JP6129841B6 - 無線電力受信器及びその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は無線電力受信器及びその制御方法に関するもので、より詳細には、所定の方式で通信可能な無線電力受信器及びその制御方法に関する。
携帯電話又はPDA(Personal Digital Assistant)のような移動端末は、その特性上再充電可能なバッテリにより駆動される。このようなバッテリを充電するために、電気エネルギーは、別途の充電装置を用いて移動端末のバッテリに供給される。通常、充電装置とバッテリは、各々別途の外部接触端子が構成され、これらを相互に接触させることにより充電装置とバッテリを電気的に接続される。
しかしながら、接触式充電方法は、接触端子が外部に突き出るので、接触端子が異質物で汚染されており、不適切なバッテリ充電が遂行される。さらに、接触端子が湿気に露出している場合にもバッテリ充電が正しく遂行されない。
このような問題点を解決するために、最近では、無線充電又は非接触充電技術が開発されて多くの電子機器に適用されている。
このような無線充電技術は、無線電力送受信を使用するので、例えば携帯電話を別途の充電コネクタに接続することなく、充電パッド上に置けば自動でバッテリが充電されるシステムである。この技術を採用する電子機器は、例えば、一般的に知られている無線電動歯ブラシ及び無線電気カミソリを含む。無線充電技術は、電子製品を無線で充電することによってその防水機能を向上させることができる利点がある。また、この無線充電技術は、有線充電器が必要でないので、電子機器の携帯性を高めることができる長所がある。
このような無線充電技術は、大きくコイルを用いる電磁誘導結合方式、共振(resonance)を使用する共振方式、及び電気エネルギーをマイクロ波に変換させて転送するRF(Radio Frequency)/マイクロ波放射方式に分類される。
従来では電磁誘導結合方式が無線充電方式の主流をなしていたが、最近、国内外でマイクロ波を用いて数十メートルの距離で無線で電力を転送する実験に成功している。
電磁誘導結合方式は、1次コイルと2次コイルとの間の電力を伝送する方式である。電線コイルに磁石を移動させる場合に誘導電流が発生する。この属性を用いて、送信端は磁場を発生させ、受信端は、磁場の変化に従って電流が誘導されてエネルギーを生成する。このような現象は、電磁誘導現象と呼ばれる。電磁誘導現象を用いる電力伝送方法は、エネルギー伝送効率に優れる。
磁気共鳴結合方式は、上記結合モード理論に基づいた磁気共振電力伝送原理を用いて充電装置から数メートル離隔されても電気が無線で伝送されるシステムに起因する。この無線充電システムは、隣接した音叉の共鳴と同一の振動周波数でワイングラスも共鳴される現象である、共鳴の物理的概念を使用する。音の代わりに、電気エネルギーを搬送する電磁波を共鳴させる。この共鳴された電磁波は、共振周波数を有する機器が存在する場合にのみ直接転送され、使用されない部分が空気中に拡散される代わり電磁場に再吸収されるため、他の電磁波とは異なり、共鳴された電磁波は、周辺の機械や人の身体には影響を及ぼさないと考えられる。
無線充電方式に対する研究は活発に実施されているが、その無線充電順位、無線電力送受信器の検索、及び無線電力送信器と無線電力受信器との間の通信周波数選択、無線電力制御、マッチング回路の選択、一つの充電サイクルでの各無線電力受信器に対する通信時間分配に対する標準が確立されていない。
携帯電話又はPDA(Personal Digital Assistant)のような移動端末は、その特性上再充電可能なバッテリにより駆動される。このようなバッテリを充電するために、電気エネルギーは、別途の充電装置を用いて移動端末のバッテリに供給される。通常、充電装置とバッテリは、各々別途の外部接触端子が構成され、これらを相互に接触させることにより充電装置とバッテリを電気的に接続される。
しかしながら、接触式充電方法は、接触端子が外部に突き出るので、接触端子が異質物で汚染されており、不適切なバッテリ充電が遂行される。さらに、接触端子が湿気に露出している場合にもバッテリ充電が正しく遂行されない。
このような問題点を解決するために、最近では、無線充電又は非接触充電技術が開発されて多くの電子機器に適用されている。
このような無線充電技術は、無線電力送受信を使用するので、例えば携帯電話を別途の充電コネクタに接続することなく、充電パッド上に置けば自動でバッテリが充電されるシステムである。この技術を採用する電子機器は、例えば、一般的に知られている無線電動歯ブラシ及び無線電気カミソリを含む。無線充電技術は、電子製品を無線で充電することによってその防水機能を向上させることができる利点がある。また、この無線充電技術は、有線充電器が必要でないので、電子機器の携帯性を高めることができる長所がある。
このような無線充電技術は、大きくコイルを用いる電磁誘導結合方式、共振(resonance)を使用する共振方式、及び電気エネルギーをマイクロ波に変換させて転送するRF(Radio Frequency)/マイクロ波放射方式に分類される。
従来では電磁誘導結合方式が無線充電方式の主流をなしていたが、最近、国内外でマイクロ波を用いて数十メートルの距離で無線で電力を転送する実験に成功している。
電磁誘導結合方式は、1次コイルと2次コイルとの間の電力を伝送する方式である。電線コイルに磁石を移動させる場合に誘導電流が発生する。この属性を用いて、送信端は磁場を発生させ、受信端は、磁場の変化に従って電流が誘導されてエネルギーを生成する。このような現象は、電磁誘導現象と呼ばれる。電磁誘導現象を用いる電力伝送方法は、エネルギー伝送効率に優れる。
磁気共鳴結合方式は、上記結合モード理論に基づいた磁気共振電力伝送原理を用いて充電装置から数メートル離隔されても電気が無線で伝送されるシステムに起因する。この無線充電システムは、隣接した音叉の共鳴と同一の振動周波数でワイングラスも共鳴される現象である、共鳴の物理的概念を使用する。音の代わりに、電気エネルギーを搬送する電磁波を共鳴させる。この共鳴された電磁波は、共振周波数を有する機器が存在する場合にのみ直接転送され、使用されない部分が空気中に拡散される代わり電磁場に再吸収されるため、他の電磁波とは異なり、共鳴された電磁波は、周辺の機械や人の身体には影響を及ぼさないと考えられる。
無線充電方式に対する研究は活発に実施されているが、その無線充電順位、無線電力送受信器の検索、及び無線電力送信器と無線電力受信器との間の通信周波数選択、無線電力制御、マッチング回路の選択、一つの充電サイクルでの各無線電力受信器に対する通信時間分配に対する標準が確立されていない。
本発明による実施形態の上記及び他の態様、特徴、及び利点は、添付の図面と共に述べる以下の詳細な説明から、一層明らかになるはずである。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図面において、同一の構成要素に対してはできるだけ同一の参照符号及び参照番号を付して説明する。本明細書で数値限定が提供されるが、これは単に例として提供されることを留意しなければならない。さらに、下記の説明で、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態による無線充電システムの全体動作を示す。図1に示すように、無線充電システムは、無線電力送信器100及び少なくとも一つの無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nを含む。
無線電力送信器100は、少なくとも一つの無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nに無線で各々電力を送信する。より詳しく説明すれば、無線電力送信器100は、所定の認証手順を遂行する認証された無線電力受信器に対してのみ無線で電力を送信する。
無線電力送信器100は、各無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nと電気的に接続される。例えば、無線電力送信器100は、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nに電磁波の形状で無線電力を送信する。
また、無線電力送信器100は、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nと双方向通信を遂行する。この無線電力送信器100及び無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nは、所定のフレームを含むパケットを処理又は送受信する。このフレームについては、以下でより詳細に説明する。特に、各無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nは、移動通信端末、PDA、PMP(Personal Media Player)、スマートフォンにより実現することができる。
無線電力送信器100は、複数の無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nに無線で電力を提供する。例えば、無線電力送信器100は、磁気共鳴結合方式により、複数の無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nに電力を伝送する。無線電力送信器100が磁気共鳴結合方式を採用する場合、無線電力送信器100と複数の無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nとの間の距離は、望ましくは30m以下である。無線電力送信器100が電磁誘導結合方式を採用する場合、無線電力送信器100と複数の無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nとの間の距離は、望ましくは10cm以下である。
無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nは、各々無線電力送信器100から電力を受信して内部に提供されているバッテリの充電を遂行する。また、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nは、無線電力送信のための要求信号、無線電力受信のための情報、無線電力受信器状態情報、又は無線電力送信器制御情報を無線電力送信器100に送信する。このような信号又は情報に関して、より詳細に後述する。
各無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nは、その充電状態を表すメッセージを無線電力送信器100に送信する。
無線電力送信器100は、例えば液晶表示装置(LCD)のような表示手段を含み、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-n各々から受信したメッセージに基づいて、各無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nの状態を表示する。さらに、無線電力送信器100は、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nが各々充電を完了するまで予想される時間を、上記したこれら受信器の状態表示とともに表示する。
無線電力送信器100は、無線電力受信器110-1,110-2,…,110-nの各々に無線充電機能をディスエーブルするための制御信号を送信することができる。無線充電機能をディスエーブルするための制御信号を受信すると、無線電力受信器は、無線充電機能をディスエーブルする。
図2Aは、本発明の実施形態による無線電力送信器及び無線電力受信器を示すブロック構成図である。
図2Aに示すように、無線電力送信器200は、電力送信部211、制御部212、及び通信部213を含む。無線電力受信器250は、電力受信部251、制御部252、及び通信部253を含む。
電力送信部211は、無線電力送信器200により要求される電力を提供し、無線電力受信器250に無線で電力を提供する。電力送信部211は、交流(AC)電力の波形で無線電力受信器250に直接に電力を供給し、あるいは直流(DC)電力波形を提供し、これをインバータを用いてAC電力波形に変換することにより、AC電力波形を無線電力受信器250に提供する。電力送信部211は、内蔵バッテリ又は電力受信インターフェースの形態で実現され、外部ソースから電力を受信して他の構成要素に提供することができる。一定のAC電力の波形を提供する限り、本発明は、この電力送信部211に限定されるものではないことは、当業者には容易に理解するはずである。
また、電力送信部211は、AC電力波形を電磁波の形態で無線電力受信器250に提供する。電力送信部211は、追加的にループコイルをより含むことができ、それによって所定の電磁波を送信又は受信することができる。電力送信部211がループコイルで実現される場合、ループコイルのインダクタンスLは、変更可能であってもよい。一方、電磁波を送受信する手段であれば、電力送信部211が限定されないことは、当業者には容易に理解できることである。
制御部212は、無線電力送信器200の全体動作を制御する。制御部212は、格納部から読み取られた制御に要求されるアルゴリズム、プログラム、又はアプリケーションを用いて無線電力送信器200の全体動作を制御する。制御部212は、CPU、マイクロプロセッサ、ミニコンピュータのような形態で実現できる。制御部212の細部動作と関連してより詳細に後述する。
通信部213は、無線電力受信器250と所定の方式で通信を遂行できる。通信部213は、無線電力受信器250の通信部253とNFC(Near Field Communication)、ジグビー(Zigbee(登録商標))通信、赤外線通信、可視光通信、ブルートゥース通信、ブルートゥース低エネルギー(Bluetooth(登録商標) low energy)方式などを使用して通信を遂行することができる。本発明の一実施形態によると、通信部213は、IEEE802.15.4方式のジグビー通信方式を使用して通信を遂行する。通信部213により使用する周波数及びチャンネル選択に関する構成については、以下により詳細に説明される。一方、上記した通信方式は、単に例示的なことであり、本発明は、通信部213で遂行する特定通信方式によりその権利範囲が限定されるものではない。
一方、通信部213は、無線電力送信器200に関する情報を含む信号を送信する。ここで、通信部213は、この信号をユニキャスト(unicast)、マルチキャスト(multicast)、またはブロードキャストできる。<表1>は、本発明の一実施形態による無線電力送信器200から送信される信号のデータ構造を示す。無線電力送信器200は、<表1>に示すようなフレームを有する信号を所定の周期ごとに送信する。この信号は、以下、“通知(Notice)信号”と称する。
<表1>において、“フレームタイプ”は、信号のタイプを示すフィールドであり、該当信号が通知信号であることを指示する。“プロトコルバージョン”は、通信プロトコルタイプを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号の順序を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“シーケンス番号”は、例えば、信号の送受信段階に対応して1ずつ増加する。“ネットワークID”は、無線電力送信器200のネットワーク識別子(ID)を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“Rx-to-レポート(スケジュールマスク)”は、無線電力送信器200にレポートを送信する無線電力受信器を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。<表2>は、本発明の一実施形態によるRx-to-レポート(スケジュールマスク)フィールドを示す。
<表2>において、Rx1〜Rx8は、無線電力受信器1〜8に対応する。Rx-to-レポート(スケジュールマスク)フィールドは、スケジュールマスクの番号が1である無線電力受信器が無線電力送信器200にレポートを送信するように実現され得る。
さらに、<表1>を参照すると、“予備”は、以後に使用のために予備されるフィールドであり、例えば5バイトが割り当てられる。“受信器の番号”は、無線電力送信器200の周辺の無線電力受信器の個数を示すフィールドであり、例えば3ビットが割り当てられる。
一方、<表1>のフレームフォーマットの信号は、IEEE802.15.4形式のデータ構造のうちWPTに割り当てられるフォーマットで実現され得る。<表3>は、IEEE802.15.4のデータ構造である。
<表3>のように、IEEE802.15.4のデータ構造は、“プリアンブル”、“SFD”、“フレーム長”、“WPT”、及び“CRC16”フィールドを含むことができ、<表1>のようなデータ構造は、WPTフィールドに含まれ得る。
通信部213は、無線電力受信器250から電力情報を受信することができる。ここで、電力情報は、無線電力受信器250の容量、バッテリレベル、充電回数、バッテリ使用量、バッテリ容量、及びバッテリ比率のうち少なくとも一つを含むことができる。また、通信部213は、無線電力受信器250の充電機能を制御する充電機能制御信号を送信する。充電機能制御信号は、特定の無線電力受信器250の無線電力受信部251を制御して充電機能をイネーブル又はディスエーブル状態にする制御信号であり得る。
通信部213は、無線電力受信器250だけでなく、他の無線電力送信器からの信号を受信することができる。例えば、通信部213は、他の無線電力送信器から<表1>のフレームを有する通知信号を受信することができる。
一方、図2Aには、電力送信部211及び通信部213が異なるハードウェアで構成されて無線電力送信器200がアウトバンド(out-band)形式で通信を遂行することを示しているが、これは例示に過ぎないものである。本発明の一実施形態によると、電力送信部211及び通信部213が一つのハードウェアで実現されて無線電力送信器200がインバンド(in-band)形式で通信を遂行することができる。
無線電力送信器200及び無線電力受信器250は、各種信号を送受信でき、それによって無線電力送信器200の制御下に無線電力ネットワークへの無線電力受信器250の加入と無線電力送受信による充電プロセスが遂行できる。上記したプロセスは、以下により詳しく説明する。
図2Bは、本発明の一実施形態による無線電力受信器を示すブロック構成図である。
図2Bに示すように、無線電力受信器250は、電力受信部251、制御部252、通信部253、整流部254、DC/DC変換部255、スイッチング部256、及び充電部257を含むことができる。
電力受信部251、制御部252、及び通信部253に関して、図2Aと関連して説明する。整流部254は、電力受信部251により受信される無線電力を直流(DC)形態で整流でき、例えばブリッジダイオードの形態で実現することができる。DC/DC変換部255は、整流された電力を所定の利得により変換することができる。例えば、DC/DC変換部255は、出力段259の電圧が5Vになるように整流される電力を変換する。一方、DC/DC変換部255の入力段258に印加する電圧は、所定の最大値及び最小値を有する。上記した情報は、後述する加入要求信号の“入力電圧MIN”フィールド及び“入力電圧MAX”フィールドに記録され得る。さらに、DC/DC変換部255の変換部255の出力段259に印加される定格電圧値及び導通される定格電流値は、加入要求信号の“典型的出力電流”フィールド及び“典型的出力電流”フィールドに各々記録することができる。
スイッチング部256は、DC/DC変換部255と充電部257を接続させる。スイッチング部256は、制御部252の制御によりオン/オフ状態を維持する。充電部257は、スイッチング部がオン状態である場合に、DC/DC変換部255から入力される変換された電力を格納することができる。
図3Aは、本発明の一実施形態による無線電力受信器の制御方法を示すフローチャートである。
無線電力受信器250は、ステップS301で、無線電力を受信する無線電力送信器200を決定する。例えば、無線電力受信器250は、無線電力送信器200から受信される検索応答信号のRSSIに基づいて無線電力送信器200を決定し、以下、これについてより詳細に説明する。
無線電力受信器250は、ステップS303で、無線電力送信器200の制御下で無線電力ネットワークに加入する。例えば、無線電力受信器250は、加入要求信号を送信し、これに対応して受信される加入応答信号に基づいて無線電力ネットワークに加入し、これについてはより詳細に後述する。
無線電力受信器250は、ステップS305で、無線電力送信器200から受信した命令信号に対応してこの信号を送信する。ステップS309で、無線電力受信器250が無線電力送信器200から充電命令を含む命令信号を受信した場合に、充電が遂行される。充電命令を含む命令信号が受信されない場合、無線電力受信器250は、ステップS305で、無線電力送信器200にレポートを送信する。
図3Bは、本発明の他の実施形態による無線電力受信器の制御方法を示すフローチャートである。
ステップS311で、無線電力受信器250がパワーオンされ、あるいは無線電力送信器の付近に配置される。無線電力受信器250は、ステップS313で、無線電力送信器を検索し、そのうち無線電力送信器200と通信ネットワークを形成できる。ここで、無線電力受信器250は、無線電力送信器に無線電力送信器検索信号を送信し、受信された無線電力送信器検索応答信号に基づいて無線電力送信器200を決定する。無線電力受信器250は、無線電力送信器のネットワークIDで各々識別する。
以後、無線電力受信器250は、ステップS315で、決定された無線電力送信器200の制御下で無線電力ネットワークに加入する。例えば、無線電力受信器250は、無線電力送信器200に加入要求信号を送信し、これに対応して受信した加入応答信号に基づいて無線電力ネットワークに加入する。無線電力受信器250が無線電力送信器200の制御下に無線電力ネットワークに加入する場合、無線電力送信器200は、無線電力受信器250にセッションIDを割り当てる。
無線電力受信器250は、ステップS317で、充電以前に待機状態を維持する。無線電力受信器250は、無線電力送信器200から命令信号を受信し、これに対応してレポート信号を無線電力送信器200に送信する。無線電力送信器200から充電命令を含む命令信号が受信される場合、無線電力受信器250は、ステップ319で充電を開始する。例えば、無線電力受信器250は、スイッチング部256をオン状態に制御して充電を遂行する。無線電力送信器200は、無線電力受信器250の充電が終了し、あるいは伝送電力が無線電力受信器の充電部の容量を充電するほど十分でない場合、無線電力受信器250が待機状態にあるように制御できる。無線電力受信器250は、登録状態から充電状態に変換される前に必ず待機状態に入るように制御される。
図4は、本発明の一実施形態による無線電力ネットワークのタイミング図である。特に、図4は、無線電力受信器440が複数の無線電力送信器411,421,422,431を検索し、これらのうちペアリングを形成する無線電力送信器を決定する手順を示すタイミング図である。
無線電力受信器440は、ステップS451で、優先的にIEEE802.15.4方式のチャンネル11 410無線電力送信器検索信号を送信できる。上記のIEEE802.15.4方式は、チャンネル11〜チャンネル26を有する。IEEE802.15.4方式でのチャンネル及び周波数間の関係は、<表4>のように示す。<表1>での周波数単位は、kHZである。
無線電力受信器440は、無線電力送信器検索信号を生成してステップS451で、チャンネル11 410の無線電力送信器411に送信することができる。無線電力送信器検索信号は、以下の<表5>に示すようなデータ構造を有し、“検索信号”と称される。
<表5>において、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号が検索信号であることを示す。“プロトコルバージョン”は、通信プロトコルタイプを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号の順序を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“シーケンス番号”は、例えば信号の送受信段階に対応して1ずつ増加する。すなわち、<表1>の通知信号のシーケンス番号が1である場合、<表5>の検索信号は、シーケンス番号2を有する。“企業ID”は、無線電力受信器440の製造社情報を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“プロダクトID”フィールドは、無線電力受信器440の製品情報を示すフィールドであり、例えば無線電力受信器250のシリアルナンバー情報が記録される。プロダクトIDフィールドには、例えば4バイトが割り当てられる。“インピーダンス”は、無線電力受信器440のインピーダンス情報を指示するフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“クラス”は、無線電力受信器440の定格電力情報を示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。
無線電力送信器411は、ステップS451で検索信号を受信し、検索信号に対応する無線電力送信器検索応答信号を生成する。無線電力送信器検索応答信号は、下記の<表6>に示すようなデータ構造を有し、以下、“検索応答信号”と称する。
<表6>において、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号が検索応答信号であることを示す。“シーケンス番号”は、該当信号の順序を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、信号の送受信段階に対応して1ずつ増加することができる。“プロトコルバージョン”は、プロトコルのバージョンを示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“HWバージョン”は無線電力送信器のハードウェアバージョンを示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“ネットワークID”は、無線電力送信器411のネットワーク識別子(ID)を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“企業ID”は、製造社の情報を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“プロダクトID”は、無線電力送信器の装置情報を示すフィールドであり、例えば4バイトが割り当てられる。“クラス”は、無線電力送信器の電力クラスの情報を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。
無線電力受信器440は、ステップS452で検索応答信号を受信し、検索応答信号のRSSI情報を格納する。チャンネル11 410に対する動作遂行が終了すると、無線電力受信器440は、チャンネルをチャンネルm420に変更し、上記した動作を反復する。より詳細に説明すれば、無線電力受信器440は、ステップS453で検索信号を送信する。チャンネルm420に存在する無線電力送信器421,422は、各々ステップS454,S455で、無線電力受信器440に検索応答信号を送信する。無線電力受信器440は、ステップS454,S455で、受信された検索応答信号のRSSI情報を格納する。
チャンネルm420の動作遂行が完了すると、無線電力受信器440は、チャンネル26 430にチャンネル変更を遂行し、上記動作を反復する。より詳細には、無線電力受信器440は、ステップS456で検索信号を送信する。チャンネル26 430に存在する無線電力送信器431は、ステップS457で、検索応答信号を無線電力受信器440に送信する。無線電力受信器440は、ステップS457で受信された検索応答信号のRSSI情報を格納する。
無線電力受信器440は、電力を受信する無線電力送信器として最小RSSI値を有する無線電力送信器を決定する。
無線電力受信器440は、図5A及び図5Bに示すような方式でチャンネル変更を遂行する。無線電力受信器440は、例えばチャンネル11、チャンネル24、チャンネル15、及びチャンネル20の順にチャンネルスキャンを遂行する。最近の無線電力受信器、例えばスマートフォンは、無線電力送信器と通信するための通信モジュールとは別にWi-Fiモジュールを含む。Wi-Fi通信は、図5Aに示すような周波数帯域を使用する。図5Aは、無線電力受信器及びWi-Fi通信に使用される周波数を比較する。
図5Aの上側グラフは、<表4>に示すように、周波数及びチャンネルを用いてIEEE802.15.4通信の概念を示す。<表4>と同様に、IEEE802.15.4の周波数とチャンネルとの間の関係は、上側グラフに示す。
図5Aの下側には、Wi-Fi通信で使用される周波数及びチャンネルを示す。Wi-Fiチャンネル1 511は約2402〜2422kHzの周波数を使用し、Wi-Fiチャンネル6 512は約2427〜2447kHzの周波数を使用し、Wi-Fiチャンネル11 513は約2452〜2472kHzの周波数を使用する。
特に、Wi-Fiに使用される周波数に該当せず、あるいは比較的弱いWi-Fi信号に該当するIEEE802.15.4チャンネルは、例えば参照番号521,522で示すように、チャンネル11,15,20,24であることを確認することができる。
したがって、無線電力受信器440は、チャンネル11,15,20,24に対してチャンネルスキャンを遂行することができる。
図5Bは、無線電力受信器440がチャンネルスキャンを遂行する順序を示す。無線電力受信器440は、チャンネル11 531、チャンネル24 532、チャンネル15 533、その後にチャンネル20 534をスキャンする。無線電力送信器がチャンネルスキャンを始めるチャンネルは、変更してもよい。
上記で、無線で電力を受信する無線電力送信器を決定する無線電力受信器440の構成について説明した。以後、無線電力受信器440が決定された無線電力送信器の制御下に無線電力ネットワークに加入する手順に対する説明が提供される。
図6は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器により制御される無線電力ネットワークに加入するための無線電力受信器に対する手順を示すタイミング図である。
無線電力受信器620は、ステップS631で、無線電力送信器610に加入要求信号を送信する。
無線電力受信器620は、加入要求信号(Request Join signal)を生成して送信する。無線電力受信器620は、ステップS632で、加入応答信号(Response Join signal)を無線電力送信器610から受信し、それによって無線電力ネットワークに加入許可されるか否かを判定する。無線電力受信器620は、ステップS633で、無線電力送信器610に確認応答(ACK)信号を送信する。しかしながら、無線電力受信器620は、ACK信号の送信を省略することができる。
無線電力送信器610は、受信した加入要求信号に基づいて、無線電力ネットワークに無線電力受信器620を加入させるか否かを判定する。例えば、無線電力送信器610は、無線電力受信器620により要求される電力量が出力可能な電力量を超過するか否かを判定して無線電力ネットワークに加入許容するか否かを判定する。無線電力送信器610は、無線電力受信器620を無線電力ネットワークに加入させるか否かに関する情報を含む加入応答信号を生成し、これを無線電力受信器620に送信する。
上述した加入要求信号及び加入応答信号は、各々<表7>及び<表8>に示すデータ構造を有する。
<表7>において、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号が加入要求信号であることを指示する。“予備”フィールドは、今後の使用のために予備されるフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号の順序を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。一例として、“シーケンス番号”は、信号の送受信段階に対応して1ずつ増加する。“ネットワークID”は、無線電力送信器610のネットワークIDを示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。プロダクトIDは、無線電力受信器620の製品情報を指示するフィールドであり、例えば無線電力受信器620のシリアルナンバー情報がこのフィールドに記録されている。このプロダクトIDフィールドは、例えば4バイトが割り当てられる。“入力電圧MIN”は、無線電力受信器620のDC/DC変換部の入力段に印加される最小電圧値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“入力電圧MAX”は、無線電力受信器620のDC/DC変換部の入力段に印加される最大電圧値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“典型的出力電圧”は、無線電力受信器620のDC/DC変換部の出力段に印加される定格電圧値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“典型的出力電流”は、無線電力受信器620のDC/DC変換部の出力段に導通される定格電流値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。
<表8>において、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号が加入応答信号であることを指示する。“予備”は、以後の使用のために予備されるフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号の順序を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、信号の送受信段階に対応して1ずつ増加できる。“ネットワークID”は、無線電力送信器610のネットワークIDを示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“許可(Permission)”は、無線電力受信器620が無線電力ネットワークへの加入させるか否かを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。例えば、“許可”フィールドが1に設定される場合、無線電力受信器620が無線電力ネットワークに加入許可することを示す。一方、“許可”フィールドが0に設定される場合には、無線電力受信器620が無線電力ネットワークに加入許可しないことを示す。“セッションID”は、無線電力送信器610が無線電力ネットワークを制御するために無線電力受信器620に付加するセッションIDを示すフィールドであり、例えば、4ビットが割り当てられる。
無線電力受信器620は、無線電力送信器610から加入応答信号を受信するまで加入要求信号を継続して送信する。さらに、無線電力送信器610は、無線電力受信器620からACK信号を受信するまで加入応答信号を継続して送信する。
図7は、本発明の一実施形態により、無線電力送信器と無線電力受信器との間の信号送受信を示すタイミング図である。特に、図7は、無線電力受信器が待機状態にある場合のタイミング図に該当する。
図7に示すように、無線電力送信器710は、ステップS731,S733,S735で、その制御下に無線電力ネットワークに加入した無線電力受信器721,722,723の各々に命令信号を送信する。この命令信号は、無線電力送信器710が無線電力受信器が遂行する命令を指示する信号を示す。この命令信号は、次の<表9>に示すようなデータ構造を有する。
<表9>において、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号が命令信号であることを指示する。“セッションID”は、無線電力送信器710が無線電力ネットワークを制御するために無線電力受信器721,722,723の各々に付加するセッションIDを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号のシーケンスを示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“シーケンス番号”は、例えば信号の送受信段階に対応して1ずつ増加することができる。“ネットワークID”は、無線電力送信器710のネットワークIDを示すフィールドであり、例えば1バイトである。“命令タイプ”は、命令タイプを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“可変(variable)”は、命令フィールドを補完するフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。命令及び可変フィールドは、下記の<表10>に示すように多様な例を含む。
“充電開始”は、充電を開始するための対応する無線電力受信器向けの命令である。“充電終了”は、充電を終了するための対応する無線電力受信器向けの命令である。“要求レポート”は、レポート信号を送信するための対応する無線電力受信器向けの命令である。“リセット”は、初期化命令である。“チャンネルスキャン”は、チャンネルをスキャンするための対応する無線電力受信器向けの命令である。“チャンネル変更”は、チャンネル変更を遂行するための対応する無線電力受信器向けの命令である。
図7の実施形態では、無線電力送信器710は、それぞれの無線電力受信器721,722,723に命令タイプが“要求レポート”である命令信号を送信する。
無線電力送信器710から命令信号を受信すると、無線電力受信器721,722,723は、各々ステップS732,S734,S736で、レポート信号又はACK信号を送信する。より詳細には、“要求レポート”に対応する命令タイプの命令信号が受信される場合、該当無線電力受信器は、レポート信号を送信する。一方、“要求レポート”以外の命令タイプに該当する命令信号が受信される場合、該当する無線電力受信器はACK信号を送信する。ここで、レポート信号は、無線電力受信器の現在状態を無線電力送信器710に報告する信号であり、以下、“レポート信号”と称する。このレポート信号は、以下の<表11>に示すようなデータ構造を有する。
<表11>で、“フレームタイプ”は、信号タイプを示すフィールドであり、該当信号がレポート信号であることを示す。“セッションID”は、無線電力送信器710が無線電力ネットワークを制御するために無線電力受信器721,722,723の各々に付加するセッションIDを示すフィールドであり、例えば4ビットが割り当てられる。“シーケンス番号”は、該当信号のシーケンスを示すフィールドであり、例えば、1バイトが割り当てられる。“シーケンス番号”は、例えば信号の送受信段階に対応して1ずつ増加する。“ネットワークID”は、無線電力送信器710のネットワーク識別子(ID)を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“入力電圧”は、各無線電力受信器721,722,723のDC/DC変換部の入力段に印加される電圧値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。“出力電圧”は、各無線電力受信器721,722,723のDC/DC変換部の出力段に印加されるフィールドであり、例え1バイトが割り当てられる。“出力電流”は、各無線電力受信器721,722,723のDC/DC変換部の出力段階に導通される電流値を示すフィールドであり、例えば1バイトが割り当てられる。
無線電力送信器710は、無線電力受信器721,722,723からレポート信号又はACK信号を受信するまで、命令信号を継続して送信する。無線電力送信器710が所定周期の時間で特定の無線電力受信器から命令信号に対応してレポート信号又はACK信号を受信しない場合に、競合区間で該当する無線電力受信器に命令信号を再送信する。
図8は、本発明の一実施形態により、無線電力送信器と無線電力受信器との間の信号送受信を示す。図8に示すように、無線電力送信器810は、ステップS831、S832で、通知信号をそれぞれの無線電力受信器821,822,823に送信する。通知信号は、<表1>に示したデータ構造を有する。無線電力送信器810は、通知信号を周期的に送信し、無線電力送信器810が通知信号を送信する周期は、“1 superframe cycle”と称される。通知信号は、1 superframe cycleの周期で同期信号として使用される。加えて、<表1>に示したように、通知信号は、Rx-to-レポート(スケジュールマスク)フィールドを含む。したがって、新たな周期が開始される場合、無線電力送信器810は、通信を遂行する無線電力受信器を指定する。例えば、通知信号のRx-to-レポートフィールドが詰まっている状況は、下記の<表12>に示す。
通知信号のRx-to-レポート(スケジュールマスク)フィールドが<表12>に示すように詰まっている場合、第1の無線電力受信器821と第nの無線電力受信器823は、該当サイクルで無線電力送信器810と通信を遂行するが、第2無線電力受信器822は、この無線電力送信器810と通信を遂行しない。
図9は、本発明の一実施形態により、データ構造で位置した無線電力ネットワークのためのMAC階層を示す。
図9を参照すると、物理階層は、<表3>で説明したように、プリアンブルシーケンフィールド911、フレーム区切りの開始(Start of Frame Delimiter:SFD)フィールド912、フレーム長フィールド913、及びMACプロトコルデータユニット(MPDU)フィールド914を含む。さらに、MPDUフィールド914は、フレーム制御フィールド901、データシーケンス番号フィールド902、フレームペイロードフィールド903、及びCRC-16フィールド904を含む。本願発明による多様な信号は、フレーム制御フィールド901、データシーケンス番号フィールド902、及びフレームペイロードフィールド903を使用できる。
以上では、無線電力送信器と無線電力受信器との間の各種信号の送受信について説明した。以下、無線電力送信器と無線電力受信器との間の各種信号の送受信を印加電力と共に説明する。特に、次の説明において、無線電力受信器の状態は、検出状態、検索状態、登録状態、待機状態、及び充電状態に分けられる。
図10は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器が検出状態にある場合のタイミング図である。
図10に示すように、無線電力送信器1061は、定められた検出周期tdet_perごとに検出電力Pdet1071,1081,1091を検出有効期間tdetの間に送信する検出状態を維持する。検出電力の大きさ及び検出有効期間の長さは、無線電力送信器1061が電力送信部又は共振器のロード値の変化を感知することにより、その範囲内に候補装置の存在有無を検出するために必要な最小電力及び時間に基づいて決定される。特に、金属物体のような候補装置を検出するために共振器のロードの変化に対する感知のみが必要であるため、共振器のロード値を感知するのに十分な短い時間で低電圧の正弦波(sine wave)を周期的に生成することにより、検出状態における消費電力を最小化することができる。さらに、検出状態は、検出有効期間の間に新たな装置が検出されるまで維持される。
例えば、無線電力受信器が無線電力送信器1061上に配置される場合、無線電力送信器1061は、ロードの変更を検出し、これによってオブジェクトがその辺に配置されることを確認することができる。図10に無線電力送信器1061がロード変更検出に基づいてオブジェクトを検出することを示すが、これは単に一例に過ぎず、無線電力送信器1061は、例えば電圧、電流、温度、及び位相のような多様な基準(パラメータ)の変更を感知してオブジェクトを検出できる。
図11は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器が検索状態である場合のタイミング図である。
無線電力送信器1101は、一定の検出周期tdet_perごとに検出電力Pdet1110,1111を検出有効期間tdetの間に送出する検出状態を維持する。無線電力受信器1102が無線電力送信器1101の近所に配置され、無線電力送信器1101は、これに対応するロード変更を感知し、その状況を検出電力1111の送信期間の間に把握できる。
無線電力送信器1101は、検出有効期間内に装置が検出される場合、駆動電力Preg1114を送信する。この駆動電力1114は、無線電力受信器1102の制御部又はMCUを駆動できる電力である。この無線電力受信器1102は、検索信号1112を送信し、無線電力送信器1101は、この検索信号1112に対応して検索応答信号1113を送信することができる。
図12は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器が登録状態にある場合を示すタイミング図である。
無線電力送信器1201は、図11を参照して上記したように、駆動電力1211を印加する。無線電力受信器1202は、検索信号1212を送信し、無線電力送信器1201は、この検索信号1212に対応して検索応答信号1213を送信する。その結果、無線電力送信器1201と無線電力受信器1202との間でペアリングがなされる。
無線電力受信器1202は、加入要求信号1214を送信し、無線電力送信器1201は、加入有効期間tregで加入要求信号1214の受信を待機する。
加入要求信号が受信されると、無線電力送信器1201は、加入応答信号1215を送信する。上記したように、加入応答信号1215は、許可(Permission)フィールドを含み、許可フィールドに記録された0又は1の値は、無線電力受信器1202が無線電力送信器1201の制御下にある無線電力ネットワークに加入が許可されるか否かを指示する。加入応答信号1215の許可フィールドが0の値を有する場合、無線電力受信器1202は、無線電力ネットワークに加入が許可されず、待機状態にあり得る。これに反して、加入応答信号1215の許可フィールドが1の値を有する場合、無線電力受信器1202は、充電状態に入り、充電電力1217を受信する。さらに、無線電力送信器1201は、周期的に通知(Notice)信号1216を送信する。
図13は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器が待機状態にある場合を示すタイミング図である。上記したように、無線電力受信器1302は、充電状態に入る前に待機状態に優先的に突入する。
登録状態で、無線電力受信器1302は、加入要求信号1312を送信し、無線電力送信器1301は、加入応答信号1313を加入要求信号1312に対応して送信する。さらに、上記したように、無線電力送信器1301は、所定周期tcycleで通知信号1314,1317を送信する。通知信号1314,1317は、全体周期tcycleに影響を与えないように比較的短い時間の間に送信される。
無線電力送信器1301は、無線電力受信器1302に割り当てられた時間で命令信号1315を送信し、これに対応するレポート信号1316又はACK(Acknowledgment)信号を受信する。無線電力送信器1301は、レポート信号1316又はACK信号を受信しない場合には、競合区間で命令信号を再送信する。上記のように、命令信号1315は、命令タイプフィールドを含み、無線電力受信器1302は、命令タイプフィールドが“充電開始”に該当する場合には充電状態に進行され得る。
図14は、本発明の一実施形態により、無線電力受信器が充電状態にある場合を示すタイミング図である。
無線電力送信器1401は、所定周期tcycleで通知信号1412,1413,1417,1420を送信する。待機状態で、無線電力送信器1401は命令信号1414を送信し、無線電力受信器1402は、この命令信号1414に対応するレポート信号1415を送信する。
無線電力送信器1401は、レポート信号を分析し、それによって無線電力受信器1402に充電電力Pchargeを送信するか否かを判定する。例えば、無線電力送信器1401は、現在レポート信号を通じて無線電力受信器1402の電力情報を分析して充電電力Pchargeを無線電力受信器1402に送信するか否かを判定する。
無線電力送信器1401が充電電力Pchargeを送信するように判定する場合、無線電力送信器1401は、駆動電力1411を充電電力1416に増加させて印加する。無線電力送信器1401は、命令信号1418を送信し、“充電開始”に対応する命令タイプの命令信号1418を送信する。
無線電力受信器1402は、命令信号1418を分析してスイッチング部をオン状態で制御して充電を遂行する。命令信号1418は、受信後に所定時間で充電の遂行を命令する情報を含み、それによって無線電力受信器1402は、命令信号1418の受信後に所定時間で充電を遂行する。この無線電力受信器1402は、ACK信号1419を送信する。
図15A及び図15Bは、本発明の一実施形態により、無線電力送信器と無線電力受信器との間の通信を示すタイミング図である。特に、図15A及び図15Bは、無線電力送信器と無線電力受信器との間でブルートゥース低エネルギーを用いる通信を示すタイミング図である。
無線電力送信器の制御部1050は、検出電力1002を周期的に出力する。 無線電力送信器が無線電力送信器に位置された場合、無線電力送信器の制御部1050は、ステップS1001で、ロードの大きさ(magnitude)の変更を検出する。通信部1060は、ステップS1003及びS1009で、周期的に通知信号を送信する。しかしながら、最初に、無線電力受信器が無線電力送信器に位置されないと仮定する。無線電力送信器の制御部1050は、ロード値の変更を検出できない。
ユーザー1095は、ステップS1004で、無線電力受信器を無線電力送信器上に位置させる。
無線電力送信器の制御部1050は、所定周期以後にロード検出電力を出力し、ステップS1007で、突然なロード値の変更を検出する。無線電力送信器の制御部1050は、検出有効期間内に、無線電力送信器の制御部1050が無線電力受信器を検出する場合に駆動電力Pregを送信する。駆動電力は、無線電力受信器の制御部1090を駆動させるための電力の大きさを有し、ロード検出電力に比べてより大きい大きさ1008を有する。
無線電力受信器の制御部1090は、駆動電力1050によりターンオンされる。無線電力受信器の制御部1090は、ステップS1006で、無線電力受信器の通信部1080を初期化する。
無線電力受信器の通信部1080は、制御部1090の制御により第2のチャンネルを使用することができる。この第2のチャンネルは、無線電力送信器の通信部1060により使用されるチャンネルと異なる他の無線電力送信器1080により使用されるチャンネルである。無線電力送信器の通信部1060により使用されるチャンネルは、第1のチャンネルと称される。
制御部1090の検出チャンネルを決定する順序が決定される。制御部1090の第1の検出チャンネルは、ブルートゥース低エネルギー方式により定められた複数のチャンネルのうちランダムに決定され得る。
通信部1080は、ステップ1010で、第2のチャンネルで検索信号を送信する。この検索信号は、無線電力受信器に関するデバイス情報を含む。検索信号は、無線電力受信器に関するデバイス情報と呼ばれる。例えば、無線電力受信器に関するデバイス情報は、無線電力受信器のIDと装置に関する情報を含むことができる。装置に関する情報は、メーカー情報、シリアルナンバー、プロトコルバージョン、ハードウェアバージョン、及び無線電力受信器の充電に関するパラメータのうち少なくとも一つを含む。
図15Aでは、3個の無線電力送信器1070が第2のチャンネルを使用すると仮定する。3個の無線電力送信器1070の各々は、ステップS1011、S1014,S1017で、検索応答信号を通信部1080に送信する。通信部1080は、ステップ1013,1016,1019で、ACK信号を3個の無線電力送信器1070の各々に送信する。
通信部1080は、ステップS1020,S1021,S1022で検索信号をさらに送信する。
制御部1090は、検出チャンネルを第2のチャンネルから第1のチャンネルに変更する。通信部1080は、ステップS1023で、第1のチャンネルを用いて検索信号を送信する。通信部1060は、第1のチャンネルを用いて検索信号を受信し、制御部1050は、ステップS1024で、無線電力受信器のIDとRSSI値を格納する。制御部1050は、ステップS1025で、RSSI値をしきい値と比較する。制御部1050は、ステップS1026で、比較結果に従って応答するか否かを判定する。制御部1050が応答すると判定される場合、通信部1060は、ステップS1028で、応答信号を送信する。応答信号は、無線電力送信器のデバイス情報を含む。この応答信号は、プロトコルバージョン、シーケンス番号、メーカー情報、デバイス情報、インピーダンス情報、要求電力量情報、及び無線充電プロファイルのうち少なくとも一つを含む。無線電力送信器のデバイス情報は、プロトコルバージョン、シーケンス番号、無線電力送信器のID情報、無線電力受信器のID情報、無線充電サービスプロファイル、デバイスID情報、及びパワークラスのうち少なくとも一つを含む。
制御部1090は、ステップS1032で、通信部1080を制御する。通信部1080は、ステップS1029で、無線電力受信器のIDとデバイス情報を送信する。制御部1050は、ステップS1030で、無線電力受信器のID及びデバイス情報を受信する。制御部1050は、ステップS1031で、無線電力受信器に加入するか否かを判定する。
無線電力送信器が無線電力受信機に加入すると判定される場合、通信部1060は、ステップS1033で、通信部1080に接続信号を送信する。制御信号は、接続期間、無線電力送信器のアドレス、及び無線電力受信器のアドレスのうち少なくとも一つを含む。無線電力受信器は、ステップS1034で、受信された接続信号に基づいて、無線電力送信器のID及びパラメータを把握する。
本発明の他の実施形態によると、無線電力受信器は、検索信号を受信した後に、直接に、すなわち2つのステップで接続信号を送信する。
図15Bを参照すると、通信部1060は、ステップS1035で、無線電力送信器のパラメータ信号(TXパラメータ)を無線電力受信器の通信部1080に送信する。無線電力送信器のパラメータ信号は、無線電力送信器の識別子、無線電力受信器の識別子、製造社、シリアルナンバー、プロトコルバージョン、ハードウェアバージョン、無線電力送信器の電力量、充電中である無線電力受信器の個数、充電中である電力量、及び無線電力送信器の残余電力量のうち、少なくとも一つを含む。
通信部1080は、ステップS1036で、無線電力受信器のパラメータ信号を送信する。
制御部1050は、ステップS1037で、無線電力受信器のパラメータを把握する。制御部1050は、ステップ1038で、無線電力ネットワークに無線通信受信器を加入させるか否かを判定する。制御部1050は、ステップS1039で、無線電力受信器に加入に対する許可信号を生成し、ステップS1040で、通信部1080に許可信号を送信する。
制御部1050は、周期的にロード値を検出する。制御部1050は、ステップS1041で、ロード値の変更を検出しない。通信部1060は、ステップS1043で、通知信号を送信する。制御部1050は、1042の量の電源出力を増加させ、充電電力を送信する。通信部1060は、ステップS1044で、通信部1080に充電開始信号を送信する。制御部1090は、ステップS1045で、充電開始信号に従って充電を開始する。例えば、制御部1090は、ステップS1046で、オン状態にスイッチを制御する。通信部1080は、ステップS1047で、通信部1060にレポート信号又はACK信号を送信する。制御部1090は、ステップS1050で、充電状態を検出する。制御部1090は、ステップS1051で、検出された充電状態に基づいてレポート信号を生成する。通信部1080は、ステップS1052で、生成されたレポート信号を送信する。上記したように、本発明は、ブルートゥース低エネルギー方式に基づいて無線電力充電を提供する。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
100 無線電力送信器
110−1、110−2、・・・、110−n 無線電力受信器
200 無線電力送信器
211 電力送信部
212 制御部
213 通信部
250 無線電力受信器
251 電力受信部
251 電力受信部
252 制御部
253 通信部
254 整流部
255 DC/DC変換部
256 スイッチング部
257 充電部
110−1、110−2、・・・、110−n 無線電力受信器
200 無線電力送信器
211 電力送信部
212 制御部
213 通信部
250 無線電力受信器
251 電力受信部
251 電力受信部
252 制御部
253 通信部
254 整流部
255 DC/DC変換部
256 スイッチング部
257 充電部
Claims (32)
- 無線電力を受信する無線電力受信器の制御方法であって、
無線電力送信器から通信部を初期化するための第1の電力を受信するステップと、
前記第1の電力を受信する途中に、前記無線電力送信器と通信ネットワークを形成するステップと、
前記第1の電力を受信する途中に、前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに加入するステップと、
前記無線電力送信器から充電開始を示す充電開始信号を受信するステップと、
前記充電開始信号を受信した以後に、前記無線電力送信器から前記無線電力受信器を充電するための第2の電力を受信するステップと、を有し、
前記通信ネットワークは、前記第1の電力と相異なる周波数を用いて形成されることを特徴とする方法。 - 前記無線電力送信器と通信ネットワークを形成するステップは、
前記無線電力送信器に第1の信号を送信するステップと、
前記無線電力送信器から前記第1の信号に対応する第2の信号を受信するステップと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1の信号は、前記無線電力受信器のインピーダンスに関連する情報を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに加入するステップは、
前記無線電力送信器に第3の信号を送信するステップと、
前記無線電力送信器から前記第3の信号に対応する第4の信号を受信するステップと、を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第3の信号は、前記無線電力受信器の製品ID、前記無線電力受信器のDC/DC変換部の入力段に印加される最小電圧値に関連する情報及び前記無線電力受信器の入力段に印加される最大電圧値に関連する情報のうち少なくとも一つを含み、
前記第4の信号は、前記無線電力送信器の製造社情報、前記無線電力送信器のプロトコルバージョンに関連する情報、前記無線電力送信器のハードウェアバージョンに関連する情報及び前記無線電力送信器の容量に関連する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記第2の電力を受信するステップは、前記充電開始信号の受信に対応して前記無線電力受信器を充電するための前記第2の電力を受信することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに加入するステップは、加入有効期間以内に前記無線電力ネットワークに加入するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無線電力送信器は、既設定された周期で検出電力を印加し、前記検出電力を印加する途中に検出されたロード変更に基づいて前記無線電力受信器を検出し、前記無線電力受信器を検出した以後に前記第1の電力を送信するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 無線電力受信器であって、
通信部と、
無線電力送信器から前記通信部を初期化するための第1の電力を受信する電力受信部と、
を有し、
前記通信部は、前記第1の電力を受信する途中に、前記無線電力送信器と通信ネットワークを形成し、前記第1の電力を受信する途中に、前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに加入し、前記無線電力送信器から充電開始を示す充電開始信号を受信し、
前記電力受信部は、前記充電開始信号を受信した以後に、前記無線電力送信器から前記無線電力受信器を充電するための第2の電力を受信し、
前記通信部は、前記電力受信部で用いる周波数と相異なる周波数を用いて前記通信ネットワークを形成することを特徴とする無線電力受信器。 - 前記通信部は、前記無線電力送信器に第1の信号を送信し、前記無線電力送信器から前記第1の信号に対応する第2の信号を受信することを特徴とする請求項9に記載の無線電力受信器。
- 前記第1の信号は、前記無線電力受信器のインピーダンスに関連する情報を含むことを特徴とする請求項10に記載の無線電力受信器。
- 前記通信部は、前記無線電力送信器に第3の信号を送信し、前記無線電力送信器から前記第3の信号に対応する第4の信号を受信することを特徴とする請求項9に記載の無線電力受信器。
- 前記第3の信号は、前記無線電力受信器の製品ID、前記無線電力受信器のDC/DC変換部の入力段に印加される最小電圧値に関連する情報及び前記無線電力受信器の入力段に印加される最大電圧値に関連する情報のうち少なくとも一つを含み、
前記第4の信号は、前記無線電力送信器の製造社情報、前記無線電力送信器のプロトコルバージョンに関連する情報、前記無線電力送信器のハードウェアバージョンに関連する情報及び前記無線電力送信器の容量に関連する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項12に記載の無線電力受信器。 - 前記電力受信部は、前記充電開始信号の受信に対応して前記無線電力受信器を充電するための前記第2の電力を受信することを特徴とする請求項9に記載の無線電力受信器。
- 前記通信部は、加入有効期間以内に前記無線電力ネットワークに加入するように設定されることを特徴とする請求項9に記載の無線電力受信器。
- 前記無線電力送信器は、既設定された周期で検出電力を印加し、前記検出電力を印加する途中に検出されたロード変更に基づいて前記無線電力受信器を検出し、前記無線電力受信器を検出した以後に前記第1の電力を送信するように設定されることを特徴とする請求項9に記載の無線電力受信器。
- 無線電力送信器の制御方法であって、
無線電力受信器の通信部を初期化するための第1の電力を送信するステップと、
前記第1の電力を送信する途中に、前記無線電力受信器と通信ネットワークを形成するステップと、
前記第1の電力を送信する途中に、前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させるステップと、
前記無線電力受信器に充電開始を命令する充電開始信号を送信するステップと、
前記充電開始信号を送信した以後に、前記無線電力受信器を充電するための第2の電力を送信するステップと、を有し、
前記通信ネットワークは、前記第1の電力と相異なる周波数を用いて形成されることを特徴とする方法。 - 前記無線電力受信器と通信ネットワークを形成するステップは、
前記無線電力受信器から第1の信号を受信するステップと、
前記無線電力受信器に前記第1の信号に対応する第2の信号を送信するステップと、
を有することを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記第1の信号は、前記無線電力受信器のインピーダンスに関連する情報を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させるステップは、
前記無線電力受信器から第3の信号を受信するステップと、
前記無線電力受信器に前記第3の信号に対応する第4の信号を送信するステップと、
を有することを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記第3の信号は、前記無線電力受信器の製品ID、前記無線電力受信器のDC/DC変換部の入力段に印加される最小電圧値に関連する情報及び前記無線電力受信器の入力段に印加される最大電圧値に関連する情報のうち少なくとも一つを含み、
前記第4の信号は、前記無線電力送信器の製造社情報、前記無線電力送信器のプロトコルバージョンに関連する情報、前記無線電力送信器のハードウェアバージョンに関連する情報及び前記無線電力送信器の容量に関連する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記無線電力受信器は、前記充電開始信号の受信に対応して前記無線電力受信器を充電するための前記第2の電力の受信を開始することを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させるステップは、加入有効期間以内に前記無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させるように設定されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 既設定された周期で検出電力を前記無線電力送信器に印加するステップと、
前記検出電力を印加する途中に検出されたロード変更に基づいて前記無線電力受信器を検出するステップと、をさらに有し、
前記第1の電力を送信するステップは、前記無線電力受信器を検出した以後に前記第1の電力を送信することを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 無線電力送信器であって、
無線電力受信器の通信部を初期化するための第1の電力を送信する電力送信部と、
前記第1の電力を送信する途中に、前記無線電力受信器と通信ネットワークを形成する通信部と、
前記第1の電力を送信する途中に、前記無線電力送信器に対応する無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させる制御部と、を含み、
前記通信部は、前記無線電力受信器に充電開始を命令する充電開始信号を送信し、
前記電力送信部は、前記充電開始信号を送信した以後に、前記無線電力受信器を充電するための第2の電力を送信し、
前記通信部は、前記電力送信部が用いる周波数と相異なる周波数を用いて前記通信ネットワークを形成することを特徴とする無線電力送信器。 - 前記通信部は、前記無線電力受信器から第1の信号を受信し、前記無線電力送信器に前記第1の信号に対応する第2の信号を送信することを特徴とする請求項25に記載の無線電力送信器。
- 前記第1の信号は、前記無線電力受信器のインピーダンスに関連する情報を含むことを特徴とする請求項26に記載の無線電力送信器。
- 前記通信部は、前記無線電力受信器から第3の信号を受信し、前記無線電力受信器に前記第3の信号に対応する第4の信号を送信することを特徴とする請求項25に記載の無線電力送信器。
- 前記第3の信号は、前記無線電力受信器の製品ID、前記無線電力受信器のDC/DC変換部の入力段に印加される最小電圧値に関連する情報及び前記無線電力受信器の入力段に印加される最大電圧値に関連する情報のうち少なくとも一つを含み、
前記第4の信号は、前記無線電力送信器の製造社情報、前記無線電力送信器のプロトコルバージョンに関連する情報、前記無線電力送信器のハードウェアバージョンに関連する情報及び前記無線電力送信器の容量に関連する情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項28に記載の無線電力送信器。 - 前記無線電力受信器は、前記充電開始信号の受信に対応して前記無線電力受信器を充電するための前記第2の電力を受信することを特徴とする請求項25に記載の無線電力送信器。
- 前記制御部は、加入有効期間以内に前記無線電力ネットワークに前記無線電力受信器を加入させるように設定されることを特徴とする請求項25に記載の無線電力送信器。
- 前記制御部は、既設定された周期で検出電力を前記無線電力受信器に印加するように制御し、前記検出電力を印加する途中に検出されたロード変更に基づいて前記無線電力受信器を検出し、前記無線電力受信器を検出した以後に前記第1の電力を送信するように制御することを特徴とする請求項25に記載の無線電力送信器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161532350P | 2011-09-08 | 2011-09-08 | |
US61/532,350 | 2011-09-08 | ||
PCT/KR2012/007217 WO2013036067A2 (en) | 2011-09-08 | 2012-09-07 | Wireless power receiver and control method thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014526870A JP2014526870A (ja) | 2014-10-06 |
JP6129841B2 JP6129841B2 (ja) | 2017-05-17 |
JP6129841B6 true JP6129841B6 (ja) | 2017-08-02 |
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