JP6370805B2 - 無線電力送信器、無線電力受信器、及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線電力送信器及び無線電力受信器、及びその制御方法に関するもので、より詳細には、所定の方式で通信を遂行することができる無線電力送信器と無線電力受信器、及びその制御方法に関する。

携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)のような移動端末は、再充電が可能なバッテリーで駆動される。一般的に、移動端末のバッテリーは、別途の充電装置を用いて電気エネルギーを供給して充電される。例えば、別途の接触端子は、充電装置とバッテリーを相互に電気的に接続する。

しかしながら、接触端子は、外部に突出されているため、異物により汚染され、あるいは湿気により損傷されることによって、充電が正しく遂行されないという問題があった。
このような問題を解決するために、最近では無線充電(又は無接触充電)技術が開発されている。

このような無線充電技術は、無線電力送受信を使用する。例えば、無線充電は、携帯電話又はバッテリーを別途の充電コネクタに接続せずに、バッテリーを単に充電パッドの上に置いた場合に自動で充電されるシステムに使用される。

一般に、無線充電技術は、コイルを用いる電磁誘導方式、共鳴(resonance)を用いる共振方式、又は電気エネルギーをマイクロ波に変換させて伝達するＲＦ(Radio Frequency)/マイクロ波放射方式を活用する。

電磁誘導による電力伝送は、１次コイルと２次コイルとの間の電力を伝送する。より具体的には、１次コイルに磁石を接近させる場合、誘導電流が発生する。送信側は、この誘導電流を用いて磁場を発生させ、受信側は、磁場の変化に従って誘導電流を通じてエネルギーを生成する。このような現状は、磁気誘導と称され、磁気誘導を用いる電力伝送方法は、高いエネルギー送信効率を有する。

共振方式による電力送信は、結合モード(coupled mode)理論に基づき、充電装置と数メートル離れているデバイスのバッテリーを充電することができる。より詳細には、共鳴音の代わりに電子エネルギーを含む電磁波が共鳴される。この共鳴される電気エネルギーは、対応する共振周波数を有するデバイスに直接に伝送される。したがって、使用されない電気エネルギーは、空気中に広がる代わりに、電磁場に再吸収される。その結果、この共振方式の電気エネルギーは、他の電磁波とは異なって、周辺の機械又は人には影響しない。

無線電力送信器及び無線電力受信器は、多様な方式、例えばＺｉｇ-Ｂｅｅ（登録商標）方式又はブルートゥース（登録商標）低エネルギー方式で通信することができる。Ｚｉｇ-Ｂｅｅ（登録商標）方式又はブルートゥース（登録商標）低エネルギー方式のようなアウトバンド方式によって、通信の有効距離が増加する。それによって、無線電力送信器及び無線電力受信器が比較的遠い距離に相互に位置される場合でも、無線電力送信器及び無線電力受信器は、通信を遂行することができる。すなわち、無線電力送信器は、無線電力が一般的に送信できない距離より遠く位置しても、無線電力受信器と通信を遂行することができる。

図１は、交差接続を示す概念図である。
図１を参照すると、第１の無線電力受信器ＲＸ１は、第１の無線電力送信器ＴＸ１の近くに位置され、第２の無線電力受信器ＲＸ２は第２の無線電力送信器ＴＸ２の近くに位置される。第１の無線電力送信器ＴＸ１は、第１の無線電力受信器ＲＸ１に電力を送信し、第２の無線電力送信器ＴＸ２は、第２の無線電力受信器ＲＸ２に電力を送信する。それによって、第１の無線電力送信器ＴＸ１は、第１の無線電力受信器ＲＸ１と通信し、第２の無線電力送信器ＴＸ２は、第２の無線電力受信器ＲＸ２と通信する。

しかしながら、第１の無線電力受信器ＲＸ１が第１の無線電力送信器ＴＸ１から離れる場合、第１の無線電力受信器ＲＸ１は、第２の無線電力送信器ＴＸ２により制御される無線電力ネットワークに加入できる。同様に、第２の無線電力受信器ＲＸ２が第２の無線電力送信器ＴＸ２から離れる場合、第２の無線電力受信器ＲＸ２は、第１の無線電力送信器ＴＸ１により制御される無線電力ネットワークに加入できる。これを交差接続(cross-connection)と称される。

交差接続の間に、第１の無線電力送信器ＴＸ１が第１の無線電力受信器ＲＸ１が要求する電力でなく、第２の無線電力受信器ＲＸ２により要求される電力を送信するという問題が発生する。例えば、第２の無線電力受信器ＲＸ２の容量が第１の無線電力受信器ＲＸ１の容量より大きい場合には、第１の無線電力受信器ＲＸ１に過用量が印加される問題があった。

さらに、第２の無線電力受信器ＲＸ２の容量が第１の無線電力受信器ＲＸ１の容量より小さい場合、第１の無線電力受信器ＲＸ１が充電容量以下の電力を受信するという問題点を有する。

したがって、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、交差接続の問題を解決するためのものであって、交差接続される無線電力受信器を除外した無線電力送信器及びその制御方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器の制御方法が提供される。その方法は、無線電力受信器に、第１の時間情報及びロード変更情報を含む制御信号を送信するステップと、第１の時間情報に対応する期間で無線電力受信器のロード変更を検出するステップと、無線電力受信器の検出したロード変更が制御信号に含まれたロード変更情報に対応する場合、無線電力受信器が充電用として認証されると判定するステップとを有する。

本発明の他の態様によれば、無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器が提供される。その無線電力送信器は、無線電力受信器に第１の時間情報及びロード変更情報を含む制御信号を送信するように構成される通信部と、第１の時間情報に対応する期間で無線電力受信器のロード変更を検出し、無線電力受信器の検出したロード変更が制御信号に含まれるロード変更情報に対応する場合、無線電力受信器が充電用として認証されると判定するように構成される制御部と、充電用として認証された無線電力受信器に充電電力を印加するように構成される電力送信部とを含む。

また、本発明の他の態様によれば、無線電力送信器から充電電力を受信する無線電力受信器の制御方法が提供される。その方法は、無線電力送信器から第１の時間情報及びロード変更情報を含む制御信号を受信するステップと、第１の時間情報に対応する期間でロード変更情報に従ってロード状態を変更するステップと、第１の時間情報に対応する期間が経過した後、ロード状態を変更以前の状態に戻すステップとを有する。

さらに、本発明の他の態様によれば、無線電力送信器から充電電力を受信する無線電力受信器が提供される。その無線電力受信器は、無線電力送信器から第１の時間情報及びロード変更情報を含む制御信号を受信するように構成される通信部と、無線電力送信器から受信した充電電力で無線電力受信器を充電するように構成される充電部と、充電部の接続状態をオン又はオフ状態にスイッチングするように構成されるロードスイッチ部と、ロード変更情報に基づき、第１の時間情報に対応する期間でロードスイッチがオン状態に変更されるように制御する制御部とを含む。

本発明は、無線電力送信器に位置した無線電力受信器が他の無線電力送信器に接続され、充電電力が受信される多くの問題点を解決することができる。
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。

交差接続を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態による無線充電システムの動作を示す図である。 本発明の一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図である。 本発明の一実施形態による無線電力受信器を示す図である。 本発明の一実施形態による無線電力送信器の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による無線電力送信器の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による無線電力送信器及び無線電力受信器の充電プロセスを示す信号フロー図である。 交差接続シナリオを示す図である。 本発明の一実施形態による充電プロセスを示す信号フロー図である。 交差接続シナリオを示す図である。 本発明の一実施形態による充電プロセスを示す信号フロー図である。 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シグナリングを示す信号フロー図である。

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。

次の説明において、具体的な構成及び構成要素のような特定詳細は、ただ本発明の実施形態の全般的な理解を助けるために提供されるだけである。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、以下に説明される本発明の様々な変形及び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。なお、公知の機能または構成に関する具体的な説明は、明瞭性と簡潔性のために省略する。

図２は、本発明の一実施形態による無線充電システムの動作を示す。
図２を参照すると、無線充電システムは、無線電力送信器１００及び複数の無線電力受信器、例えば無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎを含む。

無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎに無線で各々電力１-１，１-２，１-ｎを送信する。より詳細には、無線電力送信器１００は、認証された無線電力受信器に無線で電力１-１，１-２，１-ｎを送信する。

無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎと電気的接続を形成する。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に電磁波形態の無線電力を送信する。

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。ここで、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２-１，２-２，２-ｎを処理、送受信、及び/又は受信する。このフレームについて、より詳細に後述する。例えば、無線電力受信器は、移動通信端末、ＰＤＡ、ＰＭＰ(Peronal Media Player)、スマートフォンで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、共振方式を通じて複数の無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎに電力を伝送する。共振方式を用いて、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。しかしながら、無線電力送信器１００が電磁誘導方式を使用する場合、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以下であり得る。

無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎは、無線電力送信器１００から無線電力を受信して内部のバッテリーを充電する。さらに、無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎは、各々無線電力伝送を要求する信号、無線電力受信に必要な情報、無線電力受信器の状態情報、及び/又は無線電力送信器１００の制御情報を無線電力送信器１００に送信する。
また、無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎは、各々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、ディスプレイを含み、無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎの各々から受信したメッセージに基づいて無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎのそれぞれの状態を表示する。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に関連した充電時間を表示する。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の各々に対して充電完了の予想時間も表示することができる。

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制御信号を送信する。無線電力送信器１００から受信した無線充電機能のディスエーブルされる制御信号を有する無線電力受信器１１０-１，１１０-２，１１０-ｎは、無線充電機能をディスエーブルする。

図３Ａは、本発明の一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。
図３Ａを参照すると、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。また、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、無線で無線電力受信器２５０に電力を提供する。例えば、電力送信部２１１は、交流電流(ＡＣ)波形で、例えば電気コンセントから電力を受信する場合、電力がＡＣ波形タイプで直接供給される。しかしながら、電力送信部２１１が直流(ＤＣ)波形で電力を受信する場合、受信したＤＣ波形の電力を変換してＡＣ波形のタイプで供給する。

例えば、電力送信部２１１は、無線電力送信器２００に含まれたバッテリーの形態で実現され、すなわち無線電力送信器２００の構成要素として、バッテリーの一部、あるいは電力受信インターフェースの形態で実現され、電気コンセントのようなバッテリー又は他のソースから電力を受信する。電力送信部２１１が一定のＡＣ波形タイプの電力を提供するものであれば、その構造に制限がないことは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には容易に理解できることである。

さらに、電力送信部２１１は、ＡＣ波形を電磁波で無線電力受信器２５０に提供する。電力送信部２１１は、電磁波を送受信するためにループコイルを含んでもよい。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、変更され得る。電力送信部２１１は、電磁波を送受信できる限り、本発明の実施形態に限定されず、変更可能であることは、当業者には明らかなことである。

制御部２１２は、例えば、格納部(図示せず)から読み取るアルゴリズム、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の動作全体を制御する。制御部２１２は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、又はミニコンピュータの形態で実現することができる。

通信部２１３は、無線電力受信器２５０と通信する。例えば、通信部２１３は、無線電力受信器２５０の通信部２５３とＮＦＣ(Near Field Communication)、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）通信、赤外線通信、可視光線通信などを用いて通信することができる。ここで、通信部２１３は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）通信方式を使用して通信を遂行し、ＣＳＭＡ/ＣＡ(Carrier Sense Multiple Acces with a Collision Avoidance)アルゴリズムを使用すると仮定するが、本発明はここに限定されるものではない。

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。例えば、通信部２１３は、信号をユニキャスト、マルチキャスト、又はブロードキャストする。

＜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、すなわち通知信号のフレームデータ構造を示す。ここで、無線電力送信器２００は、通知信号を周期的に送信する。

＜表１＞において、フレームタイプフィールドは、上記フレーム、すなわち通知信号フレームのタイプを示す。プロトコルバージョンフィールドは、プロトコルのタイプを示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当フレームの順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。

ネットワークＩＤ(IDentifier)フィールドは、無線電力送信器２００のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。報告するＲＸ(RX to Report)(スケジュールマスク)フィールドは、無線電力送信器２００にレポートを提供するための無線電力受信器を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。
＜表２＞は、本発明の一実施形態による報告するＲＸ(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、各々第１〜第８の無線電力受信器に対応する。報告するＲＸ(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を有する無線電力受信器がレポートを提供するように実現される。

＜表１＞を更に参照すると、予備フィールドは、以後の使用のために予備され、例えば５ｂｙｔｅが割り当てられる。Ｒｘ番号フィールドは、無線電力送信器２００の近くに位置した無線電力受信器の個数を示し、例えば３ｂｉｔが割り当てられる。

＜表１＞に示したフレームタイプの信号は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４形式のデータ構造のＷＰＴ(Wireless Power Transmission)に割り当てられることができる。
＜表３＞は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のデータ構造である。

＜表３＞に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のデータ構造は、プリアンブル、ＳＦＤ(Start Frame Delimiter)、フレーム長、ＷＰＴ、及びＣＲＣ(Cyclic Redundancey Check)１６フィールドを含む。例えば、＜表１＞に示したデータ構造は、＜表３＞に示す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。例えば、電力情報は、無線電力受信器２５０の容量、バッテリーの残量、充電回数、使用量、バッテリー容量、及びバッテリー比率のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。さらに、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させる制御信号である。

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(図示せず)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＞の通知信号を受信することができる。

図３Ａは異なるハードウェア要素として電力送信部２１１及び通信部２１３を示すが、電力送信部２１１及び通信部２１３は、一つのハードウェア構造で実現され得る。

無線電力送信器２００及び無線電力受信器２５０は、多様なタイプの信号を送受信する。それによって、無線電力受信器２５０は、無線電力送信器２００により制御される無線電力ネットワークに加入し、無線電力送受信を通じる充電プロセスが遂行される。
図３Ｂは、本発明の一実施形態による無線電力受信器を示す。特に、図３Ｂは、図３Ａに示した無線電力受信器２５０のより詳細な説明を示す。

図３Ｂを参照すると、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コンバータ２５５、スイッチング部２５６、及び充電部２５７を含む。
電力受信部２５１、制御部２５２、及び通信部２５３に関する説明は、図３Ａを参照して説明したので、ここではこれら各々に関する説明を省略する。

図３Ｂを参照すると、整流部２５４は、電力受信部２５１から受信される無線電力をＤＣ電力に整流し、例えばブリッジダイオード形態で実現することができる。ＤＣ/ＤＣコンバータ２５５は、整流された電力を所定の利得に変換する。例えば、ＤＣ/ＤＣコンバータ２５５は、出力端２５９の電圧が５Ｖとなるように整流された電力を変換する。ＤＣ/ＤＣコンバータ２５５の前端２５８に印加される電圧の最小値及び最大値が予め設定され、上記の情報は、後述する加入要求信号の最小入力電圧フィールド及び最大入力電圧フィールドに記録される。ＤＣ/ＤＣコンバータ２５５の後端２５９に印加される定格電圧及びフローされる定格電流は、加入要求信号の出力電圧フィールド及び出力電流フィールドに含まれる。

スイッチング部２５６は、ＤＣ/ＤＣコンバータ２５５及び充電部２５７に接続される。スイッチング部２５６は、制御部２５２の制御に従ってオン/オフ状態を維持する。
充電部２５７は、スイッチング部２５６がオン状態である場合にＤＣ/ＤＣコンバータ２５５から受信される変換された電力を格納する。

通信部２５３は、充電を開始するための命令信号を受信する。制御部２５２は、受信された命令信号に基づいて、所定時点でスイッチング部２５６をオン状態に維持するように制御する。

図４は、本発明の一実施形態による無線電力送信器の制御方法を示す。
図４を参照すると、無線電力送信器は、ステップＳ４０１で、無線電力受信器から無線電力送信器サーチ信号(以下、‘サーチ信号’と称する)を受信する。例えば、サーチ信号は、下記の＜表４＞のようなデータ構造を有する。

＜表４＞において、フレームタイプフィールドは、フレーム、すなわちサーチフレームのタイプを示す。プロトコルバージョンフィールドは、通信方式のプロトコルのタイプを示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して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４＞のサーチ信号のシーケンス番号は２であり得る。

製造社ＩＤフィールドは、無線電力受信器の製造社情報を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。プロダクトＩＤフィールドは、無線電力受信器の製品情報を示し、例えば無線電力受信器のシリアルナンバー情報を含む。プロダクトＩＤフィールドは、例えば４ｂｙｔｅが割り当てられる。インピーダンスフィールドは、無線電力受信器のインピーダンス情報を示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。クラスフィールドは、無線電力受信器の定格電力情報を示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。

ステップＳ４０３において、無線電力送信器は、ロード変更があるか否かをを検出する。ロード変更があると判定される場合、すなわち送信したサーチ信号を有する無線電力受信器が無線電力送信器上に配置される場合、無線電力送信器は、ステップＳ４０５で、対応する無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるプロセスを遂行する。

しかしながら、ステップＳ４０３でロード変更が検出されない場合、すなわち送信したサーチ信号を有する無線電力受信器が、無線電力送信器上に配置されない場合、無線電力送信器は、ステップＳ４０７で、対応する無線電力受信器を無線電力ネットワークから排除させる。

基本的に、無線電力受信器が無線電力送信器に配置される場合、無線電力送信器の一地点でのロード又はインピーダンスが変更される。しかしながら、無線電力受信器が他の無線電力送信器に配置される場合、無線電力送信器の一地点でのロード又はインピーダンスは変更されない。したがって、無線電力送信器は、サーチ信号が受信された後に、無線電力受信器が無線電力送信器上に配置されるか、あるいは他の無線電力送信器上に配置されるか否かをロード変更の検出により判定できる。
図５は、本発明の一実施形態による無線電力送信器の制御方法を示すフローチャートである。
図５を参照すると、無線電力送信器は、ステップＳ５０１で、例えば、無線電力受信器から＜表１＞に示すようなデータ構造を有するサーチ信号を受信する。

ステップＳ５０３において、無線電力送信器は、対応する無線電力受信器を無線電力送信器により制御される無線電力ネットワークに加入させ、加入された無線電力受信器に充電電力を印加する。

ステップ５０５において、無線電力送信器は、無線電力受信器に対してロードスイッチをオン状態にスイッチングするように制御するロードスイッチオン制御命令を送信する。例えば、ロードスイッチは、図３Ｂに示したように、充電部に接続され得る。

ステップＳ５０７において、無線電力送信器は、ロード変更があるか否かをモニタリングする。ロードスイッチがオン状態にあるように制御される場合、ロードは、無線電力受信器に接続され、無線電力送信器の一地点でのロード値は変更され得る。

ステップ５０９で無線電力送信器がロード変更を検出する場合、無線電力送信器は、無線電力受信器が無線電力送信器上に配置されることを確認し、ステップＳ５１１で無線電力受信器を継続して充電する。しかしながら、無線電力受信器が異なる無線電力送信器上に配置される場合、すなわち無線電力送信器がステップＳ５０９でロード変更を検出しない場合、無線電力送信器は、ステップＳ５１３で、無線電力受信器が他の無線電力送信器上に配置されることを確認し、無線電力受信器に対する充電を中断する。

例えば、無線電力送信器は、無線電力ネットワークから無線電力受信器を排除してもよい。あるいは、無線電力送信器は、ネットワーク除外メッセージを無線電力受信器に送信し、その後に無線電力受信器は、ネットワーク除外メッセージに基づいて無線電力ネットワークから除外してもよい。

例えば、無線電力送信器が他の無線電力受信器に充電電力を印加している場合、無線電力送信器は、除外される無線電力受信器に対する充電電力のみを減少させ、他の無線電力受信器に対する充電電力は維持する。

図６は、本発明の一実施形態による無線電力送信器及び無線電力受信器の充電プロセスを示す信号フロー図である。
図６を参照すると、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２は、電力供給に使用可能であり、無線電力受信器６０３は、第１の無線電力送信器６０１上に配置される。さらに、無線電力受信器６０３は、第１の無線電力送信器６０１と第２の無線電力送信器６０２両方から通信可能な距離に位置される。また、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２は、両方とも無線電力受信器６０３の位置によるロード変更を検出できる。

第１の無線電力送信器６０１は、無線電力受信器６０３を検出するための検出電力６１１，６１４を周期的又は非周期的に印加する。第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３を検出するための検出電力６１２，６１５を周期的又は非周期的に印加する。検出電力は、第１の無線電力送信器６０１又は第２の無線電力送信器６０２により無線電力受信器６０３を検出するために印加される電力である。

上記したように、無線電力受信器６０３が無線電力送信器のうちいずれか一つに配置される場合、対応する無線電力送信器の一地点でのロード又はインピーダンスが変更される。第１の無線電力送信器６０１又は第２の無線電力送信器６０２は、検出電力を印加しつつ、検出電力に基づいて一地点でのロード変更を検出する。
ステップ６１３において、ユーザーは、第１の無線電力受信器６０３を第１の無線電力送信器６０１上に配置する。

第１の無線電力送信器６０１は、検出電力６１４を印加するプロセスでロード変更を検出する。その後、第１の無線電力送信器６０１は、検出電力６１４の印加を中断し、駆動電力６１６を印加する。

第２の無線電力送信器６０２は、検出電力６１５を印加するプロセスでロード変更を検出する。以後、第２の無線電力送信器６０２は、検出電力６１５の印加を中断し、駆動電力６１７を印加する。ここで、駆動電力は、無線電力受信器６０３の制御部又はＭＣＵ(Micro Control Unit)を駆動するための電力量、あるいは制御部又はＭＣＵの駆動、及び通信モジュールの動作のための電力量を有することができる。

ステップ６１９において、無線電力受信器６０３は、印加される駆動電力６１６又は６１７に基づき、例えば、＜表１＞に示しようにサーチ信号を送信する。例えば、無線電力受信器は、マルチキャスト又はブロードキャスト技術に基づいてサーチ信号を送信する。それによって、第１の無線電力送信器６０１と第２の無線電力送信器６０２の両方は、ステップ６１９，６２１で、各々サーチ信号を受信する。

ステップ６２０において、第１の無線電力送信器６０１は、受信されたサーチ信号に基づいて、無線電力送信器サーチ応答信号を無線電力受信器６０３に送信する。同様、ステップ６２２で、第２の無線電力送信器６０２は、受信されたサーチ信号に基づいて、無線電力送信器サーチ応答信号を無線電力受信器６０３に送信する。例えば、無線電力送信器サーチ応答信号は、下記の＜表５＞に示すようなデータ構造を有し、以下、応答サーチ信号と称する。

＜表５＞において、フレームタイプフィールドは、上記フレーム、すなわち応答サーチ信号フレームのタイプを示す。予備フィールドは、以後の利用のために予備され、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。
ネットワークＩＤフィールドは、無線電力送信器のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。

ステップ６２３において、無線電力受信器６０３は、受信された応答サーチ信号のＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)又はエネルギーレベルを比較して、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２のうち加入を遂行する無線電力送信器を判定する。例えば、無線電力受信器６０３は、第２の無線電力送信器６０２を、加入を遂行する無線電力送信器として決定する。

ステップ６２４において、無線電力受信器６０３は、第２の無線電力送信器６０２に加入要求信号を送信する。加入要求信号は、無線電力受信器６０３と第２の無線電力送信器６０２との間の通信を設定するための信号であるので、通信要求信号と称される。加入要求信号は、以下に、要求加入信号とも称され、＜表６＞に示すようにデータ構造を有する。

＜表６＞において、フレームタイプフィールドは、上記信号、すなわち要求加入フレームを示す。予備フィールドは、以後の利用のために予備され、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。

ネットワークＩＤフィールドは、無線電力送信器のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。プロダクトＩＤフィールドは、無線電力受信器の製品情報を示し、例えば無線電力受信器のシリアルナンバー情報を含む。最小入力電圧フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の前端に印加される最小電圧値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。最大入力電圧フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の前端に印加される最大電圧値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。一般の出力電圧フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の後端に印加される定格電圧値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。一般の出力電流フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の後端にフローされる定格電流値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。

第２の無線電力送信器６０２は、要求加入信号に基づいて無線電力受信器と通信を設定するか否かを判定する。まず、第２の無線電力送信器６０２は、加入要求信号の信号強さ、例えばＲＳＳＩ値に基づいて通信を設定するか否かを判定する。受信された加入要求信号のＲＳＳＩ値が所定のしきい値より大きい場合には、第２の無線電力送信器６０２は、通信を設定すると判定する。しかしながら、受信された加入要求信号のＲＳＳＩ値が所定のしきい値以下である場合、第２の無線電力送信器６０２は、通信を設定しないと判定する。

一方、第２の無線電力送信器６０２は、加入要求信号のＩＤを確認して通信を設定するか否かを判定する。＜表６＞に示されていないが、加入要求信号は、無線電力受信器のＩＤをさらに含むことができる。第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器のＩＤを確認し、確認したＩＤが無線電力を送信するように許可されるか否かを判定する。このＩＤが無線電力を送信するように許可される場合、第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器と通信を設定すると判定する。
第２の無線電力送信器６０２は、ステップ６２５で、受信された加入要求信号に対応して加入応答信号を送信する。
例えば、加入応答信号は、＜表７＞に示すようなデータ構造を有する。

＜表７＞において、フレームタイプフィールドは、該当フレームが加入応答信号であるフレームタイプを示す。予備フィールドは、以後の使用のために予備され、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。

ネットワークＩＤフィールドは、無線電力送信器のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。許可(permission)フィールドは、無線電力受信器が無線電力ネットワークに加入されるか否かを示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。例えば、許可フィールドが１を示す場合、無線電力受信器は無線電力ネットワークに加入するように許可する場合、及び許可フィールドが０を示す場合には、無線電力受信器は、無線電力ネットワークに加入するように許可しない。

セッションＩＤフィールドは、無線電力送信器により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に割り当てられるセッションＩＤを示す。セッションＩＤは、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。

第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３に対して充電電力を送信するか否かを判定し、その結果、加入応答信号を用いて無線電力受信器６０３に送信する。ここで、第２の無線電力送信器６０２が無線電力受信器６０３に対して充電電力を印加すると判定することが仮定される。

ステップ６２６において、無線電力受信器６０３は、第２の無線電力送信器６０２にＡｃｋ信号を送信する。ステップ６２７において、第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３に充電開始を指示するための命令信号を送信する。
例えば、命令信号は、＜表８＞に示すようなデータ構造を有する。

＜表８＞において、フレームタイプフィールドは、該当フレームが命令信号フレームであることを示す。セッションＩＤフィールドは、無線電力送信器により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の各々に割り当てられるセッションＩＤを示す。セッションＩＤフィールドは、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。

ネットワークＩＤフィールドは、無線電力送信器のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。命令タイプフィールドは、命令のタイプを示し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。さらに、可変フィールドは、命令タイプのフィールドを補完し、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。
命令タイプフィールド及び可変フィールドは、＜表９＞に示すような多様な命令を示すように使用され得る。

＜表９＞において、充電開始命令は、無線電力受信器が充電を開始するように指示し、充電終了命令は、無線電力受信器が充電を終了するように指示し、要求レポート命令は、無線電力受信器がレポート信号を送信するように指示し、リセット命令は、無線電力受信器がリセットするように指示し、チャンネルスキャン命令は、無線電力受信器がチャンネルをサーチするように指示し、チャンネル変更命令は、無線電力受信器が通信チャンネルを変更するように指示し、ロードスイッチオン命令は、例えば、直ちに、又は所定時間又はその以後に無線電力受信器がそのロードスイッチをオン状態に維持するために制御するように指示する。

上記したこれら命令は、単独で又は同時に設定することができる。例えば、命令信号は、充電を開始するように指示し、同時にロードスイッチをオン状態に維持するように制御命令も遂行することができる。

ステップ６２７で、第２の無線電力送信器６０２は、オン状態にするようにロードスイッチを制御するように指示して無線電力受信器６０３の充電を開始する。ステップ６２８において、第２の無線電力送信器６０２は、駆動電力６１７から充電電力６２９に電力量を増加させる。ステップ６３０において、第２の無線電力送信器６０２は、所定の期間でロード変更があるか否かをモニタリングする。

ステップ６３１において、無線電力受信器６０３は、第２の無線電力送信器６０２から受信した命令に基づいて、充電を開始し、ロードスイッチをオン状態に維持するように制御する。ステップ６３２で、無線電力受信器６０３は、第２の無線電力送信器６０２にレポート信号を送信する。
例えば、レポート信号は、＜表１０＞に示すようなデータ構造を有する。

＜表１０＞において、フレームタイプフィールドは、該当フレームがレポート信号フレームのタイプを示す。セッションＩＤフィールドは、無線電力送信器が無線電力ネットワークの制御のために無線電力送信器により無線電力受信器の各々に割り当てられるセッションＩＤを示す。セッションＩＤフィールドは、例えば４ｂｉｔが割り当てられる。シーケンス番号フィールドは、該当信号の順次的な順序を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。例えば、シーケンス番号は、各信号の送受信ステップに対して１ずつ増加する。

ネットワークＩＤフィールドは、無線電力送信器のネットワークＩＤを示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。入力電圧フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の前端に印加される電圧値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。出力電圧フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の後端に印加される電圧値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。出力電流フィールドは、無線電力受信器のＤＣ/ＤＣインバータ(図示せず）の後端に導通される定格電流値を示し、例えば１ｂｙｔｅが割り当てられる。

上記したように、無線電力受信器６０３は、実際に第２の無線電力送信器６０２上に配置されず、すなわち第１の無線電力送信器６０１上に配置され、その結果、第２の無線電力送信器６０２は、ステップ６３３で、所定時間(Ｔｌｏａｄｏｎ)内にロード変更を検出できない。したがって、第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３を第２の無線電力送信器６０２により制御される無線電力ネットワークから除外させる。すなわち、第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３と通信しないように決定し、ロード変更検出状態に戻る。

但し、無線電力受信器６０３の代わり、他の無線電力受信器が第２の無線電力送信器６０２により制御される場合、第２の無線電力送信器６０２は、ロード変更検出状態に戻ることなく、無線電力受信器６０３に充電電力の印加のみを中断し、他の無線電力受信器は充電し続ける。図６において、第２の無線電力送信器６０２がロード変更検出状態に戻ると仮定される。
したがって、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２は、各々検出電力６３４，６３５を印加する。

無線電力受信器６０３は、継続して第１の無線電力送信器６０１上に配置される。それによって、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２は、各々駆動電力６３６，６３７を印加する。ステップ６３８において、無線電力受信器６０３は、駆動電力６３６，６３７に基づいて駆動される。無線電力受信器６０３は、ステップ６３９，６４０で、第１の無線電力送信器６０１及び第２の無線電力送信器６０２に各々サーチ信号を送信する。

ステップ６４１において、第１の無線電力送信器６０１は、サーチ信号に応答して応答サーチ信号を無線電力受信器６０３に送信する。第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３を第２の無線電力送信器６０２により制御される無線電力ネットワークから除外させるため、所定期間(ｔｉｇｎｏｒｅ)で無線電力受信器６０３からのサーチ信号が無視される。例えば、第２の無線電力送信器６０２は、無線電力受信器６０３のＩＤ又はシリアルナンバーを格納して無線電力ネットワークから無線電力受信器６０３を除外し、対応する無線電力受信器６０３から送信されたサーチ信号を無視できる。
ステップ６４２において、無線電力受信器６０３は、受信された応答サーチ信号に従って第１の無線電力送信器６０１と通信を遂行する。

ステップ６４３において、無線電力受信器６０３は、第１の無線電力送信器６０１に加入要求信号を送信する。ステップ６４４において、第１の無線電力送信器６０１は、無線電力受信器６０３に加入応答信号を送信する。ステップ６４５において、無線電力受信器６０３は、Ａｃｋ信号を第１の無線電力送信器６０１に送信する。

ステップ６４６において、第１の無線電力送信器６０１は、充電を開始し、命令信号を用いて特定時点でロードスイッチのオン状態を制御する。ステップ６４７において、第１の無線電力送信器６０１は、印加される電力を駆動電力６３７から充電電力６５２に増加させる。
ステップ６４８において、第１の無線電力送信器６０１は、ロード変更をモニタリングする。

第１の無線電力送信器６０１及び無線電力受信器６０３は、両方とも命令信号又はＡｃｋ信号を所定の時間Ｔｌｏａｄｏｎの計算のための同期化信号として使用することができる。例えば、命令信号又はＡｃｋ信号の受信時点が所定の時間Ｔｌｏａｄｏｎの計算開始時点として使用することができる。

ステップ６４９において、無線電力受信器６０３は、充電を開始し、所定の時間(Ｔｌｏａｄｏｎ)以後にロードスイッチをオン状態に維持するように制御する。
ステップ６５０において、無線電力受信器６０３は、第１の無線電力送信器６０１にレポート信号を送信する。

ステップ６５１において、第１の無線電力送信器６０１は、所定時間(Ｔｌｏａｄｏｎ)以後、ロードスイッチのオン状態制御によるロード変更を検出する。それによって、第１の無線電力送信器６０１は、無線電力受信器６０３が第１の無線電力送信器６０１上に配置されると判定し、充電を持続する。第１の無線電力送信器６０１は、上記の所定時間Ｔｌｏａｄｏｎに対するトレランス(tolerance)を設定できる。第１の無線電力送信器６０１が所定時間Ｔｌｏａｄｏｎより早い時点又は遅い時点でロード変更を検出しても継続して充電することができる。
図７Ａは、交差接続されたシナリオを示す。

図７Ａを参照すると、第１の無線電力受信器７０３は、第１の無線電力送信器７０１上に配置され、第２の無線電力受信器７０４は第２の無線電力送信器７０２上に配置される。しかしながら、第１の無線電力送信器７０１は、第２の無線電力受信器７０４と通信し、第２の無線電力送信器７０２は、第１の無線電力受信器７０３と通信する。

図７Ｂは、本発明の一実施形態による充電プロセスを示す信号フロー図である。特に、図７Ｂは、図７に示したシナリオにより発生する問題を解決するための手順を示す。

図７Ｂにおいて、ステップ７１１乃至７４５は、図６に示したステップ６１１乃至６４５と同一であるので、ここでは、これらステップの反復的な説明を省略する。

図７Ｂを参照すると、ステップ７４６において、第１の無線電力送信器７０１は、命令信号を用いて、充電の開始及び特定時点でロードスイッチのオン状態制御を無線電力受信器７０３に指示する。ステップ７４７において、第１の無線電力送信器７０１は、所定時間(Ｔｌｏａｄｏｎ)以後に、ロード変更に対してモニタリングする。

ステップ７４８において、無線電力受信器７０３は、所定の時間(ｔｌｏａｄｏｎ)以後に、ロードスイッチをオン状態にするように制御し、ステップ７４９で、無線電力受信器７０３は、レポート信号を第１の無線電力送信器７０１に送信する。
ステップ７５０において、第１の無線電力送信器７０１は、ステップ７５１で充電電力を徐々に増加させた後、充電電力７５２を継続して印加する。
図８Ａは、交差接続シナリオを示す。

図８Ａを参照すると、第１の無線電力受信器８０３及び第３の無線電力受信器８０５は、第１の無線電力送信器８０１上に配置され、第２の無線電力受信器８０４は第２の無線電力送信器８０２上に配置される。しかしながら、第１の無線電力送信器８０１は第２の無線電力受信器８０４と通信し、第２の無線電力送信器８０２は第１の無線電力受信器８０３及び第３の無線電力受信器８０５と通信する。例えば、第３の無線電力受信器８０５は、第１の無線電力受信器８０３以後に第１の無線電力送信器８０１上に配置される。

図８Ｂは、本発明の実施形態による充電プロセスを示す信号フロー図である。特に、図８Ｂは、図８Ａに示すシナリオで無線電力送信器と無線電力受信器との間の送信及び受信を示す。

図８Ｂを参照すると、第１の無線電力送信器８０１は、第１の無線電力受信器８０３を検出するための検出電力８１１，８１４を周期的に又は非周期的に印加する。第２の無線電力送信器８０２は、第１の無線電力受信器８０３を検出するための検出電力８１２，８１５を周期的に又は非周期的に印加する。検出電力は、第１の無線電力送信器８０１又は第２の無線電力送信器８０２により第１の無線電力受信器８０３を検出するために印加される電力である。上記したように、第１の無線電力受信器８０３が無線電力送信器のうちいずれか一つに配置される場合、第１及び第２の無線電力送信器の一部分でのロード又はインピーダンスが変更され得る。第１の無線電力送信器８０１又は第２の無線電力送信器８０２は、対応する検出電力を印加しつつ、検出電力に基づいて一地点でのロード変更を検出する。図８Ｂで、ユーザーは、ステップ８１３で、第１の無線電力受信器８０３を第１の無線電力送信器８０１上に配置する。

第１の無線電力送信器８０１は、検出電力８１４を印加するプロセスでロード変更を検出する。第１の無線電力送信器８０１は、検出電力８１４の印加を中断し、駆動電力８１６を印加する。第２の無線電力送信器８０２は、検出電力８１５を印加するプロセスでロード変更を検出する。第２の無線電力送信器８０２は、検出電力８１５の印加を中断し、駆動電力８１７を印加する。

ステップ８１８において、第１の無線電力受信器８０３は、印加された駆動電力８１６又は８１７に基づいて、＜表１＞に示すようなサーチ信号を送信する。例えば、第１の無線電力受信器８０３は、マルチキャスト又はブロードキャスト技術に基づいてサーチ信号を送信できる。それによって、ステップ８１８，８２０で、第１の無線電力送信器８０１及び第２の無線電力送信器８０２は、両方ともサーチ信号を受信する。

ステップ８２１において、第１の無線電力送信器８０１は、受信したサーチ信号に基づいて、無線電力送信器サーチ応答信号を第１の無線電力受信器８０３に送信する。ステップ８１９において、第２の無線電力送信器８０２は、受信されたサーチ信号に基づいて、無線電力送信器サーチ応答信号を第１の無線電力受信器８０３に送信する。

ステップ８２２で、第１の無線電力受信器８０３は、受信された応答サーチ信号のＲＳＳＩ又はエネルギーレベルに基づき、第１の無線電力送信器８０１を加入する無線電力送信器として決定する。第２の無線電力送信器は、検出電力８２３を送信する。

ステップ８２４において、第１の無線電力受信器８０３は、第１の無線電力送信器８０１に要求加入信号を送信する。ステップ８２５において、第１の無線電力送信器８０１は、第１の無線電力受信器８０３に加入応答信号を送信し、ステップ８２６で、第１の無線電力受信器８０３は、第１の無線電力送信器８０１にＡｃｋ信号を送信する。

ステップ８２７において、第１の無線電力送信器８０１は、第１の無線電力受信器８０３に通知(notice)信号を送信し、ステップ８２８で、充電を開始し、特定時点で命令信号を用いてロードスイッチをオン状態にあるように制御する。

第１の無線電力送信器８０１は、所定時間(ｔｌｏａｄｏｎ)以後にロード変更に対してモニタリングし、ステップ８２９で、第１の無線電力受信器８０３のロードスイッチのオン状態８３０によるロード変更が検出される場合、充電電力に印加される電力量を増加する。

ステップ８３１において、無線電力受信器８０３は、レポート信号を第１の無線電力送信器８０１に送信する。第１の無線電力送信器８０１は、ステップ８２９で充電電力を徐々に増加した後に、ステップ８３２で充電電力の印加を維持する。
第２の無線電力送信器８０２は、検出電力８３４，８３５を周期的に印加できる。

ステップ８３６において、第３の無線電力受信器８０５は、検出電力８３４の印加と検出電力８３５の印加との間に第１の無線電力送信器８０１上に配置される。ステップ８３８において、第２の無線電力送信器８０２は駆動電力８３７を印加し、第３の無線電力受信器８０５はターンオン状態となる。

ステップ８３９では、第３の無線電力受信器８０５は、サーチ信号を第２の無線電力送信器８０２に送信し、ステップ８４０では、第２の無線電力送信器８０２は、応答サーチ信号を第３の無線電力受信器８０５に送信する。

ステップ８４１において、第３の無線電力受信器８０５は、サーチ信号を第１の無線電力送信器８０１に送信し、ステップ８４２において、第１の無線電力送信器８０１は、応答サーチ信号を第３の無線電力受信器８０５に送信する。

ステップ８４３において、第３の無線電力受信器８０５は、第１の無線電力送信器８０１及び第２の無線電力送信器８０２から受信した応答サーチ信号のＲＳＳＩ又はエネルギーレベルを比較し、第１の無線電力送信器８０１を加入する無線電力送信器として決定する。

ステップ８４４において、第３の無線電力受信器８０５は、要求加入信号を第１の無線電力送信器８０１に送信し、ステップ８４６において、第１の無線電力送信器８０１は、加入応答信号を第３の無線電力受信器８０５に送信する。

ステップ８４７において、第３の無線電力受信器８０５は、第１の無線電力送信器８０１にＡｃｋ信号を送信し、第２の無線電力送信器８０２は、検出電力８４５，８４８を周期的に印加する。

ステップ８４９において、第１の無線電力送信器８０１は、第１の無線電力受信器８０３に通知信号を送信して新たな周期を定義する。ステップ８５０において、第１の無線電力送信器８０１から送信された通知信号は、第３の無線電力受信器８０５により受信される。

ステップ８５０において、第１の無線電力送信器８０１は、第１の無線電力受信器８０３に対して充電状態を報告するように指示するレポート信号を送信する。このレポート信号に応答して、第１の無線電力受信器８０３は、ステップ８５２で、充電状態、インピーダンス情報、残りの充電量のような情報を含むレポート信号を送信する。
ステップ８５３において、第１の無線電力送信器８０１は、充電を開始し、特定時点で命令信号によりロードスイッチをオン状態に維持するように制御する。

ステップ８５４において、第１の無線電力送信器８０１は、ロード変更をモニタリングし、所定時間８５５以後のロードスイッチオンによるロード変更を検出する。
ステップ８５６において、第３の無線電力受信器８０５は、レポート信号を送信する。
ステップ８５７において、ロード変更を検出した第１の無線電力送信器８０１は、段階的に増加させる充電電力８５８を維持する。
上述したように、２つ以上の無線電力受信器が配置される場合に、容易に交差接続を防止することができる。

図９は、本発明の一実施形態により、無線電力送信器及び無線電力受信器との間のシグナリングを示す信号フローである。
図９を参照すると、無線電力送信器９０１は、ステップＳ９１１で、無線電力受信器９０２にロード変更命令信号を送信する。ロード変更命令信号は、無線電力受信器９０２に対して、第１の期間(Ｔｓｅｔ１)でロードを変更し、第２の期間(Ｔｓｅｔ２)でロードスイッチをオフ状態にするように制御する信号であり得る。あるいは、ロード変更命令信号は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更を要求する信号でもある。例えば、ロード変更は、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更することができる。例えば、第１の期間でロードを変更することは、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更して第１の期間Ｔｓｅｔ１でオン状態を維持することができる。
あるいは、第１の期間でロードを変更することは、第１の期間Ｔｓｅｔ１の間にロードを所定のパターンに従って変更してもよい。

ステップＳ９１２において、無線電力受信器９０２は、受信されたロード変更命令信号に基づいて、所定の第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを変更する。例えば、無線電力受信器９０２は、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更し、第１の期間Ｔｓｅｔ１の間にロードスイッチをオン状態に維持できる。あるいは、無線電力受信器９０２は、第１の期間Ｔｓｅｔ１で所定のパターンに従ってロードを変更することもできる。
無線電力受信器９０２は、ステップＳ９１３、Ｓ９１４，Ｓ９１７，Ｓ９１８ｄｅ、所定の周期に従ってダイナミック信号を無線電力送信器９０１に送信する。

無線電力受信器９０２は、ステップ９１５で、第１の期間Ｔｓｅｔ１を超過した後にロード変更を中止する。例えば、無線電力受信器９０２は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でオン状態に維持したロード位置をオフ状態に制御する。あるいは、無線電力受信器９０２は、所定のパターンによるロード変更を中止することができる。

ロード変更命令信号が第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に制御する命令を含む場合、無線電力受信器９０２は、Ｓ９１６で、第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に維持した後にオン状態に変更する。しかしながら、ロード変更命令信号が第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを変更する命令のみを含む場合、上記した第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に制御するステップは、省略できる。

無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２のロード変更を検出できる。無線電力送信器９０１は、送信したロード変更命令信号の情報と検出したロード変更を比較し、その比較結果に基づいて無線電力受信器が交差接続されるか否かを判定することができる。例えば、無線電力送信器９０１は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更を検出し、第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチとなることを検出する。すなわち、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更がロード変更命令信号の情報に対応すると判定される場合、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続されない充電用の無線電力受信器であると判定する。しかしながら、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更がロード変更命令信号の情報に対応しない場合には、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続された無線電力受信器であると判定する。

ロード変更命令信号が第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更のみを指示する場合、無線電力送信器９０１は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更を検出すると、無線電力受信器が交差接続されない充電用の無線電力受信器であると判定できる。一方、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更がロード変更命令信号の情報に対応しない場合には、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続された無線電力受信器であると判定できる。

一方、本発明の他の実施形態において、無線電力受信器９０２は、無線電力送信器９０１に第１の期間Ｔｓｅｔ１及び/又は第２の期間Ｔｓｅｔ２を含む制御信号(例えば、ロード変更信号)を送信する。この制御信号は、無線電力受信器９０２が第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを変更し、第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に変更することを表す信号であり得る。あるいは、制御信号は、無線電力受信器９０２が第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを変更することを表す信号である。例えば、ロード変更は、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更することができる。例えば、第１の期間でロードを変更することは、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更し、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードスイッチをオン状態に維持する。あるいは、第１の期間でロードを変更することは、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを所定のパターンに従って変更することがある。

無線電力受信器９０２は、制御信号に基づいて、所定の第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードを変更できる。例えば、無線電力受信器９０２は、ロードスイッチをオフ状態からオン状態に変更し、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロードスイッチをオン状態に維持することができる。あるいは、無線電力受信器９０２は、第１の期間Ｔｓｅｔ１で所定のパターンに従ってロードを変更してもよい。

無線電力受信器９０２は、第１の期間Ｔｓｅｔ１を経過した後にロード変更を中止する。例えば、無線電力受信器９０２は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でオン状態にあるロードスイッチをオフ状態になるように制御する。あるいは、無線電力受信器９０２は、所定のパターンによりロード変更を中止することができる。

一方、ロード変更信号が第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に維持するように制御する情報を含む場合、無線電力受信器９０２は、第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態に維持した後に、オン状態に変更できる。しかしながら、ロード変更信号が第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更の命令のみを含む場合、第２の期間Ｔｓｅｔ２でロードスイッチをオフ状態になるように制御する上記ステップは省略され得る。
無線電力送信器９０１は、制御信号を無線電力受信器９０２から受信し、無線電力受信器９０２のロード変更を検出する。

無線電力送信器９０１は、受信した制御信号(例えば、ロード変更信号)の情報を検出したロード変更と比較し、その比較結果に基づいて無線電力受信器が交差接続されるか否かを判定する。例えば、無線電力送信器９０１は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更を検出し、第２の期間Ｔｓｅｔ２でオフ状態のロードスイッチを検出することができる。すなわち、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更が制御信号の情報と一致すると判定される場合、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続されない充電用の無線電力受信器であると判定できる。一方、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更がロード変更信号と一致しないと判定される場合には、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続された無線電力受信器であると判定する。

一方、ロード変更信号が第１の期間Ｔｓｅｔ１でのロード変更のみを示す場合、無線電力送信器９０１は、第１の期間Ｔｓｅｔ１でロード変更を検出すると、無線電力受信器が交差接続されない充電用の無線電力受信器であると決定する。一方、無線電力送信器９０１により検出されたロード変更がロード変更信号の情報と一致しないと判定される場合、無線電力送信器９０１は、無線電力受信器９０２が交差接続された無線電力受信器であると判定することができる。

さらに、本発明の実施形態において、本発明の実施形態による無線電力送信器９０１又は無線電力受信器９０２により伝送されるロード変更、第１の期間、第２の期間に関する情報は、無線電力受信器９０２に関する登録手順又は充電手順で送信される各種信号のうち任意の信号の静的パラメータ又はダイナミックパラメータとして含まれる。

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。

１−１ 電力
１−２ 電力
２−１ 所定のフレームを含むパケット
２−２ 所定のフレームを含むパケット
１００ 無線電力送信器
１１０−１ 無線電力受信器
１１０−２ 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
２５２ 制御部
２５３ 通信部
２５４ 整流部
２５５ ＤＣコンバータ
２５６ スイッチング部
２５７ 充電部
２５８ 前端
２５９ 後端
６０１ 第１の無線電力送信器
６０２ 第２の無線電力送信器
６０３ 無線電力受信器
７０１ 第１の無線電力送信器
７０２ 第２の無線電力送信器
７０３ 無線電力受信器
７０４ 無線電力受信器
８０１ 第１の無線電力送信器
８０２ 第２の無線電力送信器
８０３ 第１の無線電力受信器
８０４ 第２の無線電力受信器
８０５ 第３の無線電力受信器
９０１ 無線電力送信器
９０２ 無線電力受信器

Claims (8)

1. 無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器の制御方法であって、
   前記無線電力受信器に、第１の時間情報を含む制御信号を送信するステップと、
   前記制御信号に応答して、前記無線電力受信器のロードが変更されるか否かを検出するステップと、
   前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間を測定するステップと、
   前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応するか否かを判定するステップと、
   前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応しないと、前記無線電力受信器の充電を中断するステップと、を有することを特徴とする方法。
2. 前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応しないと、前記無線電力受信器が交差接続されると判定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御信号は、前記無線電力受信器のロードスイッチの状態をオフ状態からオン状態に変更し、前記第１の時間情報に対応する期間の間に前記オン状態を維持することを指示する情報をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器であって、
   前記無線電力受信器に第１の時間情報を含む制御信号を送信するように構成される通信部と、
   前記制御信号に応答して前記無線電力受信器のロードが変更されるかを検出し、前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間を測定し、前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応するか否かを判定し、前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応しないと、 前記無線電力受信器の充電を中断するように構成される制御部と、
   前記無線電力受信器に前記充電電力を印加するように構成される電力送信部と、
   を含むことを特徴とする無線電力送信器。
5. 前記制御部は、前記第１の時間情報に前記無線電力受信器の変更されたロードが維持される時間が対応しないと、前記無線電力受信器が交差接続されると判定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の無線電力送信器。
6. 前記制御信号は、前記無線電力受信器のロードスイッチの状態をオフ状態からオン状態に変更し、前記第１の時間情報に対応する期間の間に前記オン状態を維持することを指示する情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の無線電力送信器。
7. 無線電力送信器から充電電力を受信する無線電力受信器の制御方法であって、
   前記無線電力送信器から、前記無線電力受信器のロード状態を変更し、第１の時間情報に対応する期間の間に前記無線電力受信器の変更されたロード状態を維持することを指示する制御信号を受信するステップと、
   前記制御信号に応答して、前記無線電力受信器のロード状態を変更するステップと、
   前記無線電力送信器が前記無線電力受信器が交差接続されたか否かを確認できるように、前記第１の時間情報に対応する期間の間に前記無線電力受信器の変更されたロード状態を維持するステップと、
   前記第１の時間情報に対応する期間が経過した後、前記無線電力受信器の変更されたロード状態を変更以前の状態に戻すステップと、
   を有することを特徴とする方法。
8. 無線電力送信器から充電電力を受信する無線電力受信器であって、
   前記無線電力送信器から、前記無線電力受信器のロード状態を変更し、第１の時間情報に対応する期間の間に前記無線電力受信器の変更されたロード状態を維持することを指示する制御信号を受信するように構成される通信部と、
   前記無線電力送信器から受信した前記充電電力で前記無線電力受信器を充電するように構成される充電部と、
   前記制御信号に応答して、前記無線電力受信器のロード状態を変更し、前記無線電力送信器が前記無線電力受信器が交差接続されたか否かを確認できるように、前記第１の時間情報に対応する期間の間に無線電力受信器の変更されたロード状態を維持し、前記第１の時間情報に対応する期間が経過した後、前記無線電力受信器の変更されたロード状態を変更以前の状態に戻す制御部と、
   を含むことを特徴とする無線電力受信器。

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