JP2020513728A - 異物質検出方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】【解決手段】本発明の一実施例による、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、電力伝送段階で前記共振回路を介して伝送される電力の強度を測定する段階と、受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを前記無線電力受信機から受信する段階と、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信信号強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正する段階と、前記測定された伝送電力の強度と前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失と経路損失臨界値を比較して異物質を検出する段階とを含むことができる。【選択図】 図１１

Description

本発明は無線電力伝送技術に関し、より詳しくは無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置に関する。

近年、情報通信技術が急速に発展するに従い、情報通信技術を基にするユビキタス社会が成り立っている。

いつでもどこでも情報通信機器が接続するためには、社会の全ての施設に通信機能を有するコンピュータチップを内装したセンサーが取り付けられなければならない。したがって、これらの機器又はセンサーの電源供給問題は新しい課題となっている。また、携帯電話だけではなくブルートゥースハンドセットとアイポットのようなミュージックプレーヤーなどの携帯機器の種類が急激に増えるに従ってバッテリーを充電する作業が使用者に時間及び手数を要求している。このような問題を解決する方法として無線電力伝送技術が最近に関心を受けている。

無線電力伝送技術（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ又はｗｉｒｅｌｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）は磁場の誘導原理を用いて無線で送信機から受信機に電気エネルギーを伝送する技術であり、既に１８００年代に電磁気誘導原理を用いた電気モーターや変圧器が使われ始めた。その後には、高周波、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、レーザーなどの電磁波を放射して電気エネルギーを伝送する方法も試みられた。我々がよく使用する電動歯ブラシ又は一部の無線カミソリも実際には電磁気誘導原理で充電される。

現在まで無線を用いたエネルギー伝達方式は、大別して磁気誘導方式、磁気共振（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式及び短波長無線周波数を用いたＲＦ伝送方式などに区分できる。

磁気誘導方式は、二つのコイルを互いに隣り合わせた後、一コイルに電流を流せば、このときに発生した磁束（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ）が他のコイルに起電力を引き起こす現象を用いる技術であり、携帯電話のような小型機器を中心に早く商用化している。磁気誘導方式は最大で数百キロワット（ｋＷ）の電力を伝送することができるし効率も高いが、最大伝送距離が１センチメートル（ｃｍ）以下であるため、一般的に充電器又は底面に隣り合わせなければならない欠点がある。

磁気共振方式は、電磁気波、電流などを活用する代わりに、電場又は磁場を用いる特徴がある。磁気共振方式は電磁波問題の影響をほとんど受けないので、他の電子機器や人体に安全であるという利点がある。一方、限定された距離と空間でだけ活用することができ、エネルギー伝達効率がちょっと低いという欠点がある。

短波長無線電力伝送方式、簡単に言えばＲＦ伝送方式は、エネルギーがラジオ波（Ｒａｄｉｏ Ｗａｖｅ）の形態で直接送受信されることができるという点を活用したものである。この技術はレクテナ（ｒｅｃｔｅｎｎａ）を用いるＲＦ方式の無線電力伝送方式である。レクテナはアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）と整流器（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）の合成語で、ＲＦ電力を直接直流電力に変換する素子を意味する。すなわち、ＲＦ方式はＡＣラジオ波をＤＣに変換して使用する技術であり、最近効率が向上するに従って商用化に対する研究が活発に進行されている。

無線電力伝送技術は、モバイルだけでなく、ＩＴ、鉄道、家電産業などの産業全般にあたって多様に活用されることができる。

無線充電可能領域に無線電力受信機ではない伝導体、つまり異物質（ＦＯ：Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ）が存在する場合、無線電力送信機から送出された電磁気信号が異物質に誘導される。一例として、ＦＯは、銅銭、クリップ、ピン、ボールペンなどを含むことができる。

仮に、無線電力受信機と無線電力送信機の間にＦＯが存在する場合、無線充電効率がめっきり落ちるだけでなく、ＦＯ周辺の温度上昇によって無線電力受信機と無線電力送信機の温度が一緒に上昇することがある。仮に、充電領域に位置するＦＯが早く除去されない場合、電力伝送効率が低下して電力浪費をもたらすだけでなく、過熱によって機器の損傷を引き起こすことができる。

したがって、無線電力伝送経路上に位置するＦＯを正確に検出することは無線充電技術分野で重要なイシューとなっている。

現在Ｑｉに従う無線充電システムでは、充電領域に配置された異物質を検出する代表的な方法として伝送電力の経路損失に基づく方法と品質因子値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）の変化に基づく方法が使われている。

しかし、伝送電力経路損失に基づく異物質検出方法の場合、無線電力受信機から正確な受信信号強度についての情報が受信できない場合、無線電力送信機は異物質検出に失敗することがある。

受信信号強度についての情報が正常ではなければ、無線電力伝送経路上に実際に異物質が配置されていないにもかかわらず、無線電力送信機が異物質が配置されたと誤判して充電を中断させる問題点が発生することがある。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明の他の目的は、受信電力強度が正常であるかによって適応的に異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を補正することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、固定周波数方式の無線電力送信機で送出電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、経路損失を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、無線電力受信機からフィードバックされる受信信号強度についての情報が正常であるかによって適応的に受信電力強度を補正することにより、異物質が存在しないにもかかわらず電力伝送が中断されることを事前に防止することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、固定周波数方式の無線電力送信機で伝送電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供することである。

本発明で達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかったさらに他の技術的課題は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解可能であろう。

本発明は異物質検出方法及びそのための装置を提供することができる。

本発明の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、前記無線電力受信機から受信電力強度についての情報を受信する段階と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する段階と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失に基づいて異物質を検出する段階と含むことができる。

ここで、前記受信電力強度についての情報は電力伝送段階で周期的にフィードバックされるパケットに含まれて受信されることができ、前記フィードバックされるパケットはＷＰＣ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、現在送出電力の強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最大受信信号強度を指示する第１臨界値を決定する段階と、前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

他の一例として、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、現在送出電力の強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定する段階と、前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

前記受信電力強度を補正する段階は、現在送出電力の強度に基づいてオフセット値を決定する段階と、前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正する段階とを含むことができる。

また、前記異物質を検出する段階は、現在送出電力の強度に基づいて経路損失臨界値を決定する段階と、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記電力伝送段階で電力制御のためのフィードバック信号を受信する段階をさらに含むことができ、前記フィードバック信号に基づいて前記現在送出電力の強度が調節されることができる。

また、前記異物質検出方法は、物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する段階と、交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定する段階と、前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する段階とをさらに含むことができる。

本発明の他の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、前記無線電力受信機から電力制御のための第１パケット及び受信電力強度についての情報が含まれた第１パケットを受信する復調部と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する判断部と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する補正部と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出して異物質を検出する検出部とを含むことができる。

ここで、前記第１パケット及び第２パケットは周期的に受信され、前記第１パケットに基づいて送出電力の強度を調節する調節部をさらに含むことができる。

また、前記第１パケットと前記第２パケットはそれぞれＷＰＣ標準に定義された制御エラーパケットと信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記判断部が、前記調節部によって調節された現在送出電力の強度に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な最大受信信号強度を指示する第１臨界値を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、前記判断部が、前記調節部によって調節された現在送出電力の強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断することができる。

また、前記補正部が、現在送出電力の強度に基づいてオフセット値を決定し、前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正することができる。

また、前記検出部が、現在送出電力の強度に基づいて経路損失臨界値を決定し、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断することができる。

また、前記無線電力送信機は、物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する測定部と、交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定し、前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する制御部とをさらに含むことができる。

本発明の他の実施例による、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、電力伝送段階で前記共振回路を介して伝送される電力の強度を測定する段階と、受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを前記無線電力受信機から受信する段階と、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信信号強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正する段階と、前記測定された伝送電力の強度と前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失と経路損失臨界値を比較して異物質を検出する段階とを含むことができる。

ここで、前記受信信号強度についての情報は電力伝送段階で周期的に受信されるＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記測定された伝送電力の強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度を指示する臨界値を決定する段階と、前記計算された受信電力強度が前記臨界値より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

他の一例として、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記測定された伝送電力の強度に対する前記計算された受信電力強度の比率を計算する段階と、前記計算された比率が前記無線電力送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、充電モードを設定する段階をさらに含む。

前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記設定された充電モードに対応する受信信号強度臨界値を決定する段階と、前記計算された受信電力強度が前記受信信号強度臨界値より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

また、前記受信電力強度を補正する段階は、前記設定された充電モードに対応するオフセットを決定する段階と、前記設定された充電モードが高速充電モードであれば、前記受信電力強度に前記決定されたオフセットを加えて前記受信電力強度を補正する段階とを含むことができる。

また、前記異物質を検出する段階は、前記設定された充電モードに基づいて経路損失臨界値を決定する段階と、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、交渉段階で品質因子値に基づいて異物質を検出する段階をさらに含み、前記交渉段階及び前記電力伝送段階の少なくとも一つの段階で異物質が検出されれば、最終的に異物質が検出されたと判断することができる。

本発明の他の一実施例による、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、電力伝送段階に進入して経路損失に基づく異物質検出手順を開始する段階と、受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットが受信されれば、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、正常ではなければ、前記開始された経路損失に基づく異物質検出手順を終了し、前記品質因子値に基づく異物質検出手順を行う段階とを含むことができる。

本発明の他の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、電力信号を無線で伝送する共振回路と、前記伝送される電力信号の強度を測定する測定部と、受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを受信する復調部と、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する制御部とを含み、前記判断結果、前記受信電力強度についての情報が正常ではなければ、前記制御部が前記受信信号強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正し、前記測定された電力信号の強度及び前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出して異物質を検出することができる。

ここで、前記受信信号強度についての情報は電力伝送段階で周期的に受信されるＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記制御部が、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記測定された伝送電力の強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度を指示する臨界値を決定し、前記計算された受信電力強度が前記臨界値より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、前記制御部が、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記測定された伝送電力の強度に対する前記計算された受信電力強度の比率を計算し、前記計算された比率が前記無線電力送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

さらに他の一例として、前記制御部が、前記無線電力受信機から要請によって充電モードを設定し、前記受信信号強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記設定された充電モードに対応する受信信号強度臨界値を決定し、前記計算された受信電力強度が前記受信信号強度臨界値より小さければ、前記受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することもできる。

また、前記制御部が、前記設定された充電モードに対応するオフセットを決定し、前記設定された充電モードが高速充電モードであれば、前記受信電力強度に前記決定されたオフセットを加えて前記受信電力強度を補正することができる。

また、前記制御部が、前記設定された充電モードに基づいて経路損失臨界値を決定し、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断することができる。

また、前記制御部が、交渉段階で品質因子値に基づいて異物質を検出する手順をさらに行い、前記交渉段階及び前記電力伝送段階の少なくとも一つの段階で異物質が検出されれば、最終的に異物質が検出されたと判断することができる。

本発明のさらに他の実施例は、前記異物質検出方法のいずれか一方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ可読の記録媒体を提供することができる。

前記本発明の態様は本発明の好適な実施例の一部に過ぎなく、本発明の技術的特徴が反映された多様な実施例が、当該技術分野の通常的な知識を有する者によって、以下で詳述する本発明の詳細な説明から導出されて理解されることができる。

本発明による方法及び装置の効果について説明すれば次のようである。

本発明は無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供する利点がある。

また、本発明は受信電力強度が正常であるかによって適応的に異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を補正することができる異物質検出方法及び無線電力送信装置を提供する利点がある。

また、本発明は固定周波数方式の無線電力送信機で送出電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、経路損失を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供する利点がある。

また、本発明は無線電力受信機からフィードバックされる受信信号強度についての情報が正常であるかによって適応的に受信電力強度を補正することにより、異物質が存在しないにもかかわらず電力伝送が中断されることを事前に防止することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供する利点がある。

また、本発明は固定周波数方式の無線電力送信機で伝送電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供する利点がある。

また、本発明は異物質検出エラーを最小化させる利点があるだけではなく、これによって充電遅延による使用者不便を最小化させることができる利点がある。

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

以下で添付する図面は本発明の理解を助けるためのもので、詳細な説明とともに本発明の実施例を提供する。ただ、本発明の技術的特徴が特定の図に限定されるものではなく、各図で開示する特徴は互いに組み合わせられて新しい実施例に構成されることができる。

本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

本発明に他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による無線充電システムにおける感知信号伝送手順を説明するための図である。

本発明の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

本発明の他の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

本発明の一実施例による無線電力送信機の構造を説明するためのブロック図である。

図６による無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による無線電力信号の変調及び復調方法を説明するための図である。

本発明の一実施例によるパケットフォーマットを説明するための図である。

本発明の一実施例によるパケットの種類を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するための図である。

本発明による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

本発明の他の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

本発明の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による異物質検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本発明の他の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、前記無線電力受信機から受信電力強度についての情報を受信する段階と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する段階と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失に基づいて異物質を検出する段階とを含むことができる。
発明の実施のための形態

以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で使う構成要素に対する接尾辞“モジュール”及び“部”は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するか混用するもので、そのものとして互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞“モジュール”及び“部”はマイクロプロセッサ上に組み込まれたプログラムの実行によって具現されるソフトウェア的構成を意味することがあるが、これは一実施例に過ぎなく、一部の“モジュール”及び“部”はハードウェア的に具現されることができる。また、一部の“モジュール”及び“部”はソフトウェア構成とハードウェア構成を組み合わせて構成されることもできる。よって、以下の説明で使われる“モジュール”及び“部”はソフトウェア的構成要素のみと解釈されてはいけない。

実施例の説明において、各構成要素の“上又は下”に形成されるものとして記載する場合、上又は下は二つの構成要素が互いに直接接触するか一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されることを全て含む。また“上又は下”で表現する場合、一つの構成要素を基準に上方だけではなく下方の意味も含むことができる。

実施例説明において、無線電力送信装置と無線電力受信装置との間で送受信される信号をパケットと混用することにする。

実施例の説明において、無線充電システム上で無線電力を送信する機能が搭載された装置は、説明の便宜のために、無線パワー送信機、無線パワー送信装置、無線電力送信装置、無線電力送信機、送信端、送信機、送信装置、送信側、無線パワー伝送装置、無線パワー伝送器などを混用して使うことにする。また、無線電力送信装置から無線電力を受信する機能が搭載された装置に対する表現として、説明の便宜のために、無線電力受信装置、無線電力受信機、無線パワー受信装置、無線パワー受信機、受信端末機、受信側、受信装置、受信機などを混用して使うことができる。

本発明による送信機は、パッド形態、据置き形態、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）形態、小型基地局形態、スタンド形態、天井埋込形態、壁掛け形態などに構成されることができ、一つの送信機は複数の無線電力受信装置にパワーを伝送することもできる。このために、送信機は少なくとも一つの無線パワー伝送手段を備えることもできる。ここで、無線パワー伝送手段は、電力送信端コイルで磁場を発生させ、その磁場の影響によって受信端コイルで電気が誘導される電磁気誘導原理を用いて充電する電磁気誘導方式に基づいた多様な無線電力伝送標準が使われることができる。ここで、無線パワー伝送手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）又はＱｉ、ＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

また、本発明の一実施例による受信機は少なくとも一つの無線電力受信手段を備えることができ、二つ以上の送信機から同時に無線パワーを受信することもできる。ここで、無線電力受信手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）（又はＱｉ）及びＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

本発明による受信機は、携帯電話（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、ノートブック型パソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタル放送用端末機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ＭＰ３プレーヤー、電動歯ブラシ、電子タグ、照明装置、リモートコントローラー、浮き、スマートワッチのようなウェアラブルデバイスなどの小型電子機器などに使われることができるが、これに限られなく、本発明による無線電力受信手段が装着されてバッテリー充電が可能な機器であれば充分である。

図１は本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

図１を参照すると、無線充電システムは、大きく無線で電力を送出する無線電力送信端１０、前記送出された電力を受信する無線電力受信端２０及び受信された電力が供給される電子機器２０からなることができる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と同じ周波数帯域を用いて情報を交換する帯域内（Ｉｎ−ｂａｎｄ）通信を行うことができる。他の例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と違う別途の周波数帯域を用いて情報を交換する帯域外（Ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｎｄ）通信を行うこともできる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０の間に交換される情報は相互間の状態情報だけではなく制御情報も含むことができる。ここで、送受信端間に交換される状態情報及び制御情報は後述する実施例の説明によってより明確になるであろう。

前記帯域内通信及び帯域外通信は両方向通信を提供することができるが、これに限定されなく、他の実施例においては、単方向通信又は半二重方式の通信を提供することもできる。

一例として、単方向通信は無線電力受信端２０が無線電力送信端１０のみに情報を伝送するものであり得るが、これに限定されなく、無線電力送信端１０が無線電力受信端２０に情報を伝送するものでもあり得る。

半二重通信方式は無線電力受信端２０と無線電力送信端１０間の両方向通信は可能であるが、任意の一時点に任意の一装置によってだけ情報伝送が可能な特徴がある。

本発明の一実施例による無線電力受信端２０は、電子機器３０の各種の状態情報を獲得することもできる。一例として、電子機器３０の状態情報は、現在電力使用量情報、実行中の応用を識別するための情報、ＣＰＵ使用量情報、バッテリー充電状態情報、バッテリー出力電圧／電流情報などを含むことができるが、これに限定されず、電子機器３０から獲得可能であり、無線電力制御に活用可能な情報であれば充分である。

特に、本発明の一実施例による無線電力送信端１０は高速充電支援可否を指示する所定のパケットを無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は、接続された無線電力送信端１０が高速充電モードを支援するものであると確認された場合、これを電子機器３０に知らせることができる。電子機器３０は備えられた所定の表示手段、例えば液晶ディスプレイであり得る表示手段を介して高速充電が可能であることを表示することができる。

また、電子機器３０の使用者は液晶表示手段に表示した所定の高速充電要請ボタンを選択して、無線電力送信端１０が高速充電モードで動作するように制御することもできる。この場合、電子機器３０は、使用者によって高速充電要請ボタンが選択されれば、所定の高速充電要請信号を無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は受信された高速充電要請信号に相応する充電モードパケットを生成して無線電力送信端１０に伝送することによって一般低電力充電モード（又は基本充電モード）を高速充電モードに転換させることができる。

図２は本発明の他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

一例として、図面符号２００ａで示したように、無線電力受信端２０は複数の無線電力受信装置からなることができ、一つの無線電力送信端１０に複数の無線電力受信装置が連結されて無線充電を行うこともできる。ここで、無線電力送信端１０は時分割方式で複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができるが、これに限定されない。他の例として、無線電力送信端１０は無線電力受信装置別に割り当てられた相異なる周波数帯域を用いて複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができる。

ここで、一つの無線電力送信装置１０に連結可能な無線電力受信装置の数は、無線電力受信装置別要求電力、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量及び無線電力送信装置の可用電力の少なくとも一つに基づいて適応的に決定されることができる。

他の例として、図面符号２００ｂで示したように、無線電力送信端１０は複数の無線電力送信装置から構成されることもできる。この場合、無線電力受信端２０は複数の無線電力送信装置と同時に連結されることができ、連結された無線電力送信装置から同時に電力を受信して充電を行うこともできる。ここで、無線電力受信端２０と連結された無線電力送信装置の数は無線電力受信端２０の要求電力量、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量、無線電力送信装置の可用電力などに基づいて適応的に決定されることができる。

図３は本発明の一実施例による無線充電システムにおける感知信号伝送手順を説明するための図である。

一例として、無線電力送信機は３個の送信コイル１１１、１１２、１１３が装着されることができる。それぞれの送信コイルは一部の領域が他の送信コイルと重畳することができ、無線電力送信機はそれぞれの送信コイルを介して無線電力受信機の存在を感知するための所定の感知信号１１７、１２７、例えばデジタルピング信号を予め定義された順に順次送出する。

図３に示したように、無線電力送信機は、図面番号１１０で示した１次感知信号送出手順によって感知信号１１７を順次送出し、無線電力受信機１１５から信号強度信号（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｓｉｇｎａｌ）１１６が受信された送信コイル１１１、１１２を識別することができる。ここで、信号強度信号には、該当感知信号に対応して無線電力受信機１１５で測定された信号強度についての情報（以下、説明の便宜のために信号強度指示子という）が含まれることができる。

ついで、無線電力送信機は、図面番号１２０で示した２次感知信号送出手順によって感知信号１２７を順次送出し、信号強度信号１２６が受信された送信コイル１１１、１１２のうち電力伝送効率（又は充電効率）、すなわち送信コイルと受信コイル間の整列状態が良い送信コイルを識別し、識別された送信コイルを介して電力が送出されるように、すなわち無線充電が行われるように制御することができる。

図３に示すように、無線電力送信機が２回の感知信号送出手順を行う理由は、どの送信コイルに無線電力受信機の受信コイルがよく整列されているかをより正確に識別するためである。

仮に、図３の図面番号１１０及び１２０で示したように、第１送信コイル１１１及び第２送信コイル１１２に信号強度指示子１１６、１２６が受信された場合、無線電力送信機は、第１送信コイル１１１及び第２送信コイル１１２のそれぞれに受信された信号強度信号１２６に基づいて一番良く整列された送信コイルを選択し、選択された送信コイルを用いて無線充電を行う

図４は本発明の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

図４を参照すると、無線電力伝送のための無線電力送信機の状態は、大別して選択段階（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）４１０、ピング段階（Ｐｉｎｇ Ｐｈａｓｅ）４２０、識別及び構成段階（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）４３０及び電力伝送段階（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｈａｓｅ）２６０に区分されることができる。

選択段階４１０は、パワー伝送を始めるかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントが感知されれば遷移する段階であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階４１０で、送信機はインターフェース表面に物体が存在するかをモニタリングすることができる。仮に、送信機がインターフェース表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階４２０に遷移することができる（Ｓ４０１）、選択段階４０１で、送信機は非常に短いパルスのアナログピング（Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ）信号を伝送し、送信コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ）に物体が存在するかを感知することができる。

また、ピング段階４２０で、送信機は物体を感知すれば、受信機を活性化させ、受信機が該当無線充電標準に互換されるかを識別するためのデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）を伝送する。ピング段階４２０で、送信機は、デジタルピングに対する応答信号、例えば信号強度信号を受信機から受信することができなければ、また選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０２）。また、ピング段階４２０で、送信機は、受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了信号を受信すれば、選択段階４１０に遷移することもできる（Ｓ４０３）。

ピング段階４２０が完了すれば、送信機は受信機を識別し、受信機識別及び受信機構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階４３０に遷移することができる（Ｓ４０４）。

識別及び構成段階４３０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、パケット伝送エラーがあるか（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）、パワー伝送契約が設定されなければ（ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ）、選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０５）。

受信機に対する識別及び構成が完了すれば、送信機は無線電力を伝送する電力伝送段階２４０に遷移することができる（Ｓ４０６）。

電力伝送段階４４０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既設定のパワー伝送契約に対する違反が発生するか（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）、充電が完了した場合、選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０７）。

また、電力伝送段階４４０で、送信機は、送信機の状態変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、識別及び構成段階４３０に遷移することができる（Ｓ４０８）。

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定されることができる。一例として、送信機の状態情報は最大伝送可能パワー量についての情報、最大収容可能受信機数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

図５は無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

図５を参照すると、本発明の一実施例による送信機から受信機へのパワー伝送は、大別して選択段階（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５１０、ピング段階（Ｐｉｎｇ Ｐｈａｓｅ）５２０、識別及び構成段階（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５３０、交渉段階（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５４０、補正段階（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５５０、電力伝送段階（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｈａｓｅ）５６０段階及び再交渉段階（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５７０に区分されることができる。

選択段階５１０は、パワー伝送を始めるかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントが感知されれば遷移する段階、例えば図面符号Ｓ５０２、Ｓ５０４、Ｓ５０８、Ｓ５１０及びＳ５１２であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階５１０で、送信機は、インターフェース表面に物体が存在するかをモニタリングすることができる。仮に、送信機がインターフェース表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階５２０に遷移することができる。選択段階５１０で、送信機は、非常に短いパルスのアナログピング（Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ）信号を伝送し、送信コイル又は１次コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）の電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ）に物体が存在するかを感知することができる。

選択段階５１０で物体が感知される場合、無線電力送信機は無線電力共振回路、例えば無線電力伝送のための送信コイル及び／又は共振キャパシター）の品質因子を測定することができる。

無線電力送信機は無線電力共振回路（例えば、電力伝送コイル及び／又は共振キャパシター）のインダクタンスを測定することができる。

詳細な測定方法については他の図で説明する。

品質係数及び／又はインダクタンスは以後の交渉段階５４０で異物質存在有無を判断するのに使われることができる。

ピング段階５２０で、送信機は、物体を感知すれば、受信機を活性化（Ｗａｋｅ ｕｐ）させ、感知された物体が無線電力受信機であるかを識別するためのデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）を伝送する（Ｓ５０１）。ピング段階５２０で、送信機はデジタルピングに対する応答シグナル、例えば信号強度パケットを受信機から受信することができなければ、再び選択段階５１０に遷移することができる。また、ピング段階５２０で、送信機は、受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了パケットを受信すれば、選択段階５１０に遷移することもできる（Ｓ５０２）。

ピング段階５２２０が完了すれば、送信機は受信機を識別し、受信機構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階５３０に遷移することができる（Ｓ５０３）。

識別及び構成段階５３０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、パケット伝送エラーがあるか（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）、パワー伝送契約が設定されなければ（ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ）選択段階５１０に遷移することができる（Ｓ５０４）。

送信機は、識別及び構成段階５３０で、受信された構成パケット（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｐａｃｋｅｔ）の交渉フィールド（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）値に基づいて交渉段階５４０への進入が必要であるかを確認することができる。

確認結果、交渉が必要であれば、送信機は交渉段階５４０に進入することができる（Ｓ５０５）。交渉段階５４０で、送信機は所定のＦＯＤ検出手順を行うことができる。

一方、確認結果、交渉が必要ではない場合、送信機は直ちに電力伝送段階５６０に進入することもできる（Ｓ５０６）。

交渉段階５４０で、送信機は基準品質因子値が含まれたＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）状態パケットを受信することができる。もしくは、基準インダクタンス値が含まれたＦＯＤ状態パケットを受信することができる。もしくは、基準インダクタンス値が含まれた状態パケットを受信することができる。ここで、送信機は、基準品質因子値に基づいてＦＯ検出のための品質因子値を決定することができる。送信機は、基準インダクタンス値に基づいてＦＯ検出のためのインダクタンス臨界値を決定することができる。

送信機は決定されたＦＯ検出のための品質因子臨界値及び現在測定された品質因子値（例えば、ピング段階前に測定された品質因子値）を用いて充電領域にＦＯが存在するかを検出することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。一例として、ＦＯが検出された場合、電力伝送が中断されることができるが、これに限定されない。

送信機は、決定されたＦＯ検出のためのインダクタンス臨界値及び現在測定されたインダクタンス値（例えば、ピング段階前に測定されたインダクタンス値）を用いて充電領域にＦＯが存在するかを検出することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。一例として、ＦＯが検出された場合、電力伝送が中断されることができるが、これに限定されない。

ＦＯが検出された場合、送信機は選択段階５１０に回帰することができる（Ｓ５０８）。一方、ＦＯが検出されなかった場合、送信機は補正段階５５０を経て電力伝送段階５６０に進入することもできる（Ｓ５０７及びＳ５０９）。詳細に、送信機は、ＦＯが検出されなかった場合、補正段階５５０で受信端に受信された電力の強度を決定し、送信端から伝送した電力の強度を決定するために、受信端と送信端での電力損失を測定することができる。すなわち、送信機は補正段階５５０で送信端の送信パワーと受信端の受信パワー間の差に基づいて電力損失を予測することができる。一実施例による送信機は予測された電力損失を反映してＦＯＤ検出のための臨界値を補正することもできる。

電力伝送段階５６０で、送信機は望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既に設定されたパワー伝送契約に対する違反が発生するか（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）充電が完了した場合、選択段階５１０に遷移することができる（Ｓ５１０）。

また、電力伝送段階５６０で、送信機は、送信機の状態変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、再交渉段階５７０に遷移することができる（Ｓ５１１）。このとき、再交渉が正常に完了すれば、送信機は電力伝送段階５６０に回帰することができる（Ｓ５１３）。

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定されることができる。一例として、送信機の状態情報は最大伝送可能パワー量についての情報、最大収容可能な受信機の個数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

送信機は、再交渉が正常に完了しなければ、該当受信機への電力伝送を中断し、選択段階５１０に遷移することもできる（Ｓ５１２）。

図６は本発明の一実施例による無線電力送信機の構造を説明するためのブロック図である。

図６を参照すると、無線電力送信機６００は、大別して電力変換部６１０、電力伝送部６２０、通信部６３０、制御部６４０及びセンシング部６５０を含んでなることができる。前述した無線電力送信機６００の構成は必ずしも必須な構成ではなく、それより多いか少ない構成要素を含んでなることもできることに気を付けなければならない。

図６に示したように、電力変換部６１０は、電源部６６０からＤＣ電源が供給されれば、これを所定の強度の交流電力に変換する機能を実行することができる。

このために、電力変換部６１０は、ＤＣ／ＤＣ変換部６１１、インバーター６１２及び周波数生成器６１３を含んでなることができる。ここで、インバーター６１２はハーフブリッジインバーター又はフルブリッジインバーターであり得るが、これに限定されなく、直流電力を特定の動作周波数を有する交流電力に変換することができる回路構成であれば充分である。

ＤＣ／ＤＣ変換部６１１は、電源部６５０から供給されたＤＣ電力制御部６４０の制御信号に応じて特定の強度のＤＣ電力に変換する機能を実行することができる。

ここで、センシング部６５０は、ＤＣ変換された電力の電圧／電流などを測定して制御部６４０に提供することができる。また、センシング部６５０は、過熱発生有無の判断のために無線電力送信機６００の内部温度を測定し、測定結果を制御部６４０に提供することもできる。一例として、制御部６４０は、センシング部６５０によって測定された電圧／電流値に基づいて適応的に電源部６５０からの電源供給を遮断するか、増幅器６１２に電力が供給されることを遮断することができる。このために、電力変換部６１０の一側には電源部６５０から供給される電源を遮断するか、増幅器６１２に供給される電力を遮断するための所定の電力遮断回路をさらに備えることもできる。

インバーター６１２は、ＤＣ／ＤＣ変換された直流電力を周波数生成器６１３によって生成された基準交流信号に応じて交流電力に変換することができる。ここで、基準交流信号の周波数、すなわち動作周波数は制御部６４０の制御信号に応じて動的に変更されることができる。本発明の一実施例による無線電力送信機６００は動作周波数を調節して伝送電力の強度を調節することもできる。

一例として、制御部６４０は、通信部６３０を介して無線電力受信機の電力受信状態情報又は（及び）電力制御信号を受信することができ、受信された電力受信状態情報又は（及び）電力制御信号に応じて動作周波数を決定し、決定された動作周波数が生成されるように周波数生成器６１３を動的に制御することができる。

一例として、電力受信状態情報は整流器の出力電圧の強度情報、受信コイルに印加される電流の強度情報などを含むことができるが、これに限定されない。電力制御信号は、電力増加を要請するための信号、電力減少を要請するための信号などを含むことができる。

電力伝送部６２０は多重化器（又はマルチフレクサー）６２１及び送信コイル部６２２を含んでなることができる。ここで、送信コイル部６２２は第１〜第ｎ送信コイルから構成されることができる。また、電力伝送部６２０は電力伝送のための特定のキャリア周波数を生成するための搬送波生成器（図示せず）をさらに含むこともできる。この場合、搬送波生成器は、多重化器６２１を介して伝達されたインバーター６１２の出力交流電力とミキシングするために特定のキャリア周波数を有する交流信号を生成することができる。本発明の一実施例はそれぞれの送信コイルに伝達されるＡＣ電力の周波数が互いに異なることもあることに気を付けなければならない。本発明の他の実施例は、ＬＣ共振特性を送信コイルごとに違うように調節する機能を備えた所定の周波数制御器を用いてそれぞれの送信コイル別共振周波数を異に設定することもできる。

多重化器６２１は、制御部６４０によって選択された送信コイルに交流電力を伝達するためのスイッチ機能を実行することができる。制御部６４０は、送信コイル別に受信される信号強度指示子に基づいて該当無線電力受信機への電力伝送に使う送信コイルを選択することができる。

本発明の一実施例による制御部６４０は、複数の無線電力受信機が連結された場合、送信コイル別時分割多重化によって電力を伝送することもできる。例えば、無線電力送信機６００で３個の無線電力受信機、すなわち第１〜第３無線電力受信機がそれぞれ３個の相異なる送信コイル、すなわち第１〜第３送信コイルによって識別された場合、制御部６４０は多重化器６２１を制御することで、特定のタイムスロットに特定の送信コイルを介してだけ交流電力が送出できるように制御することができる。ここで、送信コイル別に割り当てられたタイムスロットの長さによって該当無線電力受信機に伝送される電力量を制御することができるが、これは一実施例に過ぎなく、他の例は送信コイル別に割り当てられたタイムスロットの間にＤＣ／ＤＣ変換器６１１の出力直流電力の強度を制御して無線電力受信機別伝送電力を制御することもできる。

制御部６４０は１次感知信号送出手順のうちに第１〜第ｎ送信コイル６２２を介して感知信号が順次送出できるように多重化器６２１を制御することができる。ここで、制御部６４０は感知信号が伝送される時点をタイマー６５５で識別することができ、感知信号伝送時点が渡来すれば、多重化器６２１を制御することで、該当送信コイルを介して感知信号が送出できるように制御することができる。一例として、タイマー６５０はピング伝送段階のうちに所定の周期で特定のイベント信号を制御部６４０に送出することができ、制御部６４０は、該当イベント信号が感知される都度、多重化器６２１を制御することで該当送信コイルを介してデジタルピングが送出できるように制御することができる。

また、制御部６４０は１次感知信号送出手順の間にどの送信コイルを介して応答信号（例えば、信号強度信号が受信されたかを識別するための所定の送信コイル識別子を復調部６３２から受信することもできる。ここで、制御部６４０は送信コイル識別子に対応する信号強度指示子を復調部６３２から受信することができる。ついで、２次感知信号送出手順で、制御部６４０は１次感知信号送出手順のうちに信号強度指示子が受信された送信コイル（等）を介してだけ感知信号が送出できるように多重化器６２１を制御することもできる。他の例として、制御部６４０は、１次感知信号送出手順のうちに信号強度指示子が受信された送信コイルが複数の場合、最大値を有する信号強度指示子が受信された送信コイルを２次感知信号送出手順で感知信号を一番先に送出すべき送信コイルと決定し、決定結果によって多重化器６２１を制御することもできる。

通信部６３０は変調部６３１と復調部６３２の少なくとも一つを含んでなることができる。

変調部６３１は制御部６４０によって生成された制御信号を変調して多重化器６２１に伝達することができる。ここで、制御信号を変調するための変調方式は、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式、マンチェスターコーディング（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｃｏｄｉｎｇ）変調方式、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、差動複位相（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｉ−ｐｈａｓｅ）変調方式などを含むことができるが、これに限定されない。

復調部６３２は、送信コイルを介して受信される信号が感知されれば、感知された信号を復調して制御部６４０に伝送することができる。ここで、復調された信号には、信号強度指示子、無線電力伝送中の電力制御のためのエラー訂正（ＥＣ：Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）指示子、充電完了（ＥＯＣ：Ｅｎｄ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）指示子、過電圧／過電流／過熱指示子などが含まれることができるが、これに限定されなく、無線電力受信機の状態を識別するための各種の状態情報が含まれることができる。

また、復調部６３２は復調された信号がどの送信コイルから受信された信号であるかを識別することができ、識別された送信コイルに相応する所定の送信コイル識別子を制御部６４０に提供することもできる。

また、復調部６３２は、送信コイル６２３を介して受信された信号を復調して制御部６４０に伝達することができる。一例として、復調された信号は信号強度指示子を含むことができるが、これに限定されなく、復調信号は無線電力受信機の各種の状態情報を含むことができる。

一例として、無線電力送信機６００は、無線電力伝送に使われる同じ周波数を用いて無線電力受信機と通信を行う帯域内（Ｉｎ−Ｂａｎｄ）通信を介して前記信号強度指示子を獲得することができる。

また、無線電力送信機６００は、送信コイル部６２２を用いて無線電力を送出することができるだけでなく、送信コイル部６２２を介して無線電力受信機と各種の制御信号及び状態情報を交換することもできる。他の例として、送信コイル部６２２の第１〜第ｎ送信コイルにそれぞれ対応する別途のコイルが無線電力送信機６００にさらに備えられることができ、備えられた別途のコイルを用いて無線電力受信機と帯域内通信を行うこともできることに気を付けなければならない。

以上の図６の説明では無線電力送信機６００と無線電力受信機が帯域内通信を行うものを例として説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、無線電力信号伝送に使われる周波数帯域と違う周波数帯域を介して近距離両方向通信を行うことができる。一例として、近距離両方向通信は、低電力ブルートゥース通信、ＲＦＩＤ通信、ＵＷＢ通信、ジグビー通信のいずれか一つであり得る。

また、以上の図６の説明では無線電力送信機６００の電力伝送部６２０が多重化器６２１と複数の送信コイル６２２を含むが、これは一実施例に過ぎなく、他の実施例による電力伝送部６２０は、一つの送信コイルから構成されることもできることに気を付けなければならない。

図７は図６による無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

図７を参照すると、無線電力受信機７００は、受信コイル７１０、整流器７２０、直流／直流変換器（ＤＣ／ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７３０、負荷７４０、センシング部７５０、通信部７６０及び主制御部７７０を含んでなることができる。ここで、通信部７６０は、復調部７６１及び変調部７６２を含んでなることができる。

前述した図７の例に示した無線電力受信機７００は帯域内通信を介して無線電力送信機６００と情報を交換することができるものとして示されているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例による通信部７６０は無線電力信号伝送に使われる周波数帯域とは違う周波数帯域を介して近距離両方向通信を提供することもできる。

受信コイル７１０を介して受信されたＡＣ電力は整流部７２０に伝達することができる。整流器７２０はＡＣ電力をＤＣ電力に変換して直流／直流変換器７３０に伝送することができる。直流／直流変換器７３０は、整流器出力ＤＣ電力の強度を負荷７４０によって要求される特定の強度に変換した後、負荷７４０に伝達することができる。

センシング部７５０は、整流器７２０出力ＤＣ電力強度を測定し、これを主制御部７７０に提供することができる。また、センシング部７５０は、無線電力受信によって受信コイル７１０に印加される電流の強度を測定し、測定結果を主制御部７７０に伝送することもできる。また、センシング部７５０は、無線電力受信機７００の内部温度を測定し、測定された温度値を主制御部７７０に提供することもできる。

一例として、主制御部７７０は、測定された整流器出力ＤＣ電力強度を所定の基準値と比較して過電圧発生有無を判断することができる。判断結果、過電圧が発生した場合、過電圧が発生したことを知らせる所定のパケットを生成して変調部７６２に伝送することができる。ここで、変調部７６２によって変調された信号は受信コイル７１０又は別途のコイル（図示せず）を介して無線電力送信機６００に伝送されることができる。また、主制御部７７０は、整流器出力ＤＣ電力強度が所定の基準値以上の場合、感知信号が受信されたと判断することができ、感知信号の受信時、該当感知信号に対応する信号強度指示子が変調部７６２を介して無線電力送信機６００に伝送されることができるように制御することができる。他の例として、復調部７６１は受信コイル７１０と整流器７２０間のＡＣ電力信号又は整流器７２０出力ＤＣ電力信号を復調して感知信号の受信有無を識別した後、識別結果を主制御部７７０に提供することができる。このとき、主制御部７７０は感知信号に対応する信号強度指示子が変調部７６２を介して伝送されることができるように制御することができる。

特に、本発明の実施例による主制御部７７０は、復調部７６０によって復調された情報に基づいて、接続された無線電力送信機が高速充電の可能な無線電力送信機であるかを判断することもできる。

また、主制御部７７０は、図１の電子機器３０から高速充電を要請する所定の高速充電要請信号を受信した場合、受信された高速充電要請信号に対応する充電モードパケットを生成して変調部７６１に伝送することができる。ここで、電子機器からの高速充電要請信号は所定の使用者インターフェース上での使用者メニュー選択によって受信できる。

本発明の他の一実施例による主制御部７７０は、接続された無線電力送信機が高速充電モードを支援することが確認された場合、バッテリー残量に基づいて自動で無線電力送信機に高速充電を要請するか無線電力送信機が高速充電を中断して一般の低電力充電モードに転換するように制御することもできる。

さらに他の一実施例による主制御部７７０は、一般の低電力充電モードでの充電中に電気機器の消費電力を実時間でモニタリングすることもできる。仮に、電子機器の消費電力が所定の基準値以上の場合、主制御部７７０は、高速充電モードへの転換を要請する所定の充電モードパケットを生成して変調部７６１に伝送することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による主制御部７７０は、センシング部７５０によって測定された内部温度値を所定の基準値と比較して過熱が発生したかを判断することができる。仮に、高速充電中に過熱が発生した場合、主制御部７７０は、無線電力送信機が一般の低電力充電モードに転換するように充電モードパケットを生成して伝送することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による主制御部７７０は、バッテリー充電率、内部温度、整流器出力電圧の強度、電子機器に搭載されたＣＰＵ使用率及び使用者メニュー選択の少なくとも一つに基づいて充電モードの変更が必要であるかを判断し、前記判断結果、前記充電モードの変更が必要であれば、前記変更すべき充電モード値が含まれた充電モードパケットを生成して前記無線電力送信機に伝送することもできる。

図８は本発明の一実施例による無線電力信号の変調及び復調方法を説明するための図である。

図８の図面番号８１０で示したように、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は同じ周期を有する内部クロックシグナルに基づいて伝送対象パケットをエンコードするかデコードすることができる。

以下では、図１〜図８に基づき、伝送対象パケットのエンコード方法を詳細に説明する。

図１を参照すると、無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０が特定のパケットを伝送しない場合、無線電力信号は、図１の図面番号４１で示したように、特定の周波数を有する変調されていない交流信号であり得る。一方、無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０が特定のパケットを伝送する場合、無線電力信号は、図１の図面番号４２で示したように、特定の変調方式で変調された交流信号であり得る。一例として、変調方式は、振幅変調方式、周波数変調方式、周波数及び振幅変調方式、位相変調方式などを含むことができるが、これに限定されない。

無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０によって生成されたパケットの２進データは、図面番号８２０のように、差動復位相エンコーディング（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｉ−ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ）が適用できる。詳細に、差動復位相エンコーディングはデータビット１をエンコードするために２回の状態転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）を有するようにし、データビット０をエンコードするために１回の状態転移を有するようにする。すなわち、データビット１は前記クロック信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）及び立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）でＨＩ状態及びＬＯ状態間の転移が発生するようにエンコードされたものであり、データビット０は前記クロック信号の立ち上がりエッジでＨＩ状態及びＬＯ状態間の転移が発生するようにエンコードされたものであり得る。

エンコードされた２進データは、図面番号８３０で示したようなバイトエンコーディング技法が適用されることができる。図面番号８３０を参照すると、一実施例によるバイトエンコーディング技法は、８ビットのエンコードされた２進ビットストリームに対して該当ビットストリームの開始と終了を識別するためのスタートビット（Ｓｔａｒｔ Ｂｉｔ）及びストップビット（Ｓｔｏｐ Ｂｉｔ）、該当ビットストリーム（バイト）のエラー発生有無を感知するためのパリティビット（Ｐａｒｉｔｙ Ｂｉｔ）を挿入する方法であり得る。

図９は本発明の一実施例による、パケットフォーマットを説明するための図である。

図９を参照すると、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０間の情報交換に使われるパケットフォーマット９００は、該当パケットの復調のための同期獲得及び該当パケットの正確な開始ビットを識別するためのプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）９１０フィールド、該当パケットに含まれたメッセージの種類を識別するためのヘッダー（Ｈｅａｄｅｒ）９２０フィールド、該当パケットの内容（又はペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ））を伝送するためのメッセージ（Ｍｅｓｓａｇｅ）９３０フィールド及び該当パケットでエラーが発生したかを確認するためのチェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）９４０フィールドを含んでなることができる。

パケット受信端は、ヘッダー９２０値に基づき、該当パケットに含まれたメッセージ９３０の大きさを識別することもできる。

また、ヘッダー９２０は無線電力伝送手順の各段階別に定義されることができ、一部のヘッダー９２０値は無線電力伝送手順の相異なる段階で同じ値を有するように定義されることもできる。一例として、図１０を参照すると、ピング段階の電力伝送終了（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）及び電力伝送段階の電力伝送終了に対応するヘッダー値は０ｘ０２であって同一であることに気を付けなければならない。

メッセージ９３０は該当パケットの送信端から伝送しようとするデータを含む。一例として、メッセージ９３０フィールドに含まれるデータは相手に対する報告事項（ｒｅｐｏｒｔ）、要請事項（ｒｅｑｕｅｓｔ）又は応答事項（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）であり得るが、これに限定されない。

本発明の他の実施例によるパケット９００は、該当パケットを伝送した送信端を識別するための送信端識別情報、該当パケットを受信する受信端を識別するための受信端識別情報の少なくとも一つがもっと含まれることもできる。ここで、送信端識別情報及び受信端識別情報は、ＩＰ住所情報、ＭＡＣ住所情報、製品識別情報などを含むことができるが、これに限定されなく、無線充電システム上で受信端及び送信端を区分することができる情報であれば充分である。

本発明のさらに他の実施例によるパケット９００は、該当パケットが複数の装置によって受信されなければならない場合、該当受信グループを識別するための所定のグループ識別情報をさらに含むこともできる。

図１０は本発明の一実施例による無線電力受信機において無線電力送信機に伝送されるパケットの種類を説明するための図である。

図１０を参照すると、無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは、感知されたピング信号の強度情報を伝送するための信号強度（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）パケット、送信機が電力伝送を中断するように要請するための電力伝送種類（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、制御のための制御エラーパケットの受信後、実際に電力を調整するまで待機する時間情報を伝送するための電力制御保留（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｏｌｄ−ｏｆｆ）パケット、受信機の構成情報を伝送するための構成パケット、受信機識別情報を伝送するための識別パケット及び拡張識別パケット、一般要求メッセージを伝送するための一般要求パケット、特別要求メッセージを伝送するための特別要求パケット、ＦＯ検出のための基準品質因子値を伝送するためのＦＯＤ状態パケット、送信機の送出電力を制御するための制御エラーパケット、再交渉開始のための再交渉パケット、受信電力の強度情報を伝送するための２４ビット受信電力パケット及び８ビット受信電力パケット、及び現在負荷の充電状態情報を伝送するための充電状態パケットを含むことができる。

前述した無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは無線電力伝送に使われる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いた帯域内通信を用いて伝送されることができる。

図１１は本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するための図である。

本実施例による異物質検出装置１１００は無線電力送信装置に具現されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、無線電力受信装置を認証するための計測機器に具現されることもできる。

図１１を参照すると、異物質検出装置１１００は、電源部１１０１、直流／直流変換器（ＤＣ−ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１１０、インバーター（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）１１２０、共振回路１１３０、測定部１１４０、通信部１１６０、センシング部１１７０及び制御部１１８０を含んでなることができる。本実施例による異物質検出装置１１００は無線電力送信装置に含まれて構成されることができる。

共振回路１１３０は共振キャパシター１１３１及び送信コイル（又はインダクタ１１３２）を含んでなり、通信部１１６０は復調部１１６１及び変調部１１６２の少なくとも一つを含んでなることができる。

電源部１１０１は、外部電源端子を介して直流電力の印加を受けて直流／直流変換器１１１０に伝達することができる。

直流／直流変換器１１１０は、制御部１１８０の制御によって電源部１１０１から入力される直流電力の強度を特定の強度の直流電力に変換することができる。一例として、直流／直流変換器１１１０は電圧強度の調節が可能な可変電圧器からなることができるが、これに限定されない。

インバーター１１２０は、変換された直流電力を交流電力に変換することができる。インバーター１１２０は備えられた複数のスイッチ制御によって入力される直流電力を交流電力信号に変換して出力することができる。

一例として、インバーター１１２０はハーフブリッジ（Ｈａｌｆ Ｂｒｉｄｇｅ）回路及びフルブリッジ（Ｆｕｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ）回路の少なくとも一つを含んでなることができる。

インバーター１１２０がハーフブリッジ回路及びフルブリッジ回路の両者を含んでなる場合、制御部１１８０は、インバーター１１２０のハーフブリッジ回路を動作させるかフルブリッジ回路を動作させるかを動的に決定して制御することができる。本発明の一実施例による無線電力送信装置は、無線電力受信装置に要求される電力の強度又は無線電力受信装置の電力等級（Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ）によって適応的にインバーター１１２０のブリッジモードを制御することができる。ここで、ブリッジモードは、ハーフブリッジ回路を用いて交流電力信号を生成するハーフブリッジモード及びフルブリッジ回路を用いて交流信号を生成するフルブリッジモードを含む。

一例として、無線電力受信装置から５ワット（Ｗ）以下の低電力が要求されるか該当無線電力受信装置の電力等級が所定の低電力（ＬＰ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ）等級に相当する場合、制御部１１８０は、ハーフブリッジモードで動作するようにインバーター１１２０を制御することができる。一方、無線電力受信装置から１５ワットの高電力が要求されるか電力等級が中電力（ＭＰ：Ｍｉｄ＿Ｐｏｗｅｒ）等級に相当する場合、制御部１１８０は、フルブリッジモードで動作するようにインバーター１１２０を制御することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、充電モードによって適応的にインバーター１１２０のブリッジモードを制御することもできる。ここで、充電モードは、基本充電モード（Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｍｏｄｅ）と高速充電モード（Ｆａｓｔ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｍｏｄｅ）を含むことができ、基本充電モードでインバーター１１２０はハーフブリッジモードで動作し、高速充電モードでインバーター１１２０はフルブリッジモードで動作することができる。基本充電モードでの送信機出力電力より高速充電モードでの送信機出力電力が高く設定される。

さらに他の例として、無線電力送信装置は、センシング部１１７０によって感知された温度によって適応的にブリッジモードを決定し、決定されたブリッジモードによってインバーター１１２０を制御することもできる。一例として、ハーフブリッジモードで無線電力を伝送しているうち無線電力送信装置の温度が所定の基準値を超える場合、制御部１１８０はハーフブリッジモードを非活性化させ、フルブリッジモードを活性化させるように制御することができる。すなわち、無線電力送信装置は、同じ強度の電力伝送のために、フルブリッジ回路を介して電圧は上昇させ、共振回路１１３０に流れる電流の強度は減少させることにより、無線電力送信装置の内部温度が所定の基準値以下を維持するように制御することができる。一般に、電子機器に装着される電子部品で発生する熱の量は該当電子部品に印加される電圧の強度よりは電流の強度にもっと敏感であり得る。

また、インバーター１１２０は直流電力を交流電力に変換することができるだけではなく、共振回路１１３０に伝達される交流電力の強度を動的に変更させることもできる。

一例として、インバーター１１２０は、制御部１１８０の制御によって交流電力の生成に使われる基準交流信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）の周波数を調節して、出力される交流電力の強度を調節することもできる。このために、インバーター１１２０は特定の周波数を有する基準交流信号を生成する周波数発振器を含んでなることができるが、これは一実施例に過ぎなく、他の例では周波数発振器がインバーター１１２０と別個に構成されて異物質検出装置１１００の一側に装着されることができる。

他の例として、無線電力送信装置は固定周波数が適用されることもできる。この場合、異物質検出装置１１００は、インバーター１１２０に備えられたスイッチを制御するためのゲートドライバー（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ、図示せず）をさらに含んでなることができる。ゲートドライバーは制御部１１８０から少なくとも一つのパルス幅変調信号を受信することができ、受信されたパルス幅変調信号に応じてインバーター１１２０に備えられたスイッチ（例えば、選択されたブリッジ回路を構成するＭＯＦＥＴスイッチであってもよいが、これに限定されない）を制御することができる。制御部１１８０はパルス幅変調信号のデューティーサイクル（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）、すなわちデューティーレート（Ｄｕｔｙ Ｒａｔｅ）、及び位相（Ｐｈａｓｅ）を制御してインバーター１１２０の出力電力の強度を制御することができる。制御部１１８０は、無線電力受信装置から受信されるフィードバック信号に応じて適応的にパルス幅変調信号のデューティーサイクル及び位相を制御することにより、共振回路１１３０を介して送出される電力の強度を制御することができる。

測定部１１４０は、制御部１１８０の制御信号に応じて共振キャパシター１１３１の両端にかかる電圧の強度、送信コイル１１３２に流れる電流の強度の中で少なくとも一つを測定することができる。このために、測定部１１４０は電圧センサー及び電流センサーを備えることができる。制御部１１８０は、測定部１１４０から受信されるセンシング情報に基づいて共振回路１１３０を介して送出される電力の強度を算出することができる。また、測定部１１４０は温度センサーを備え、装置の内部又は（及び）装置の特定位置の温度を測定して制御部１１８０に伝達することもできる。

選択段階４１０又は５１０で、充電領域に配置された物体が感知されれば、ピング段階４２０又は５２０への進入前、測定部１１４０は電力伝送が中断された状態で共振キャパシター１１３１の両端の電圧を測定して共振回路１１３０に対応する品質因子値を算出することもできる。

また、測定部１１４０は、共振回路１１３０に対応するインダクタンス値をさらに算出することもできる。

算出された品質因子値及びインダクタンス値の少なくとも一つが制御部１１８０に伝達されることができ、制御部１１８０は、測定部１１４０から伝達された値を備えられた所定のメモリ（図示せず）の所定の記録領域に記憶することもできる。

制御部１１８０は、交渉段階で変調部１１６２からＦＯＤ状態パケットを受信すれば、ＦＯＤ状態パケットに含まれた情報に基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。ここで、決定された臨界値は品質因子臨界値を含むことができるが、これに限定されるものはなく、異物質検出のために事前に定義された臨界値であれば充分である。

異物質存在有無を判断するために決定された値が臨界範囲の場合、臨界範囲は品質因子臨界範囲であってもよい。

また、制御部１１８０は、伝送電力の経路損失に基づいて異物質存在有無を判断することもできる。ここで、伝送電力経路損失は、共振回路１１３０を介して伝送される電力の強度から実際に無線電力受信装置に受信される電力の強度を差し引いた値であってもよい。制御部１１８０は無線電力受信装置からフィードバック情報に基づいて現在無線電力受信装置に受信される電力の強度を確認することができる。制御部１１８０は、算出された経路損失と予め決定された経路損失臨界値（又は臨界範囲）を比較して異物質存在有無を判断することもできる。

特に、経路損失臨界値（又は臨界範囲）は充電モードによって違うように決定されることもできる。一例として、高速充電モードに対応する経路損失臨界値（又は臨界範囲）が基本充電モードに対応する経路損失臨界値（又は臨界範囲）より大きくてもよい。

制御部１１８０は、電力伝送段階４４０又は５１０で受信信号の強度についての情報が含まれた信号強度パケットを受信することができる。

制御部１１８０は、現在伝送電力の強度に相応して予め定義されるか決定される受信電力強度臨界値（又は臨界範囲）と無線電力受信装置から受信されたフィードバック情報に基づいて獲得（又は計算）された受信電力強度を比較し、該当無線電力受信機から受信される受信信号強度についての情報が正常な値であるかを判断することができる。ここで、受信電力強度臨界値（又は臨界範囲）は充電モードに基づいて決定されることもできる。一例として、高速充電モードで送出可能な電力範囲は１０ワット（Ｗａｔｔ）〜２０ワットであってもよい。ここで、高速充電モードに対応する受信電力強度臨界値が６Ｗに決定されたと仮定しよう。

制御部１１８０は、信号強度パケットに基づいて確認された受信電力強度が６Ｗ以上であれば、信号強度パケットに含まれた受信信号強度についての情報が正常であると判断することができる。

しかし、制御部１１８０は、信号強度パケットに基づいて確認された受信電力強度が６ワットより小さければ、信号強度パケットに含まれた受信信号強度についての情報が異常なものであると判断することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、現在伝送電力の強度と受信電力強度の比率を所定の臨界比率と比較して受信信号強度についての情報が正常であるかを判断することもできる。ここで、臨界比率は該当送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率に基づいて決定されることができる。

確認結果、受信信号強度についての情報が正常ではない場合、制御部１１８０は、受信電力強度に所定のオフセットを適用して補正することができる。一例として、高速充電モードで正常ではないことが確認された場合、制御部１１８０は、受信電力強度に所定のオフセットを加えて受信電力強度を補正することができる。

制御部１１８０は、現在伝送電力の強度と補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出することができる。ついで、制御部１１８０は、算出された経路損失と所定の経路損失臨界値を比較して無線電力伝送経路上に異物質が配置されたかを決定することができる。

他の一例として、受信電力強度臨界値は該当充電モードで送出可能な電力範囲と予め設定された最大経路損失の比率（又は最大経路損失値）に基づいて決定されることもできる。仮に、現在充電モードでの送出可能な電力範囲が１０〜１８ワットであり、最大経路損失の比率が５０％の場合、受信機での受信電力強度は５〜９ワットの範囲を有しなければならない。しかし、実際に信号強度パケットに基づいて獲得された受信電力強度が５ワットより小さければ、制御部１１８０は、信号強度パケットに含まれた受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することができる。この場合、制御部１１８０は、現在充電モードに対応する所定のオフセットを適用して受信電力強度を補正することもできる。

もちろん、受信信号強度についての情報が正常の場合、制御部１１８０は、別途の補正手順を行わず、現在伝送電力の強度と受信電力強度に基づいて無線電力経路損失を算出することができる。

本発明の一実施例による制御部１１８０は、使用者設定によって品質因子値に基づく異物質検出手順及び経路損失に基づく異物質検出手順の少なくとも一つを選択的に行うこともできる。

本発明の他の一実施例による制御部１１８０は、交渉段階で受信されたＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された品質因子臨界値と測定された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断し、電力伝送段階で現在伝送電力の強度及び受信された信号強度パケットに基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失に基づいて異物質の存在有無を判断することができる。

一例として、制御部１１８０は、二つの異物質判断結果、いずれも異物質が存在することが確定されれば、最終的に異物質が存在すると決定することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、二つの異物質判断結果のいずれか一つによって異物質が存在することが確定されれば、最終的に異物質が検出されたと決定することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による制御部１１８０は、識別及び構成段階４２０及び５２０で識別された無線電力受信機のタイプによって動的に経路損失に基づく異物質検出手順を行うこともできる。ここで、識別された無線電力受信機のタイプは応用ソフトウェア／ファームウエア／プロトコルバージョン情報、製造社情報、モデル情報、受信機等級又はカテゴリーなどに基づいて決定されることができる。一例として、識別された無線電力受信機が特定の製造社又は（及び）特定のモデルであることが確認された場合、制御部１１８０は、経路損失に基づく異物質検出手順を行い、その他の無線電力受信機は品質因子値に基づく異物質検出手順を行うように制御することもできる。

図１２は本発明による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

図１２を参照すると、異物質検出状態パケットメッセージ１２００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）１２０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１２０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１２０３フィールドを含んでなることができる。ここで、予約１２０１フィールドの全てのビットは０と記録される。

図面番号１２０４で示すように、モード１２０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、基準品質因子値１２０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦになった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録されたことを意味することができる。

基準品質因子値は、充電領域に置かれた無線電力受信機の辺りにＦＯがない状態で送信コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）と受信コイル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｉｌ）がよく整列される中央位置で測定された第１品質因子値と無線電力受信機の回転なしに中央から一定の距離オフセット（例えば、ｘ軸及びｙ軸にそれぞれ＋／−５ｍｍであってもよいがこれに限定されない）をもって移動しながら測定された第２品質因子値の中で最小値に決定されることができる。ここで、第２品質因子値は少なくとも４個の相異なる位置で測定された品質因子値を含むことができる。

図１３は本発明の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

図１３を参照すると、異物質検出装置は、選択段階１３１０で充電領域に配置された物体を感知すれば（Ｓ１３０１）、無線電力伝送を一時中断した状態で共振回路の品質因子値を測定して記憶した後、ピング段階１３２０に進入することができる（Ｓ１３０２）。

ピング段階１３２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号（例えば、デジタルピング信号であってもよい）を周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階１３２０で応答信号（例えば、信号強度信号（又は信号強度パケット））が受信されれば、識別及び構成段階１３３０に進入して識別パケット及び構成パケットを受信することができる。異物質検出装置は、受信された識別パケットに基づいて該当受信機を認証し、該当受信機への電力伝送のための所定の構成パラメーターを設定することができる（Ｓ１３０３）。

無線電力受信機に対する識別及び構成が正常に完了すれば、異物質検出装置は交渉段階１３４０に進入して基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信することができる。異物質検出装置は、異物質検出状態パケットに含まれた情報に基づいて異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を決定し、決定された品質因子臨界値と既に測定されて記憶された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することができる（Ｓ１３０４）。

判断結果、異物質が存在すれば、異物質検出装置は電力伝送を中断し、選択段階１３１０に回帰することができる。一方、判断結果、異物質が存在しなければ、異物質検出装置は電力伝送段階１３５０に進入し、識別された無線電力受信機への無線充電を開始することができる。

異物質検出装置は、電力伝送段階１３５０で経路損失に基づく異物質検出手順を行うことができる。

異物質検出装置は、電力伝送段階１３５０で所定の第１フィードバック信号（例えば、制御エラーパケットであってもよい）に基づいて電力制御を行うことができる。

以下、図面番号１３０５で示した経路損失に基づく異物質検出手順を詳細に説明する。

電力制御中、異物質検出装置は、受信信号強度についての情報が含まれた所定の第２フィードバック信号（例えば、信号強度パケット）に基づいて該当無線電力受信機での現在受信電力強度を識別（又は計算）することができる。ここで、異物質検出装置は、現在伝送電力強度と受信電力強度に基づいて受信機から受信される情報の異常有無を判断することができる。

一例として、異物質検出装置は、現在伝送電力の強度（又は現在充電モード）に対応して決定される受信電力強度臨界値と現在受信電力の強度を比較して、該当無線電力受信機から受信される情報が正常な情報であるかを判断することができる。

判断結果、受信される情報が正常ではない場合、異物質検出装置は、受信電力強度に所定のオフセットを反映して受信電力強度を補正することができる。もちろん、受信される情報が正常であれば、異物質検出装置は別途の補正手順を行わない。

異物質検出装置は、現在伝送電力の強度及び現在（又は補正された）受信電力の強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失を所定の経路損失臨界値（又は臨界範囲）と比較して異物質の存在有無を判断することができる。ここで、経路損失臨界値は充電モードによって違うように決定されることができる。他の一例として、経路損失臨界値は現在伝送電力の強度に比例して決定されることもできる。

前記１３０５段階の判断によって、異物質が検出された場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。また、無線電力受信機が充電領域から異常に除去されたことが確認されるか充電が完了した場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。

もちろん、前記１３０５段階の判断結果、異物質が検出されない場合、異物質検出装置は電力伝送段階１３５０をそのまま維持することができる。

図１４は本発明の他の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

図１４を参照すると、異物質検出装置は、選択段階１４１０で充電領域に配置された物体を感知すれば（Ｓ１４０１）、無線電力伝送を一時中断した状態で共振回路の品質因子値を測定して所定の記録領域に記憶した後、ピング段階１４２０に進入することができる（Ｓ１４０２）。

ピング段階１４２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号（例えば、デジタルピング信号）を周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階（１４２０）で応答信号（例えば、信号強度信号（又は信号強度パケット））が受信されれば、識別及び構成段階１４３０に進入して識別パケット及び構成パケットを受信することができる。

異物質検出装置は、受信された識別パケットに基づいて充電領域に配置された受信機のタイプを識別することができる。ここで、異物質検出装置は、識別された受信機のタイプが経路損失に基づく異物質検出手順が適用されなければならない受信機であるかを確認することができる（Ｓ１４０３）。

本実施例では、識別された受信機タイプが経路損失に基づく異物質検出手順を行わなければならない受信機である場合を仮定して説明することにする。もちろん、識別された受信機のタイプが経路損失に基づく異物質検出手順を適用すべき対象ではない場合、異物質検出装置は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順（又は他の異物質検出手順）を行うこともできることに気を付けなければならない。

無線電力受信機に対する識別及び構成が正常に完了すれば、異物質検出装置は交渉段階１４４０に進入することができる。ここで、異物質検出装置は、識別された受信機が経路損失に基づく異物質検出手順を適用しなければならない対象であれば、品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、交渉手順が正常に完了すれば電力伝送段階１４５０に進入することができる（Ｓ１４０４）。

以下では、図１４に示した１４０５段階を詳細に説明する。

異物質検出装置は、電力伝送段階（１４５０）で受信される制御エラーパケットに基づいて伝送電力の強度を動的に制御することができる。

電力制御中、異物質検出装置は周期的に受信信号強度についての情報が含まれた信号強度パケットを受信機から受信することができる。

異物質検出装置は、該当受信機から受信される受信信号強度についての情報の異常有無を判断することができる。

一例として、異物質検出装置は、現在伝送電力強度に対する受信電力強度の比率に基づいて受信信号強度についての情報の異常有無を判断することができる。

他の一例として、異物質検出装置は、現在設定された充電モードによって決定される受信電力強度臨界値と受信電力強度を比較して受信情報の異常有無を判断することもできる。

さらに他の一例として、異物質検出装置は、現在設定された充電モードによって予め定義された受信電力強度臨界範囲内に受信電力強度が含まれるかを確認して受信情報の異常有無を判断することもできる。

さらに他の一例として、異物質検出装置は、現在伝送電力強度に対応して受信電力強度臨界値を決定することもできる。ここで、受信電力強度臨界値は現在伝送電力の強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度に決定されることができる。この場合、異物質検出装置は、信号強度パケットに基づいて確認（又は計算）された受信電力強度が決定された受信電力強度臨界値より小さければ、該当受信機から受信された受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

異物質検出装置は、受信機から受信された受信信号強度についての情報が正常ではない場合、受信電力強度に所定のオフセットを適用して補正することができる。ここで、オフセットは現在伝送電力の強度又は受信機によって要請された電力等級（又は充電モード）又は受信機カテゴリーに比例して動的に決定される値であってもよい。ここで、電力等級はＬｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ、Ｍｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓなどに区分されることができるが、これに限定されなく、適用された標準及び当業者の設計によって電力等級は異に定義されることができる。他の一例として、オフセットとしては固定値が使われることもできる。

一例として、補正された受信電力強度（ＡＲＰ）は獲得（又は計算）された受信電力強度（ＲＰ）にオフセットを加えることによって算出されることができるが、これに限定されない。

異物質検出装置は、現在伝送電力の強度と補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失を所定の経路損失臨界値と比較して無線電力伝送経路上の異物質存在有無を判断することができる。

一例として、経路損失臨界値は予め定義された固定値であってもよい。

他の一例として、経路損失臨界値は送信機及び受信機のタイプによって動的に決定される値であってもよい。

さらに他の一例として、経路損失臨界値は現在伝送電力の強度によって動的に決定される値であってもよい。

さらに他の一例として、経路損失臨界値は現在設定された充電モードに対応して決定される値であってもよい。

異物質検出装置は、算出された経路損失が所定の経路損失臨界値を超える場合、無線伝送経路上に異物質が存在すると決定することができる。

前記１４０５段階で異物質が検出された場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。また、無線電力受信機が充電領域から異常に除去されたことが確認されるか充電が完了した場合、異物質検出装置は選択段階１４１０に回帰することができる。

もちろん、前記１４０５段階で、異物質が検出されない場合、異物質検出装置は電力伝送段階１４５０をそのまま維持することができる。

図１５は本発明の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１５を参照すると、無線電力送信機は、電力伝送段階に進入すれば、第１フィードバックパケットに基づいて伝送電力の強度（ＴＰ）を制御することができる（Ｓ１５０１）。ここで、無線電力送信機は、備えられた測定手段を用いて共振回路を介して送出される電力の強度を測定することができる。ここで、第１フィードバックパケットはＱｉ標準に定義された制御エラーパケットであってもよいが、これは一実施例に過ぎなく、電力制御のためのフィードバック信号は無線電力送信機に適用された無線電力伝送標準規格によって違ってもよいことに気を付けなければならない。

無線電力送信機は、電力伝送段階で受信信号強度についての情報が含まれた第２フィードバックパケットを無線電力受信機から受信することができる（Ｓ１５０２）。ここで、無線電力送信機は、受信電力の強度情報に基づいて受信信号の強度（ＲＰ）を計算することができる。ここで、第２フィードバックパケットはＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよいが、これは一実施例に過ぎなく、受信信号強度についての情報を獲得するためのフィードバック信号は無線電力送信機に適用された無線電力伝送標準規格によって違っても良いことに気を付けなければならない。

無線電力送信機は、第２フィードバックパケットに含まれた受信信号強度についての情報が正常な値であるかを判断することができる（Ｓ１５０３）。受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する方法は上述した図面に基づいた説明に取り替える。

判断結果、正常ではない場合、無線電力送信機は、所定のオフセットを用いて受信電力強度を補正することができる（Ｓ１５０４）。

無線電力送信機は、現在伝送電力強度と受信電力強度（又は補正された受信電力強度）に基づいて経路損失ＰＬ（Ｐａｔｈ Ｌｏｓｓ）を算出することができる（Ｓ１５０５）。

無線電力送信機は、算出された経路損失値が経路損失臨界値を超えるかを確認することができる（Ｓ１５０６）。

確認結果、経路損失臨界値を超えれば、無線電力送信機は、無線電力伝送経路上に異物質が配置されたと決定することができる（Ｓ１５０７）。ここで、無線電力送信機は、備えられたアラーム手段を介して所定の警告アラームを出力した後、選択段階に進入することができる。

前述した１５０６段階の確認結果、算出された経路損失値が経路損失臨界値より小さければ、無線電力送信機は、無線電力伝送経路上に異物質が存在しないと決定することができる（Ｓ１５０８）。無線電力受信機は、内部回路素子のエラー、搭載されたソフトウェアエラー、センサーエラーなどによって実際に受信される電力の強度より小さな電力が受信されると判断することができる。仮に、受信電力強度に対する補正が行われない場合、経路損失は非常に大きな値を有することができ、これにより、無線電力送信機は、実際無線電力伝送経路上に異物質が存在しないにもかかわらず、異物質が存在すると判断することができる。

以上で説明したように、本発明は、受信信号強度についての情報が正常であるかを判別し、判別結果によって、適応的に受信電力強度を補正することにより、電力伝送が中断されることを事前に防止することができる利点がある。

また、本発明は、固定周波数方式の無線電力送信機で伝送電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正することにより、異物質をより正確に検出することができる利点がある。

図１６は本発明の一実施例による異物質検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本実施例による異物質検出装置１６００は、無線電力送信装置又は無線電力受信装置の認証のための計測機器の形態に構成されることができる。

図１６を参照すると、異物質検出装置１６００は、復調部１６１０、調節部１６２０、共振部１６３０、判断部１６４０、補正部１６５０、検出部１６６０及び制御部１６７０を含んでなることができる。ここで、異物質検出装置１６００の一部の構成要素は少なくとも一つのマイクロプロセッサ上に統合して具現されることができ、他の構成要素は回路素子、センサー、集積回路などの形態に構成されることができる。一例として、共振部１６３０は前述した図１１の共振回路１１３０であってもよく、調節部１６２０は、直流−直流変換器１１１０及びインバーター１１２０の少なくとも一つを含んでなることができる。また、復調部１６１０は、無線信号処理のための周波数フィルター、増幅器及び積分器の少なくとも一つを含んでなることができ、ＡＳＩＣ又は（及び）ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の形態に具現されることができるが、これに限定されない。

制御部１６７０は、異物質検出装置１６００の全体的な動作及び入出力を制御することができる。

復調部１６１０は、無線電力受信機によって送出された無線信号が備えられたアンテナ（又は送信コイル）を介して受信されれば、これを復調し、復調されたパケットを制御部１６7０に伝達することができる。一例として、復調部１６１０は、電力伝送中に受信される電力制御のために、フィードバックパケット（例えば、制御エラーパケット）及び無線電力受信機で受信される無線電力信号の強度情報をフィードバックするための所定のパケット（例えば、信号強度パケット）を復調して制御部１６7０に伝達することができる。

調節部１６２０は、電力制御を要請するフィードバックパケットに基づいて動的に共振部１６３０を介して送出される電力の強度を調節することができる。

共振部１６３０は特定の周波数を有する交流電力信号を無線で送出するための共振回路を含んでなることができる。

判断部１６４０は、無線電力受信機から受信される情報（例えば、受信電力の強度についての情報）が正常であるかを判断することができる。

一例として、判断部１６４０は、現在充電モードに対応して決定される受信電力強度臨界値と受信電力強度を比較して受信される情報が正常であるかを判断することができる。具体的に言うと、判断部１６４０は、受信電力強度が受信電力強度臨界値より小さければ、受信機から獲得された受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、判断部１６４０は、現在伝送電力強度と受信電力強度の比率に基づいて受信される情報の異常有無を判断することもできる。具体的に言うと、判断部１６４０は、受信電力強度値を現在伝送電力強度で割った値が所定の比率臨界値より小さければ、受信機から獲得された受信信号強度についての情報が正常ではないと判断することもできる。

補正部１６５０は、判断部１６４０の判断結果、正常ではなければ、所定のオフセットで受信電力の強度を補正することができる。一例として、補正部１６５０は、獲得された受信信号強度についての情報が正常ではなければ、受信電力強度値にオフセットを加えて補正された受信電力強度値を算出することができる。ここで、オフセットは、充電モード、現在伝送電力の強度、異物質検出装置が搭載された送信機のタイプ及び受信機のタイプの少なくとも一つに基づいて動的に決定されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、特定の固定値がオフセットとして使われることもできる。

検出部１６６０は、現在の伝送電力の強度及び受信信号の強度（又は補正された受信信号の強度）に基づいて経路損失を算出することができる。一例として、経路損失は現在伝送電力の強度と受信信号の強度の差によって計算されることができる。

検出部１６６０は、算出された経路損失を経路損失臨界値（又は臨界範囲）と比較して異物質の存在有無を判断することができる。一例として、算出された経路損失が経路損失臨界値より大きければ、無線電力伝送経路上に異物質が配置されたと判断することができる。

また、検出部１６６０は、交渉段階で受信される異物質検出状態パケットに基づいて品質因子臨界値を決定し、物体感知後、ピング段階への進入前に測定された品質因子値と品質因子臨界値を比較して異物質の存在有無を判断することもできる。

以上の実施例では、検出部１６６０が経路損失に基づく異物質検出手順と品質因子値に基づく異物質検出手順を行うものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、当業者によって定義された多様な異物質検出手順を追加的に行うこともできる。

前述した異物質検出装置１６００の構成要素の詳細動作及び機能は前述した図面の説明で開示された構成及び機能をさらに含んでなることができることに気を付けなければならない。

以上の実施例では、無線電力送信機（又は異物質検出装置）がフィードバックパケットに含まれた受信信号強度についての情報が正常ではなければ、受信電力強度を補正して異物質存在有無を判断するものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の一実施例による無線電力送信機（又は異物質検出装置）は、受信信号強度についての情報が正常ではなければ、経路損失に基づく異物質検出手順を終了し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うこともできる。

一例として、電力伝送段階で経路損失に基づく異物質検出手順の実行中に受信信号強度についての情報が正常ではないことが確認されれば、無線電力送信機（又は異物質検出装置）は電力伝送を一時中断し、交渉段階に進入し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うこともできる。

図１７は本発明の他の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１７を参照すると、異物質検出装置は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、電力伝送段階に進入して経路損失に基づく異物質検出手順を開始することができる（Ｓ１７０１）。

異物質検出装置は、充電中に周期的に受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを受信することができる（Ｓ１７０２）。

異物質検出装置は、受信信号強度についての情報が正常であるかを判断することができる（Ｓ１７０３）。

判断結果、正常であれば、異物質検出装置は、現在の伝送電力強度と受信電力強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失と所定の経路損失臨界値を比較して異物質存在有無を判断することができる（Ｓ１７０５〜Ｓ１７０６）。

前記１７０３段階の判断結果、正常ではなければ、異物質検出装置は、電力伝送を一時中断し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うことができる。

一例として、図１７の実施例で説明した受信信号強度についての情報が正常であるかによって異物質検出手順を転換する方法は該当無線電力受信機に相応して設定された充電モードが高速充電モードの場合に適用されることもできるが、これに限定されなく、充電モードに関係なく適用されることもできる。

したがって、本発明は、受信信号強度についての情報が正常であるかによって適応的に異物質検出手順を転換することにより、より正確に異物質を検出することができる利点がある。

前記実施例では、電力伝送段階で経路損失に基づく異物質検出手順の実行中に受信信号強度についての情報が正常ではないことが確認されれば、品質因子値に基づく異物質検出手順に転換されるものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、当業者の設計によって別途定義された他の異物質検出手順又は無線電力伝送標準に定義された他の異物質検出手順に転換されることもできることに気を付けなければならない。

上述した実施例による方法はコンピュータで実行されるためのプログラムに製作されてコンピュータ可読の記録媒体に記憶されることができ、コンピュータ可読の記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などを含むことができる。

コンピュータ可読の記録媒体はネットワークを介して連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読めるコードが記憶されて実行されることができる。そして、上述した方法を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは実施例が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。

本発明は本発明の精神及び必須の特徴を逸脱しない範囲内で他の特定の形態に具体化されることができるのは当業者に明らかである。

したがって、前記の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはいけなく、例示的なものと考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

本発明は無線電力伝送技術に関するもので、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機に用いられることができる。

本発明は無線電力伝送技術に関し、より詳しくは無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置に関する。

近年、情報通信技術が急速に発展するに従い、情報通信技術を基にするユビキタス社会が成り立っている。

いつでもどこでも情報通信機器が接続するためには、社会の全ての施設に通信機能を有するコンピュータチップを内装したセンサーが取り付けられなければならない。したがって、これらの機器又はセンサーの電源供給問題は新しい課題となっている。また、携帯電話だけではなくブルートゥースハンドセットとアイポットのようなミュージックプレーヤーなどの携帯機器の種類が急激に増えるに従ってバッテリーを充電する作業が使用者に時間及び手数を要求している。このような問題を解決する方法として無線電力伝送技術が最近に関心を受けている。

無線電力伝送技術（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ又はｗｉｒｅｌｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）は磁場の誘導原理を用いて無線で送信機から受信機に電気エネルギーを伝送する技術であり、既に１８００年代に電磁気誘導原理を用いた電気モーターや変圧器が使われ始めた。その後には、高周波、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、レーザーなどの電磁波を放射して電気エネルギーを伝送する方法も試みられた。我々がよく使用する電動歯ブラシ又は一部の無線カミソリも実際には電磁気誘導原理で充電される。

現在まで無線を用いたエネルギー伝達方式は、大別して磁気誘導方式、磁気共振（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式及び短波長無線周波数を用いたＲＦ伝送方式などに区分できる。

磁気誘導方式は、二つのコイルを互いに隣り合わせた後、一コイルに電流を流せば、このときに発生した磁束（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ）が他のコイルに起電力を引き起こす現象を用いる技術であり、携帯電話のような小型機器を中心に早く商用化している。磁気誘導方式は最大で数百キロワット（ｋＷ）の電力を伝送することができるし効率も高いが、最大伝送距離が１センチメートル（ｃｍ）以下であるため、一般的に充電器又は底面に隣り合わせなければならない欠点がある。

磁気共振方式は、電磁気波、電流などを活用する代わりに、電場又は磁場を用いる特徴がある。磁気共振方式は電磁波問題の影響をほとんど受けないので、他の電子機器や人体に安全であるという利点がある。一方、限定された距離と空間でだけ活用することができ、エネルギー伝達効率がちょっと低いという欠点がある。

短波長無線電力伝送方式、簡単に言えばＲＦ伝送方式は、エネルギーがラジオ波（Ｒａｄｉｏ Ｗａｖｅ）の形態で直接送受信されることができるという点を活用したものである。この技術はレクテナ（ｒｅｃｔｅｎｎａ）を用いるＲＦ方式の無線電力伝送方式である。レクテナはアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）と整流器（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）の合成語で、ＲＦ電力を直接直流電力に変換する素子を意味する。すなわち、ＲＦ方式はＡＣラジオ波をＤＣに変換して使用する技術であり、最近効率が向上するに従って商用化に対する研究が活発に進行されている。

無線電力伝送技術は、モバイルだけでなく、ＩＴ、鉄道、家電産業などの産業全般にあたって多様に活用されることができる。

無線充電可能領域に無線電力受信機ではない伝導体、つまり異物質（ＦＯ：Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ）が存在する場合、無線電力送信機から送出された電磁気信号が異物質に誘導される。一例として、ＦＯは、銅銭、クリップ、ピン、ボールペンなどを含むことができる。

仮に、無線電力受信機と無線電力送信機の間にＦＯが存在する場合、無線充電効率がめっきり落ちるだけでなく、ＦＯ周辺の温度上昇によって無線電力受信機と無線電力送信機の温度が一緒に上昇することがある。仮に、充電領域に位置するＦＯが早く除去されない場合、電力伝送効率が低下して電力浪費をもたらすだけでなく、過熱によって機器の損傷を引き起こすことができる。

したがって、無線電力伝送経路上に位置するＦＯを正確に検出することは無線充電技術分野で重要なイシューとなっている。

現在Ｑｉに従う無線充電システムでは、充電領域に配置された異物質を検出する代表的な方法として伝送電力の経路損失に基づく方法と品質因子値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）の変化に基づく方法が使われている。

しかし、伝送電力経路損失に基づく異物質検出方法の場合、無線電力受信機から正確な受信電力強度についての情報が受信できない場合、無線電力送信機は異物質検出に失敗することがある。

受信電力強度についての情報が正常ではなければ、無線電力伝送経路上に実際に異物質が配置されていないにもかかわらず、無線電力送信機が異物質が配置されたと誤判して充電を中断させる問題点が発生することがある。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明の他の目的は、受信電力強度が正常であるかによって適応的に異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を補正することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、固定周波数方式の無線電力送信機からの送信電力強度に対する受信電力強度が異常な受信機が識別されれば、経路損失を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、無線電力受信機からフィードバックされる受信電力強度についての情報が正常であるかによって適応的に受信電力強度を補正することにより、異物質が存在しないにもかかわらず電力伝送が中断されることを事前に防止することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、固定周波数方式の無線電力送信機で伝送電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供することである。

本発明で達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかったさらに他の技術的課題は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解可能であろう。

本発明は異物質検出方法及びそのための装置を提供することができる。

本発明の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、前記無線電力受信機から受信電力強度についての情報を受信する段階と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する段階と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失に基づいて異物質を検出する段階と含むことができる。

ここで、前記受信電力強度についての情報は電力伝送段階で周期的にフィードバックされるパケットに含まれて受信されることができ、前記フィードバックされるパケットはＷＰＣ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、現在伝送電力強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最大受信電力強度を指示する第１臨界値を決定する段階と、前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

他の一例として、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、現在送信電力強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定する段階と、前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

前記受信電力強度を補正する段階は、現在送信電力強度に基づいてオフセット値を決定する段階と、前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正する段階とを含むことができる。

また、前記異物質を検出する段階は、現在送信電力強度に基づいて経路損失臨界値を決定する段階と、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記電力伝送段階で電力制御のためのフィードバック信号を受信する段階をさらに含むことができ、前記フィードバック信号に基づいて前記現在送信電力強度が調節されることができる。

また、前記異物質検出方法は、物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する段階と、交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定する段階と、前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する段階とをさらに含むことができる。

本発明の他の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、前記無線電力受信機から電力制御のための第１パケット及び受信電力強度についての情報が含まれた第１パケットを受信する復調部と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する判断部と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する補正部と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出して異物質を検出する検出部とを含むことができる。

ここで、前記第１パケット及び第２パケットは周期的に受信され、前記第１パケットに基づいて送出電力の強度を調節する調節部をさらに含むことができる。

また、前記第１パケットと前記第２パケットはそれぞれＷＰＣ標準に定義された制御エラーパケットと信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記判断部が、前記調節部によって調節された現在送信電力強度に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な最大受信電力強度を指示する第１臨界値を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、前記判断部が、前記調節部によって調節された現在送信電力強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断することができる。

また、前記補正部が、現在送信電力強度に基づいてオフセット値を決定し、前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正することができる。

また、前記検出部が、現在送信電力強度に基づいて経路損失臨界値を決定し、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断することができる。

また、前記無線電力送信機は、物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する測定部と、交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定し、前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する制御部とをさらに含むことができる。

本発明の他の実施例による、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、電力伝送段階で前記共振回路を介して送信される電力の強度を測定する段階と、受信電力強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを前記無線電力受信機から受信する段階と、前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正する段階と、前記測定された送信電力強度と前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失と経路損失臨界値を比較して異物質を検出する段階とを含むことができる。

ここで、前記受信電力強度についての情報は電力伝送段階で周期的に受信されるＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記測定された送信電力強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度を指示する臨界値を決定する段階と、前記計算された受信電力強度が前記臨界値より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

他の一例として、前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記測定された送信電力強度に対する前記計算された受信電力強度の比率を計算する段階と、前記計算された比率が前記無線電力送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、充電モードを設定する段階をさらに含む。

前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する段階は、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算する段階と、前記設定された充電モードに対応する受信電力強度臨界値を決定する段階と、前記計算された受信電力強度が前記受信電力強度臨界値より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断する段階とを含むことができる。

また、前記受信電力強度を補正する段階は、前記設定された充電モードに対応するオフセットを決定する段階と、前記設定された充電モードが高速充電モードであれば、前記受信電力強度に前記決定されたオフセットを加えて前記受信電力強度を補正する段階とを含むことができる。

また、前記異物質を検出する段階は、前記設定された充電モードに基づいて経路損失臨界値を決定する段階と、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、交渉段階で品質因子値に基づいて異物質を検出する段階をさらに含み、前記交渉段階及び前記電力伝送段階の少なくとも一つの段階で異物質が検出されれば、最終的に異物質が検出されたと判断することができる。

本発明の他の一実施例による、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、電力伝送段階に進入して経路損失に基づく異物質検出手順を開始する段階と、受信電力強度についての情報が含まれたフィードバックパケットが受信されれば、前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、正常ではなければ、前記開始された経路損失に基づく異物質検出手順を終了し、前記品質因子値に基づく異物質検出手順を行う段階とを含むことができる。

本発明の他の一実施例による、無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、電力信号を無線で送信する共振回路と、前記送信される電力信号の強度を測定する測定部と、受信電力強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを受信する復調部と、前記受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する制御部とを含み、前記判断結果、前記受信電力強度についての情報が正常ではなければ、前記制御部が前記受信電力強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正し、前記測定された送信電力強度及び前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出して異物質を検出することができる。

ここで、前記受信電力強度についての情報は電力伝送段階で周期的に受信されるＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよい。

一例として、前記制御部が、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記測定された送信電力強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度を指示する臨界値を決定し、前記計算された受信電力強度が前記臨界値より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、前記制御部が、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記測定された伝送電力の強度に対する前記計算された受信電力強度の比率を計算し、前記計算された比率が前記無線電力送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

さらに他の一例として、前記制御部が、前記無線電力受信機から要請によって充電モードを設定し、前記受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度を計算し、前記設定された充電モードに対応する受信電力強度臨界値を決定し、前記計算された受信電力強度が前記受信電力強度臨界値より小さければ、前記受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することもできる。

また、前記制御部が、前記設定された充電モードに対応するオフセットを決定し、前記設定された充電モードが高速充電モードであれば、前記受信電力強度に前記決定されたオフセットを加えて前記受信電力強度を補正することができる。

また、前記制御部が、前記設定された充電モードに基づいて経路損失臨界値を決定し、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断することができる。

また、前記制御部が、交渉段階で品質因子値に基づいて異物質を検出する手順をさらに行い、前記交渉段階及び前記電力伝送段階の少なくとも一つの段階で異物質が検出されれば、最終的に異物質が検出されたと判断することができる。

本発明のさらに他の実施例は、前記異物質検出方法のいずれか一方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ可読の記録媒体を提供することができる。

前記本発明の態様は本発明の好適な実施例の一部に過ぎなく、本発明の技術的特徴が反映された多様な実施例が、当該技術分野の通常的な知識を有する者によって、以下で詳述する本発明の詳細な説明から導出されて理解されることができる。

本発明による方法及び装置の効果について説明すれば次のようである。

本発明は無線電力伝送経路上に存在する異物質を検出することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供する利点がある。

また、本発明は受信電力強度が正常であるかによって適応的に異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を補正することができる異物質検出方法及び無線電力送信装置を提供する利点がある。

また、本発明は固定周波数方式の無線電力送信機からの送信電力強度に対する受信電力強度が異常な受信機が識別されれば、経路損失を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供する利点がある。

また、本発明は無線電力受信機からフィードバックされる受信電力強度についての情報が正常であるかによって適応的に受信電力強度を補正することにより、異物質が存在しないにもかかわらず電力伝送が中断されることを事前に防止することができる異物質検出方法及びそのための装置を提供する利点がある。

また、本発明は固定周波数方式の無線電力送信機で送信電力強度に対する受信電力強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正して異物質を検出することができる異物質検出方法及び装置を提供する利点がある。

また、本発明は異物質検出エラーを最小化させる利点があるだけではなく、これによって充電遅延による使用者不便を最小化させることができる利点がある。

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

以下で添付する図面は本発明の理解を助けるためのもので、詳細な説明とともに本発明の実施例を提供する。ただ、本発明の技術的特徴が特定の図に限定されるものではなく、各図で開示する特徴は互いに組み合わせられて新しい実施例に構成されることができる。

本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

本発明に他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による無線充電システムにおける感知信号伝送手順を説明するための図である。

本発明の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

本発明の他の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

本発明の一実施例による無線電力送信機の構造を説明するためのブロック図である。

図６による無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による無線電力信号の変調及び復調方法を説明するための図である。

本発明の一実施例によるパケットフォーマットを説明するための図である。

本発明の一実施例によるパケットの種類を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するための図である。

本発明による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

本発明の他の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

本発明の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による異物質検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本発明の他の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法は、前記無線電力受信機から受信電力強度についての情報を受信する段階と、前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階と、前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する段階と、前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出する段階と、前記算出された経路損失に基づいて異物質を検出する段階とを含むことができる。
発明の実施のための形態

以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で使う構成要素に対する接尾辞“モジュール”及び“部”は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するか混用するもので、そのものとして互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞“モジュール”及び“部”はマイクロプロセッサ上に組み込まれたプログラムの実行によって具現されるソフトウェア的構成を意味することがあるが、これは一実施例に過ぎなく、一部の“モジュール”及び“部”はハードウェア的に具現されることができる。また、一部の“モジュール”及び“部”はソフトウェア構成とハードウェア構成を組み合わせて構成されることもできる。よって、以下の説明で使われる“モジュール”及び“部”はソフトウェア的構成要素のみと解釈されてはいけない。

実施例の説明において、各構成要素の“上又は下”に形成されるものとして記載する場合、上又は下は二つの構成要素が互いに直接接触するか一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されることを全て含む。また“上又は下”で表現する場合、一つの構成要素を基準に上方だけではなく下方の意味も含むことができる。

実施例説明において、無線電力送信装置と無線電力受信装置との間で送受信される信号をパケットと混用することにする。

実施例の説明において、無線充電システム上で無線電力を送信する機能が搭載された装置は、説明の便宜のために、無線パワー送信機、無線パワー送信装置、無線電力送信装置、無線電力送信機、送信端、送信機、送信装置、送信側、無線パワー伝送装置、無線パワー伝送器などを混用して使うことにする。また、無線電力送信装置から無線電力を受信する機能が搭載された装置に対する表現として、説明の便宜のために、無線電力受信装置、無線電力受信機、無線パワー受信装置、無線パワー受信機、受信端末機、受信側、受信装置、受信機などを混用して使うことができる。

本発明による送信機は、パッド形態、据置き形態、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）形態、小型基地局形態、スタンド形態、天井埋込形態、壁掛け形態などに構成されることができ、一つの送信機は複数の無線電力受信装置にパワーを伝送することもできる。このために、送信機は少なくとも一つの無線パワー伝送手段を備えることもできる。ここで、無線パワー伝送手段は、電力送信端コイルで磁場を発生させ、その磁場の影響によって受信端コイルで電気が誘導される電磁気誘導原理を用いて充電する電磁気誘導方式に基づいた多様な無線電力伝送標準が使われることができる。ここで、無線パワー伝送手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）又はＱｉ、ＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

また、本発明の一実施例による受信機は少なくとも一つの無線電力受信手段を備えることができ、二つ以上の送信機から同時に無線パワーを受信することもできる。ここで、無線電力受信手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）（又はＱｉ）及びＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

本発明による受信機は、携帯電話（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、ノートブック型パソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタル放送用端末機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ＭＰ３プレーヤー、電動歯ブラシ、電子タグ、照明装置、リモートコントローラー、浮き、スマートワッチのようなウェアラブルデバイスなどの小型電子機器などに使われることができるが、これに限られなく、本発明による無線電力受信手段が装着されてバッテリー充電が可能な機器であれば充分である。

図１は本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

図１を参照すると、無線充電システムは、大きく無線で電力を送出する無線電力送信端１０、前記送出された電力を受信する無線電力受信端２０及び受信された電力が供給される電子機器２０からなることができる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と同じ周波数帯域を用いて情報を交換する帯域内（Ｉｎ−ｂａｎｄ）通信を行うことができる。他の例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と違う別途の周波数帯域を用いて情報を交換する帯域外（Ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｎｄ）通信を行うこともできる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０の間に交換される情報は相互間の状態情報だけではなく制御情報も含むことができる。ここで、送受信端間に交換される状態情報及び制御情報は後述する実施例の説明によってより明確になるであろう。

前記帯域内通信及び帯域外通信は両方向通信を提供することができるが、これに限定されなく、他の実施例においては、単方向通信又は半二重方式の通信を提供することもできる。

一例として、単方向通信は無線電力受信端２０が無線電力送信端１０のみに情報を伝送するものであり得るが、これに限定されなく、無線電力送信端１０が無線電力受信端２０に情報を伝送するものでもあり得る。

半二重通信方式は無線電力受信端２０と無線電力送信端１０間の両方向通信は可能であるが、任意の一時点に任意の一装置によってだけ情報伝送が可能な特徴がある。

本発明の一実施例による無線電力受信端２０は、電子機器３０の各種の状態情報を獲得することもできる。一例として、電子機器３０の状態情報は、現在電力使用量情報、実行中の応用を識別するための情報、ＣＰＵ使用量情報、バッテリー充電状態情報、バッテリー出力電圧／電流情報などを含むことができるが、これに限定されず、電子機器３０から獲得可能であり、無線電力制御に活用可能な情報であれば充分である。

特に、本発明の一実施例による無線電力送信端１０は高速充電支援可否を指示する所定のパケットを無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は、接続された無線電力送信端１０が高速充電モードを支援するものであると確認された場合、これを電子機器３０に知らせることができる。電子機器３０は備えられた所定の表示手段、例えば液晶ディスプレイであり得る表示手段を介して高速充電が可能であることを表示することができる。

また、電子機器３０の使用者は液晶表示手段に表示した所定の高速充電要請ボタンを選択して、無線電力送信端１０が高速充電モードで動作するように制御することもできる。この場合、電子機器３０は、使用者によって高速充電要請ボタンが選択されれば、所定の高速充電要請信号を無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は受信された高速充電要請信号に相応する充電モードパケットを生成して無線電力送信端１０に伝送することによって一般低電力充電モード（又は基本充電モード）を高速充電モードに転換させることができる。

図２は本発明の他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

一例として、図面符号２００ａで示したように、無線電力受信端２０は複数の無線電力受信装置からなることができ、一つの無線電力送信端１０に複数の無線電力受信装置が連結されて無線充電を行うこともできる。ここで、無線電力送信端１０は時分割方式で複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができるが、これに限定されない。他の例として、無線電力送信端１０は無線電力受信装置別に割り当てられた相異なる周波数帯域を用いて複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができる。

ここで、一つの無線電力送信装置１０に連結可能な無線電力受信装置の数は、無線電力受信装置別要求電力、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量及び無線電力送信装置の可用電力の少なくとも一つに基づいて適応的に決定されることができる。

他の例として、図面符号２００ｂで示したように、無線電力送信端１０は複数の無線電力送信装置から構成されることもできる。この場合、無線電力受信端２０は複数の無線電力送信装置と同時に連結されることができ、連結された無線電力送信装置から同時に電力を受信して充電を行うこともできる。ここで、無線電力受信端２０と連結された無線電力送信装置の数は無線電力受信端２０の要求電力量、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量、無線電力送信装置の可用電力などに基づいて適応的に決定されることができる。

図３は本発明の一実施例による無線充電システムにおける感知信号伝送手順を説明するための図である。

一例として、無線電力送信機は３個の送信コイル１１１、１１２、１１３が装着されることができる。それぞれの送信コイルは一部の領域が他の送信コイルと重畳することができ、無線電力送信機はそれぞれの送信コイルを介して無線電力受信機の存在を感知するための所定の感知信号１１７、１２７、例えばデジタルピング信号を予め定義された順に順次送出する。

図３に示したように、無線電力送信機は、図面番号１１０で示した１次感知信号送出手順によって感知信号１１７を順次送出し、無線電力受信機１１５から信号強度信号（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｓｉｇｎａｌ）１１６が受信された送信コイル１１１、１１２を識別することができる。ここで、信号強度信号には、該当感知信号に対応して無線電力受信機１１５で測定された信号強度についての情報（以下、説明の便宜のために信号強度指示子という）が含まれることができる。

ついで、無線電力送信機は、図面番号１２０で示した２次感知信号送出手順によって感知信号１２７を順次送出し、信号強度信号１２６が受信された送信コイル１１１、１１２のうち電力伝送効率（又は充電効率）、すなわち送信コイルと受信コイル間の整列状態が良い送信コイルを識別し、識別された送信コイルを介して電力が送出されるように、すなわち無線充電が行われるように制御することができる。

図３に示すように、無線電力送信機が２回の感知信号送出手順を行う理由は、どの送信コイルに無線電力受信機の受信コイルがよく整列されているかをより正確に識別するためである。

仮に、図３の図面番号１１０及び１２０で示したように、第１送信コイル１１１及び第２送信コイル１１２に信号強度指示子１１６、１２６が受信された場合、無線電力送信機は、第１送信コイル１１１及び第２送信コイル１１２のそれぞれに受信された信号強度信号１２６に基づいて一番良く整列された送信コイルを選択し、選択された送信コイルを用いて無線充電を行う

図４は本発明の一実施例による無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

図４を参照すると、無線電力伝送のための無線電力送信機の状態は、大別して選択段階（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）４１０、ピング段階（Ｐｉｎｇ Ｐｈａｓｅ）４２０、識別及び構成段階（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）４３０及び電力伝送段階（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｈａｓｅ）２６０に区分されることができる。

選択段階４１０は、パワー伝送を始めるかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントが感知されれば遷移する段階であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階４１０で、送信機はインターフェース表面に物体が存在するかをモニタリングすることができる。仮に、送信機がインターフェース表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階４２０に遷移することができる（Ｓ４０１）、選択段階４０１で、送信機は非常に短いパルスのアナログピング（Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ）信号を伝送し、送信コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ）に物体が存在するかを感知することができる。

また、ピング段階４２０で、送信機は物体を感知すれば、受信機を活性化させ、受信機が該当無線充電標準に互換されるかを識別するためのデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）を伝送する。ピング段階４２０で、送信機は、デジタルピングに対する応答信号、例えば信号強度信号を受信機から受信することができなければ、また選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０２）。また、ピング段階４２０で、送信機は、受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了信号を受信すれば、選択段階４１０に遷移することもできる（Ｓ４０３）。

ピング段階４２０が完了すれば、送信機は受信機を識別し、受信機識別及び受信機構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階４３０に遷移することができる（Ｓ４０４）。

識別及び構成段階４３０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、パケット伝送エラーがあるか（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）、パワー伝送契約が設定されなければ（ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ）、選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０５）。

受信機に対する識別及び構成が完了すれば、送信機は無線電力を伝送する電力伝送段階２４０に遷移することができる（Ｓ４０６）。

電力伝送段階４４０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既設定のパワー伝送契約に対する違反が発生するか（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）、充電が完了した場合、選択段階４１０に遷移することができる（Ｓ４０７）。

また、電力伝送段階４４０で、送信機は、送信機の状態変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、識別及び構成段階４３０に遷移することができる（Ｓ４０８）。

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定されることができる。一例として、送信機の状態情報は最大伝送可能パワー量についての情報、最大収容可能受信機数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

図５は無線電力伝送手順を説明するための状態遷移図である。

図５を参照すると、本発明の一実施例による送信機から受信機へのパワー伝送は、大別して選択段階（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５１０、ピング段階（Ｐｉｎｇ Ｐｈａｓｅ）５２０、識別及び構成段階（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５３０、交渉段階（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５４０、補正段階（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５５０、電力伝送段階（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｈａｓｅ）５６０段階及び再交渉段階（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）５７０に区分されることができる。

選択段階５１０は、パワー伝送を始めるかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントが感知されれば遷移する段階、例えば図面符号Ｓ５０２、Ｓ５０４、Ｓ５０８、Ｓ５１０及びＳ５１２であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階５１０で、送信機は、インターフェース表面に物体が存在するかをモニタリングすることができる。仮に、送信機がインターフェース表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階５２０に遷移することができる。選択段階５１０で、送信機は、非常に短いパルスのアナログピング（Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ）信号を伝送し、送信コイル又は１次コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）の電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ）に物体が存在するかを感知することができる。

選択段階５１０で物体が感知される場合、無線電力送信機は無線電力共振回路、例えば無線電力伝送のための送信コイル及び／又は共振キャパシター）の品質因子を測定することができる。

無線電力送信機は無線電力共振回路（例えば、電力伝送コイル及び／又は共振キャパシター）のインダクタンスを測定することができる。

詳細な測定方法については他の図で説明する。

品質係数及び／又はインダクタンスは以後の交渉段階５４０で異物質存在有無を判断するのに使われることができる。

ピング段階５２０で、送信機は、物体を感知すれば、受信機を活性化（Ｗａｋｅ ｕｐ）させ、感知された物体が無線電力受信機であるかを識別するためのデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）を伝送する（Ｓ５０１）。ピング段階５２０で、送信機はデジタルピングに対する応答シグナル、例えば信号強度パケットを受信機から受信することができなければ、再び選択段階５１０に遷移することができる。また、ピング段階５２０で、送信機は、受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了パケットを受信すれば、選択段階５１０に遷移することもできる（Ｓ５０２）。

ピング段階５２２０が完了すれば、送信機は受信機を識別し、受信機構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階５３０に遷移することができる（Ｓ５０３）。

識別及び構成段階５３０で、送信機は、望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、パケット伝送エラーがあるか（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）、パワー伝送契約が設定されなければ（ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ）選択段階５１０に遷移することができる（Ｓ５０４）。

送信機は、識別及び構成段階５３０で、受信された構成パケット（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｐａｃｋｅｔ）の交渉フィールド（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）値に基づいて交渉段階５４０への進入が必要であるかを確認することができる。

確認結果、交渉が必要であれば、送信機は交渉段階５４０に進入することができる（Ｓ５０５）。交渉段階５４０で、送信機は所定のＦＯＤ検出手順を行うことができる。

一方、確認結果、交渉が必要ではない場合、送信機は直ちに電力伝送段階５６０に進入することもできる（Ｓ５０６）。

交渉段階５４０で、送信機は基準品質因子値が含まれたＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）状態パケットを受信することができる。もしくは、基準インダクタンス値が含まれたＦＯＤ状態パケットを受信することができる。もしくは、基準インダクタンス値が含まれた状態パケットを受信することができる。ここで、送信機は、基準品質因子値に基づいてＦＯ検出のための品質因子値を決定することができる。送信機は、基準インダクタンス値に基づいてＦＯ検出のためのインダクタンス臨界値を決定することができる。

送信機は決定されたＦＯ検出のための品質因子臨界値及び現在測定された品質因子値（例えば、ピング段階前に測定された品質因子値）を用いて充電領域にＦＯが存在するかを検出することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。一例として、ＦＯが検出された場合、電力伝送が中断されることができるが、これに限定されない。

送信機は、決定されたＦＯ検出のためのインダクタンス臨界値及び現在測定されたインダクタンス値（例えば、ピング段階前に測定されたインダクタンス値）を用いて充電領域にＦＯが存在するかを検出することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。一例として、ＦＯが検出された場合、電力伝送が中断されることができるが、これに限定されない。

ＦＯが検出された場合、送信機は選択段階５１０に回帰することができる（Ｓ５０８）。一方、ＦＯが検出されなかった場合、送信機は補正段階５５０を経て電力伝送段階５６０に進入することもできる（Ｓ５０７及びＳ５０９）。詳細に、送信機は、ＦＯが検出されなかった場合、補正段階５５０で受信端に受信された電力の強度を決定し、送信端から伝送した電力の強度を決定するために、受信端と送信端での電力損失を測定することができる。すなわち、送信機は補正段階５５０で送信端の送信電力強度と受信端の受信電力強度間の差に基づいて電力損失を予測することができる。一実施例による送信機は予測された電力損失を反映してＦＯＤ検出のための臨界値を補正することもできる。

電力伝送段階５６０で、送信機は望まないパケットが受信されるか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既に設定されたパワー伝送契約に対する違反が発生するか（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）充電が完了した場合、選択段階５１０に遷移することができる（Ｓ５１０）。

また、電力伝送段階５６０で、送信機は、送信機の状態変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、再交渉段階５７０に遷移することができる（Ｓ５１１）。このとき、再交渉が正常に完了すれば、送信機は電力伝送段階５６０に回帰することができる（Ｓ５１３）。

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定されることができる。一例として、送信機の状態情報は最大伝送可能電力量についての情報、最大収容可能な受信機の個数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

送信機は、再交渉が正常に完了しなければ、該当受信機への電力伝送を中断し、選択段階５１０に遷移することもできる（Ｓ５１２）。

図６は本発明の一実施例による無線電力送信機の構造を説明するためのブロック図である。

図６を参照すると、無線電力送信機６００は、大別して電力変換部６１０、電力伝送部６２０、通信部６３０、制御部６４０及びセンシング部６５０を含んでなることができる。前述した無線電力送信機６００の構成は必ずしも必須な構成ではなく、それより多いか少ない構成要素を含んでなることもできることに気を付けなければならない。

図６に示したように、電力変換部６１０は、電源部６６０からＤＣ電源が供給されれば、これを所定の強度の交流電力に変換する機能を実行することができる。

このために、電力変換部６１０は、ＤＣ／ＤＣ変換部６１１、インバーター６１２及び周波数生成器６１３を含んでなることができる。ここで、インバーター６１２はハーフブリッジインバーター又はフルブリッジインバーターであり得るが、これに限定されなく、直流電力を特定の動作周波数を有する交流電力に変換することができる回路構成であれば充分である。

ＤＣ／ＤＣ変換部６１１は、電源部６５０から供給されたＤＣ電力制御部６４０の制御信号に応じて特定の強度のＤＣ電力に変換する機能を実行することができる。

ここで、センシング部６５０は、ＤＣ変換された電力の電圧／電流などを測定して制御部６４０に提供することができる。また、センシング部６５０は、過熱発生有無の判断のために無線電力送信機６００の内部温度を測定し、測定結果を制御部６４０に提供することもできる。一例として、制御部６４０は、センシング部６５０によって測定された電圧／電流値に基づいて適応的に電源部６５０からの電源供給を遮断するか、増幅器６１２に電力が供給されることを遮断することができる。このために、電力変換部６１０の一側には電源部６５０から供給される電源を遮断するか、増幅器６１２に供給される電力を遮断するための所定の電力遮断回路をさらに備えることもできる。

インバーター６１２は、ＤＣ／ＤＣ変換された直流電力を周波数生成器６１３によって生成された基準交流信号に応じて交流電力に変換することができる。ここで、基準交流信号の周波数、すなわち動作周波数は制御部６４０の制御信号に応じて動的に変更されることができる。本発明の一実施例による無線電力送信機６００は動作周波数を調節して伝送電力の強度を調節することもできる。

一例として、制御部６４０は、通信部６３０を介して無線電力受信機の電力受信状態情報又は（及び）電力制御信号を受信することができ、受信された電力受信状態情報又は（及び）電力制御信号に応じて動作周波数を決定し、決定された動作周波数が生成されるように周波数生成器６１３を動的に制御することができる。

一例として、電力受信状態情報は整流器の出力電圧の強度情報、受信コイルに印加される電流の強度情報などを含むことができるが、これに限定されない。電力制御信号は、電力増加を要請するための信号、電力減少を要請するための信号などを含むことができる。

電力伝送部６２０は多重化器（又はマルチフレクサー）６２１及び送信コイル部６２２を含んでなることができる。ここで、送信コイル部６２２は第１〜第ｎ送信コイルから構成されることができる。また、電力伝送部６２０は電力伝送のための特定のキャリア周波数を生成するための搬送波生成器（図示せず）をさらに含むこともできる。この場合、搬送波生成器は、多重化器６２１を介して伝達されたインバーター６１２の出力交流電力とミキシングするために特定のキャリア周波数を有する交流信号を生成することができる。本発明の一実施例はそれぞれの送信コイルに伝達されるＡＣ電力の周波数が互いに異なることもあることに気を付けなければならない。本発明の他の実施例は、ＬＣ共振特性を送信コイルごとに違うように調節する機能を備えた所定の周波数制御器を用いてそれぞれの送信コイル別共振周波数を異に設定することもできる。

多重化器６２１は、制御部６４０によって選択された送信コイルに交流電力を伝達するためのスイッチ機能を実行することができる。制御部６４０は、送信コイル別に受信される信号強度指示子に基づいて該当無線電力受信機への電力伝送に使う送信コイルを選択することができる。

本発明の一実施例による制御部６４０は、複数の無線電力受信機が連結された場合、送信コイル別時分割多重化によって電力を伝送することもできる。例えば、無線電力送信機６００で３個の無線電力受信機、すなわち第１〜第３無線電力受信機がそれぞれ３個の相異なる送信コイル、すなわち第１〜第３送信コイルによって識別された場合、制御部６４０は多重化器６２１を制御することで、特定のタイムスロットに特定の送信コイルを介してだけ交流電力が送出できるように制御することができる。ここで、送信コイル別に割り当てられたタイムスロットの長さによって該当無線電力受信機に伝送される電力量を制御することができるが、これは一実施例に過ぎなく、他の例は送信コイル別に割り当てられたタイムスロットの間にＤＣ／ＤＣ変換器６１１の出力直流電力の強度を制御して無線電力受信機別伝送電力を制御することもできる。

制御部６４０は１次感知信号送出手順のうちに第１〜第ｎ送信コイル６２２を介して感知信号が順次送出できるように多重化器６２１を制御することができる。ここで、制御部６４０は感知信号が伝送される時点をタイマー６５５で識別することができ、感知信号伝送時点が渡来すれば、多重化器６２１を制御することで、該当送信コイルを介して感知信号が送出できるように制御することができる。一例として、タイマー６５０はピング伝送段階のうちに所定の周期で特定のイベント信号を制御部６４０に送出することができ、制御部６４０は、該当イベント信号が感知される都度、多重化器６２１を制御することで該当送信コイルを介してデジタルピングが送出できるように制御することができる。

また、制御部６４０は１次感知信号送出手順の間にどの送信コイルを介して応答信号（例えば、信号強度信号が受信されたかを識別するための所定の送信コイル識別子を復調部６３２から受信することもできる。ここで、制御部６４０は送信コイル識別子に対応する信号強度指示子を復調部６３２から受信することができる。ついで、２次感知信号送出手順で、制御部６４０は１次感知信号送出手順のうちに信号強度指示子が受信された送信コイル（等）を介してだけ感知信号が送出できるように多重化器６２１を制御することもできる。他の例として、制御部６４０は、１次感知信号送出手順のうちに信号強度指示子が受信された送信コイルが複数の場合、最大値を有する信号強度指示子が受信された送信コイルを２次感知信号送出手順で感知信号を一番先に送出すべき送信コイルと決定し、決定結果によって多重化器６２１を制御することもできる。

通信部６３０は変調部６３１と復調部６３２の少なくとも一つを含んでなることができる。

変調部６３１は制御部６４０によって生成された制御信号を変調して多重化器６２１に伝達することができる。ここで、制御信号を変調するための変調方式は、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式、マンチェスターコーディング（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｃｏｄｉｎｇ）変調方式、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、差動複位相（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｉ−ｐｈａｓｅ）変調方式などを含むことができるが、これに限定されない。

復調部６３２は、送信コイルを介して受信される信号が感知されれば、感知された信号を復調して制御部６４０に伝送することができる。ここで、復調された信号には、信号強度指示子、無線電力伝送中の電力制御のためのエラー訂正（ＥＣ：Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）指示子、充電完了（ＥＯＣ：Ｅｎｄ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）指示子、過電圧／過電流／過熱指示子などが含まれることができるが、これに限定されなく、無線電力受信機の状態を識別するための各種の状態情報が含まれることができる。

また、復調部６３２は復調された信号がどの送信コイルから受信された信号であるかを識別することができ、識別された送信コイルに相応する所定の送信コイル識別子を制御部６４０に提供することもできる。

また、復調部６３２は、送信コイル６２３を介して受信された信号を復調して制御部６４０に伝達することができる。一例として、復調された信号は信号強度指示子を含むことができるが、これに限定されなく、復調信号は無線電力受信機の各種の状態情報を含むことができる。

一例として、無線電力送信機６００は、無線電力伝送に使われる同じ周波数を用いて無線電力受信機と通信を行う帯域内（Ｉｎ−Ｂａｎｄ）通信を介して前記信号強度指示子を獲得することができる。

また、無線電力送信機６００は、送信コイル部６２２を用いて無線電力を送出することができるだけでなく、送信コイル部６２２を介して無線電力受信機と各種の制御信号及び状態情報を交換することもできる。他の例として、送信コイル部６２２の第１〜第ｎ送信コイルにそれぞれ対応する別途のコイルが無線電力送信機６００にさらに備えられることができ、備えられた別途のコイルを用いて無線電力受信機と帯域内通信を行うこともできることに気を付けなければならない。

以上の図６の説明では無線電力送信機６００と無線電力受信機が帯域内通信を行うものを例として説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、無線電力信号伝送に使われる周波数帯域と違う周波数帯域を介して近距離両方向通信を行うことができる。一例として、近距離両方向通信は、低電力ブルートゥース通信、ＲＦＩＤ通信、ＵＷＢ通信、ジグビー通信のいずれか一つであり得る。

また、以上の図６の説明では無線電力送信機６００の電力伝送部６２０が多重化器６２１と複数の送信コイル６２２を含むが、これは一実施例に過ぎなく、他の実施例による電力伝送部６２０は、一つの送信コイルから構成されることもできることに気を付けなければならない。

図７は図６による無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

図７を参照すると、無線電力受信機７００は、受信コイル７１０、整流器７２０、直流／直流変換器（ＤＣ／ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７３０、負荷７４０、センシング部７５０、通信部７６０及び主制御部７７０を含んでなることができる。ここで、通信部７６０は、復調部７６１及び変調部７６２を含んでなることができる。

前述した図７の例に示した無線電力受信機７００は帯域内通信を介して無線電力送信機６００と情報を交換することができるものとして示されているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例による通信部７６０は無線電力信号伝送に使われる周波数帯域とは違う周波数帯域を介して近距離両方向通信を提供することもできる。

受信コイル７１０を介して受信されたＡＣ電力は整流部７２０に伝達することができる。整流器７２０はＡＣ電力をＤＣ電力に変換して直流／直流変換器７３０に伝送することができる。直流／直流変換器７３０は、整流器出力ＤＣ電力の強度を負荷７４０によって要求される特定の強度に変換した後、負荷７４０に伝達することができる。

センシング部７５０は、整流器７２０出力ＤＣ電力強度を測定し、これを主制御部７７０に提供することができる。また、センシング部７５０は、無線電力受信によって受信コイル７１０に印加される電流の強度を測定し、測定結果を主制御部７７０に伝送することもできる。また、センシング部７５０は、無線電力受信機７００の内部温度を測定し、測定された温度値を主制御部７７０に提供することもできる。

一例として、主制御部７７０は、測定された整流器出力ＤＣ電力強度を所定の基準値と比較して過電圧発生有無を判断することができる。判断結果、過電圧が発生した場合、過電圧が発生したことを知らせる所定のパケットを生成して変調部７６２に伝送することができる。ここで、変調部７６２によって変調された信号は受信コイル７１０又は別途のコイル（図示せず）を介して無線電力送信機６００に伝送されることができる。また、主制御部７７０は、整流器出力ＤＣ電力強度が所定の基準値以上の場合、感知信号が受信されたと判断することができ、感知信号の受信時、該当感知信号に対応する信号強度指示子が変調部７６２を介して無線電力送信機６００に伝送されることができるように制御することができる。他の例として、復調部７６１は受信コイル７１０と整流器７２０間のＡＣ電力信号又は整流器７２０出力ＤＣ電力信号を復調して感知信号の受信有無を識別した後、識別結果を主制御部７７０に提供することができる。このとき、主制御部７７０は感知信号に対応する信号強度指示子が変調部７６２を介して伝送されることができるように制御することができる。

特に、本発明の実施例による主制御部７７０は、復調部７６０によって復調された情報に基づいて、接続された無線電力送信機が高速充電の可能な無線電力送信機であるかを判断することもできる。

また、主制御部７７０は、図１の電子機器３０から高速充電を要請する所定の高速充電要請信号を受信した場合、受信された高速充電要請信号に対応する充電モードパケットを生成して変調部７６１に伝送することができる。ここで、電子機器からの高速充電要請信号は所定の使用者インターフェース上での使用者メニュー選択によって受信できる。

本発明の他の一実施例による主制御部７７０は、接続された無線電力送信機が高速充電モードを支援することが確認された場合、バッテリー残量に基づいて自動で無線電力送信機に高速充電を要請するか無線電力送信機が高速充電を中断して一般の低電力充電モードに転換するように制御することもできる。

さらに他の一実施例による主制御部７７０は、一般の低電力充電モードでの充電中に電気機器の消費電力を実時間でモニタリングすることもできる。仮に、電子機器の消費電力が所定の基準値以上の場合、主制御部７７０は、高速充電モードへの転換を要請する所定の充電モードパケットを生成して変調部７６１に伝送することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による主制御部７７０は、センシング部７５０によって測定された内部温度値を所定の基準値と比較して過熱が発生したかを判断することができる。仮に、高速充電中に過熱が発生した場合、主制御部７７０は、無線電力送信機が一般の低電力充電モードに転換するように充電モードパケットを生成して伝送することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による主制御部７７０は、バッテリー充電率、内部温度、整流器出力電圧の強度、電子機器に搭載されたＣＰＵ使用率及び使用者メニュー選択の少なくとも一つに基づいて充電モードの変更が必要であるかを判断し、前記判断結果、前記充電モードの変更が必要であれば、前記変更すべき充電モード値が含まれた充電モードパケットを生成して前記無線電力送信機に伝送することもできる。

図８は本発明の一実施例による無線電力信号の変調及び復調方法を説明するための図である。

図８の図面番号８１０で示したように、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は同じ周期を有する内部クロックシグナルに基づいて伝送対象パケットをエンコードするかデコードすることができる。

以下では、図１〜図８に基づき、伝送対象パケットのエンコード方法を詳細に説明する。

図１を参照すると、無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０が特定のパケットを伝送しない場合、無線電力信号は、図１の図面番号４１で示したように、特定の周波数を有する変調されていない交流信号であり得る。一方、無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０が特定のパケットを伝送する場合、無線電力信号は、図１の図面番号４２で示したように、特定の変調方式で変調された交流信号であり得る。一例として、変調方式は、振幅変調方式、周波数変調方式、周波数及び振幅変調方式、位相変調方式などを含むことができるが、これに限定されない。

無線電力送信端１０又は無線電力受信端２０によって生成されたパケットの２進データは、図面番号８２０のように、差動復位相エンコーディング（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｉ−ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ）が適用できる。詳細に、差動復位相エンコーディングはデータビット１をエンコードするために２回の状態転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）を有するようにし、データビット０をエンコードするために１回の状態転移を有するようにする。すなわち、データビット１は前記クロック信号の立ち上がりエッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）及び立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）でＨＩ状態及びＬＯ状態間の転移が発生するようにエンコードされたものであり、データビット０は前記クロック信号の立ち上がりエッジでＨＩ状態及びＬＯ状態間の転移が発生するようにエンコードされたものであり得る。

エンコードされた２進データは、図面番号８３０で示したようなバイトエンコーディング技法が適用されることができる。図面番号８３０を参照すると、一実施例によるバイトエンコーディング技法は、８ビットのエンコードされた２進ビットストリームに対して該当ビットストリームの開始と終了を識別するためのスタートビット（Ｓｔａｒｔ Ｂｉｔ）及びストップビット（Ｓｔｏｐ Ｂｉｔ）、該当ビットストリーム（バイト）のエラー発生有無を感知するためのパリティビット（Ｐａｒｉｔｙ Ｂｉｔ）を挿入する方法であり得る。

図９は本発明の一実施例による、パケットフォーマットを説明するための図である。

図９を参照すると、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０間の情報交換に使われるパケットフォーマット９００は、該当パケットの復調のための同期獲得及び該当パケットの正確な開始ビットを識別するためのプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）９１０フィールド、該当パケットに含まれたメッセージの種類を識別するためのヘッダー（Ｈｅａｄｅｒ）９２０フィールド、該当パケットの内容（又はペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ））を伝送するためのメッセージ（Ｍｅｓｓａｇｅ）９３０フィールド及び該当パケットでエラーが発生したかを確認するためのチェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）９４０フィールドを含んでなることができる。

パケット受信端は、ヘッダー９２０値に基づき、該当パケットに含まれたメッセージ９３０の大きさを識別することもできる。

また、ヘッダー９２０は無線電力伝送手順の各段階別に定義されることができ、一部のヘッダー９２０値は無線電力伝送手順の相異なる段階で同じ値を有するように定義されることもできる。一例として、図１０を参照すると、ピング段階の電力伝送終了（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）及び電力伝送段階の電力伝送終了に対応するヘッダー値は０ｘ０２であって同一であることに気を付けなければならない。

メッセージ９３０は該当パケットの送信端から伝送しようとするデータを含む。一例として、メッセージ９３０フィールドに含まれるデータは相手に対する報告事項（ｒｅｐｏｒｔ）、要請事項（ｒｅｑｕｅｓｔ）又は応答事項（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）であり得るが、これに限定されない。

本発明の他の実施例によるパケット９００は、該当パケットを伝送した送信端を識別するための送信端識別情報、該当パケットを受信する受信端を識別するための受信端識別情報の少なくとも一つがもっと含まれることもできる。ここで、送信端識別情報及び受信端識別情報は、ＩＰ住所情報、ＭＡＣ住所情報、製品識別情報などを含むことができるが、これに限定されなく、無線充電システム上で受信端及び送信端を区分することができる情報であれば充分である。

本発明のさらに他の実施例によるパケット９００は、該当パケットが複数の装置によって受信されなければならない場合、該当受信グループを識別するための所定のグループ識別情報をさらに含むこともできる。

図１０は本発明の一実施例による無線電力受信機において無線電力送信機に伝送されるパケットの種類を説明するための図である。

図１０を参照すると、無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは、感知されたピング信号の強度情報を伝送するための信号強度（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）パケット、送信機が電力伝送を中断するように要請するための電力伝送種類（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、制御のための制御エラーパケットの受信後、実際に電力を調整するまで待機する時間情報を伝送するための電力制御保留（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｏｌｄ−ｏｆｆ）パケット、受信機の構成情報を伝送するための構成パケット、受信機識別情報を伝送するための識別パケット及び拡張識別パケット、一般要求メッセージを伝送するための一般要求パケット、特別要求メッセージを伝送するための特別要求パケット、ＦＯ検出のための基準品質因子値を伝送するためのＦＯＤ状態パケット、送信機の送出電力を制御するための制御エラーパケット、再交渉開始のための再交渉パケット、受信電力の強度情報を伝送するための２４ビット受信電力パケット及び８ビット受信電力パケット、及び現在負荷の充電状態情報を伝送するための充電状態パケットを含むことができる。

前述した無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは無線電力伝送に使われる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いた帯域内通信を用いて伝送されることができる。

図１１は本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するための図である。

本実施例による異物質検出装置１１００は無線電力送信装置に具現されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、無線電力受信装置を認証するための計測機器に具現されることもできる。

図１１を参照すると、異物質検出装置１１００は、電源部１１０１、直流／直流変換器（ＤＣ−ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１１０、インバーター（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）１１２０、共振回路１１３０、測定部１１４０、通信部１１６０、センシング部１１７０及び制御部１１８０を含んでなることができる。本実施例による異物質検出装置１１００は無線電力送信装置に含まれて構成されることができる。

共振回路１１３０は共振キャパシター１１３１及び送信コイル（又はインダクタ１１３２）を含んでなり、通信部１１６０は復調部１１６１及び変調部１１６２の少なくとも一つを含んでなることができる。

電源部１１０１は、外部電源端子を介して直流電力の印加を受けて直流／直流変換器１１１０に伝達することができる。

直流／直流変換器１１１０は、制御部１１８０の制御によって電源部１１０１から入力される直流電力の強度を特定の強度の直流電力に変換することができる。一例として、直流／直流変換器１１１０は電圧強度の調節が可能な可変電圧器からなることができるが、これに限定されない。

インバーター１１２０は、変換された直流電力を交流電力に変換することができる。インバーター１１２０は備えられた複数のスイッチ制御によって入力される直流電力を交流電力信号に変換して出力することができる。

一例として、インバーター１１２０はハーフブリッジ（Ｈａｌｆ Ｂｒｉｄｇｅ）回路及びフルブリッジ（Ｆｕｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ）回路の少なくとも一つを含んでなることができる。

インバーター１１２０がハーフブリッジ回路及びフルブリッジ回路の両者を含んでなる場合、制御部１１８０は、インバーター１１２０のハーフブリッジ回路を動作させるかフルブリッジ回路を動作させるかを動的に決定して制御することができる。本発明の一実施例による無線電力送信装置は、無線電力受信装置に要求される電力の強度又は無線電力受信装置の電力等級（Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ）によって適応的にインバーター１１２０のブリッジモードを制御することができる。ここで、ブリッジモードは、ハーフブリッジ回路を用いて交流電力信号を生成するハーフブリッジモード及びフルブリッジ回路を用いて交流信号を生成するフルブリッジモードを含む。

一例として、無線電力受信装置から５ワット（Ｗ）以下の低電力が要求されるか該当無線電力受信装置の電力等級が所定の低電力（ＬＰ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ）等級に相当する場合、制御部１１８０は、ハーフブリッジモードで動作するようにインバーター１１２０を制御することができる。一方、無線電力受信装置から１５ワットの高電力が要求されるか電力等級が中電力（ＭＰ：Ｍｉｄ＿Ｐｏｗｅｒ）等級に相当する場合、制御部１１８０は、フルブリッジモードで動作するようにインバーター１１２０を制御することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、充電モードによって適応的にインバーター１１２０のブリッジモードを制御することもできる。ここで、充電モードは、基本充電モード（Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｍｏｄｅ）と高速充電モード（Ｆａｓｔ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｍｏｄｅ）を含むことができ、基本充電モードでインバーター１１２０はハーフブリッジモードで動作し、高速充電モードでインバーター１１２０はフルブリッジモードで動作することができる。基本充電モードでの送信機出力電力より高速充電モードでの送信機出力電力が高く設定される。

さらに他の例として、無線電力送信装置は、センシング部１１７０によって感知された温度によって適応的にブリッジモードを決定し、決定されたブリッジモードによってインバーター１１２０を制御することもできる。一例として、ハーフブリッジモードで無線電力を伝送しているうち無線電力送信装置の温度が所定の基準値を超える場合、制御部１１８０はハーフブリッジモードを非活性化させ、フルブリッジモードを活性化させるように制御することができる。すなわち、無線電力送信装置は、同じ強度の電力伝送のために、フルブリッジ回路を介して電圧は上昇させ、共振回路１１３０に流れる電流の強度は減少させることにより、無線電力送信装置の内部温度が所定の基準値以下を維持するように制御することができる。一般に、電子機器に装着される電子部品で発生する熱の量は該当電子部品に印加される電圧の強度よりは電流の強度にもっと敏感であり得る。

また、インバーター１１２０は直流電力を交流電力に変換することができるだけではなく、共振回路１１３０に伝達される交流電力の強度を動的に変更させることもできる。

一例として、インバーター１１２０は、制御部１１８０の制御によって交流電力の生成に使われる基準交流信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）の周波数を調節して、出力される交流電力の強度を調節することもできる。このために、インバーター１１２０は特定の周波数を有する基準交流信号を生成する周波数発振器を含んでなることができるが、これは一実施例に過ぎなく、他の例では周波数発振器がインバーター１１２０と別個に構成されて異物質検出装置１１００の一側に装着されることができる。

他の例として、無線電力送信装置は固定周波数が適用されることもできる。この場合、異物質検出装置１１００は、インバーター１１２０に備えられたスイッチを制御するためのゲートドライバー（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ、図示せず）をさらに含んでなることができる。ゲートドライバーは制御部１１８０から少なくとも一つのパルス幅変調信号を受信することができ、受信されたパルス幅変調信号に応じてインバーター１１２０に備えられたスイッチ（例えば、選択されたブリッジ回路を構成するＭＯＦＥＴスイッチであってもよいが、これに限定されない）を制御することができる。制御部１１８０はパルス幅変調信号のデューティーサイクル（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）、すなわちデューティーレート（Ｄｕｔｙ Ｒａｔｅ）、及び位相（Ｐｈａｓｅ）を制御してインバーター１１２０の出力電力の強度を制御することができる。制御部１１８０は、無線電力受信装置から受信されるフィードバック信号に応じて適応的にパルス幅変調信号のデューティーサイクル及び位相を制御することにより、共振回路１１３０を介して送出される電力の強度を制御することができる。

測定部１１４０は、制御部１１８０の制御信号に応じて共振キャパシター１１３１の両端にかかる電圧の強度、送信コイル１１３２に流れる電流の強度の中で少なくとも一つを測定することができる。このために、測定部１１４０は電圧センサー及び電流センサーを備えることができる。制御部１１８０は、測定部１１４０から受信されるセンシング情報に基づいて共振回路１１３０を介して送出される電力の強度を算出することができる。また、測定部１１４０は温度センサーを備え、装置の内部又は（及び）装置の特定位置の温度を測定して制御部１１８０に伝達することもできる。

選択段階４１０又は５１０で、充電領域に配置された物体が感知されれば、ピング段階４２０又は５２０への進入前、測定部１１４０は電力伝送が中断された状態で共振キャパシター１１３１の両端の電圧を測定して共振回路１１３０に対応する品質因子値を算出することもできる。

また、測定部１１４０は、共振回路１１３０に対応するインダクタンス値をさらに算出することもできる。

算出された品質因子値及びインダクタンス値の少なくとも一つが制御部１１８０に伝達されることができ、制御部１１８０は、測定部１１４０から伝達された値を備えられた所定のメモリ（図示せず）の所定の記録領域に記憶することもできる。

制御部１１８０は、交渉段階で変調部１１６２からＦＯＤ状態パケットを受信すれば、ＦＯＤ状態パケットに含まれた情報に基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。ここで、決定された臨界値は品質因子臨界値を含むことができるが、これに限定されるものはなく、異物質検出のために事前に定義された臨界値であれば充分である。

異物質存在有無を判断するために決定された値が臨界範囲の場合、臨界範囲は品質因子臨界範囲であってもよい。

また、制御部１１８０は、伝送電力の経路損失に基づいて異物質存在有無を判断することもできる。ここで、伝送電力経路損失は、共振回路１１３０を介して伝送される電力の強度から実際に無線電力受信装置に受信される電力の強度を差し引いた値であってもよい。制御部１１８０は無線電力受信装置からフィードバック情報に基づいて現在無線電力受信装置に受信される電力の強度を確認することができる。制御部１１８０は、算出された経路損失と予め決定された経路損失臨界値（又は臨界範囲）を比較して異物質存在有無を判断することもできる。

特に、経路損失臨界値（又は臨界範囲）は充電モードによって違うように決定されることもできる。一例として、高速充電モードに対応する経路損失臨界値（又は臨界範囲）が基本充電モードに対応する経路損失臨界値（又は臨界範囲）より大きくてもよい。

制御部１１８０は、電力伝送段階４４０又は５１０で受信電力強度についての情報が含まれた信号強度パケットを受信することができる。

制御部１１８０は、現在伝送電力の強度に相応して予め定義されるか決定される受信電力強度臨界値（又は臨界範囲）と無線電力受信装置から受信されたフィードバック情報に基づいて獲得（又は計算）された受信電力強度を比較し、該当無線電力受信機から受信される受信電力強度についての情報が正常な値であるかを判断することができる。ここで、受信電力強度臨界値（又は臨界範囲）は充電モードに基づいて決定されることもできる。一例として、高速充電モードで送出可能な電力範囲は１０ワット（Ｗａｔｔ）〜２０ワットであってもよい。ここで、高速充電モードに対応する受信電力強度臨界値が６Ｗに決定されたと仮定しよう。

制御部１１８０は、信号強度パケットに基づいて確認された受信電力強度が６Ｗ以上であれば、信号強度パケットに含まれた受信電力強度についての情報が正常であると判断することができる。

しかし、制御部１１８０は、信号強度パケットに基づいて確認された受信電力強度が６ワットより小さければ、信号強度パケットに含まれた受信電力強度についての情報が異常なものであると判断することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、現在送信電力の強度と受信電力強度の比率を所定の臨界比率と比較して受信電力強度についての情報が正常であるかを判断することもできる。ここで、臨界比率は該当送信機に対応して予め測定された最大経路損失の比率に基づいて決定されることができる。

確認結果、受信電力強度についての情報が正常ではない場合、制御部１１８０は、受信電力強度に所定のオフセットを適用して補正することができる。一例として、高速充電モードで正常ではないことが確認された場合、制御部１１８０は、受信電力強度に所定のオフセットを加えて受信電力強度を補正することができる。

制御部１１８０は、現在伝送電力の強度と補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出することができる。ついで、制御部１１８０は、算出された経路損失と所定の経路損失臨界値を比較して無線電力伝送経路上に異物質が配置されたかを決定することができる。

他の一例として、受信電力強度臨界値は該当充電モードで送出可能な電力範囲と予め設定された最大経路損失の比率（又は最大経路損失値）に基づいて決定されることもできる。仮に、現在充電モードでの送出可能な電力範囲が１０〜１８ワットであり、最大経路損失の比率が５０％の場合、受信機での受信電力強度は５〜９ワットの範囲を有しなければならない。しかし、実際に信号強度パケットに基づいて獲得された受信電力強度が５ワットより小さければ、制御部１１８０は、信号強度パケットに含まれた受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することができる。この場合、制御部１１８０は、現在充電モードに対応する所定のオフセットを適用して受信電力強度を補正することもできる。

もちろん、受信電力強度についての情報が正常の場合、制御部１１８０は、別途の補正手順を行わず、現在送信電力強度と受信電力強度に基づいて無線電力経路損失を算出することができる。

本発明の一実施例による制御部１１８０は、使用者設定によって品質因子値に基づく異物質検出手順及び経路損失に基づく異物質検出手順の少なくとも一つを選択的に行うこともできる。

本発明の他の一実施例による制御部１１８０は、交渉段階で受信されたＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された品質因子臨界値と測定された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断し、電力伝送段階で現在伝送電力の強度及び受信された信号強度パケットに基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失に基づいて異物質の存在有無を判断することができる。

一例として、制御部１１８０は、二つの異物質判断結果、いずれも異物質が存在することが確定されれば、最終的に異物質が存在すると決定することができる。

他の一例として、制御部１１８０は、二つの異物質判断結果のいずれか一つによって異物質が存在することが確定されれば、最終的に異物質が検出されたと決定することもできる。

本発明のさらに他の一実施例による制御部１１８０は、識別及び構成段階４２０及び５２０で識別された無線電力受信機のタイプによって動的に経路損失に基づく異物質検出手順を行うこともできる。ここで、識別された無線電力受信機のタイプは応用ソフトウェア／ファームウエア／プロトコルバージョン情報、製造社情報、モデル情報、受信機等級又はカテゴリーなどに基づいて決定されることができる。一例として、識別された無線電力受信機が特定の製造社又は（及び）特定のモデルであることが確認された場合、制御部１１８０は、経路損失に基づく異物質検出手順を行い、その他の無線電力受信機は品質因子値に基づく異物質検出手順を行うように制御することもできる。

図１２は本発明による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

図１２を参照すると、異物質検出状態パケットメッセージ１２００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）１２０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１２０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１２０３フィールドを含んでなることができる。ここで、予約１２０１フィールドの全てのビットは０と記録される。

図面番号１２０４で示すように、モード１２０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、基準品質因子値１２０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦになった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録されたことを意味することができる。

基準品質因子値は、充電領域に置かれた無線電力受信機の辺りにＦＯがない状態で送信コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）と受信コイル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｉｌ）がよく整列される中央位置で測定された第１品質因子値と無線電力受信機の回転なしに中央から一定の距離オフセット（例えば、ｘ軸及びｙ軸にそれぞれ＋／−５ｍｍであってもよいがこれに限定されない）をもって移動しながら測定された第２品質因子値の中で最小値に決定されることができる。ここで、第２品質因子値は少なくとも４個の相異なる位置で測定された品質因子値を含むことができる。

図１３は本発明の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

図１３を参照すると、異物質検出装置は、選択段階１３１０で充電領域に配置された物体を感知すれば（Ｓ１３０１）、無線電力伝送を一時中断した状態で共振回路の品質因子値を測定して記憶した後、ピング段階１３２０に進入することができる（Ｓ１３０２）。

ピング段階１３２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号（例えば、デジタルピング信号であってもよい）を周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階１３２０で応答信号（例えば、信号強度信号（又は信号強度パケット））が受信されれば、識別及び構成段階１３３０に進入して識別パケット及び構成パケットを受信することができる。異物質検出装置は、受信された識別パケットに基づいて該当受信機を認証し、該当受信機への電力伝送のための所定の構成パラメーターを設定することができる（Ｓ１３０３）。

無線電力受信機に対する識別及び構成が正常に完了すれば、異物質検出装置は交渉段階１３４０に進入して基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信することができる。異物質検出装置は、異物質検出状態パケットに含まれた情報に基づいて異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を決定し、決定された品質因子臨界値と既に測定されて記憶された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することができる（Ｓ１３０４）。

判断結果、異物質が存在すれば、異物質検出装置は電力伝送を中断し、選択段階１３１０に回帰することができる。一方、判断結果、異物質が存在しなければ、異物質検出装置は電力伝送段階１３５０に進入し、識別された無線電力受信機への無線充電を開始することができる。

異物質検出装置は、電力伝送段階１３５０で経路損失に基づく異物質検出手順を行うことができる。

異物質検出装置は、電力伝送段階１３５０で所定の第１フィードバック信号（例えば、制御エラーパケットであってもよい）に基づいて電力制御を行うことができる。

以下、図面番号１３０５で示した経路損失に基づく異物質検出手順を詳細に説明する。

電力制御中、異物質検出装置は、受信電力強度についての情報が含まれた所定の第２フィードバック信号（例えば、信号強度パケット）に基づいて該当無線電力受信機での現在受信電力強度を識別（又は計算）することができる。ここで、異物質検出装置は、現在送信電力強度と受信電力強度に基づいて受信機から受信される情報の異常有無を判断することができる。

一例として、異物質検出装置は、現在送信電力強度（又は現在充電モード）に対応して決定される受信電力強度臨界値と現在受信電力強度を比較して、該当無線電力受信機から受信される情報が正常な情報であるかを判断することができる。

判断結果、受信される情報が正常ではない場合、異物質検出装置は、受信電力強度に所定のオフセットを反映して受信電力強度を補正することができる。もちろん、受信される情報が正常であれば、異物質検出装置は別途の補正手順を行わない。

異物質検出装置は、現在送信電力強度及び現在（又は補正された）受信電力の強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失を所定の経路損失臨界値（又は臨界範囲）と比較して異物質の存在有無を判断することができる。ここで、経路損失臨界値は充電モードによって違うように決定されることができる。他の一例として、経路損失臨界値は現在送信電力強度に比例して決定されることもできる。

前記１３０５段階の判断によって、異物質が検出された場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。また、無線電力受信機が充電領域から異常に除去されたことが確認されるか充電が完了した場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。

もちろん、前記１３０５段階の判断結果、異物質が検出されない場合、異物質検出装置は電力伝送段階１３５０をそのまま維持することができる。

図１４は本発明の他の一実施例による異物質検出装置における異物質検出方法を説明するための状態遷移図である。

図１４を参照すると、異物質検出装置は、選択段階１４１０で充電領域に配置された物体を感知すれば（Ｓ１４０１）、無線電力伝送を一時中断した状態で共振回路の品質因子値を測定して所定の記録領域に記憶した後、ピング段階１４２０に進入することができる（Ｓ１４０２）。

ピング段階１４２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号（例えば、デジタルピング信号）を周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階（１４２０）で応答信号（例えば、信号強度信号（又は信号強度パケット））が受信されれば、識別及び構成段階１４３０に進入して識別パケット及び構成パケットを受信することができる。

異物質検出装置は、受信された識別パケットに基づいて充電領域に配置された受信機のタイプを識別することができる。ここで、異物質検出装置は、識別された受信機のタイプが経路損失に基づく異物質検出手順が適用されなければならない受信機であるかを確認することができる（Ｓ１４０３）。

本実施例では、識別された受信機タイプが経路損失に基づく異物質検出手順を行わなければならない受信機である場合を仮定して説明することにする。もちろん、識別された受信機のタイプが経路損失に基づく異物質検出手順を適用すべき対象ではない場合、異物質検出装置は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順（又は他の異物質検出手順）を行うこともできることに気を付けなければならない。

無線電力受信機に対する識別及び構成が正常に完了すれば、異物質検出装置は交渉段階１４４０に進入することができる。ここで、異物質検出装置は、識別された受信機が経路損失に基づく異物質検出手順を適用しなければならない対象であれば、品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、交渉手順が正常に完了すれば電力伝送段階１４５０に進入することができる（Ｓ１４０４）。

以下では、図１４に示した１４０５段階を詳細に説明する。

異物質検出装置は、電力伝送段階１４５０で受信される制御エラーパケットに基づいて伝送電力の強度を動的に制御することができる。

電力制御中、異物質検出装置は周期的に受信電力強度についての情報が含まれた信号強度パケットを受信機から受信することができる。

異物質検出装置は、該当受信機から受信される受信電力強度についての情報の異常有無を判断することができる。

一例として、異物質検出装置は、現在送信電力強度に対する受信電力強度の比率に基づいて受信電力強度についての情報の異常有無を判断することができる。

他の一例として、異物質検出装置は、現在設定された充電モードによって決定される受信電力強度臨界値と受信電力強度を比較して受信情報の異常有無を判断することもできる。

さらに他の一例として、異物質検出装置は、現在設定された充電モードによって予め定義された受信電力強度臨界範囲内に受信電力強度が含まれるかを確認して受信情報の異常有無を判断することもできる。

さらに他の一例として、異物質検出装置は、現在送信電力強度に対応して受信電力強度臨界値を決定することもできる。ここで、受信電力強度臨界値は現在送信電力強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最小受信電力強度に決定されることができる。この場合、異物質検出装置は、信号強度パケットに基づいて確認（又は計算）された受信電力強度が決定された受信電力強度臨界値より小さければ、該当受信機から受信された受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

異物質検出装置は、受信機から受信された受信電力強度についての情報が正常ではない場合、受信電力強度に所定のオフセットを適用して補正することができる。ここで、オフセットは現在送信電力強度又は受信機によって要請された電力等級（又は充電モード）又は受信機カテゴリーに比例して動的に決定される値であってもよい。ここで、電力等級はＬｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ、Ｍｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓなどに区分されることができるが、これに限定されなく、適用された標準及び当業者の設計によって電力等級は異に定義されることができる。他の一例として、オフセットとしては固定値が使われることもできる。

一例として、補正された受信電力強度（ＡＲＰ）は獲得（又は計算）された受信電力強度（ＲＰ）にオフセットを加えることによって算出されることができるが、これに限定されない。

異物質検出装置は、現在送信電力強度と補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失を所定の経路損失臨界値と比較して無線電力伝送経路上の異物質存在有無を判断することができる。

一例として、経路損失臨界値は予め定義された固定値であってもよい。

他の一例として、経路損失臨界値は送信機及び受信機のタイプによって動的に決定される値であってもよい。

さらに他の一例として、経路損失臨界値は現在送信電力強度によって動的に決定される値であってもよい。

さらに他の一例として、経路損失臨界値は現在設定された充電モードに対応して決定される値であってもよい。

異物質検出装置は、算出された経路損失が所定の経路損失臨界値を超える場合、無線伝送経路上に異物質が存在すると決定することができる。

前記１４０５段階で異物質が検出された場合、異物質検出装置は選択段階１３１０に回帰することができる。また、無線電力受信機が充電領域から異常に除去されたことが確認されるか充電が完了した場合、異物質検出装置は選択段階１４１０に回帰することができる。

もちろん、前記１４０５段階で、異物質が検出されない場合、異物質検出装置は電力伝送段階１４５０をそのまま維持することができる。

図１５は本発明の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１５を参照すると、無線電力送信機は、電力伝送段階に進入すれば、第１フィードバックパケットに基づいて送信電力強度（ＴＰ）を制御することができる（Ｓ１５０１）。ここで、無線電力送信機は、備えられた測定手段を用いて共振回路を介して送出される電力の強度を測定することができる。ここで、第１フィードバックパケットはＱｉ標準に定義された制御エラーパケットであってもよいが、これは一実施例に過ぎなく、電力制御のためのフィードバック信号は無線電力送信機に適用された無線電力伝送標準規格によって違ってもよいことに気を付けなければならない。

無線電力送信機は、電力伝送段階で受信電力強度についての情報が含まれた第２フィードバックパケットを無線電力受信機から受信することができる（Ｓ１５０２）。ここで、無線電力送信機は、受信電力強度についての情報に基づいて受信電力強度（ＲＰ）を計算することができる。ここで、第２フィードバックパケットはＱｉ標準に定義された信号強度パケットであってもよいが、これは一実施例に過ぎなく、受信電力強度についての情報を獲得するためのフィードバック信号は無線電力送信機に適用された無線電力伝送標準規格によって違っても良いことに気を付けなければならない。

無線電力送信機は、第２フィードバックパケットに含まれた受信電力強度についての情報が正常な値であるかを判断することができる（Ｓ１５０３）。受信電力強度についての情報が正常であるかを判断する方法は上述した図面に基づいた説明に取り替える。

判断結果、正常ではない場合、無線電力送信機は、所定のオフセットを用いて受信電力強度を補正することができる（Ｓ１５０４）。

無線電力送信機は、現在送信電力強度と受信電力強度（又は補正された受信電力強度）に基づいて経路損失ＰＬ（Ｐａｔｈ Ｌｏｓｓ）を算出することができる（Ｓ１５０５）。

無線電力送信機は、算出された経路損失値が経路損失臨界値を超えるかを確認することができる（Ｓ１５０６）。

確認結果、経路損失臨界値を超えれば、無線電力送信機は、無線電力伝送経路上に異物質が配置されたと決定することができる（Ｓ１５０７）。ここで、無線電力送信機は、備えられたアラーム手段を介して所定の警告アラームを出力した後、選択段階に進入することができる。

前述した１５０６段階の確認結果、算出された経路損失値が経路損失臨界値より小さければ、無線電力送信機は、無線電力伝送経路上に異物質が存在しないと決定することができる（Ｓ１５０８）。無線電力受信機は、内部回路素子のエラー、搭載されたソフトウェアエラー、センサーエラーなどによって実際に受信される電力の強度より小さな電力が受信されると判断することができる。仮に、受信電力強度に対する補正が行われない場合、経路損失は非常に大きな値を有することができ、これにより、無線電力送信機は、実際無線電力伝送経路上に異物質が存在しないにもかかわらず、異物質が存在すると判断することができる。

以上で説明したように、本発明は、受信電力強度についての情報が正常であるかを判別し、判別結果によって、適応的に受信電力強度を補正することにより、電力伝送が中断されることを事前に防止することができる利点がある。

また、本発明は、固定周波数方式の無線電力送信機で伝送電力の強度に対する受信電力の強度が異常な受信機が識別されれば、受信電力強度を補正することにより、異物質をより正確に検出することができる利点がある。

図１６は本発明の一実施例による異物質検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本実施例による異物質検出装置１６００は、無線電力送信装置又は無線電力受信装置の認証のための計測機器の形態に構成されることができる。

図１６を参照すると、異物質検出装置１６００は、復調部１６１０、調節部１６２０、共振部１６３０、判断部１６４０、補正部１６５０、検出部１６６０及び制御部１６７０を含んでなることができる。ここで、異物質検出装置１６００の一部の構成要素は少なくとも一つのマイクロプロセッサ上に統合して具現されることができ、他の構成要素は回路素子、センサー、集積回路などの形態に構成されることができる。一例として、共振部１６３０は前述した図１１の共振回路１１３０であってもよく、調節部１６２０は、直流−直流変換器１１１０及びインバーター１１２０の少なくとも一つを含んでなることができる。また、復調部１６１０は、無線信号処理のための周波数フィルター、増幅器及び積分器の少なくとも一つを含んでなることができ、ＡＳＩＣ又は（及び）ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の形態に具現されることができるが、これに限定されない。

制御部１６７０は、異物質検出装置１６００の全体的な動作及び入出力を制御することができる。

復調部１６１０は、無線電力受信機によって送出された無線信号が備えられたアンテナ（又は送信コイル）を介して受信されれば、これを復調し、復調されたパケットを制御部１６7０に伝達することができる。一例として、復調部１６１０は、電力伝送中に受信される電力制御のために、フィードバックパケット（例えば、制御エラーパケット）及び無線電力受信機で受信される無線電力信号の強度情報をフィードバックするための所定のパケット（例えば、信号強度パケット）を復調して制御部１６7０に伝達することができる。

調節部１６２０は、電力制御を要請するフィードバックパケットに基づいて動的に共振部１６３０を介して送出される電力の強度を調節することができる。

共振部１６３０は特定の周波数を有する交流電力信号を無線で送出するための共振回路を含んでなることができる。

判断部１６４０は、無線電力受信機から受信される情報（例えば、受信電力強度についての情報）が正常であるかを判断することができる。

一例として、判断部１６４０は、現在充電モードに対応して決定される受信電力強度臨界値と受信電力強度を比較して受信される情報が正常であるかを判断することができる。具体的に言うと、判断部１６４０は、受信電力強度が受信電力強度臨界値より小さければ、受信機から獲得された受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することができる。

他の一例として、判断部１６４０は、現在送信電力強度と受信電力強度の比率に基づいて受信される情報の異常有無を判断することもできる。具体的に言うと、判断部１６４０は、受信電力強度を現在送信電力強度で割った値が所定の比率臨界値より小さければ、受信機から獲得された受信電力強度についての情報が正常ではないと判断することもできる。

補正部１６５０は、判断部１６４０の判断結果、正常ではなければ、所定のオフセットで受信電力強度を補正することができる。一例として、補正部１６５０は、獲得された受信電力強度についての情報が正常ではなければ、受信電力強度にオフセットを加えて補正された受信電力強度を算出することができる。ここで、オフセットは、充電モード、現在伝送電力の強度、異物質検出装置が搭載された送信機のタイプ及び受信機のタイプの少なくとも一つに基づいて動的に決定されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、特定の固定値がオフセットとして使われることもできる。

検出部１６６０は、現在の送信電力強度及び受信電力強度（又は補正された受信電力強度）に基づいて経路損失を算出することができる。一例として、経路損失は現在送信電力強度と受信電力強度の差によって計算されることができる。

検出部１６６０は、算出された経路損失を経路損失臨界値（又は臨界範囲）と比較して異物質の存在有無を判断することができる。一例として、算出された経路損失が経路損失臨界値より大きければ、無線電力伝送経路上に異物質が配置されたと判断することができる。

また、検出部１６６０は、交渉段階で受信される異物質検出状態パケットに基づいて品質因子臨界値を決定し、物体感知後、ピング段階への進入前に測定された品質因子値と品質因子臨界値を比較して異物質の存在有無を判断することもできる。

以上の実施例では、検出部１６６０が経路損失に基づく異物質検出手順と品質因子値に基づく異物質検出手順を行うものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、当業者によって定義された多様な異物質検出手順を追加的に行うこともできる。

前述した異物質検出装置１６００の構成要素の詳細動作及び機能は前述した図面の説明で開示された構成及び機能をさらに含んでなることができることに気を付けなければならない。

以上の実施例では、無線電力送信機（又は異物質検出装置）がフィードバックパケットに含まれた受信電力強度についての情報が正常ではなければ、受信電力強度を補正して異物質存在有無を判断するものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の一実施例による無線電力送信機（又は異物質検出装置）は、受信電力強度についての情報が正常ではなければ、経路損失に基づく異物質検出手順を終了し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うこともできる。

一例として、電力伝送段階で経路損失に基づく異物質検出手順の実行中に受信電力強度についての情報が正常ではないことが確認されれば、無線電力送信機（又は異物質検出装置）は電力伝送を一時中断し、交渉段階に進入し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うこともできる。

図１７は本発明の他の一実施例による異物質検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１７を参照すると、異物質検出装置は、交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、電力伝送段階に進入して経路損失に基づく異物質検出手順を開始することができる（Ｓ１７０１）。

異物質検出装置は、充電中に周期的に受信電力強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを受信することができる（Ｓ１７０２）。

異物質検出装置は、受信電力強度についての情報が正常であるかを判断することができる（Ｓ１７０３）。

判断結果、正常であれば、異物質検出装置は、現在の送信電力強度と受信電力強度に基づいて経路損失を算出し、算出された経路損失と所定の経路損失臨界値を比較して異物質存在有無を判断することができる（Ｓ１７０５〜Ｓ１７０６）。

前記１７０３段階の判断結果、正常ではなければ、異物質検出装置は、電力伝送を一時中断し、品質因子値に基づく異物質検出手順を行うことができる。

一例として、図１７の実施例で説明した受信電力強度についての情報が正常であるかによって異物質検出手順を転換する方法は該当無線電力受信機に相応して設定された充電モードが高速充電モードの場合に適用されることもできるが、これに限定されなく、充電モードに関係なく適用されることもできる。

したがって、本発明は、受信電力強度についての情報が正常であるかによって適応的に異物質検出手順を転換することにより、より正確に異物質を検出することができる利点がある。

前記実施例では、電力伝送段階で経路損失に基づく異物質検出手順の実行中に受信電力強度についての情報が正常ではないことが確認されれば、品質因子値に基づく異物質検出手順に転換されるものとして説明されているが、これは一実施例に過ぎなく、当業者の設計によって別途定義された他の異物質検出手順又は無線電力伝送標準に定義された他の異物質検出手順に転換されることもできることに気を付けなければならない。

上述した実施例による方法はコンピュータで実行されるためのプログラムに製作されてコンピュータ可読の記録媒体に記憶されることができ、コンピュータ可読の記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などを含むことができる。

コンピュータ可読の記録媒体はネットワークを介して連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読めるコードが記憶されて実行されることができる。そして、上述した方法を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは実施例が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。

本発明は本発明の精神及び必須の特徴を逸脱しない範囲内で他の特定の形態に具体化されることができるのは当業者に明らかである。

したがって、前記の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはいけなく、例示的なものと考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

本発明は無線電力伝送技術に関するもので、備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機に用いられることができる。

Claims (20)

1. 無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法であって、
   前記無線電力受信機から受信電力強度についての情報を受信する段階と、
   前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階と、
   前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する段階と、
   前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出する段階と、
   前記算出された経路損失に基づいて異物質を検出する段階と含む、異物質検出方法。
2. 前記受信電力強度についての情報は電力伝送段階で周期的にフィードバックされるパケットに含まれて受信される、請求項１に記載の異物質検出方法。
3. 前記フィードバックされるパケットはＷＰＣ標準に定義された信号強度パケットである、請求項２に記載の異物質検出方法。
4. 前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、
   現在送出電力の強度に対応して前記無線電力受信機で受信可能な最大受信信号強度を指示する第１臨界値を決定する段階と、
   前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含む、請求項２に記載の異物質検出方法。
5. 前記受信電力強度が正常であるかを判断する段階は、
   現在送出電力の強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定する段階と、
   前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する段階とを含む、請求項２に記載の異物質検出方法。
6. 前記受信電力強度を補正する段階は、
   現在送出電力の強度に基づいてオフセット値を決定する段階と、
   前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正する段階とを含む、請求項１に記載の異物質検出方法。
7. 前記異物質を検出する段階は、
   現在送出電力の強度に基づいて経路損失臨界値を決定する段階と、
   前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する段階とを含む、請求項１に記載の異物質検出方法。
8. 前記電力伝送段階で電力制御のためのフィードバック信号を受信する段階をさらに含み、前記フィードバック信号に基づいて前記現在送出電力の強度が調節される、請求項７に記載の異物質検出方法。
9. 物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する段階と、
   交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定する段階と、
   前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する段階とをさらに含む、請求項１に記載の異物質検出方法。
10. 無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機であって、
    前記無線電力受信機から電力制御のための第１パケット及び受信電力強度についての情報が含まれた第１パケットを受信する復調部と、
    前記受信電力強度が正常であるかを判断する判断部と、
    前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信電力強度を補正する補正部と、
    前記補正された受信電力強度に基づいて送出電力に対する経路損失を算出して異物質を検出する検出部とを含む、無線電力送信機。
11. 前記第１パケット及び第２パケットは周期的に受信され、前記第１パケットに基づいて送出電力の強度を調節する調節部をさらに含む、請求項１０に記載の無線電力送信機。
12. 前記第１パケットと前記第２パケットはそれぞれＷＰＣ標準に定義された制御エラーパケットと信号強度パケットである、請求項１０に記載の無線電力送信機。
13. 前記判断部が、
    前記調節部によって調節された現在送出電力の強度に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な最大受信信号強度を指示する第１臨界値を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界値を超えれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する、請求項１１に記載の無線電力送信機。
14. 前記判断部が、前記調節部によって調節された現在送出電力の強度及び予め定義された伝送効率に基づいて前記無線電力受信機で受信可能な電力レベルを指示する第１臨界範囲を決定し、前記受信電力強度が前記第１臨界範囲を外れれば、前記受信電力強度が正常ではないと判断する、請求項１１に記載の無線電力送信機。
15. 前記補正部が、
    現在送出電力の強度に基づいてオフセット値を決定し、前記受信電力強度から前記オフセット値を差し引いて前記受信電力強度を補正する、請求項１０に記載の無線電力送信機。
16. 前記検出部が、
    現在送出電力の強度に基づいて経路損失臨界値を決定し、前記算出された経路損失が前記経路損失臨界値を超えれば、前記無線電力の伝送経路上に異物質が存在すると判断する、請求項１０に記載の無線電力送信機。
17. 物体感知後、ピング段階への進入前に品質因子値を測定する測定部と、
    交渉段階で基準品質因子値が含まれた異物質検出状態パケットを受信すれば、前記基準品質因子値に基づいて前記第２無線電力受信機に対応する品質因子臨界値を決定し、前記測定された品質因子値と前記決定された品質因子値を比較して異物質を検出する制御部とをさらに含む、請求項１０に記載の無線電力送信機。
18. 備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法であって、
    電力伝送段階で前記共振回路を介して伝送される電力の強度を測定する段階と、
    受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを前記無線電力受信機から受信する段階と、
    前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、
    前記判断結果、前記受信電力強度が正常ではなければ、前記受信信号強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正する段階と、
    前記測定された伝送電力の強度と前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出する段階と、
    前記算出された経路損失と経路損失臨界値を比較して異物質を検出する段階とを含む、異物質検出方法。
19. 備えられた共振回路を用いて無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機における異物質検出方法であって、
    交渉段階で品質因子値に基づく異物質検出手順を行わず、電力伝送段階に進入して経路損失に基づく異物質検出手順を開始する段階と、
    受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットが受信されれば、前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する段階と、
    前記判断結果、正常ではなければ、前記開始された経路損失に基づく異物質検出手順を終了し、前記品質因子値に基づく異物質検出手順を行う段階とを含む、異物質検出方法。
20. 無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機であって、
    電力信号を無線で伝送する共振回路と、
    前記伝送される電力信号の強度を測定する測定部と、
    受信信号強度についての情報が含まれたフィードバックパケットを受信する復調部と、
    前記受信信号強度についての情報が正常であるかを判断する制御部とを含み、
    前記判断結果、前記受信電力強度についての情報が正常ではなければ、前記制御部が前記受信信号強度についての情報に相応する受信電力強度を所定のオフセットを適用して補正し、前記測定された電力信号の強度及び前記補正された受信電力強度に基づいて経路損失を算出して異物質を検出する、無線電力送信機。

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