KR101844409B1 - 무선 에너지 전송 장치 및 방법, 무선 에너지 전송 시스템 - Google Patents
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Abstract
무선으로 에너지를 전송하는 방법 및 장치, 무선 에너지 전송 시스템에 관한 것으로, 무선 에너지 전송 장치는 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 되는 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하고, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 에너지 전송단의 스위치와 상기 에너지 수신단의 스위치 간의 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정할 수 있다.
Description
아래의 실시 예들은 무선으로 에너지를 전송하는 방법 및 장치, 무선 에너지 전송 시스템에 관한 것이다.
무선 전력 전송에 대한 연구는 휴대기기를 포함한 다양한 전기기기의 폭발적 증가로 인한 유선 전력 공급의 불편 증가 및 기존 배터리(battery) 용량의 한계 봉착 등을 극복하기 위해 시작되었다. 그 중에서도 근거리 무선 전력 전송에 대한 연구가 집중되고 있다. 근거리 무선 전력 전송이라 함은 동작 주파수에서 파장의 길이에 비해 송수신 코일간의 거리가 충분히 작은 경우를 의미한다. 공진 특성을 이용하는 무선 전력 송수신 시스템은 전력을 공급하는 소스와 전력을 공급받는 타겟을 포함할 수 있다. 무선 전력을 전송하고 수신하는 과정에서 소스와 타겟은 제어 정보를 공유할 필요가 있다.
일 측면에 있어서, 무선 에너지 전송 장치는 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 되는 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 에너지 전송단의 스위치와 상기 에너지 수신단의 스위치 간의 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합 및 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 계산부 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 심볼 동기를 보정하기로 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 현재의 심볼 동기를 계속해서 유지하기로 결정할 수 있다.
상기 보정부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 에너지 전송단의 스위치의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 제어할 수 있다.
상기 보정부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 하나의 심볼 구간 동안 상기 에너지 전송단의 스위치의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 감소시키고, 상기 제어부는 다음 심볼 구간에서 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호에서 샘플링 된 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 감소시킨 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍의 보정 여부를 결정할 수 있다.
상기 보정부는 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 감소시킨 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시킬 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 에너지 전송 장치는 상기 에너지 수신단의 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 상기 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 소스 공진기, 상기 소스 공진기에 에너지를 공급하는 전원 및 상기 전원과 상기 소스 공진기를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 에너지 전송 장치는 상기 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조하는 변조부 및 상기 에너지 수신단에 의하여 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 상기 에너지 수신단으로부터 전송된 데이터를 복조하는 복조부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 무선 에너지 전송 시스템은 소스 공진기의 상호 공진을 통하여 에너지를 전송하고, 상기 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플들의 절대값의 합에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 무선 에너지 전송 장치 및 상기 상호 공진을 통하여 타겟 공진기에서 상기 소스 공진기가 전송한 에너지를 수신하고, 상기 타겟 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플 값에 기초하여 심볼 동기를 정합하는 무선 에너지 수신 장치를 포함할 수 있다.
상기 무선 에너지 전송 장치는 심볼 구간 별로 상기 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 심볼 동기의 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 제어부 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 심볼 동기를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.
상기 무선 에너지 수신 장치는 심볼 구간 별로 상기 타겟 공진기에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부 및 상기 제 1 샘플들 중에서 가장 큰 절대 값을 가지는 시점을 상기 심볼 동기 시점으로 정합하는 심볼 동기 정합부를 포함할 수 있다.
상기 무선 에너지 수신 장치는 상기 타겟 공진기에서 수신하는 에너지로 충전되는 부하, 상기 타겟 공진기와 연결되면 상기 타겟 공진기의 공진 주파수를 변경시키는 캐패시터, 상기 부하, 상기 캐패시터와 상기 타겟 공진기를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)하는 스위치 및 상기 스위치의 동작을 상기 심볼 동기 시점에 기초하여 제어하는 스위치 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 무선 에너지 수신 장치는 상기 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조하는 변조부 및 상기 무선 에너지 전송 장치에 의하여 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 상기 무선 에너지 전송 장치로부터 전송된 데이터를 복조하는 복조부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 무선 에너지 전송 방법은 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 되는 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 단계 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 에너지 전송단의 스위치와 상기 에너지 수신단의 스위치 간의 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 에너지 전송 방법은 상기 제1 샘플들을 샘플링하기 이전에, 상기 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 상기 제2 샘플들을 샘플링하는 단계, 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 단계 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 에너지 전송단의 스위치 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 보정하기로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정하는 단계는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 상기 에너지 전송단의 현재 스위치 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 유지하는 단계 및 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 무선 에너지 전송 방법은 상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시킨 후, 다음 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제3 샘플들을 샘플링하는 단계, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 단계, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크거나 같으면, 상기 에너지 전송단의 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 보정하기로 결정하는 단계, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서 송신단과 수신단의 스위치의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 블록도이다.
도 7은 일실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치의 블록도이다.
도 8은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 한 심볼 내에서, 송신단과 수신단에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기가 정합되지 않은 한 심볼 내에서, 송신단과 수신단에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
도 11은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 후, 동기의 보정이 필요한 시점을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 한 심볼 내에 샘플들의 절대 값의 합을 동기 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 14 내지 도 16은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 19는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하기 위해 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 조절하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 20은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
도 21은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
도 2는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서 송신단과 수신단의 스위치의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 블록도이다.
도 7은 일실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치의 블록도이다.
도 8은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 한 심볼 내에서, 송신단과 수신단에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기가 정합되지 않은 한 심볼 내에서, 송신단과 수신단에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
도 11은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 후, 동기의 보정이 필요한 시점을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 한 심볼 내에 샘플들의 절대 값의 합을 동기 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 14 내지 도 16은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 19는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하기 위해 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 조절하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 20은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
도 21은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
이하, 일 측에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
무선 전력 전송 시스템은 무선으로 전력을 필요로 하는 다양한 시스템에 응용될 수 있다. 무선 전력 전송 시스템은 핸드폰 또는 wireless TV 등 무선 전력의 사용이 가능한 시스템에 이용될 수 있다. 또한, 바이오 헬스 케어(bio health care) 분야에 응용이 가능하여, 인체에 삽입된 디바이스에 원격으로 전력을 전송하거나, 심박수 측정을 위한 붕대 모양의 디바이스에 무선으로 전력을 전송하는데 응용될 수 있다.
무선 전력 전송 시스템은 전력소모에 제약이 큰 센서 등의 디바이스에 응용될 수 있다.
또한, 무선 전력 전송 시스템은 전원 소스가 없는 정보 저장 장치의 원격 제어에 응용될 수 있다. 무선 전력 전송 시스템은 정보 저장 장치에 원격으로 장치를 구동할 수 있는 전력을 공급함과 동시에, 무선으로 정보 저장 장치에 저장된 정보를 불러오는 시스템에 응용될 수 있다.
무선 전력 전송 시스템은 신호의 발생을 위해 전원 공급 장치로부터 에너지를 공급받아, 소스 공진기에 저장하고, 전원 공급 장치와 소스 공진기를 전기적으로 연결하는 스위치를 오프 시킴으로써, 소스 공진기의 자체 공진을 유도할 수 있다. 자체 공진 하는 소스 공진기와 상호 공진을 할 만큼 충분히 가까운 거리에 소스 공진기의 공진 주파수와 동일한 공진 주파수를 가지는 타겟 공진기가 존재하는 경우, 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진 현상이 발생한다. 소스 공진기는 전원 공급 장치로부터 에너지를 공급받는 공진기를 의미하고, 타겟 공진기는 상호 공진 현상에 의해 소스 공진기로부터 에너지를 전달받는 공진기를 의미한다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다. 위와 같은 무선 에너지 전송 시스템은 RI(Resonator Isolation) 시스템이라고 정의될 수 있다.
도 1을 참조하면, 무선 에너지 전송 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 무선 에너지 전송 시스템은 소스에 해당하는 무선 에너지 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 에너지 수신 장치를 포함할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치는 전력 입력부(110), 전력 전송부(120) 및 스위치부(130)를 포함한다. 전력 입력부(110)는 전원 공급 장치를 이용하여 캐패시터에 에너지를 저장한다. 스위치부(130)는 캐패시터에 에너지가 저장되는 동안에는 전력 입력부(110)에 캐패시터를 연결하고, 스위치부(130)는 캐패시터에 저장된 에너지를 방전하는 동안에는 캐패시터를 전력 전송부(120)에 연결한다. 즉, 스위치부(130)는 캐패시터가 동시에 전력 입력부(110) 및 전력 전송부(120)에 연결되지 않도록 한다.
전력 전송부(120)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신부(140)로 전달(transferring)한다. 보다 구체적으로 전력 전송부(120)는 전력 전송부(120)의 소스 공진기와 수신부(130)의 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통해 전력을 전달할 수 있다. 이때, 소스 공진기는 캐패시터(C1) 및 송신 코일(L1)을 포함할 수 있고, 타겟 공진기는 캐패시터(C2) 및 수신 코일(L2)을 포함할 수 있다. 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 발생하는 상호 공진의 정도는 상호 인덕턴스 M의 영향을 받는다.
전력 입력부(110)는 입력 전압(VDC), 내부 저항(Rin) 및 캐패시터(C1)로, 전력 전송부(120)는 기초 회로 소자(R1, L1, C1)로, 스위치부(130)는 복수의 스위치들로 모델링 될 수 있다. 스위치로는 온/오프 기능을 수행할 수 있는 능동소자가 사용될 수 있다. R은 저항 성분, L은 인덕터 성분, C는 캐패시터 성분을 의미한다. 입력 전압(VDC) 중 캐패시터(C1)에 걸리는 전압은 Vin으로 표시될 수 있다.
무선 에너지 수신 장치는 수신부(140), 전력 출력부(150) 및 스위치부(160)를 포함한다. 수신부(140)는 전력 전송부(120)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 수신부(140)는 수신한 전자기 에너지를 연결된 캐패시터들에 저장한다. 스위치부(160)는 캐패시터에 에너지가 저장되는 동안에는 수신부(140)에 캐패시터를 연결하고, 스위치부(160)는 캐패시터에 저장된 에너지를 부하에 전달하는 동안에는 캐패시터를 전력 출력부(150)에 연결한다. 즉, 스위치부(160)는 캐패시터가 동시에 수신부(140) 및 전력 출력부(150)에 연결되지 않도록 한다.
보다 구체적으로 수신부(140)의 수신 코일(L2)은 전력 전송부(120)의 송신 코일(L1)과의 상호 공진을 통하여 전력을 수신할 수 있다. 수신된 전력을 통하여 수신 코일(L2)과 연결된 캐패시터가 충전될 수 있다. 전력 출력부(150)는 캐패시터에 충전된 전력을 배터리로 전달한다. 전력 출력부(150)는 배터리 대신, 부하 또는 타겟 디바이스에 전력을 전달할 수 있다.
수신부(140)는 기초 회로 소자(R2, L2, C2)로, 전력 출력부(150)는 연결되는 캐패시터(C2) 및 배터리로, 스위치부(160)는 복수의 스위치들로 모델링 될 수 있다. 수신 코일(L2)에서 수신되는 에너지 중, 캐패시터(C2)에 걸리는 전압은 Vout으로 표시될 수 있다.
위와 같이 전력 입력부(110)와 전력 전송부(120)를 물리적으로 분리하고, 수신부(140)와 전력 출력부(150)를 물리적으로 분리하여 전력을 전송하는 RI(Resonator Isolation) 시스템은 임피던스 매칭을 사용한 기존의 전력 전송 방식에 비하여 여러 가지의 장점을 가진다. 첫째, DC 전원으로부터 소스 공진기에 직접 전력 공급이 가능하기 때문에, 전력 증폭기를 사용하지 않을 수 있다. 둘째, 배터리의 충전을 위해 수신단의 캐패시터에 충전된 전력에서 에너지를 채득(capture)하기 때문에, 정류기를 통한 정류작업이 필요 없다. 셋째, 임피던스 매칭을 할 필요가 없으므로 전송 효율이 송신단과 수신단 사이의 거리변화에 민감하지 않다. 또한, 복수의 송신단 및 복수의 수신단을 포함하는 무선 에너지 전송 시스템으로의 확장이 용이하다.
도 2는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도 2는 RI(Resonator Isolation) 시스템의 다른 예이다.
도 2를 참조하면, 무선 에너지 전송 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 즉, 무선 에너지 전송 시스템은 소스에 해당하는 무선 에너지 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 에너지 수신 장치를 포함한다.
무선 에너지 전송 장치는 전력 충전부(210), 제어부(220) 및 전송부(230)를 포함할 수 있다. 전력 충전부(210)는 전원 공급 장치(Vin)와 저항(Rin)으로 구성될 수 있다. 소스 공진기는 캐패시터(C1)와 인덕터(L1)로 구성될 수 있다. 전송부(230)는 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여 소스 공진기에 저장된 에너지를 전송할 수 있다. 제어부(220)는 전력 충전부(210)로부터 소스 공진기에 전력을 공급하기 위해 스위치를 온(on) 할 수 있다. 전원 공급 장치(Vin)로부터 캐패시터(C1)에 전압이 인가되고, 인덕터(L1)에 전류가 인가될 수 있다. 소스 공진기가 정상 상태에 도달하게 되면, 캐패시터(C1)에 인가되는 전압은 0이 되고, 인덕터(L1)에 흐르는 전류는 Vin/ Rin의 값을 가지게 된다. 정상 상태에서는 인덕터(L1)에 인가되는 전류를 통하여 인덕터(L1)에 전력이 충전된다.
제어부(220)는 정상 상태에서 소스 공진기에 충전된 전력이 소정 값에 도달하면, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 소정 값에 대한 정보는 제어부(220)에 설정될 수 있다. 전력 충전부(210)와 전송부(230)는 스위치 동작에 의해 분리된다. 스위치가 오프 되면, 소스 공진기는 캐패시터(C1)와 인덕터(L1)간에 자체 공진을 시작한다. 상호 인덕턴스 M(270)을 고려한, 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여, 소스 공진기에 저장된 에너지는 타겟 공진기로 전달될 수 있다. 이때, 소스 공진기의 공진 주파수(f1)와 타겟 공진기의 공진 주파수(f2)는 동일하다. 소스 공진기의 공진 주파수(f1)와 타겟 공진기의 공진 주파수(f2)는 [수학식 1]을 통해서 계산될 수 있다.
[수학식 1]
무선 에너지 수신 장치는 충전부(240), 제어부(250) 및 전력 출력부(260)를 포함할 수 있다. 타겟 공진기는 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)로 구성될 수 있다. 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진을 할 때는 소스 공진기는 전원 공급 장치(Vin)와 분리되어 있고, 타겟 공진기는 부하(LOAD) 및 캐패시터(CL)와 분리되어 있다. 타겟 공진기의 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)는 상호 공진을 통하여 전력을 충전할 수 있다. 제어부(250)는 타겟 공진기에 전력을 충전하기 위해, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 스위치가 오프인 동안, 타겟 공진기의 공진 주파수와 소스 공진기의 공진 주파수는 일치하여, 상호 공진이 발생할 수 있다. 제어부(250)는 타겟 공진기에 충전된 전력이 소정 값에 도달하면, 스위치를 온(on)할 수 있다. 소정 값에 대한 정보는 제어부(250)에 설정될 수 있다. 스위치가 온 되면, 캐패시터(CL)이 연결되어, 타겟 공진기의 공진 주파수가 [수학식 2]와 같이 변경된다.
[수학식 2]
따라서, 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 공진 주파수가 일치하지 않게 되고, 소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진이 종료된다. 보다 구체적으로는 타겟 공진기의 Q를 고려하여, f2'이 f2보다 충분히 작다면, 상호 공진 채널이 소멸할 수 있다. 또한, 전력 출력부(260)는 캐패시터(C2)와 인덕터(L2)에 충전된 전력을 부하(LOAD)에 전달할 수 있다. 전력 출력부(260)는 부하(LOAD)의 필요에 적합한 방식으로 전력을 전달할 수 있다. 예를 들면, 전력 출력부(260)는 부하에서 요구하는 정격 전압으로 전압을 레귤레이션(regulation)하여 전력을 전달할 수 있다.
제어부(250)는 타겟 공진기에 충전된 전력이 소정 값 미만의 값을 갖게 되면, 스위치를 오프(off)할 수 있다. 오프(off)로 인하여 소스 공진기와 타겟 공진기의 공진 주파수가 다시 일치하게 되면, 충전부(240)는 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진을 통하여 다시 타겟 공진기에 전력을 충전할 수 있다.
소스 공진기와 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생할 때는 스위치가 연결되지 않는다. 따라서, 스위치의 연결에 따른 전송 효율의 감소를 예방할 수 있다.
도 1의 캐패시터에 충전된 에너지를 전달하는 방식에 비해, 도 2의 방식은 타겟 공진기에 저장된 에너지의 채득(capture) 시점을 제어하는 것이 좀 더 용이하다. 도 1의 캐패시터에 충전된 에너지를 전달하는 방식에서는 무선 전력 수신 장치가 캐패시터에 충전된 에너지를 채득(capture) 할 수 있지만, 도 2의 공진 주파수를 변경하여 에너지를 채득하는 방식은 타겟 공진기의 인덕터 및 캐패시터에 저장된 에너지를 채득하므로, 에너지의 채득 시점에 대한 자유도가 향상된다.
RI(Resonator Isolation) 시스템의 송신단은 전력 혹은 데이터의 전송을 위해, 스위치의 연결을 통해 소스 공진기에 에너지의 충전과 방전과정을 반복 수행한다. 이러한 한 번의 에너지의 충전과 방전 과정은 하나의 심볼로 정의될 수 있다. 수신단은 송신단으로부터 에너지 또는 데이터를 수신하기 위해, 송신단의 충전 및 방전을 반복하는 스위치의 동작 주기에 맞추어, 수신단의 스위치를 동작시켜야 한다.
수신단은 송신단으로부터 오류 없이 전력 또는 데이터를 수신하기 위해, 송신단의 스위치가 언제 오프(off)되고 언제 온(on)되는지, 그리고 언제 상호 공진을 시작하고, 언제 타겟 공진기에 저장된 에너지가 피크 값을 가지는지 알 필요가 있다. 송신단 스위치의 온/오프 타임에 대한 정보를 알아내고, 수신단의 온/오프 타임을 송신단 스위치의 온/오프 타임에 대한 정보에 맞게 조절하는 과정을 시간 동기화 과정이라고 정의할 수 있다.
RI system은 정보를 전달하기 위하여, 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 상호 공진 현상을 이용한다. 보다 구체적으로, 송신단은 상호 약속된 정해진 시간 구간 동안 소스 공진기로 에너지를 주입하거나/주입하지 않는 동작을 통해 해당 시간 구간 동안 상호 공진을 일으키거나/일으키지 아니하는 현상을 유도할 수 있고, 각각의 현상에 정보를 할당(assign)할 수 있다. 예를 들면, 송신단은 상호 공진이 발생하는 현상에 비트 1을, 상호 공진이 발생하지 않는 현상에 비트 0을 할당할 수 있다. 여기서 정해진 시간 구간은 예를 들면, 하나의 심볼로 정의될 수 있다.
수신단은 정해진 시간 구간 동안, 타겟 공진기의 공진주파수를 소스 공진기의 공진주파수와 맞추거나/맞추지 아니하는 동작으로 상호 공진을 일으키거나/일으키지 아니하는 현상을 유도할 수 있다. 이때, 수신단은 각각의 현상에 정보를 할당(assign)할 수 있다. 예를 들면, 수신단은 상호 공진이 발생하는 현상에 비트 1을, 상호 공진이 발생하지 않는 현상에 비트 0을 할당할 수 있다.
심볼 단위로 정보를 전달하는 방법에 있어서, 심볼의 동기를 맞추는 작업이 선행되어야 한다. 심볼의 동기를 맞추기 위해 수신단에서 동기 정합 작업을 수행할 수 있다. 수신단에서 동기 정합 작업이 이루어지면, 사전에 정해진 프로토콜에 의해 송신단과 수신단 간에 양방향 데이터 전송이 이루어질 수 있다.
동기 정합 이후 일정한 시간이 흐르면 정합된 동기가 틀어진다. 왜냐하면, TX 및 RX system oscillator의 주기가 미세하게 다르기 때문이다. 따라서 이의 보정을 위해 주기적으로 재정합 작업을 하거나, 동기 보정 작업을 해야 한다. 일반적으로 이러한 작업들은 모두 RX단에서 수행된다. RX단에서 동기 정합, 재정합 혹은 보정작업을 하기 위해선 channel monitoring을 지속적으로 해야하고 정합 보정/재정합을 위한 추가적 process가 필요하다. 이는 RX단의 전력 소모량을 증가시키는 문제를 야기한다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서 송신단과 수신단의 스위치의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 송신단은 충전(charging)과 방전(discharging) 과정의 반복을 통해 수신단으로 에너지를 전송한다. 이러한 한 번의 에너지의 충전과 방전 과정은하나의 심볼로 정의될 수 있다.
도 2의 RI 시스템을 고려하면, 수신단은 송신단에서 전송하는 에너지를 수신하기 위해 송신단의 SW1이 오프(off)되어, 방전단계로 전환하기 소정의 시간(Sync. Margin) 이전에, SW2를 오프(off)하여 송신단과의 상호 공진을 준비한다.
상호 공진이 시작되면, 수신단의 타겟 공진기에 에너지가 충전된다. 상호 공진은 소스 공진기와 타겟 공진기 간의 커플링(coupling)으로 표현될 수 있다. 수신단은 타겟 공진기에 저장되는 에너지가 피크 값을 가지는 시점에, SW2를 온(on)하여, 타겟 공진기의 공진 주파수를 소스 공진기의 공진 주파수와 다르게 변경하고, 타겟 공진기에 저장된 에너지를 채득(capturing)할 수 있다. 수신단은 타겟 공진기에 저장되는 에너지의 값에 기초하여 SW2의 온/오프 시점을 조절함으로써, 송신단의 SW1과의 동기를 정합할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 샘플링부(440), 제어부(450) 및 보정부(460)를 포함할 수 있다. 무선 에너지 전송 장치는 추가적으로 전원(410), 스위치(420) 및 소스 공진기(430)를 더 포함할 수 있다.
샘플링부(440)는 심볼 구간에서, 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 심볼 구간은 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 될 수 있다. 심볼 구간은 에너지 전송단에서 스위치의 동작에 따라 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기 설정된 시간으로 정의될 수 있다. 보다 구체적으로, 심볼 구간은 에너지 전송단에서 스위치(420)의 온/오프가 한 번씩 이루어지고 유지되는 시간을 의미할 수 있다.
샘플링부(440)는 심볼 구간 별로 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 샘플들을 샘플링 할 수 있다.
소스 공진기(430)와 타겟 공진기(도시되지 않음) 간에 상호 공진이 발생하면, 소스 공진기(430)에 교류 전압이 유기될 수 있다. 샘플링부(440)는 유기되는 교류 전압 신호에서 제1 샘플들을 샘플링할 수 있다. 또한, 교류 신호에는 교류 전류 신호도 포함될 수 있다. 예를 들면, 샘플링부(440)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC, Analog to Digital Converter)로 구현될 수 있다.
보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정할 수 있다. 동기 정합은 에너지 전송단의 스위치(420)와 에너지 수신단의 스위치(도시되지 않음) 간에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 동기 정합은 에너지 전송단의 스위치(420)가 턴 오프(turn off)될 때, 소정의 마진(margin)시간 내에서 에너지 수신단의 스위치(420)를 턴 오프 시키는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 초기 동기 정합은 에너지 수신단에서 이루어질 수 있다.
보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 에너지 전송단의 스위치(420)의 턴 온(turn on)을 유지하는 시간 및 턴 오프를 유지하는 시간을 감소시키거나, 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 샘플들은 교류 전압 신호의 전압 값을 가질 수 있다. 그러므로, 제1 샘플들의 절대 값의 합은 제1 샘플들의 전압 값의 절대 값의 합을 의미한다. 마찬가지로, 제2 샘플들의 절대 값의 합도 제2 샘플들의 전압 값의 절대 값의 합을 의미한다.
보정부(460)는 스위치(420)의 턴 온을 유지하는 시간 및 턴 오프를 유지하는 시간을 조절하여, 심볼 구간의 길이, 즉 심볼 지속시간(symbol duration)을 조절할 수 있다. 또한, 보정부(460)는 하나의 심볼 구간의 길이만 조절할 수 있다. 보정이 이루어지지 않은 나머지 심볼 구간은 기 설정된 심볼 구간의 길이를 가질 수 있다.
제어부(450)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 심볼 동기의 보정을 결정할 수 있다. 심볼 동기가 정합된 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합이 다른 심볼 구간에서 계산된 경우보다 작은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 심볼 동기가 정합되지 않은 것으로 판단될 수 있다.
제어부(450)는 계산부(451) 및 비교부(453)를 포함할 수 있다.
계산부(451)는 제1 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있고, 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다. 계산부(451)는 샘플링부(440)에서 샘플링 한 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다.
비교부(453)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교할 수 있다. 비교부(453)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 큰 경우에 비트 1을 출력할 수 있고, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합 보다 작거나 같은 경우에 비트 0을 출력할 수 있다. 또는 비교부(453)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 큰 경우에 비트 0을 출력할 수 있고, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합 보다 작거나 같은 경우에 비트 1을 출력할 수 있다.
제어부(450)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 심볼 동기를 보정하기로 결정할 수 있다. 비교부(453)에서 출력되는 비트가 의미하는 바는 미리 비교부(453)와 제어부(450) 간에 약속되어 있다.
제어부(450)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 현재의 심볼 동기를 계속해서 유지하기로 결정할 수 있다. 심볼 동기가 정합된 상태로 유지되고 있다고 판단할 수 있기 때문이다.
보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 에너지 전송단의 스위치(420)의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 제어할 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍은 턴 온 시키는 타이밍 및 턴 오프 시키는 타이밍을 의미할 수 있다. 또는 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍은 턴 온을 유지시키는 시간 및 턴 오프를 유지시키는 시간을 의미할 수 있다.
보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 에너지 전송단의 스위치(420)의 턴 온(turn on) 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 턴 오프 타이밍은 고정될 수 있다.
또는, 보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 에너지 전송단의 스위치(420)의 턴 오프(turn off) 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 턴 온 타이밍은 고정될 수 있다.
보정부(460)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 하나의 심볼 구간 동안 에너지 전송단의 스위치(420)의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 감소시킬 수 있다. 이때, 제어부(450)는 다음 심볼 구간에서 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호에서 샘플링 된 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(420)의 턴 온/턴 오프 타이밍의 보정 여부를 결정할 수 있다.
샘플링부(440)는 상기 다음 심볼 구간에서 제3 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 계산부(451)는 제3 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다. 비교부(453)는 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교할 수 있다.
제어부(450)는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(420)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 보정하기로 결정할 수 있다.
보정부(460)는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(420)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시킬 수 있다.
소스 공진기(430)는 에너지 수신단의 타겟 공진기(도시되지 않음)와의 상호 공진을 통하여 에너지 수신단으로 에너지를 전송할 수 있다.
전원(410)은 소스 공진기(430)에 에너지를 공급할 수 있다.
스위치(420)는 전원(410)과 소스 공진기(430)를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)할 수 있다. 보정부(460)의 턴 온/턴 오프 타이밍 제어에 따라, 스위치(420)가 동작할 수 있다.
도 5는 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 샘플링부(540), 제어부(550) 및 보정부(560)를 포함할 수 있다. 무선 에너지 전송 장치는 추가적으로 전원(510), 스위치(520), 소스 공진기(530), 변조부(570) 및 복조부(580)를 더 포함할 수 있다.
샘플링부(540)는 심볼 구간에서, 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 심볼 구간은 에너지 전송단에서 스위치의 동작에 따라 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기 설정된 시간으로 정의될 수 있다. 보다 구체적으로, 심볼 구간은 에너지 전송단에서 스위치(520)의 온/오프가 한 번씩 이루어지고 유지되는 시간을 의미할 수 있다.
샘플링부(540)는 심볼 구간 별로 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 샘플들을 샘플링 할 수 있다.
소스 공진기(530)와 타겟 공진기(도시되지 않음) 간에 상호 공진이 발생하면, 소스 공진기(530)에 교류 전압이 유기될 수 있다. 샘플링부(540)는 유기되는 교류 전압 신호에서 제1 샘플들을 샘플링할 수 있다. 또한, 교류 신호에는 교류 전류 신호도 포함될 수 있다. 예를 들면, 샘플링부(540)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC, Analog to Digital Converter)로 구현될 수 있다.
제어부(550)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 심볼 동기의 보정을 결정할 수 있다. 심볼 동기가 정합된 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합이 다른 심볼 구간에서 계산된 경우보다 작은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 심볼 동기가 정합되지 않은 것으로 판단될 수 있다.
제어부(550)는 계산부(551) 및 비교부(553)를 포함할 수 있다.
계산부(551)는 제1 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있고, 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다. 계산부(551)는 샘플링부(540)에서 샘플링 한 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다.
비교부(553)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교할 수 있다. 비교부(553)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 큰 경우에 비트 1을 출력할 수 있고, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합 보다 작거나 같은 경우에 비트 0을 출력할 수 있다. 또는 비교부(553)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 큰 경우에 비트 0을 출력할 수 있고, 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합 보다 작거나 같은 경우에 비트 1을 출력할 수 있다.
제어부(550)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 심볼 동기를 보정하기로 결정할 수 있다. 비교부(553)에서 출력되는 비트가 의미하는 바는 미리 비교부(553)와 제어부(550) 간에 약속되어 있다.
제어부(550)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 현재의 심볼 동기를 계속해서 유지하기로 결정할 수 있다. 심볼 동기가 정합된 상태로 유지되고 있다고 판단할 수 있기 때문이다.
보정부(560)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 에너지 전송단의 스위치(520)의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 제어할 수 있다.
보정부(560)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정할 수 있다. 동기 정합은 에너지 전송단의 스위치(520)와 에너지 수신단의 스위치(도시되지 않음) 간에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 동기 정합은 에너지 전송단의 스위치(520)가 턴 오프(turn off)될 때, 소정의 마진(margin)시간 내에서 에너지 수신단의 스위치(520)를 턴 오프 시키는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 초기 동기 정합은 에너지 수신단에서 이루어질 수 있다.
보정부(560)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 에너지 전송단의 스위치(520)의 턴 온(turn on)을 유지하는 시간 및 턴 오프를 유지하는 시간을 감소시키거나, 증가시킬 수 있다.
보정부(560)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 하나의 심볼 구간 동안 에너지 전송단의 스위치(520)의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 감소시킬 수 있다. 이때, 제어부(550)는 다음 심볼 구간에서 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호에서 샘플링 된 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(520)의 턴 온/턴 오프 타이밍의 보정 여부를 결정할 수 있다.
샘플링부(540)는 상기 다음 심볼 구간에서 제3 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 계산부(551)는 제3 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다. 비교부(553)는 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교할 수 있다.
제어부(550)는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(520)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 보정하기로 결정할 수 있다.
보정부(560)는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 제3 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 이전 심볼 구간에서 감소시킨 스위치(520)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시킬 수 있다.
소스 공진기(530)는 에너지 수신단의 타겟 공진기(도시되지 않음)와의 상호 공진을 통하여 에너지 수신단으로 에너지를 전송할 수 있다.
전원(510)은 소스 공진기(530)에 에너지를 공급할 수 있다.
스위치(520)는 전원(510)과 소스 공진기(530)를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)할 수 있다. 보정부(560)의 턴 온/턴 오프 타이밍 제어에 따라, 스위치(520)가 동작할 수 있다.
변조부(570)는 스위치(520)의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조할 수 있다. 스위치(520)의 턴 온 및 턴 오프 동작에 따라 전원(510)으로부터 소스 공진기(530)로 에너지의 공급 여부가 결정될 수 있다. 또한, 스위치(520)의 턴 온 및 턴 오프 동작에 따라 소스 공진기(530)의 자기공진 여부가 결정될 수 있다.
변조부(570)는 심볼 구간 동안 소스 공진기(530)에서 전송하는 에너지의 양을 조절하여, 데이터를 변조할 수 있다. 즉, 전송하는 에너지의 양에 따라 서로 다른 데이터가 전송될 수 있다.
복조부(580)는 에너지 수신단에 의하여 소스 공진기(530)와 타겟 공진기(도시되지 않음) 간에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 에너지 수신단으로부터 전송된 데이터를 복조할 수 있다. 에너지 수신단에서는 타겟 공진기(도시되지 않음)의 공진 주파수를 변경하여, 상호 공진 여부를 조절함으로써 데이터를 변조할 수 있다. 복조부(580)는 에너지 수신단에 의해 상호 공진이 발생하는지 여부에 따라 데이터를 복조할 수 있다.
제어부(550)는 무선 에너지 전송 장치의 전반적인 제어를 담당하고, 샘플링부(540), 보정부(560), 변조부(570) 및 복조부(580)의 기능을 수행할 수 있다. 도 5의 실시 예에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 이들 모두를 제어부(550)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 이들 중 일부만을 제어부(550)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템(600)의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템(600)은 무선 에너지 전송 장치(610) 및 무선 에너지 수신 장치(620)를 포함할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(610)는 소스 공진기(613)와 타겟 공진기(621)의 상호 공진을 통하여 에너지를 전송하고, 소스 공진기(613)에 유기되는 교류 신호의 샘플들의 절대값의 합에 기초하여 심볼 동기를 보정할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(610)는 전원(611), 스위치(612), 소스 공진기(613), 샘플링부(614), 제어부(615), 보정부(616)를 포함할 수 있다.
샘플링부(614)는 심볼 구간 별로 소스 공진기(613)에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링할 수 있다.
제어부(615)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 심볼 동기의 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 심볼 동기의 보정을 결정할 수 있다. 제어부(615)는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 심볼 동기를 보정하기로 결정할 수 있다.
보정부(616)는 제1 샘플들의 절대 값의 합과 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정할 수 있다. 보정부(616)는 스위치(612)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 조절할 수 있다. 보정부(616)는 먼저, 스위치(612)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 감소시킬 수 있다. 다음 심볼 구간에서의 샘플들의 절대 값의 합이 현재 심볼 구간에서의 샘플들의 절대 값의 합보다 같거나 크면, 보정부(616)는 스위치(612)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 증가시킬 수 있다.
전원(611)은 스위치(612)가 턴 온 되면 소스 공진기(613)로 에너지를 공급할 수 있다.
무선 에너지 수신 장치(620)는 상호 공진을 통하여 타겟 공진기(621)에서 소스 공진기(613)가 전송한 에너지를 수신하고, 타겟 공진기(621)에 유기되는 교류 신호의 샘플 값에 기초하여 심볼 동기를 정합할 수 있다.
무선 에너지 수신 장치(620)는 타겟 공진기(621), 스위치(622), 캐패시터(623), 부하(624), 샘플링부(625), 심볼 동기 정합부(626) 및 스위치 제어부(627)를 포함할 수 있다.
샘플링부(625)는 심볼 구간 별로 타겟 공진기(621)에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링할 수 있다. 여기서, 유기되는 교류 신호는 교류 전압 신호 또는 교류 전류 신호를 의미할 수 있다.
심볼 동기 정합부(626)는 제 1 샘플들 중에서 가장 큰 절대 값을 가지는 시점을 심볼 동기 시점으로 정합할 수 있다. 예를 들면, 심볼 동기 정합부(626)는 제1 샘플들 중에서, 가장 큰 전압 값을 가지는 시점을 심볼 동기 시점으로 정합할 수 있다.
스위치(622)는 부하(624), 캐패시터(623)와 타겟 공진기(621)를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)시킬 수 있다.
캐패시터(623)는 타겟 공진기(621)와 연결되면 타겟 공진기(621)의 공진 주파수를 변경시킬 수 있다. 타겟 공진기(621)의 공진 주파수는 타겟 공진기(621)의 인덕터 값과 캐패시터 값에 의해 결정되는데, 캐패시터(623)가 연결되면, 캐패시터 값에 영향을 미치기 때문이다.
부하(624)는 타겟 공진기(621)에서 수신하는 에너지로 충전될 수 있다. 스위치(622)가 턴 온되어, 타겟 공진기(621)와 부하(624)가 연결되면, 부하(624)는 타겟 공진기(621)에 저장된 에너지로부터 충전될 수 있다.
스위치 제어부(627)는 스위치(622)의 동작을 심볼 동기 시점에 기초하여 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위치 제어부(627)는 심볼 동기 시점에 스위치(622)를 턴 온(turn on)시킬 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치는 타겟 공진기(710), 스위치(720), 캐패시터(730), 부하(740), 샘플링부(750), 심볼 동기 정합부(760) 및 스위치 제어부(770)를 포함할 수 있다. 추가적으로 무선 에너지 수신 장치는 변조부(780) 및 복조부(790)를 포함할 수 있다.
샘플링부(750)는 심볼 구간 별로 타겟 공진기(710)에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링할 수 있다. 여기서, 유기되는 교류 신호는 교류 전압 신호 또는 교류 전류 신호를 의미할 수 있다.
심볼 동기 정합부(760)는 제 1 샘플들 중에서 가장 큰 절대 값을 가지는 시점을 심볼 동기 시점으로 정합할 수 있다. 예를 들면, 심볼 동기 정합부(760)는 제1 샘플들 중에서, 가장 큰 전압 값을 가지는 시점을 심볼 동기 시점으로 정합할 수 있다.
스위치 제어부(770)는 스위치(720)의 동작을 심볼 동기 시점에 기초하여 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위치 제어부(770)는 심볼 동기 시점에 스위치(720)를 턴 온(turn on)시킬 수 있다. 스위치 제어부(770)는 미리 정해진 심볼 지속시간이 경과하면, 스위치(720)를 턴 오프(turn off) 시킬 수 있다. 스위치(720)가 턴 오프되면, 타겟 공진기(710)는 자기 공진 및 상호 공진할 수 있다.
스위치(720)는 부하(740), 캐패시터(730)와 타겟 공진기(710)를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)시킬 수 있다.
캐패시터(730)는 타겟 공진기(710)와 연결되면 타겟 공진기(710)의 공진 주파수를 변경시킬 수 있다. 타겟 공진기(710)의 공진 주파수는 타겟 공진기(710)의 인덕터 값과 캐패시터 값에 의해 결정되는데, 캐패시터(730)가 연결되면, 캐패시터 값에 영향을 미치기 때문이다.
부하(740)는 타겟 공진기(710)에서 수신하는 에너지로 충전될 수 있다. 스위치(740)가 턴 온 되어, 타겟 공진기(710)와 부하(740)가 연결되면, 부하(740)는 타겟 공진기(710)에 저장된 에너지로부터 충전될 수 있다.
변조부(780)는 스위치(720)의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조할 수 있다. 스위치(720)가 턴 온 또는 턴 오프 됨에 따라, 상호 공진 여부가 결정될 수 있다. 즉, 변조부(780)는 상호 공진 여부에 기초하여 데이터를 변조할 수 있다.
복조부(790)는 무선 에너지 전송 장치에 의하여 소스 공진기(도시되지 않음)와 타겟 공진기 간(710)에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 무선 에너지 전송 장치로부터 전송된 데이터를 복조할 수 있다. 또는 복조부(790)는 심볼 구간 동안 타겟 공진기(710)에 저장된 에너지의 양에 기초하여 무선 에너지 전송 장치로부터 전송된 데이터를 복조할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 한 심볼 내에서, 송신단과 수신단에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
RI(resonator isolation)시스템은 송신단과 수신단의 아날로그 스위치 동작에 기초하여 신호를 전달할 수 있다. 에너지 또는 정보를 송수신하기 위해선 송신단과 수신단 간의 스위치 동작이 동기 정합이 되어야 한다.
동기 정합을 위해 수신단은 에너지 전송 채널 상의 신호를 분석하여 송신단에서 전송하는 신호의 시작점을 추정함으로써, 송신단의 스위치와 수신단의 스위치 동작의 동기를 정합하는 과정을 수행할 수 있다.
수신단이 정확한 동기 정합을 수행하여 송신단과 수신단 간의 심볼의 동기가 일치하더라도, 송신단의 클럭 시스템과 수신단의 클럭 시스템에서 발생하는 클럭의 오차로 시간이 지남에 따라 동기 정합이 틀어질 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 상용의 클럭 시스템은 ppm(parts per million)단위의 클럭 오차를 가질 수 있다. 메인 클럭이 72MHz이고 클럭 오차가 20ppm인 송신단과 수신단을 가정한다. 클럭 시스템은 송신단에서 소스 공진기의 공진 주파수를 형성하기 위해 사용될 수 있고, 수신단에서 타겟 공진기의 공진 주파수를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
공진 주파수 13.56MHz를 사용하고, 한 심볼 지속시간(symbol duration)은 50 공진주기를 가정할 경우, 심볼의 지속시간은 3.69us이다.
72MHz, 20ppm의 클럭 시스템의 경우 클럭 시스템은 72.000020MHz 및 71.999980MHz의 클럭 오차가 발생할 수 있고, 한 클럭 주기 당 7.7fs의 오차 발생을 나타낸다. 하나의 심볼 지속시간에서의 오차시간을 계산하면 2.05ps이다. 한 공진주기의 동기 부정합이 이루어지는 것을 "동기가 맞지 않는다"고 정의하면, 35982심볼의 (=133ms) 시간이 지나면 동기 부정합 상태가 될 수 있다.
이와 같이 동기 정합 후 일정한 시간이 흐르면 동기의 재 정합 혹은 보정이 필요하다. 재 정합은 일반적으로 수신단에서 정합을 다시 수행하는 것으로 이루어진다. 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 수신단의 복잡도나 전력 소모를 줄이기 위해서, 동기 정합 후 보정작업을 담당할 수 있다.
도 8은 동기 정합이 이루어진 심볼을 나타낸다. 굵은 선(810)은 수신단 스위치의 동작을 나타낸다. 수신단은 초기에 스위치를 오프(OFF) 상태로 유지하여, 상호 공진을 보장하고, 타겟 공진기에 최대 에너지가 유기되었을 때, 즉 10 공진주기에서, 스위치를 온(ON)하여 에너지를 채득할 수 있다. 점선과 실선은 각각 소스 공진기 및 타겟 공진기에 유기되는 교류 전압 신호이다.
도 9 및 도 10은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기가 정합되지 않은 한 심볼 내에서, 송신단(TX)과 수신단(RX)에 인가되는 전압 변화를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 수신단에서 동기 정합이 이루어진 후, 시간이 흘러서, 동기가 정합되지 않은 경우의 예들을 나타낸다. 도 9는 송신단의 클럭 시스템의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 시스템의 클럭 주파수보다 빠를 경우이고, 도 10은 송신단의 클럭 시스템의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 시스템의 클럭 주파수보다 느린 경우이다.
송신단의 클럭 주파수와 수신단의 클럭 주파수가 완벽하게 동일하지 않을 경우, 클럭 차이가 누적되고, 일정 시간이 흐르면 도 9 및 도 10의 형태를 보이게 된다.
소스 공진기에 유기되는 교류 전압 신호를 보면 도 8의 정합의 경우와 다름을 알 수 있다. 수신단의 스위치의 동작을 나타내는 굵은 선(910), 굵은 선(1010)도 도 8의 경우와 다름을 알 수 있다. 즉, 스위치의 동작에 변화가 생긴다. 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 한 심볼 내의 소스 공진기에 유기되는 전압의 변화를 추정하여 동기 보정 작업을 수행할 수 있다.
도 11은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에서, 동기 정합이 이루어진 후, 동기의 보정이 필요한 시점을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 에너지 전송의 초기에 수신단에서 동기 정합이 이루어지면, 무선 에너지 전송 시스템은 정해진 시간 동안 에너지 전송을 수행한다.
무선 에너지 전송 시스템의 클럭 시스템이 송신단과 수신단에 클럭(1110)을 제공할 수 있다. 에너지 전송의 초기에 수신단에서 동기 정합이 이루어진 경우의 심볼 지속시간(1120)은 추후 동기 보정에 따라 조절될 수 있다.
소정의 시간이 경과하면, 송신단은 한 심볼 내에서, 소스 공진기에 유기되는 전압의 변화를 추정하여 동기를 보정할 수 있다. 이때, 동기가 틀어진 경우는 type I과 type II 두 가지 경우로 분류될 수 있다. Type I은 송신단의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 주파수보다 더 빠른 경우를 나타내고, Type II는 수신단의 클럭 주파수가 송신단의 클럭 주파수보다 더 빠른 경우를 나타낸다.
Type I에서는 동기 보정을 위해 심볼 지속시간(1130)이 시간(1140)만큼 더 증가할 필요가 있고, Type II에서는 심볼 지속시간(1150)이 시간(1160)만큼 감소할 필요가 있다. 여기서, 심볼 지속시간은 송신단에서 스위치의 턴 온(turn on), 턴 오프(turn off) 타이밍을 조절함으로써, 증가 또는 감소할 수 있다.
도 12 및 도 13은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 한 심볼 내에 샘플들의 절대 값의 합을 동기 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 동기 보정을 위해 [수학식 3]의 계산 값을 활용할 수 있다.
[수학식 3]
여기서, S는 한 심볼 내의 샘플들의 절대값의 합을 나타낸다. S는 동기 정합이 변화함에 따라 값을 달리한다. 도 9 및 도 10의 송신단에 유기되는 교류 전압 신호의 샘플들의 절대값의 합이 다름은 쉽게 관찰할 수 있다.
동기 정합이 틀어짐에 따라, 한 심볼 내에서, 송신단에 유기되는 전압은 변한다. 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치는 유기되는 전압 신호를 샘플링 하여 샘플들의 전압 값을 누적하여, 동기 정합의 틀어진 정도를 판단할 수 있다.
도 12 및 도 13은 동기 정합 이후 동기가 틀어진 정도에 따른 S의 값을 나타낸다. 도 12는 송신단과 수신단 간에 강한 상호 공진이 발생하는 상황이고, 도 13은 약한 상호 공진이 발생하는 상황이다. 도 12 및 도 13의 경우 모두 동기 정합이 이루어진 경우(sync. difference = 0) 가장 작은 S의 값을 가진다. 동기 정합 시 수신단에서 최대로 에너지를 채득하기 때문이다.
동기 차이가 증가함에 따라, S 값은 동기 정합의 경우보다 큰 값을 가진다. 동기 차이(sync. Difference)가 계속 증가하면 S는 최고 값에 도달하였다가 다시 줄어든다. 동기 부 정합 상황에서의 S는 정합 상황의 S보다 큼을 알 수 있다.
도 14 내지 도 16은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 14는 송신단의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 주파수보다 빠른 경우를 가정한다. 도 14의 (a)는 동기 정합이 이루어진 상황이다. 심볼 구간(1410)에서 측정한 S1이 최소값을 갖는다. (b)는 일정시간이 흘러, 동기 부 정합이 발생한 상황이다. 일정시간이 흐른 후 심볼구간(1420)에서 S2를 측정하면 S2는 정합 시의 S1보다 큰 값을 가진다. 이 때, S2 > S1의 사실 만으론 무선 에너지 전송 장치에서 어느 시스템의 클럭 주파수가 빠른지 판단할 수 없다. 왜냐하면, 어느 시스템이든 클럭 주파수가 일치하지 않는 경우 모두 S2 > S1이기 때문이다. 여기서, S1, S2는 [수학식 3]에서 계산된 한 심볼 내의 샘플들의 절대값의 합을 나타낸다.
이때, 무선 에너지 전송 장치는 송신단의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 주파수보다 느리다고 가정하고 동기 보정을 수행할 수 있다. 이때, 동기 보정은 심볼 지속시간을 줄이는 것을 의미한다. 보다 구체적으로 송신단의 스위치의 턴 온을 유지시키는 시간 및 턴 오프를 유지시키는 시간을 줄이는 것을 의미한다. (c)는 이러한 가정 하에서 보정한 후, 다음 심볼 구간(1430)에서의 S3값을 나타낸다. 실제론 송신단의 클럭 주파수가 더 빠른데, 무선 에너지 전송 장치는 더 느리다고 판단하고, 보정하였으므로, 보정 후 S3는 S2보다 더 큰 값을 가진다.
따라서, 무선 에너지 전송 장치는 1차 보정 후 측정값 S3가 보정 전 S2보다 높게 되면 2차 보정 작업을 수행한다. 이때, 무선 에너지 전송 장치는 심볼 지속시간을 늘일 수 있다. 1차 보정 시, 줄였던 시간의 2배만큼 심볼 지속시간을 늘일 수 있다. (d)는 2차 보정 후, 다음 심볼 구간(1440)에서 동기 정합이 다시 이루어진 상황을 나타낸다.
도 15는 송신단의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 주파수보다 느린 경우를 가정한다. 도 15의 (a)는 동기 정합이 이루어진 상황이다. 심볼 구간(1510)에서 측정한 S1이 최소값을 갖는다. (b)는 일정시간이 흘러, 동기 부 정합이 발생한 상황이다. 일정시간이 흐른 후 심볼구간(1520)에서 S2를 측정하면 S2는 정합 시의 S1보다 큰 값을 가진다. 이 때, S2 > S1의 사실 만으론 무선 에너지 전송 장치에서 어느 시스템의 클럭 주파수가 빠른지 판단할 수 없다. 왜냐하면, 어느 시스템이든 클럭 주파수가 일치하지 않는 경우 모두 S2 > S1이기 때문이다. 여기서, S1, S2는 [수학식 3]에서 계산된 한 심볼 내의 샘플들의 절대값의 합을 나타낸다.
도 14의 경우와 마찬가지로 무선 에너지 전송 장치는 송신단의 클럭 주파수가 수신단의 클럭 주파수보다 느리다고 가정하고 1차 보정을 수행할 수 있다. 이때, 동기 보정은 심볼 지속시간을 줄이는 것을 의미한다. 보다 구체적으로 송신단의 스위치의 턴 온을 유지시키는 시간 및 턴 오프를 유지시키는 시간을 줄이는 것을 의미한다. (c)는 이러한 가정 하에서 보정한 후, 다음 심볼 구간(1530)에서의 S3값을 나타낸다.
이 경우는 가정과 실제 상황이 일치함으로 1차 보정으로 보정을 마친다. 즉 S3 < S2이므로 무선 에너지 전송 장치는 보정의 방향이 맞다고 판단하여 보정 작업을 종료할 수 있다.
도 16은 최초의 수신단에서 동기 정합이 불완전한 경우를 나타낸다. 즉 보정을 위한 일정 시간이 흐른 후의 심볼 구간(1620)에서 최초 측정값 S2가 정합 시 심볼 구간(1610)에서의 측정값 S1보다 작을 경우, 무선 에너지 전송 장치는 현 상황에서 아무런 조치를 취하지 않는다. 왜냐하면 현 시점이 정합 시점보다 정합이 더 정확히 된 상황이기 때문이다.
도 17 내지 도 19는 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서, 동기를 보정하기 위해 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 조절하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 수신단(RX)에서 심볼의 동기를 정합할 수 있다. 동기가 정합된 경우, 송신단(TX)의 스위치(SW1)가 턴 오프 되는 타이밍(1710)과 수신단(RX)의 스위치(SW2)가 턴 오프 되는 타이밍(1720)이 일치한다.
그런데, 시간이 흘러, 동기 정합이 틀어지기 시작하면, 스위치(SW1)가 턴 오프 되는 타이밍과 스위치(SW2)가 턴 오프 되는 타이밍이 일치하지 않게 된다.
심볼 구간에서, 스위치(SW1)가 턴 오프 되는 타이밍과 스위치(SW2)가 턴 오프 되는 타이밍 사이에 차이가 발생할 수 있고, 이때 발생하는 차이는 동기 정합이 틀어진 시간, 즉 에러를 나타낸다.
무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 제어하여, 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍과 일치시킬 수 있다. 무선 에너지 전송 장치에서 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 제어함으로써, 심볼 지속시간도 조절될 수 있다.
수신단(RX)의 클럭 주파수가 송신단(TX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1730)만큼 감소시켜, 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍과 일치시킬 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1730)만큼 감소됨으로 인하여, 심볼 지속시간(1740)도 Δt(1730)만큼 감소할 수 있다.
송신단(TX)의 클럭 주파수가 수신단(RX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1750)만큼 증가시켜, 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍과 일치시킬 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1750)만큼 증가함으로 인하여, 심볼 지속시간(1760)도 Δt(1750)만큼 증가할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치는 한 심볼 구간에 보정을 수행할 수 있다. 보정을 수행한 다음 심볼 구간은 이전에 설정된 심볼 지속시간으로 다시 유지될 수 있다.
도 18을 참조하면, 수신단(RX)의 클럭 주파수가 송신단(TX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1730)만큼 감소시켜, 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍과 일치시킬 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1730)만큼 감소됨으로 인하여, 심볼 지속시간(1740)도 Δt(1730)만큼 감소할 수 있다.
도 19를 참조하면, 무선 에너지 전송 장치는 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 절대 값의 합에 기초하여 동기 정합이 틀어짐을 검출할 수 있다. 무선 에너지 전송 장치는 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 절대 값의 합에 기초하여 스위치(SW1)의 턴 오프 타이밍과 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍이 일치하지 않음을 검출할 수 있다. 도 19의 예는 수신단(RX)의 클럭 주파수가 송신단(TX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우이다.
무선 에너지 전송 장치는 동기 정합이 틀어짐을 검출하면, 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 증가시키거나, 감소시켜, 동기를 보정할 수 있다.
송신단(TX)의 클럭 주파수가 수신단(RX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우에는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 증가시켜야 다시 동기가 정합되고, 수신단(RX)의 클럭 주파수가 송신단(TX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우에는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 감소시켜야 다시 동기가 정합될 수 있다.
그런데, 무선 에너지 전송 장치는 송신단(TX)의 클럭 주파수가 수신단(RX)의 클럭 주파수보다 빠른지, 느린지 알지 못하므로, 우선 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1810)만큼 증가시킬 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1810)만큼 증가함으로 인하여, 심볼 지속시간(1820)도 Δt(1810)만큼 증가할 수 있다.
1차 보정 후, 무선 에너지 전송 장치는 여전히 스위치(SW1)의 턴 오프 타이밍과 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍이 일치하지 않음을 검출할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치는 1차 보정이 잘못된 방향으로 이루어졌다고 판단하고, 1차 보정이 이루어진 방향과 반대 방향으로 2차 보정을 수행할 수 있다. 따라서, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1830)만큼 감소시킬 수 있다. Δt(1830)는 Δt(1810)보다 2배만큼 긴 시간일 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1830)만큼 감소함으로 인하여, 심볼 지속시간(1840)도 Δt(1830)만큼 감소할 수 있다.
2차 보정 후, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 오프 타이밍과 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍이 일치함을 검출할 수 있다.
도 20의 예는 송신단(TX)의 클럭 주파수가 수신단(RX)의 클럭 주파수보다 빠른 경우이다.
도 20을 참조하면, 무선 에너지 전송 장치는 송신단(TX)의 클럭 주파수가 수신단(RX)의 클럭 주파수보다 빠른지, 느린지 알지 못하므로, 우선 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1910)만큼 감소시킬 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1910)만큼 감소함으로 인하여, 심볼 지속시간(1920)도 Δt(1910)만큼 감소할 수 있다.
1차 보정 후, 무선 에너지 전송 장치는 여전히 스위치(SW1)의 턴 오프 타이밍과 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍이 일치하지 않음을 검출할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치는 1차 보정이 잘못된 방향으로 이루어졌다고 판단하고, 1차 보정이 이루어진 방향과 반대 방향으로 2차 보정을 수행할 수 있다. 따라서, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍을 Δt(1930)만큼 증가시킬 수 있다. Δt(1930)는 Δt(1910)보다 2배만큼 긴 시간일 수 있다. 턴 온 타이밍 및 턴 오프 타이밍이 Δt(1930)만큼 증가함으로 인하여, 심볼 지속시간(1940)도 Δt(1930)만큼 증가할 수 있다.
2차 보정 후, 무선 에너지 전송 장치는 스위치(SW1)의 턴 오프 타이밍과 스위치(SW2)의 턴 오프 타이밍이 일치함을 검출할 수 있다.
도 20은 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
2005단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 제2 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 이때, 동기 정합은 에너지 수신단에서 수행될 수 있다. 무선 에너지 전송 장치는 소스 공진기에 유기된 교류 신호의 제2 샘플들을 샘플링 할 수 있다.
2010단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다.
2015단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 동기 정합이 이루어진 후, 심볼 구간에서 제1 샘플들을 샘플링 할 수 있다. 무선 에너지 전송 장치는 실시간으로 심볼 구간 별로 제1 샘플들을 샘플링 할 수도 있고, 설정된 시간이 경과한 후에 심볼 구간에서 제1 샘플들을 샘플링 할 수도 있고, 랜덤한 시간이 경과한 후에 심볼 구간에서 제1 샘플들을 샘플링 할 수도 있다. 무선 에너지 전송 장치는 소스 공진기에 유기된 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링 할 수 있다.
2020단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제1 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다.
2025단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 큰 값을 갖는지 판단할 수 있다.
2030단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 동기 정합이 틀어진 것으로 판단하고, 심볼 동기를 보정하기로 결정할 수 있다.
2035단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제1 샘플들의 절대 값의 합이 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 동기 정합이 유지되는 것으로 판단하고, 심볼 동기를 유지하기로 결정할 수 있다.
2040단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 우선적으로 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시킬 수 있다.
2045단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시킨 후, 다음 심볼 구간에서 제3 샘플들을 샘플링 할 수 있다.
2050단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제3 샘플들의 절대 값의 합을 계산할 수 있다.
2055단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크거나 동일한 값을 갖는지 판단할 수 있다.
2060단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크거나 동일한 값을 가지면, 여전히 동기 정합이 틀어진 것으로 판단하고, 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시킬 수 있다.
2065단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 제3 샘플들의 절대 값의 합이 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 작은 값을 가지면, 현재 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 유지할 수 있다. 동기 정합이 다시 이루어졌다고 판단할 수 있기 때문이다.
도 21은 다른 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 방법의 흐름도이다.
2105단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 에너지 수신단에서 동기 정합 시, 심볼 구간에서 샘플링 한 샘플들의 절대 값의 합 Smin을 계산할 수 있다.
2110단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 시간 t를 0으로 초기화할 수 있다.
2115단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 시간 t를 카운트할 수 있다.
2120단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 경과한 시간 t가 기 설정된 시간 tthr 이상이 되는지 판단할 수 있다. 기 설정된 시간 tthr은 심볼 구간에서 샘플링을 수행하기로 결정된 시간이다.
2125단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 시간 t가 기 설정된 시간 tthr이 되면, 기 설정된 시간 tthr이 속한 심볼 구간에서 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플들을 샘플링하고, 샘플들의 절대 값의 합 S1을 계산할 수 있다.
2130단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S1이 Smin보다 큰 값을 가지는 지 판단할 수 있다.
2135단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S1이 Smin보다 작은 값을 가지거나, 동일한 값을 가지면, 현재의 심볼 동기를 유지하기로 결정할 수 있다.
2140단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S1이 Smin보다 큰 값을 가지면, 보정이 필요하다고 판단하여, 보정 시간 Δt를 P(Proportional) 제어를 통해 추정할 수 있다. 보정 시간 Δt는 S1과 Smin의 차이에 비례한 값을 가질 수 있다.
2145단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 보정 시간 Δt만큼, 심볼 동기를 보정할 수 있다. 즉, 보정 시간 Δt만큼, 심볼 지속시간을 감소시킬 수 있다.
2150단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 보정이 이루어진 후, 하나의 심볼 구간 뒤에 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플들을 샘플링하고, 샘플들의 절대 값의 합 S2을 계산할 수 있다.
2155단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S2이 S1보다 크거나 동일한 값을 가지는 지 판단할 수 있다.
2160단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S2이 S1보다 작은 값을 가지면, 보정된 심볼 동기를 유지하기로 결정할 수 있다.
2165단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 S2이 S1보다 크거나 동일한 값을 가지면, 보정이 필요하다고 판단하여, 보정 시간 Δt를 P(Proportional) 제어를 통해 추정할 수 있다. 이때, 보정 시간 Δt는 S2과 Smin의 차이에 비례한 값을 가질 수 있다. 또한, 보정 시간 Δt는 2140단계에서 추정된 보정 시간 Δt와는 반대 방향을 가진다.
2170단계에서, 무선 에너지 전송 장치는 보정 시간 Δt만큼, 심볼 동기를 보정할 수 있다. 즉, 보정 시간 Δt만큼, 심볼 지속시간을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치에서 심볼 동기의 보정을 담당함으로써, 에너지 수신단에서 동기 정합에 필요한 계산량을 줄일 수 있다. 따라서, 무선 에너지 전송 시스템에서, 에너지 수신단의 계산 복잡도가 감소할 수 있다.
또한, 에너지 수신단의 계산 복잡도가 감소함으로써, 에너지 수신단에서 소모되는 전력량도 감소할 수 있다. 즉, 에너지 수신단의 계산량 감소를 통해 전력 소모 절감의 효과가 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (20)
- 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 되는 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 에너지 전송단의 스위치와 상기 에너지 수신단의 스위치 간의 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 보정부
를 포함하는 무선 에너지 전송 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 제어부
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합 및 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 계산부; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 비교부
를 포함하는 무선 에너지 전송 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 심볼 동기를 보정하기로 결정하는
무선 에너지 전송 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 현재의 심볼 동기를 계속해서 유지하기로 결정하는
무선 에너지 전송 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보정부는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 에너지 전송단의 스위치의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 제어하는
무선 에너지 전송 장치. - 제2항에 있어서,
상기 보정부는 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 하나의 심볼 구간 동안 상기 에너지 전송단의 스위치의 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 감소시키고,
상기 제어부는 다음 심볼 구간에서 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호에서 샘플링 된 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 감소시킨 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍의 보정 여부를 결정하는
무선 에너지 전송 장치. - 제7항에 있어서,
상기 보정부는
상기 제3 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 감소시킨 스위치의 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시키는
무선 에너지 전송 장치. - 제1항에 있어서,
상기 에너지 수신단의 타겟 공진기와의 상호 공진을 통하여 상기 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 소스 공진기;
상기 소스 공진기에 에너지를 공급하는 전원; 및
상기 전원과 상기 소스 공진기를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)하는 스위치
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 장치. - 제9항에 있어서,
상기 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조하는 변조부; 및
상기 에너지 수신단에 의하여 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 상기 에너지 수신단으로부터 전송된 데이터를 복조하는 복조부
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 장치. - 소스 공진기의 상호 공진을 통하여 에너지를 전송하고, 상기 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플들의 절대값의 합에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 무선 에너지 전송 장치; 및
상기 상호 공진을 통하여 타겟 공진기에서 상기 소스 공진기가 전송한 에너지를 수신하고, 상기 타겟 공진기에 유기되는 교류 신호의 샘플 값에 기초하여 심볼 동기를 정합하는 무선 에너지 수신 장치
를 포함하는 무선 에너지 전송 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 무선 에너지 전송 장치는
심볼 구간 별로 상기 소스 공진기에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부;
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 심볼 동기의 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 제어부; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 상기 심볼 동기를 보정하는 보정부
를 포함하는 무선 에너지 전송 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 무선 에너지 수신 장치는
심볼 구간 별로 상기 타겟 공진기에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 샘플링부; 및
상기 제 1 샘플들 중에서 가장 큰 절대 값을 가지는 시점을 상기 심볼 동기 시점으로 정합하는 심볼 동기 정합부
를 포함하는 무선 에너지 전송 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 무선 에너지 수신 장치는
상기 타겟 공진기에서 수신하는 에너지로 충전되는 부하;
상기 타겟 공진기와 연결되면 상기 타겟 공진기의 공진 주파수를 변경시키는 캐패시터;
상기 부하, 상기 캐패시터와 상기 타겟 공진기를 전기적으로 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)하는 스위치; 및
상기 스위치의 동작을 상기 심볼 동기 시점에 기초하여 제어하는 스위치 제어부
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 무선 에너지 수신 장치는
상기 스위치의 턴 온 및 턴 오프 동작에 기초하여 데이터를 변조하는 변조부; 및
상기 무선 에너지 전송 장치에 의하여 상기 소스 공진기와 상기 타겟 공진기 간에 상호 공진이 발생하는지 여부에 기초하여 상기 무선 에너지 전송 장치로부터 전송된 데이터를 복조하는 복조부
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 시스템. - 에너지 전송단에서 에너지 수신단으로 에너지를 전송하는 기준이 되는 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제1 샘플들을 샘플링하는 단계; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 에너지 전송단의 스위치와 상기 에너지 수신단의 스위치 간의 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 샘플링 된 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 기초하여 심볼 동기를 보정하는 단계
를 포함하는 무선 에너지 전송 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제1 샘플들을 샘플링하기 이전에, 상기 동기 정합이 이루어진 심볼 구간에서 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 상기 제2 샘플들을 샘플링하는 단계;
상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계;
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계;
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 단계; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합을 비교한 결과에 기초하여 상기 심볼 동기의 보정을 결정하는 단계
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 방법. - 제17항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 에너지 전송단의 스위치 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 보정하기로 결정하는 단계
를 포함하는 무선 에너지 전송 방법. - 제16항에 있어서,
상기 보정하는 단계는
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 작거나 같으면, 상기 에너지 전송단의 현재 스위치 턴 온(turn on)/턴 오프(turn off) 타이밍을 유지하는 단계; 및
상기 제1 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합보다 크면, 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시키는 단계
를 포함하는 무선 에너지 전송 방법. - 제19항에 있어서,
상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 감소시킨 후, 다음 심볼 구간에서, 상기 에너지 전송단에 유기되는 교류 신호의 제3 샘플들을 샘플링하는 단계;
상기 제3 샘플들의 절대 값의 합을 계산하는 단계;
상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합을 비교하는 단계;
상기 제3 샘플들의 절대 값의 합이 상기 제1 샘플들의 절대 값의 합보다 크거나 같으면, 상기 에너지 전송단의 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 보정하기로 결정하는 단계;
상기 제3 샘플들의 절대 값의 합과 상기 제2 샘플들의 절대 값의 합의 차이에 비례하여, 상기 스위치 턴 온/턴 오프 타이밍을 증가시키는 단계
를 더 포함하는 무선 에너지 전송 방법.
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