KR101933461B1 - 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법 - Google Patents

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법 Download PDF

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Abstract

무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 무선 전력 송신기가 개시된다. 본 발명에 의한 무선 전력 송신기는, 상기 무선 전력 송신기의 구동 전력을 공급하는 전력 공급부, 상기 전력 공급부로부터 공급되는 상기 구동 전력을 교류 형태로 변환하는 전력 변환부, 상기 변환된 구동 전력을 무선 전력 수신기로 무선 전송하는 전력 송신부, 상기 무선 전력 송신기의 적어도 하나의 부분의 온도 값을 측정하는 온도 측정부 및 상기 전력 공급부로부터 출력되는 구동 전력의 전류 값 및 부하 값을 검출하고, 상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 부하 값을 보상하고, 상기 보상된 부하 값에 기초하여 상기 전력 송신부의 부하 변동을 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법 { WIRELESS POWER TRANSMITTER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF AND METHOD FOR COMPENSATING LOAD OF WIRELESS POWER TRANSMITTER FOR TEMPERATURE }
본 발명은 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법에 관한 것이다.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
한편, 무선 전력 송신기는 주변에 위치한 물체를 파악하여 이에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 주변에 위치한 무선 전력 수신기의 개수를 측정할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 수신기로부터 출력되는 구동 전력의 전력량을 조정할 수 있다.
다만, 종래의 무선 전력 송신기가 주변에 위치한 물체를 파악하는 구성에 대하여 논의된 바가 없으며, 이에 따라 종래의 무선 전력 송신기가 주변 물체를 파악하는 구성에 대한 기술 개발이 요청된다.
본 발명은 상술한 개발 요청에 응답하여 안출된 것으로, 본 발명은 무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 무선 전력 송신기 및 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 무선 전력 송신기는, 상기 무선 전력 송신기의 구동 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 공급되는 상기 구동 전력을 교류 형태로 변환하는 전력 변환부; 상기 변환된 구동 전력을 무선 전력 수신기로 무선 전송하는 전력 송신부; 상기 무선 전력 송신기의 적어도 하나의 부분의 온도 값을 측정하는 온도 측정부; 및 상기 전력 공급부로부터 출력되는 구동 전력의 전류 값 및 부하 값을 검출하고, 상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 부하 값을 보상하고, 상기 보상된 부하 값에 기초하여 상기 전력 송신부의 부하 변동을 결정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의한 무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신기의 구동 전력을 공급하는 단계; 상기 구동 전력을 교류 형태로 변환하는 단계; 상기 변환된 구동 전력을 무선 전력 수신기로 무선 전송하는 단계; 상기 구동 전력의 전류 값 및 부하 값을 검출하는 단계; 상기 무선 전력 송신기의 적어도 하나의 부분의 온도 값을 측정하는 단계; 상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 부하 값을 보상하는 단계; 및 상기 보상된 부하 값에 기초하여 상기 전력 송신부의 무선 전력 전송 상태를 결정하는 단계;를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 수신기로 전력을 무선 전송하는 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법은, 상기 무선 전력 수신기가 없는 경우의 무선 전력 송신기의 부하 값인 기준 부하 값을 측정하는 단계; 상기 무선 전력 송신기의 일부분의 온도를 측정하는 단계; 온도 값 및 부하 값 사이의 선형 관계에 대한 온도 보상 상수를 독출하는 단계; 상기 온도, 상기 온도 보상 상수 및 상기 기준 부하 값에 기초하여, 기설정된 온도에 대한 기준 부하 값인 온도 보상 기준 부하 값을 결정하는 단계; 상기 온도 보상 기준 부하 값 및 상기 기준 부하 값 사이의 오프셋(offset)을 결정하는 단계; 및 상기 부하 값을 상기 오프셋에 기초하여 보상하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하여, 특정 부분의 부하 값을 측정하여 주변 물체를 검출하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따라 부하 값을 보상함에 따라서 더욱 정확한 주변 물체의 검출이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송수신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 블록도이다.
도 3a 및 3b는 주변 상황을 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 온도에 대한 부하 값의 보상 방법의 흐름도이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제어부의 온도에 대한 부하 값 보상 과정을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 방법의 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송수신 시스템의 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 무선 전력 송수신 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 도 1의 실시 예에서, 무선 전력 송신기(100)는 전자기파의 형태로 무선 전력을 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 공급할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-3,110-4)는 소정의 통신 패킷을 처리하거나 송수신할 수 있는 장치일 수 있으며, 예를 들어 핸드폰, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.
무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
아울러, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)의 위치정보메시지를 송신할 수 있다. 여기에서 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)의 위치정보메시지는, RF신호 또는 블루투스와 같은 근거리 통신에 의하여 구현될 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 충전상태메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전력 공급부(101), 전력 변환부(103), 전력 송신부(105), 제어부(107) 및 온도 측정부(109)를 포함한다.
전력 공급부(101)는 무선 전력 수신기에 공급할 전력을 직류 파형의 형태로 제공할 수 있다. 전력 공급부(101)는 직류 전력을 제공하는 수단, 예를 들어 배터리와 같은 수단으로 구현될 수도 있으며, 또는 외부로부터 교류 전력을 입력받아 소정의 변환 과정을 통하여 직류의 전력을 제공하는 구성으로 구현될 수도 있다. 한편, 전력 공급부(101)의 인가 전압(Vdd)은 제어부(107)의 제어에 의하여 변경될 수 있다.
전력 변환부(103)는, 전력 공급부(101)로부터 입력된 직류 전력을 교류 파형으로 변환할 수 있다. 전력 변환부(103)는 공지된 인버터로 구현될 수 있으며, 전력 변환부(103)의 전력 주파수(fs) 또는 듀티 사이클(τ)은 제어부(107)의 제어에 의하여 변경될 수 있다.
전력 송신부(105)는 무선으로 무선 전력 수신기에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(105)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다.
아울러, 전력 송신부(105)는 교류 파형을 전자기파 형태로 제공할 수 있다. 전력 송신부(105)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(105)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 전력 송신부(105)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
한편, 도시되지는 않았으나, 전력 변환부(103) 및 전력 송신부(105) 사이에는 임피던스 매칭부(미도시)가 더 포함될 수도 있다. 임피던스 매칭부(미도시)는 전력 변환부(103)로부터 출력되는 교류 전력과 전력 송신부(105)과의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
제어부(107)는 무선 전력 송신기(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(107)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(107)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(201)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
제어부(107)는 무선 전력 송신기(100)의 일 지점, 예를 들어 전력 송신부(105)의 전단의 부하 값을 측정할 수 있다. 제어부(107)는 부하 값의 변경에 기초하여, 무선 전력 송신기(100)의 주변 물체를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(107)는 제 1 부하 값을 측정한 경우, 무선 전력 송신기(100)의 주변에 주변 물체가 배치되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 아울러, 제어부(107)는 제 1 부하 값과 상이한 제 2 부하 값을 측정한 경우, 무선 전력 송신기(100)의 주변에 1개의 무선 전력 수신기가 배치된 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(107)는 제 1 및 제 2 부하 값과 상이한 제 3 부하 값을 측정한 경우, 무선 전력 송신기(100)의 주변에 2개의 무선 전력 수신기가 배치된 것으로 판단할 수 있다. 아울러, 제어부(107)는 다양한 부하 값을 측정할 수 있으며, 이에 따라 기설정된 다양한 상황을 판단할 수 있다.
도 3a는 제어부가 주변 상황을 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 제어부(107)는 t1 이전까지 a 값의 전류 값을 측정할 수 있다. 제어부(107)는 a 값의 전류에 대응하는 제 1 부하 값으로 제어부(107) 주변에 아무런 주변 물체가 없는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 제어부(107)는 t1 이후에는 b 값의 전류 값을 측정할 수 있다. 제어부(107)는 b 값의 전류에 대응하는 제 2 부하 값으로 제어부(107)의 주변에 하나의 무선 전력 수신기가 존재한다고 판단할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100) 주변에 아무런 주변 물체가 존재하지 않는 경우의 제 1 부하 값을 기준 부하 값으로 명명하도록 한다.
한편, 온도 측정부(109)는 무선 전력 송신기(100)의 일 지점의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정부(109)는 무선 전력 송신기(100) 내의 FET 소자 중 하나의 온도를 측정할 수 있으며, 측정된 온도 정보를 제어부(107)로 출력할 수 있다.
제어부(107)는 측정된 온도에 따라 부하 값을 보상할 수 있다. 제어부(107)에서 측정된 부하 값은 온도에 따라 변경될 수 있으며, 이에 따라 제어부(107)는 주변 상황을 오인하여 판단할 수 있다.
도 3b는 상술한 문제점을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)의 내부 온도가 증가하는 경우에는 일 지점에서의 전류 값이 a에서 a' 및 b에서 b'로 변경될 수 있다. 이에 따라, 제어부(107)는 a'에 대응하는 부하 값을 제 2 부하 값으로 오인 판단할 수 있다.
제어부(107)는 온도에 의하여 변경된 부하 값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 제어부(107)는 a'에 대응하는 부하 값을 다시 a에 대응하는 제 1 부하 값으로 보상할 수 있다. 제어부(107)는 온도에 대하여 보상된 부하 값, 즉 제 1 부하 값에 기초하여 부하 변동을 결정할 수 있다. 제어부(107)가 온도에 대하여 부하 값을 보상하는 과정은 도 4와 관련하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
상술한 바와 같이, 제어부(107)는 부하 값의 변동에 기초하여 주변 상황의 변경, 예를 들어 무선 전력 수신기의 개수 증가와 같은 변경을 검출할 수 있다. 아울러, 제어부(107)는 온도에 대한 부하 값의 보상을 수행할 수 있으며, 이에 따라 더욱 정확한 주변 상황의 변경을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 온도에 대한 부하 값의 보상 방법의 흐름도이다. 제어부(107)는 무선 전력 송신기(100)의 일 지점에서의 부하 값을 측정할 수 있다. 아울러, 제어부(107)는 온도 측정부(109)로부터 무선 전력 송신기(100)의 온도 정보를 입력받을 수 있다. 여기에서, 제어부(107)는 우선적으로 기준 부하 값, 즉 무선 전력 송신기(100) 주변에 주변 물체가 배치되지 않은 경우의 부하 값을 측정한다(S401).
제어부(107)는, 저장부(미도시)에 기저장된 기설정된 온도에 대한 기준 부하 값인 온도 보상 기준 부하 값을 독출할 수 있다. 아울러, 제어부(107)는 저장부(미도시)에 기저장된 기설정된 온도에 대한 기준 부하 값인 온도 보상 기준 부하 값을 독출할 수 있다. 제어부(107)는 온도 보상 기준 부하 값 및 기준 부하 값 사이의 오프셋을 결정할 수 있다(S403).
온도 측정부(109)는 다시 온도를 측정할 수 있으며(S405), 온도 변경이 없으면 결정된 오프셋에 기초하여 측정된 부하 값들을 보상할 수 있다(S407).
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제어부의 온도에 대한 부하 값 보상 과정을 설명하기 위한 그래프들이다.
제어부(107)는, 예를 들어 26도의 온도 및 200Ω의 부하 값을 검출할 수 있다. 여기에서, 200Ω의 부하 값은 기준 부하 값일 수 있다. 제어부(107)는 기준 부하 값에서, 온도 및 온도 보상 상수가 곱하여진 값을 빼서 오프셋을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(107)는 200에서 26 및 29/20의 곱을 빼서 162.3의 오프셋을 결정할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 온도 보상 상수(502)는 온도별 기준 부하 값을 측정하여 기결정된 값이다. 또는, 제어부(107)는 저장부(미도시)에 기저장된 특정 온도에 대한 기준 부하 값 및 측정된 부하 값 사이의 차이를 오프셋으로 결정할 수도 있다.
제어부(107)는 도 5c에 도시된 바와 같이, 최초 측정 온도와 온도가 상이한 경우에서도 오프셋을 이용하여 온도에 대한 부하 값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 제어부(107)는 온도 보상 상수의 선형성에 기초하여 부하 값을 예측하고, 부하 값에서 오프셋을 빼서 보정된 부하 값을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(107)는 다양한 방식에 따라서 온도에 대하여 부하 값을 보상할 수 있으며, 이에 따라 더욱 정확한 부하 값의 변동을 검출할 수 있다.
제어부(107)는, 예를 들어 매 구동 시마다 상술한 과정을 반복할 수 있다. 또는 제어부(107)는 기설정된 주기마다 상술한 과정을 반복할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 전송의 부하 변동을 검출하는 방법의 흐름도이다. 무선 전력 송신기는 무선 전력을 전송할 수 있다(S601). 여기에서 무선 전력 송신기는 무선 전력을 전송하는 과정에서 전류를 측정할 수 있다. 무선 전력 송신기는 예를 들어, 전력 송신부의 전단에 인가되는 전류를 측정할 수 있다.
무선 전력 송신기는 전류를 지속적으로 측정할 수 있으며, 전류의 변화를 감지할 수 있다(S603). 무선 전력 송신기는 전류의 변화를 감지함으로써, 부하 값에 변경이 있음을 감지할 수 있다.
무선 전력 송신기는 전류 값에 변화가 있는 경우에, 변경된 부하 값을 검출할 수 있다(S605). 무선 전력 송신기는 검출된 부하 값을 온도에 대하여 보상할 수 있으며(S607), 보상된 부하 값에 기초하여 무선 전력 전송 상태를 결정할 수 있다(S609).
무선 전력 송신기는 상술한 바와 같이, 두 가지 방식에 기초하여 온도에 대하여 부하 값을 보상할 수 있다.
무선 전력 송신기는, 최초 구동 시에 결정된 오프셋에 기초하여 부하 값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 최초 구동 시에 기준 부하 값 및 온도를 측정할 수 있다. 무선 전력 송신기는 특정 온도에 대응하는 온도 보상된 기준 부하 값 정보를 독출할 수 있다. 무선 전력 송신기는 온도 보상된 기준 부하 값과 기준 부하 값 사이의 차이를 오프셋으로 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 온도 변경이 없는 경우에는 측정된 부하 값에 오프셋을 적용하여 보상 부하 값을 결정할 수 있다.
또는 무선 전력 송신기는, 온도 보상 상수에 기초하여 온도 변경이 있는 환경에서도 부하 값을 보상할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 온도 상수의 선형성에 기초하여 변경된 부하 값을 예측할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 예측된 부하 값에 오프셋을 적용하여 보상 부하 값을 결정할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 부하 값 검출을 통하여 주변 상황을 인식할 수 있으며, 아울러 온도 보상을 통하여 더욱 명확한 인식이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 전송의 임피던스 변동을 검출하는 무선 전력 송신기에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기의 구동 전력을 공급하는 전력 공급부;
    상기 전력 공급부로부터 공급되는 상기 구동 전력을 교류 전력으로 변환하는 전력 변환부;
    상기 교류 전력을 적어도 하나의 무선 전력 수신기로 무선 전송하는 전력 송신부;
    상기 무선 전력 송신기의 적어도 하나의 부분의 제1 온도 값을 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 전력 송신부의 전단에서의 출력의 제1 임피던스 값을 검출하고, 상기 측정된 제1 온도 값에 기초하여 상기 제1 임피던스 값을 보상하고, 상기 보상된 임피던스 값 및 이전에 검출된 임피던스 값의 차이에 기초하여 상기 전력 송신부의 임피던스 변동을 결정하고,
    상기 임피던스 변동에 기초하여 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 교류 전력을 수신하는 상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 적어도 일부의 회수 또는 추가 무선 전력 수신기의 배치를 검출하는 제어부;를 포함하는 무선 전력 송신기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    온도 값 및 임피던스 값 사이의 선형 관계에 대한 온도 보상 상수를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신하는 무선 전력 수신기가 없는 경우의 제2 임피던스 값인 기준 임피던스 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장부는, 기설정된 온도에 대한 제2 기준 임피던스 값인 온도 보상 기준 임피던스 값을 저장하며,
    상기 제어부는, 상기 온도 보상 기준 임피던스 값 및 상기 기준 임피던스 값 사이의 오프셋(offset)을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 임피던스 값 및 상기 오프셋에 기초하여 상기 보상된 임피던스 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 보상된 임피던스 값에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기의 개수의 변경을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  8. 무선 전력 전송의 임피던스 변동을 검출하는 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    전력 공급부가 상기 무선 전력 송신기의 구동 전력을 공급하는 단계;
    전력 변환부가 상기 구동 전력을 교류 전력으로 변환하는 단계;
    전력 송신부가 상기 교류 전력을 무선 전력 수신기로 무선 전송하는 단계;
    상기 전력 송신부의 전단에서의 제1 임피던스 값을 검출하는 단계;
    온도 측정부가 상기 무선 전력 송신기의 적어도 하나의 부분의 제1 온도 값을 측정하는 단계;
    제어부가 상기 측정된 제1 온도 값에 기초하여 상기 제1 임피던스 값을 보상하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 보상된 임피던스 값 및 이전에 검출된 임피던스 값의 차이에 기초하여 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 교류 전력을 수신하는 상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 적어도 일부의 회수 또는 추가 무선 전력 수신기의 배치를 검출하는 단계;를 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    온도 값 및 임피던스 값 사이의 선형 관계에 대한 온도 보상 상수를 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 임피던스 값을 보상하는 단계는, 무선 전력 수신기가 없는 경우의 제2 임피던스 값인 기준 임피던스 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    기설정된 온도에 대한 제2 기준 임피던스 값인 온도 보상 기준 임피던스 값을 저장하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 임피던스 값을 보상하는 단계는, 상기 온도 보상 기준 임피던스 값 및 상기 기준 임피던스 값 사이의 오프셋(offset)을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 임피던스 값을 보상하는 단계는, 상기 제1 임피던스 값 및 상기 오프셋에 기초하여 상기 보상된 임피던스 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 상태를 결정하는 단계는, 상기 보상된 임피던스 값에 기초하여 상기 무선 전력 수신기의 개수의 변경을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  15. 무선 전력 수신기로 전력을 무선 전송하는 무선 전력 송신기의 임피던스 값에 대한 온도 보상 방법에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기가 없는 경우의 무선 전력 송신기의 임피던스 값인 기준 임피던스 값을 측정하는 단계;
    상기 무선 전력 송신기의 일부분의 온도를 측정하는 단계;
    온도 값 및 임피던스 값 사이의 선형 관계에 대한 온도 보상 상수를 독출하는 단계;
    상기 온도, 상기 온도 보상 상수 및 상기 기준 임피던스 값에 기초하여, 기설정된 온도에 대한 기준 임피던스 값인 온도 보상 기준 임피던스 값을 결정하는 단계;
    상기 온도 보상 기준 임피던스 값 및 상기 기준 임피던스 값 사이의 오프셋(offset)을 결정하는 단계; 및
    상기 임피던스 값을 상기 오프셋에 기초하여 보상하는 단계;를 포함하는 온도 보상 방법.
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