KR101702861B1 - 무선 전력 전송 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 전송 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 전송하고자 하는 정보에 대응하여 무선 전력 전송 장치의 무선 전송하는 전력량을 제어함으로써, 정보 전송을 위한 별도의 추가 장치 없이 정보를 전송할 수 있고, 또한, 전송하고자 하는 정보에 대응하여 단말기의 내부 임피던스를 제어하여, 무선 전력 전송 장치가 전송하는 전송 신호의 반사파를 제어함으로써, 정보 전송을 위한 별도의 추가 장치 없이 정보를 전송할 수 있다. 별도의 추가 장치가 요구되지 않음으로써, 소비 전력량을 줄일 수 있고, 정보 교환을 위한 통신 영역과 전력을 무선 전송하기 위한 전송 영역이 일치하도록 하는 매칭(matching) 작업을 생략할 수 있다.
Figure R1020090130852
무선 전력 전송, 단말기, 임피던스 제어

Description

무선 전력 전송 장치 및 방법{Wireless Power Transmission Device and Wireless Power Transmission Method}
무선 전력 전송 장치 및 방법이 개시된다. 보다 구체적으로 별도의 정보 전송 장치 없이 정보를 전송 및 수신할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 방법이 개시된다.
최근 들어 IT기술 발전과 함께 다양한 휴대용 전자제품이 출시되었고, 이들의 보급도 늘고 있다. 휴대용 전자제품의 특성 상, 해당 휴대용 전자제품의 배터리 성능이 중요한 문제로 대두되고 있다. 휴대용 전자제품뿐 아니라 생활가전제품에서 데이터를 무선으로 전송하는 기능이 제공되고 있으나, 전력(power)은 전력선(power line)을 통하여 제공 받는다.
또한, 최근 들어 무선으로 전력을 공급할 수 있는 무선 전력 전송 기술 (wireless power transmission)이 연구되고 있다. 무선 환경의 특성 상, 무선 전력 전송 장치 및 단말기 사이의 거리가 시간에 따라 변할 가능성이 높고, 무선 전력 전송 장치 및 단말기 각각에 포함되는 공진기의 매칭(matching) 조건 역시 변할 수 있다.
한편, 효율적으로 전력을 무선 전송하기 위해서는 무선 전력 전송 장치 및 단말기 사이에 전력 전송을 위한 정보의 교환이 필요하다. 본 명세서에서는 무선 전송의 효율을 높일 수 있도록 정보를 교환할 수 있는 새로운 방안이 제시된다.
본 발명의 일측에 따른 무선 전력 전송 장치는 단말기로 전력을 무선 전송하는 전송부 및 상기 단말기로 전송하는 전송 정보에 대응하여, 상기 전송부가 무선 전송하는 전력량을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 단말기는 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 무선 전송 받는 수신부 및 상기 무선 전력 전송 장치로 전송하는 단말 정보에 대응하여 내부 임피던스를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 무선 전력 전송 방법은 단말기로 전력을 무선 전송하는 단계 및 상기 단말기로 전송하는 전송 정보에 대응하여 무선 전송하는 전력량을 제어하는 단계를 포함한다.
전송하고자 하는 정보에 대응하여 무선 전력 전송 장치의 무선 전송하는 전력량을 제어함으로써, 정보 전송을 위한 별도의 추가 장치 없이 정보를 전송할 수 있는 방안이 제시된다.
전송하고자 하는 정보에 대응하여 단말기의 내부 임피던스를 제어하여, 무선 전력 전송 장치가 전송하는 전송 신호의 반사파를 제어함으로써, 정보 전송을 위한 별도의 추가 장치 없이 정보를 전송할 수 있는 방안이 제시된다.
별도의 추가 장치가 요구되지 않음으로써, 소비 전력량을 줄일 수 있고, 정보 교환을 위한 통신 영역과 전력을 무선 전송하기 위한 전송 영역이 일치하도록 하는 매칭(matching) 작업을 생략할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는 전송부(101) 및 제어부(102)를 포함한다.
무선 전력 전송 장치(100)는 단말기(110)에게 전력을 무선 전송하는 모든 형태의 장치일 수 있다. 또한, 무선 전력 전송 장치(100)는 단말기(110)에 일 모듈(module)의 형태로 삽입되도록 구현될 수 있다.
단말기(110)는 TV, 핸드폰, 게임기, 냉장고 기타 전력에 의해 작동하는 모든 형태의 장치일 수 있다.
전송부(101)는 단말기(110)로 전력을 무선 전송할 수 있다.
제어부(102)는 단말기(110)로 전송하는 전송 정보(103)에 대응하여, 전송부(101)가 무선 전송하는 전력량을 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)는 단말기(110)에게 전송 정보(103)를 전송하기 위한 별도의 장치 없이, 단말기(110)로 무선 전송하는 전력량을 제어함으로써 전송 정보(103)를 단말기(110)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 정보(103)가 0인 경우 제어부(102)는 전력량을 감소하도록 제어하고, 전송 정보(103)가 1인 경우 제어부(103)는 전력량을 증가하도록 제어할 수 있다.
전송 정보(103)는 무선 전력 전송 장치(100)가 단말기(110)에게 전송하고자 하는 정보이다. 전송 정보(103)는 무선 전력 전송 장치(100)의 ID, 기종, 타입 등 무선 전력 전송 장치(100)에 대한 정보, 무선 전력 전송 장치(100)가 전력을 무선 전송할 수 있는 전송 범위에 대한 정보 및 전력을 무선 전송하고 있는 경우 단말기(110)와의 사이에 매칭(matching)이 잘되고 있는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 전송 정보(103)는 무선 전력 전송 장치(100)가 단말기(110)에게 전력을 무선 전송하기 위해 필요한 정보에 국한되지 않고, 전송하고자 하는 정보의 내용에 상관 없이 무선 전력 전송 장치(100)가 단말기(110)에게 전송하고자 하는 모든 정보를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 전송 정보(103)는 2진법의 데이터일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 무선 전력 전송 장치(100)는 전송 정보(103)를 입력 받는 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 제어부(102)는 전송 정보(103)에 대응하여 전송 주파수를 제어할 수 있다. 제어부(102)는 전송 주파수를 제어함으로써 단말기(110)에게 전송하는 전력량을 제어할 수 있다. 제어부(102)는 위상 고정 루프 회로(phase locked loop circuit, PLL circuit)를 포함하고, 상기 위상 고정 루프 회로를 이용하여 전송 주파수를 제어할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 제어부(102)는 전송 정보(103)에 대응하여 무선 전 력 전송 장치(100)의 내부 임피던스(impedance)를 제어할 수 있다. 제어부(102)는 무선 전력 전송 장치(100)의 내부 임피던스를 제어함으로써 단말기(110)에게 전송하는 전력량을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(200)의 제어부(210)는 스위치(220)를 포함할 수 있다.
스위치(220)는 전송 정보(230)에 대응하여 단말기로 무선 전송하는 전력을 차단 또는 인가할 수 있다. 실시예에 따라서는, 전송 정보(230)가 0인 경우 스위치(220)가 오픈(open)되어 무선 전송하는 전력을 차단하고, 전송 정보(230)가 1인 경우 스위치(220)가 쇼트(short)되어 무선 전송하는 전력을 인가할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(300)는 측정부(301) 및 분석부(302)를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(300)는 단말기(310)에게 전력을 무선 전송하기 위해 전송 신호(320)를 전송한다. 이 때, 전송 신호(320)의 일부가 반사(reflection)되어 돌아오는 반사파(330)가 존재할 수 있다.
측정부(301)는 단말기(310)로 전송하는 전송 신호(320)의 반사파(330)를 측정할 수 있다. 실시예에 따라서는, 측정부(301)는 반사파(330)를 측정하는 방향성 결합기(directional coupler)를 포함하고, 상기 방향성 결합기를 이용하여 반사파(330)를 측정할 수 있다.
분석부(302)는 측정부(301)가 측정한 반사파(330)에 기반하여, 단말기(310)가 전송하는 단말 정보(311)를 분석할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 단말기(310)는 무선 전력 전송 장치(300)에게 단말 정보(311)를 전송할 수 있다. 이하 도 4를 참조하여 단말 정보(311)를 전송하는 단말기(310)에 대해서 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기(400)는 수신부(401) 및 제어부(402)를 포함한다.
수신부(401)는 무선 전력 전송 장치(410)로부터 전력을 무선 전송 받을 수 있다.
제어부(402)는 무선 전력 전송 장치(410)로 전송하는 단말 정보(403)에 대응하여 단말기(400)의 내부 임피던스를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기(400)는 무선 전력 전송 장치(410)에게 단말 정보(403)를 전송하기 위한 별도의 장치 없이, 단말기(400)의 내부 임피던스를 제어하여, 무선 전력 전송 장치(410)가 전송하는 전송 신호(420)의 반사파(430)를 제어함으로써, 단말 정보(403)를 무선 전력 전송 장치(410)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말 정보(403)가 0인 경우 제어부(402)는 반사파(430)의 파워(power)가 감소하도록 단말기(400)의 내부 임피던스를 제어하고, 단말 정보(403)가 1인 경우 제어부(402)는 반사파(430)의 파워가 감소하도록 단말기(400)의 내부 임피던스를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(402)는 단말 정보(403)에 대응하여 반사파의 진폭이 증가 또는 감소하도록 단말기(400)의 내부 임피던스를 제어할 수 있다.
단말 정보(403)는 단말기(400)가 무선 전력 전송 장치(410)에게 전송하고자 하는 정보이다. 단말 정보(403)는 단말기(400)가 현재 전력을 필요로 하는지 여부에 대한 정보, 단말기(400)가 전력을 필요로 하는 경우 필요로 하는 전력량에 대한 정보, 전력을 무선 전송 받고 있는 경우 무선 전력 전송 장치(410)와의 사이에 매칭(matching)이 잘되고 있는지 여부에 대한 정보 및 단말기(400)의 충전율에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말 정보(403)는 단말기(400)가 무선 전력 전송 장치(410)로부터 전력을 무선 전송 받기 위해 필요한 정보에 국한되지 않고, 전송하고자 하는 정보의 내용에 상관 없이 단말기(400)가 무선 전력 전송 장치(410)에게 전송하고자 하는 모든 정보를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 단말 정보(403)는 2진법의 데이터일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 단말기(400)는 단말 정보(403)를 입력 받는 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 분석부(302)는 측정부(301)가 측정한 반사파(330)의 파워의 증감 또는 진폭의 증감 중 적어도 하나에 대한 정보에 기반하여, 단말기(310)가 전송하는 단말 정보(311)를 분석할 수 있다. 실시예에 따라서는, 무선 전력 전송 장치(300)는 분석부(302)가 분석한 단말 정보(303)를 출력하는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기(500)의 제어부(510)는 제1 로드(load)(520), 제2 로드(530) 및 스위치(540)를 포함할 수 있다.
스위치(540)는 단말 정보(550)에 대응하여 제1 로드(520) 및 제2 로드(530) 중 어느 하나에 결합할 수 있다. 실시예에 따라서는, 단말 정보(550)가 0인 경우 스위치(540)는 제1 로드(520)에 결합하고, 단말 정보(550)가 1인 경우 스위치(540)는 제2 로드(530)에 결합할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단말기(600)는 측정부(601) 및 분석부(602)를 포함할 수 있다.
측정부(601)는 무선 전력 전송 장치(610)로부터 무선 전송 받는 전력량을 측정할 수 있다.
분석부(602)는 측정부(601)가 측정한 전력량에 기반하여, 무선 전력 전송 장치(610)가 전송하는 전송 정보(611)를 측정할 수 있다. 분석부(602)는 측정부(601)가 측정한 전력량의 증감에 기반하여, 무선 전력 전송 장치(610)가 전송하는 전송 정보(611)를 분석할 수 있다. 실시예에 따라서는, 단말기(600)는 분석부(602)가 분석한 전송 정보(603)를 출력하는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 단말기로 전력을 무선 전송할 수 있다(S710).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 단말기로 전송하는 전송 정보에 대응하여, 무선 전송하는 전력량을 제어할 수 있다(S720). 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 단말기에게 전송 정보를 전송하기 위한 별도의 장치 없이, 단말기로 무선 전송하는 전력량을 제어함으로써 전송 정보를 단말기로 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 정보가 0인 경우 전력량을 감소하도록 제어하고, 전송 정보가 1인 경우 전력량을 증가하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 무선 전력 전송 방법은 전송 정보를 입력 받는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 전송 정보에 대응하여 전송 주파수를 제어할 수 있다. 전송 주파수를 제어함으로써 단말기에게 전송하는 전력량을 제어할 수 있다. 또한, 위상 고정 루프 회로(phase locked loop circuit, PLL circuit)를 이용하여 전송 주파수를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 전송 정보에 대응하여 내부 임피던스(impedance)를 제어할 수 있다. 내부 임피던스를 제어함으로써 단말기에게 전송하는 전력량을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 단말기로 전송하 는 전송 신호의 반사파를 측정할 수 있다. 실시예에 따라서는, 반사파를 측정하는 방향성 결합기(directional coupler)를 이용하여 반사파를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은 측정한 반사파에 기반하여, 단말기가 전송하는 단말 정보를 분석할 수 있다. 실시예에 따라서는, 측정한 반사파의 파워의 증감 또는 진폭의 증감 중 적어도 하나에 대한 정보에 기반하여, 단말기가 전송하는 단말 정보를 분석할 수 있다. 실시예에 따라서는, 무선 전력 전송 방법은 분석한 단말 정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (12)

  1. 단말기로 전력을 무선 전송하는 전송부; 및
    상기 단말기로 전송하는 전송 정보에 대응하여, 상기 전송부가 무선 전송하는 전력량을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 기설정된 크기 이상 전력량을 증가시키거나 감소시키는 것을 "0" 또는 "1"의 정보로 대응시킴으로써 상기 전송 정보가 상기 전송부를 통해 상기 단말기로 전달되도록 제어하고,
    상기 전송 정보는 무선 전력 전송 장치에 대한 정보, 상기 무선 전력 전송 장치가 전력을 무선 전송할 수 있는 전송 범위에 대한 정보 및 전력을 무선 전송하고 있는 경우 상기 단말기와의 사이에 매칭(matching)이 잘되고 있는지 여부에 대한 정보를 포함하는
    무선 전력 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 스위치를 포함하고,
    상기 스위치는 상기 전송 정보에 대응하여 상기 단말기로 무선 전송하는 전력을 차단 또는 인가하는 무선 전력 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송 정보에 대응하여 전송 주파수를 제어하는 무선 전력 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송 주파수를 제어하는 위상 고정 루프 회로를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송 정보에 대응하여 상기 무선 전력 전송 장치의 내부 임피던스를 제어하는 무선 전력 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말기로 전송하는 전송 신호의 반사파를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정한 반사파에 기반하여, 상기 단말기가 전송하는 단말 정보를 분석하는 분석부
    를 더 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 측정부는,
    상기 반사파를 측정하는 방향성 결합기를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 단말기로 전력을 무선 전송하는 단계; 및
    상기 단말기로 전송하는 전송 정보에 대응하여 무선 전송하는 전력량을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 무선 전송하는 전력량을 제어하는 단계는,
    기설정된 크기 이상 전력량을 증가시키거나 감소시키는 것을 "0" 또는 "1"의 정보로 대응시킴으로써 상기 전송 정보가 전송부를 통해 상기 단말기로 전달되도록 제어하고,
    상기 전송 정보는 무선 전력 전송 장치에 대한 정보, 상기 무선 전력 전송 장치가 전력을 무선 전송할 수 있는 전송 범위에 대한 정보 및 전력을 무선 전송하고 있는 경우 상기 단말기와의 사이에 매칭(matching)이 잘되고 있는지 여부에 대한 정보를 포함하는
    무선 전력 전송 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단말기로 전송하는 전송 신호의 반사파를 측정하는 단계; 및
    상기 측정한 반사파에 기반하여, 상기 단말기가 전송하는 단말 정보를 분석하는 단계
    를 더 포함하는 무선 전력 전송 방법.
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