KR101142388B1 - 자기공진유도 방식 기반 충전기기의 충전 시스템 및 충전 방법 - Google Patents

자기공진유도 방식 기반 충전기기의 충전 시스템 및 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기공진유도 방식을 이용하여 다수의 충전기기들에게 무선으로 충전 서비스를 제공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기장 통신 기술을 이용하여 추가적인 주파수 밴드의 소모없이 충전기기들의 정보를 인식하여 효율적인 충전 서비스가 가능하도록 하는 충전 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 충전기기가 자기공진유도 방식으로 무선 전력을 전달하는 방법은 1차 충전 스테이션을 탐색하는 단계, 상기 1차 충전 스테이션의 탐색에 실패한 경우, 무선전력 전송이 가능한 2차 충전 스테이션을 탐색하는 단계, 상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로 상기 충전기기의 식별자를 포함하는 에너지 전송 요청 패킷을 전송하는 단계, 및 상기 에너지 전송 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로부터 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 수신하는 단계를 포함한다.

Description

자기공진유도 방식 기반 충전기기의 충전 시스템 및 충전 방법{Charging system and charging method of charging device based magnetic resonance induction}
본 발명은 자기공진유도 방식을 이용하여 다수의 충전기기들에게 무선으로 충전 서비스를 제공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기장 통신 기술을 이용하여 추가적인 주파수 밴드의 소모없이 충전기기들의 정보를 인식하여 효율적인 충전 서비스가 가능하도록 하는 충전 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, PMP, DMB 단말기, MP3 또는 노트북과 같은 휴대 단말들은 일반 가정 전원을 이용할 수 없어 일회용 배터리를 장착하거나 충방전이 가능한 배터리가 장착된다. 그리고 이러한 휴대 단말의 배터리에 전기를 충전시키기 위한 충전기는 일반전원으로부터 전기를 공급받아 배터리터리에 전원공급단자를 통하여 배터리팩에 전원을 공급하는 단자공급방식이 이용되고 있다. 하지만 이러한 단자공급방식으로 전원을 공급하면, 충전기와 배터리가 서로 결합되거나 분리될 경우, 양측의 단자들이 서로 다른 전위차를 가지고 있어서 순간방전현상이 발생된다. 이로써 양측 단자들에는 점점 이물질이 쌓이게 되며, 이로 인해서 화재가 발생할 우려가 있는 것이다. 또한 습기가 묻어 자연 방전되는 등 충전기 및 배터리의 수명 및 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
이와 같은 단자공급방식의 문제점을 해결하기 위하여, 무접점 충전기가 개발되었다. 이러한 종래기술에 따른 무접점 충전기는 무접점충전기의 1차코일의 상부로, 충전하고자 하는 배터리가 내재된 단말기를 위치시키면, 배터리의 2차코일에 의하여 충전이 된다. 즉 1차코일에서 발생되는 자기장에 의해 2차코일에서는 유도기전력으로 유도되는 전기를 충전하는 것이다.
부가하여 설명하면, 무선 전력의 공급 방식은 주로 자기 결합 원리를 이용하는데, 도 1에 제시된 바와 같이, 간단한 코일(coil) 구조를 통해 구현할 수 있다. 즉, 송전단에 해당하는 1차 코일(1)과 수전단에 해당하는 2차 코일(2)간 상호 인덕턴스(Mutual inductance, M)로 인해 발생하는 자기 결합에 의해 유도 전류(I2)가 발생되며, 이 유도전류(I2)에 의해 수전단에 전력이 공급된다.
이때 유도 전류(I2)의 크기는 1차 코일(1)의 중심부와 2차 코일(2)의 중심부와의 거리(O, misalignment), 양 코일의 분리 간격(d, separation)에 따라 변화하는데, 전자기학의 일반원칙에 따르면 이들 두 거리가 커질수록 작아진다. 왜냐하면 전원 소스로부터 1차 코일(1)에 인가되는 전류(I1, 송출 전류)에 의해 1차 코일(1) 주변에 자기장이 형성되고, 형성되는 자기장의 세기는 거리에 따라 감소하기 때문이다. 따라서 앙페르의 법칙(Ampere'slaw) 내지는 비오-사바르의 법칙(Biot-Savart's law)에 의해 상기 두 거리가 커질수록 1차 코일(1) 주변에 형성되는 자기장의 세기는 감소하며, 이렇게 형성되는 자기장으로부터 상호 인덕턴스에 의해 2차 코일(2) 주변에 유도되는 자기장의 세기도 감소하며, 2차 코일(2) 주변에 유도되는 자기장에 의해 유도되는 유도 전류(I2)의 크기도 작아지는 것이다.
그러나 이러한 종래의 무접점 충전기는 단지 휴대 단말(충전기기)에 전력을 공급할 뿐, 다른 용도로 이용할 수 없어 실용성에 제한이 있는 것이다. 또한 일반적인 무접점 충전기는 무선으로 전력을 전송하기에 전송거리가 짧아 이용에 제한이 되고 있어 이격된 거리의 무선기기에 전송하기 위한 기술 개발이 시급한 과제이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 자기공진유도 방식을 이용하여 휴대 단말에 원격으로 충전 서비스를 제공할 수 있도록 하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 자기장 통신 기술을 이용하여 추가적인 주파수 밴드의 소모없이 충전기기들의 정보를 인식하여 효율적인 충전 서비스를 수행하는 방안을 제안한다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 원격으로 중거리 에너지 무선 충전이 가능할 수 있도록 자기공진유도 방식을 사용하며, 넓은 충전 커버리지, 높은 충전 효율 및 충전 방향성 등을 동시에 만족시킬 수 있도록 저주파 (low frequency, LF) 및 고주파 (high frequency ,HF)를 같이 사용한다. 두 개의 밴드의 선택적 사용, 동시 사용 등의 서비스 모드를 가지고 보다 효율적인 충전 서비스를 수행하는 방안을 제안한다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 다수의 충전기기들을 LF 대역의 자기장 통신 기술을 이용하여 해당 기기들의 고유번호 (ID) 인식, 배터리 상태 및 기기 거리 등을 정보를 충전 베이스 스테이션에서 알 수 있게 하고, 이를 기반으로 배터리 상태 기반의 충전 우선순위 설정, 거리 기반의 충전 밴드 설정, 방향성을 높일 수 있는 빔포밍 설정 등으로 통해서 효율적인 충전 서비스를 수행하는 방안을 제안한다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 자기장 통신을 이용하여 충전 환경내에 자기 에너지 전달에 방해가 되는 이물질이 있을 경우 충전 베이스 스테이션에서 충전 디바이스에 이물질 존재를 알려, 에너지 전송 파워를 조절하여 효과적인 충전 서비스를 수행하는 방안을 제안한다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 Q밴드 변환 기법을 이용하여 다수의 충전기기들에게 선택적 충전 혹은 동시 충전을 할 수 있도록 서비스를 제공하여 효율적인 충전 서비스를 수행하는 방안을 제안한다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 충전이 필요한 기기가 주변에 충전 베이스 스테이션이 없을 경우, 주변에 충전 서비스 제공이 가능한 기기를 찾아 충전 서비스를 요청하여 충전기기 간의 에너지 전송을 제공할 수 있는 방안을 제안한다.
이를 위해 본 발명의 충전기기가 자기공진유도 방식으로 무선 전력을 전달하는 방법은 1차 충전 스테이션을 탐색하는 단계, 상기 1차 충전 스테이션의 탐색에 실패한 경우, 무선전력 전송이 가능한 2차 충전 스테이션을 탐색하는 단계, 상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로 상기 충전기기의 식별자를 포함하는 에너지 전송 요청 패킷을 전송하는 단계, 및 상기 에너지 전송 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로부터 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 수신하는 단계를 포함한다.
이를 위해 본 발명의 인접한 충전기기가 자기공진유도 방식으로 무선 전력을 전달하는 방법은 충전이 필요한 충전기기의 식별자를 포함하는 에너지 전송 요청 패킷을 상기 충전기기로부터 수신하는 단계, 상기 에너지 전송 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 인접한 충전기기내의 배터리 용량을 참조하여 상기 무선전력의 전송을 승인할지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 무선전력의 전송을 승인하는 것으로 결정하면, 상기 충전기기로 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 자기공진유도 방식을 이용한 충전기기의 충전 서비스 방법은 기존의 싱글 밴드 시스템이 아닌 저주파 및 고주파 밴드를 동시에 사용하여 충전거리, 방향성, 충전 효율 등을 고려하여 효율적인 충전 서비스를 제공할 수 있게 한다. 또한 본 발명에 따른 충전 서비스 방법은 충전 서비스와 동시에 자기장 LF 밴드를 이용한 통신을 함으로써 추가적인 주파수 밴드 손실을 막을 수 있음과 동시에 다수의 충전기기들에게 서비스를 제공할 수 있게 한다. 부가하여 본 발명은 Q 밴드 변환 기법을 이용하여 여러 충전기기들에게 동시 충전 서비스를 제공하며, 충전 베이스 스테이션 없이도 충전기기들 간의 충전 서비스를 제공할 수 있게 한다는 장점을 가지게 된다.
도 1은 자기 결합 원리를 이용한 무선 전력 공급 방식을 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 두 개의 공진 물체 사이를 에너지가 무선으로 전달되는 과정을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 베이스 스테이션의 충전 영역을 도시하고 있으며,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 무선 충전 환경 내에 이물질이 있는 경우의 동작을 도시하고 있으며,
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자의 이동으로 충전기기의 위치가 변동되는 경우의 동작을 도시하고 있으며,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 수행 중 다른 충전기기가 준-충전영역으로 진입하는 경우를 도시하고 있으며,
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 베이스 스테이션 충전기기의 식별자 인식에 따른 동작을 도시하고 있으며,
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 충전기기가 충전을 요청한 경우 충전 베이스 스테이션의 동작을 도시하고 있으며,
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 충전기기간 충전 서비스를 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 두 개의 공진 물체 사이를 에너지가 무선으로 전달되는 과정을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 두 개의 자기 공진 와이어 코일간에 에너지가 전달된다. 서로 다른 공진 와이어 코일은 자기장으로 상호 연결된다. 각 자기 공진 와이어 코일은 동일한 공진 주파수를 사용함으로써 에너지 전송 효율을 극대화한다. 즉 종래 자기 유도를 이용한 무선 에너지 전송방법은 시간에 따라 변하는 자기장이 유도하는 유도 기전력을 이용하여 에너지를 전송한다. 상술한 바와 같이 자기 유도를 이용한 무선 에너지 전송 방법은 수mm 이하의 가까운 거리에서만 효율적인 전력 전송이 가능하다.
하지만, 본 발명에서 제안하는 자기공진유도 방식은 충전거리와 충전효율을 높이기 위해 자기장 공진을 이용하여 에너지를 전송한다. 즉, 충전 베이스 스테이션과 충전기기간에 자기장 공진을 일으켜서 충전 효율을 높이게 된다.
이하에서는 충전 단말과 충전 단말로 에너지를 전달하는 충전 베이스 스테이션간에 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다. 충전 단말은 충전 베이스 스테이션으로부터 에너지를 전달받기 위해서는 충전 베이스 스테이션의 충전 가능 영역으로 진입해야 한다.
본 발명과 관련하여 충전 베이스 스테이션은 제어부와 통신부, 저장부를 포함한다. 통신부는 충전기기와의 통신을 수행하며, 에너지 전송을 위한 코일을 포함한다.
저장부는 충전 베이스 스테이션을 구동하기 위한 정보와 충전기기들에 대한 정보가 저장된다. 저장부는 충전을 요청한 충전기기에 대한 식별자 및 충전 여부에 대한 정보가 저장된다. 제어부는 충전 베이스 스테이션을 구성하고 있는 통신부와 저장부를 제어하며, 하기에서 언급하고 있는 충전 베이스 스테이션에서 수행되는 일련의 동작들을 제어한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 베이스 스테이션의 충전 영역을 도시하고 있다. 이하 도 3을 이용하여 충전 베이스 스테이션의 충전 영역에 대해 알아보기로 한다.
도 3에 의하면, 충전 베이스 스테이션의 충전 영역은 충전 영역(charging zone)과 준-충전 영역(semi-charging zone)으로 구분된다. 충전 영역은 충전 베이스 스테이션(100)에서 충전기기(200)로 직접적인 충전이 이루어지는 영역이며, 준-충전 영역은 충전을 수행하기 위한 전 단계 동작들이 수행되는 영역이다. 즉, 준-충전 영역은 충전을 수행하기 위한 전 단계 동작들의 수행함으로써 충전 가능 여부를 식별할 수 있는 영역이다. 도 3은 노란색으로 표시된 충전 영역과 파란색으로 표시된 준-충전 영역을 나타내고 있다.
충전기기(200)가 충전 베이스 스테이션(100)의 준-충전 영역으로 진입하면, 충전기기(200)는 충전 베이스 스테이션(100)으로 합류 요청 패킷을 전송한다. 충전기기(200)로부터 합류 요청 패킷을 수신한 충전 베이스 스테이션(100)은 합류를 허용할 지 거절할지 여부를 결정한다. 충전기기(200)는 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 합류를 허용하는 합류 허용 패킷을 수신하면 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 충전을 받기 위한 일련의 과정들을 수행한다. 충전기기(200)는 충전 베이스 스테이션(200)으로부터 합류를 허용하는 합류 허용 패킷을 수신하지 못하거나, 수신된 합류 허용 패킷에 오류가 발생한 경우에는 합류 요청 패킷을 충전 베이스 스테이션(100)으로 재송신한다.
즉, 충전기기(200)는 준-충전영역으로 진입하면 LF 대역을 이용하여 자신의 식별자(ID)가 포함된 합류 요청 패킷을 충전 베이스 스테이션(100)으로 전송하고, 충전 베이스 스테이션(100)은 수신된 ID를 이용하여 합류 허용 패킷의 전송 여부를 판단한다.
합류가 허용된 패킷은 이후 자신의 식별자를 이용하여 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 에너지를 전달받는다. 즉, 준-충전영역에 진입한 충전기기(200)가 충전영역으로 진입하게 되면, 자신의 식별자를 이용하여 충전 베이스 스테이션(100)으로부터 에너지를 전달받게 된다. 충전 베이스 스테이션(100)은 자기공진 유도 방식을 이용하여 충전기기로 에너지를 전달한다. 이를 위해 충전 베이스 스테이션(100)과 충전기기(200)는 상호간에 공진 주파수에 대한 정보를 송수신하여 공진 주파수를 일치시켜 효율적으로 충전을 수행할 수 있도록 한다.
본 발명과 관련하여 충전기기(200)와 충전 베이스 스테이션(100)간의 수행되는 패킷 송수신에 사용되는 주파수는 충전에 사용되는 주파수와 동일한 주파수를 사용한다. 일예로 충전기기(200)와 충전 베이스 스테이션(100)간에 에너지 전송에 사용되는 주파수가 저주파인 경우 충전기기(200)와 충전 베이스 스테이션(100)간에 송수신되는 패킷 역시 저주파를 이용함으로써 추가적인 주파수를 불필요하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 무선 충전 환경 내에 이물질(방해물질)이 있는 경우의 동작을 도시하고 있다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 무선 충전 환경 내에 이물질이 있는 경우의 동작에 대해 알아보기로 한다.
도 4에 의하면, 무선 충전 환경 내에 자기 에너지 전달에 방해가 되는 이물질이 있는 경우 충전 베이스 스테이션은 충전기기로 이물질의 존재를 통보한다. 이물질의 존재를 통보한 충전 베이스 스테이션은 에너지 전송 파워를 조절하여 효율적인 에너지 전송이 이루어지도록 한다. 즉, 충전 베이스 스테이션은 무선 충전 환경 내에 이물질이 존재하고 있음을 인식하게 되면, 충전기기로 이에 대한 정보를 전송하며 동시에 자동으로 에너지 전송 파워를 조절한다. 본 발명과 관련하여 자기 에너지 전달에 방해가 되는 이물질 금속재질의 물건이 포함된다. 베이스 스테이션은 무선 충전 환경 내에 자기 에너지 전달에 방해가 되는 이물질이 있는 경우, 이물질에 의한 자기장의 변화를 감지하여 이물질의 존재를 인식하게 된다. 도 4는 본 발명과 관련된 다양한 에너지 전송에 방해가 되는 다양한 이물질을 도시하고 있다.
본 발명과 관련하여 충전 베이스 스테이션은 이물질을 감지한 경우, 충전기기로 이에 대한 정보를 제공한다. 충전기기는 제공받은 정보를 표시부에 표시하거나, 스피커를 이용하여 출력한다. 충전기기 사용자는 출력된 정보를 이용하여 에너지 전송에 방해가 되는 이물질을 제거한다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자의 이동으로 충전기기의 위치가 변경되는 경우의 동작을 도시하고 있다. 이하 도 5를 이용하여 사용자의 이동으로 충전기기의 위치가 변경되는 경우의 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 5에 의하면, 충전 베이스 스테이션은 위치 추적 알고리즘을 이용하여 충전기기의 위치를 일정시간 또는 실시간으로 추적한다. 본 발명과 관련하여 충전 베이스 스테이션은 충전기기와의 통신을 통해 거리를 파악한 후 3축(3D) 안테나를 이용하여 주변 스캔 작업을 수행하여 가장 효율이 높은 안테나와 충전기기를 매칭시킨다.
충전 베이스 스테이션은 위치 추적 알고리즘을 이용하여 변경된 충전기기의 위치를 인지한다. 충전 베이스 스테이션은 충전기기의 위치가 변경되면 최적의 충전을 수행할 수 있도록 LF 모드, HF 모드, 듀얼 모드 중 하나의 모드를 선택하고, 선택된 모드를 이용하여 충전을 수행한다. LF 모드는 전송 효율은 낮으나 원거리에 위치하고 있는 충전기기로 에너지를 전달할 수 있으며, HF 모드는 전송 효율은 높고 근거리에 위치하고 있는 충전기기로 에너지를 전달할 수 있다. 따라서 충전 베이스 스테이션은 충전기기의 거리에 따라 최적의 충전을 수행할 수 있는 모드로 에너지를 전송한다. 충전 베이스 스테이션은 충전기기가 음영지역에 위치하고 있는 경우에는 3D 빔포밍을 통해 충전 효율을 높인다. 3D 빔포밍은 충전기기의 위치가 확인되지 않은 경우에 충전 베이스 스테이션의 3축 안테나에서 나오는 자기 에너지를 공진을 이용하여 에너지 집속형(Energy Focus)으로 전달한다. 예를 들어 통신에서 두개의 안테나가 동시에 프리코딩된 신호를 받아서 빔포밍을 수행하는 것과 동일하게 복수의 안테나가 자기 에너지를 공진을 이용하여 에너지를 집속적으로 전달받는다.
물론 충전기기의 위치가 확인되는 경우에는 상술한 바와 같이 충전 베이스 스테이션은 3D 안테나를 이용하여 주변 스캔 작업을 수행하여 가장 효율이 높은 안테나를 결정하고, 해당 안테나를 이용하여 충전기기로 에너지를 전송한다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 수행 중 다른 충전기기가 준-충전영역으로 진입하는 경우를 도시하고 있다. 도 6에 의하면 준-충전영역에 진입한 다른 충전기기는 자신의 식별자가 포함된 합류 요청 패킷을 충전 베이스 스테이션으로 전송한다. 충전 베이스 스테이션은 합류 요청 패킷의 수신을 통해 준-충전영역으로 진입한 다른 충전기기를 인식하게 된다. 이후 충전 베이스 스테이션에서 수행되는 동작은 도 3과 동일하다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 충전 베이스 스테이션 충전기기의 식별자 인식에 따른 동작을 도시하고 있다. 도 7에 의하면, 충전 베이스 스테이션은 충전을 요청한 충전기기의 식별자를 인식한다. 충전 베이스 스테이션은 충전을 요청한 충전기기의 식별자를 인식하지 못한 경우 해당 충전기기의 충전 서비스가 제공되지 않도록 충전기기를 셔트-다운(shut-down, 차단)시킨다. 즉, 충전 베이스 스테이션은 충전기기 미인증시 충전기기의 충전 보드와 안테나 코일 사이를 셔트 다운시킨다. 셔트 다운된 충전기기는 일정 시간 경과 후 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환되어 충전 영역인지 여부를 재확인한다. 충전기기는 충전 영역인 경우 충전 베이스 스테이션으로 자신의 식별자가 포함된 충전 요청 메시지를 재전송한다.
충전 베이스 스테이션은 충전을 요청한 충전기기에 대한 정보 및 실제 에너지를 전송한 충전기기 및 에너지 전송에 실패한 충전기기에 대한 정보를 저장한다. 충전 베이스 스테이션은 식별자가 인식되지 않는 충전기기에 대한 정보는 별도로 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 과금과 관련하여 충전 베이스 스테이션은 실제 충전을 수행한 충전기기 및 해당 충전기기의 충전 금액, 충전이 수행되지 않은 충전기기 및 해당 충전기기의 미충전 원인에 대한 정보를 저장할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 충전기기가 충전을 요청한 경우 충전 베이스 스테이션의 동작을 도시하고 있다. 도 8에 의하면 복수의 충전기기가 충전을 요청한 경우, 충전 베이스 스테이션은 우선순위에 따라 충전 서비스를 수행한다. 우선순위는 충전을 요청한 충전기기의 배터리 잔량, 충전 베이스 스테이션과의 거리 등에 따라 나열될 수 있다. 즉, 충전 베이스 스테이션은 충전 베이스 스테이션으로부터 먼거리에 위치하고 있는 충전기기에 대해 먼저 에너지를 전달하며, 충전 베이스 스테이션으로부터 가까운 거리에 위치하고 있는 충전기기에 대해서는 마지막으로 에너지를 전달할 수 있다.
충전 베이스 스테이션은 복수의 충전기기가 충전을 요청하면 우선순위가 높은 충전기기 순으로 충전을 수행한다. 물론 충전 베이스 스테이션은 복수의 충전기기가 충전을 요청하면, 충전을 요청한 모든 충전기기들에 대해 충전 서비스를 수행할 수 있다. 충전 베이스 스테이션은 복수의 충전기기들에 대해 충전 서비스를 수행하기 위해 전송율은 낮더라도 Q 밴드를 와이드(wide)하게 하여 공진주파수가 일치하지 않더라도 충전이 가능하게 한다. 이와 같이 Q밴드를 와이드하게 함으로써 복수의 충전기기들이 동시에 에너지를 전달받을 수 있다. 즉, Q 밴드의 폭이 넓을수록 충전 베이스 스테이션으로부터 에너지를 전달받을 수 있는 충전기기의 수 역시 증가한다. 따라서 Q 밴드의 폭을 조절하여 충전 서비스를 제공할 충전기기를 선택할 수 있게 된다. Q 밴드의 폭은 R, L, C 파라미터를 이용하여 조절한다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 충전기기간 충전 서비스를 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 이하 도 9를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 다른 충전기기간 충전 서비스를 수행하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
상술한 바와 같이 충전기기가 충전 베이스 스테이션으로부터 에너지를 전달받기 위해서는 충전 베이스 스테이션의 충전 영역으로 진입하여 충전 베이스 스테이션을 탐색하여야 한다. 하지만 충전기기가 충전 베이스 스테이션의 충전 영역으로 진입하지 못한 경우, 또는 충전 베이스 스테이션의 충전 영역으로 진입하였으나 충전 베이스 스테이션을 탐색하지 못하는 경우가 발생한다. 이 경우 충전기기는 인접한 충전기기로부터 에너지를 전달받을 수 있다. 즉, 충전기기는 인접 충전기기들 중 에너지 전송이 가능한 충전기기를 탐색한다. 충전기기는 에너지 전송이 가능한 충전기기로 자신의 식별자 포함된 에너지 전송 요청 패킷을 전송한다. 에너지 전송이 가능한 충전기기는 전송받은 에너지 전송 요청 패킷에 포함되어 있는 정보를 분석하여 에너지 전송을 승인할 지 여부를 결정한다. 이 경우 에너지 전송이 가능한 충전기기는 자신의 배터리 용량을 참고하여 에너지 전송을 승인할 지 여부를 결정한다. 이와 같이 본 발명의 충전기기는 충전 베이스 스테이션뿐만 아니라 인접 충전기기로부터 에너지를 전달받아 충전을 수행한다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100: 충전 베이스 스테이션 200: 충전기기

Claims (4)

  1. 충전기기가 자기공진유도 방식으로 무선 전력을 수신하는 방법으로서,
    1차 충전 스테이션을 탐색하는 단계;
    상기 1차 충전 스테이션의 탐색에 실패한 경우, 무선전력 전송이 가능한 2차 충전 스테이션을 탐색하는 단계;
    상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로 상기 충전기기의 식별자를 포함하는 에너지 전송 요청 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 에너지 전송 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 탐색된 2차 충전 스테이션으로부터 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선전력 수신방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 충전 스테이션은 충전 영역을 제공하는 충전 베이스 스테이션이고, 상기 2차 충전 스테이션은 인접한 충전기기인 것을 특징으로 하는 무선전력 수신방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인접한 충전기기는 상기 인접한 충전기기내의 배터리 용량을 참조하여 상기 무선전력의 전송을 승인할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신방법.
  4. 인접한 충전기기가 자기공진유도 방식으로 무선 전력을 전달하는 방법으로서,
    충전이 필요한 충전기기의 식별자를 포함하는 에너지 전송 요청 패킷을 상기 충전기기로부터 수신하는 단계;
    상기 에너지 전송 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 인접한 충전기기내의 배터리 용량을 참조하여 상기 무선전력의 전송을 승인할지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 무선전력의 전송을 승인하는 것으로 결정하면, 상기 충전기기로 자기공진유도 방식에 기반하여 무선전력을 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선전력 전달방법.
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