KR101555577B1 - 무선 전력 전송 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 무선 전력 전송 방법은 무선 전력 전송 서버에서 수행되며, (a) 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 단계 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함할 수 있음-, (b) 상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 단계 및 (c) 상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수의 무선 전력 송신기들 및 복수의 무선 전력 수신기들을 포함하는 무선 전력 시스템 에서 효율적으로 전력을 공급할 수 있는 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다.
무선 전력 전송 기술은 스마트폰이나 태블릿를 포함하는 이동 단말기, 가전 제품 또는 전기 자동차 등을 무선으로 충전할 수 있도록 하는 기술로서, 기존의 유선 충전 커넥터를 이용하는 유선 충전 환경에 비해 보다 뛰어난 이동성과 편의성 그리고 안전성을 제공할 수 있다. 또한, 무선전력 전송 기술은 의료, 레저, 로봇 등의 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
무선전력전송 기술은 전자기파 방사를 이용한 기술과 전자기 유도 현상을 이용한 기술로 분류될 수 있다. 여기에서, 전자기파 방사를 이용하는 기술은 공기 중에서 소모되는 방사 손실(radiation loss)에 따른 효율의 한계를 가지고 있는 반면, 전자기 유도 현상을 이용한 기술은 전자기파 방사를 이용하는 기술보다 전력 효율이 높은 특징을 가지고 있다.
전자기 유도 현상을 이용한 무선 전력 전송 기술은 크게 전자기 유도(inductive coupling) 방식과 자기 공명(resonant magnetic coupling) 방식으로 분류된다.
전자기 유도 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일 간의 전자기 결합에 따라 전송 측 코일에서 발생시킨 자기장으로 인해 수신 측 코일에 유도되는 전류를 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다. 전자기 유도 방식은 전송 효율이 높은 장점을 가지고 있으나, 전력전송 거리가 수 mm로 제한될 뿐 아니라 코일 간의 정합에 매우 민감하여 위치 자유도가 현저히 낮은 단점을 가지고 있다.
자기공명 방식은 2005년 MIT의 마린 솔라비치 교수가 제안한 기술로서, 전송 측 코일과 수신 측 코일 간의 공진 주파수로 인가된 자기장에 의해 전송 측과 수신 측 양단에 자기장이 집중되는 현상을 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다.
자기공명 방식은 전자기 유도 방식에 비해 비교적 긴 수십 cm에서 수 m에 이르는 거리까지 에너지를 전송하는 것이 가능할 뿐 아니라 동시에 여러 개의 기기로 전력을 전송하는 것이 가능하여 진정한 코드프리(cord-free)를 구현할 무선 전력 전송 기술로 주목 받고 있다.
한국공개특허 제10-2012-0116802호는 자기 공진을 이용한 무선 전력 전송에 관한 발명으로, 전력 송신기와 전력 수신기 사이가 아닌, 전력 송신기로부터 전력 수신기보다 더 먼 곳에 중계기를 설치하여 무선 전력 전송 효율을 높이는 기술을 개시한다.
이러한 선행 기술은 다수의 네트워크를 포함하는 무선 전력 시스템에서 효율적인 디바이스 관리 방법을 제공할 수 없다.
본 발명은 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하는 무선 전력 시스템에서 전력 전송 효율성을 높일 수 있는 무선 전력 전송 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하는 무선 전력 시스템에서 전력 전송 소스가 중첩되는 무선 전력 수신기에 대한 전력 전송 효율성을 높일 수 있는 무선 전력 전송 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하는 무선 전력 시스템에서 전력 전송 소스가 중첩되는 무선 전력 수신기에 대한 전력 전송의 우선 순위를 결정할 수 있는 무선 전력 전송 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 무선 전력 전송 방법은 무선 전력 전송 서버에서 수행되며, (a) 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 단계 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함할 수 있음-, (b) 상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 단계 및 (c) 상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 단계를 포함한다.
상기 전송 효율성 정보들 각각은 해당 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수, 상기 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 상기 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전송 효율성 정보들 각각은 상기 해당 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수에 반비례하고, 상기 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 상기 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량에 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 수신된 무선 통신 신호는 무선 전력 전송을 위한 주파수와 서로 다른 주파수를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전송 효율성 정보들 각각은 해당 무선 전력 수신기의 위치 이동 주기 및 횟수를 기초로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 (a) 단계는 특정 무선 전력 소스가 특정 무선 전력 중계기를 더 포함하는 경우에는 해당 무선 전력 송신기로부터 상기 특정 무선 전력 중계기에 의하여 연결된 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, (a1) 무선 전력 소스에 의하여 무선 전력 수신기에 대한 신호 세기가 측정되고 전송 효율성 정보가 결정되면 해당 무선 전력 송신기를 통해 상기 무선 전력 수신기에 대한 수신기 식별자와 상기 결정된 전송 효율성 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는 (b1) 서로 다른 무선 전력 소스들로부터 동일한 수신기 식별자가 수신되는지 여부를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는 (c1) 상기 스케쥴링 전에 상기 서로 다른 무선 전력 소스들 간의 시간 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 (c) 단계는 (c2) 상기 시간 동기화가 수행되면 동일한 무선 전력 수신기에 대해 상기 서로 다른 무선 전력 소스들에 의하여 공통으로 사용될 전력 전송 구간을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 전력 전송 구간은 상기 서로 다른 무선 전력 소스들의 특성들을 기초로 동적으로 결정된 동적 전력 전송 프레임을 통해 구현되거나 또는 미리 결정된 정적 전력 전송 프레임을 통해 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 (c) 단계는 (c3) 상기 서로 다른 무선 전력 소스들 중 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스가 상기 전력 전송 프레임에서 가장 큰 비율을 사용하도록 상기 서로 다른 무선 전력 소스들을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 무선 전력 전송 서버는 (a) 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 송신기 통신부 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함할 수 있음-, (b) 상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 중첩 수신기 검출부 및 (c) 상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 전력 소스 분배부를 포함한다.
실시예들 중에서, 기록매체는 (a) 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 기능 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함할 수 있음-, (b) 상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 기능 및 (c) 상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 기능를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법과 이와 관련된 기술들은 복수의 무선 전력 송신기들 및 복수의 무선 전력 수신기들을 포함하는 무선 전력 시스템을 통합적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법과 이와 관련된 기술들은 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하는 무선 전력 시스템에서 전력 전송 소스가 중첩되는 무선 전력 수신기에 대한 무선 전력 전송 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법과 이와 관련된 기술들은 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하는 무선 전력 시스템에서 전력 전송 소스가 중첩되는 무선 전력 수신기에 대한 전력 전송의 우선 순위를 결정하여 효율적 전원 관리 및 충전 시간 단축의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 있는 무선 전력 전송 서버의 블럭도이다.
도 4는 도 2에 있는 무선 전력 송신기의 블럭도이다.
도 5는 도 2에 있는 무선 전력 중계기의 블럭도이다.
도 6은 도 2에 있는 무선 전력 수신기의 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 있는 무선 전력 전송 서버의 블럭도이다.
도 4는 도 2에 있는 무선 전력 송신기의 블럭도이다.
도 5는 도 2에 있는 무선 전력 중계기의 블럭도이다.
도 6은 도 2에 있는 무선 전력 수신기의 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 서버(110)는 복수의 무선 전력 송신기들(120), 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)을 통합 관리한다.
무선 전력 전송 서버(110)는 복수의 무선 전력 송신기들(120) 및 무선 전력 중계기(130)를 통해 복수의 무선 전력 수신기들(140) 각각에 포함된 배터리를 무선으로 충전한다. 여기에서, 복수의 무선 전력 송신기들(120) 및 무선 전력 중계기(130)은 무선 전력 소스로 동작하며, 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 전력을 무선으로 제공한다. 즉, 무선 전력 소스는 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 전력을 제공할 수 있는 기기들로서 복수의 무선 전력 송신기들(120)을 포함하며, 무선 전력 중계기(130)가 존재하는 경우 해당 무선 전력 중계기(130)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 서버(110)는 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 대한 무선 충전을 최적화 하기 위해 복수의 무선 전력 송신기들(120) 및 무선 전력 중계기(130) 중 어느 기기를 무선 전력 소스로 활용할지를 결정할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성들은 도 2를 통해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 2을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(100)은 무선 전력 전송 서버(110), 복수의 무선 전력 송신기들(120), 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)을 포함한다.
무선 전력 전송 서버(110)는 복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각에 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 무선 전력 전송 서버(110)는 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 대한 무선 충전을 위한 전송 효율성 정보를 복수의 무선 전력 송신기들(120)로부터 수신하며, 해당 정보를 기초로 복수의 무선 전력 수신기들(140) 각각에 최적의 무선 전력 소스를 분배할 수 있다.
무선 전력 전송 서버(110)는 도 3를 통해 상세하게 설명한다.
복수의 무선 전력 송신기들(120)은 무선 전력 전송 서버(110)에 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 복수의 무선 전력 송신기들(120)은 무선 전력 전송 서버(110)의 관리에 따라 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 무선으로 전력을 공급한다.
복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각은 하나의 소규모 네트워크를 형성할 수 있다. 해당 소규모 네트워크는 하나의 무선 전력 송신기(120) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(140)를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 무선 전력 중계기(130)를 포함할 수 있다.
복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각은 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 대한 무선 충전을 위한 전송 효율성 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공할 수 있다.
복수의 무선 전력 송신기들(120)은 도 4를 통해 상세하게 설명한다.
무선 전력 중계기(130)는 복수의 무선 전력 송신기들(120) 중 적어도 하나에 연결되며, 연결된 무선 전력 송신기(120)로부터 무선으로 전력을 공급 받는다.
무선 전력 중계기(130)는 복수의 무선 전력 송신기들(120)과 마찬가지로 하나의 하부 네트워크(이하, 중계 네트워크)를 형성할 수 있다. 해당 중계 네트워크는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(140)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 중계기(130)는 필요에 따라 서브-무선 전력 중계기(미도시)를 포함할 수 있다.
무선 전력 중계기(130)는 복수의 무선 전력 송신기들(120)로부터 무선으로 전력을 수신하여 내부의 중계용 배터리를 충전한다. 또한, 무선 전력 중계기(130)는 충전된 중계용 배터리를 활용하여 중계 네트워크에 포함된 적어도 하나의 무선 전력 수신기(140)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
무선 전력 중계기(130)는 도 5를 통해 상세하게 설명한다.
복수의 무선 전력 수신기들(140)은 복수의 무선 전력 소스들에 각각 연결된다. 여기에서, 무선 전력 소스는 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 전력을 제공할 수 있는 복수의 무선 전력 송신기들(120) 및 무선 전력 중계기(130)를 포함할 수 있다.
복수의 무선 전력 수신기들(140)은 무선 충전의 대상이 되는 디바이스들로서, 사용 방식에 따라 해당 위치가 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 전력 수신기(140a)는 제1 무선 전력 송신기(120a)의 네트워크 내부에 포함된 위치에서 제2 무선 전력 송신기(120b) 또는 제3 무선 전력 송신기(120c)의 네트워크 내부로 이동할 수 있다.
복수의 무선 전력 수신기들(140)은 복수의 무선 전력 소스들 각각의 네트워크 내부에 교차하는 형태로 배치될 수 있다(예를 들어, 무선 전력 수신기 140c 및 140d). 무선 전력 수신기(140)가 복수의 무선 전력 소스들 각각의 네트워크 내부에 교차하는 형태로 배치되는 경우, 어느 무선 전력 소스를 활용하여 해당 무선 전력 수신기를 효율적으로 충전할지를 결정할 필요가 있다.
복수의 무선 전력 수신기들(140)은 도 6을 통해 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 있는 무선 전력 전송 서버의 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 전송 서버(110)는 송신기 통신부(310), 중첩 수신기 검출부(320), 전력 소스 분배부(330) 및 제어부(340)를 포함한다.
송신기 통신부(310)는 복수의 무선 전력 송신기들(120)의 관리에 필요한 신호를 송수신할 수 있다.
일 실시예에서, 송신기 통신부(310)는 복수의 무선 전력 송신기들(120)로부터 각각의 네트워크에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 무선 전력 수신기(140) 각각에 대한 식별자 정보 및 전송 효율성 정보를 수신할 수 있다.
여기에서, 전송 효율성 정보는 복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각의 네트워크에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 무선 전력 수신기(140)에 무선으로 전력을 제공을 할 경우 해당 기기에서 얼마나 효율적으로 충전될 수 있는지를 나타내는 정보에 해당한다. 전송 효율성 정보는 도 4를 통해 상세하게 설명한다.
중첩 수신기 검출부(320)는 무선 전력 수신기(140)가 복수의 무선 전력 소스들 각각의 네트워크 내부에 교차하는 형태로 배치되는지 여부를 결정한다(예를 들어, 무선 전력 수신기 140c 및 140d, 이하 중첩 수신기). 중첩 수신기 검출부(320)는 하나의 무선 전력 수신기(140)에 대한 식별자가 복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각에서 제공된 전송 효율성 정보에서 중첩되어 포함되는지 여부를 기초로 중첩 수신기 해당 여부를 결정한다.
전력 소스 분배부(330)는 무선 전력 수신기(140)가 중첩 수신기에 해당하는 경우, 전송 효율성 정보를 기초로 전송 효율성이 가장 높은 무선 전력 소스를 해당 중첩 수신기에 분배한다.
일 실시예에서, 전력 소스 분배부(330)는 무선 전력 수신기(140)가 중첩 수신기에 해당하는 경우, 서로 다른 무선 전력 소스들 간의 시간 동기화를 수행할 수 있다. 전력 소스 분배부(330)는 시간 동기화가 수행되면 동일한 무선 전력 수신기에 대해 서로 다른 무선 전력 소스들에 의하여 공통으로 사용될 전력 전송 구간을 결정할 수 있다. 여기에서, 전력 전송 구간은 상기 서로 다른 무선 전력 소스들의 특성들을 기초로 동적으로 결정된 동적 전력 전송 프레임을 통해 구현되거나 또는 미리 결정된 정적 전력 전송 프레임을 통해 구현될 수 있다.
제어부(340)는 송신기 통신부(310), 중첩 수신기 검출부(320) 및 전력 소스 분배부(330)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다.
도 4는 도 2에 있는 무선 전력 송신기의 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 복수의 무선 전력 송신기들(120) 각각은 서버 통신부(410), 관리 신호 통신부(420), 전송 효율성 결정부(430), 무선 전력 송신부(440), 전원부(450) 및 송신 제어부(460)를 포함할 수 있다.
서버 통신부(410)는 무선 전력 전송 네트워크 관리에 필요한 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공한다. 서버 통신부(410)는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 각각에 대한 식별자 정보 및 전송 효율성 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 서버 통신부(410)는 해당 네트워크 내부에 포함된 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공할 수 있다.
서버 통신부(410)는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 수신기(140)가 중첩 수신기에 해당하는 경우 무선 전력 전송 서버(110)에 의해 결정된 무선 전력 소스에 대한 식별자 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 소스에 대한 식별자 정보는 해당 네트워크 내부에 포함된 전력 중계기(130)의 식별자 정보에 해당할 수 있다.
관리 신호 통신부(420)는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)과 무선 통신 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 통신 신호는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 신호는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)과의 위치를 파악하기 위한 테스트 신호에 해당할 수 있다. 관리 신호 통신부(420) 해당 테스트 신호의 송수신 세기를 기초로 해당 기기들과의 거리 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 통신 신호는 무선 전력 전송을 위한 주파수와 서로 다른 주파수로 구현될 수 있다.
전송 효율성 결정부(430)는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140) 각각의 전송 효율성 정보를 결정한다.
여기에서, 전송 효율성 정보는 해당 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수, 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 전송 효율성 정보들 각각은 해당 네트워크 내부에 포함된 해당 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수에 반비례하고, 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량에 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 전송 효율성 정보들 각각은 해당 무선 전력 수신기의 위치 이동 주기 및 횟수를 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 전송 효율성 정보는 해당 무선 전력 수신기의 위치 이동 주기가 짧고, 위치 이동 횟수가 많을수록 높을 값을 갖도록 설정될 수 있다.
무선 전력 송신부(440)는 해당 네트워크에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)에 무선 전력을 송신한다. 무선 전력 송신부(440)는 송신된 무선 전력에 의해 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140) 각각에 포함된 배터리를 충전한다.
송신 전원부(450)는 외부 전원으로부터 전력을 제공 받는다. 해당 전력을 무선으로 해당 네트워크에 포함된 무선 전력 중계기(130) 및 복수의 무선 전력 수신기들(140)을 충전한다.
송신 제어부(460)는 서버 통신부(410), 관리 신호 통신부(420), 디바이스 위치 인식부(430), 무선 전력 송신부(440) 및 전원부(450)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다.
도 5는 도 2에 있는 무선 전력 중계기의 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 중계기(130)는 관리 신호 통신부(510), 무선 전력 수신부(520), 무선 전력 송신부(530), 중계용 배터리(540) 및 중계 제어부(550)를 포함할 수 있다.
관리 신호 통신부(510)는 무선 전력 중계기(130)가 포함되는 네트워크의 무선 전력 송신기(120)에 중계 네트워크에 대한 정보를 송신한다. 관리 신호 통신부(510)는 중계 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 수신기(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 제공할 수 있다.
무선 전력 수신부(520)는 무선 전력 중계기(130)를 관리하는 무선 전력 송신기(120)로부터 무선으로 전력을 수신 받는다.
무선 전력 송신부(530)는 중계 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 수신기(140)에 무선으로 전력을 제공한다.
중계용 배터리(540)는 무선 전력 송신기(120)로부터 전력을 제공받아 충전된다. 충전된 전력은 중계 네트워크 내부에 포함된 무선 전력 수신기(140)에 제공된다.
일 실시예에서, 중계용 배터리(540)는 제1 및 제2 중계용 배터리들을 포함할 수 있고, 제1 중계용 배터리를 무선 전력 송신기(120)을 통해 충전하는 동안 제2 중계용 배터리를 무선 전력 수신기(140)를 충전할 수 있다. 이 경우 무선 전력 중계기(130)는 제1 및 제2 중계용 배터리들을 스위칭하는 배터리 제어부를 별도로 포함할 수 있다.
중계 제어부(550)는 관리 신호 통신부(510), 무선 전력 수신부(520), 무선 전력 송신부(530) 및 중계용 배터리(540)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다.
도 6은 도 2에 있는 무선 전력 수신기의 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기(140)는 관리 신호 통신부(610), 무선 전력 수신부(620), 수신용 배터리(630) 및 수신 제어부(640)를 포함할 수 있다.
관리 신호 통신부(610)는 무선 전력 수신기(140)가 포함되는 네트워크의 무선 전력 송신기(120) 또는 무선 전력 중계기(130)(즉, 무선 전력 소스들)에 해당 무선 전력 수신기(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 제공할 수 있다.
무선 전력 수신부(620)는 무선 전력 소스로부터 무선으로 전력을 제공 받는다.
수신용 배터리(630)는 수신 받은 무선 전력을 통해 충전되고, 해당 기기에서 사용된다.
수신 제어부(640)는 관리 신호 통신부(610), 무선 전력 수신부(620) 및 수신용 배터리(630)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7a에서, 무선 전력 송신기(120)는 무선 전력 중계기(130) 없이 무선 전력 수신기(140)와 직접 연결될 수 있다.
무선 전력 송신기(120)는 관리 신호 통신부(420)를 통해 무선 전력 수신기(140)와 무선 통신 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 통신 신호는 해당 무선 전력 수신기(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 신호는 해당 무선 전력 수신기(140)의 위치를 파악하기 위한 테스트 신호에 해당할 수 있다.
무선 전력 송신기(120)는 무선 통신 신호를 기초로 전력 효율성 정보를 결정하고, 결정된 전력 효율성 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공한다.
해당 무선 전력 송신기(120)가 해당 무선 전력 수신기(140)에 대한 무선 전력 소스로 결정되면, 무선 전력 송신부(440)을 통해 해당 무선 전력 수신기(140)의 수신용 배터리(630)을 충전한다.
도 7b에서, 무선 전력 송신기(120)는 무선 전력 중계기(130)를 통해 무선 전력 수신기(140)와 연결될 수 있다.
무선 전력 송신기(120)는 관리 신호 통신부(420)를 통해 무선 전력 중계기(140)와 무선 통신 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 통신 신호는 무선 전력 중계기(140)의 중계 네트워크에 포함된 무선 전력 수신기(140)의 식별자 정보 및 배터리 충전 정보를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 신호는 해당 무선 전력 수신기(140)의 위치를 파악하기 위한 테스트 신호에 해당할 수 있다.
무선 전력 송신기(120)는 무선 통신 신호를 기초로 전력 효율성 정보를 결정하고, 결정된 전력 효율성 정보를 무선 전력 전송 서버(110)에 제공한다.
해당 무선 전력 중계기(140)가 해당 무선 전력 수신기(140)에 대한 무선 전력 소스로 결정되면, 무선 전력 중계기(140)는 무선 전력 송신부(530)을 통해 해당 무선 전력 수신기(140)의 수신용 배터리(630)을 충전한다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 무선 전력 전송 시스템 110: 무선 전력 전송 서버
120: 복수의 무선 전력 송신기들 130: 무선 전력 중계기
140: 복수의 무선 전력 수신기들
310: 송신기 통신부 320: 중첩 수신기 검출부
330: 전력 소스 분배부 340: 제어부
410: 서버 통신부 420: 관리 신호 통신부
430: 전송 효율성 결정부 440: 무선 전력 송신부
450: 전원부 460: 송신 제어부
510: 관리 신호 통신부 520: 무선 전력 수신부
530: 무선 전력 송신부 540: 중계용 배터리
550: 중계 제어부
610: 관리 신호 통신부 620: 무선 전력 수신부
630: 수신용 배터리 640: 수신 제어부
120: 복수의 무선 전력 송신기들 130: 무선 전력 중계기
140: 복수의 무선 전력 수신기들
310: 송신기 통신부 320: 중첩 수신기 검출부
330: 전력 소스 분배부 340: 제어부
410: 서버 통신부 420: 관리 신호 통신부
430: 전송 효율성 결정부 440: 무선 전력 송신부
450: 전원부 460: 송신 제어부
510: 관리 신호 통신부 520: 무선 전력 수신부
530: 무선 전력 송신부 540: 중계용 배터리
550: 중계 제어부
610: 관리 신호 통신부 620: 무선 전력 수신부
630: 수신용 배터리 640: 수신 제어부
Claims (14)
- 무선 전력 전송 서버에서 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서,
(a) 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 단계 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함하고 있음-;
(b) 상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 단계; 및
(c) 상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들 간의 시간 동기화를 수행하고, 상기 특정 무선 전력 수신기에 대해 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들에 의하여 공통으로 사용될 전력 전송 구간을 결정하여, 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 전송 효율성 정보들 각각은
해당 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수, 상기 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 상기 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량 중 적어도 하나를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 전송 효율성 정보들 각각은
상기 해당 무선 전력 소스에 연결된 무선 전력 수신기의 개수에 반비례하고, 상기 해당 무선 전력 소스에 수신된 무선 통신 신호의 세기 및 상기 해당 무선 전력 소스의 배터리 잔량에 비례하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 수신된 무선 통신 신호는
무선 전력 전송을 위한 주파수와 서로 다른 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 전송 효율성 정보들 각각은
해당 무선 전력 수신기에서 전송되는 신호 세기에 따라 결정되는 해당 디바이스의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는
특정 무선 전력 소스가 특정 무선 전력 중계기를 더 포함하는 경우에는 해당 무선 전력 송신기로부터 상기 특정 무선 전력 중계기에 의하여 연결된 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는
(a1) 무선 전력 소스에 의하여 무선 전력 수신기에 대한 신호 세기가 측정되고 전송 효율성 정보가 결정되면 해당 무선 전력 송신기를 통해 상기 무선 전력 수신기에 대한 수신기 식별자와 상기 결정된 전송 효율성 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 (b) 단계는
(b1) 서로 다른 무선 전력 소스들로부터 동일한 수신기 식별자가 수신되는지 여부를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 전력 전송 구간은
상기 서로 다른 무선 전력 소스들의 특성들을 기초로 동적으로 결정된 동적 전력 전송 프레임을 통해 구현되거나 또는 미리 결정된 정적 전력 전송 프레임을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
상기 서로 다른 무선 전력 소스들 중 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스가 상기 전력 전송 프레임에서 가장 큰 비율을 사용하도록 상기 서로 다른 무선 전력 소스들을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
- 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 송신기 통신부 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함하고 있음-;
상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 중첩 수신기 검출부; 및
상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들 간의 시간 동기화를 수행하고, 상기 특정 무선 전력 수신기에 대해 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들에 의하여 공통으로 사용될 전력 전송 구간을 결정하여, 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 전력 소스 분배부를 포함하는 무선 전력 전송 서버.
- 복수의 무선 전력 송신기들로부터, 복수의 무선 전력 소스들 각각에 연결된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 대한 전송 효율성 정보들을 수신하는 기능 -상기 복수의 무선 전력 소스들은 상기 복수의 무선 전력 송신기들을 포함하고 무선 전력 송신기에 의하여 연결될 수 있는 무선 전력 중계기를 더 포함하고 있음-;
상기 수신된 전송 효율성 정보들을 기초로 상기 복수의 무선 전력 소스들 중 적어도 두 개의 무선 전력 소스들과 동시에 연결될 수 있는 특정 무선 전력 수신기의 유무를 검출하는 기능; 및
상기 특정 무선 전력 수신기가 검출되면 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들 간의 시간 동기화를 수행하고, 상기 특정 무선 전력 수신기에 대해 상기 적어도 두 개의 무선 전력 소스들에 의하여 공통으로 사용될 전력 전송 구간을 결정하여, 가장 높은 전송 효율성을 가지는 무선 전력 소스를 다른 무선 전력 소스에 대하여 우선하여 스케줄링하는 기능를 포함하는 기록매체.
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| KR101232806B1 (ko) * | 2011-08-30 | 2013-02-13 | 한국과학기술원 | 전송 효율을 높일 수 있는 무선전력 전송시스템 및 그 방법 |
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2013
- 2013-12-30 KR KR1020130166356A patent/KR101555577B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20180109121A (ko) * | 2017-03-27 | 2018-10-08 | 강동연 | 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법 |
| KR101941103B1 (ko) | 2017-03-27 | 2019-01-23 | 강동연 | 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법 |
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