KR101941103B1 - 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법 - Google Patents

자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 자기공명 방식 무선 충전기는 복수의 충전 중계기들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 복수의 충전 중계기들로 송신하는 무선 전력 송신부, 상기 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 상기 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하는 통신부 및 수신된 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 무선 전력 송신부가 송신하는 상기 제1무선신호의 주파수를 상기 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들 각각으로 송신하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법{MAGNETIC RESONANCE WIRELESS CHARGER, AND OPERATING METHOD OF THE SAME }
본 발명의 기술적 사상은 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 충전 중계기들의 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 전송하다가 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들에 기초하여 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 무선충전 대상단말로 전송할 수 있는 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 충전 방식에는 자기유도 방식, 자기공명 방식, 및 전자기파 방식이 있다. 자기유도 방식의 경우 전송 효율은 비교적 높지만 전송거리가 수 mm 내지 수 cm에 불과하여 전송거리 상에 한계를 가진다. 전자기파 방식의 경우 전송거리가 최대 수십 km에 해당하지만 전송 효율이 10% 내지 50%에 불과하여 전송 효율 상에 한계를 가질 뿐 아니라 인체에 대한 유해성이 문제되고 있다.
이에 따라, 최근에는 전송거리를 수 m의 범위로 확보할 수 있으며 전송효율 측면에서도 전자기파 방식보다 높은 전송효율을 가지는 자기공명 방식의 상용화를 위한 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 복수의 충전 중계기들의 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 전송하다가 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들에 기초하여 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 무선충전 대상단말로 전송할 수 있는 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 자기공명 방식 무선 충전기는 복수의 충전 중계기들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전대상들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들로 송신하는 무선 전력 송신부, 상기 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 상기 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하는 통신부 및 수신된 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 무선 전력 송신부가 송신하는 상기 제1무선신호의 주파수를 상기 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들 각각으로 송신하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 자기공명 방식 무선 충전기는, 상기 복수의 충전 중계기들 각각이 상기 충전 대상단말들을 충전시킴에 따라 변동되는 잔여 배터리 량에 관한 상기 배터리 정보 신호를 모니터링하는 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여 상기 복수의 충전 중계기들 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 제1기준 값보다 적은 경우에, 상기 무선 전력 송신부가 상기 제2무선신호를 송신하도록 상기 무선 전력 송신부를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 충전에 의하여 증가함에 따라 제2기준 값과 같아지면, 상기 무선 전력 송신부가 다시 상기 제1무선신호를 송신하도록 상기 무선 전력 송신부를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 자기공명 방식 무선 충전기는, 상기 무선 전력 송신부가 상기 제2무선신호를 송신하여 상기 복수의 충전 중계기들을 무선 충전한 충전 이력을 저장하는 충전 이력 데이터베이스를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 충전 이력 및 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 무선 전력 송신부를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1기준 값 또는 상기 제2기준 값은 상기 충전 이력에 포함된 시간대별 충전 빈도, 시간대별 충전구간의 길이, 및 시간대별 충전 속도 중에서 적어도 어느 하나에 기초하여 조절될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 자기공명 방식 무선 충전기는 상기 복수의 충전 중계기들의 리스트를 관리하는 충전 중계기 그룹 관리 모듈을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 충전 중계기 그룹 관리 모듈에 의해 관리되는 상기 리스트에 충전 중계기가 추가로 등록된 경우, 상기 제2무선신호의 파워가 높아지도록 상기 무선 전력 송신부를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 충전 중계기들 각각은 유선 충전, 자기유도 방식의 무선충전, 또는 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 상기 충전 대상단말들을 충전시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 자기공명 방식 무선 충전기의 동작 방법은 무선 충전기가, 복수의 충전 중계기들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 복수의 충전 중계기들로 송신하는 단계, 상기 무선 충전기가, 상기 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 상기 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하는 단계 및 상기 무선 충전기가, 수신된 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 제1무선신호의 주파수를 상기 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들 각각으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 따른 방법과 장치는, 복수의 충전 중계기들을 사용자로부터의 접근성이 높은 곳에 배치하면서도 상기 복수의 충전 중계기들의 전원 공급을 위한 배선을 없앨 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 따른 방법과 장치는, 복수의 충전 중계기들이 하나의 무선 충전기에 의하여 일괄적으로 충전되는 구조에서, 안정적인 충전을 수행하면서도 에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 따른 방법과 장치는, 복수의 충전 중계기들이 정상적으로 충전되지 않는 이상 상황에서도 안정적인 충전을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 따른 방법과 장치는, 복수의 충전 중계기들은 일괄적으로 충전시키면서도, 허가되지 않은 충전 대상단말들의 충전은 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 충전 중계기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 관리 서버의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 무선 충전기의 동작 방법의 플로우차트이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 모듈(module)이라 함은 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 수행하기 위한 하드웨어 또는 상기 하드웨어를 구동할 수 있는 소프트웨어의 기능적 또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
따라서 상기 모듈은 프로그램 코드와 상기 프로그램 코드를 수행할 수 있는 하드웨어 리소스(resource)의 논리적 단위 또는 집합을 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 무선충전 시스템(10)은 무선 충전기(100), 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n), 및 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m), 및 관리 서버(400)를 포함할 수 있다.
무선 충전기(100)는 무선충전 커버리지(coverage) 내의 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각으로 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 송신할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1표준 주파수는 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위하여, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)에 공통적으로 사용되는 주파수를 의미할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제2표준 주파수는 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위하여, 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)에 공통적으로 사용되는 주파수를 의미할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1표준 주파수는 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)에 대해서는 무선 충전이 수행되지만, 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)에 대해서는 무선 충전이 저지 또는 차단되는 주파수 대역으로 설정될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2표준 주파수는 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)에 대해서는 무선 충전이 수행되지만, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)에 대해서는 무선 충전이 저지 또는 차단되는 주파수 대역으로 설정될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1표준 주파수 또는 상기 제2표준 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power), PMA(Power Matters Alliance), AFA(Air Fuel Alliance), AFI(Air Fuel Inductive), AFR(Air Fuel Resonant) 등의 연합에서 정해지는 표준 주파수 또는 장치 제조사에 의해 임의로 정해질 수 있는 표준 주파수를 의미할 수 있다.
비표준 주파수는 복수의 무선 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)과 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m) 모두의 자기공명 장식의 무선 충전을 저지 또는 차단하기 위한 주파수 대역의 주파수를 폭넓게 의미할 수 있다.
무선 충전기(100)는 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로부터 전송된 배터리 정보 신호들에 기초하여, 제1무선신호의 주파수를 제1표준 주파수로 조절하여 제1표준 주파수의 제2무선신호를 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로 전송할 수 있다.
이 경우, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)은 무선 충전기(100)로부터 전송된 제1표준 주파수의 제2무선신호에 의하여 무선충전될 수 있으며, 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)에 대해서는 무선 충전이 저지 또는 차단될 수 있다.
무선 충전기(100)의 세부적인 구조 및 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명된다.
복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)은 무선 충전기(100)와 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m) 사이의 충전을 중계할 수 있다.
복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)은 무선 충전기(100)에 의하여 자기공명 방식의 무선 충전을 통하여 복수의 충전 중계기들(200-1 ~200-n) 각각에 포함된 배터리를 충전할 수 있기 때문에, 전원 공급을 위한 별도의 전원 공급선이 없는 형태로 구현될 수 있다.
복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)은 충전된 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각에 포함된 배터리를 이용하여, 상응하는 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)을 충전할 수 있다.
실시 예에 따라, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)은 유선 충전, 자기유도 방식의 무선충전, 또는 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 상응하는 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)을 충전할 수 있다.
복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각의 세부적인 구조 및 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 상세히 설명된다.
복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)은 관리 서버(400)에 의한 허가 과정을 거친 후에, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각에 의해 충전될 수 있다.
실시 예에 따라, 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m) 각각은 이동 통신 단말로 구현될 수 있으며, 그 형태는 다양한 변형이 가능하다.
관리 서버(400)는 무선충전 시스템(10) 내의 무선 충전기(100), 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n), 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 전반적인 동작을 관리할 수 있으며, 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m) 각각의 무선충전을 위한 허가 과정을 수행할 수 있다.
관리 서버(400)의 세부적인 구조 및 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 무선 충전기(100)는 전력 공급부(110), 무선 전력 송신부(120), 제어부(130), 통신부(140), 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150), 충전 중계기 그룹 관리 모듈(160), 및 충전 이력 데이터베이스(170)을 포함할 수 있다.
전력 공급부(110)는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 무선충전을 위한 전력을 공급할 수 있다.
무선 전력 송신부(120)는 전력 공급부(110)로부터 공급된 전력을 이용하여, 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호, 또는 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로 송신할 수 있다.
실시 예에 따라, 무선 충전기(100)는 상기 비표준 주파수의 제1무선신호를 통하여 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 무선 충전은 저지 또는 차단하면서도 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)과 자기장 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 비표준 주파수의 제1무선신호는 무선 충전기(100)의 식별정보(예컨대, 무선 충전기(100)의 ID 또는 무선 충전기(100)의 위치 정보 등)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 무선 전력 송신부(200)는 무선 전력 전송을 위한 코일(coil)과 송신되는 무선신호의 주파수 조절을 위한 회로 등을 포함할 수 있다.
제어부(130)는 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150), 충전 중계기 그룹 관리 모듈(160), 충전 이력 데이터베이스(170) 중에서 적어도 어느 하나로부터 전송된 정보에 기초하여 무선 전력 송신부(120)로부터 전송되는 무선 신호의 주파수 또는 무선 신호의 전력을 제어할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어부(130)는 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150)을 통하여 전달된 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 배터리 정보 신호들에 기초하여, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량을 제1기준 값과 비교할 수 있다. 제어부(130)는 상기 잔여 배터리 량이 상기 제1기준 값보다 적은 경우, 무선 전력 송신부(120)로부터 전송되는 비표준 주파수의 제1무선신호의 주파수를 제1표준 주파수로 조절할 수 있다. 무선 전력 송신부(120)는 제어부(130)의 제어에 따라, 조절된 제1표준 주파수의 제2무선신호를 송신할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 제어부(130)는 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150)을 통하여 전달된 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 배터리 정보 신호들에 기초하여, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량을 제2기준 값과 비교할 수 있다. 제어부(130)는 충전에 의하여 상기 잔여 배터리 량이 증가하여 상기 제2기준 값과 같아지는 경우, 무선 전력 송신부(120)로부터 전송되는 제1표준 주파수의 제2무선신호의 주파수를 비표준 주파수로 조절할 수 있다. 무선 전력 송신부(120)는 제어부(130)의 제어에 따라, 조절된 비표준 주파수의 제1무선신호를 송신할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어부(130)는 비표준 주파수의 제1무선신호의 전력을 제1표준 주파수의 제2무선신호의 전력보다 낮게 설정할 수 있다.
상기 제1기준 값과 상기 제2기준 값은, 무선 전력 송신부(120)에 의한 충전을 시작하는 시점 또는 충전을 완료하는 시점을 설정하기 위한 기준 값을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템(10)은 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량을 기준으로 하여 무선 충전기(100)의 커버리지 내의 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전을 제어함으로써, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 배터리 잔량을 안정적으로 관리할 수 있다.
통신부(140)는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하고, 수신된 배터리 정보 신호들을 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150), 충전 중계기 그룹 관리 모듈(160), 또는 충전 이력 데이터베이스(170)로 전달할 수 있다.
실시 예에 따라, 통신부(140)는 유선통신 또는 무선통신을 통하여 무선 충전기(100) 또는 관리 서버(400)와 통신할 수 있다.
충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150)은 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각이 충전 대상 단말들(300-1 ~ 300-m)을 충전시킴에 따라 변동되는 잔여 배터리 량에 관한 배터리 정보 신호들을 모니터링 할 수 있다.
실시 예에 따라, 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150)은 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량을 별도로 모니터링 할 수 있다.
충전 중계기 그룹 관리 모듈(160)은 무선 충전기(100)의 무선충전 커버리지 내에 포함되어 무선 충전기(100)에 의해 충전될 수 있는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)을 그룹으로 관리할 수 있다.
실시 예에 따라, 새로운 충전 중계기(예컨대, 200-3)가 무선 충전기(100)의 무선충전 커버리지 밖에서 무선충전 커버리지 내로 들어온 경우, 해당 충전 중계기(예컨대, 200-3)를 그룹에 포함시킬 수 있다.
충전 중계기 그룹 관리 모듈(160)은 관리되고 있는 그룹 내의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)에 관한 정보를 통신부(140)를 통하여 관리 서버(400)로 전송할 수 있다.
충전 이력 데이터베이스(170)는 무선 충전기(100)에 의해 관리되는 그룹 내의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전 이력을 저장할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 충전 이력은, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 시간대별 충전 빈도, 시간대별 충전구간의 길이, 및 시간대별 충전 속도 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어부(130)는 충전 이력 데이터베이스(170)에 저장된 충전 이력 및 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈(150)로부터 전달된 배터리 정보 신호들에 기초하여, 무선 전력 송신부(120)에 의해 송신되는 무선신호의 주파수를 조절할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 제어부(130)는 충전 이력 데이터베이스(170)에 저장된 충전 이력에 포함된 시간대별 충전 빈도, 시간대별 충전구간의 길이, 및 시간대별 충전 속도 중에서 적어도 어느 하나에 기초하여 무선 전력 송신부(120)에 의해 송신되는 무선신호의 주파수를 제어하기 위한 기준이 되는 제1기준 값 또는 제2기준 값을 조절할 수 있다.
무선 충전기(100')는 무선 충전기(100)와 인접한 위치에 배치된 무선 충전기이다. 실시 예에 따라, 무선 충전기(100)의 동작 이상이 발생하는 경우, 무선 충전기(100')는 무선 충전기(100) 대신에 동작하거나, 무선 충전기(100)와 함께 동작할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 충전 중계기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 1과 도 3을 참조하면, 충전 중계기(200-1)는 무선 전력 수신부(210), 전원부(220), 대상단말 충전부(230), 배터리 모니터링 모듈(240), 제어부(250), 및 통신부(260)를 포함할 수 있다.
무선 전력 수신부(210)는 무선 충전기(100)로부터 전송된 비표준 주파수의 제1무선신호 또는 제1표준 주파수의 제2무선신호를 수신할 수 있다.
실시 예에 따라, 무선 전력 수신부(210)는 무선 충전기(100)로부터 비표준 주파수의 제1무선신호가 전송되는 경우, 자기장 통신을 이용하여 제1무선신호를 수신할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 무선 전력 수신부(210)는 무선 충전기(100)로부터 제1표준 주파수의 제2무선신호가 전송되는 경우, 제2무선신호를 수신하고 수신된 제2무선신호를 이용하여 전원부(220)를 충전시킬 수 있다.
전원부(220)는 무선 전력 수신부(210)를 통해 수신된 제1표준 주파수의 제2무선신호에 의하여 충전될 수 있다.
실시 예에 따라, 전원부(220)는 충전 가능한 배터리를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
대상단말 충전부(230)는 충전된 전원부(220)의 전원을 이용하여, 충전 중계기(200-1)에 상응하는 충전 대상단말(예컨대, 300-1)을 충전할 수 있다.
실시 예에 따라, 대상단말 충전부(230)는 유선 충전, 자기유도 방식의 무선 충전, 또는 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 충전 대상단말(예컨대, 300-1)을 충전할 수 있다. 예컨대, 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)이 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 충전되는 경우, 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)은 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 자기공명 방식의 무선충전을 위한 제1표준 주파수와 서로 다른 제2표준 주파수의 무선신호에 의하여 충전될 수 있다.
배터리 모니터링 모듈(240)은 전원부(220)의 잔여 배터리 량을 모니터링할 수 있다. 배터리 모니터링 모듈(240)은 모니터링 결과에 따른 배터리 정보 신호를 통신부(260)를 통하여 무선 충전기(100)로 전송하거나, 상기 배터리 정보 신호를 제어부(250)로 전송할 수 있다.
제어부(250)는 대상단말 충전부(230)의 충전 동작을 제어할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어부(250)는 배터리 모니터링 모듈(240)로부터 전송된 배터리 정보 신호에 기초하여, 대상단말 충전부(230)의 충전 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(250)는 상기 배터리 정보 신호에 기초하여 전원부(220)의 잔여 배터리 량이 기준값 이하인 경우, 대상단말 충전부(230)의 출력의 세기를 낮출 수 있다.
통신부(260)는 무선 충전기(100) 또는 관리 서버(400)와 통신할 수 있다.
실시 예에 따라, 통신부(260)는 배터리 모니터링 모듈(240)로부터 전송된 배터리 정보 신호를 무선 충전기(100)로 전송할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 통신부(260)는 관리 서버(400)로부터 전송된 충전 중계기 제어 신호를 수신하여 제어부(250)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제어부(250)는 수신된 충전 중계기 제어 신호에 기초하여, 대상단말 충전부(230)의 대상단말 충전 여부 또는 출력의 세기 등을 제어할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 관리 서버의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 1과 도 4를 참조하면, 관리 서버(400)는 무선 충전기 관리 모듈(410), 충전 중계기 관리 모듈(420), 충전 대상단말 관리 모듈(430), 및 광고 데이터 데이터베이스(440)를 포함할 수 있다.
무선 충전기 관리 모듈(410)은 복수의 무선 충전기들(100, 100')의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 무선 충전기들(100, 100')의 동작을 관리할 수 있다.
충전 중계기 관리 모듈(420)은 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 동작을 관리할 수 있다.
실시 예에 따라, 충전 중계기 관리 모듈(420)에 의하여 모니터링되는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전 상태에 이상이 발생한 경우, 무선 충전기 관리 모듈(410)은 기존에 동작하던 무선 충전기(100)의 동작을 중단시키고 인접한 타 무선 충전기(100')를 동작시킬 수 있다.
이 때, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전 상태에 이상이 발생한 경우는, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 제1기준 값보다 적은 경우에도 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전이 수행되고 있지 않은 경우, 또는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 제2기준 값을 초과한 경우에도 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전이 계속하여 수행되고 있는 경우 등의 상황을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 충전 중계기 관리 모듈(420)에 의하여 모니터링되는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 충전 상태에 이상이 발생한 경우, 무선 충전기 관리 모듈(410)은 기존에 동작하던 무선 충전기(100)와 함께 인접한 타 무선 충전기(100')를 동작시킬 수 있다.
충전 대상단말 관리 모듈(430)은 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 충전 허가 과정을 수행할 수 있다.
충전 대상단말 관리 모듈(430)은 허가조건 관리 모듈(432), 허가조건 충족확인 모듈(434), 충전 대상단말 구역관리 모듈(436), 및 충전 대상단말 충전상태 모니터링 모듈(438)을 포함할 수 있다.
허가조건 관리 모듈(432)은 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)이 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각을 통하여 충전을 하기 위해서 충족시켜야 하는 허가조건에 관한 허가조건정보를 생성할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 허가 조건정보는 충전을 위해서 재생해야 하는 광고 데이터(또는 광고 데이터의 종류)에 관한 정보, 상기 광고 데이터의 재생 요구 시간에 관한 정보, 및 상기 광고 데이터의 재생 요구 횟수에 관한 정보 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 허가조건 관리 모듈(432)은 허가조건정보를 생성하기 위하여 광고 데이터 데이터베이스(440)에 저장된 광고 데이터를 이용할 수 있다.
허가조건 관리 모듈(432)은 충전 허가요청을 한 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)로 생성된 허가조건정보를 전송할 수 있다.
허가조건 충족확인 모듈(434)는 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)이 허가조건정보에 따라 허가조건을 충족시켰는지 여부에 관한 허가조건 충족정보를 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)로부터 수신할 수 있다. 허가조건 충족확인 모듈(434)은 수신된 허가조건 충족정보에 기초하여 충전 대상단말(300-1 ~300-m)이 요구되는 허가조건을 충족하였는지 여부를 판단할 수 있다.
충전 대상단말 구역관리 모듈(436)은 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)의 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보에 상응하는 구역을 판단할 수 있다. 즉, 충전 대상단말 구역관리 모듈(436)은 위치정보가 획득된 무선충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)이 어떤 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)에 의해 충전될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
예컨대, 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)가 유선 충전 또는 자기유도 방식의 무선충전을 통하여 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)을 충전시키는 경우, 충전 대상단말 구역관리 모듈(436)은 해당 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)을 가장 인접한 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)의 구역에 포함시킬 수 있다.
예컨대, 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)가 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)을 충전시키는 경우, 충전 대상단말 구역관리 모듈(436)은 해당 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)의 위치가 어떤 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)의 무선충전 커버리지에 포함되는지 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 해당 무선충전 커버리지를 가지는 충전 중계기(200-1 ~ 200-n)의 구역에 포함시킬 수 있다.
충전 대상단말 충전상태 모니터링 모듈(438)은 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 충전상태를 모니터링할 수 있다.
실시 예에 따라, 충전 대상단말 충전상태 모니터링 모듈(438)은 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)이 충전이 완료된 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 충전 대상단말 충전상태 모니터링 모듈(438)은 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 충전량을 포인트로 관리할 수 있다. 이 경우, 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)은 충전 허가 과정을 통하여 포인트를 획득하며, 획득한 포인트는 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m) 각각의 충전량에 따라 차감될 수 있다.
광고 데이터 데이터베이스(440)는 충전 대상단말 관리 모듈(430)에 의하여 충전 대상단말(300-1 ~ 300-m)의 무선 충전 허가 과정이 수행되는 경우, 무선충전 대상단말 관리 모듈(430)에서 허가조건정보를 생성하기 위한 광고 데이터를 저장할 수 있다.
실시 예에 따라, 광고 데이터 데이터베이스(440)는 상기 허가조건정보에 포함될 광고 데이터, 예컨대 광고 이미지, 광고 영상, 또는 광고 텍스트 등 다양한 형태의 광고 데이터를 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 무선 충전기의 동작 방법의 플로우차트이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 무선 충전기(100)는 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들(300-1 ~ 300-m)의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로 송신할 수 있다(S10).
실시 예에 따라, 무선 충전기(100)는 제1무선신호를 이용하여 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각과 자기장 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 제1무선신호는 무선 충전기(100)의 식별정보(예컨대, 무선 충전기(100)의 ID 또는 무선 충전기(100)의 위치 정보 등)를 포함할 수 있다.
무선 충전기(100)는 비표준 주파수의 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신할 수 있다(S12).
실시 예에 따라, 무선 충전기(100)는 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n)로부터 전송된 배터리 정보 신호들에 기초하여 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각의 잔여 배터리 량을 모니터링 할 수 있다.
무선 충전기(100)는 수신된 배터리 정보 신호들에 기초하여, 비표준 주파수의 제1무선신호의 주파수를 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 제1표준 주파수의 제2무선신호를 복수의 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각으로 송신할 수 있다(S14).
실시 예에 따라, 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각은 무선 충전기(100)로부터 전송된 상기 제2무선신호를 이용하여, 자기공명 방식의 무선 충전 방식으로 충전 중계기들(200-1 ~ 200-n) 각각의 배터리를 충전시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 다양한 실시 예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10 : 무선 충전 시스템
100, 100' : 무선 충전기
200-1 ~ 200-n : 충전 중계기
300-1 ~ 300-m : 충전 대상단말

Claims (10)

  1. 복수의 충전 중계기들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들로 송신하는 무선 전력 송신부;
    상기 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 상기 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하는 통신부; 및
    수신된 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여 상기 복수의 충전 중계기들 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 제1기준 값보다 적은 경우에, 상기 무선 전력 송신부가 송신하는 상기 제1무선신호의 주파수를 상기 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들 각각으로 송신하도록 제어하는 제어부를 포함하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기공명 방식 무선 충전기는,
    상기 복수의 충전 중계기들 각각이 상기 충전 대상단말들을 충전시킴에 따라 변동되는 잔여 배터리 량에 관한 상기 배터리 정보 신호를 모니터링하는 충전 중계기 배터리 모니터링 모듈을 더 포함하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 충전에 의하여 증가함에 따라 제2기준 값과 같아지면, 상기 무선 전력 송신부가 다시 상기 제1무선신호를 송신하도록 상기 무선 전력 송신부를 제어하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기공명 방식 무선 충전기는,
    상기 무선 전력 송신부가 상기 제2무선신호를 송신하여 상기 복수의 충전 중계기들을 무선 충전한 충전 이력을 저장하는 충전 이력 데이터베이스를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 충전 이력 및 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여, 상기 무선 전력 송신부를 제어하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1기준 값 또는 상기 제2기준 값은,
    상기 충전 이력에 포함된 시간대별 충전 빈도, 시간대별 충전구간의 길이, 및 시간대별 충전 속도 중에서 적어도 어느 하나에 기초하여 조절되는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자기공명 방식 무선 충전기는,
    상기 복수의 충전 중계기들의 리스트를 관리하는 충전 중계기 그룹 관리 모듈을 더 포함하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충전 중계기 그룹 관리 모듈에 의해 관리되는 상기 리스트에 충전 중계기가 추가로 등록된 경우, 상기 제2무선신호의 파워가 높아지도록 상기 무선 전력 송신부를 제어하는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 충전 중계기들 각각은,
    유선 충전, 자기유도 방식의 무선충전, 또는 자기공명 방식의 무선충전을 통하여 상기 충전 대상단말들을 충전시키는, 자기공명 방식 무선 충전기.
  10. 무선 충전기가, 복수의 충전 중계기들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제1표준 주파수 및 복수의 충전 대상단말들의 자기공명 방식의 무선 충전을 위한 제2표준 주파수와 서로 다른 비표준 주파수의 제1무선신호를 복수의 충전 중계기들로 송신하는 단계;
    상기 무선 충전기가, 상기 제1무선신호에 응답하여 충전 커버리지(coverage) 내의 상기 복수의 충전 중계기들로부터 전송된 배터리 정보 신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 무선 충전기가, 수신된 상기 배터리 정보 신호들에 기초하여 상기 복수의 충전 중계기들 중에서 잔여 배터리 량이 가장 적은 충전 중계기의 잔여 배터리 량이 기준 값보다 적은 경우에, 상기 제1무선신호의 주파수를 상기 제1표준 주파수로 조절하여, 조절된 상기 제1표준 주파수의 제2무선신호를 상기 복수의 충전 중계기들 각각으로 송신하는 단계를 포함하는, 자기공명 방식 무선 충전기의 동작 방법.
KR1020170038233A 2017-03-27 2017-03-27 자기공명 방식 무선 충전기, 및 이의 동작 방법 KR101941103B1 (ko)

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