemented by using a predetermined frequency controller having a function of adjusting the LC resonance characteristic for each transmission coil differently It is also possible to set different resonance frequencies for the respective transmission coils.
그러나, 복수의 송신 코일 각각에서 발생되는 공진 주파수가 상이한 경우, 이를 제어하는 별도의 주파수 제어기가 필요하여 무선 전력 송신기의 크기가 커질 수 있고, 따라서, 일 실시예에서는 무선 전력 송신기가 복수의 송신 코일을 포함하더라도 동일한 공진 주파수를 이용하여 전력을 전송하는 경우를 도 41 내지 도 43에서 설명한다.However, when the resonant frequencies generated in each of the plurality of transmission coils are different, a separate frequency controller for controlling the resonant frequencies is required, which may increase the size of the wireless power transmitter. Accordingly, in one embodiment, The case where power is transmitted using the same resonance frequency will be described with reference to FIG. 41 to FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 전송부(620)는 증폭기(612)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.6, the
일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(612) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.The
제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. In addition, the
변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.The
또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. Also, the
일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다. In one example, the
또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, the
이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.Although the
특히, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기의 요청에 따라 고속 충전 모드 및 일반 저전력 충전 모드를 적응적으로 제공할 수도 있다.In particular, the
무선 전력 송신기(600)는 고속 충전 모드가 지원 가능한 경우, 소정 패턴의 신호-이하 설명의 편의를 위해, 제1 패킷이라 명함-를 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷이 수신되면, 접속중인 무선 전력 송신기(600)가 고속 충전이 가능함을 식별할 수 있다. The
특히, 무선 전력 수신기는 고속 충전이 필요한 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.In particular, the wireless power receiver may send a first response packet to the
특히, 무선 전력 송신기(600)는 상기 제1 응답 패킷을 수신한 후 소정 시간이 경과하면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(600)는 상기 제1 응답 패킷을 수신한 후 무선 충전의 상태가 안정화 되면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(600)는 상기 제1 응답 패킷을 수신한 후 소정 제어 오류 패킷을 수신하면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다.In particular, the
일 예로, 무선 전력 송신기(600)의 제어부(640)는 상기한 도 4 내지 도 5의 전력 전송 단계(440 또는 540)로 천이한 경우, 제1 패킷이 송신 코일(622)을 통해 송출되도록 제어할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 예는 상기 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 도 5의 식별 단계(530)에서 제1 패킷이 송출될 수도 있다.For example, when the
또 다른 일 실시예는 무선 전력 송신기(600)가 송출하는 디지털 핑 신호에 고속 충전 지원 가능 여부를 식별할 수 있는 정보가 인코딩되어 전송될 수도 있음을 주의해야 한다.It should be noted that another embodiment may transmit encoded information that can identify whether or not fast charge support is available to the digital ping signal transmitted by the
무선 전력 수신기는 전력 전송 단계의 어느 시점에서든 고속 충전이 필요하면, 충전 모드가 고속 충전으로 설정된 소정 충전 모드 패킷을 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수도 있다. 여기서, 충전 모드 패킷의 세부 구성은 후술할 도 13 내지 17의 설명을 통해 보다 명확히 하도록 한다. 물론, 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기는 충전 모드가 고속 충전 모드로 변경된 경우, 고속 충전 모드에 상응하는 전력이 송출 및 수신 가능할 수 있도록 내부 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단 기준, 과열(Over Temperature) 판단 기준, 저전압(Low Voltage)/고전압(High Voltage) 판단 기준, 최적 전압 레벨(Optimum Voltage Level), 전력 제어 옵셋 등의 값이 변경 설정될 수 있다. The wireless power receiver may send a predetermined charge mode packet to the
일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단을 위한 임계 전압이 고속 충전이 가능하도록 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 과열 발생 여부를 판단하기 임계 온도가 고속 충전에 따른 온도 상승을 고려하여 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 송신기에서의 전력이 제어되는 최소 레벨을 의미하는 전력 제어 옵셋 값은 고속 충전 모드에서 빠르게 원하는 목표 전력 레벨로 수렴 가능하도록 일반 저전력 충전 모드에 비해 큰 값으로 설정될 수도 있다.For example, when the charging mode is changed from the normal low-power charging mode to the fast-charging mode, the threshold voltage for determining the overvoltage may be set to be high enough to enable fast charging. As another example, the critical temperature for determining whether overheating occurs may be set high considering the temperature rise due to fast charging. As another example, the power control offset value, which means the minimum level at which the power at the transmitter is controlled, may be set to a larger value than the general low-power charging mode so that it can converge quickly to the desired target power level in the fast-charge mode.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.7, the
상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다. Although the
수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(710)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.AC power received through the receive
센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다. The
일 예로, 주제어부(770)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the
또한, 주제어부(770)는 복조부(760)에 의해 복조된 정보에 기반하여 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전이 가능한 무선 전력 송신기인지 여부를 판단할 수도 있다. The
또한, 주제어부(770)는 상기 도 1의 전자 기기(30)로부터 고속 충전을 요청하는 소정 고속 충전 요청 신호가 수신된 경우, 수신된 고속 충전 요청 신호에 대응되는 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(761)에 전송할 수 있다. 여기서, 전자 기기로부터의 고속 충전 요청 신호는 소정 사용자 인터페이스상에서의 사용자 메뉴 선택에 따라 수신될 수 있다.Also, the
또한, 주제어부(770)는 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인된 경우, 배터리 잔량에 기반하여 자동으로 무선 전력 송신기에 고속 충전을 요청하거나 무선 전력 송신기가 고속 충전을 중단하고 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 제어할 수도 있다.Also, when it is confirmed that the connected wireless power transmitter supports the fast charging mode, the
또한, 주제어부(770)는 일반 저전력 충전 모드로의 충전 중 전기 기기의 소비 전력을 실시간 모니터링할 수도 있다. 만약, 전자 기기의 소비 전력이 소정 기준치 이상인 경우, 주제어부(770)는 고속 충전 모드로의 전환을 요청하는 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(761)에 전송할 수도 있다.Also, the
또한, 주제어부(770)는 센싱부(750)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 고속 충전 중 과열이 발생된 경우, 주제어부(770)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 충전 모드 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다.The
또한, 주제어부(770)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하면, 상기 변경할 충전 모드 값이 포함된 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.Also, the
도 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a modulation and demodulation method of a wireless power signal according to an embodiment.
도 8의 도면 번호 810에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클라 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다.As shown in FIG. 8, the
이하에서는 상기 도 1 내지 도 8을 참조하여, 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of encoding a packet to be transmitted will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.
상기 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)가 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이, 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 신호일 수 있다. 반면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 42에 도시된 바와 같이, 특정 변조 방식으로 변조된 교류 신호일 수 있다. 일 예로, 변조 방식은 진폭 변조 방식, 주파수 변조 방식, 주파수 및 진폭 변조 방식, 위상 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, when the
무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 820과 같이 차등 2단계 인코딩(Differential bi-phase encoding) 이 적용될 수 있다. 상세하게, 차등 2단계 인코딩은 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.The binary data of the packet generated by the wireless
인코딩된 이진 데이터는 상기 도면 번호 830에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 830을 참조하면, 일 실시예에 따른 바이트 인코딩 기법은 8비트의 인코딩된 이진 비트 스트림에 대해 해당 비트 스트림의 시작과 종류를 식별하기 위한 시작 비트(Start Bit) 및 종료 비트(Stop Bit), 해당 비트 스트림(바이트)의 오류 발생 여부를 감지하기 위한 페리티 비트(Parity Bit)가 삽입하는 방법일 수 있다.The encoded binary data may be subjected to a byte encoding scheme, as shown in FIG. Referring to reference numeral 830, a byte encoding method according to an embodiment of the present invention includes a start bit and a stop bit for identifying a start and a type of a bitstream of an 8-bit encoded binary bitstream, , And a parity bit for detecting whether or not an error has occurred in the bitstream (byte).
도 9는 일 실시에에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a packet format according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(900)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 910) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 920) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 930) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 식별하기 위한 체크썸(Checksum, 940) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.9, a
도 9에 도시된 바와 같이, 패킷 수신단은 헤더(920) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(930)의 크기를 식별할 수도 있다.As shown in FIG. 9, the packet receiving end may identify the size of the
또한, 헤더(920)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(920) 값은 서로 다른 단계에서 동일한 값이지만 다른 종류의 메시지로 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 9를 참조하면, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있음을 주의해야 한다.In addition, the
메시지(930)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(930) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.The
또 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수도 있다.The
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the types of packets that the wireless power receiving apparatus according to an embodiment can transmit in the ping step.
도 10에 도시된 바와 같이, 핑 단계에서 무선 전력 수신 장치는 신호 세기 패킷 또는 전력 전송 중단 패킷을 전송할 수 있다.As shown in FIG. 10, in the step of pinging, the wireless power receiving apparatus can transmit a signal strength packet or a power transmission stop packet.
도 10의 도면 번호 1001을 참조하면, 일 실시예에 따른 신호 세기 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 신호 세기 값(Signal Strength Value)로 구성될 수 있다. 신호 세기 값은 송신 코일과 수신 코일 사이의 정합도(Degree of Coupling)를 가리킬 수 있으며, 디지털 핑 구간에서의 정류기 출력 전압, 출력 차단 스위치 등에서 측정된 개방 회로 전압, 수신 전력의 세기 등에 기반하여 산출된 값일 수 있다. 신호 세기 값은 최저 0에서 최고 255까지의 범위를 가질 수 있으며, 특정 변수에 대한 실제 측정 값(U)이 해당 변수의 최대 값(Umax)과 동일한 경우, 255의 값을 가질 수 있다.Referring to reference numeral 1001 in FIG. 10, a message format of a signal strength packet according to an exemplary embodiment may be composed of a signal strength value having a size of 1 byte. The signal strength value may indicate the degree of coupling between the transmitting coil and the receiving coil and may be calculated based on the rectifier output voltage in the digital ping section, the open circuit voltage measured in the output blocking switch, Lt; / RTI > The signal strength value may range from a minimum of 0 to a maximum of 255 and may have a value of 255 if the actual measured value for a particular variable is equal to the maximum value of that variable (Umax).
일 예로, 신호 세기 값(Signal Strength Value)은 U/Umax*256로 산출될 수 있다.For example, the signal strength value may be calculated as U / Umax * 256.
상기 도 10의 도면 번호 1002를 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 전송 중단 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the message format of the power transmission stop packet according to an exemplary embodiment may include an end power transfer code having a size of 1 byte.
무선 전력 수신 장치가 전력 전송 중단을 무선 전력 송신기에 요청하는 이유는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 손상(Battery Failure), 재구성(Reconfigure) 및 응답 없음(No Response), 노이즈 전류(Noise Current) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 전송 중단 코드는 새로운 전력 전송 중단 이유 각각에 대응하여 추가 정의될 수도 있음을 주의해야 한다.The reasons why the wireless power receiving apparatus requests the wireless power transmitter to stop the power transmission include charging completion, internal fault, overtemperature, overvoltage, overcurrent, battery But is not limited to, battery failure, reconfiguration and no response, noise current, and the like. It should be noted that the power transmission interruption code may be further defined in response to each new power transmission interruption reason.
충전 완료는 수신기 배터리의 충전이 완료되었음을 사용될 수 있다. 내부 오류는 수신기 내부 동작에 있어서의 소프트웨어적 또는 논리적인 오류가 감지되었을 때 사용될 수 있다. Charging complete can be used to indicate that the charging of the receiver battery is complete. Internal errors can be used when a software or logical error in the internal operation of the receiver is detected.
과열/과전압/과전류는 수신기에서 측정된 온도/전압/전류 값이 각각에 대해 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다. Overheating / overvoltage / overcurrent can be used when the measured temperature / voltage / current value at the receiver exceeds the defined threshold for each.
배터리 손상은 수신기 배터리에 문제가 발생된 것으로 판단되었을 경우 사용될 수 있다. Battery damage can be used if it is determined that there is a problem with the receiver battery.
재구성은 전력 전송 조건에 대한 재협상이 필요한 경우 사용될 수 있다.Reconfiguration can be used when renegotiation is required for power transmission conditions.
응답 없음은 제어 오류 패킷에 대한 송신기의 응답-즉, 전력의 세기를 증가시키거나 감소시키는 것을 의미함-이 정상적이지 않은 것으로 판단된 경우 사용될 수 있다.No response can be used if the transmitter's response to the control error packet - meaning increasing or decreasing the strength of the power - is judged to be unhealthy.
노이즈 전류는 과전류와 달리 인버터에서 스위칭시 발생하는 노이즈로 수신기에서 측정된 노이즈 전류 값이 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.The noise current, which is different from the overcurrent, can be used when the noise current value measured at the receiver exceeds the defined threshold value due to switching noise in the inverter.
도 11은 일 실시예에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a message format of an identification packet according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 식별 패킷의 메시지 포맷은 버전 정보(Version Information) 필드, 제조사 정보(Manufacturer Information) 필드, 확장 지시자(Extension Indicator) 필드 및 기본 디바이스 식별 정보(Basic Device Identification Information) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.11, the message format of the identification packet includes a Version Information field, a Manufacturer Information field, an Extension Indicator field, and a Basic Device Identification Information field Lt; / RTI >
버전 정보 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치에 적용된 표준의 개정 버전 정보가 기록될 수 있다.In the version information field, revision version information of a standard applied to the wireless power receiving apparatus can be recorded.
제조사 정보 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치를 제조한 제조사를 식별하기 위한 소정 식별 코드가 기록될 수 있다.In the manufacturer information field, a predetermined identification code for identifying the manufacturer of the wireless power receiving apparatus may be recorded.
확장 지시자 필드는 확장 디바이스 식별 정보를 포함하는 확장 식별 패킷이 존재하는지를 식별하기 위한 지시자일 수 있다. 일 예로, 확장 지시자 값이 0이면, 확장 식별 패킷이 존재하지 않음을 의미하고, 확장 지시자 값이 1이면, 확장 식별 패킷이 식별 패킷 이후에 존재함을 의미할 수 있다.The extension indicator field may be an indicator for identifying whether an extended identification packet including the extended device identification information exists. For example, if the value of the extension indicator is 0, it means that there is no extension identification packet, and if the extension indicator value is 1, it means that the extension identification packet exists after the identification packet.
도면 번호 1101 내지 1102를 참조하면, 확장 지시자 값이 0이면, 해당 무선 전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보와 기본 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다. 반면, 확장 지시자 값이 1이면, 해당 무선 전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보, 기본 디바이스 식별 정보 및 확장 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다.Referring to
도 12는 일 실시예에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a message format of a configuration packet and a power control hold packet according to an embodiment.
도 12의 도면 번호 1201에 도시된 바와 같이, 구성 패킷의 메시지 포맷은 5바이트의 길이를 가질 수 있으며, 전력 등급(Power Class) 필드, 최대 전력(Maximum Power) 필드, 전력 제어(Power Control) 필드, 카운트(Count) 필드, 윈도우 사이즈(Window Size) 필드, 윈도우 옵셋(Window Offset) 필드 등을 포함하여 구성될 수 있다.12, the message format of the configuration packet may have a length of 5 bytes and may include a power class field, a maximum power field, a power control field, A count field, a window size field, a window offset field, and the like.
전력 등급 필드에는 해당 무선 전력 수신기에 할당된 전력 등급이 기록될 수 있다.The power rating field may record the power rating assigned to the wireless power receiver.
최대 전력 필드에는 무선 전력 수신기의 정류기 출력단에서 제공할 수 있는 최대 전력의 세기 값이 기록될 수 있다.The maximum power field may record the intensity value of the maximum power that can be provided at the rectifier output of the wireless power receiver.
일 예로, 전력 등급이 a이고 최대 전력이 b인 경우에 있어서, 무선 전력 수신 장치의 정류기 출력단에서 제공되길 바라는 최대 전력량(Pmax)는 (b/2)*10a로 산출될 수 있다. For example, when the power level is a and the maximum power is b, the maximum power amount Pmax desired to be provided at the rectifier output of the wireless power receiving apparatus can be calculated as (b / 2) * 10a.
전력 제어 필드에는 무선 전력 송신기에서의 전력 제어가 어떤 알고리즘에 따라 이루어져야 하는지를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 필드 값이 0이면, 표준에 정의된 전력 제어 알고리즘 적용을 의미하고, 전력 제어 필드 값이 1이면, 제조사에 의해 정의된 알고리즘에 따라 전력 제어가 이루어지는 것을 의미할 수 있다.The power control field can be used to indicate which algorithm should be used to control the power in the wireless power transmitter. For example, if the power control field value is 0, it implies applying the power control algorithm defined in the standard, and if the power control field value is 1, it means that the power control is performed according to the algorithm defined by the manufacturer.
카운트 필드는 무선 전력 수신 장치가 식별 및 구성 단계에서 전송할 옵션 구성 패킷의 개수를 기록하기 위해 사용될 수 있다.The count field may be used to record the number of option configuration packets that the wireless power receiving device will send in the identification and configuration phase.
윈도우 사이즈 필드는 평균 수신 파워 산출을 위한 윈도우 크기를 기록하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 윈도우 사이즈는 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.The window size field may be used to record the window size for calculating the average received power. As an example, the window size may be a positive integer value that is greater than zero and has a unit of 4 ms.
윈도우 옵셋 필드는 평균 수신 파워 산출 윈도우 종료 시점부터 다음 수신 전력 패킷의 전송 시작 시점까지의 시간을 식별하기 위한 정보가 기록될 수 있다. 일 예로, 윈도우 옵셋은 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.In the window offset field, information for identifying the time from the end of the average reception power calculation window to the transmission start point of the next received power packet may be recorded. In one example, the window offset may be a positive integer value greater than zero and in units of 4 ms.
도면 번호 1202를 참조하면, 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷은 전력 제어 보류 시간(T_delay)을 포함하여 구성될 수 있다. 전력 제어 보류 패킷은 식별 및 구성 단계 동안 복수개가 전송될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 보류 패킷은 7개까지 전송될 수 있다. 전력 제어 보류 시간(T_delay)은 미리 정의된 전력 제어 보류 최소 시간(T_min: 5ms)과 전력 제어 보류 최대 시간(T_max: 205ms) 사이의 값을 가질 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계에서 마지막으로 수신된 전력 제어 보류 패킷의 전력 제어 보류 시간을 이용하여 전력 제어를 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계에서 전력 제어 보류 패킷이 수신되지 않은 경우, 상기 T_min 값을 T_delay 값으로 사용할 수 있다. Referring to reference numeral 1202, the message format of the power control hold packet may be configured to include a power control hold time (T_delay). A plurality of power control hold packets may be transmitted during the identification and configuration phase. For example, up to seven power control pending packets may be transmitted. The power control hold time (T_delay) may have a value between a predefined power control hold minimum time (T_min: 5 ms) and a power control hold maximum time (T_max: 205 ms). The wireless power transmission apparatus can perform power control using the power control retention time of the power control retention packet last received in the identification and configuration step. Also, the wireless power transmission apparatus can use the T_min value as the T_delay value when the power control hold packet is not received in the identification and configuration step.
전력 제어 보류 시간은 무선 전력 송신 장치가 가장 최근의 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력 제어를 수행하기 이전에 전력 제어를 수행하지 않고 대기해야 하는 시간을 의미할 수 있다.The power control retention time may refer to the time that the wireless power transmission apparatus should wait without performing the power control before performing the actual power control after receiving the latest control error packet.
도 13은 일 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram illustrating a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to an embodiment.
도 13을 참조하면, 충전 모드 패킷의 헤더 값은 현재 무선 충전 표전에 정의된 패킷 헤더 값 중 정의되지 않은 값 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 일 예로, 충전 모드 패킷의 헤더 값은 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 0x18로 정의될 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위함이지 반드시 그 값일 필요는 없음을 주의해야 한다.Referring to FIG. 13, any one of undefined values of the packet header values defined before the current wireless charging table may be used as the header value of the charging mode packet. For example, the header value of the charge mode packet may be defined as 0x18, as shown in FIG. 9, but it should be noted that this is not necessarily the value for convenience of explanation.
헤더 값 0x18에 상응하는 메시지 크기는 1바이트일 수 있다.The message size corresponding to the header value 0x18 may be one byte.
충전 모드 패킷의 메시지 필드에는 변경하고자 하는 충전 모드에 관한 정보가 기록될 수 있다. 일 예로, 도면 번호 1350을 참조하면, 일반 저전력 충전 모드로 충전 중 고속 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0xff가 기록하여 전송할 수 있다. 반면, 고속 충전 모드로 충전 중 일반 저전력 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0x00을 기록하여 전송할 수 있다. 상기 도면 번호 1350에 도시된 예는 본 발명의 이해를 돕기 위함일 뿐 메시지 값이 반드시 그렇게 정의되어야 하는 것은 아니다. Information on the charging mode to be changed may be recorded in the message field of the charging mode packet. For example, referring to
도 14는 다른 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to another embodiment.
도 14에 도시된 바와 같이, 충전 모드 패킷의 메시지 필드는 충전 모드(1431)와 요구 전력(1432)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 요구 전력은 해당 충전 모드로의 변경 시 요구되는 초기 전력의 세기 값일 수 있다.As shown in FIG. 14, the message field of the charge mode packet may be configured to include a
충전 모드 패킷의 메시지의 크기는 1바이트이고, 1바이트 중 일부 비트가 충전 모드(1431), 나머지 비트가 요구 전력(1432)에 사용될 수 있다. 일 예로, b7 내지 b4는 충전 모드(1431) 전송에 사용되고, b3 내지 b0는 요구 전력(1432) 전송에 사용될 수 있다. 이 경우, 메시지 값의 범위가 0x00~0x0f는 제1 충전 모드-즉, 고속 충전 모드에서 일반 저전력 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용되고, 0x10~0x1f는 제2 충전 모드-즉, 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용될 수 있다. 상기 예는 하나의 예시일 뿐 당업자의 구현에 따라 메시지 필드의 구성 및 정의는 상의할 수 있음을 주의해야 한다. The size of the message of the recharge mode packet is one byte, and some of the one byte may be used for charging
도 15는 또 다른 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to another embodiment.
도 15에 도시된 바와 같이, 충전 모드 패킷의 메시지 필드는 충전 모드(1531)와 충전 모드 변경 대기 시간(1532)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 충전 모드 변경 대기 시간(1532)은 무선 전력 송신기가 해당 충전 모드 패킷 수신 후 충전 모드를 변경하기까지 대기하는 시간을 의미할 수 있다. 일 예로, 충전 모드 변경 대기 시간(1532) 값이 0인 경우, 즉시, 충전 모드를 변경하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 충전 모드 변경 대기 시간(1532)이 커질수록 충전 모드 변경까지 소요되는 시간이 길어짐을 의미할 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 충전 모드 변경 대기 시간(1532)을 이용하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 충전 모드 전환 시점을 동기화시킬 수 있다.As shown in FIG. 15, the message field of the charge mode packet may be configured to include a
일 예로, 도면 번호 1550에 도시된 바와 같이, 메시지 필드 중 MSB(Most Significant Bit)인 b7이 전환할 충전 모드를 식별하기 위한 비트일 수 있다. 나머지 b6 내지 b0는 충전 모드 변경 대기 시간(1532) 설정을 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 메시지 값의 범위가 0x00~0x7f는 제1 충전 모드-즉, 고속 충전 모드에서 일반 저전력 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용되고, 0x80~0xff는 제2 충전 모드-즉, 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용될 수 있다. 상기 예는 하나의 예시일 뿐 당업자의 구현에 따라 메시지 필드의 구성 및 정의는 상의할 수 있음을 주의해야 한다. For example, as shown in
도 16은 또 다른 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to another embodiment.
도 16에 도시된 바와 같이, 충전 모드 패킷의 메시지 필드는 충전 모드(1631)와 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 무선 전력 송신기가 해당 충전 모드 패킷 수신으로 고속충전 모드로 변경한 후 교류 신호를 소정 주파수로 생성하는 동작 주파수를 의미할 수 있다. 또한, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 기 설정될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 고속 충전 모드에서 기 설정된 동작 주파수(1632)로 교류 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 사용자가 미리 메모리(미도시)에 저장한 동작 주파수 일 수 있다. 이 경우, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 테스트 결과 안정적으로 교류 신호를 생성하는 동작 주파수 일 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 120kHz일 수 있다. 다른 예로, 충전 모드 변경 동작 주파수(1632)는 무선 충전을 다시 시작하기 이전 고속 충전 모드에서 안정적으로 교류신호를 생성하였던 동작 주파수를 메모리(미도시) 등에 저장한 동작 주파수 일 수 있다.As shown in FIG. 16, the message field of the charge mode packet may be configured to include a
일 예로, 도면 번호 1650에 도시된 바와 같이, 메시지 필드 중 MSB(Most Significant Bit)인 b7이 전환할 충전 모드를 식별하기 위한 비트일 수 있다. 나머지 b6 내지 b0는 충전 모드 변경 동작 주파수(1632) 설정을 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 메시지 값의 범위가 0x00~0x7f는 제1 충전 모드-즉, 고속 충전 모드에서 일반 저전력 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용되고, 0x80~0xff는 제2 충전 모드-즉, 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용될 수 있다. 상기 예는 하나의 예시일 뿐 당업자의 구현에 따라 메시지 필드의 구성 및 정의는 상의할 수 있음을 주의해야 한다. For example, as shown in
도 17은 또 다른 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a structure of a charge mode packet for requesting a charge mode change according to another embodiment.
도 17에 도시된 바와 같이, 충전 모드 패킷의 메시지 필드는 충전 모드(1731)와 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 안정 제어 오류 패킷은 제어 오류 값이 0인 제어 오류 패킷(CEP)인 경우로 무선 전력 송신 장치의 송출 전력을 내리거나 올릴 필요가 없는 상태일 수 있고, 보다 자세한 설명은 후술한다. 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732)은 무선 전력 송신기가 해당 충전 모드 패킷 수신 후 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 소정의 개수 또는 소정의 개수 이상으로 수신하면 충전 모드를 변경하는 카운팅 값일 수 있다. 즉, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732)으로 무선 전력 송신기가 안정적으로 교류 신호를 생성하고 있는 것으로 판단하는 것을 의미 할 수 있다. 일 예로, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732)이 3인 경우, 무선 전력 송신기가 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 3개이상이 수신되면 충전 모드를 변경하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732)이 커질수록 충전 모드 변경을 위하여 더 많은 수의 안정 제어 오류 패킷을 연속적으로 수신 받아야 함을 의미할 수 있다. As shown in FIG. 17, the message field of the charge mode packet may be configured to include a
일 예로, 도면 번호 1750에 도시된 바와 같이, 메시지 필드 중 MSB(Most Significant Bit)인 b7이 전환할 충전 모드를 식별하기 위한 비트일 수 있다. 나머지 b6 내지 b0는 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값(1732) 설정을 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 메시지 값의 범위가 0x00~0x7f는 제1 충전 모드-즉, 고속 충전 모드에서 일반 저전력 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용되고, 0x80~0xff는 제2 충전 모드-즉, 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드-로의 전환을 요청하기 위한 값으로 사용될 수 있다. 상기 예는 하나의 예시일 뿐 당업자의 구현에 따라 메시지 필드의 구성 및 정의는 상의할 수 있음을 주의해야 한다. For example, as shown in
도 18은 일 실시에에 따른 무선 전력 수신 장치가 전력 전송 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for explaining a type of a packet that can be transmitted in a power transmission step and a message format thereof by a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
도 18을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신 장치가 전송 가능한 패킷은 제어 오류 패킷(Control Error Packet), 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet), 수신 전력 패킷(Received Power Packet), 충전 상태 패킷(Charge Status Packet), 제조사 별 정의된 패킷 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18, in the power transmission step, a packet that can be transmitted by the wireless power receiving apparatus includes a control error packet, an end power transfer packet, a received power packet, A packet (Charge Status Packet), a packet defined by a manufacturer, and the like.
도면 번호 1801은 1바이트의 제어 오류 값(Control Error Value)로 구성된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 여기서, 제어 오류 값은 -128부터 +127까지의 범위의 정수 값일 수 있다. 제어 오류 값이 음이면, 무선 전력 송신 장치의 송출 전력이 내려가고, 양이면, 무선 전력 송신 장치의 송출 전력이 올라갈 수 있다. 제어 오류 값이 0이면 무선 전력 송신 장치의 송출 전력을 올라가거나 내려가지 않을 수 있다. 특히, 제어 오류 값이 0인 제어 오류 패킷(CEP)를 안정 제어 오류 패킷으로 지칭할 수 있다.
도면 번호 1802는 1바이트의 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성된 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)의 메시지 포맷을 보여준다.
도면 번호 1803은 1바이트의 수신 파워 값(Received Power Value)으로 구성된 수신 전력 패킷의 메시지 포맷(Received Power Packet)을 보여준다. 여기서, 수신 파워 값은 소정 구간 동안 산출된 평균 정류기 수신 전력 값에 대응될 수 있다. 실제 수신된 전력량(Preceived)은 구성 패킷(1201)에 포함된 최대 전력(Maximum Power) 및 전력 등급(Power Class)에 기반하여 산출될 수 있다. 일 예로, 실제 수신된 전력량은 (수신 파워 값/128)*(최대 전력/2)*(10전력등급)에 의해 산출될 수 있다.
도면 번호 1804는 1바이트의 충전 상태 값(Charge Status Value)로 구성된 충전 상태 패킷(Charge Status Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 충전 상태 값은 무선 전력 수신 장치의 배터리 충전량을 가리킬 수 있다. 일 예로, 충전 상태 값 0은 완전 방전 상태를 의미하고, 충전 상태 값 50은 50% 충전 상태, 충전 상태 값 100은 만충 상태를 의미할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 충전 배터리를 포함하지 않거나 충전 상태 정보를 제공할 수 없는 경우, 충전 상태 값은 OxFF로 설정될 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.19 is a diagram of a charge mode state for explaining a charge mode change according to an embodiment.
도 19을 참조하면, 상기 도 4 및 도 5의 전력 전송 단계(440, 540)는 일반 저전력 충전이 이루어지는 제1 충전 모드(1910)와 고속 충전이 이루어지는 제2 충전 모드(1920)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19, the power transmission steps 440 and 540 shown in FIGS. 4 and 5 may include a
제1 충전 모드(1910)와 제2 충전 모드(1920)는 소정 조건이 만족되면 상호 전환될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 제1 충전 모드(1910)로 충전 수행 중 전자 기기로부터 제2 충전 모드(1920)로의 전환 요청이 수신된 경우, 무선 전력 송신기에 제2 충전 모드(1920)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송하여 충전 모드를 변경할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 제2 충전 모드(1920)로의 충전 수행 중 배터리 충전량이 소정 기준치에 도달한 경우, 제1 충전 모드(1910)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.The
또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기로 전력을 송출할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기가 새롭게 접속되거나, 기존 무선 전력 수신기와의 접속이 해제된 경우, 현재 접속중인 무선 전력 수신기(들)에 대한 전력 재분배 절차를 수행할 수도 있다. 만약, 전력 재분배 결과, 제2 충전 모드로 충전중인 무선 전력 수신기에 더 이상 고속 충전을 제공할 수 없는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기에 제2 충전 모드(1920)에서 제1 충전 모드(1910)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송할 수도 있다.A wireless power transmitter in accordance with another embodiment may send power to a plurality of wireless power receivers. In this case, if the wireless power receiver is newly connected or disconnected from the existing wireless power receiver, it may perform the power redistribution procedure for the currently connected wireless power receiver (s). If the power redistribution is no longer able to provide a fast charge to the wireless power receiver being charged in the second charging mode, the wireless power transmitter transmits to the wireless power receiver a second charging mode (1920) 1910). ≪ / RTI >
이상의 실시예에서는 충전 모드가 제1 충전 모드(1910)와 제2 충전 모드(1920)로 구분되는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 새로운 충전 모드가 정의되어 추가될 수도 있다. 일 예로, 고속 충전을 위한 제2 충전 모드(1920)는 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전 모드(미도시)로 세분화될 수도 있다. 예를 들어, 중간 전력 고속 충전 모드(미도시)는 평균 9W의 전력을 송출할 수 있다. 고전력 고속 충전 모드(미도시)는 평균 15W의 전력을 송출할 수 있다. 상기 예에 제한 되는 것은 아니고 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전 모드(미도시)는 다른 의미로 정의될 수 있다.Although the charging mode is divided into the
일 실시예에 따른 초기 충전 모드는 상기 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 상기 도 5의 식별 단계(530)에서의 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 상태 정보 교환 또는 협상 등을 통해 결정될 수도 있다.The initial charging mode according to one embodiment may be determined through state information exchange or negotiation between the wireless power transmitter and the wireless power receiver in the identifying and configuring
일 예로, 상기 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 상기 도 5의 식별 단계(530)에서 상기 무선 전력 송신기는 자신이 고속 충전 모드 지원이 가능한 기기인지 여부를 식별하기 위한 소정 정보를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 자신이 고속 충전이 가능한 기기이고 배터리 충전량이 소정 기준치 이하인 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기는 정상적으로 전력 전송 단계에 진입하면, 무선 전력 수신기의 요청에 따라 고속 충전 모드로 전환하여 무선 충전을 수행할 수 있다. For example, in the identifying and configuring
다른 일 실시예에 따른 초기 충전 모드는 전력 전송 단계에서 결정될 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 최초 전력 제어 요청 패킷-예를 들면, WPC 표준에 정의된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)일 수 있으나 이에 한정되지는 않음-이 수신되면, 전력 전송 단계로 진입하여 고속 충전 지원 여부를 식별하기 위한 제1 패킷을 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷을 수신하여 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전을 지원하는 것이 확인된 경우, 고속 충전 개시 여부를 판단하고, 판단 결과가 포함된 소정 제1 응답 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 즉, 제1 응답 패킷에 기반하여 초기 충전 모드가 결정될 수 있다.The initial charging mode according to another embodiment may be determined in the power transmission step. As an example, the wireless power transmitter may enter a power transfer phase and transmit a first power control request packet (e.g., but not limited to a Control Error Packet defined in the WPC standard) It is possible to transmit a first packet for identifying whether to support charging. When the wireless power receiver receives the first packet and it is confirmed that the connected wireless power transmitter supports fast charging, it determines whether the fast charging is started, and transmits a predetermined first response packet including the determination result to the wireless power transmitter . That is, the initial charge mode may be determined based on the first response packet.
도 20은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to an embodiment.
도 20을 참조하면, 무선 전력 수신기는 전력 전송 단계에 진입하면 자신의 상태 정보-즉, 수신기 상태 정보-를 수집할 수 있다(S2001).Referring to FIG. 20, when the wireless power receiver enters the power transmission step, it can collect its own status information (i.e., receiver status information) (S2001).
무선 전력 수신기는 수집된 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다(S2003 내지 S2005). The wireless power receiver may determine whether a charge mode change is required based on the collected receiver state information (S2003 to S2005).
일 예로, 수신기 상태 정보는 배터리 충전 상태 정보를 포함할 수 있다. 만약, 일반 저전력 충전 모드로 충전 중 배터리 충전량이 소정 기준치 이하로 떨어지면, 무선 전력 수신기는 고속 충전 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다.In one example, the receiver status information may include battery charge status information. If the battery charge amount during charging falls below a predetermined reference value in the general low power charging mode, the wireless power receiver may determine that switching to the fast charging mode is necessary.
다른 일 예로, 수신기 상태 정보는 CPU 사용량에 관한 정보를 포함할 수 있다. 만약, 일반 저전력 충전 모드로 충전 중 CPU 사용량이 소정 기준치를 초과하여 전력 소모가 급격히 증가하는 경우, 무선 전력 수신기는 고속 충전 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다. In another example, the receiver status information may include information about CPU usage. If the power consumption of the wireless power receiver rapidly increases due to the CPU usage exceeding a predetermined reference value during charging in the general low power charging mode, the wireless power receiver may determine that switching to the fast charging mode is necessary.
또 다른 일 예로, 수신기 상태 정보는 응용 소프트웨어 및 주변 기기 상태 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, 현재 실행중인 응용 소프트웨어의 개수가 소정 기준치를 초과하는 경우, 무선 전력 수신기는 고속 충전 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다. 일 예로, 주변 기기 상태 정보는 카메라 구동 상태 정보, 후레쉬 구동 상태 정보, 스피커 구동 상태 정보 등을 포함할 수도 있다. 무선 전력 수신기는 주변 기기의 구동 상태에 기반하여 고속 충전 모드로의 전환이 필요한지 여부를 판단할 수도 있다.In another example, the receiver status information may include application software and peripheral status information. For example, if the number of currently running application software exceeds a predetermined threshold value, the wireless power receiver may determine that a switch to a fast charge mode is required. For example, the peripheral device status information may include camera driving status information, flash driving status information, speaker driving status information, and the like. The wireless power receiver may determine whether a switch to a fast charge mode is required based on the operating state of the peripheral device.
상기 판단 결과, 충전 모드 변경이 필요한 경우, 무선 전력 수신기는 변경될 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S2007).As a result of the determination, if the change of the charging mode is required, the wireless power receiver can generate a predetermined charging mode packet including the charging mode value to be changed and transmit the packet to the wireless power transmitter (S2007).
상기 2005 단계에서 충전 모드 변경이 필요하지 않은 경우, 무선 전력 수신기는 상기한 2001 단계로 회귀할 수 있다.If it is not necessary to change the charging mode in step 2005, the wireless power receiver may return to step 2001.
이상의 도 20의 설명에서는 무선 전력 수신기가 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드 변경 여부를 판단하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 전자 기기의 사용자 인터페이스상에서의 소정 사용자 메뉴 선택에 따라 특정 충전 모드로의 전환이 요청된 경우, 해당 충전 모드로의 전환을 요청하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.In the description of FIG. 20, it is described that the wireless power receiver determines whether to change the charging mode based on the receiver status information, but this is only one embodiment. In another example, When the switching to the specific charging mode is requested according to the selection of the predetermined user menu on the wireless terminal, the wireless terminal may generate a charging mode packet requesting switching to the charging mode and transmit the packet to the wireless power transmitter.
도 21은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining a wireless charging method on a wireless charging system according to an embodiment.
상세하게 도 21은 무선 충전 시스템상에서의 충전 모드 전환 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 21 is a flowchart for explaining a charging mode switching procedure on the wireless charging system.
도 21을 참조하면, 무선 전력 송신기(2110)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로의 천이 후 무선 전력 수신기(2120)로부터 최초 제어 오류 패킷이 수신되면 고속 충전 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(2120)에 전송할 수 있다(S2101 내지 S2102). 무선 전력 수신기(2120)는 수신된 제1 패킷에 기반하여 무선 전력 송신기(1510)가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인되고, 자신이 고속 충전이 가능한 기기인 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(2110)에 전송할 수 있다(S2103).Referring to FIG. 21, the
무선 전력 수신기(2120)와 무선 전력 송신기(2110)는 소정 충전 모드 변경 대기 시간이 경과하면, 동시에 고속 충전 모드로 전환하고 동작 주파수를 고정하여 고속 충전을 개시할 수 있다(S2104). 여기서, 충전 모드 변경 대기 시간은 미리 정의되거나, 상기 도 15에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(2120)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(2110)에 전달될 수도 있다. 또한 고정되는 동작 주파수는 미리 정의되거나, 상기 도 16에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(2120)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(2110)에 전달될 수도 있다.The
따라서, 실시예는 안정적으로 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서 고정한 후 무선 충전을 수행하기 때문에 충전 끊김 현상이 방지되고, 안정적이지 않는 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서의 무선 충전과 비교하여 충전 영역이 넓다.Therefore, since the embodiment performs stable wireless charging at an operating frequency for generating an AC signal, the charging disconnection is prevented, and compared with the wireless charging at an operating frequency generating an unstable AC signal, wide.
도 22는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to an embodiment.
도 22를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷이 무선 전력 수신기로부터 수신되면, 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S2201 내지 S2202).22, when a packet for initial power control after a transition is received from a wireless power receiver to a power transmission step, the wireless power transmitter generates a predetermined first packet indicating that the fast charge mode is supported and transmits the packet to the wireless power receiver (S2201 to S2202).
무선 전력 송신기는 충전 모드 값이 포함된 소정 제1 응답 패킷을 수신할 수 있다(S2203).The wireless power transmitter may receive a first response packet containing the charging mode value (S2203).
무선 전력 송신기는 충전 모드 값이 고속 충전 모드인지 확인할 수 있다(S2204).The wireless power transmitter can confirm that the charging mode value is the fast charging mode (S2204).
확인 결과, 고속 충전 모드이면, 무선 전력 송신기는 소정 시간 경과 후 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행할 수 있다(S2205). 소정 시간은 상기 제1 응답 패킷에 미리 정의되거나, 상기 도 15에 도시된 바와 같이, 충전 모드 변경 대기 시간일 수 있다. 또한 고정되는 동작 주파수는 상기 제1 응답 패킷에 미리 정의되거나, 상기 도 16에 도시된 바와 같이, 교류 신호를 생성하는 동작 주파수일 수 있다.As a result, if the wireless power transmitter is in the fast charging mode, the wireless power transmitter can charge the operation frequency in a fast charging mode after a predetermined time elapses (S2205). The predetermined time may be pre-defined in the first response packet, or may be a charge mode change waiting time, as shown in FIG. Also, the fixed operating frequency may be predefined in the first response packet, or may be an operating frequency for generating an alternating signal, as shown in FIG.
상기 2104 단계의 확인 결과, 고속 충전 모드가 아닌 경우-즉, 일반 저전력 충전 모드인 경우-, 무선 전력 송신기는 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2206).As a result of step 2104, if the wireless power transmitter is not in the fast charging mode (i.e., the general low power charging mode), the wireless power transmitter can perform charging in the general low power charging mode (S2206).
도 23은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.23 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
도 23을 참조하면, 무선 전력 송신기는 상기 도 4 내지 5의 식별 단계(530)(또는 식별 및 구성 단계(430)) 또는 전력 전송 단계(440, 540)에서 충전 모드 값이 고속 충전 모드로 설정된 충전 모드 패킷을 수신할 수 있다(S2301). Referring to Figure 23, the wireless power transmitter determines whether the charge mode value is set to the fast charge mode in the identifying step 530 (or identification and configuration step 430) or
이때, 무선 전력 송신기는 고속 충전이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S2302).At this time, the wireless power transmitter can determine whether fast charging is possible (S2302).
판단 결과, 고속 충전이 가능한 경우, 무선 전력 송신기는 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S2303).As a result of the determination, if the fast charging is possible, the wireless power transmitter may generate a predetermined first packet indicating that the fast charging mode is supported and transmit the first packet to the wireless power receiver (S2303).
무선 전력 송신기는 소정 시간 경과 후 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 무선 충전을 수행할 수 있다(S2304).The wireless power transmitter can fix the operating frequency and perform wireless charging in a fast charging mode after a predetermined time elapses (S2304).
상기한 2302 단계의 판단 결과, 고속 충전이 가능하지 않은 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기를 위해 고속 충전을 제공할 수 없음을 지시하는 소정 제2 패킷을 송신한 후 디폴트 설정된 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2305 내지 S2306). As a result of the determination in step 2302, if the fast power charging is not possible, the wireless power transmitter transmits a predetermined second packet indicating that fast charging can not be provided for the wireless power receiver, (S2305 to S2306).
도 24는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.24 is a diagram for explaining a wireless charging method on a wireless charging system according to another embodiment.
상세하게 도 24는 무선 충전 시스템상에서의 충전 모드 전환 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 24 is a flowchart for explaining a charging mode switching procedure on the wireless charging system.
도 24를 참조하면, 무선 전력 송신기(2410)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로의 천이 후 무선 전력 수신기(2420)로부터 최초 제어 오류 패킷이 수신되면 고속 충전 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(2420)에 전송할 수 있다(S2401 내지 S2402). 무선 전력 수신기(2420)는 수신된 제1 패킷에 기반하여 무선 전력 송신기(2410)가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인되고, 자신이 고속 충전이 가능한 기기인 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(2410)에 전송할 수 있다(S2403).Referring to FIG. 24, the
무선 전력 송신기(2420)는 제어 오류 패킷의 값이 0인 안정 제어 오류 패킷을 수신하기 위하여 동작 주파수를 변경하여 교류 신호를 생성할 수 있다(S2404).The
무선 전력 송신기(2410)는 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 소정의 개수 이상으로 수신하면, 동시에 고속 충전 모드로 전환하고 동작 주파수를 고정하여 고속 충전을 개시할 수 있다(S2405). 여기서, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값은 미리 정의되거나, 상기 도 17에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(2420)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(2410)에 전달될 수도 있다. When the
따라서, 실시예는 안정적으로 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서 고정한 후 무선 충전을 수행하기 때문에 충전 끊김 현상이 방지되고, 안정적이지 않는 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서의 무선 충전과 비교하여 충전 영역이 넓다.Therefore, since the embodiment performs stable wireless charging at an operating frequency for generating an AC signal, the charging disconnection is prevented, and compared with the wireless charging at an operating frequency generating an unstable AC signal, wide.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 25 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
도 25를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷이 무선 전력 수신기로부터 수신되면, 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S2501 내지 S2502).Referring to FIG. 25, when a packet for initial power control after a transition is received from a wireless power receiver to a power transmission step, the wireless power transmitter generates a predetermined first packet indicating that the fast charge mode is supported and transmits the packet to the wireless power receiver (S2501 to S2502).
무선 전력 송신기는 충전 모드 값이 포함된 소정 제1 응답 패킷을 수신할 수 있다(S2503).The wireless power transmitter may receive a predetermined first response packet including the charging mode value (S2503).
무선 전력 송신기는 충전 모드 값이 고속 충전 모드인지 확인할 수 있다(S2504).The wireless power transmitter can confirm that the charging mode value is the fast charging mode (S2504).
확인 결과, 충전 모드 값이 고속 충전 모드이면, 무선 전력 송신기는 동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인할 수 있다(S2505).As a result, if the charging mode value is the fast charging mode, the wireless power transmitter changes the operating frequency and generates an AC signal, and then confirm whether the stable control error packet is received (S2505).
안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인할 수 있다(S2506). 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 미만이면 상기 S2505단계를 반복할 수 있다.At a specific operating frequency at which the steady control error packet is received, the wireless power transmitter can determine whether the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value (S2506). The wireless power transmitter may repeat step S2505 if the counted number of consecutively received stable control error packets is less than a predetermined value.
확인결과, 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행할 수 있다(S2507). 소정 값은 상기 제1 응답 패킷에 미리 정의되거나, 상기 도 17에 도시된 바와 같이, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값일 수 있다. 실시예에 있어서, 고속 충전 모드는 인버터 타입을 풀 브릿티 타입으로 설정 또는 전환하고, 전력 제어 방식을 위상 제어 방식으로 설정 또는 전환하는 것을 말한다.As a result, if the counted number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than a predetermined value, the wireless power transmitter can perform the charging operation by fixing the operating frequency in the fast charging mode (S2507). The predetermined value may be predefined in the first response packet, or may be a charge mode change stable control error packet count value, as shown in FIG. In the embodiment, the fast charge mode refers to setting or switching the inverter type to the full type, and setting or switching the power control type to the phase control type.
상기 2504 단계의 확인 결과, 고속 충전 모드가 아닌 경우-즉, 일반 저전력 충전 모드인 경우-, 무선 전력 송신기는 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2508).As a result of the determination in step 2504, if the wireless power transmitter is not in the fast charging mode, that is, in the general low power charging mode, the wireless power transmitter can perform charging in the general low power charging mode (S2508).
실시예에 있어서, 일반 저전력 충전 모드는 인퍼터 타입을 하프 브릿지 타입으로 설정 또는 전환하고, 전력 제어 방식을 주파수 제어 방식으로 설정 또는 전환하는 것을 말한다.In the embodiment, the general low-power charging mode refers to setting or switching the in-putter type to the half bridge type, and setting or switching the power control mode to the frequency control mode.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.26 is a diagram for explaining a wireless charging method in a wireless power transmitter according to another embodiment.
도 26을 참조하면, 무선 전력 송신기는 상기 도 4 내지 5의 식별 단계(530)(또는 식별 및 구성 단계(430)) 또는 전력 전송 단계(440, 540)에서 충전 모드 값이 고속 충전 모드로 설정된 충전 모드 패킷을 수신할 수 있다(S2601). 26, the wireless power transmitter determines whether the charging mode value is set to the fast-charge mode in the identifying step 530 (or the identifying and configuring step 430) or the
이때, 무선 전력 송신기는 고속 충전이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S2602).At this time, the wireless power transmitter can determine whether fast charging is possible (S2602).
판단 결과, 고속 충전이 가능한 경우, 무선 전력 송신기는 고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S2603).As a result of the determination, if the fast charging is possible, the wireless power transmitter may generate a first packet indicating that the fast charging mode is supported and transmit the first packet to the wireless power receiver (S2603).
실시예에 있어서, 고속 충전 모드는 인버터 타입을 풀 브릿티 타입으로 설정 또는 전환하고, 전력 제어 방식을 위상 제어 방식으로 설정 또는 전환하는 것을 말한다.In the embodiment, the fast charge mode refers to setting or switching the inverter type to the full type, and setting or switching the power control type to the phase control type.
무선 전력 송신기는 동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인할 수 있다(S2604).The wireless power transmitter may change the operating frequency and generate an alternating current signal to confirm whether it receives a stable control error packet (S2604).
안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인할 수 있다(S2605). 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 미만이면 상기 S2604단계를 반복할 수 있다.At a specific operating frequency at which the steady control error packet is received, the wireless power transmitter can determine whether the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value (S2605). The wireless power transmitter can repeat step S2604 if the counted number of consecutively received stable control error packets is less than a predetermined value.
확인결과, 무선 전력 송신기는 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행할 수 있다(S2606). 소정 값은 상기 충전 모드 패킷에 미리 정의되거나, 상기 도 17에 도시된 바와 같이, 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값일 수 있다.As a result, if the counted number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than a predetermined value, the wireless power transmitter can perform charging in a fast charging mode by fixing the operating frequency in step S2606. The predetermined value may be predefined in the charge mode packet or may be a charge mode change stable control error packet count value, as shown in FIG.
실시예에 있어서, 고속 충전 모드는 인버터 타입을 풀 브릿티 타입으로 설정 또는 전환하고, 전력 제어 방식을 위상 제어 방식으로 설정 또는 전환하는 것을 말한다.In the embodiment, the fast charge mode refers to setting or switching the inverter type to the full type, and setting or switching the power control type to the phase control type.
상기한 2602 단계의 판단 결과, 고속 충전이 가능하지 않은 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기를 위해 고속 충전을 제공할 수 없음을 지시하는 소정 제2 패킷을 송신한 후 디폴트 설정된 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2607 내지 S2608). As a result of the determination in step 2602, if the fast power charging is not possible, the wireless power transmitter transmits a predetermined second packet indicating that fast charging can not be provided for the wireless power receiver, (S2607 to S2608).
실시예에 있어서, 일반 저전력 충전 모드는 인버터 타입을 하프 브릿지 타입으로 설정 또는 전환하고, 전력 제어 방식을 주파수 제어 방식으로 설정 또는 전환하는 것을 말한다.In the embodiment, the general low-power charging mode refers to setting or switching the inverter type to the half-bridge type, and setting or switching the power control mode to the frequency control mode.
도 27은 일 실시예에 따른 무선 전력 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.27 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power control apparatus according to an embodiment.
일 예로, 무선 전력 제어 장치는 무선 전력 송신기에 장착될 수 있다.As an example, the wireless power control device may be mounted in a wireless power transmitter.
도 27을 참조하면, 무선 전력 제어 장치(2700)는 전원부(2701), 직류-직류 변환기(DC-DC Converter, 2710), 구동부(2720), 공진 회로(2730), 센싱부(2740) 및 제어 통신부(2750)를 포함하여 구성될 수 있다. 27, the wireless
전원부(2701)는 외부 전원 단자를 통해 DC 전력을 인가 받아 직류-직류 변환기(2710)에 전달할 수 있다.The
제어 통신부(2750)는 도 6의 통신부(630)와 제어부(640)를 포함할 수 있다. 즉, 제어 통신부(2750)는 도 6의 통신부(630)와 제어부(640)의 기능을 모두 수행할 수 있다.The
직류-직류 변환기(2710)는 전원부(2701)로부터 수신되는 직류 전력의 세기를 특정 세기의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 예로, 직류-직류 변환기(2710)는 전압의 세기 조절이 가능한 가변 전압기로 구성될 수 있으며, 제어 통신부(2750)의 소정 제어 신호에 따라 출력 직류 전력의 세기를 조절할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The DC-
구동부(2720)는 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 공진 회로(2730)에 제공할 수 있다.The
구동부(2720)는 제1 스위치(2727), 제1 구동부(2720a) 및 제2 구동부(2720b)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 제1 구동부(2720a)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 경우 교류 전력을 제공할 수 있고, 제2 구동부(2720b)는 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 교류 전력을 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따른 제1 구동부(2720a)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드 및 고속 충전 모드 중 어느 하나의 충전 모드로 충전을 수행할 경우 교류 전력을 제공할 수 있고, 제2 구동부(2720b)는 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 교류 전력을 제공할 수 있다.The first driver 2720a according to one embodiment may provide AC power when the wireless power transmitter performs charging in a general low power charging mode and the second driver 2720b may provide AC power when the wireless power transmitter charges It is possible to provide AC power. The first driving unit 2720a according to another embodiment may provide AC power when the wireless power transmitter performs charging in any one of the general low power charging mode and the fast charging mode, May provide AC power when the wireless power transmitter performs charging in a fast charge mode.
이하 일 실시예에 따른 제1 구동부(2720a) 및 제2 구동부(2720b)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the first driver 2720a and the second driver 2720b according to one embodiment will be described in detail.
제어 통신부(1150)는 제1 스위치(2727) 제어를 통해 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력이 제1 구동부(2720a) 또는 제2 구동부(2720b)에 인가되도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 통신부(1150)는 무선 전력 송신기가 도 19 내지 도 26의 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 경우 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력이 제1 구동부(2720a)에 전달되도록 제1 스위치(2727)를 제어할 수 있다. 이때, 직류-직류 변환기(2710)로부터 출력된 직류 전력이 제2 구동부(2720b)에 인가되지 않도록 제어될 수 있다. 또한, 제어 통신부(1150)는 무선 전력 송신기가 도 19 내지 도 26의 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력이 제2 구동부(2720b)에 전달되도록 제1 스위치(2727)를 제어할 수 있다. 이때, 직류-직류 변환기(2710)로부터 출력된 직류 전력이 제1 구동부(2720a)에 인가되지 않도록 제어될 수 있다. The control communication unit 1150 may control the output DC power of the DC-
제1 구동부(2720a)는 제2 스위치(2721), 제1-1 인버터(2722), 제1-2 인버터(2723) 및 제1 교류 신호 제어부(2724)를 포함할 수 있다.The first driving unit 2720a may include a
일반 저전력 충전 모드의 경우, 제어 통신부(2750)는 제2 스위치(2721) 제어를 통해 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력이 제1-1 인버터(2722) 또는 제1-2 인버터(2723)에 인가되도록 제어할 수 있다. 일 예로, 일반 저전력 충전 모드에서, 제어 통신부(2750)는 송출 전력의 세기를 결정하고, 결정된 송출 전력의 세기에 기반하여 교류 신호 생성에 사용할 제1 구동부(2720a)의 인버터 타입을 결정하고, 결정된 인버터 타입에 따라 제2 스위치(2721)를 제어할 수 있다. 여기서, 송출 전력의 세기는 무선 전력 송신 장치로부터 수신되는 피드백 신호에 기반하여 결정될 수 있다. 일 예로, 피드백 신호는 WPC 표준에 정의된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 포함할 수 있다.In the case of the general low-power charging mode, the
제어 통신부(2750)는 하프 브릿지 타입의 제1-1 인버터(2722)가 활성화된 상태에서 피드백 신호에 기반하여 결정된 송출 전력의 세기가 소정 임계치를 초과하는 경우, 직류-직류 변환기(2710)의 출력 직류 전력이 풀 브릿지 타입의 제1-2 인버터(2722)에 전달되도록 제2 스위치(2721)를 제어할 수 있다. 이때, 직류-직류 변환기(2710)로부터 출력된 직류 전력이 제1-1 인버터(2722)에 인가되지 않도록 제어될 수 있다. The
제어 통신부(2750)는 제1-1 내지 제1-2 인버터(2722, 2723) 중 어느 하나가 활성화된 상태에서 결정된 송출 전력의 세기에 따라 전력 제어 방식의 변경이 필요한지 판단할 수 있다. 판단 결과, 전력 제어 방식 변경이 필요하면, 제어 통신부(2750)는 제1 교류 신호 제어부(2724)를 제어하여 동적으로 전력 제어 방식을 변경할 수 있다. 일 예로, 제1 교류 신호 제어부(2724)의 전력 제어 방식은 듀티 사이클 제어 방식, 구동 주파수 제어 방식, 위상 변이 제어 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
일 예로, 제어 통신부(2750)는 하프 브릿지 타입의 제1-1 인버터(2722)가 활성화된 경우, 결정된 송출 전력의 세기에 따라 듀티 사이클 제어 방식 및 구동 주파수 제어 방식 중 어느 하나를 선택하여 전력 제어를 수행할 수 있다. 반면, 풀 브릿지 타입의 제1-2 인버터(2723)가 활성화된 경우, 제어 통신부(2750)는 결정된 송출 전력의 세기에 따라 위상 변이 제어 방식 및 구동 주파수 제어 방식 중 어느 하나를 선택하여 전력 제어를 수행할 수 있다.For example, when the half-bridge type 1-1
다른 일 예로, 제어 통신부(2750)는 하프 브릿지 타입의 제1-1 인버터(2722)가 활성화된 경우, 결정된 송출 전력의 세기에 따라 위상 변이 제어 방식 및 구동 주파수 제어 방식 중 어느 하나를 선택하여 전력 제어를 수행할 수 있다. 반면, 풀 브릿지 타입의 제1-2 인버터(2723)가 활성화된 경우, 제어 통신부(2750)는 결정된 송출 전력의 세기에 따라 듀티 사이클 제어 방식 및 구동 주파수 제어 방식 중 어느 하나를 선택하여 전력 제어를 수행할 수도 있다.In another example, when the half-bridge type 1-1
제어 통신부(2750)는 제1 구동부(2720a)의 듀티 사이클 제어 방식 또는 위상 변이 제어 방식을 통해 전력 제어가 수행되고 있는 경우, 구동 주파수가 변경되지 않도록 제1 교류 신호 제어부(2724)를 제어할 수도 있다.The
제어 통신부(2750)는 제1 구동부(2720a)의 듀티 사이클 제어 방식으로 전력 제어 중 피드백 신호에 따라 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 듀티 사이클이 소정 듀티 사이클 상한치를 초과하는 경우, 전력 제어 방식이 듀티 사이클 제어 방식에서 구동 주파수 제어 방식으로 변경되도록 교류 신호 제어부(2724)를 제어할 수 있다.When the duty cycle corresponding to the intensity of the transmission power determined according to the feedback signal during the power control in the duty cycle control scheme of the first driver 2720a exceeds the predetermined duty cycle upper limit, the
제어 통신부(2750)는 제1 구동부(2720a)의 하프 브릿지 타입의 제1-1 인버터(2722)가 활성화된 상태에서 구동 주파수 제어 방식으로 전력 제어 중, 결정된 송출 전력에 대응되는 구동 주파수가 소정 구동 주파수 하한치 미만인 경우, 풀 브릿지 타입의 제1-2 인버터(2723)가 활성화되고, 하프 브릿지 타입의 제1-1 인버터(2722)를 비활성화되도록 제1 교류 신호 제어부(2724)를 제어할 수도 있다.The
듀티 사이클 제어 방식은 제1 구동부(2720a)의 구동 주파수가 고정된 상태에서 교류 전력 신호의 듀티 레이트(Duty Rate)를 제어함으로써, 단위 시간 동안의 평균 송출 전력을 조절하는 무선 전력 제어 방식이다. 이때, 듀티 레이트는 10~50%의 조절 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The duty cycle control scheme is a wireless power control scheme for controlling the average transmission power during a unit time by controlling the duty rate of the AC power signal in a state where the driving frequency of the first driving unit 2720a is fixed. At this time, the duty rate may have a control range of 10 to 50%, but is not limited thereto.
구동 주파수 제어 방식은 제1 구동부(2720a)의 동작 주파수를 조절하여 공진 회로(2730)를 통해 송출되는 전력의 세기를 조절하는 무선 전력 제어 방식이다. 공진 회로(2730)를 구성하는 캐패시터(Capacitor)의 캐패시턴스와 인덕터(Inductor)의 인덕턴스에 의해 결정되는 공진 주파수와 제1 교류 신호 제어부(2724)에 의해 생성된 동작 주파수의 매칭 정도에 따라 공진 회로(2730)를 통해 송출되는 전력의 세기는 조절될 수 있다. 일 예로, 공진 회로(2730)에 의해 결정되는 공진 주파수와 제1 교류 신호 제어부(2724)에 의해 생성된 동작 주파수가 일치하는 경우, 최대 전력이 송출될 수 있다. 일 예로, 제1 구동부(2720a)의 동작 주파수의 조절 범위는 110KHz부터 205KHz까지이고, 110KHz가 송출 전력의 세기가 최대가 되는 공진 주파수일 수 있다.The driving frequency control method is a wireless power control method of adjusting the operating frequency of the first driving part 2720a to adjust the intensity of power transmitted through the
위상 변이 제어 방식은 제1 구동부(2720a)의 특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호의 위상을 조절하여 송출 전력의 세기를 제어하는 무선 전력 제어 방식이다. 일 예로, 제1 구동부(2720a)의 위상 조절 범위는 0도에서 133도 사이의 값일 수 있다.The phase shift control scheme is a wireless power control scheme for controlling the intensity of transmitted power by adjusting the phase of an AC signal having a specific operating frequency of the first driver 2720a. For example, the phase adjustment range of the first driver 2720a may be a value between 0 and 133 degrees.
제2 구동부(2720b)는 제2 인버터(2725) 및 제2 교류 신호 제어부(2725)를 포함할 수 있다.The second driving unit 2720b may include a
제2 인버터(2725)는 하프 브릿지 타입 및 풀 브릿지 타입 중 어느 하나의 타입일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 인버터(2725)는 풀 브릿지 타입일 경우 하프 브릿지 타입의 경우 보다 도통되는 전류량이 감소하므로 노이즈 전류의 크기가 감소하므로 충전 끊김 현상이 방지 된다.The
제어 통신부(2750)는, 고속 충전 모드에서, 송출 전력의 세기를 결정하고 제2 인버터(2725)를 활성화한 상태에서 제2 교류 신호 제어부(2726)가 전력 제어를 수행하도록 할 수 있다. 일 예로, 제2 교류 신호 제어부(2726)의 전력 제어 방식은 위상 변이 제어 방식일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The
일 예로, 풀 브릿지 타입의 제2 인버터(2725)가 활성화된 경우, 제어 통신부(2750)는 결정된 송출 전력의 세기에 따라 위상 변이 제어 방식으로 전력 제어를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 통신부(2750)는 제2 구동부(2720b)의 위상 변이 제어 방식을 통해 전력 제어가 수행되고 있는 경우, 구동 주파수가 변경되지 않도록 제2 교류 신호 제어부(2726)를 제어할 수 있다. 따라서, 실시예는 고속 무선 충전에서 안정적으로 전력을 제어할 수 있다.For example, when the full bridge type
위상 변이 제어 방식은 제2 구동부(2720b)의 특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호의 위상을 조절하여 송출 전력의 세기를 제어하는 무선 전력 제어 방식이다. 일 예로, 제2 구동부(2720b)의 위상 조절 범위는 0도에서 133도 사이의 값일 수 있다. 특정 동작 주파수는 도 21 내지 도 26의 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 고정되는 동작 주파수 일 수 있다.The phase shift control scheme is a wireless power control scheme for controlling the intensity of transmitted power by adjusting the phase of an AC signal having a specific operating frequency of the second driver 2720b. For example, the phase adjustment range of the second driver 2720b may be a value between 0 and 133 degrees. The specific operating frequency may be a fixed operating frequency when charging is performed in the fast charge mode of FIGS. 21-26.
공진 회로(2730)는 특정 공진 주파수가 형성되고, 특정 임피던스 값을 가지도록 구성된 적어도 하나의 캐피시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함하여 구성될 수 있다.The
공진 회로(2730)에 포함된 송신 코일의 개수가 복수개인 경우, 해당 송신 코일의 배치 구조에 관계없이 송신 코일 별 임피던스 값이 동일하도록 공진 회로(2730)가 구성될 수 있다.When there are a plurality of transmission coils included in the
제어 통신부(2750)는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 인밴드 신호를 복조할 수 있다. 일 예로, 제어 통신부(2750)는 전력 전송 단계(440 또는 560)로 진입 후 소정 주기로 수신되는 제어 오류 패킷을 복조하고, 복조된 제어 오류 패킷에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다.The
제어 통신부(2750)는 무선 전력 수신기에 전송할 패킷을 변조하여 공진 회로(2730)에 전송할 수도 있다. 일 예로, 제어 통신부(2750)는 협상 단계(540)에서 FOD 상태 패킷이 수신되면, 품질 인자 값에 기반한 FO 검출 절차의 수행 여부를 지시하는 소정 응답 패킷을 생성하고, 이를 변조하여 공진 회로(2730)에 전송할 수 있다.The
여기서, 응답 패킷이 ACK 패킷이면 무선 전력 송신 장치가 품질 인자 값에 기반한 이물질 감지 절차를 수행함을 의미할 수 있다. 반면, 응답 패킷이 NACK 패킷이면 품질 인자 값에 기반한 이물질 감지 절차를 수행하지 않음을 의미할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 탑재된 소프트웨어 버전 및 장착된 하드웨어 버전에 기반하여 자신이 품질 인자 값에 기반한 이물질 감지가 가능한지 여부를 식별할 수 있다.Here, if the response packet is an ACK packet, it means that the wireless power transmission apparatus performs a foreign matter detection process based on the quality factor value. On the other hand, if the response packet is a NACK packet, it means that the foreign substance detection procedure based on the quality factor value is not performed. The wireless power transmission device can identify whether or not it is possible to detect foreign matter based on the quality factor value based on the installed software version and the installed hardware version.
센싱부(2740)는 무선 전력 송신 장치의 특정 노드, 특정 부품, 특정 위치 등에서의 전압, 전류, 전력 및 온도 등을 측정할 수 있다. 일 예로, 센싱부(2740)는 직류-직류 컨버터(2710)와 구동부(2720) 사이의 전류/전압/전력의 세기를 측정하고, 측정 결과를 제어 통신부(2750)에 전달할 수 있다. 다른 일 예로, 센싱부(2740)는 공진 회로(2730)의 인덕터에 흐르는 전류의 세기와 캐패시터에 인가되는 전압의 세기를 측정하고, 측정 결과를 제어 통신부(2750)에 전달할 수도 있다.The
도 28은 도 27의 제1 교류 신호 제어부(2724)의 세부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 28 is a block diagram for explaining the detailed structure of the first
도 28을 참조하면, 제1 교류 신호 제어부(2724)는 위상 변이부(Phase Shift Unit, 2810), 동작 주파수 생성부(Operating Frequency Generation Unit, 2820), 듀티 사이클 조절부(Duty Cycle Control Unit, 2830), 게이트 드라이버(Gate Driver, 2840) 및 제어부(Controller, 2850)를 포함하여 구성될 수 있다.28, the first
제어부(2850)는 제어 통신부(2750)와의 통신을 수행하고, 제어 통신부(2750)의 제어 신호에 따라 하부 모듈을 제어할 수 있다. 여기서, 하부 모듈은 상기 위상 변이부(Phase Shift Unit, 2810), 동작 주파수 생성부(Operating Frequency Generation Unit, 2820), 듀티 사이클 조절부(Duty Cycle Control Unit, 2830) 및 게이트 드라이버(Gate Driver, 2840)를 포함한다.The
위상 변이부(2810)는 동작 주파수 생성부(2820)에 의해 생성된 교류 신호의 위상을 조절할 수 있다. 위상이 조절된 교류 신호는 게이트 드라이버(2840)에 전달될 수 있다. 일 예로, 위상 조절 범위는 0도에서 133도 사이의 값일 수 있다.The
동작 주파수 생성부(2820)는 제어부(2850)의 제어 신호에 따라 특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호를 생성할 수 있다. 생성된 교류 신호는 위상 변이부(Phase Shift Unit, 2810), 듀티 사이클 조절부(2830), 게이트 드라이버(1240) 중 어느 하나에 전달될 수 있다. 일 예로, 동작 주파수 생성부(2820)에 의해 조절 가능한 동작 주파수 범위는 110KHz부터 205KHz까지이고, 110KHz가 송출 전력의 세기가 최대가 되는 공진 주파수일 수 있다. 이 경우, 하프 브릿지 타입의 인버터가 활성화된 경우, 동작 주파수 제어 방식의 동작 주파수 조절 범위는 172KHZ에서 205KHz 사이의 값이고, 풀 브릿지 타입의 인버터가 활성화된 경우, 동작 주파수 제어 방식의 동작 주파수 조절 범위는 110KHz에서 172KHz 사이의 값일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
듀티 사이클 조절부(2830)는 동작 주파수 생성부(2820)에 의해 생성된 교류 신호의 듀티 레이트를 조절할 수 있다. 듀티 레이트가 조절된 교류 신호는 게이트 드라이버(2840)에 전달될 수 있다. 일 예로, 듀티 레이트의 조절 범위는 10~50%일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
게이트 드라이버(2840)는 입력된 교류 신호에 기반하여 제1-1 인버터(2722) 또는 제1-2 인버터(2723)에 구비된 스위치를 제어할 수 있다.The
게이트 드라이버(2840)에 입력되는 교류 신호는 적어도 하나의 펄스 폭 변조 신호일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The alternating signal input to
도 29는 일 실시예에 따른 직류 신호를 교류 신호로 변환하는 인버터의 기본적인 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for explaining the basic operation principle of an inverter for converting a DC signal into an AC signal according to an embodiment.
상기 도 28의 구동부(2720)는 하프 브리지 타입의 인버터 및 풀 브리지 타입의 인버터를 포함하여 구성될 수 있다. The
도면 번호 29a를 참조하면, 하프 브리지 인버터는 두 개의 스위치(S1 및 S2)를 포함하고, 게이트 드라이버의 스위치 ON/OFF 제어에 따라 출력 전압(Vo)이 변경될 수 있다. 일 예로, S1 스위치가 단락되고, S2 스위치가 개방되면, 출력 전압(Vo)는 입력 전압인 +Vdc 값을 갖는다. 반면, S1 스위치가 개방되고, S2 스위치가 단락되면, 출력 전압(Vo)는 0 값을 갖는다. 하프 브리지 인버터(13a)는 소정 주기로 S1 스위치와 S2 스위치가 교차 단락되면, 해당 주기를 갖는 교류 파형을 출력할 수 있다. Referring to reference numeral 29a, the half bridge inverter includes two switches S1 and S2, and the output voltage Vo can be changed according to the switch ON / OFF control of the gate driver. For example, when the S1 switch is short-circuited and the S2 switch is open, the output voltage Vo has a value of + Vdc, which is the input voltage. On the other hand, when the S1 switch is opened and the S2 switch is short-circuited, the output voltage Vo has a value of zero. The half bridge inverter 13a can output an AC waveform having the corresponding period when the switches S1 and S2 are short-circuited at predetermined intervals.
상기 도 29의 도면 부호 29b를 참조하면, 풀 브리지 인버터는 네 개의 스위치(S1, S2, S3 및 S4)를 포함하여 구성될 수 있으며, 게이트 드라이버의 스위치 ON/OFF 제어에 따라 출력 전압(Vo) 레벨은 도면 번호 29b에 포함된 표에 도시된 바와 같이, +Vdc 또는 -Vdc 또는 0의 값을 가질 수 있다. 일 예로, S1 스위치와 S2 스위치가 단락되고, 나머지 스위치가 개방되면, 출력 전압(Vo) 레벨은 +Vdc 값을 가진다. 반면, S3 스위치와 S4 스위치가 단락되고, 나머지 스위치가 개방되면, 출력 전압(Vo) 레벨은 -Vdc 값을 가진다.29, the full bridge inverter may include four switches S1, S2, S3, and S4, and the output voltage Vo may be controlled according to the switch ON / OFF control of the gate driver. The level may have a value of + Vdc or -Vdc or 0, as shown in the table included in figure 29b. For example, when the S1 switch and the S2 switch are short-circuited and the remaining switches are opened, the output voltage Vo level has a value of + Vdc. On the other hand, when the S3 switch and the S4 switch are short-circuited and the remaining switches are opened, the output voltage Vo has a value of -Vdc.
도 30는 일 실시예에 따른 하프 브릿지 타입의 인버터가 장착된 무선 전력 송신 장치의 등가 회로도이다.30 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission apparatus equipped with a half bridge type inverter according to an embodiment.
도 30의 하프 브릿지 타입의 인버터는 도 28의 제1-1인버터(2722)일 수 있다.The half bridge type inverter of FIG. 30 may be the 1-1
이하 설명의 편의를 위해, 하프 브릿지 타입의 인버터를 제1 인버터와 혼용하여 사용하기로 한다.For convenience of explanation, a half bridge type inverter is used in combination with the first inverter.
도 30을 참조하면, 제1 인버터(3020)는 제1 스위치(3021) 및 제2 스위치(3022)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 인버터(3020)는 캐패시터(3031)와 인덕터(3032)로 구성된 공진 회로(3030)에 연결된다. 전원(3010)으로부터 공급되는 직류 전력은 제1 인버터(3020)의 스위치 제어를 통해 교류 신호로 변환되어 공진 회로(3030)에 전달될 수 있다. Referring to FIG. 30, the
상기 도 30의 실시예에서는 하나의 캐패시터(3031)와 하나의 인덕터(3032)를 포함하는 공진 회로(3030)가 구비된 무선 전력 송신 장치를 예를 들어 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 공진 회로(3030)를 구성하는 캐패시터 및 인덕터의 개수 및 그것들의 회로 구성은 당업자의 설계 목적에 따라 상이할 수 있음을 주의해야 한다. 30, a wireless power transmission apparatus having a
도 31은 일 실시예에 따른 풀 브릿지 타입의 인버터가 장착된 무선 전력 송신 장치의 등가 회로도이다.31 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission apparatus equipped with a full bridge type inverter according to an embodiment.
도 31의 풀 브릿지 타입의 인버터는 도 28의 제1-2 인버터(2723) 또는 제2 인버터(2725)일 수 있다.The full bridge type inverter of FIG. 31 may be the 1-2
이하 설명의 편의를 위해, 풀 브릿지 타입의 인버터를 제2 인버터와 혼용하여 사용하기로 한다.For the sake of convenience, the full bridge type inverter is used in combination with the second inverter.
도 31을 참조하면, 제2 인버터(3120)는 제1 내지 제4 스위치(3121, 3122, 3123, 3124)를 포함할 수 있다. 제2 인버터(3120)는 캐패시터(3131)와 인덕터(3132)로 구성된 공진 회로(3130)에 연결된다. 전원(3110)으로부터 공급되는 직류 전력은 제2 인버터(3120)의 스위치 제어를 통해 교류 신호로 변환되어 공진 회로(3130)에 전달될 수 있다. Referring to FIG. 31, the
상기 도 31의 실시예에서는 하나의 캐패시터(3131)와 하나의 인덕터(3132)를 포함하는 공진 회로(3130)가 구비된 무선 전력 송신 장치를 예를 들어 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 공진 회로(3130)를 구성하는 캐패시터 및 인덕터의 개수 및 그것들의 회로 구성은 당업자의 설계 목적에 따라 상이할 수 있음을 주의해야 한다.31, a wireless power transmission apparatus having a
도 32은 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 무선 충전을 위한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.32 is a flowchart for explaining a wireless power control method for wireless charging in a general low-power charging mode according to an embodiment.
도 32을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 도 19 내지 도 26에 따라 일반 저전력 충전 모드 및 고속 충전 모드 중 어느 하나의 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있다(S3201, S3202).Referring to FIG. 32, the wireless power transmission apparatus can perform wireless charging in any one of the general low-power charging mode and the fast charging mode according to FIGS. 19 to 26 (S3201 and S3202).
일반 저전력 충전 모드가 선택되면, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신기의 카테고리 및(또는) 피드백 채널을 통해 수신된 요구 전력 정보에 기반하여 결정되는 초기 송출 전력 세기에 기반하여 교류 신호 생성을 위한 인버터 타입을 결정하고, 해당 인버터를 활성화시킬 수 있다(S3203). 여기서, 피드백 채널은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일 주파수 대역을 사용하는 인밴드 통신 채널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 이용한 근거리 무선 통신 채널일 수도 있다. If the general low power charging mode is selected, the wireless power transmission device will generate an inverter type for AC signal generation based on the initial transmission power intensity determined based on the category of the wireless power receiver and / or the required power information received via the feedback channel And can activate the inverter (S3203). Here, the feedback channel may be an in-band communication channel that uses the same frequency band as the frequency band used for the wireless power transmission, but is not limited thereto. For example, the feedback channel may be a short- Or a communication channel.
무선 전력 송신 장치는 피드백 채널을 통해 전력 제어를 요청하는 소정 피드백 신호가 수신되면, 수신된 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3204).When a predetermined feedback signal requesting power control via the feedback channel is received, the wireless power transmission apparatus can determine the strength of the transmission power based on the received feedback signal (S3204).
무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기가 현재 활성화된 인버터 타입으로 지원 가능한가를 판단할 수 있다(S3205).The wireless power transmission apparatus can determine whether the strength of the determined transmission power can be supported by the currently activated inverter type (S3205).
판단 결과, 지원 가능하지 않으면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 인버터 타입 및 전력 제어 방식을 새롭게 결정할 수 있다(S3206). 이때, 무선 전력 송신 장치는 새롭게 결정된 인버터 타입을 이용하여 교류 신호를 생성하고, 새롭게 결정된 전력 제어 방식 및 피드백 신호에 따라 송출 전력의 세기를 제어할 수 있다.As a result of the determination, if the support is not possible, the wireless power transmission apparatus can newly determine the inverter type and the power control scheme corresponding to the determined transmission power level (S3206). At this time, the wireless power transmission apparatus can generate the AC signal using the newly determined inverter type, and can control the intensity of the output power according to the newly determined power control method and feedback signal.
상기한 S3205 단계의 판단 결과, 지원 가능하면, 무선 전력 송신 장치는 전력 제어 방식의 변경이 필요한지 판단할 수 있다(S3207). 여기서, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3204 단계에서 결정된 송출 전력의 세기가 현재 활성화된 전력 제어 방식을 통해 조절 가능한 세기인지를 확인하여 전력 제어 방식의 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.As a result of the determination in step S3205, if it is supported, the wireless power transmission apparatus can determine whether it is necessary to change the power control scheme (S3207). Here, the wireless power transmission apparatus can determine whether it is necessary to change the power control mode by checking whether the intensity of the transmission power determined in step S3204 is an adjustable intensity through the currently active power control scheme.
판단 결과, 변경이 필요하면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 전력 제어 방식을 새롭게 결정하고, 현재 활성화된 전력 제어 방식을 새롭게 결정된 전력 제어 방식으로 변경하여 전력 제어를 수행할 수 있다(S3208).As a result of the determination, if it is necessary to change, the wireless power transmission apparatus newly determines a power control scheme corresponding to the determined transmission power, and performs power control by changing the currently active power control scheme to a newly determined power control scheme (S3208).
상기한 S3207 단계의 판단 결과, 변경이 필요하지 않으면, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3204 단계로 회귀할 수 있다.If it is determined in step S3207 that no change is required, the wireless power transmission apparatus may return to step S3204.
도 33는 다른 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 무선 충전을 위한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.33 is a flowchart for explaining a wireless power control method for wireless charging in a general low-power charging mode according to another embodiment.
도 33을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 도 19 내지 도 26에 따라 일반 저전력 충전 모드 및 고속 충전 모드 중 어느 하나의 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있다(S3301, S3302).Referring to FIG. 33, the wireless power transmission apparatus can perform wireless charging in any one of the general low-power charging mode and the fast charging mode according to FIGS. 19 to 26 (S3301 and S3302).
일반 저전력 충전 모드가 선택되면, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계 진입 후 첫번째 수신된 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기 결정할 수 있다(S3303).When the general low power charging mode is selected, the wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the transmission power based on the first received feedback signal after entering the power transmission step (S3303).
무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 인버터 타입 결정할 수 있다(S3304).The wireless power transmission apparatus can determine the inverter type corresponding to the determined transmission power level (S3304).
무선 전력 송신 장치는 결정된 인버터 타입에 대응하여 선택 가능한 전력 제어 방식들 중 결정된 송출 전력의 세기를 지원하는 전력 제어 방식을 결정할 수 있다(S3305).The wireless power transmission apparatus may determine a power control scheme supporting the determined transmission power intensity among the selectable power control schemes corresponding to the determined inverter type (S3305).
이 후, 무선 전력 송신 장치는 주기적으로 수신되는 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3306).Thereafter, the wireless power transmission apparatus may determine the intensity of the transmission power based on the periodically received feedback signal (S3306).
무선 전력 송신 장치는 상기한 S3306 단계에서 결정된 송출 전력의 세기가 결정된 전력 제어 방식에 대응하여 미리 정의된 전력 조절 범위 이내인지를 판단할 수 있다(S3307).The wireless power transmission apparatus can determine whether the intensity of the transmission power determined in step S3306 is within a predetermined power adjustment range corresponding to the determined power control scheme (S3307).
판단 결과, 전력 조절 범위를 벗어나면, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3306 단계에서 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 인버터 타입 및(또는) 전력 제어 방식을 재결정할 수 있다(S3308).As a result of the determination, if the power control range is exceeded, the wireless power transmission apparatus can reassign the inverter type and / or the power control scheme corresponding to the intensity of the transmission power determined in step S3306 (S3308).
상기한 3307 단계의 판단 결과, 전력 조절 범위 이내이면, 무선 전력 송신 장치는 현재 활성화된 인버터 타입 및 전력 제어 방식을 유지하고, 상기한 S3306 단계를 수행할 수 있다.As a result of the determination in step 3307, if the power control range is within the power control range, the wireless power transmission apparatus can maintain the currently active inverter type and power control scheme and perform step S3306.
도 34은 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 송출 전력 세기 변화에 따른 인버터 타입 및 전력 제어 방식 전환 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 34 is a view for explaining a method of switching an inverter type and a power control scheme according to a change in transmission power intensity in a general low-power charging mode according to an embodiment.
일반 저전력 충전 모드에서 무선 전력 송신 장치는 전력 제어를 요청하는 피드백 신호가 수신되면, 송출 전력의 세기를 결정하고, 결정된 송출 전력의 세기에 기반하는 인버터 타입 및 전력 제어 방식을 결정할 수 있다.In a general low power charging mode, the wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the output power and determine the inverter type and the power control scheme based on the determined output power level, when a feedback signal requesting power control is received.
이하에서는 전력 전송 단계로 진입 후, 시간이 제1 시점에서 제4 시점까지 경과하는 동안 피드백 신호에 기반하여 결정된 송출 전력의 세기에 따라 인버터 타입 및 전력 제어 방식을 전환 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of switching the inverter type and the power control method according to the intensity of the transmission power determined based on the feedback signal during the passage of time from the first time point to the fourth time point after entering the power transmission step will be described in detail.
도 34를 참조하면, 제1 시점에서 수신된 피드백 신호에 의해 결정된 송출 전력의 세기가 A이면, 무선 전력 송신 장치는 인버터 타입을 하프 브릿지로 결정하고, 전력 제어 방식을 듀티 사이클 제어 방식으로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 34, if the intensity of the transmission power determined by the feedback signal received at the first time point is A, the wireless power transmission apparatus can determine the inverter type as a half bridge and the power control method as a duty cycle control method have.
제2 시점에서 수신된 피드백 신호에 의해 결정된 송출 전력의 세기가 B인 경우, 인버터 타입은 하프 브릿지로 유지되고, 전력 제어 방식은 듀티 사이클 제어 방식에서 동작 주파수 제어 방식으로 전환될 수 있다.When the intensity of the transmission power determined by the feedback signal received at the second time point is B, the inverter type is maintained as a half bridge, and the power control method can be switched from the duty cycle control method to the operation frequency control method.
제3 시점에서 수신된 피드백 신호에 의해 결정된 송출 전력의 세기가 C인 경우, 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 인버터 타입이 풀 브릿지이므로, 무선 전력 송신 장치는 인버터 타입을 하프 브릿지에서 풀 브리지로 전환하고, 전력 제어 방식은 위상 변이 제어 방식으로 결정할 수 있다.When the intensity of the transmission power determined by the feedback signal received at the third time point is C, the inverter type corresponding to the determined transmission power level is the full bridge, so that the wireless power transmission device switches the inverter type from the half bridge to the full bridge And the power control method can be determined by the phase shift control method.
제4 시점에서 피드백 신호에 의해 결정된 송출 전력의 세기가 D인 경우, 무선 전력 송신 장치는 인버터 타입을 풀 브릿지로 유지하고, 전력 제어 방식은 위상 변이 제어 방식에서 동작 주파수 제어 방식으로 전환할 수 있다.When the intensity of the transmission power determined by the feedback signal at the fourth time point is D, the wireless power transmission apparatus can maintain the inverter type as a full bridge, and the power control method can switch from the phase shift control method to the operation frequency control method .
도 35는 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 하프 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 35 is a flowchart illustrating a method of controlling wireless power in a state where a half bridge is activated in a general low power charging mode according to an embodiment.
도 35를 참조하면, 일반 저전력 충전 모드에서 무선 전력 송신 장치는 하프 브릿지가 활성화된 상태에서 수신된 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3501 내지 S3502). 일 예로, 피드백 신호는 WPC 표준에 정의된 제어 오류 패킷일 수 있으며, 전력 전송 단계에서 주기적으로 수신될 수 있다.Referring to FIG. 35, in the general low power charging mode, the wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the transmission power based on the feedback signal received when the half bridge is activated (S3501 to S3502). As an example, the feedback signal may be a control error packet defined in the WPC standard and may be received periodically in the power transmission phase.
무선 전력 송신 장치는 현재 활성화된 전력 제어 방식이 듀티 사이클 제어 방식인지 확인할 수 있다(S3503).The wireless power transmission apparatus can confirm whether the currently active power control scheme is the duty cycle control scheme (S3503).
확인 결과, 현재 활성화된 전력 제어 방식이 듀티 사이클 제어 방식이면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응하는 듀티 레이트가 소정 듀티 레이트 조절 하한치보다 작은지 판단할 수 있다(S3504). 일 예로, 듀티 레이트 조절 범위는 10%에서 50% 사이의 값일 수 있다. 듀티 사이클 제어 방식이 활성화된 경우, 듀티 레이트가 50%로 설정되었을 때 가장 작은 전력이 송출되고, 듀티 레이트가 10%로 설정되었을 때 가장 큰 전력이 송출될 수 있다. If the currently active power control scheme is the duty cycle control scheme, the wireless power transmission apparatus can determine whether the duty rate corresponding to the determined transmission power is less than the predetermined lower limit of the duty rate adjustment (S3504). As an example, the duty rate adjustment range may be a value between 10% and 50%. When the duty cycle control scheme is activated, the smallest power is delivered when the duty rate is set to 50%, and the largest power can be delivered when the duty rate is set to 10%.
듀티 사이클 제어 방식이 활성화된 상태에서 피드백 신호에 기반하여 결정된 송출 전력의 세기에 상응하는 듀티 레이트가 소정 듀티 레이트 하한치보다 작은 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 제어 방식을 듀티 사이클 제어 방식에서 동작 주파수 제어 방식으로 전환시킬 수 있다(S3505).When the duty rate corresponding to the intensity of the transmission power determined based on the feedback signal is less than the predetermined lower limit value of the duty ratio in the active state of the duty cycle control scheme, the wireless power transmission apparatus performs the power control scheme in the duty cycle control scheme, (S3505).
무선 전력 송신 장치는 동작 주파수 제어 방식이 활성화된 상태에서 수신되는 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S5306).The wireless power transmission apparatus may determine the intensity of the transmitted power based on the feedback signal received when the operation frequency control method is activated (S5306).
무선 전력 송신 장치는 상기한 3506 단계에서 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 작은지 판단할 수 있다(S3507).The wireless power transmission apparatus can determine whether the operating frequency corresponding to the transmitted power determined in step 3506 is less than a predetermined lower limit of the operating frequency control in step S3507.
판단 결과, 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 작으면, 무선 전력 송신 장치는 인버터 타입을 풀 브릿지 타입으로 전환시킬 수 있다(S3508).As a result of the determination, if the predetermined lower limit of the operating frequency is smaller than the lower limit, the wireless power transmission apparatus can convert the inverter type to the full bridge type (S3508).
상기한 S3507 단계의 판단 결과, 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 크면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 상한치보다 큰지를 판단할 수 있다(S3509).If it is determined in step S3507 that the operating frequency corresponding to the determined transmission power is greater than the lower limit of the predetermined operation frequency, the wireless power transmission apparatus determines whether the operating frequency corresponding to the determined transmission power is higher than the predetermined upper limit (S3509).
판단 결과, 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 상기 동작 주파수 상한치보다 크면, 무선 전력 송신 장치는 전력 제어 방식을 동작 주파수 제어 방식에서 듀티 사이클 제어 방식으로 전환시킬 수 있다(S3510).As a result of the determination, if the operation frequency corresponding to the determined transmission power is greater than the upper limit of the operation frequency, the wireless power transmission apparatus can switch the power control scheme from the operation frequency control scheme to the duty cycle control scheme (S3510).
상기한 S3509 단계의 판단 결과, 동작 주파수 상한치보다 작으면, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3506 단계로 진입하여 동작 주파수 제어 방식을 통해 전력 제어를 수행할 수 있다.As a result of the determination in step S3509, if the upper limit of the operating frequency is less than the upper limit of the operating frequency, the wireless power transmission apparatus can perform the power control through the operation frequency control method by entering S3506.
상기한 S3503 단계의 판단결과, 현재 활성화된 전력 제어 방식이 듀티 사이클 제어 방식이 아닌 경우, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3507 단계를 수행할 수 있다.If it is determined in step S3503 that the currently active power control scheme is not a duty cycle control scheme, the wireless power transmission apparatus may perform step S3507 described above.
도 36는 일 실시예에 따른 일반 저전력 충전 모드에서의 풀 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 36 is a flowchart illustrating a method of controlling wireless power in a state where a full bridge is activated in a general low-power charging mode according to an embodiment.
도 36을 참조하면, 일반 저전력 충전 모드에서 무선 전력 송신 장치는 풀 브릿지가 활성화된 상태에서 주기적으로 수신되는 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3601 내지 S3602).Referring to FIG. 36, in the general low power charging mode, the wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the transmission power based on the feedback signal periodically received in the full bridge enabled state (S3601 to S3602).
무선 전력 송신 장치는 현재 활성화된 전력 제어 방식이 위상 변이 제어 방식인지 확인할 수 있다(S3603).The wireless power transmission apparatus can confirm whether the currently active power control scheme is a phase shift control scheme (S3603).
확인 결과, 현재 활성화된 전력 제어 방식이 위상 변이 제어 방식이면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응하는 위상 변이가 소정 위상 변이 조절 범위를 벗어나는지 판단할 수 있다(S3604). 일 예로, 위상 조절 범위는 0도에서 133도 사이일 수 있으며, 결정된 송출 전력의 세기에 대응하여 조절될 위상 변이가 0도 미만이거나, 133도를 초과하는 경우, 무선 전력 송신 장치는 위상 변이 조절 범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있다.If the currently active power control scheme is the phase shift control scheme, the wireless power transmission apparatus can determine whether the phase shift corresponding to the determined transmission power is out of the predetermined phase shift control range (S3604). For example, the phase adjustment range may be between 0 and 133 degrees, and if the phase shift to be adjusted is less than 0 degrees or greater than 133 degrees, which corresponds to the determined transmit power, It can be judged that it is out of the range.
판단 결과, 위상 변이 조절 범위를 벗어나면, 무선 전력 송신 장치는 전력 제어 방식을 위상 변이 제어 방식에서 동작 주파수 제어 방식으로 변환할 수 있다(S3605).As a result of the determination, if the phase shift control range is exceeded, the wireless power transmission apparatus can convert the power control scheme from the phase shift control scheme to the operation frequency control scheme (S3605).
무선 전력 송신 장치는 동작 주파수 제어 방식이 활성화된 상태에서 수신되는 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3606).The wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the transmission power based on the feedback signal received when the operation frequency control scheme is activated (S3606).
무선 전력 송신 장치는 상기한 3606 단계에서 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 작은지 판단할 수 있다(S3607).The wireless power transmission apparatus can determine whether the operation frequency corresponding to the intensity of the transmission power determined in step 3606 is less than the lower limit of the predetermined operation frequency adjustment in step S3607.
판단 결과, 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 작으면, 무선 전력 송신 장치는 도 19 내지 도 26에 따라 고속 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있는지 판단할 수 있다(S3608).As a result of the determination, if the wireless power transmission apparatus is smaller than the lower limit of the predetermined operation frequency regulation, the wireless power transmission apparatus can determine whether wireless charging can be performed in the fast charging mode according to FIGS. 19 to 26 (S3608).
판단 결과, 고속 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있으면 무선 전력 송신 장치는 고속 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있다(S3609).If it is determined that wireless charging can be performed in the fast charging mode, the wireless power transmitting apparatus can perform wireless charging in the fast charging mode (S3609).
상기한 S3608 단계의 판단 결과, 고속 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 없으면 무선 전력 송신 장치는 최대 송출 전력에 도달되었음을 지시하는 소정 경고 알람 신호를 출력할 수 있다(S3610). 여기서, 경고 알람 신호는 램프(Lamp), 부저(buzzer), 진동, 액정 디스플레이 등의 알람 및(또는) 표시 수단을 이용하여 출력될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As a result of the determination in step S3608, if the wireless charging can not be performed in the fast charging mode, the wireless power transmission apparatus can output a predetermined warning alarm signal indicating that the maximum transmission power has been reached (S3610). Here, the warning alarm signal may be output using an alarm such as a lamp, a buzzer, a vibration, a liquid crystal display, and / or a display means, but is not limited thereto.
상기한 3607 단계의 판단 결과, 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 조절 하한치보다 크면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 소정 동작 주파수 상한치보다 큰지를 판단할 수 있다(S3611).If it is determined in step 3607 that the operating frequency corresponding to the determined transmission power is greater than the lower limit of the predetermined operating frequency, the wireless power transmission apparatus determines whether the operating frequency corresponding to the determined transmission power is higher than the predetermined upper limit (S3611).
판단 결과, 동작 주파수 상한치보다 작으면, 상기한 S3606 단계로 회귀할 수 있다.As a result of the determination, if it is smaller than the upper limit of the operating frequency, the process may return to step S3606.
반면, 상기 S3611 단계의 판단 결과, 결정된 송출 전력의 세기에 대응되는 동작 주파수가 상기 동작 주파수 상한치보다 크면, 무선 전력 송신 장치는 전력 제어 방식을 동작 주파수 제어 방식에서 위상 변이 제어 방식으로 전환할 수 있다(S3612).As a result of the determination in step S3611, if the operating frequency corresponding to the determined transmission power is greater than the upper limit of the operating frequency, the wireless power transmission apparatus can switch the power control scheme from the operating frequency control scheme to the phase shift control scheme (S3612).
상기한 S3603 단계의 판단결과, 현재 활성화된 전력 제어 방식이 위상 변이 제어 방식이 아닌 경우, 무선 전력 송신 장치는 상기한 S3607 단계를 수행할 수 있다. If it is determined in step S3603 that the currently active power control scheme is not a phase shift control scheme, the wireless power transmission apparatus may perform step S3607 described above.
도 37은 도 27의 제2 교류 신호 제어부(2726)의 세부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 37 is a block diagram for explaining the detailed structure of the second
도 37을 참조하면, 제2 교류 신호 제어부(2726)는 위상 변이부(Phase Shift Unit, 3710), 동작 주파수 생성부(Operating Frequency Generation Unit, 3720), 게이트 드라이버(Gate Driver, 3730) 및 제어부(Controller, 3740)를 포함하여 구성될 수 있다.37, the second
제어부(3740)는 제어 통신부(2750)와의 통신을 수행하고, 제어 통신부(2750)의 제어 신호에 따라 하부 모듈을 제어할 수 있다. 여기서, 하부 모듈은 상기 위상 변이부(Phase Shift Unit, 3710), 동작 주파수 생성부(Operating Frequency Generation Unit, 3720) 및 게이트 드라이버(Gate Driver, 3730)를 포함한다.The
위상 변이부(3710)는 동작 주파수 생성부(3720)에 의해 생성된 교류 신호의 위상을 조절할 수 있다. 위상이 조절된 교류 신호는 게이트 드라이버(3730)에 전달될 수 있다. 일 예로, 위상 조절 범위는 0도에서 133도 사이의 값일 수 있다.The
동작 주파수 생성부(3720)는 제어부(3740)의 제어 신호에 따라 특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호를 생성할 수 있다. 생성된 교류 신호는 위상 변이부(Phase Shift Unit, 3710)에 전달될 수 있다. 특정 동작 주파수는 도 21 내지 도 26의 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 고정되는 동작 주파수 일 수 있다.The
게이트 드라이버(3740)는 입력된 교류 신호에 기반하여 제2 인버터(2725)에 구비된 스위치를 제어할 수 있다.The
게이트 드라이버(3740)에 입력되는 교류 신호는 적어도 하나의 펄스 폭 변조 신호일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The alternating signal input to the
도 38은 일 실시예에 따른 고속 충전 모드에서의 송출 전력 세기 변화에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 38 is a diagram for explaining a power control method according to a change in transmission power intensity in a fast charge mode according to an embodiment.
고속 충전 모드에서 무선 전력 송신 장치는 전력 제어를 요청하는 피드백 신호가 수신되면, 송출 전력의 세기를 결정하고, 결정된 송출 전력의 세기에 기반하여 위상 변이 제어 방식으로 전력을 제어할 수 있다.In the fast charge mode, when a feedback signal requesting power control is received, the wireless power transmission apparatus can determine the intensity of the transmission power and control the power in a phase shift control manner based on the determined transmission power.
이하에서는 전력 전송 단계로 진입 후, 피드백 신호에 기반하여 결정된 송출 전력의 세기에 따라 전력 제어 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the power control method will be described in detail according to the intensity of the transmission power determined based on the feedback signal after entering the power transmission step.
도 34를 참조하면, 고속 충전 모드에서 무선 전력 송신 장치는 특정 동작 주파수(F_fix)로 고정하고 결정된 송출 전력의 세기에 따라 위상을 변이하여 송출 전력을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 34, in the fast charging mode, the wireless power transmission apparatus can fix the transmission power by fixing the transmission power at a specific operating frequency (F_fix) and varying the phase according to the determined transmission power.
따라서, 실시예는 안정적으로 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서 고정한 후 무선 충전을 수행하기 때문에 충전 끊김 현상이 방지되고, 안정적이지 않는 교류 신호를 생성하는 동작 주파수에서의 무선 충전과 비교하여 충전 영역이 넓다. 또한, 실시예는 풀 브릿지 타입일 경우 하프 브릿지 타입의 경우 보다 도통되는 전류량이 감소하므로 노이즈 전류의 크기가 감소하므로 충전 끊김 현상이 방지 된다. 또한, 실시예는 고속 무선 충전에서 위상 변이 방식으로 송출 전력을 제어하여 안정적으로 무선 충전 전력을 제어할 수 있다.Therefore, since the embodiment performs stable wireless charging at an operating frequency for generating an AC signal, the charging disconnection is prevented, and compared with the wireless charging at an operating frequency generating an unstable AC signal, wide. In addition, in the embodiment, when the full bridge type is used, the amount of current to be conducted is reduced as compared with the case of the half bridge type, so that the size of the noise current is reduced. Also, the embodiment can control the wireless charging power stably by controlling the transmission power in a phase shift manner in the high-speed wireless charging.
도 39은 일 실시예에 따른 고속 충전 모드에서의 풀 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 39 is a flowchart for explaining a method of controlling radio power in a full-bridge activated state in the fast-charge mode according to an embodiment.
도 39를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 도 19 내지 도 26에 따라 일반 저전력 충전 모드 및 고속 충전 모드 중 어느 하나의 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있다(S3901, S3902).Referring to FIG. 39, the wireless power transmission apparatus can perform wireless charging in any one of the general low-power charging mode and the fast charging mode according to FIGS. 19 to 26 (S3901 and S3902).
고속 충전 모드가 선택 되면, 무선 전력 송신 장치는 소정 동작 주파수로 고정될 수 있다(S3903). 소정 동작 주파수는 도 21 내지 도 26의 고속 충전 모드로 충전을 수행할 경우 고정되는 동작 주파수 일 수 있다.When the fast charge mode is selected, the wireless power transmission apparatus can be fixed at a predetermined operating frequency (S3903). The predetermined operating frequency may be a fixed operating frequency when charging is performed in the fast charging mode of FIGS.
소정 동작 주파수로 고정되면 무선 전력 송신 장치는 풀 브릿지가 활성화 될 수 있다(S3904).When fixed to a predetermined operating frequency, the wireless power transmission apparatus can activate the full bridge (S3904).
풀 브릿지가 활성화된 상태에서 무선 전력 송신 장치는 주기적으로 수신되는 피드백 신호에 기반하여 송출 전력의 세기를 결정할 수 있다(S3905).With the full bridge active, the wireless power transmission device may determine the intensity of the transmitted power based on the periodically received feedback signal (S3905).
결정된 송출 전력의 세기가 전력 제어 범위 이내인지 확인할 수 있다(S3906).It can be confirmed whether the intensity of the determined transmission power is within the power control range (S3906).
확인 결과, 전력 제어 범위 이내이면, 결정된 송출 전력의 세기에 기반하여 무선 전력 송신 장치는 위상 변이 제어 방식으로 전력을 제어 할 수 있다(S3907). 이후 상기한 S3905 단계를 반복할 수 있다.As a result of checking, if the power control range is within the range, the wireless power transmission apparatus can control power by a phase shift control method based on the determined transmission power (S3907). Then, the above-described step S3905 may be repeated.
상기한 S3906 단계에서, 전력 제어 범위가 아니면, 무선 전력 송신 장치는 결정된 송출 전력의 세기가 최대 송출 전력 이상인지 확인할 수 있다(S3908).In step S3906, if the power control range is not satisfied, the wireless power transmission apparatus can determine whether the intensity of the determined transmission power is equal to or greater than the maximum transmission power (S3908).
결정된 송출 전력의 세기가 최대 송출 전력 이상이면, 무선 전력 송신 장치는 최대 송출 전력에 도달되었음을 지시하는 소정 경고 알람 신호를 출력할 수 있다(S3909). 여기서, 경고 알람 신호는 램프(Lamp), 부저(buzzer), 진동, 액정 디스플레이 등의 알람 및(또는) 표시 수단을 이용하여 출력될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.If the determined sending power is greater than the maximum sending power, the wireless power transmitting apparatus can output a predetermined warning alarm signal indicating that the maximum sending power has been reached (S3909). Here, the warning alarm signal may be output using an alarm such as a lamp, a buzzer, a vibration, a liquid crystal display, and / or a display means, but is not limited thereto.
상기한 S3908 단계에서, 결정된 송출 전력의 세기가 최대 송출 전력 이상이 아니면, 무선 전력 송신 장치는 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S3910).If it is determined in step S3908 that the determined transmission power is not higher than the maximum transmission power, the wireless power transmission apparatus can perform charging in the general low power charging mode (S3910).
상기한 S3902 단계에서, 고속 충전 모드로 충전을 수행 하지 않으면 무선 전력 송신 장치는 일반 저전력 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S3910).In step S3902, if the charging is not performed in the fast charging mode, the wireless power transmitting apparatus can perform charging in the normal low-power charging mode (S3910).
도 40은 일 실시예에 따른 무선 충전 송신 코일을 설명하기 위한 도면이다.40 is a view for explaining a wireless charging transmission coil according to an embodiment.
도 40을 참조하면, 3개의 송신 코일이 배치될 수 있다. 일정한 크기의 충전 영역 내에서 균일한 전력 전송을 수행하기 위해서, 복수의 송신 코일 중 적어도 하나는 중첩되어 배치될 수 있다. 도 40에서 제1코일(4010)과 제2코일(4020)은 차폐재(4040) 위에 일정 간격을 두고 나란히 제1층에 배치되어 있고, 제3코일(4030)은 제1코일 및 제2코일 위에 제2층에 중첩되어 배치될 수 있다.Referring to FIG. 40, three transmission coils can be arranged. At least one of the plurality of transmission coils may be disposed in an overlapped manner in order to perform a uniform power transmission within a constant sized charging area. 40, the
제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 WPC 또는 PMA에서 정의한 코일의 규격대로 제조될 수 있고, 각각의 물리적 특성이 허용될 수 있는 정도의 범위 내에서 동일할 수 있다.The
예를 들어, 송신 코일은 하기 표 1과 같은 규격을 가질 수 있다.For example, the transmit coil may have the specifications shown in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
표 1은 WPC에 정의된 A13 타입의 송신 코일에 대한 규격이며, 일 실시예로 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 표 1에 정의된 외측 길이, 내측 길이, 외측 너비, 내측 너비, 두께 및 권선수로 제조될 수 있다. 물론, 동일한 제조 공정에 의해 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 오차 범위 내에서 물리적 특성이 동일할 수 있다.The
다만, 도 21에서와 같이 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030) 각각은 차폐재와의 관계에서 배치되는 위치에 따라 측정되는 인덕턴스가 다른 값을 가질 수 있다. However, as shown in FIG. 21, each of the
예를 들어, 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)은 상기 표 1의 규격을 만족하며12.5uH의 인덕턴스를 가지는데, 제3코일(4030)은 차폐재와의 이격 거리가 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 달라 12.5uH 보다 작은 인덕턴스를 가질 수 있다. For example, the
예를 들어, 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)은 차폐재와 접촉하여 배치되지만, 제3코일(4030)은 차폐재로부터 소정 높이만큼 이격되어 배치될 수 있다.For example, the
일 실시예에서 제1코일(4010), 제2코일(4020) 또는 제3코일(4030)과 차폐재 사이에는 접착재가 배치될 수 있다.In one embodiment, an adhesive may be disposed between the
따라서, 일 실시예에서 제3코일(4030)은 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 동일한 인덕턴스를 갖기 위해서 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)의 권선수 보다 수회(예를 들어, 0.5회 또는 1회 또는 2회) 더 많은 권선수를 갖도록 할 수 있다. Therefore, in an embodiment, the
일 실시예에서 제3코일(4030)은 12.5회 또는 13회 또는 14회의 권선수를 가질 수 있다. In one embodiment, the
다시 말해서, 중앙에 위치하는 제3코일(4030)은 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 차폐재로부터 더 멀리 위치하여 측정된 인덕턴스가 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 다를 수 있어, 제3코일(4030)을 구성하는 도선의 길이를 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 조금 더 길게 하여 인덕턴스를 동일하게 조정할 수 있다.In other words, the centrally located
일 실시예에서, 제3코일(4030)을 구성하는 도선의 길이를 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 조금 더 길게하여, 제3코일(4030)이 제1코일(4030) 및 제2코일(4020)보다 차폐재로부터 더 멀리 위치함에도 불구하고, 3개의 코일의 인덕턴스가 12.5uH로 동일할 수 있다. 일 실시예에서 코일의 인덕턴스가 동일하다는 것은 ±0.5uH 내의 오차범위를 가지는 것을 의미한다.The length of the conductor constituting the
중첩되어 위치하는 송신 코일은 차폐재와의 거리가 멀리 떨어질수록 측정되는 인덕턴스가 작을 수 있고, 차폐재와의 거리가 멀수록 인덕턴스를 증가시키기 위해 송신 코일의 길이를 더 길게 할 수 있다.As the distance from the shielding material to the shielding coils increases, the measured inductance of the transmission coil overlaps with the shielding material. The longer the distance to the shielding material, the longer the length of the transmission coil to increase the inductance.
도 41는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하는 무선 전력 송신기에서 풀 브릿지 인버터(Full-bridge Invertor)를 포함하는 3개의 드라이브회로를 설명하기 위한 도면이다.41 is a diagram for explaining three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils according to an embodiment.
도 41을 참조하면, 무선 전력 송신기가 포함하는 3개의 코일 각각이 상이한 인덕턴스를 가지는 경우, 각각의 코일과 연결되는 3개의 드라이브 회로(4110)와 동일한 공진 주파수를 발생시키기 위한 커패시터를 포함하는 3개의 LC 공진 회로(4120)가 필요하다.41, when three coils included in a wireless power transmitter have different inductances, three
무선 전력 송신기가 복수의 코일을 포함하더라도, 무선 전력 송신기가 전력 전송을 수행하기 위해 발생시키는 공진 주파수는 송신 코일 각각에 따라 다를 수 없고, 무선 전력 송신기가 지원하는 표준 공진 주파수에 따라야 한다. Although the wireless power transmitter includes a plurality of coils, the resonant frequency that the wireless power transmitter generates to perform the power transmission should not depend on each of the transmit coils, and must conform to the standard resonant frequency supported by the wireless power transmitter.
LC 공진 회로(4120)에서 발생되는 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스에 따라 다를 수 있다.The resonance frequency generated in the
예를 들어, 공진 주파수(fr, resonant frequency)는 100Khz 일 수 있고, 코일과 연결되어 상기 공진 주파수를 발생시키는 커패시터의 커패시턴스(capacitance)가 200nF 인 경우, 하나의 커패시터만을 이용하려면 3개의 코일 모두 12.5uH를 만족해야 한다. 3개의 코일의 인덕턴스가 각각 상이하면 100khz의 공진 주파수를 발생시키기 위해서 각각 대응되는 서로 다른 커패시턴스를 가지는 3개의 커패시터가 필요하다. 이에 추가적으로 각각의 LC 공진 회로(4120)에서 교류 전압을 인가하기 위한 인버터를 포함하는 드라이브회로(4110) 역시 3개가 필요하다.For example, the resonant frequency (fr) may be 100 KHz, and when the capacitance of the capacitor connected to the coil to generate the resonance frequency is 200 nF, if only one capacitor is used, all three coils are 12.5 uH. When the inductances of the three coils are different from each other, three capacitors having different capacitances corresponding to each other are required in order to generate a resonance frequency of 100 kHz. In addition, three
도 42는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하면서 하나의 드라이브회로를 포함하는 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 도면이다.42 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils according to an embodiment and including one drive circuit;
도 42를 참조하면, 무선 전력 송신기의 3개의 코일의 인덕터스가 동일한 경우 무선 전력 송신기는 하나의 드라이브회로(4210)만을 포함할 수 있고, 하나의 드라이브회로(4210)와 3개의 코일 중에서 무선 전력 수신기의 코일과 전력 전송 효율이 가장 높은 무선 전력 송신기의 코일을 연결하도록 스위치(4230)를 제어할 수 있다.42, if the inductances of the three coils of the wireless power transmitter are the same, the wireless power transmitter may include only one
도 41와 비교할 때, 무선 전력 송신기는 드라이브회로(4210)를 하나만 사용함으로써 부품이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 무선 전력 송신기 자체를 소형화할 수 있으며, 제조 시 소요되는 원 재료비를 줄일 수 있는 효과가 있다.Compared with FIG. 41, the wireless power transmitter can reduce the area occupied by the components by using only one
일 실시예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 3개의 코일과 무선 전력 수신기의 코일 사이의 전력 전송 효율을 산출하기 위해 핑 단계에서 신호 세기 지시자를 이용할 수 있다. In one embodiment, the wireless power transmitter may use the signal strength indicator in the ping phase to calculate the power transfer efficiency between the three coils of the wireless power transmitter and the coils of the wireless power receiver.
또는 다른 실시예로, 무선 전력 송신기는 송수신 코일 사이의 결합 계수를 산출하여 결합 계수가 높은 무선 전력 송신기의 코일을 선택할 수 있다. Alternatively, the wireless power transmitter may calculate the coupling coefficient between the transmitting and receiving coils to select a coil of the wireless power transmitter having a high coupling coefficient.
또는 다른 실시예로, 무선 전력 송신기는 큐펙터(Q factor)를 산출하여 큐펙터가 높은 무선 전력 송신기의 코일을 식별하여 드라이브회로(4210)과 연결하도록 스위치(4230)를 제어할 수 있다.Alternatively, the wireless power transmitter may calculate a Q factor to control the
도 43은 일 실시예에 따른 복수의 송신 코일 중 어느 하나를 드라이브 회로와 연결하는 복수의 스위치를 설명하기 위한 도면이다.43 is a view for explaining a plurality of switches for connecting any one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an embodiment.
도 43을 참조하면, 전력 전송부는 입력 전압을 변환하는 드라이브회로(4310), 드라이브회로(4310)와 LC 공진회로를 연결하는 스위치(4320), 복수의 송신 코일(4330), 무선 전력 송신기의 복수의 코일과 직렬로 연결되는 하나의 커패시터(4340) 및 스위치(4320)의 개폐를 제어하는 제어부(4350)을 포함할 수 있다.43, the power transmission unit includes a
제어부(4350)는 무선 전력 송신기의 복수의 코일(4330) 중 무선 전력 수신기의 코일과 전력 전송 효율이 가장 높은 무선 전력 송신기의 코일을 식별하고, 식별된 무선 전력 송신기의 코일을 드라이브회로(4310)과 연결하도록 스위치를 닫는 제어를 수행할 수 있다.The
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The method according to the above-described embodiments may be implemented as a program to be executed by a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD- , A floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional program, code, and code segments for implementing the above-described method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the embodiment belongs.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (32)
외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부;
하나 이상의 인버터를 이용하여 상기 전력 변환부로부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상기 교류 전력을 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공하는 구동부;
외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및
상기 통신부를 통해 수신된 충전 모드 패킷에 기반하여 충전 모드를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 충전 모드가 고속 충전 모드이면 상기 인버터는 풀브릿지 타입인 무선 전력 송신기.A power transmission section including at least one transmission coil;
A power converter for converting the intensity of DC power applied from the outside;
A driving unit that converts DC power applied from the power conversion unit to AC power using one or more inverters and provides the AC power to the one or more transmission coils;
A communication unit for exchanging information with an external device; And
And a control unit for controlling the charging mode based on the charging mode packet received through the communication unit,
Wherein the inverter is a full bridge type if the charging mode is a fast charge mode.
상기 제어부는 상기 충전 모드 패킷에 포함된 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값이면, 디폴트로 설정된 일반 저전력 충전 모드를 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 송신기.The method according to claim 1,
Wherein the control unit switches the normal low power charging mode set to the default to the fast charging mode to perform charging if the charging mode value included in the charging mode packet is a value corresponding to the fast charging mode.
상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값을 더 포함하는 무선 전력 송신기.3. The method of claim 2,
Wherein the charge mode packet further comprises a charge mode change operating frequency value.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 고속 충전 모드에서 교류 신호를 생성할 때 고정되는 소정의 동작 주파수인 무선 전력 송신기.The method of claim 3,
Wherein the charge mode change operating frequency is a predetermined operating frequency that is fixed when generating an alternating current signal in a fast charge mode.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 기 설정된 무선 전력 송신기.5. The method of claim 4,
Wherein the charge mode change operating frequency is a predetermined radio power transmitter.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 무선 충전 개시 전 무선 충전 종료시에 안정적으로 교류 전력을 생성하였던 동작 주파수인 무선 전력 송신기.6. The method of claim 5,
Wherein the charging mode change operating frequency is an operating frequency at which the AC power is stably generated at the end of wireless charging before the start of wireless charging.
상기 제어부는 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 송신기.3. The method of claim 2,
Wherein the controller switches to the fast charge mode and performs charging when generating the AC power stably in the normal low power charge mode.
상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 더 포함하는 무선 전력 송신기.3. The method of claim 2,
Wherein the charge mode packet further comprises a charge mode change stable control error packet count value.
상기 안정 제어 오류 패킷은 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 0인 무선 전력 송신기.9. The method of claim 8,
Wherein the stable control error packet is a control error value of the control error packet is zero.
상기 제어부는 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상이면 상기 일반 저전력 충전 모드에서 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 송신기.10. The method of claim 9,
Wherein the controller switches from the normal low-power charging mode to the fast-charging mode to perform charging when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count.
상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때의 동작 주파수로 하는 무선 전력 송신기.8. The method of claim 7,
Wherein the controller sets the operating frequency fixed when generating the AC signal in the fast charging mode to the operating frequency when generating the AC power stably in the normal low-power charging mode.
상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상일 때의 동작 주파수로 하는 무선 전력 송신기.11. The method of claim 10,
Wherein the control unit sets the operating frequency fixed when generating the AC signal in the fast charging mode to an operating frequency when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count .
상기 구동부는 상기 제어부의 소정 제어 신호에 기초하여 상기 인버터에서 출력되는 교류 전력의 세기를 조절하는 교류 신호 제어부를 더 포함하는 무선 전력 송신기.The method according to claim 1,
Wherein the driving unit further includes an AC signal controller for adjusting an AC power output from the inverter based on a predetermined control signal of the controller.
상기 구동부는 상기 제어부의 소정 제어 신호에 기초하여 상기 인버터에서 출력되는 교류 전력의 세기를 조절하는 교류 신호 제어부를 더 포함하는 무선 전력 송신기.14. The method of claim 13,
Wherein the driving unit further includes an AC signal controller for adjusting an AC power output from the inverter based on a predetermined control signal of the controller.
상기 교류 신호 제어부는,
특정 동작 주파수를 가지는 교류 신호을 생성하는 동작 주파수 생성부; 및
상기 교류 신호의 위상을 조절하여 상기 송신 코일에서 출력되는 평균 송출 전력의 세기를 조절하는 위상 변이부;를 포함하는 무선 전력 송신기.15. The method of claim 14,
The AC signal control unit includes:
An operation frequency generating unit for generating an AC signal having a specific operating frequency; And
And a phase shifting unit adjusting the phase of the AC signal to adjust an intensity of an average transmission power output from the transmission coil.
상기 전력 전송부는 복수의 송신 코일을 포함하고,
상기 전력 변환부 또는 상기 구동부에 의해 변환된 전력이 상기 복수의 송신 코일 중 어느 하나의 송신 코일에 전송되도록 제어하는 다중화기를 포함하는 무선 전력 송신기.The method according to claim 1,
Wherein the power transmission unit includes a plurality of transmission coils,
And a multiplexer for controlling the power converted by the power converting unit or the driving unit to be transmitted to any one of the plurality of transmitting coils.
상기 수신 코일을 통해 수신된 신호를 복조하여 패킷을 추출하는 통신부; 및
상기 추출된 패킷을 사익 통신부로부터 수신하여 외부 장치가 고속 충전이 가능한지 여부를 식별하고, 현재 수행중인 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 결정하는 제어부;를 포함하고,
상기 충전 모드의 변경이 필요한 경우, 상기 제어부는 변경할 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 외부 장치에 전송하고,
상기 제어부는 상기 충전 모드 패킷에 포함된 충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값이면, 디폴트로 설정된 일반 저전력 충전 모드를 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 수신기. Receiving coil;
A communication unit for demodulating a signal received through the reception coil to extract a packet; And
And a controller for receiving the extracted packet from the private communication unit to identify whether or not the external device is capable of fast charging and determining whether a change of the charging mode currently being performed is necessary,
If it is necessary to change the charging mode, the control unit generates a predetermined charging mode packet including a charging mode value to be changed and transmits the packet to the external device through the communication unit,
Wherein the control unit switches the normal low power charging mode set to the default to the fast charging mode to perform charging if the charging mode value included in the charging mode packet is a value corresponding to the fast charging mode.
상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값을 더 포함하는 무선 전력 수신기.18. The method of claim 17,
Wherein the charge mode packet further comprises a charge mode change operating frequency value.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 고속 충전 모드에서 교류 신호를 생성할 때 고정되는 소정의 동작 주파수인 무선 전력 수신기.19. The method of claim 18,
Wherein the charge mode change operating frequency is a predetermined operating frequency that is fixed when generating an alternating current signal in a fast charge mode.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 기 설정된 무선 전력 수신기.20. The method of claim 19,
Wherein the charge mode change operating frequency is predetermined.
상기 충전 모드 변경 동작 주파수는 무선 충전 개시 전 무선 충전 종료시에 안정적으로 교류 전력을 생성하였던 동작 주파수인 무선 전력 수신기.20. The method of claim 19,
Wherein the charging mode change operating frequency is an operating frequency at which the AC power was stably generated at the end of wireless charging before the start of wireless charging.
상기 제어부는 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 수신기.18. The method of claim 17,
Wherein the control unit switches to the fast charge mode and performs charging when generating the AC power stably in the normal low power charging mode.
상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 더 포함하는 무선 전력 수신기.18. The method of claim 17,
Wherein the charge mode packet further comprises a charge mode change stable control error packet count value.
상기 안정 제어 오류 패킷은 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 0인 무선 전력 수신기.24. The method of claim 23,
Wherein the stable control error packet is a control error value of a control error packet.
상기 제어부는 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상이면 상기 일반 저전력 충전 모드에서 상기 고속 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 무선 전력 수신기.25. The method of claim 24,
Wherein the controller switches from the normal low-power charging mode to the fast-charging mode to perform charging when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the count value of the stable mode control error packet count.
상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 일반 저전력 충전 모드에서 안정적으로 교류 전력을 생성할 때의 동작 주파수로 하는 무선 전력 수신기.24. The method of claim 23,
Wherein the controller sets the operating frequency fixed when the AC signal is generated in the fast charging mode to the operating frequency when the AC power is stably generated in the normal low-power charging mode.
상기 제어부는 고속 충전 모드에서 교류신호를 생성할 때 고정되는 동작 주파수를 상기 안정 제어 오류 패킷을 연속하여 수신된 개수가 상기 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값 이상일 때의 동작 주파수로 하는 무선 전력 수신기.26. The method of claim 25,
Wherein the control unit sets the operating frequency fixed when the AC signal is generated in the fast charging mode to an operating frequency when the number of consecutively received stable control error packets is equal to or greater than the charging mode changeable stable control error packet count value .
전력 전송 단계에서, 수신기 상태 정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하면, 변경될 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 상기 무선 전력 송신기에 전송하는 단계;를 포함하고,
상기 충전 모드 패킷은 충전 모드 변경 동작 주파수 값 또는 충전 모드 변경 안정 제어 오류 패킷 카운팅 값을 포함하는 무선 충전 방법.A wireless charging method in a wireless power receiver that receives power wirelessly from a wireless power transmitter,
Collecting receiver state information in a power transmitting step;
Determining whether a change of the charging mode is necessary based on the collected receiver state information; And
And transmitting a predetermined charging mode packet including a charging mode value to be changed to the wireless power transmitter when the charging mode is to be changed as a result of the determination,
Wherein the charge mode packet includes a charge mode change operating frequency value or a charge mode change control stability error packet count value.
전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계;
고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송하는 단계;
충전 모드 값이 포함된 제1 응답 패킷을 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계; 및
상기 충전 모드 값에 대응되는 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 충전 모드 값에 대응되는 충전 모드로 전환하여 충전을 수행하는 단계는 고속 충전 모드의 경우 소정 시간 경과 후 동작 주파수를 고정하여 고속 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 충전 방법.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
Receiving a packet for initial power control after a transition to a power transmission step;
Transmitting a first packet indicating that the fast charge mode is supported;
Receiving a first response packet from the wireless power receiver including a charging mode value; And
And switching to a charging mode corresponding to the charging mode value to perform charging,
Wherein the charging mode is switched to the charging mode corresponding to the charging mode value, and the charging is performed in the fast charging mode by fixing the operating frequency after a predetermined time elapses in the fast charging mode.
충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값으로 설정된 충전 모드 패킷을 수신하는 단계;
상기 고속 충전 모드가 지원 가능한지 여부를 확인하는 단계;
상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하면, 상기 고속 충전 모드를 지원함을 지시하는 소정 제1 패킷을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 단계; 및
소정 시간 경과 후 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 무선 충전을 수행하는 단계;
상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하지 못하면, 상기 고속 충전 모드를 지원되지 않음을 지시하는 소정 제2 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 무선 충전 방법.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
Receiving a charge mode packet in which the charge mode value is set to a value corresponding to the fast charge mode;
Determining whether the fast charge mode is supported;
Transmitting a predetermined first packet to the wireless power receiver indicating that the fast charge mode is supported if the fast charge mode is supported; And
Fixing the operating frequency in a fast charging mode and performing wireless charging after a predetermined time elapses;
And transmitting a second packet indicating that the fast charge mode is not supported if the fast charge mode is not supported.
전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계;
고속 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송하는 단계;
충전 모드 값이 포함된 제1 응답 패킷을 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계;
충전 모드 값이 고속 충전 모드인지 확인하는 단계;
충전 모드 값이 고속 충전 모드이면, 동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인하는 단계;
안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서, 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인하는 단계;
연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
Receiving a packet for initial power control after a transition to a power transmission step;
Transmitting a first packet indicating that the fast charge mode is supported;
Receiving a first response packet from the wireless power receiver including a charging mode value;
Confirming that the charge mode value is a fast charge mode;
If the charging mode value is the fast charging mode, changing the operating frequency and generating an AC signal and confirming whether the stable control error packet is received;
Confirming at a particular operating frequency that a stable control error packet is received that the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value;
And if the counted number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value, fixing the operating frequency in a fast charging mode and performing charging.
충전 모드 값이 고속 충전 모드에 대응되는 값으로 설정된 충전 모드 패킷을 수신하는 단계;
상기 고속 충전 모드가 지원 가능한지 여부를 확인하는 단계;
상기 확인 결과, 상기 고속 충전 모드를 지원하면, 상기 고속 충전 모드를 지원함을 지시하는 소정 제1 패킷을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 단계;
동작 주파수를 변경하며 교류신호를 생성한 후 안정 제어 오류 패킷을 수신하는지 확인하는 단계;
안정 제어 오류 패킷이 수신되는 특정 동작 주파수에서, 연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상인지 확인하는 단계; 및
연속하여 수신된 안정 제어 오류 패킷의 카운팅된 개수가 소정 값 이상이면 고속 충전 모드로 동작 주파수를 고정하고 충전을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
Receiving a charge mode packet in which the charge mode value is set to a value corresponding to the fast charge mode;
Determining whether the fast charge mode is supported;
Transmitting a predetermined first packet to the wireless power receiver indicating that the fast charge mode is supported if the fast charge mode is supported;
Changing an operating frequency and generating an AC signal and confirming whether a stable control error packet is received;
Confirming at a particular operating frequency that a stable control error packet is received that the number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value; And
And if the counted number of consecutively received stable control error packets is greater than or equal to a predetermined value, fixing the operating frequency in a fast charging mode and performing charging.
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