JP6138763B2 - 多重無線電力転送システムにおける電力受信機との通信のための電力転送方法及びそのための電力送信機 - Google Patents
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Description
上記のような構造の無線電力転送システムで使われる通信方式は、2つに大別することができる。電力が伝達されるコイルを通じて通信がなされるインバンド(In-Band)方式の通信方式と、電力が伝達されるコイルと別個の通信端を通じて通信を行うアウトバンド(Out-Band)方式の通信方式とがある。
また、本発明の別の目的は、電力送信機で多数の電力受信機が充電有効領域に位置する場合、各電力受信機への電力転送を効率的に制御するための電力転送方法及びそのための電力送信機を提供することにある。
また、本発明は、充電有効領域に同時に多数の電力受信機が位置するか、そのうち、いずれか1つの電力受信機が充電有効領域の一部に亘って位置しても各電力受信機への充分な電力供給が可能であるので、正常な通信が可能になる。
図1を参照すると、電力送信機30は、負荷感知(load Detection)機能を使用して充電デッキの上に電力転送対象が位置することを感知し、1つまたはそれ以上の電力受信機に無線電力転送が可能である。電力送信機30と電力受信機31とは、無線電力転送と別個の通信システムを有して互いに通信する。
本発明の実施形態に従う図1での各構成部に対する説明は、図2の説明時、詳細に後述する。
上記したように、本発明の実施形態は、多数の電力受信機に無線電力送信能力を有する電力送信機と、無線電力受信能力を有する電力受信機とから構成された無線電力転送システムを提供する。したがって、本発明の実施形態によれば、充電有効領域に1つまたは複数の充電対象が位置しても、その充電対象のうち、有効な電力受信対象のみに電力転送が可能である。
図2は、本発明の一実施形態に従う無線電力転送システムを構成する電力送信機及び電力受信機の内部ブロック構成図を例示している。
この際、上記電力送信機100の制御部18は、MCU(Micro Controller Unit)を含むことができ、それ以外に他の類似の構成要素などで構成できる。以下、本発明に従う1つ以上の電力受信機への電力転送制御動作は図4及び図5を参照して詳細に説明する。
前述したように、図3Aでは電力送信機100から電力を受信する電力受信機がない場合を例示している。これによって、負荷測定のための負荷感知電力を送信した以後には次の測定周期になるまで電力を転送しない。
図4を参照すると、電力送信機100は、ステップ400で、以前の測定を通じて格納された以前の負荷値が存在するかを判断する。ここで、以前の負荷値は、電力送信機100が維持している以前段階で設定した負荷値を意味する。もし、以前の負荷値が存在しなければステップ405で初期負荷値を以前の負荷値に設定する。ここで、以前の負荷値を表す変数を‘D_before’といい、初期負荷値を表す変数を‘D_Init’という場合、ステップ405でD_beforeにはD_Initが代入される。ここで、初期負荷値(D_Init)は、電力送信機100の近くに物体がなにもない時、電力送信機100が1次コイルを通じて現在転送電力(P_present)サイズの電力を転送しながら測定した負荷値である。このような初期負荷値(D_Init)は、1次コイルのサイン波をDC化して測定した値であって、1次コイルに印加される電圧のピーク値であるか、1次コイルの周波数のうち、1次コイルを通じて測定できる電気的特性を含むことができる。
図5は、負荷測定値が第1しきい値以上増加した場合、電力受信対象が位置したと判断した以後の動作過程に該当する。このような本発明の理解を助けるために、図6A及び図6Bを参照して説明する。図6A及び図6Bは、本発明の一実施形態に従う電力受信機がない状態で電力受信ターゲットが検出された場合の電力転送値変更動作を説明するための図である。
これによって、電力送信機100は、ステップ500で負荷変化が感知されれば、ステップ505で通信のための電力を転送する。このような負荷測定後、測定周期(T_cycle)の以内であるA時点に電力受信が可能な充電対象が充電有効領域に位置したと判断するようになれば、その充電対象との通信のための電力転送を遂行する。これによって、電力送信機100は、図6Aの第1通信電力(P_communication_1)のサイズで電力を転送する。ここで、第1通信電力(P_communication_1)は、電力受信機の内部の制御部28及び無線通信部29が動作することができる定量化した電力値を表す。
これに対応して電力送信機100は、ステップ510で一定時間内に充電対象からネットワーク加入要請メッセージが受信されるかを判断する。ここで、一定時間は、図6Aでの‘T_c’に該当し、電力送信機100が充電対象と通信するために一定の電力、例えば、第1通信電力(P_communication_1)を送信し、ネットワーク加入要請メッセージを待つ時間を意味する。
もし、ステップ535で上記許容範囲から外れる場合、電力送信機100は、ステップ520に進行して、ネットワーク加入要請メッセージを送った電力受信機は、通信は可能であるが、電力送信機100との無線充電を遂行することに適合しない非電力受信対象と判断する。例えば、製造社または規約により定まった無線充電が遂行できない機器と判断する。これによって、電力送信機100は、ステップ550に進行して上記充電対象に対する電力転送を停止する。
このように、転送電力値を変更して転送することによって、電力受信機が正常に動作するために必要とする充分な電力転送が可能になる。
また、本発明は、充電有効領域に同時に多数の電力受信機が位置するか、そのうち、いずれか1つの電力受信機が充電有効領域の一部に亘って位置しても、各電力受信機への充分な電力供給が可能であるので、正常な通信が可能になる。
12 増幅部
14 共振信号発生部
16 電圧/電流測定部
18 制御部
19 無線通信部
20 定電圧発生部
21 平滑部
22 整流部
24 共振信号受信部
26 電圧測定部
28 制御部
29 無線通信部
30,100 電力送信機
31,110 電力受信機
32 異常電力受信機
33 異物質
Claims (16)
- 電力送信機で一つ以上の電力受信機とのアウトバンド通信を通じる電力転送を制御するための方法であって、
前記電力送信機の共振信号発生部により、周期的に負荷変化を感知するための第1電力を第1時間期間の間に送信するステップと、
前記負荷変化が感知されると、前記第1電力の送信を停止し、前記第1時間期間と相異する第2時間期間の間に送信する第2電力の電力値を調整するステップと、
前記電力送信機の前記共振信号発生部により、前記電力送信機の近距離無線通信を遂行する無線通信部を通じて電力受信機と通信するために、前記第2時間期間の間に前記調整された電力値を有する第2電力を送信するステップと、
前記無線通信部により、前記電力受信機からネットワーク加入要請メッセージを受信するステップと、
前記無線通信部により、前記電力受信機に承認メッセージを転送するステップと、
前記共振信号発生部により、前記電力受信機に前記電力受信機の充電のための電力を送信するステップと、を含み、
前記無線通信部は、前記共振信号発生部と区分されることを特徴とする、電力転送制御方法。 - 前記電力送信機の前記無線通信部を通じて所定の時間内に前記ネットワーク加入要請メッセージが受信されないと、前記電力受信機に対する前記第2電力の転送を停止するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電力転送制御方法。
- 前記第1電力の値は、前記第2電力の値より小さいことを特徴とする、請求項1に記載の電力転送制御方法。
- 前記ネットワーク加入要請メッセージに含まれた情報を利用して前記電力受信機が多重無線電力転送ネットワークに加入可能であるか否かを判断するステップと、
前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入可能であると判断されると、前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することを許可するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電力転送制御方法。 - 前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入可能でないと判断されると、前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することを拒否するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項4に記載の電力転送制御方法。
- 前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することが拒否された後、前記電力受信機に対する前記第2電力の転送を停止するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の電力転送制御方法。
- 前記ネットワーク加入要請メッセージは、前記電力受信機のID(identifier)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の電力転送制御方法。
- 前記負荷変化に対応する測定値と所定のしきい値とを比較するステップと、
前記測定値が前記所定のしきい値以上である場合、前記負荷変化を感知するステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電力転送制御方法。 - 一つ以上の電力受信機とのアウトバンド通信を通じる電力転送を制御するための電力送信機であって、
周期的に負荷変化を感知するための第1電力を第1時間期間の間に送信する共振信号発生部と、
近距離無線通信を遂行する無線通信部と、
前記負荷変化が感知されると、前記第1電力の送信を停止し、前記第1時間期間と相異する第2時間期間の間に送信する第2電力の電力値を調整する制御部と、を含み、
前記共振信号発生部は、
前記無線通信部を通じて電力受信機と通信するために、前記第2時間期間の間に前記調整された電力値を有する第2電力を転送し、
前記無線通信部は、前記電力受信機からネットワーク加入要請メッセージを受信し、前記電力受信機に承認メッセージを転送し、
前記共振信号発生部は、前記電力受信機を充電するための電力を転送することを特徴とする、電力送信機。 - 前記共振信号発生部は、
前記無線通信部を通じて所定の時間内に前記ネットワーク加入要請メッセージが受信されないと、前記電力受信機に対する前記第2電力の転送を停止することを特徴とする、請求項9に記載の電力送信機。 - 前記第1電力の値は、前記第2電力の値より小さいことを特徴とする、請求項9に記載の電力送信機。
- 前記制御部は、
前記ネットワーク加入要請メッセージに含まれた情報を利用して前記電力受信機が多重無線電力転送ネットワークに加入可能であるか否かを判断し、前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入可能であると判断されると、前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することを許可することを特徴とする、請求項9に記載の電力送信機。 - 前記制御部は、
前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入可能でないと判断されると、前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することを拒否することを特徴とする、請求項12に記載の電力送信機。 - 前記共振信号発生部は、
前記電力受信機が前記多重無線電力転送ネットワークに加入することが拒否された後、前記電力受信機に対する前記第2電力の転送を停止することを特徴とする、請求項13に記載の電力送信機。 - 前記ネットワーク加入要請メッセージは、前記電力受信機のID(identifier)を含むことを特徴とする、請求項9に記載の電力送信機。
- 前記制御部は、
前記負荷変化に対応する測定値と所定のしきい値とを比較し、前記測定値が前記所定のしきい値以上である場合、前記負荷変化を感知することを特徴とする、請求項9に記載の電力送信機。
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