KR101425603B1 - Charging method of multi-node wireless charging system capable of charging plural devices simultaneoulsy - Google Patents

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Abstract

다수 장치의 동시 충전을 위하여 시분할을 통한 전력전송 방법과 멀티 매칭을 통한 동시 전력전송 방법을 결합하여 이용한다. 본 발명의 멀티노드 무선 충전 방법은, 무선 전력공급 장치와 상기 무선 전력공급 장치와 이격되어 있으며 상기 무선 전력공급 장치와 무선통신하는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기를 충전하는 방법으로서, 시분할 방식으로 무선 전력을 전송하기 위하여 두 개 이상의 슬롯으로 구분된 전력전송 구간 동안 상기 무선 충전기기로 무선 전력을 전송하되, 상기 하나의 슬롯에서 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송한다. 상기 슬롯은, 상기 두 개 이상의 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 충전 구간, 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기로 전력수신상태 요청을 송신하는 요청 구간, 상기 두 개 이상의 무선 충전기기로부터 순차적으로 응답 패킷을 수신하는 두 개 이상의 응답 구간을 포함할 수 있다. For simultaneous charging of multiple devices, a power transmission method using time division and a simultaneous power transmission method using multi-matching are used in combination. A multi-node wireless charging method of the present invention is a multi-node wireless charging system including a wireless power supply and a plurality of wireless charging devices spaced apart from the wireless power supply and in wireless communication with the wireless power supply, A method for charging a wireless charging device, the method comprising: transmitting wireless power to the wireless charging device during a power transmission interval divided into two or more slots to transmit wireless power in a time division manner, And simultaneously transmits wireless power to the wireless charger. Wherein the slot comprises a charging interval for simultaneously transmitting wireless power to the two or more wireless charging devices, a request interval for the wireless power supply device to transmit a power receiving status request to the wireless charging device, And may include two or more response intervals for receiving response packets.

Description

다수 장치 동시 충전을 위한 무선 충전 방법{Charging method of multi-node wireless charging system capable of charging plural devices simultaneoulsy} [0001] The present invention relates to a wireless charging method for simultaneous charging of multiple devices,

본 발명은 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 다수의 장치를 동시에 충전할 수 있는 멀티노드 무선 충전 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless charging system and method, and more particularly to a multi-node wireless charging method capable of simultaneously charging multiple devices.

무선으로 에너지를 전달하는 무선 전력 전송 기술로서 자기유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 사용되고 있다. A wireless charging system using a magnetic induction phenomenon is being used as a wireless power transmission technology for transferring energy wirelessly.

예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기 등이 전자기 유도의 원리로 충전되며, 최근에는 전자기 유도를 이용하여 휴대전화나 PDA, MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대기기를 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. For example, an electric toothbrush or a wireless shaver is charged with the principle of electromagnetic induction, and recently, wireless charging products capable of charging a portable device such as a mobile phone, a PDA, an MP3 player, and a notebook computer by using electromagnetic induction have been introduced .

그러나, 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도 방식은 코일 사이의 거리 및 상대적 위치에 매우 민감하여 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 틀어져도 전송 효율이 급속히 떨어진다. 이에 따라 이러한 자기유도 방식의 충전 시스템은 수 cm 이하의 근거리에서만 사용할 수 있다는 약점이 있다.However, the magnetic induction method of inducing a current from one coil to another through a magnetic field is very sensitive to the distance between the coils and the relative position thereof, so that the transmission efficiency is rapidly deteriorated even if the distance between the two coils is slightly decreased or turned. Accordingly, such a magnetic induction type charging system has a weak point that it can be used only at a short distance of a few cm or less.

한편, 미국특허 7,741,735호에서는 공진장의 감쇄파 결합에 기반을 둔 비방사형 에너지 전달 방식을 개시하고 있다. 이는 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체와는 영향을 미치지 않지만 서로 커플링하려는 경향을 가지는 점을 이용한 것으로 기존의 전자기 유도에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 기술로서 소개되고 있다. On the other hand, U.S. Patent No. 7,741,735 discloses a non-radiation energy transfer method based on attenuation wave coupling of a resonance field. This is because the resonator with two identical frequencies has a tendency to be coupled to each other without affecting other surrounding non-resonators, and this technique has been introduced as a technology capable of transmitting energy to a far distance as compared with the conventional electromagnetic induction .

본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 다수의 장치를 동시에 충전할 수 있는 무선 충전 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above technical background, and it is an object of the present invention to provide a wireless charging method capable of simultaneously charging a plurality of devices.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다수 장치의 동시 충전을 위하여 시분할을 통한 전력전송 방법과 멀티 매칭을 통한 동시 전력전송 방법을 결합하여 이용한다.In order to solve the above problems, the present invention uses a power transmission method using time division and a simultaneous power transmission method using multi-matching for simultaneous charging of multiple devices.

본 발명의 일면에 따른 멀티노드 무선 충전 방법은, 무선 전력공급 장치와 상기 무선 전력공급 장치와 이격되어 있으며 상기 무선 전력공급 장치와 무선통신하는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기를 충전하는 방법으로서, 시분할 방식으로 무선 전력을 전송하기 위하여 두 개 이상의 슬롯으로 구분된 전력전송 구간 동안 상기 무선 충전기기로 무선 전력을 전송하되, 상기 하나의 슬롯에서 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 것을 특징으로 한다.A multi-node wireless charging method in accordance with an aspect of the present invention is a multi-node wireless power transmission system including a wireless power supply device and a plurality of wireless charging devices spaced from the wireless power supply device and in wireless communication with the wireless power supply device A method of charging a wireless charging device, the method comprising: transmitting wireless power to the wireless charging device during a power transmission interval divided into two or more slots to transmit wireless power in a time division manner, And wireless power is simultaneously transmitted to at least two of the wireless chargers.

상기 슬롯은, 상기 두 개 이상의 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 충전 구간; 및 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기로 전력수신상태 요청을 송신하는 요청 구간을 포함할 수 있으며, 상기 요청 구간 이후에 상기 두 개 이상의 무선 충전기기로부터 순차적으로 응답 패킷을 수신하는 두 개 이상의 응답 구간을 더 포함할 수도 있다. The slot including a charging interval for simultaneously transmitting wireless power to the two or more wireless charging devices; And a request interval in which the wireless power supply device transmits a power receiving status request to the wireless recharger, and after the request interval, receiving at least two response packets sequentially from the two or more wireless charging devices It may further include a section.

상기 응답 구간의 길이는 고정되어 있는 것이 바람직하며, 상기 충전 구간 및 요청 구간의 길이는 가변일 수 있다.The length of the response interval is preferably fixed, and the length of the charging interval and the requested interval may be variable.

상기 무선 전력공급 장치는, 이물질이 들어오거나 오류가 발생하는 경우 상기 요청 구간을 통해 이를 표시하며, 상기 요청 구간 동안 상기 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에 포함된 모든 상기 무선 충전기기가 깨어나 상기 전력수신상태 요청을 수신할 수 있다. Wherein the wireless power supply device displays it through the request interval when foreign matter or an error occurs, and during the request interval, all of the wireless chargers included in the multi-node wireless power transmission system wake up, Lt; / RTI >

또한, 상기 무선 전력을 전송하기 이전에, 상기 무선 충전기기에 대한 무선 충전 스케줄링 정보를 상기 무선 충전기기로 전송하는 것이 바람직하다. It is also desirable to transmit wireless charging scheduling information for the wireless charger to the wireless charger prior to transmitting the wireless power.

본 발명에 따르면, 멀티노드 무선전력전송 시스템에서 시분할 전력전송 시에 하나의 시간 슬롯 동안 동시에 여러 노드에게 전력전송을 할 수 있어 효율적인 동시 충전을 할 수 있다. According to the present invention, in the multi-node wireless power transmission system, power can be simultaneously transmitted to a plurality of nodes during one time slot during time division power transmission, thereby enabling efficient simultaneous charging.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 무선 전력공급 장치와 무선 충전기기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에서 사용되는 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼프레임의 응답 구간을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼프레임의 전력전송 구간을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power supply device and a wireless charging device of a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a superframe structure used in a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a response period of a super frame according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a power transmission period of a super frame according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템은 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력공급 장치(100)와, 무선 전력공급 장치(100)와 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하며 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선으로 전력을 공급받는 다수의 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)를 포함하여 구성된다. 1, a multi-node wireless charging system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a wireless power supply apparatus 100 for supplying power wirelessly, a wireless power supply apparatus 100 for supplying power to the wireless power supply apparatus 100 at a predetermined distance And a plurality of wireless charging devices 200_1, 200_2,..., 200_N that are supplied with power wirelessly from the wireless power supply device 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에서는 무선 전력공급 장치(100)가 자기공진 방식을 통해 무선 충전기기(200)로 무선 전력을 공급할 수 있다. 자기공진 방식은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 공진에 의하여 에너지의 무선 전송 효율을 극대화시키는 방법이다. 이를 위하여 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성하고 이를 통하여 무선 전력을 송신한다. In the multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention, the wireless power supply apparatus 100 can supply wireless power to the wireless charging apparatus 200 through the self resonance method. The self-resonance method is a method of maximizing the radio transmission efficiency of energy by resonance between the transmission antenna and the reception antenna. To this end, a resonance channel is formed by matching the resonance frequency between the wireless power supply device 100 and the wireless charging device 200, and wireless power is transmitted through the resonance channel.

무선 전력공급 장치(100)는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)와 무선 통신을 통해 충전기기의 식별정보, 종류, 위치, 또는 충전상태를 포함하는 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)의 정보를 수신할 수 있으며, 이와 같은 충전 정보를 바탕으로 무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)로 전력을 전송할 수 있다. The wireless power supply apparatus 100 wirelessly communicates with the wireless charging devices 200_1, 200_2, .., 200_N via the wireless communication with the wireless charging devices 200_1, 200_2, .., 200_N, ..., 200_N, and can transmit power to the wireless charging devices 200_1, 200_2, .., 200_N based on the charging information.

무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 사이의 무선 통신의 한 방법으로는 자기장 통신 프로토콜을 이용하는 자기장 통신(MFAN: Magnetic Field Area Network)을 사용할 수 있다. As a method of wireless communication between the wireless power supply device 100 and the wireless charging device 200, a magnetic field area network (MFAN) using a magnetic field communication protocol can be used.

MFAN은 저주파 대역(30KHz~300KHz)에서 자기장 신호를 이용하여 정보를 송수신하는 무선 네트워크로서, 무선 통신의 동작 중심 주파수는 128KHz이며, 변조 방식은 이진위상편이(Binary Phase Shift Keying; BPSK) 방식 또는 진폭 편이(Amplitude Shift Keying; ASK)을 이용한다. 데이터율을 다양화하기 위하여 맨체스터(Manchester) 코딩과 비제로 복귀 레벨(Non-Return-to-Zero Level; NRZ-L) 코딩을 사용함으로써 수 m의 거리에서 수 Kbps의 데이터율을 제공한다. MFAN에 참여한 기기들은 그 역할에 따라 MFAN-C(Coordinator)와 MFAN-N(Node)으로 나뉘어진다. 하나의 MFAN 안에는 오직 하나의 MFAN-C만 존재하며, MFAN-C를 중심으로 다수의 MFAN-N 장치가 네트워크를 형성한다. MFAN-C는 MFAN-N의 합류 및 분리, 해제를 관리한다. The MFAN is a wireless network that transmits and receives information using a magnetic field signal in a low frequency band (30 KHz to 300 KHz). The operation center frequency of the wireless communication is 128 KHz. The modulation method is a binary phase shift keying (BPSK) Amplitude Shift Keying (ASK). Manchester data coding and non-return-to-zero level coding (NRZ-L) coding are used to provide data rates of several Kbps at distances of a few meters to vary the data rate. Devices participating in the MFAN are divided into MFAN-C (Coordinator) and MFAN-N (Node) according to their roles. There is only one MFAN-C in one MFAN, and a plurality of MFAN-N devices form a network around the MFAN-C. The MFAN-C manages the merging and disengagement and release of the MFAN-N.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에서는 무선 전력공급 장치(100)가 코디네이터가 되고 무선 충전기기(200)가 노드가 된다. In the multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention, the wireless power supply apparatus 100 becomes a coordinator and the wireless charging apparatus 200 becomes a node.

그러나, 무선 전력공급 장치와 무선 충전기기 사이의 통신이 반드시 자기장 통신으로 제한되는 것은 아니며, 이와 동등하거나 유사한 다른 통신 방법이 사용될 수도 있음은 물론이다. However, it is needless to say that the communication between the wireless power supply device and the wireless charging device is not necessarily limited to the magnetic field communication, and other communication methods equivalent or similar thereto may be used.

무선 전력공급 장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 구현될 수 있으며, 고정형으로 구현될 경우 실내에서는 천장이나 테이블 등의 가구 등에 설치될 수 있고, 실외에서는 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치될 수 있으며, 무선 전력공급 장치(100)가 차량이나 기차, 지하철과 같은 이동체의 내부에 설치될 수도 있다. 무선 전력공급 장치(100)가 이동형으로 구현되는 경우에는, 무선 전력공급 장치(100) 자체가 별도의 이동형 장치로 구현될 수도 있고, 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 디지털 기기의 일부로서 구현될 수도 있다. The wireless power supply apparatus 100 may be implemented as a fixed type or a mobile type. When the wireless power supply apparatus 100 is implemented as a fixed type, the wireless power supply apparatus 100 may be installed in a room such as a ceiling or a table in an indoor space or installed in a bus stop, , The wireless power supply 100 may be installed inside a moving body such as a vehicle, a train, or a subway. When the wireless power supply 100 is implemented as a portable type, the wireless power supply 100 itself may be implemented as a separate portable device, or may be implemented as part of another digital device such as a cover of a notebook computer .

무선 충전기기(200_1, 200_2, .., 200_N)는 각종 모바일 단말기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등 배터리를 구비하는 모든 디지털 기기를 포함할 수 있으며, 지중, 수중, 건물 내부 등 접근이 용이하지 않은 곳에 배치되는 센서 및 계측기 등의 전자기기가 될 수도 있다. The wireless charging devices 200_1, 200_2, .., 200_N may include all digital devices having batteries such as various mobile terminals, digital cameras, notebook computers, and the like, And may be an electronic device such as a sensor and a meter to be disposed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 무선 전력공급 장치와 무선 충전기기의 구성을 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless power supply device and a wireless charging device of a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 무선 전력공급 장치(100)는, 외부의 전력 공급원으로부터 전력을 공급받아 무선 전력공급 장치(100)와 무선 충전기기(200) 간의 공진 주파수 대역을 갖는 AC 전력으로 변환하는 전력 변환부(120), 자기장 통신 프로토콜을 이용하여 무선 충전기기(200)와의 자기장 통신을 수행하도록 하는 자기장 통신 모뎀(130), 전력 변환부(140)로부터의 AC 전력과 자기장 통신 모뎀(120)으로부터의 데이터를 무선 충전기기(200)로 송신하는 송신 안테나(110), 전력 변환부(140) 및 자기장 통신 모뎀(120)을 비롯한 무선 전력공급 장치(100)의 구성요소들을 제어하는 제어부(130)를 포함한다.2, the wireless power supply apparatus 100 of the multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention receives power from an external power supply source and receives power from the wireless power supply apparatus 100 and the wireless charging apparatus 100. [ A power conversion unit 120 for converting the AC power to AC power having a resonance frequency band between the wireless power supply 200 and the wireless charging device 200, a magnetic field communication modem 130 for performing magnetic field communication with the wireless charging device 200 using a magnetic field communication protocol, Including the transmit antenna 110, the power conversion unit 140, and the magnetic field communication modem 120, which transmit AC power from the wireless communication device 140 to the wireless charging device 200 and AC power from the wireless communication device 120, And a control unit 130 for controlling the components of the supply apparatus 100. [

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템의 무선 충전기기(200)는, 무선 전력공급 장치(100)로부터 무선으로 전력과 데이터를 수신하는 수신 안테나(210), 자기장 통신 프로토콜을 이용하여 무선 전력공급 장치(100)와의 자기장 통신을 수행하도록 하는 자기장 통신 모뎀(230), 전력 수신을 관리하는 전력 관리부(220), 전력 관리부 및 자기장 통신 모뎀(230)을 비롯한 무선 충전기기(200)의 구성요소들을 제어하는 제어부(240), 수신된 전력을 이용하여 충전되는 배터리(250)를 포함한다.A wireless charging device 200 of a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention includes a reception antenna 210 that receives power and data from a wireless power supply device 100 in a wireless manner, A magnetic field communication modem 230 for performing magnetic field communication with the wireless power supply 100, a power management unit 220 for managing power reception, a power management unit and a magnetic field communication modem 230, A control unit 240 for controlling the components, and a battery 250 that is charged using the received power.

단일 채널을 이용하는 멀티노드 무선 충전 시스템에서 다수의 무선 충전기기에 무선으로 전력을 전송하는 방법은 시분할을 통한 전력전송 방법과 멀티 매칭을 통한 동시 전력전송 방법이 있다. 시분할 전력전송 방법은 시간 스케쥴링을 통해 다수의 무선 충전기기가 무선전력 자원을 나누어 쓰는 방법이고, 동시 전력전송 방법은 능동적인 매칭 조절을 통해 동시에 여러 개의 무선 충전기기에 전력을 전송하는 방법이다. In a multi-node wireless charging system using a single channel, a method of wirelessly transmitting power to a plurality of wireless chargers includes a power transmission method using time division and a simultaneous power transmission method using multi-matching. The time division power transmission method is a method in which a plurality of wireless chargers divide wireless power resources through time scheduling and a simultaneous power transmission method is a method of transmitting power to several wireless chargers at the same time through active matching control.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에서 사용되는 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a superframe structure used in a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

단일 채널을 이용한 자기장통신 기반 멀티노드 무선 충전 시스템에서는, 시간 분할을 통해 데이터를 주고 받고, 시간 분할을 기반으로 전력 전송을 하게 되며, 이를 위하여 도 3에 나타난 바와 같이 반복되는 슈퍼프레임 구조를 갖는다. In a multi-node wireless charging system based on a magnetic field using a single channel, data is received through time division, and power transmission is performed based on time division. For this, a superframe structure is repeated as shown in FIG.

도 3에 나타난 바와 같이, 하나의 슈퍼프레임(300)은 요청 구간(310)과 응답 및 전력전송 구간(320), 능동 구간(330)으로 구성되며, 각 구간(310, 320, 330)의 길이는 가변적이다. 요청 구간(310)에는 무선 전력공급 장치가 무선 충전기기에게 합류 요청이나 전력수신 요청, 전력전송 스케쥴링 정보를 보낼 수 있고, 응답 구간(320)에는 무선 전력공급 장치의 요청에 따라 무선 충전기기가 합류응답이나 전력수신 응답 정보를 보낼 수 있다. 전력전송 구간(320)은 무선 전력공급 장치가 무선 충전기기에게 전력을 전송할 수 있는 구간이며, 능동 구간(330)에서는 무선 전력공급 장치나 무선 충전기기가 랜덤하게 데이터를 전송할 수 있다. As shown in FIG. 3, one super frame 300 includes a request period 310, a response and power transmission period 320, and an active period 330, and a length of each of the intervals 310, 320, and 330 Is variable. In the request period 310, the wireless power supply device can send a joining request, a power receiving request, and power transmission scheduling information to the wireless charging device. In the response period 320, the wireless charging device transmits a joining response Or power receiving response information. The power transmission period 320 is a period during which the wireless power supply device can transmit power to the wireless charging device. In the active period 330, the wireless power supply device or the wireless charging device can transmit data at random.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼프레임의 응답 구간을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a response period of a super frame according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 나타난 바와 같이, 슈퍼프레임(400)은 무선 전력공급 장치가 요청 구간(410)에서 응답 요청 패킷을 전송함으로써 시작된다. 응답 요청 패킷에는 응답 구간(420) 동안 응답 패킷을 전송할 수 있는 디바이스들에 대한 정보를 가지고 있으며, 디바이스들은 응답 요청 패킷에 있는 정보를 사용하여 응답 구간(420) 동안 응답 패킷을 전송한다. 즉, 무선 전력 전송 시스템 내에 속한 다수의 무선 충전기기(디바이스 1 내지 디바이스 4)는 응답 요청 패킷을 수신한 다음, 응답 구간(420) 동안 자신에게 할당된 슬롯(420_1, 420_2, 420_3, 420_4) 동안 각각 응답 패킷을 전송한다. As shown in FIG. 4, the superframe 400 is initiated by the wireless power supply device sending a response request packet at the request interval 410. The response request packet contains information about the devices that can transmit the response packet during the response period 420. The devices transmit the response packet during the response period 420 using the information in the response request packet. That is, a plurality of wireless charging devices (devices 1 to 4) in the wireless power transmission system receive the response request packet and then transmit the response request packet during the slot 420_1, 420_2, 420_3, and 420_4 And transmits response packets, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템에서는 각 시간 슬롯 동안 하나 이상의 무선 충전기기가 무선 전력을 수신할 수 있다. 이를 위하여 충전 대상이 되는 하나 이상의 디바이스, 즉 무선 충전기기가 무선 전력전송 장치와 공진 주파수를 맞추어 공진 채널을 형성한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 멀티노드 무선 충전 시스템은 시분할 전력전송과 동시 전력전송을 결합하여 사용할 수 있다. In a multi-node wireless charging system according to an embodiment of the present invention, one or more wireless chargers may receive wireless power during each time slot. To this end, at least one device to be charged, that is, a wireless charger, resonates with a wireless power transmission device to form a resonant channel. That is, the multi-node wireless charging system according to the embodiment of the present invention can use time division power transmission and simultaneous power transmission combination.

도 5는 이를 위한 수퍼프레임의 구조를 나타내는 것으로서, 전력전송 구간(520)을 구성하는 각 시간 슬롯의 구조를 자세히 나타낸 것이다. FIG. 5 shows the structure of a super frame for this purpose, and shows the structure of each time slot constituting the power transmission interval 520 in detail.

도 4에 나타난 바와 같은 각 디바이스의 응답에 따른 스케쥴링 결과를, 무선 전력전송 장치가 도 5에 나타난 바와 같은 요청 구간(510)을 통해 각 무선 충전기기로 전송하면, 전력전송 구간(520)에 해당하는 무선 충전기기들이 전력을 수신하게 된다. 스케쥴링 시 정해진 슬롯 시간 동안 하나 이상의 무선 충전기기가 전력을 수신할 수 있다. 이때 해당 무선 충전기기 외의 다른 무선 충전기기들은 매칭에 영향을 주지 않기 위하여 안테나를 오픈하고, 해당 슬롯의 전력전송 후에 무선 전력공급 장치의 요청 정보를 확인하기 위해서 안테나를 연결한다. If a wireless power transmission apparatus transmits a scheduling result according to a response of each device as shown in FIG. 4 to each wireless charger through a request interval 510 as shown in FIG. 5, The wireless charging devices will receive power. During scheduling, one or more wireless chargers may receive power for a given slot time. At this time, the wireless charging devices other than the wireless charging device open the antenna so as not to affect the matching, and connect the antenna to check the request information of the wireless power supply device after power transmission of the corresponding slot.

도 5에서는 전력전송 구간(520)의 첫번째 슬롯(520_1)에서 3개의 무선 충전기기(디바이스 1 내지 디바이스 3)가 전력을 수신할 수 있도록 스케줄링된 경우를 나타낸다. FIG. 5 shows a case where three wireless charging devices (device 1 to device 3) are scheduled to receive power in the first slot 520_1 of the power transmission interval 520.

한 슬롯에서 하나 이상의 무선 충전기기가 전력을 수신하는 경우, 도 5에 나타난 바와 같이, 무선 전력공급 장치는 충전 구간(521) 동안 대상이 되는 하나 이상의 무선 충전기기(디바이스 1 내지 디바이스 3)로 무선 전력을 전송하고, 무선 전력 전송이 끝난 후에 전력수신상태 요청(522)을 응답 순서 정보와 함께 보내면, 해당 무선 충전기기들은 순서에 따라 전력수신상태 응답(ACK)(523_1, 523_2, 523_3)을 보낸다. 그러나 이때, 무선 전력공급 장치는 전력을 수신한 무선 충전기기들에게 응답을 요청하지 않을 수도 있다. When one or more wireless charging devices in one slot receive power, as shown in FIG. 5, the wireless power supply is configured to provide wireless power to one or more wireless charging devices (Device 1 to Device 3) And sends a power reception status request 522 together with the response sequence information after the wireless power transmission is completed, the wireless charging devices send power reception status responses (ACK) 523_1, 523_2 and 523_3 in order. At this time, however, the wireless power supply may not request a response to the wireless charging devices that have received the power.

전력수신상태 요청 패킷(522)은 요청 구간(310, 410, 510)에서 무선 전력공급 장치가 전송하는 요청 패킷에 비해 짧고 간단하며, 전력수신상태 응답(ACK) 역시 짧고 간단하게 구성된다. ACK 패킷의 길이는 고정할 수도 있으며 상술한 바와 같이 ACK 패킷을 전송하지 않도록 할 수도 있다. The power reception status request packet 522 is shorter and simpler than the request packet transmitted by the wireless power supply in the request interval 310, 410, and 510, and the power reception status response (ACK) is also configured to be short and simple. The length of the ACK packet may be fixed or it may not be transmitted as described above.

전력수신상태 요청 구간(522)에서는 해당 전력전송 슬롯(520_1)의 충전 대상이 되는 무선 충전기기를 포함하여 무선 전력전송 시스템 내에 포함된 모든 무선 충전기기가 깨어나 전력수신상태 요청 패킷을 수신한다.In the power reception status request period 522, all the wireless chargers included in the wireless power transmission system including the wireless charger to be charged in the corresponding power transmission slot 520_1 are woken up and receive the power reception status request packet.

무선 전력공급 장치는 이물질이 들어오거나 오류가 발생하여 슈퍼프레임을 다시 시작하여야 할 경우, 전력수신상태 요청 패킷을 통해 이를 표시하며, 이에 따라 각 무선 충전기기는 다음 슬롯의 전력전송을 계속 수행할 것인가의 여부를 알 수 있고, 다음 슬롯 동안 전력 전송을 받을 무선 충전기기는 전력수신상태 요청정보를 받고 다음 슬롯을 준비한다.If the superframe needs to be restarted due to a foreign matter or an error, the wireless power supply device displays it through a power reception status request packet, and accordingly, each wireless recharger determines whether to continue power transmission of the next slot And the wireless charger that receives the power transmission for the next slot receives the power reception status request information and prepares the next slot.

한편, 상술한 실시예에서는 무선 전력전송 장치와 무선 충전기기가 자기공진 방식을 이용하여 무선 충전하는 것을 기준으로 설명하였지만, 유도 방식을 포함한 다른 충전 방식을 배제하고자 하는 의도는 아니며, 이와 동등하거나 유사한 다른 무선 충전 방식이 사용될 수도 있음은 물론이다. While the wireless power transmission apparatus and the wireless charger have been described as being based on wireless charging using a magnetic resonance method in the above embodiments, it is not intended to exclude other charging schemes including induction, It goes without saying that a wireless charging scheme may also be used.

이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. While the invention has been described in terms of the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to embrace all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.

100: 무선 전력전송 장치 200: 무선 충전기기
110: 송신 안테나 120: 전력 변환부
130: 자기장 통신 모뎀 140: 제어부
210: 수신 안테나 220: 전력 관리부
230: 자기장 통신 모뎀 240: 제어부
250: 부하 310, 410, 510: 요청구간
320, 420, 520: 응답 및 전력전송 구간 330, 430, 530: 능동 구간
521: 충전 구간 522: 전력수신상태 요청 구간
523_1, 523_2, 523_3: 전력수신상태 응답 구간100: wireless power transmission device 200: wireless charging device
110: transmitting antenna 120:
130: magnetic field communication modem 140:
210: receiving antenna 220:
230: magnetic field communication modem 240:
250: load 310, 410, 510: request interval
320, 420, 520: Response and power transmission section 330, 430, 530: Active section
521: Charging section 522: Power receiving status request section
523_1, 523_2, 523_3: Power receiving status response interval

Claims (9)

무선 전력공급 장치와 상기 무선 전력공급 장치와 이격되어 있으며 상기 무선 전력공급 장치와 무선통신하는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기를 충전하는 방법으로서,
시분할 방식으로 무선 전력을 전송하기 위하여 두 개 이상의 슬롯으로 구분된 전력전송 구간 동안 각각의 슬롯을 통하여 상기 무선 충전기기로 무선 전력을 전송하되,
상기 슬롯들 중 적어도 하나의 슬롯에서 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하고,
상기 슬롯은,
상기 두 개 이상의 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 충전 구간; 및
상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기로 전력수신상태 요청을 송신하는 요청 구간을 포함하며,
상기 요청 구간의 길이는 가변인 멀티노드 무선 충전 방법.A method for charging the wireless charger with the wireless power supply in a multi-node wireless power transmission system comprising a wireless power supply and a plurality of wireless chargers spaced apart from the wireless power supply and in wireless communication with the wireless power supply As a result,
Transmitting wireless power to the wireless charger through each slot during a power transmission interval divided into two or more slots to transmit wireless power in a time division manner,
Transmitting wireless power simultaneously to at least one of the slots in at least one of the slots,
The slot
A charging interval for simultaneously transmitting wireless power to the two or more wireless charging devices; And
Wherein the wireless power supply includes a request interval for transmitting a power receiving status request to the wireless charger,
Wherein the length of the request period is variable. 삭제delete 무선 전력공급 장치와 상기 무선 전력공급 장치와 이격되어 있으며 상기 무선 전력공급 장치와 무선통신하는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기를 충전하는 방법으로서,
시분할 방식으로 무선 전력을 전송하기 위하여 두 개 이상의 슬롯으로 구분된 전력전송 구간 동안 각각의 슬롯을 통하여 상기 무선 충전기기로 무선 전력을 전송하되,
상기 슬롯들 중 적어도 하나의 슬롯에서 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하고,
상기 슬롯은,
상기 두 개 이상의 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 충전 구간;
상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기로 전력수신상태 요청을 송신하는 요청 구간; 및
상기 요청 구간 이후에 상기 두 개 이상의 무선 충전기기로부터 순차적으로 응답 패킷을 수신하는 두 개 이상의 응답 구간을 포함하는 멀티노드 무선 충전 방법.A method for charging the wireless charger with the wireless power supply in a multi-node wireless power transmission system comprising a wireless power supply and a plurality of wireless chargers spaced apart from the wireless power supply and in wireless communication with the wireless power supply As a result,
Transmitting wireless power to the wireless charger through each slot during a power transmission interval divided into two or more slots to transmit wireless power in a time division manner,
Transmitting wireless power simultaneously to at least one of the slots in at least one of the slots,
The slot
A charging interval for simultaneously transmitting wireless power to the two or more wireless charging devices;
A request section in which the wireless power supply apparatus transmits a power receiving status request to the wireless charger; And
Wherein the wireless terminal further comprises two or more response periods for sequentially receiving response packets from the two or more wireless charging devices after the request period. 제3항에 있어서,
상기 응답 구간의 길이는 고정되어 있는 멀티노드 무선 충전 방법.The method of claim 3,
Wherein the length of the response period is fixed. 제1항에 있어서,
상기 충전 구간의 길이는 가변인 멀티노드 무선 충전 방법.The method according to claim 1,
Wherein the length of the charging section is variable. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 무선 전력공급 장치는,
이물질이 들어오거나 오류가 발생하는 경우 상기 요청 구간을 통해 이를 표시하는 멀티노드 무선 충전 방법.The wireless communication system according to claim 1,
And displaying it through the request section when foreign matter or an error occurs. 무선 전력공급 장치와 상기 무선 전력공급 장치와 이격되어 있으며 상기 무선 전력공급 장치와 무선통신하는 다수의 무선 충전기기를 포함하는 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에서 상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기를 충전하는 방법으로서,
시분할 방식으로 무선 전력을 전송하기 위하여 두 개 이상의 슬롯으로 구분된 전력전송 구간 동안 각각의 슬롯을 통하여 상기 무선 충전기기로 무선 전력을 전송하되,
상기 슬롯들 중 적어도 하나의 슬롯에서 두 개 이상의 상기 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하고,
상기 슬롯은,
상기 두 개 이상의 무선 충전기기로 동시에 무선 전력을 전송하는 충전 구간; 및
상기 무선 전력공급 장치가 상기 무선 충전기기로 전력수신상태 요청을 송신하는 요청 구간을 포함하며,
상기 요청 구간 동안 상기 멀티노드 무선 전력 전송 시스템에 포함된 모든 상기 무선 충전기기가 깨어나 상기 전력수신상태 요청을 수신하는 멀티노드 무선 충전 방법.A method for charging the wireless charger with the wireless power supply in a multi-node wireless power transmission system comprising a wireless power supply and a plurality of wireless chargers spaced apart from the wireless power supply and in wireless communication with the wireless power supply As a result,
Transmitting wireless power to the wireless charger through each slot during a power transmission interval divided into two or more slots to transmit wireless power in a time division manner,
Transmitting wireless power simultaneously to at least one of the slots in at least one of the slots,
The slot
A charging interval for simultaneously transmitting wireless power to the two or more wireless charging devices; And
Wherein the wireless power supply includes a request interval for transmitting a power receiving status request to the wireless charger,
Wherein all the wireless chargers included in the multi-node wireless power transmission system awake during the request period to receive the power reception status request. 제1항에 있어서, 상기 무선 전력을 전송하기 이전에,
상기 무선 충전기기에 대한 무선 충전 스케줄링 정보를 상기 무선 충전기기로 전송하는 멀티노드 무선 충전 방법.2. The method of claim 1, further comprising: prior to transmitting the wireless power,
And wireless charging scheduling information for the wireless charging device is transmitted to the wireless charging device.
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