본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Since the embodiments described herein are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those skilled in the art, the present invention is not limited to the embodiments described herein, and the present invention. The scope of should be construed to include modifications or variations without departing from the spirit of the invention.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms used in the present specification and the accompanying drawings are for easily explaining the present invention, and the shapes shown in the drawings are exaggerated and displayed to help understanding of the present invention as necessary, and thus, the present invention is used herein. It is not limited by the terms and the accompanying drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.In the present specification, when it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted as necessary.
본 발명의 일 양상에 따르면, 제1 주파수 대역의 자기장 및 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역의 자기장 중 어느 하나를 이용하여 무선 전력을 전송하는 전력 전송 모듈; 제1 통신 모듈; 제2 통신 모듈; 및 상기 전력 전송 모듈을 통해 상기 제1 주파수 대역의 제1 자기장 신호를 송출하고, 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 제1 자기장 신호에 대한 제1 응답 신호를 감지하고, 상기 제1 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 제1 주파수 대역을 이용하여 무선 전력 송수신을 수행하는 제1 무선 전력 수신 장치를 검색하고, 상기 전력 전송 모듈을 통해 상기 제2 주파수 대역의 제2 자기장 신호를 송출하고, 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 제2 자기장 신호에 대한 제2 응답 신호를 감지하고, 상기 제2 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 제2 주파수 대역을 이용하여 무선 전력 송수신을 수행하는 제2 무선 전력 수신 장치를 검색하는 콘트롤러;를 포함하는 무선 전력 전송 장치가 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, a power transmission module for transmitting wireless power using any one of a magnetic field of a first frequency band and a magnetic field of a second frequency band different from the first frequency band; A first communication module; A second communication module; And transmitting a first magnetic field signal of the first frequency band through the power transmission module, sensing a first response signal to the first magnetic field signal through the first communication module, and receiving the first response signal. Searching for a first wireless power receiver that performs wireless power transmission and reception using the first frequency band based on whether the second frequency band is transmitted, and transmitting a second magnetic field signal of the second frequency band through the power transmission module; A second wireless power reception for detecting a second response signal to the second magnetic field signal through a communication module and performing wireless power transmission and reception using the second frequency band based on whether the second response signal is received; A controller for searching for a device may be provided.
또 상기 제1 통신 모듈은, 상기 제1 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은, 상기 제2 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈일 수 있다.The first communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the first frequency band, and the second communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the second frequency band.
또 상기 제1 통신 모듈은, 상기 제1 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은, 상기 자기장과 상이한 통신 캐리어를 이용하여 통신을 수행하는 아웃-밴드 통신 모듈일 수 있다.The first communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the first frequency band, and the second communication module may be an out-band communication module for performing communication using a communication carrier different from the magnetic field. Can be.
또 상기 제2 통신 모듈은, 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi), 앤에프씨(NFC) 및 알에프아이디(RFID) 중 어느 하나의 통신 방식을 수행하는 통신 모듈일 수 있다.The second communication module may be a communication module that performs any one of Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, NFC, and RFID. .
또 상기 콘트롤러는, 제1 미리 정해진 시간 동안 상기 제1 응답 신호가 수신된 경우, 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제1 무선 전력 수신 장치가 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1 미리 정해진 시간 동안 상기 제1 응답 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제1 무선 전력 수신 장치가 존재하지 않는 것으로 판단하고, 제2 미리 정해진 시간 동안 상기 제2 응답 신호가 수신된 경우, 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제 미리 정해진 시간 동안 상기 제2 응답 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.When the first response signal is received for a first predetermined time, the controller determines that the first wireless power receiver exists within a wireless power transmission range, and determines that the first wireless power reception device exists within the first predetermined time. If no response signal is received, it is determined that the first wireless power receiver does not exist within the wireless power transmission range, and when the second response signal is received for a second predetermined time, it is within the wireless power transmission range. If it is determined that the second wireless power receiver exists, and the second response signal is not received during the predetermined time, it is determined that the second wireless power receiver does not exist within the wireless power transmission range. can do.
또 상기 콘트롤러는, 상기 제1 자기장 신호를 송출한 후 제1 미리 정해진 시간 동안 상기 제1 응답 신호를 감지하고, 상기 제1 미리 정해진 시간이 도과하면 상기 제2 자기장 신호를 송출할 수 있다.The controller may detect the first response signal for a first predetermined time after transmitting the first magnetic field signal, and transmit the second magnetic field signal when the first predetermined time elapses.
또 상기 콘트롤러는, 상기 제1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 검색된 경우 상기 제1 무선 전력 수신 장치에 제1 아이디를 할당하고, 상기 제2 무선 전력 전송 장치에 제2 아이디를 할당할 수 있다.The controller may allocate a first ID to the first wireless power receiver and provide a second ID to the second wireless power transmitter when the first wireless power receiver and the second wireless power receiver are found. Can be assigned.
또 상기 콘트롤러는, 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 제1 아이디 정보를 포함하는 메시지를 상기 제1 무선 전력 수신 장치로 송신하고, 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 제2 아이디 정보를 포함하는 메시지를 상기 제2 무선 전력 수신 장치로 송신할 수 있다.The controller may transmit a message including the first ID information to the first wireless power receiver through the first communication module, and send a message including the second ID information through the second communication module. The second wireless power receiver may be transmitted.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 제1 주파수 대역의 자기장 및 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역의 자기장 중 어느 하나를 이용하여 무선 전력을 전송하는 전력 전송 모듈을 통해 제1 주파수 대역의 제1 자기장 신호를 송출하는 단계; 제1 통신 모듈을 통해 상기 제1 자기장 신호에 대한 제1 응답 신호를 감지하는 단계; 상기 제1 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 제1 주파수 대역을 이용하여 무선 전력 송수신을 수행하는 제1 무선 전력 수신 장치를 검색하는 단계; 상기 전력 전송 모듈을 통해 상기 제2 주파수 대역의 제2 자기장 신호를 송출하는 단계; 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 제2 자기장 신호에 대한 제2 응답 신호를 감지하는 단계; 및 상기 제2 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 제2 주파수 대역을 이용하여 무선 전력 송수신을 수행하는 제2 무선 전력 수신 장치를 검색하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the invention, the first frequency band of the first frequency band through a power transmission module for transmitting wireless power using any one of the magnetic field of the first frequency band and the magnetic field of the second frequency band different from the first frequency band. Transmitting a magnetic field signal; Sensing a first response signal to the first magnetic field signal through a first communication module; Searching for a first wireless power receiver that performs wireless power transmission and reception using the first frequency band based on whether the first response signal is received; Transmitting a second magnetic field signal of the second frequency band through the power transmission module; Sensing a second response signal to the second magnetic field signal through the second communication module; And searching for a second wireless power receiver for performing wireless power transmission / reception using the second frequency band based on whether the second response signal is received.
또 상기 제1 통신 모듈은, 상기 제1 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은, 상기 제2 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈일 수 있다.The first communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the first frequency band, and the second communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the second frequency band.
또 상기 제1 통신 모듈은, 상기 제1 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신 모듈이고, 상기 제2 통신 모듈은, 상기 자기장과 상이한 통신 캐리어를 이용하여 통신을 수행하는 아웃-밴드 통신 모듈일 수 있다.The first communication module may be an in-band communication module using a magnetic field of the first frequency band, and the second communication module may be an out-band communication module for performing communication using a communication carrier different from the magnetic field. Can be.
또 상기 제2 통신 모듈은, 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi), 앤에프씨(NFC) 및 알에프아이디(RFID) 중 어느 하나의 통신 방식을 수행하는 통신 모듈일 수 있다.The second communication module may be a communication module that performs any one of Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, NFC, and RFID. .
또 제1 무선 전력 수신 장치를 검색하는 단계에서, 상기 제1 미리 정해진 시간 동안 상기 제1 응답 신호가 수신된 경우, 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제1 무선 전력 수신 장치가 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1 미리 정해진 시간 동안 상기 제1 응답 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제1 무선 전력 수신 장치가 존재하지 않는 것으로 판단하고, 제2 무선 전력 수신 장치를 검색하는 단계에서, 제2 미리 정해진 시간 동안 상기 제2 응답 신호가 수신된 경우, 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제 미리 정해진 시간 동안 상기 제2 응답 신호가 수신되지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송 범위 내에 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.In the searching of the first wireless power receiver, when the first response signal is received during the first predetermined time, it is determined that the first wireless power receiver exists within a wireless power transmission range, In the step of determining that the first wireless power receiver does not exist within the wireless power transmission range when the first response signal is not received for a first predetermined time, and searching for a second wireless power receiver, When the second response signal is received for a second predetermined time, it is determined that the second wireless power receiver exists within a wireless power transmission range, and the second response signal is not received for the second predetermined time. In this case, it may be determined that the second wireless power receiver does not exist within the wireless power transmission range.
또 상기 제1 응답 신호를 감지하는 단계는, 상기 제1 자기장 신호를 송출한 후 제1 미리 정해진 시간 동안 수행되고, 상기 제2 자기장 신호를 송출하는 단계는, 상기 제1 자기장 신호를 송출한 후 상기 제1 미리 정해진 시간이 도과하면 수행될 수 있다. The detecting of the first response signal may include performing the first magnetic field signal after transmitting the first magnetic field signal, and transmitting the second magnetic field signal may include transmitting the first magnetic field signal. It may be performed when the first predetermined time has elapsed.
상기 제1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제2 무선 전력 수신 장치가 검색된 경우, 상기 제1 무선 전력 수신 장치에 제1 아이디를 할당하는 단계 및 상기 제2 무선 전력 전송 장치에 제2 아이디를 할당하는 단계;를 더 포함할 수 있다.When the first wireless power receiver and the second wireless power receiver are found, allocating a first ID to the first wireless power receiver and allocating a second ID to the second wireless power transmitter. It may further include;
또 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 제1 아이디 정보를 포함하는 메시지를 상기 제1 무선 전력 수신 장치로 송신하는 단계 및 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 제2 아이디 정보를 포함하는 메시지를 상기 제2 무선 전력 수신 장치로 송신하는 단게;를 더 포함하는 무선 전력 전송 방법. The method may further include transmitting a message including the first ID information to the first wireless power receiver through the first communication module and sending a message including the second ID information through the second communication module. The step of transmitting to the wireless power receiver; Wireless power transmission method further comprising.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 시스템(1000)에 관하여 설명한다.Hereinafter, a wireless power system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.
무선 전력 시스템(1000)은 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다.The wireless power system 1000 may wirelessly transmit power using a magnetic field.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 시스템(1000)의 블록도이다.1 is a block diagram of a wireless power system 1000 according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 전력 시스템(1000)은 무선 전력 전송 장치(1100) 및 무선 전력 수신 장치(1200)를 포함한다. 무선 전력 전송 장치(1100)는 외부의 전원 소스(S)로부터 전원을 인가받아 자기장을 발생시킨다. 무선 전력 수신 장치(1200)는 발생된 자기장을 이용하여 전류를 발생시켜 무선으로 전력을 수신받는다. Referring to FIG. 1, the wireless power system 1000 includes a wireless power transmitter 1100 and a wireless power receiver 1200. The wireless power transmitter 1100 receives a power from an external power source S to generate a magnetic field. The wireless power receiver 1200 generates a current by using the generated magnetic field to receive power wirelessly.
또한, 무선 전력 시스템(1000)에서 무선 전력 전송 장치(1100)와 무선 전력 수신 장치(1200)는 무선 전력 전송에 필요한 다양한 정보를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선 전력 전송 장치(1100)와 무선 전력 수신 장치(1200) 간의 통신은 무선 전력 전송에 이용되는 자기장을 이용하는 인-밴드 통신(in-band communication)이나 별도의 통신 캐리어를 이용하는 아웃-밴드 통신(out-band communication) 중 어느 하나의 방식에 따라 수행될 수 있다.In addition, in the wireless power system 1000, the wireless power transmitter 1100 and the wireless power receiver 1200 may transmit and receive various information required for wireless power transmission. Here, the communication between the wireless power transmitter 1100 and the wireless power receiver 1200 may be performed in-band communication using a magnetic field used for wireless power transmission or out-band communication using a separate communication carrier. may be performed according to any one of out-band communication.
여기서, 무선 전력 전송 장치(1100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 임베디드(embedded)되는 형태, 실외의 주차장, 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 무선 전력 전송 장치(1100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다. Here, the wireless power transmitter 1100 may be provided in a fixed or mobile type. Examples of the fixed type are embedded in furniture such as ceilings, walls, or tables in the interior, implants in outdoor parking lots, bus stops, subway stations, or in vehicles or trains. There is this. The mobile wireless power transmitter 1100 that is mobile may be implemented as part of another device such as a mobile device of a movable weight or size or a cover of a notebook computer.
또 무선 전력 수신 장치(1200)는 배터리를 구비하는 각종 전자 기기 및 전원 케이블 대신 무선으로 전원을 공급받아 구동되는 각종 가전 기기를 포함하는 포괄적인 개념으로 해석되어야 한다. 무선 전력 수신 장치(1200)의 대표적인 예로는, 이동 단말기(portable terminal), 휴대 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: Portable Media Player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 태블릿(tablet), 패블릿(pablet), 노트북(notebook), 디지털 카메라, 네비게이션 단말기, 텔레비전, 전기차량(EV: Electronic Vehicle) 등이 있다. In addition, the wireless power receiver 1200 should be interpreted as a comprehensive concept including various electronic devices including batteries and various home appliances that are driven and driven by wireless power instead of power cables. Representative examples of the wireless power receiver 1200 include a mobile terminal, a cellular phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), and a portable media player (PMP). Portable Media Players, Wibro terminals, tablets, tablets, notebooks, digital cameras, navigation terminals, televisions, and electric vehicles (EVs).
무선 전력 시스템(1000)에는 무선 전력 수신 장치(1200)는 하나 또는 복수일 수 있다. 도 1에서는 무선 전력 전송 장치(1100)와 무선 전력 수신 장치(1200)가 일대일로 전력을 주고 받는 것으로 표현되고 있으나, 하나의 무선 전력 전송 장치(1100)가 복수의 무선 전력 수신 장치(1200)로 전력을 전달하는 것도 가능하다. 특히, 자기 공명 방식으로 무선 전력 전송을 수행하는 경우에는 하나의 무선 전력 전송 장치(1100)가 동시 전송 방식이나 시분할 전송 방식을 응용하여 동시에 여러 대의 무선 전력 수신 장치(1200)로 전력을 전달할 수 있다. In the wireless power system 1000, the wireless power receiver 1200 may be one or plural. In FIG. 1, the wireless power transmitter 1100 and the wireless power receiver 1200 are represented as one-to-one power, but one wireless power transmitter 1100 is connected to the plurality of wireless power receivers 1200. It is also possible to deliver power. In particular, in the case of performing wireless power transmission in a magnetic resonance method, one wireless power transmitter 1100 may simultaneously transmit power to multiple wireless power receivers 1200 by applying a simultaneous transmission method or a time division transmission method. .
한편, 도 1에는 생략되어 있으나, 무선 전력 시스템(1000)에는 무선 전력 전송 거리를 증대시키기 위한 중계기(relay)가 더 포함될 수 있다. 중계기로는 LC회로로 구현되는 패시브 타입의 공진 루프가 이용될 수 있다. 이러한 공진 루프는 대기 중으로 방사되는 자기장을 집속하여 무선 전력 전송 거리를 증대시킬 수 있다. 동시에 여러 대의 중계기를 이용하여 보다 넓은 무선 전력 전송 커버리지를 확보하는 것도 가능하다.Although not shown in FIG. 1, the wireless power system 1000 may further include a relay for increasing the wireless power transmission distance. As a repeater, a passive type resonance loop implemented by an LC circuit may be used. Such a resonant loop may focus the magnetic field radiated to the atmosphere to increase the wireless power transmission distance. It is also possible to secure wider wireless power transfer coverage using multiple repeaters at the same time.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(1100)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power transmitter 1100 according to an embodiment of the present invention will be described.
무선 전력 전송 장치(1100)는 무선으로 전력을 전송할 수 있다.The wireless power transmitter 1100 may transmit power wirelessly.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(1100)의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless power transmission device 1100 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1100)는 전력 전송 모듈(1110), 전송 안테나(1120), 통신 모듈(1130) 및 콘트롤러(1140) 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the wireless power transmission apparatus 1100 may include a power transmission module 1110, a transmission antenna 1120, a communication module 1130, and a controller 1140.
전력 전송 모듈(1110)은 외부의 전원 소스(S)로부터 인가되는 전원을 이용하여 전송 전력을 생성할 수 있다. 전력 전송 모듈(1110)은 AC-DC 변환기(1111), 주파수 발진기(1112), 전력 증폭기(1113) 및 임피던스 정합기(1114)를 포함할 수 있다. The power transfer module 1110 may generate transmit power using power applied from an external power source S. The power transfer module 1110 may include an AC-DC converter 1111, a frequency oscillator 1112, a power amplifier 1113, and an impedance matcher 1114.
AC-DC 변환기(1111)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. AC-DC 변환기(1111)는 외부의 전원 소스(S)로부터 교류 전력을 입력받고, 입력된 교류 전력의 파형을 직류 전력으로 변환하여 출력한다. AC-DC 변환기(1111)는 출력하는 직류 전력의 전압값을 조정할 수 있다. The AC-DC converter 1111 may convert AC power into DC power. The AC-DC converter 1111 receives AC power from an external power source S, converts the waveform of the input AC power into DC power, and outputs the AC power. The AC-DC converter 1111 may adjust the voltage value of the DC power output.
주파수 발진기(1112)는 직류 전력을 원하는 특정 주파수의 교류 전력으로 변환할 수 있다. 주파수 발진기(1112)는 AC-DC 변환기(1111)가 출력하는 직류 전력을 입력받고, 입력된 직류 전력을 특정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 여기서, 특정 주파수는 공진 주파수일 수 있다. 이때, 주파수 발진기(1112)는 공진 주파수의 교류 전력을 출력할 수 있다. 물론, 주파수 발진기(1112)가 반드시 공진 주파수를 발진해야 하는 것은 아니다. The frequency oscillator 1112 may convert DC power into AC power of a specific frequency desired. The frequency oscillator 1112 receives DC power output from the AC-DC converter 1111, converts the input DC power into AC power of a specific frequency, and outputs the DC power. Here, the specific frequency may be a resonance frequency. In this case, the frequency oscillator 1112 may output AC power having a resonance frequency. Of course, the frequency oscillator 1112 does not necessarily have to oscillate the resonant frequency.
전력 증폭기(1113)는 전력의 전압 또는 전류를 증폭시킬 수 있다. 전력 증폭기(1113)는 주파수 발진기(1112)가 출력하는 특정 주파수의 교류 전력을 입력받고, 입력된 특정 주파수의 교류 전력의 전압 또는 전류를 증폭시켜 출력한다. The power amplifier 1113 may amplify a voltage or current of power. The power amplifier 1113 receives AC power of a specific frequency output by the frequency oscillator 1112, and amplifies and outputs a voltage or current of AC power of the input specific frequency.
임피던스 정합기(1114)는 임피던스의 정합을 수행할 수 있다. 임피던스 정합기(1114)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 임피던스의 정합은 전송 안테나(1120)를 통해 전송되는 무선 전력의 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 스위칭 소자를 스위칭하여 캐패시터나 인덕터의 연결 상태를 조정하거나 캐패시터의 캐패시턴스를 조정하거나 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써 수행될 수 있다. The impedance matcher 1114 may perform impedance matching. Impedance matcher 1114 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching their connections. The impedance matching detects the reflected wave of the wireless power transmitted through the transmission antenna 1120 and switches the switching element based on the detected reflected wave to adjust the connection state of the capacitor or the inductor, adjust the capacitance of the capacitor, or the inductance of the inductor. This can be done by adjusting.
전송 안테나(1120)는 교류 전력을 이용하여 전자기장을 발생시킬 수 있다. 전송 안테나(1120)는 전력 증폭기(1113)에서 출력되는 특정 주파수의 교류 전력을 인가받고, 이에 따라 특정 주파수의 자기장을 발생시킬 수 있다. 발생된 자기장은 방사되는데, 무선 전력 수신 장치(1200)는 이를 수신하여 전류를 생성하게 된다. 다시 말해 전송 안테나(1120)는 무선으로 전력을 전송하는 것이다.The transmission antenna 1120 may generate an electromagnetic field using AC power. The transmit antenna 1120 may receive AC power of a specific frequency output from the power amplifier 1113 and thus generate a magnetic field of a specific frequency. The generated magnetic field is radiated, and the wireless power receiver 1200 receives this to generate a current. In other words, the transmission antenna 1120 transmits power wirelessly.
통신 안테나(1125)는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나(1125)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신 할 수 있다. The communication antenna 1125 may transmit and receive communication signals using communication carriers other than magnetic field communication. For example, the communication antenna 1125 may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신 모듈(1130)는 무선 전력 수신 장치(1200)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(1130)은 인-밴드 통신 모듈(1131)과 아웃-밴드 통신 모듈(1132)을 포함할 수 있다. The communication module 1130 may transmit / receive information with the wireless power receiver 1200. The communication module 1130 may include an in-band communication module 1131 and an out-band communication module 1132.
인-밴드 통신 모듈(1131)은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1130)은 자기파에 정보를 실어 전송 안테나(1120)를 통해 송신하거나 또는 정보가 담긴 자기파를 전송 안테나(1120)를 통해 수신함으로써 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 인-밴드 통신을 이용하면 통신 모듈(1130)은 수 kbps의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다. The in-band communication module 1131 may transmit and receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication module 1130 may perform in-band communication by loading information on magnetic waves through a transmission antenna 1120 or receiving magnetic waves containing information through a transmission antenna 1120. . In this case, modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-return-to-zero (NZR-L) By using a coding method such as level) coding, magnetic waves containing information or magnetic waves containing information can be interpreted. Using such in-band communication, the communication module 1130 may transmit and receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.
아웃-밴드 통신 모듈(1132)는 통신 안테나(1125)를 통해 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1130)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다. The out-band communication module 1132 may perform out-band communication through the communication antenna 1125. For example, the communication module 1130 may be provided as a short range communication module. Examples of a short range communication module include a communication module such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, NFC, and the like.
콘트롤러(1140)는 무선 전력 전송 장치(1100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 콘트롤러(1140)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력 전송 장치(1100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. The controller 1140 may control the overall operation of the wireless power transmitter 1100. The controller 1140 may calculate and process various types of information and control each component of the wireless power transmitter 1100.
콘트롤러(1140)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 콘트롤러(1140)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 콘트롤러(1140)를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다. The controller 1140 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In hardware, the controller 1140 may be provided in the form of an electronic circuit that processes an electrical signal to perform a control function. In software, the controller 1140 may be provided in the form of a program for driving the hardware controller 1140.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(1200)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power receiver 1200 according to an embodiment of the present invention will be described.
무선 전력 수신 장치(1200)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다.The wireless power receiver 1200 may wirelessly receive power.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(1200)의 제1 형태의 블록도이다.3 is a block diagram of a first form of a wireless power receiver 1200 according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(1200)는 수신 안테나(1210), 전력 수신 모듈(1220), 통신 모듈(1230) 및 콘트롤러(1240)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power receiver 1200 may include a reception antenna 1210, a power reception module 1220, a communication module 1230, and a controller 1240.
수신 안테나(1210)는 무선 전력 전송 장치(1100)에서 전송되는 무선 전력을 수신할 수 있다. 수신 안테나(1210)는 전송 안테나(1120)에서 방사되는 자기장을 이용하여 전력을 수신할 수 있다. 여기서, 특정 주파수가 공진 주파수인 경우에는 전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210) 간에 자기 공명 현상이 발생하여 보다 효율적으로 전력을 전달받을 수 있다. The receiving antenna 1210 may receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter 1100. The receiving antenna 1210 may receive power by using a magnetic field radiated from the transmitting antenna 1120. In this case, when a specific frequency is a resonant frequency, a magnetic resonance phenomenon may occur between the transmitting antenna 1120 and the receiving antenna 1210 to more efficiently receive power.
전력 수신 모듈(1220)은 수신 안테나(1210)가 수신한 전력을 이용하여 무선 전력 수신 장치(1200)를 충전하거나 구동시킬 수 있다. 전력 수신 모듈(1220)은 임피던스 정합기(1221), 정류기(1222), DC-DC 변환기(1223) 및 배터리(1224)를 포함할 수 있다.The power receiving module 1220 may charge or drive the wireless power receiving apparatus 1200 using the power received by the receiving antenna 1210. The power receiving module 1220 may include an impedance matcher 1221, a rectifier 1222, a DC-DC converter 1223, and a battery 1224.
임피던스 정합기(1221)는 무선 전력 수신 장치(1200)의 임피던스를 조정할 수 있다. 임피던스 정합기(1221)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 조합을 스위칭하는 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 임피던스의 정합은 수신되는 무선 전력의 전압값이나 전류값, 전력값, 주파수값 등에 기초하여 임피던스 정합기(1221)를 구성하는 회로의 스위칭 소자를 제어함으로써 수행될 수 있다. The impedance matcher 1221 may adjust the impedance of the wireless power receiver 1200. The impedance matcher 1221 may be composed of a switching element for switching a capacitor, an inductor, and a combination thereof. The matching of the impedance may be performed by controlling the switching elements of the circuit constituting the impedance matcher 1221 based on the voltage value, current value, power value, frequency value, etc. of the received wireless power.
정류기(1222)는 수신된 무선 전력을 정류하여 교류에서 직류로 변환할 수 있다. 정류기(1222)는 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 교류를 직류로 변환하고, 캐패시터와 저항을 이용하여 이를 평활할 수 있다. 정류기(1222)로는 브릿지 회로 등으로 구현되는 전파 정류기, 반파 정류기, 전압 체배기 등이 이용될 수 있다.The rectifier 1222 may rectify the received wireless power and convert it from AC to DC. The rectifier 1222 may convert an alternating current into a direct current using a diode or a transistor, and smooth it using a capacitor and a resistor. As the rectifier 1222, a full-wave rectifier, a half-wave rectifier, a voltage multiplier, or the like implemented by a bridge circuit may be used.
DC-DC 변환기(1223)는 정류된 직류 전력의 전압을 원하는 레벨로 변환하여 출력할 수 있다. 정류기(1222)에서 정류된 직류 전원의 전압값이 배터리의 충전이나 전자 기기의 구동에 요구되는 전압값에 비하여 크거나 작은 경우에 DC-DC 변환기(1223)는 정류된 직류 전원의 전압값을 원하는 전압으로 변경할 수 있다. The DC-DC converter 1223 may convert the voltage of the rectified DC power to a desired level and output the converted level. When the voltage value of the DC power rectified in the rectifier 1222 is larger or smaller than the voltage value required for charging the battery or driving the electronic device, the DC-DC converter 1223 may select the voltage value of the rectified DC power. Can be changed to voltage.
배터리(1224)는 DC-DC 변환기(1223)로부터 출력되는 전력을 이용하여 에너지를 저장할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신 장치(1200)에 배터리(1224)가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1200)에는 전자 기기의 다양한 동작을 구동하는 구동 수단이 배터리(1224) 대신 포함될 수도 있다. The battery 1224 may store energy using power output from the DC-DC converter 1223. Meanwhile, the battery 1224 is not necessarily included in the wireless power receiver 1200. For example, the battery may be provided in an external configuration of a removable form. For another example, the wireless power receiver 1200 may include driving means for driving various operations of the electronic device instead of the battery 1224.
통신 모듈(1230)는 무선 전력 전송 장치(1200)와 정보를 송수신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(1200)의 제1 형태에서 통신 모듈(1230)는 인-밴드 통신을 수행할 수 있다.The communication module 1230 may transmit / receive information with the wireless power transmitter 1200. In a first form of the wireless power receiver 1200, the communication module 1230 may perform in-band communication.
인-밴드 통신 타입의 통신 모듈(1230)은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1230)은 자기파에 정보를 실어 수신 안테나(1210)를 통해 송신하거나 또는 정보가 담긴 자기파를 수신 안테나(1210)를 통해 수신함으로써 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 인-밴드 통신을 이용하면 통신 모듈(1230)은 수 kbps의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다. The in-band communication type communication module 1230 may transmit and receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication module 1230 may perform in-band communication by loading information on magnetic waves through the receiving antenna 1210 or receiving magnetic waves containing information through the receiving antenna 1210. . In this case, modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-return-to-zero (NZR-L) By using a coding method such as level) coding, magnetic waves containing information or magnetic waves containing information can be interpreted. Using this in-band communication, the communication module 1230 can transmit and receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.
콘트롤러(1240)는 무선 전력 수신 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 콘트롤러(1240)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력 수신 장치(1200)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. The controller 1240 may control the overall operation of the wireless power receiver 1200. The controller 1240 may perform calculation and processing of various information and control each component of the wireless power receiver 1200.
콘트롤러(1240)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 콘트롤러(1240)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 콘트롤러(1240)를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.The controller 1240 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In hardware, the controller 1240 may be provided in the form of an electronic circuit that processes an electrical signal to perform a control function. In software, the controller 1240 may be provided in the form of a program for driving the hardware controller 1240.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(1200)의 제2 형태의 블록도이다.4 is a block diagram of a second form of a wireless power receiver 1200 according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제2 형태의 무선 전력 수신 장치(1200)는 제1 형태의 무선 전력 수신 장치(1200)의 구성에 통신 안테나(1215)를 추가로 포함할 수 있다. 또 제2 형태의 무선 전력 수신 장치(1200)에서 통신 모듈(1230)은 아웃-밴드 타입의 통신 모듈일 수 있다. Referring to FIG. 4, the second type of wireless power receiver 1200 may further include a communication antenna 1215 in the configuration of the first type of wireless power receiver 1200. In the second type of wireless power receiver 1200, the communication module 1230 may be an out-band type communication module.
통신 안테나(1215)는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나(1215)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신할 수 있다. The communication antenna 1215 may transmit and receive communication signals using communication carriers other than magnetic field communication. For example, the communication antenna 1215 may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신 모듈(1230)은 아웃-밴드 통신 모듈로서, 통신 안테나(1215)를 통해 아웃-밴드 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1130)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다. The communication module 1230 is an out-band communication module and may perform out-band communication through the communication antenna 1215. For example, the communication module 1130 may be provided as a short range communication module. Examples of a short range communication module include a communication module such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, NFC, and the like.
따라서, 무선 전력 수신 장치(1200)의 제2 형태에서는 무선 전력의 수신은 수신 안테나(1210)를 통해 이루어지고, 무선 전력 전송 장치(1100)와의 통신은 통신 안테나(1215)를 통해 이루어질 수 있다.Accordingly, in the second form of the wireless power receiver 1200, wireless power may be received through the reception antenna 1210, and communication with the wireless power transmitter 1100 may be performed through the communication antenna 1215.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 시스템(1000)에서 전력이 무선으로 전송되는 과정에 관하여 설명한다.Hereinafter, a process of wirelessly transmitting power in the wireless power system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.
전력의 무선 전송은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 이때 무선 전력 전송 장치(1100)의 전송 안테나(1120)와 무선 전력 수신 장치(1200)의 수신 안테나(1210) 사이에서 수행될 수 있다. Wireless transmission of power may be performed using electromagnetic induction or magnetic resonance. In this case, the transmission antenna 1120 of the wireless power transmitter 1100 and the reception antenna 1210 of the wireless power receiver 1200 may be performed.
자기 공명 방식을 이용하는 경우에는 전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210)는 각각 공진 안테나 형태로 제공될 수 있다. 공진 안테나는 코일과 캐패시터를 포함하는 공진 구조를 가질 수 있다. 이때 공진 안테나의 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의해 결정된다. 여기서, 코일은 루프의 형태로 이루어질 수 있다. 또 루프의 내부에는 코어가 배치될 수 있다. 코어는 페라이트 코어(ferrite core)와 같은 물리적인 코어나 공심 코어(air core)를 포함할 수 있다. In the case of using the magnetic resonance method, the transmitting antenna 1120 and the receiving antenna 1210 may be provided in the form of a resonant antenna, respectively. The resonant antenna may have a resonant structure including a coil and a capacitor. At this time, the resonant frequency of the resonant antenna is determined by the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor. Here, the coil may be in the form of a loop. In addition, a core may be disposed inside the loop. The core may include a physical core such as a ferrite core or an air core.
전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210) 간의 에너지 전송은 자기장의 공명 현상을 통해 이루어질 수 있다. 공명 현상이란 하나의 공진 안테나에서 공진 주파수에 해당하는 근접장이 발생할 때 주위에 다른 공진 안테나가 위치하는 경우, 양 공진 안테나가 서로 커플링되어 공진 안테나 사이에서 높은 효율의 에너지 전달이 일어나는 현상을 의미한다. 전송 안테나(1120)의 공진 안테나와 수신 안테나(1210)의 공진 안테나 사이에서 공진 주파수에 해당하는 자기장이 발생하면, 전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210)의 공진 안테나가 서로 공진하는 공명 현상이 발생되고, 이에 따라 일반적인 경우 전송 안테나(1120)에서 발생한 자기장이 자유 공간으로 방사되는 경우에 비해 보다 높은 효율로 수신 안테나(1210)를 향해 자기장이 집속되며, 따라서 전송 안테나(1120)로부터 수신 안테나(1210)에 높은 효율로 에너지가 전달될 수 있다. Energy transmission between the transmitting antenna 1120 and the receiving antenna 1210 may be achieved through a resonance phenomenon of the magnetic field. The resonance phenomenon refers to a phenomenon in which a high efficiency energy transfer occurs between two resonant antennas when two resonant antennas are coupled to each other when a resonant frequency corresponding to a resonant frequency occurs in one resonant antenna. . When a magnetic field corresponding to a resonant frequency is generated between the resonant antenna of the transmit antenna 1120 and the resonant antenna of the receive antenna 1210, a resonance phenomenon in which the resonant antennas of the transmit antenna 1120 and the receive antenna 1210 resonate with each other occurs. Accordingly, the magnetic field is focused toward the receiving antenna 1210 with higher efficiency than when the magnetic field generated by the transmitting antenna 1120 is radiated into free space in general, and thus the receiving antenna (from the transmitting antenna 1120) Energy can be delivered to 1210 with high efficiency.
전자기 유도 방식은 자기 공명 방식과 유사하게 구현될 수 있으나 이때에는 자기장의 주파수가 공진 주파수일 필요가 없다. 대신 전자기 유도 방식에서는 수신 안테나(1210)와 전송 안테나(1120)를 구성하는 루프 간의 정합이 필요하며 루프 간의 간격이 매우 근접해야 한다.The electromagnetic induction method may be implemented similarly to the magnetic resonance method, but in this case, the frequency of the magnetic field does not need to be a resonance frequency. Instead, the electromagnetic induction method requires matching between the loops constituting the receiving antenna 1210 and the transmitting antenna 1120 and the spacing between the loops is very close.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 네트워크(2000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power network 2000 according to an embodiment of the present invention will be described.
무선 전력 네트워크(2000)란 무선 전력 전송과 통신을 수행하는 네트워크를 의미할 수 있다. The wireless power network 2000 may refer to a network that performs wireless power transmission and communication.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 네트워크(2000)에서의 통신에 관한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 네트워크(2000)에서의 무선 전력 전송에 관한 개략도이다.5 is a schematic diagram of communication in a wireless power network 2000 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a schematic diagram of wireless power transmission in a wireless power network 2000 according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6을 참조하면, 무선 전력 네트워크(2000)는 무선 전력 충전기(WPC: Wireless Power Charger, 이하 ‘충전기’라고 함, 2100) 및 무선 전력 수신기(WPR: Wireless Power Receiver, 이하 ‘수신기’라고 함, WPR, 2200)을 포함할 수 있다. 여기서, 충전기(2100)는 상술한 무선 전력 전송 장치(1100) 또는 무선 전력 전송 장치(1100)와 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 장치로 제공될 수 있다. 또한, 수신기(2200)는 상술한 무선 전력 수신 장치(1200)의 제1 형태나 제2 형태 또는 이와 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 장치로 제공될 수 있다.5 and 6, the wireless power network 2000 may include a wireless power charger (WPC: 2100) and a wireless power receiver (WPR). It may include, WPR, 2200). Here, the charger 2100 may be provided as a device that performs the same or similar function as the above-described wireless power transmitter 1100 or the wireless power transmitter 1100. In addition, the receiver 2200 may be provided as a device that performs the same or similar functions as the first or second forms of the wireless power receiver 1200 described above.
따라서, 이하에서 충전기(2100)에 의해 수행되는 동작들은 무선 전력 전송 장치(1100)의 각 구성 요소에 의해 수행될 수 있으며, 수신기(2200)에 의해 수행되는 동작들은 무선 전력 수신 장치(1200)의 각 구성 요소에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 후술할 충전기(2100)와 수신기(2200) 간의 통신은 전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210)를 통해 인-밴드 통신 방식으로 통신 모듈(1131, 1230)에 의해 수행되거나 또는 통신 안테나(1125, 1215)를 통해 아웃-밴드 통신 방식으로 통신 모듈(1132, 1230)에 의해 수행될 수 있다. 또 무선 전력의 송수신은 전송 안테나(1120)와 수신 안테나(1210)을 통해 자기 공명 방식이나 전자기 유도 방식을 통해 전력 전송 모듈(1110)과 전력 수신 모듈(1220)에 의해 수행될 수 있다. 또 이와 유사하게 후술할 전력 전송 모드의 선택이나 타임 슬롯의 할당이나 수신기(2200)의 활성화, 비활성화의 제어를 비롯한 각종 제어 및 연산 등은 콘트롤러(1140, 1240)에 의해 수행될 수 있다. Therefore, hereinafter, operations performed by the charger 2100 may be performed by each component of the wireless power transmitter 1100, and operations performed by the receiver 2200 may be performed by the wireless power receiver 1200. Can be performed by each component. For example, communication between the charger 2100 and the receiver 2200, which will be described later, is performed by the communication modules 1131 and 1230 in an in-band communication manner through the transmitting antenna 1120 and the receiving antenna 1210, or the communication. It may be performed by the communication modules 1132 and 1230 in an out-band communication manner through the antennas 1125 and 1215. In addition, the transmission and reception of wireless power may be performed by the power transmission module 1110 and the power reception module 1220 through a magnetic resonance method or an electromagnetic induction method through the transmission antenna 1120 and the reception antenna 1210. Similarly, various controls and operations including selection of a power transmission mode, allocation of time slots, activation of a receiver 2200, and deactivation of a receiver, which will be described later, may be performed by the controllers 1140 and 1240.
무선 전력 네트워크(2000)는 충전기(2100)를 중심으로 하나 이상의 수신기(2200)가 배치되는 스타 토폴로지(star topology) 형태로 제공될 수 있다. 충전기(2100)는 그 주변으로 자기장을 방사할 수 있다. 이에 따라 충전기(2100)를 중심으로 통신 영역(Communication Zone)과 충전 영역(Charging Zone)이 형성될 수 있다.The wireless power network 2000 may be provided in the form of a star topology in which one or more receivers 2200 are disposed around the charger 2100. The charger 2100 may radiate a magnetic field around the charger 2100. Accordingly, a communication zone and a charging zone may be formed around the charger 2100.
여기서, 통신 영역은 충전기(2100)가 수신기(2200)와 통신이 가능한 영역을 의미하고, 충전 영역은 수신기(2200)가 충전기(2100)로부터 전달받는 자기장을 이용하여 실제로 배터리의 충전이나 수신기(2200)의 구동이 가능한 영역을 의미한다. Here, the communication area means an area in which the charger 2100 can communicate with the receiver 2200, and the charging area actually uses the magnetic field received from the charger 2100 to charge the battery or the receiver 2200. ) Means an area that can be driven.
통신 영역은 충전 영역을 그 내부에 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 네트워크(2000)에서 통신이 인-밴드 방식으로 수행되는 경우 통신 영역은 충전기(2100)에서 방사되는 자기장에 의해 수신기(2200)와 통신 패킷의 송수신이 가능한 범위일 수 있으며, 충전 영역은 충전기(2100)에서 방사되는 자기장에 의해 수신기(2200)의 구동이나 배터리의 충전에 충분한 전력이 전달될 수 있는 범위일 수 있다. 충전기(2100)로부터 방사되는 자기장에 의해 전달되는 전력은 거리가 멀어질수록 감소하는데, 수신기(2200)의 충전이나 구동을 위해서는 자기장에 의해 일정한 전력 이상이 전달되어야 하는 반면, 자기장 통신에는 패킷의 송수신에는 이러한 제약이 비교적 덜하므로, 충전 영역이 통신 영역보다 좁게 형성된다. 물론, 통신 영역과 충전 영역이 일치하는 것도 가능하다. 한편, 통신이 아웃-밴드 타입으로 수행되는 경우에는, 일반적으로 근거리 통신망의 범위가 무선 전력 전송의 거리보다 넓어 통신 영역이 충전 영역보다 넓게 형성될 수 있다. The communication area may include a charging area therein. For example, when the communication is performed in the in-band manner in the wireless power network 2000, the communication area may be a range in which communication packets can be transmitted and received with the receiver 2200 by a magnetic field radiated from the charger 2100. The charging region may be in a range in which sufficient power may be transmitted for driving the receiver 2200 or charging the battery by a magnetic field radiated from the charger 2100. The power delivered by the magnetic field radiated from the charger 2100 decreases as the distance increases, while for charging or driving the receiver 2200, more than a predetermined power must be transmitted by the magnetic field, whereas the magnetic field communication transmits and receives packets. Since this constraint is relatively less, the charging area is formed narrower than the communication area. Of course, it is also possible that the communication area and the charging area coincide. On the other hand, when the communication is performed in the out-band type, in general, the range of the local area network is wider than the distance of the wireless power transmission, the communication area can be formed wider than the charging area.
수신기(2200)가 충전 영역에 속하는지 충전 영역 외의 통신 영역에 속하는지는 수신기(2200)가 정상 충전(또는 구동)이 가능한지 여부에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 충전기(2100)는 수신기(2200)로부터 수신되는 자기장 신호의 세기에 기초하여 수신기(2200)가 정상 충전이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 또는 수신기(2200)가 충전기(2100)로부터 방사하는 자기장 신호의 세기에 기초하여 정상 충전이 가능한지를 판단하고, 그 결과를 충전기(2100)에 전송하는 것도 가능하다.Whether the receiver 2200 belongs to a charging region or a communication region other than the charging region may be determined by whether the receiver 2200 is capable of normal charging (or driving). For example, the charger 2100 may determine whether the receiver 2200 is capable of normal charging based on the strength of the magnetic field signal received from the receiver 2200. Alternatively, the receiver 2200 may determine whether normal charging is possible based on the strength of the magnetic field signal emitted from the charger 2100, and transmit the result to the charger 2100.
다시 도 5를 참조하면, 충전기(2100)가 충전 영역을 포함하는 통신 영역 내의 수신기(2200)와 서로 자기장 신호나 아웃-밴드 통신에 따른 통신 캐리어를 송수신하여 정보를 주고 받을 수 있다. 또 도 6을 참조하면, 충전기(2100)는 수신기들(2200) 중 충전 영역 내에 위치하는 수신기(2200)에 자기장을 이용한 무선 전력 전송을 수행할 수 있다.Referring back to FIG. 5, the charger 2100 may exchange information with a receiver 2200 in a communication area including a charging area by transmitting and receiving a communication carrier according to a magnetic field signal or out-band communication with each other. Referring to FIG. 6, the charger 2100 may perform wireless power transmission using a magnetic field to the receiver 2200 located in the charging area among the receivers 2200.
한편, 도 5 및 도 6에서는 충전 영역과 통신 영역이 각각 동심원을 그리며 공간적으로 정확히 구분되는 것으로 도시하고 있으나, 충전 영역과 통신 영역은 수신기(2200)의 특성에 따라 그 형태가 변경될 수도 있다. 예를 들어, 배터리의 충전 전압이 낮은 수신기(2200)에 대해서는 충전 전압이 높은 수신기(2200)에 비해 더 넓은 충전 영역이 제공될 수 있다. 5 and 6 illustrate that the charging area and the communication area are spatially precisely divided with concentric circles, respectively, but the shape of the charging area and the communication area may be changed according to the characteristics of the receiver 2200. For example, a wider charging area may be provided for the receiver 2200 having a lower charging voltage of the battery than the receiver 2200 having a high charging voltage.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법에 관하여 설명한다. 무선 전력 송수신 방법에 관해서는 상술한 무선 전력 네트워크(2000)을 이용하여 설명한다. 다만, 무선 전력 송수신 방법에 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 동일 유사한 다른 시스템을 이용하여 수행될 수도 있다. Hereinafter, a wireless power transmission and reception method according to an embodiment of the present invention will be described. The wireless power transmission and reception method will be described using the wireless power network 2000 described above. However, the present invention is not limited to the wireless power transmission / reception method, and may be performed using another system similar to the same.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법의 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving wireless power according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 무선 전력 송수신 방법은, 수신기(2200)을 검색하는 단계(S110), 통신 네트워크를 설정하는 단계(S120), 전력 네트워크를 설정하는 단계(S130), 전력 전송 모드를 설정하는 단계(S140) 및 무선 전력을 송수신하는 단계(S150)을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 보다 상세하게 설명한다.Referring to FIG. 7, the wireless power transmission / reception method may include: searching for a receiver 2200 (S110), setting a communication network (S120), setting a power network (S130), and setting a power transmission mode. In operation S140, the method may include transmitting and receiving wireless power (S150). Hereinafter, each step described above will be described in more detail.
먼저 충전기(2100)는 주변에 위치하는 수신기(2200)를 검색할 수 있다(S110). First, the charger 2100 may search for the receiver 2200 located in the vicinity (S110).
여기서, 수신기(2200)는 다양한 무선 전력 송수신 프로토콜에 따라 방식에 따라 무선 전력 송수신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 수신기(2200)는 WPC(Wireless Power Consortium)의 Qi 표준, A4WP(Alliance For Wireless Power)의 무선 전력 송수신 표준, PMA(Power Matteres Alliance)의 무선 전력 송수신 표준, NFC(Near Field Communication)이나 RFID(Radio Frequency Identification)에 의해 주도되는 무선 전력 송수신 표준, ISO/IEC SC6, ISO TC100, CJK 무선 전력 전송 표준 및 그 외의 다양한 국내 표준, 국제 표준이나 산업체 표준 중 적어도 하나의 표준에서 정의하는 무선 전력 송수신 프로토콜이나 통신 프로토콜에 따라 동작할 수 있다. Here, the receiver 2200 may perform wireless power transmission and reception according to a method according to various wireless power transmission and reception protocols. For example, the receiver 2200 may include a Qi standard of the Wireless Power Consortium (WPC), a wireless power transmission and reception standard of the Alliance For Wireless Power (A4WP), a wireless power transmission and reception standard of the Power Matteres Alliance (PMA), and Near Field Communication (NFC). Or wireless power transmission standards driven by Radio Frequency Identification (RFID), ISO / IEC SC6, ISO TC100, CJK wireless power transmission standards and at least one of a variety of other national, international or industry standards. It can operate according to the power transmission and reception protocol or communication protocol.
충전기(2100)는 상술한 다양한 표준 중 복수의 표준이 정의하는 방식에 따라 통신 및 전력 송수신을 수행할 수 있다. 이로써, 충전기(2100)는 서로 다른 표준 규격에 따른 수신기(2200)를 검색할 수 있다. The charger 2100 may perform communication and power transmission and reception according to a method defined by a plurality of standards. As a result, the charger 2100 may search for the receiver 2200 according to different standard standards.
충전기(2100)는 주기적으로 복수의 표준 규격에 따른 스캐닝 시그널을 브로드 캐스팅할 수 있다. 스캐닝 시그널을 다양한 주파수 대역의 다양한 통신 캐리어를 이용할 수 있다. 구체적으로 Qi 표준의 경우에는 주변의 수신기(2200)를 검색하기 위해 특정 주파수 대역의 자기장 신호를 송출하며, A4WP 표준의 경우에는 주변의 수신기(2200)를 검색하기 위하여 다른 주파수 대역의 자기장 신호를 송출한다. The charger 2100 may periodically broadcast a scanning signal according to a plurality of standard specifications. The scanning signal may use various communication carriers of various frequency bands. In detail, in the case of the Qi standard, a magnetic field signal of a specific frequency band is transmitted to search for a receiver 2200 in the vicinity, and in the case of the A4WP standard, a magnetic field signal of another frequency band is transmitted in order to search for a receiver 2200 in the vicinity. do.
각각의 수신기(2200)는 그 수신기(2200)에 적용된 표준 방식에 따른 스캐닝 시그널에 반응하여 응답 신호를 충전기(2100)로 송출할 수 있다. 충전기(2100)는 응답 신호를 분석하여 주변에 어떤 표준이 적용된 수신기(2200)가 있는지를 파악할 수 있다.Each receiver 2200 may transmit a response signal to the charger 2100 in response to a scanning signal according to a standard method applied to the receiver 2200. The charger 2100 may analyze the response signal to determine which standard the receiver 2200 is applied to.
구체적으로 수신기(2200)를 검색하는 방법에 관해서는 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법에서 통신 네트워크를 구성하는 단계의 세부 순서도이다.In detail, a method of searching for the receiver 2200 will be described with reference to FIG. 8. 8 is a detailed flowchart of a step of configuring a communication network in a wireless power transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.
여기서, 충전기(2100)는 제1 표준, 제2 표준 및 제3 표준에 따라 무선 전력 송수신을 수행할 수 있는 기기이다. 제1 수신기(WPR-1, 2200a)는 무선 전력 송수신에 관한 제1 표준이 적용된 기기이고, 제2 수신기(WPR-2, 2200b)는 무선 전력 송수신에 관한 제2 표준이 적용된 기기이다. Here, the charger 2100 is a device capable of performing wireless power transmission and reception according to the first standard, the second standard, and the third standard. The first receivers WPR-1 and 2200a are devices to which the first standard for wireless power transmission and reception is applied, and the second receivers WPR-2 and 2200b are devices to which the second standard for wireless power transmission and reception are applied.
도 8을 참조하면, 충전기(2100)는 제1 표준에 따른 제1 스캐닝 시그널, 제2 표준에 따른 제2 스캐닝 시그널 및 제3 표준에 따른 제3 스캐닝 시그널을 차례로 브로드 캐스팅할 수 있다. 여기서, 제1 스캐닝 시그널, 제2 스캐닝 시그널 및 제3 스캐닝 시그널은 각기 다른 표준에 의해 정의되는 시그널로서, 그 주파수 대역이나 통신 캐리어 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝 시그널은 100~200KHz 대역의 자기장 신호이고, 제2 스캐닝 시그널은 6.78Mhz 대역의 자기장 신호이고, 제3 스캐닝 시그널은 RFID 신호일 수 있다. Referring to FIG. 8, the charger 2100 may broadcast a first scanning signal according to a first standard, a second scanning signal according to a second standard, and a third scanning signal according to a third standard. Here, the first scanning signal, the second scanning signal, and the third scanning signal are signals defined by different standards, and at least one of the frequency band and the communication carrier may be different. For example, the first scanning signal may be a magnetic field signal in a 100 ~ 200KHz band, the second scanning signal may be a magnetic field signal in a 6.78Mhz band, and the third scanning signal may be an RFID signal.
충전기(2100)는 각각의 스캐닝 시그널을 송출하고 일정 시간 동안 해당 표준에 따른 응답 신호를 수신할 수 있다. 이때 제1 수신기(2200a)는 제1 스캐닝 시그널에 반응하여 충전기(2100)에 제1 표준에 따른 제1 응답 신호를 송신한다. 마찬가지로 제2 수신기(2200b)는 제2 스캐닝 시그널에 반응하여 충전기(2100)에 제2 표준에 따른 제2 응답 신호를 송신한다. 또 제1 수신기(2200a)와 제2 수신기(2200b)는 제3 표준에 따른 제3 스캐닝 시그널에 대해서는 응답하지 않는다. 여기서, 제1 응답 신호와 제2 응답 신호는 각각 제1 표준과 제2 표준에 따른 주파수 대역과 통신 캐리어를 가진다. The charger 2100 may transmit each scanning signal and receive a response signal according to a corresponding standard for a predetermined time. In this case, the first receiver 2200a transmits a first response signal according to the first standard to the charger 2100 in response to the first scanning signal. Similarly, the second receiver 2200b transmits a second response signal according to the second standard to the charger 2100 in response to the second scanning signal. In addition, the first receiver 2200a and the second receiver 2200b do not respond to the third scanning signal according to the third standard. Here, the first response signal and the second response signal have a frequency band and a communication carrier according to the first standard and the second standard, respectively.
충전기(2100)는 제1 응답 신호 및 제2 응답 신호를 수신하면, 제1 응답 신호에 따라 주변에 제1 표준에 따른 제1 수신기(2200a)가 있는 것으로 판단하고, 제2 응답 신호에 따라 주변에 제2 표준에 따른 제2 수신기(2200b)가 있는 것을 판단할 수 있다. 또 충전기(2100)는 각 응답 신호에 기초하여 주변 수신기(2200)들에 적용되는 표준을 판단할 수 있다.When the charger 2100 receives the first response signal and the second response signal, the charger 2100 determines that there is a first receiver 2200a according to the first standard in accordance with the first response signal. It can be determined that there is a second receiver 2200b according to the second standard. In addition, the charger 2100 may determine a standard applied to the peripheral receivers 2200 based on each response signal.
충전기(2100)는 상술한 과정을 거쳐 주변의 수신기(2200)의 검색이 수행될 수 있다.The charger 2100 may search for a neighboring receiver 2200 through the above-described process.
한편, 이상에서는 충전기(2100)가 응답 신호를 수신함에 따라 수신기(2200)의 존재를 판단하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 충전기(2100)가 스캐닝 시그널을 송출할 때 스캐닝 시그널을 임피던스 변화나 반사파 등을 검출하여 수신기(2200)의 존재 및 수신기(2200)가 이용하는 표준을 파악하는 것도 가능하다. 이 경우에는 스캐닝 시그널의 캐리어로는 자기장이 사용되며 응답 신호를 수신하는 과정이 생략될 수 있다. In the above description, the charger 2100 determines the existence of the receiver 2200 when the charger 2100 receives the response signal. However, when the charger 2100 transmits the scanning signal, the charger 2100 detects the change in the impedance or reflected wave. It is also possible to detect the presence of the receiver 2200 and the standard used by the receiver 2200 by detecting it. In this case, a magnetic field is used as a carrier of the scanning signal, and the process of receiving the response signal may be omitted.
충전기(2100)는 통신 네트워크를 설정할 수 있다(S120). 구체적으로 충전기(2100)는 검색된 수신기(2200)들을 통신 네트워크에 합류시킬 수 있다. The charger 2100 may set a communication network (S120). In detail, the charger 2100 may join the retrieved receivers 2200 to the communication network.
충전기(2100)는 검색된 수신기들(2200)로 접속 요청 메시지를 송신할 수 있다. 이때 각 수신기(2200)로 송신하는 접속 요청 메시지를 수신기(2200)를 검출하는 과정에서 수신기(2200)가 사용하는 것으로 판단된 표준에 따른 시그널일 수 있다. 수신기(2200)는 접속 요청 메시지를 수신하면, 이에 응답하여 수신기(2200)의 식별 정보(예를 들어, MAC 어드레스 등과 같은 기기 주소)를 포함하는 접속 응답 메시지를 충전기(2100)로 송신할 수 있다. 여기서, 접속 응답 메시지는 해당 수신기(2200)에 적용되는 표준에서 정의되는 시그널로 해당 표준에 따른 주파수 대역을 가지는 인-밴드 통신 시그널 또는 아웃-밴드 통신 시그널일 수 있다.The charger 2100 may transmit a connection request message to the retrieved receivers 2200. In this case, the connection request message transmitted to each receiver 2200 may be a signal according to a standard determined to be used by the receiver 2200 in the process of detecting the receiver 2200. When receiving the connection request message, the receiver 2200 may transmit a connection response message including identification information (eg, a device address such as a MAC address) of the receiver 2200 to the charger 2100 in response. . Here, the access response message is a signal defined in a standard applied to the corresponding receiver 2200 and may be an in-band communication signal or an out-band communication signal having a frequency band according to the standard.
충전기(2100)는 응답 시그널에 기초하여 각 수신기(2200)에 통신 아이디(COM)을 할당하고, 통신 아이디가 포함된 통신 네트워크 설정 메시지를 각 수신기(2200)에 송신할 수 있다. 수신기(2200)는 통신 네트워크 설정 메시지에 포함된 통신 아이디에 기초하여 자신의 아이디를 인식하고, 확인 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다.The charger 2100 may allocate a communication ID COM to each receiver 2200 based on the response signal, and transmit a communication network setting message including the communication ID to each receiver 2200. The receiver 2200 may recognize its ID based on the communication ID included in the communication network setting message, and transmit a confirmation message to the charger 2100.
구체적으로 통신 네트워크를 설정하는 방법에 관해서는 다시 도 8을 참조하여 설명한다. Specifically, a method of setting a communication network will be described with reference to FIG. 8 again.
도 8을 참조하면, 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)로 제1 접속 요청 메시지를 송출한다. 제1 수신기(2200a)는 이에 응답하여 제1 수신기(2200a)의 식별 정보를 포함하는 제1 접속 응답 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다. 충전기(2100)는 식별 정보에 기초하여 제1 수신기(2200a)에 제1 통신 아이디(COM-1)를 할당하고, 제1 통신 아이디(COM-1)를 포함하는 통신 네티워크 설정 메시지를 제1 수신기(2200a)에 송신한다. 제1 수신기(2200a)는 제1 통신 아이디(COM-1)를 자신의 통신 아이디로 세팅하고, 확인 메시지를 충전기(2100)에 전송한다. Referring to FIG. 8, the charger 2100 transmits a first connection request message to the first receiver 2200a. In response, the first receiver 2200a may transmit a first connection response message including identification information of the first receiver 2200a to the charger 2100. The charger 2100 allocates a first communication ID COM-1 to the first receiver 2200a based on the identification information, and transmits a communication network setting message including the first communication ID COM-1 to the first message. Transmit to receiver 2200a. The first receiver 2200a sets the first communication ID COM-1 as its communication ID, and transmits a confirmation message to the charger 2100.
제1 수신기(2200a)의 통신 아이디 설정이 종료되면, 충전기(2100)는 제2 수신기(2200b)에 제2 접속 요청 메시지를 송출한다. 제2 수신기(2200b)는 이에 응답하여 제2 수신기(2200b)의 식별 정보를 포함하는 제2 접속 응답 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다. 충전기(2100)는 식별 정보에 기초하여 제2 수신기(2200b)에 제2 통신 아이디(COM-2)를 할당하고, 제2 통신 아이디(COM-2)를 포함하는 통신 네티워크 설정 메시지를 제2 수신기(2200b)에 송신한다. 제2 수신기(2200b)는 제2 통신 아이디(COM-2)를 자신의 통신 아이디로 세팅하고, 확인 메시지를 충전기(2100)에 전송한다. When the communication ID setting of the first receiver 2200a is finished, the charger 2100 transmits a second connection request message to the second receiver 2200b. In response, the second receiver 2200b may transmit a second connection response message including identification information of the second receiver 2200b to the charger 2100. The charger 2100 allocates a second communication ID COM-2 to the second receiver 2200b based on the identification information, and transmits a communication network setting message including the second communication ID COM-2 to the second receiver 2200b. Transmit to receiver 2200b. The second receiver 2200b sets the second communication ID COM-2 as its communication ID and transmits a confirmation message to the charger 2100.
여기서, 통신 네트워크의 설정에 사용되는 메시지는 그 메시지에 대응되는 수신기(2200) 별로 해당 수신기(2200)가 사용하는 표준에 정의된 메시지 포맷으로 구현될 수 있다. 충전기(2100)는 수신기(2200)의 검색 단계에서 각 수신기(2200)가 어떤 표준을 사용하는지 판단할 수 있으므로 충전기(2100)는 이에 기초하여 각 수신기(2200)와 송수신할 메시지의 포맷을 결정할 수 있다. Here, the message used for setting the communication network may be implemented in a message format defined in the standard used by the receiver 2200 for each receiver 2200 corresponding to the message. Since the charger 2100 may determine which standard each receiver 2200 uses in the search phase of the receiver 2200, the charger 2100 may determine a format of a message to be transmitted and received with each receiver 2200 based on the standard. have.
즉, 제1 접속 요청 메시지 및 제1 접속 응답 메시지는 각각 제1 표준에 따른 주파수 대역과 캐리어의 시그널로 제공되고, 제2 접속 요청 메시지 및 제2 접속 응답 메시지는 각각 제2 표준에 따른 주파수 대역과 캐리어의 시그널로 제공될 수 있다. 따라서, 제1 접속 요청 메시지 및 제1 접속 응답 메시지와 제2 접속 요청 메시지 및 제2 접속 응답 메시지는 그 주파수 대역, 통신 방식(인-밴드 또는 아웃 밴드) 및 통신 캐리어 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. That is, the first connection request message and the first connection response message are provided as signals of a frequency band and a carrier according to the first standard, respectively, and the second connection request message and the second connection response message are each a frequency band according to the second standard. And a carrier signal. Accordingly, the first connection request message and the first connection response message and the second connection request message and the second connection response message may differ in at least one of a frequency band, a communication scheme (in-band or out-band), and a communication carrier. have.
또 마찬가지로 충전기(2100)가 제1 수신기(2200a)와 송수신하는 통신 네트워크 설정 메시지 및 확인 메시지와 제2 수신기(2200b)와 송수신하는 통신 네트워크 설정 메시지 및 확인 메시지는 각각 제1 표준과 제2 표준에 따른 시그널로, 그 주파수 대역, 통신 방식 및 통신 캐리어 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. Similarly, the communication network setting message and confirmation message transmitted and received by the charger 2100 to and from the first receiver 2200a, and the communication network setting message and confirmation message transmitted and received to and from the second receiver 2200b are respectively applied to the first and second standards. According to the signal, at least one of the frequency band, the communication scheme, and the communication carrier may be different.
이로써, 각 수신기(2200)에 통신 아이디가 할당되어 통신 네트워크가 설정될 수 있다. 통신 네트워크의 설정이 완료되면, 충전기(2100)는 통신 네트워크 설정에서 각 수신기(2200)에 할당된 통신 아이디를 이용하여 각 수신기(2200)와 통신을 수행할 수 있다. As a result, a communication ID is assigned to each receiver 2200 to establish a communication network. When the setting of the communication network is completed, the charger 2100 may communicate with each receiver 2200 using a communication ID assigned to each receiver 2200 in the communication network setting.
통신 네트워크의 설정이 완료되면, 충전기(2100)는 전력 네트워크를 설정할 수 있다(S130).When the setting of the communication network is completed, the charger 2100 may set the power network (S130).
충전기(2100)는 수신기(2200)로 디바이스 프로파일 요청 메시지를 송신할 수 있다. 수신기(2200)는 이에 응답하여 디바이스 프로파일을 포함한 디바이스 프로파일 응답 메시지를 충전기(2100)로 송신할 수 있다. 여기서, 디바이스 프로파일에는 수신기(2200)의 무선 전력 송수신에 이용하는 표준에 관한 정보, 통신에 이용하는 표준에 관한 정보, 지원하는 전력 송수신 모드의 종류(동시 모드, 시분할 모드, 동시 모드과 시분할 모드가 결합된 방식의 시분할 동시 모드), 수신기(2200)의 종류(예를 들어, 피쳐폰, 스마트폰, 태블릿 등의 구분), 배터리 충전을 위한 전력값(전압이나 전류), 배터리 상태(완방인지, 완충인지, 몇 퍼센트 충전되어있는지 여부 등)이 포함될 수 있다. The charger 2100 may transmit a device profile request message to the receiver 2200. In response, the receiver 2200 may transmit a device profile response message including the device profile to the charger 2100. Here, the device profile includes information on standards used for wireless power transmission and reception of the receiver 2200, information on standards used for communication, and types of power transmission / reception modes supported (simultaneous mode, time division mode, simultaneous mode and time division mode are combined). Time-division simultaneous mode), type of receiver 2200 (e.g., feature phones, smartphones, tablets, etc.), power value (battery or current) for battery charging, battery status (full or fully charged, What percentage is charged, etc.).
충전기(2100)는 디바이스 프로파일에 근거하여 충전기(2100)가 지원하는 무선 전력 전송 방식과 수신기(2200)에 적용된 무선 전력 전송 방식이 서로 호환되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전기(2100)가 Qi 표준과 A4WP 표준에 따른 무선 전력 전송을 지원하는 경우, 수신기(2200)가 둘 중 하나의 표준에 따라 무선 전력을 수신할 수 있는 경우에는 충전기(2100)는 수신기(2200)가 호환되는 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 충전기(2100)가 Qi 표준과 A4WP 표준에 따른 무선 전력 전송을 지원하는 경우, 수신기(2200)가 PMA 표준에 따른 무선 전력을 수신할 수 있는 경우에는 충전기(2100)는 수신기(2200)가 호환되는 않는 것으로 판단할 수 있다. The charger 2100 may determine whether the wireless power transfer scheme supported by the charger 2100 and the wireless power transfer scheme applied to the receiver 2200 are compatible with each other based on the device profile. For example, if the charger 2100 supports wireless power transfer according to the Qi standard and the A4WP standard, the charger 2100 may receive the wireless power according to one of the two standards. It may be determined that the receiver 2200 is compatible. On the contrary, when the charger 2100 supports wireless power transmission according to the Qi standard and the A4WP standard, when the receiver 2200 can receive the wireless power according to the PMA standard, the charger 2100 may be configured as the receiver 2200. It may be determined that it is not compatible.
충전기(2100)는 호환 가능한 경우 수신기(2200)에 전력 아이디(WPT-ID)를 할당하고, 수신기(2200)에 전력 아이디를 포함하는 전력 네트워크 설정 메시지를 송신한다. 수신기(2200)는 수신된 전력 네트워크 설정 메시지에 기초하여 자신의 전력 아이디를 인식하고, 충전기(2100)에 확인 메시지를 송신할 수 있다. The charger 2100 assigns a power ID (WPT-ID) to the receiver 2200 when it is compatible, and transmits a power network configuration message including the power ID to the receiver 2200. The receiver 2200 may recognize its own power ID based on the received power network configuration message, and transmit a confirmation message to the charger 2100.
한편, 충전기(2100)는 호환이 불가능한 경우에는 수신기(2200)에 호환성이 불가능한 것을 지시하는 메시지를 송신하고, 수신기(2200)는 이에 대한 환인 메시지를 충전기(2100)에 송신할 수 있다. 호환성이 없는 수신기(2200)는 이후 무선 전력 전송 단계(S140)에서 전력 전송을 받을 수 없게 된다. Meanwhile, when the charger 2100 is not compatible, the charger 2100 may transmit a message indicating that the receiver 2200 is not compatible, and the receiver 2200 may transmit an acknowledgment message to the charger 2100. Incompatible receiver 2200 will not be able to receive power transmission in the subsequent wireless power transfer step (S140).
구체적으로 전력 네트워크를 설정하는 방법에 관해서는 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법에서 충전 네트워크를 구성하는 단계의 세부 순서도이다.Specifically, a method of setting a power network will be described with reference to FIG. 9. 9 is a detailed flowchart of a step of configuring a charging network in a wireless power transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)로 재1 디바이스 프로파일 요청 메시지를 전송한다. 제1 수신기(2200a)는 이에 응답하여 제1 수신기(2200a)의 디바이스 프로파일에 관한 정보를 포함하는 제1 디바이스 프로파일 응답 메시지를 전송할 수 있다. 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)의 디바이스 프로파일에 기초하여 제1 수신기(2200a)의 무선 전력 전송 표준 방식이 충전기(2100)가 지원하는 표준에 해당하는지에 따라 호환성을 판단할 수 있다. 호환이 가능한 경우 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)에 제1 전력 아이디(WPT ID-1)을 할당하고, 전력 아이디를 포함하는 메시지를 제1 수신기(2200a)에 전송할 수 있다. 제1 수신기(2200a)는 이를 수신하여 자신의 전력 아이디로 제1 전력 아이디(WPT ID-1)를 설정하고, 확인 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다. Referring to FIG. 9, the charger 2100 transmits a first device profile request message to the first receiver 2200a. In response, the first receiver 2200a may transmit a first device profile response message including information about the device profile of the first receiver 2200a. The charger 2100 may determine compatibility based on whether the wireless power transmission standard method of the first receiver 2200a corresponds to a standard supported by the charger 2100 based on the device profile of the first receiver 2200a. If compatible, the charger 2100 may allocate the first power ID WPT ID-1 to the first receiver 2200a and transmit a message including the power ID to the first receiver 2200a. The first receiver 2200a may receive the message, set the first power ID WPT ID-1 as its power ID, and transmit a confirmation message to the charger 2100.
제1 수신기(2200a)의 전력 아이디 설정이 종료되면, 충전기(2100)는 제2 수신기(2200b)에 제2 디바이스 프로파일 요청 메시지를 전송하고, 제2 수신기(2200b)는 이에 응답하여 자신의 디바이스 프로파일을 포함하는 제2 디바이스 응답 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다. 충전기(2100)는 디바이스 프로파일을 참조하여 제2 수신기(2200b)의 무선 전력 전송에 대한 호환성을 판단하고, 호환성이 있는 경우 제2 수신기(2200b)에 제2 전력 아이디(WPT ID-2)를 할당하고, 이를 포함하는 메시지를 제2 수신기(2200b)로 전송할 수 있다. 제2 수신기(2200b)는 이를 수신하여 자신의 전력 아이디로 제2 전력 아이디(WPT ID-2)를 설정하고, 확인 메시지를 충전기(2100)에 전송할 수 있다. When the power ID setting of the first receiver 2200a is finished, the charger 2100 transmits a second device profile request message to the second receiver 2200b, and the second receiver 2200b responds with its own device profile. The second device response message including a may be transmitted to the charger 2100. The charger 2100 determines the compatibility of the wireless power transmission of the second receiver 2200b with reference to the device profile, and allocates a second power ID WPT ID-2 to the second receiver 2200b if there is compatibility. Then, a message including the same may be transmitted to the second receiver 2200b. The second receiver 2200b may receive the message, set the second power ID WPT ID-2 as its power ID, and transmit a confirmation message to the charger 2100.
여기서, 전력 네트워크의 설정에 사용되는 메시지는 그 메시지에 대응되는 수신기(2200) 별로 해당 수신기(2200)가 사용하는 표준에 정의된 메시지 포맷으로 구현될 수 있다. 충전기(2100)는 수신기(2200)의 검색 단계에서 각 수신기(2200)가 어떤 표준을 사용하는지 판단할 수 있으므로 충전기(2100)는 이에 기초하여 각 수신기(2200)와 송수신할 메시지의 포맷을 결정할 수 있다. Here, the message used to configure the power network may be implemented in a message format defined in the standard used by the receiver 2200 for each receiver 2200 corresponding to the message. Since the charger 2100 may determine which standard each receiver 2200 uses in the search phase of the receiver 2200, the charger 2100 may determine a format of a message to be transmitted and received with each receiver 2200 based on the standard. have.
예를 들면, 제1 디바이스 프로파일 메시지는 제1 표준에 따른 주파수 대역과 캐리어의 시그널로 제공되고, 제2 디바이스 프로파일 메시지는 제2 표준에 따른 주파수 대역과 캐리어의 시그널로 제공될 수 있다. 단계 S130에서 이용되는 다른 메시지 역시 마찬가지이다.For example, the first device profile message may be provided as a signal of a frequency band and a carrier according to the first standard, and the second device profile message may be provided as a signal of a frequency band and a carrier according to the second standard. The same applies to the other messages used in step S130.
이로써, 각 수신기(2200)에 대하여 호환성 판단을 하고, 이에 기초하여 전력 아이디를 할당하여 전력 네트워크가 설정될 수 있다. As a result, the power network may be set by determining compatibility with each receiver 2200 and assigning a power ID based on the compatibility determination.
한편, 단계 S130에서는 충전기(2100)와 수신기들(2200) 간의 메시지의 헤더 등에 기 설정된 통신 아이디를 이용하여 어느 수신기(2200)와 송수신하는 메시지인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 디바이스 프로파일 요청 메시지의 헤더 등에 제1 수신기(2200a)의 통신 아이디(COM-1)가 포함되어 있으며, 수신기들(2200) 중 제1 수신기(2200a)가 해당 메시지가 자신을 대상으로 송신된 메시지인지를 판단할 수 있다. Meanwhile, in operation S130, it may be determined which receiver 2200 is a message transmitted / received using a predetermined communication ID such as a header of a message between the charger 2100 and the receivers 2200. For example, the communication ID COM-1 of the first receiver 2200a is included in a header of the first device profile request message, and the first receiver 2200a of the receivers 2200 identifies the corresponding message. It may be determined whether the message is sent to the target.
전력 네트워크의 설정이 완료되면, 충전기(2100)는 전력 송수신 모드를 설정할 수 있다(S140).When the setting of the power network is completed, the charger 2100 may set a power transmission / reception mode (S140).
충전기(2100)는 전력 전송 모드를 설정할 수 있다. 전력 송수신 모드에는 단일 모드와 멀티 모드가 포함될 수 있다. 여기서, 멀티 모드에는 동시 모드, 시분할 모드 및 시분할 동시 모드가 포함될 수 있다.The charger 2100 may set a power transfer mode. The power transmission / reception mode may include a single mode and a multi mode. Here, the multi-mode may include a simultaneous mode, a time division mode, and a time division simultaneous mode.
예를 들어, 충전기(2100)는 전력 아이디를 할당하는 수신기(2200)의 개수와 수신기(2200)가 지원하는 전력 송수신 모드와 수신기(2200)가 이용하는 표준 및 그 외의 디바이스 프로파일에 포함된 정보를 고려하여 전력 송수신 모드를 선택할 수 있다. For example, the charger 2100 considers the number of receivers 2200 to which a power ID is assigned, the power transmission / reception mode supported by the receiver 2200, and the information included in the standard and other device profiles used by the receiver 2200. Power transmission and reception mode can be selected.
전력 네트워크 내에 하나의 수신기(2200)만 있는 경우에는 전력 송수신 모드로서, 단일 모드가 선택될 수 있다. 반대로 전력 네트워크 내에 수신기(2200)가 복수인 경우라면 전력 송수신 모드로서, 멀티 모드가 선택될 수 있다. If there is only one receiver 2200 in the power network, a single mode may be selected as the power transmission / reception mode. On the contrary, if there are a plurality of receivers 2200 in the power network, the multi-mode may be selected as the power transmission / reception mode.
멀티 모드에서는 전력 네트워크 내에 서로 상이한 무선 전력 송수신 표준을 이용하는 수신기(2200)가 있는 경우에는 시분할 모드를 선택할 수 있다. 여기서, 시분할(TDMA: time division multiple access) 방식은 전력 전송 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하고, 각 타임 슬롯마다 수신기(2200)를 할당하여 각 타임 슬롯 동안 할당된 수신기(2200)에 전력을 전송하고, 할당받지 않은 수신기(2200)는 수신 안테나(1210)와 전력 수신 모듈(1220) 간의 연결을 끊거나 수신 안테나(1210)를 클로킹(clocking)시켜 전력 수신을 차단하도록 하는 방식이다. In the multi-mode, the time division mode may be selected when there is a receiver 2200 using different wireless power transmission / reception standards in the power network. Here, a time division multiple access (TDMA) scheme divides a power transmission interval into a plurality of time slots, allocates the receiver 2200 to each time slot, and transmits power to the receiver 2200 allocated during each time slot. In addition, the unassigned receiver 2200 disconnects power between the receiving antenna 1210 and the power receiving module 1220 or clocks the receiving antenna 1210 to block power reception.
서로 상이한 표준을 따른 수신기(2200)가 존재하는 경우에는 서로 이용하는 자기장의 주파수 대역 등이 상이하므로 각각 표준 별로 시분할하여 하나의 타임 슬롯에서는 하나의 표준 방식에 따라 무선 전력을 전송하고, 다른 타임 슬롯에서는 다른 표준 방식에 따라 무선 전력을 송수신하여야 하므로 시분할 방식이 선택될 수 있다. 한편, 이때 하나의 표준 방식을 이용하는 수신기(2200)가 복수일 수도 있는데 이 경우에는 해당하는 타임 슬롯을 더 작은 서브 타임 슬롯으로 분할하여 각각의 수신기(2200)가 할당받은 서브 타임 슬롯 별로 전력을 전송받도록 하거나 또는 그 표준 방식에 할당된 타임 슬롯 동안 그 표준에 대응되는 복수의 수신기(2200)를 동시 충전하는 것도 가능하다. If there are different receivers 2200 according to different standards, the frequency bands of magnetic fields used are different. Therefore, time division is performed for each standard to transmit wireless power according to one standard scheme in one time slot, and in another time slot. Since the wireless power must be transmitted and received according to another standard method, a time division method may be selected. Meanwhile, at this time, there may be a plurality of receivers 2200 using one standard method. In this case, the corresponding time slot is divided into smaller sub time slots, and power is transmitted for each sub time slot allocated to each receiver 2200. It is also possible to simultaneously charge a plurality of receivers 2200 corresponding to the standard during a time slot allocated to the standard method or received.
한편, 전력 네트워크 내의 수신기(2200)가 동일한 표준을 이용하는 경우에는 전력 전송 모드로 시분할 모드나 동시 모드 중 어느 하나의 모드가 가변적으로 선택될 수 있다. 만약 해당 표준이 시분할 모드나 동시 모드 중 하나만 지원하는 경우에는 지원하는 모드로 전력 전송 모드가 선택될 수 있다. On the other hand, when the receiver 2200 in the power network uses the same standard, one of a time division mode and a simultaneous mode may be variably selected as the power transmission mode. If the standard supports only one of the time division mode or the simultaneous mode, the power transmission mode may be selected as the supported mode.
이처럼, 충전기(2100)는 전력 네트워크 내의 수신기(2200)의 개수나 수신기(2200)의 표준 방식의 개수에 따라 전력 전송 모드를 선택할 수 있는데, 여기서 각각의 수신기(2200)가 미지원하는 모드가 있는 경우에는 해당 모드를 선택하여서는 안된다. As such, the charger 2100 may select a power transmission mode according to the number of receivers 2200 in the power network or the number of standard schemes of the receivers 2200, where each receiver 2200 has a mode not supported. The mode must not be selected.
전력 전송 모드 설정이 종료되면, 선택된 모드에 따라 무선 전력을 송수신할 수 있다(S150).When the power transmission mode setting is finished, wireless power may be transmitted and received according to the selected mode (S150).
충전기(2100)는 수신기들(2200)로 무선 전력 전송 요청 메시지를 송신할 수 있다. 수신기(2200)는 이에 응답하여 무선 전력 전송 응답 메시지를 송신할 수 있다. 충전기(2100)는 일차적으로 무선 전력 전송 요청 메시지나 응답 메시지에 기초하여 해당 수신기(2200)에 전송할 전력량, 전압, 전류 등을 산출한다. The charger 2100 may transmit a wireless power transfer request message to the receivers 2200. The receiver 2200 may transmit a wireless power transfer response message in response thereto. The charger 2100 primarily calculates an amount of power, a voltage, a current, and the like to be transmitted to the receiver 2200 based on the wireless power transmission request message or the response message.
다음으로 충전기(2200)는 전력 전송 모드에 관한 정보를 포함하는 메시지를 수신기(2200)에 송출할 수 있다. 메시지에는 전력 전송 모드 중 어느 모드로 전력 전송을 수행할지에 관한 정보와 함께 시분할 모드에 대해서 전력 전송 구간에 대한 타임 슬롯 분할에 관한 정보와 각 타임 슬롯을 할당받은 수신기(2200)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 수신기(2200)는 메시지를 수신하여 전력 전송 모드를 판단하고, 전력 전송 구간이 시분할되는 경우 어느 타임 슬롯을 할당받았는지 파악할 수 있다. 이에 따라 수신기(2200)는 자신이 할당받은 타임 슬롯 구간 동안에는 활성화되고, 그렇지 않은 구간에서는 비활성화될 수 있다. Next, the charger 2200 may transmit a message including the information on the power transmission mode to the receiver 2200. The message includes information on time slot division for a power transmission interval and information on a receiver 2200 allocated to each time slot, as well as information on which mode of power transmission mode to perform power transmission. can do. The receiver 2200 may determine a power transmission mode by receiving a message, and determine which time slot is allocated when the power transmission interval is time-divided. Accordingly, the receiver 2200 may be activated during the time slot period to which the receiver 2200 is allocated, and may be deactivated in the other period.
다음으로 충전기(2100)는 테스트 파워를 전송할 수 있다. 테스트 파워를 수신한 수신기(2200)는 그에 대한 응답으로 테스트 파워에 의해 수신된 전력, 전압, 전류 등에 관한 정보를 포함한 기기 상태 메시지를 충전기(2100)로 전송할 수 있다. 충전기(2100)는 기기 상태 메시지에 근거하여 임피던스 매칭, 증폭비 조정 등과 같이 전송되는 전력을 조정하여 전력을 수신기(2200)에 전송한다. 전력 전송 동안에 수신기(2200)는 주기적으로 수신되는 전력에 대한 전력값, 전압값, 전류값 등을 충전기(2100)로 전송하고, 충전기(2100)는 이를 반영하여 전송 전력을 조절할 수 있다. Next, the charger 2100 may transmit test power. The receiver 2200 receiving the test power may transmit a device status message including information on power, voltage, and current received by the test power to the charger 2100 in response thereto. The charger 2100 adjusts the transmitted power such as impedance matching, amplification ratio adjustment, etc. based on the device status message and transmits the power to the receiver 2200. During power transmission, the receiver 2200 periodically transmits a power value, a voltage value, a current value, and the like, to the charger 2100, and the charger 2100 may adjust the transmission power by reflecting this.
최종적으로 전력 전송이 종료되면, 충전기(2100)는 전력 전송 종료를 알리는 메시지를 수신기(2200)로 전송하고 전력 전송을 마친다. Finally, when the power transmission is completed, the charger 2100 transmits a message indicating the end of the power transmission to the receiver 2200 and finishes the power transmission.
구체적으로 전력을 전송하는 방법에 관해서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법에서 전력을 송수신하는 단계의 세부 순서도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법에서 전력을 송수신하는 단계에서 무선 전력 네트워크의 동작도이다.Specifically, a method of transmitting power will be described with reference to FIGS. 10 to 12. 10 is a detailed flowchart illustrating steps of transmitting and receiving power in a wireless power transmission and reception method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are wireless in the step of transmitting and receiving power in a wireless power transmission and reception method according to an embodiment of the present invention. The operation diagram of the power network.
도 10을 참조하면, 충전기(2100)는 제1 전력 전송 요청 메시지를 제1 수신기(2200a)로 송신할 수 있다. 제1 수신기(2200a)는 이에 응답하여 제1 전력 전송 응답 메시지를 충전기(2100)로 송신할 수 있다. 충전기(2100)는 제1 전력 전송 응답 메시지에 기초하여 제1 수신기(2200a)에 대하여 수행할 전송 전력을 조정할 수 있다. 또 충전기(2100)는 제2 전력 전송 요청 메시지를 제2 수신기(2200b)로 송신할 수 있다. 제2 수신기(2200b)는 이에 응답하여 제2 전력 전송 응답 메시지를 충전기(2100)로 송신할 수 있다. 충전기(2100)는 제2 전력 전송 응답 메시지에 기초하여 제2 수신기(2200b)에 대하여 수행할 전송 전력을 조정할 수 있다. Referring to FIG. 10, the charger 2100 may transmit a first power transmission request message to the first receiver 2200a. The first receiver 2200a may transmit a first power transmission response message to the charger 2100 in response thereto. The charger 2100 may adjust the transmission power to be performed for the first receiver 2200a based on the first power transmission response message. In addition, the charger 2100 may transmit a second power transmission request message to the second receiver 2200b. In response, the second receiver 2200b may transmit a second power transmission response message to the charger 2100. The charger 2100 may adjust the transmission power to be performed for the second receiver 2200b based on the second power transmission response message.
다음으로 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)에 전력 전송 모드에 관한 정보 및 스케쥴링 정보를 포함하는 메시지를 송신한다. 스케쥴링 정보는 시분할 모드가 선택된 경우에 포함될 수 있다. 스케쥴링 정보에는 타임 슬롯을 분할한 정보와 제1 수신기(2200a)가 할당받은 타임 슬롯을 지시하는 정보가 포함될 수 있다. 제1 수신기(2200b)는 이에 근거하여 어느 타임 슬롯에 활성화될지를 판단할 수 있다. 마찬가지로 충전기(2100)는 제2 수신기(2200b)에 전력 전송 모드에 관한 정보 및 스케쥴링 정보를 포함하는 메시지를 송신한다. 스케쥴링 정보에는 타임 슬롯을 분할한 정보와 제2 수신기(2200b)가 할당받은 타임 슬롯을 지시하는 정보가 포함될 수 있다. Next, the charger 2100 transmits a message including the information about the power transmission mode and the scheduling information to the first receiver 2200a. The scheduling information may be included when the time division mode is selected. The scheduling information may include information obtained by dividing a time slot and information indicating a time slot allocated by the first receiver 2200a. The first receiver 2200b may determine which time slot to activate based on this. Similarly, the charger 2100 transmits a message including the information about the power transmission mode and the scheduling information to the second receiver 2200b. The scheduling information may include information obtained by dividing a time slot and information indicating a time slot allocated by the second receiver 2200b.
충전기(2100)는 전력 전송 모드와 스케쥴링 정보가 포함된 메시지를 각 수신기(2200)로 전송하고 나면, 각 수신기(2200)에 대하여 전력 전송을 시작한다. After the charger 2100 transmits a message including the power transmission mode and the scheduling information to each receiver 2200, the charger 2100 starts power transmission for each receiver 2200.
예를 들어, 제1 수신기(2200a)와 제2 수신기(2200b)가 상이한 표준에 따르는 기기인 경우에는 전력 전송 구간은 각각의 수신기(2200)에 대한 타임 슬롯을 분할될 수 있다. 먼저 제1 타임 슬롯에서 충전기(2100)는 제1 수신기(2200a)에 전력을 전송하고, 제2 타임 슬롯에서는 충전기(2100)는 제2 수신기(2200b)에 전력을 전송할 수 있다. 이때, 제1 수신기(2200a)는 자신이 할당받은 제1 타임 슬롯 동안에는 활성화되고, 제2 타임 슬롯에서는 비활성화될 수 있다. 또 제2 수신기(2200b)는 자신이 할당받은 제2 타임 슬롯 동안에는 활성화되고, 제1 타임 슬롯에서는 비활성화될 수 있다.For example, when the first receiver 2200a and the second receiver 2200b are devices conforming to different standards, the power transmission interval may be divided into time slots for each receiver 2200. First, the charger 2100 may transmit power to the first receiver 2200a in the first time slot, and the charger 2100 may transmit power to the second receiver 2200b in the second time slot. In this case, the first receiver 2200a may be activated during the first time slot allocated thereto and deactivated in the second time slot. In addition, the second receiver 2200b may be activated during the second time slot allocated thereto and deactivated in the first time slot.
충전기(2100)는 제1 타임 슬롯이 시작되면, 도 11에 도시된 바와 같이 제1 수신기(2200a)에 테스트 전력을 전송한다. 여기서, 도 11에 도시된 바와 같이 제1 수신기(2200a)는 하나 또는 복수일 수 있다. 복수인 경우에는 충전기(2100)는 복수의 제1 수신기(2200a)에 대하여 동시 모드 또는 시분할 모드(서브 타임 슬롯을 분할하고, 각 서브 타임 슬롯에 복수의 제1 수신기(2200a)를 할당하는 방식)으로 무선 전력을 전송할 수 있다. 이는 제2 수신기(2200b)가 복수인 경우, 제2 타임 슬롯에도 적용될 수 있는 방식이다.When the first time slot starts, the charger 2100 transmits test power to the first receiver 2200a as shown in FIG. 11. Here, as shown in FIG. 11, the first receiver 2200a may be one or plural. In the case of a plurality of chargers, the charger 2100 may perform a simultaneous mode or a time division mode for a plurality of first receivers 2200a (a method of dividing a sub time slot and allocating a plurality of first receivers 2200a to each sub time slot). Wireless power can be transmitted. This is a method that may be applied to the second time slot when there are a plurality of second receivers 2200b.
제1 수신기(2200a)는 테스트 전력에 대한 응답으로 수신된 전력값, 전압값, 전류값 중 적어도 하나를 충전기(2100)에 피드백할 수 있다. 충전기(2100)는 피드백 받은 값에 근거하여 전송 전력이나 임피던스 매칭을 수행하고, 이에 기초하여 무선 전력을 제1 수신기(2200a)로 전송할 수 있다. 무선 전력이 전송되는 동안 제1 수신기(2200a)는 주기적으로 수신되는 전력에 관한 정보(전압값, 전류값 등)을 피드백할 수 있으며, 충전기(2100)는 이에 따라 전송하는 전력을 제어하고 임피던스를 매칭할 수 있다. 제1 타임 슬롯이 종료되면, 충전기(2100)는 제1 타임 슬롯의 종료를 지시하는 메시지를 제1 수신기(2200a)에 송신한다. 제1 수신기(2200a)는 이에 따라 제1 타임 슬롯이 종료된 것을 확인하고, 비활성화될 수 있다. 이때, 제1 타임 슬롯의 종료를 지시하는 메시지는 제2 수신기(2200b)에도 전송할 수 있다. 제2 수신기(2200a)는 이에 따라 제1 타임 슬롯의 종료를 확인하고, 제2 타임 슬롯에 준비하여 활성화될 수 있다. The first receiver 2200a may feed back at least one of a power value, a voltage value, and a current value received in response to the test power to the charger 2100. The charger 2100 may perform transmission power or impedance matching based on the feedback value, and transmit the wireless power to the first receiver 2200a based on the feedback. While the wireless power is being transmitted, the first receiver 2200a may feed back information (voltage value, current value, etc.) about power periodically received, and the charger 2100 controls power transmitted accordingly and adjusts impedance. Can match. When the first time slot ends, the charger 2100 transmits a message indicating the end of the first time slot to the first receiver 2200a. Accordingly, the first receiver 2200a may confirm that the first time slot has ended and may be deactivated. In this case, a message indicating the end of the first time slot may be transmitted to the second receiver 2200b. Accordingly, the second receiver 2200a may confirm the end of the first time slot, prepare for the second time slot, and activate the second time slot.
충전기(2100)는 제2 타임 슬롯이 시작되면, 도 12에 도시된 바와 같이 제2 수신기(2200b)에 테스트 전력을 전송한다. 제2 수신기(2200b)는 테스트 전력에 대한 응답으로 수신된 전력값, 전압값, 전류값 중 적어도 하나를 충전기(2100)에 피드백할 수 있다. 충전기(2100)는 피드백 받은 값에 근거하여 전송 전력이나 임피던스 매칭을 수행하고, 이에 기초하여 무선 전력을 제2 수신기(2200b)로 전송할 수 있다. 무선 전력이 전송되는 동안 제2 수신기(2200)b는 주기적으로 수신되는 전력에 관한 정보(전압값, 전류값 등)을 피드백할 수 있으며, 충전기(2100)는 이에 따라 전송하는 전력을 제어하고 임피던스를 매칭할 수 있다. When the second time slot starts, the charger 2100 transmits test power to the second receiver 2200b as shown in FIG. 12. The second receiver 2200b may feed back at least one of a power value, a voltage value, and a current value received in response to the test power to the charger 2100. The charger 2100 may perform transmission power or impedance matching based on the feedback value, and transmit the wireless power to the second receiver 2200b based on the feedback. While the wireless power is being transmitted, the second receiver 2200b may feed back information (voltage value, current value, etc.) about power periodically received, and the charger 2100 controls the power to be transmitted and impedance accordingly. Can be matched.
한편, 제1 타임 슬롯과 제2 타임 슬롯에서 수행되는 무선 전력의 전송은 각각 제1 표준과 제2 표준에 따라 수행될 수 있다. 구체적으로 제1 타임 슬롯 동안 전송되는 무선 전력의 자기장의 주파수 대역과 제2 타임 슬롯에서 수행되는 무선 전력의 자기장의 주파수 대역이 상이할 수 있으며, 하나의 타임 슬롯에서는 자기 공명 방식으로 전력 전송이 수행되고 다른 하나에서는 전자기 유도 방식에 따라 전력 전송이 수행될 수 있다. 다시 말해, 제1 타임 슬롯과 제2 타임 슬롯에서 전송되는 자기장은 주파수 대역이나 그 전송 방식 중 어느 하나 이상이 상이할 수 있는 것이다. Meanwhile, the transmission of wireless power performed in the first time slot and the second time slot may be performed according to the first standard and the second standard, respectively. Specifically, the frequency band of the magnetic field of the wireless power transmitted during the first time slot and the frequency band of the magnetic field of the wireless power performed in the second time slot may be different, and power transmission is performed in a magnetic resonance method in one time slot. In another, power transmission may be performed according to an electromagnetic induction scheme. In other words, the magnetic field transmitted in the first time slot and the second time slot may differ in at least one of a frequency band and a transmission scheme thereof.
또한 피드백 역시 각각 제1 표준에 따른 방식과 제2 표준에 따른 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 타임 슬롯에서는 전류값을 피드백하고 다른 타임 슬롯에서는 전압값을 피드백하는 것이 가능하다. 또 하나의 타임 슬롯에서는 피드백을 자기장 인-밴드 통신 방식으로 수행하고, 다른 하나의 타임 슬롯에서는 아웃-밴드 방식의 통신으로 피드백을 수행할 수 있다. 즉, 제1 타임 슬롯과 제2 타임 슬롯의 피드백은 이용하는 주파수 대역, 인-밴드/아웃-밴드 타입 등의 통신 방식 및 피드백에 포함되는 정보의 종류 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. Feedback may also be performed in a manner according to the first standard and a manner according to the second standard, respectively. It is possible to feed back a current value in one time slot and a voltage value in another time slot. In another time slot, feedback may be performed in a magnetic field in-band communication scheme, and in another time slot, feedback may be performed in out-band communication. That is, the feedback of the first time slot and the second time slot may be different from at least one of a communication scheme such as a frequency band used, an in-band / out-band type, and a kind of information included in the feedback.
제2 타임 슬롯이 종료되면, 무선 전력 전송을 종료할 수 있다. When the second time slot ends, wireless power transmission may end.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송수신 방법은 모든 단계가 필수적인 것은 아니므로, 무선 전력 송수신 방법은 상술한 단계의 일부 또는 전부를 포함하여 수행될 수 있다. 또 상술한 무선 전력 송수신 방법의 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다. 또 상술한 각 단계들은 반드시 설명한 순서대로 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행되는 것도 가능하다.In the wireless power transmission and reception method according to the embodiment of the present invention described above, not all steps are necessary, the wireless power transmission and reception method may be performed including some or all of the above-described steps. In addition, the above-described embodiments of the wireless power transmission and reception method may be performed in combination with each other. In addition, the above-described steps are not necessarily performed in the order described, and it is also possible that the steps described later are performed before the steps described first.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention described above may be implemented separately or in combination with each other.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
[부호의 설명][Description of the code]
1000: 무선 전력 시스템1000: wireless power system
1100: 무선 전력 전송 장치1100: wireless power transmitter
1110: 전력 전송 모듈1110: power transfer module
1111: AC-DC 변환기1111: AC-DC converter
1112: 주파수 발진기1112: frequency oscillator
1113: 전력 증폭기1113: power amplifier
1114: 임피던스 정합기1114: impedance matcher
1120: 전송 안테나1120: transmission antenna
1125: 통신 안테나1125: communication antenna
1130: 통신 모듈1130: communication module
1131: 인-밴드 통신 모듈1131: in-band communication module
1132: 아웃-밴드 통신 모듈1132: out-band communication module
1140: 콘트롤러1140: controller
1200: 무선 전력 수신 장치1200: wireless power receiver
1210: 수신 안테나1210: receiving antenna
1215: 통신 안테나1215: communication antenna
1220: 전력 수신 모듈1220: power receiving module
1221: 임피던스 정합기1221: Impedance Matcher
1222: 정류기1222: rectifier
1223: DC-DC 변환기1223: DC-DC converter
1224: 배터리1224: battery
1230: 통신 모듈1230: communication module
1240: 콘트롤러1240: controller
2000: 무선 전력 네트워크2000: wireless power network
2100: 무선 전력 네트워크 충전기2100: wireless power network charger
2200: 무선 전력 네트워크 수신기 2200: wireless power network receiver