KR102018268B1 - 무선 충전을 위한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 충전을 위한 임덕턴스 매칭 방법 및 그를 위한 장치들에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에서의 인덕턴스 매칭 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 품질 인자 값을 측정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 추정하는 단계와 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상대물의 인덕턴스 값에 따라 자신의 인덕턴스 값을 동적으로 조절함으로써, 충전 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

무선 충전을 위한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치{Inductance Mapping Method and Apparatus for Wireless Charging}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전 시스템상에서의 상대물의 인덕턴스 값에 따라 동적으로 인덕턴스를 조절하는 것이 가능한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치, 해당 장치를 탑재한 무선 전력 송신 장치 또는 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.

무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.

자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.

자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.

단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

일반적으로, 무선 충전 시스템에서 송신 코일과 수신 코일의 형태 및 크기가 동일할수록 충전 효율이 높아진다.

특히, 무선 충전이 적용되는 디바이스의 종류 및 타입에 따라 채택되는 코일의 형태 및 크기가 상이할 수 있다.

하지만, 종래에는 무선 전력 송신 장치가 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신 장치가 어떤 종류의 수신 코일이 장착되었는지 식별할 수 없었으며, 이로 인해 충전 효율을 최적화시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전을 위한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인덕턴스 매핑 장치가 구비된 무선 전력 송신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인덕턴스 매핑 장치가 구비된 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상대물의 인덕턴스 값에 따라 동적으로 자신의 인덕턴스를 조절하는 것이 가능한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 무선 충전을 위한 임덕턴스 매칭 방법 및 장치, 상기 장치를 포함하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에서의 인덕턴스 매칭 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 품질 인자 값을 측정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 추정하는 단계와 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 판단하는 단계는 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하는 단계와 상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는지 확인하는 단계와 상기 확인 결과, 초과하면, 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인덕턴스 값을 조절하는 단계는 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오도록 구비된 가변 인덕터를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오면, 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전송이 개시될 수 있다.

다른 일 예로, 상기 판단하는 단계는 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값이 동일한지 여부를 확인하는 단계와 상기 확인 결과, 동일하지 않으면, 상기 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 인덕턴스 값을 조절하는 단계는 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지면, 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전송이 개시될 수 있다.

또한, 상기 품질 인자 값은 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 측정될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 인덕턴스 매칭 방법은 부팅이 완료되면, 품질 인자 값을 측정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 추정하는 단계와 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과에 따라, 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에서의 인덕턴스 매칭 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 상기 감지된 물체가 상기 무선 전력의 수신이 가능한 무선 전력 수신기인지 식별하는 단계와 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 상기 식별된 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계와 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 인덕턴스 매칭 방법은 부팅이 완료되면, 상기 무선 전력 수신기의 식별 정보를 송신하는 단계와 무선 전력 송신기에 대응되는 식별 정보를 수신하는 단계와 상기 수신된 식별 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 확정하는 단계와 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과에 따라, 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 확정하는 단계는 미리 저장된 인덕턴스 매핑 테이블을 참조하여 상기 수신된 식별 정보에 대응되는 인덕턴스 값을 추출하는 단계와 상기 추출된 인덕턴스 값을 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값으로 확정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기는 무선 전력을 전송하기 위한 공진 회로와 상기 공진 회로의 인덕턴스를 조절하기 위한 가변 인덕터와 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부와 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 추정하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하고, 상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는 경우, 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단할 수 있다.

이때, 상기 제어부가 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오도록 상기 가변 인덕터를 제어하고, 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오면, 상기 무선 전력 수신기를 위한 충전이 개시되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값이 동일하지 않은 경우, 상기 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단할 수도 있다.

이때, 상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지도록 상기 가변 인덕터를 제어하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지면, 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전송이 개시될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치는 무선 전력을 전송하기 위한 제1 안테나와 상기 제1 안테나와 연결되어 인덕턴스를 조절하기 위한 가변 인덕터와 제2 안테나와 상기 제2 안테나와 연결되며, 품질 인자 값을 측정하는 품질 인자 측정부와 상기 품질 인자 값에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값을 획득하는 제어부와 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값과 상기 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 비교부를 포함하고, 상기 비교부의 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스를 조절할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치는 차페제와 상기 차페제의 일면에 배치되어 무선으로 전력을 송출하는 제1 안테나와 상기 제1 안테나의 외곽에 배치되는 제2 안테나와 상기 제2 안테나를 통해 품질 인자 값을 측정하고, 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 추정된 상대물의 인덕턴스 값과 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요하면, 구비된 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값을 조절하는 제어 회로를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치는 무선 전력을 송출하도록 구성된 제1 안테나와 상기 제1 안테나와 연결되어 인덕턴스 조절이 가능하도록 구성된 가변 인덕터와 상대물의 인덕턴스 값을 수신하는 통신부와 상기 인덕턴스 매칭 장치의 현재 인덕턴스 값과 상기 수신된 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 여부를 판단하는 비교부와 상기 비교부의 판단 결과에 따라, 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 임덕턴스 매핑 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상대물의 인덕턴스 값을 추정 또는 획득하여 자신의 인덕턴스 값을 조정함으로써, 충전 효율을 최대화시키는 것이 가능한 인덕턴스 매핑 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 상태 패킷의 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 23은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매핑 장치에 포함되는 가변 인덕터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 전자기기(30)에는 충전용 배터리인 부하(미도시)가 장착될 수 있으며, 수신된 전력은 전자기기(30)의 부하에 충전될 수도 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수로 신호를 변조하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다.

인밴드 통신에 있어서, 무선 전력 송신단(10)에 의해 송출된 전력 신호(41)가 무선 전력 수신단(20)에 수신되면, 무선 전력 수신단(20)은 수신된 전력 신호를 변조하고, 변조된 신호(42)를 무선 전력 송신단(10)으로 전송할 수 있다.

다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 주파수를 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 식별 정보, 구성 정보, 상태 정보 및 각종 제어 정보 등을 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 세부 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.

무선 충전 시스템에서의 통신은 전이중 방식의 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 양방향 통신을 제공할 수도 있다.

일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 통신 방식일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 통신 방식일 수도 있다.

반이중 양방향 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 통신 방식일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치를 포함하여 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치와 통신 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수를 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치로 전력을 분해하여 동시에 송출할 수 있다.

이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.

도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 통신 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하고, 수신된 전력을 병합하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다. 이를 위해, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신 장치들 사이의 상태 정보 교환을 위한 통신 네트워크를 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.

일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.

상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.

만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 4를 참조하면, 송신기에서의 무선 전력 전송 절차는 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 충전 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것을 감지하면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송할 수 있으며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 충전 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)-즉, 충전 가능 영역-에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(420)에서 송신기는 물체를 감지하면, 수신기를 활성화-즉, 부팅(booting)-시키고, 수신기가 WPC 표준에 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고, 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).

식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S405).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(440)로 천이할 수 있다(S406).

전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S407).

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 5를 참조하면, 송신기에서의 무선 전력 전송 절차는 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다.

선택 단계(510)는 전력 전송을 시작하거나 전력 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 예를 들면, 도면 부호 S502, S504, S508, S510 및 S512에 도시된 바와 같이 무선 전력 송신기의 상태는 선택 단계(510)로 천이될 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면-이하 설명의 편의를 위해 “충전 영역”과 혼용하여 사용-에 배치된 물체를 감지할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 배치된 것을 감지하면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일(또는 프라이머리 코일(Primary Coil))의 전류(또는 임피던스) 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 배치된 물체의 존재 여부를 판단할 수 있다.

선택 단계(510)에서 물체가 감지되는 경우, 무선 전력 송신기는 무선으로 전력을 송출하기 위한 공진 회로의 품질 계수를 측정할 수 있다. 여기서, 공진 회로는 인덕터와 캐패시터를 포함하는 LC 회로로 구성될 수 있으며, 품질 계수는 LC 회로의 캐패시터 양단에서 측정된 전압에 기반하여 결정될 수 있다.

송신기는 핑 단계(520)로의 진입 이전에 측정한 품질 계수 값을 협상 단계(540)에서 이물질의 존재 여부를 판단하는데 사용할 수 있다.

핑 단계(520)에서 송신기는 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 디바이스인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 송신기는 소정 시간 이내에 디지털 핑에 상응하는 응답 신호-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.

핑 단계(520)가 완료되면, 즉, 송신기가 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 무선 전력 수신기인 것을 확인화면, 해당 수신기의 식별 정보 및 구성 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.

식별 및 구성 단계(530)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류를 감지하거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.

송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.

확인 결과, 협상 단계(540)로의 진입이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 이물질 검출 절차를 수행할 수 있다.

반면, 확인 결과, 협상 단계(540)의 진입이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 식별 및 구성 단계(530)에서 전력 전송 단계(560)로 진입할 수 있다.

협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 식별된 수신기로부터 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 임계치를 결정할 수 있다.

송신기는 결정된 품질 인자 임계치과 핑 단계(520)로의 진입 이전에 측정한 품질 인자 값-이하 설명의 편의를 위해, “현재 품질 인자 값”이라 명함-을 비교하여 충전 영역에 배치된 이물질을 검출할 수 있다. 이때, 송신기는 이물질 검출 결과에 따라, 수신기로의 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 해당 수신기로의 전력 전송을 중단할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다른 일 예로, 송신기는 이물질이 검출된 경우, 해당 수신기에 전송되는 전력을 소정 기준치 이하로 줄인 후 이물질이 검출되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 출력시킬 수도 있다. 이때, 송신기의 전력 전송 절차는 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)로의 천이 후 송신기는 검출된 이물질이 충전 영역에서 제거되었음을 확인하면, 출력중인 경고 알람을 중단시키고 보정 단계(550) 또는 전력 전송 단계(560)로 천이할 수도 있다.

반면, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단에서의 전력 손실 및 수신단에서의 전력 손실을 확정할 수 있다. 송신기는 확정된 송신단의 전력 손실을 고려하여 송신 코일을 통해 실제 전송된 전력의 세기를 확정할 수 있다. 또한, 송신기는 확정된 수신단에서의 전력 손실을 고려하여 실제로 수신 코일을 통해 수신된 전력의 세기를 확정할 수 있다. 이 후, 송신기는 송신 코일과 수신 코일 사이의 경로 손실을 예측할 수 있다. 송신기는 예측된 경로 손실을 반영하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 임계치를 보정할 수도 있다.

전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.

또한, 전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 DC 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 인버터(612) 및 주파수 생성기(613)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 인버터(612)는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 전력을 특정 동작 주파수를 가지는 교류 전력으로 변환할 수 있는 회로 구성이면 족하다.

DC/DC 변환부(611)는 전원부(650)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.

인버터(612)는 DC/DC 변환된 직류 전력을 주파수 생성기(613)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(640)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 동작 주파수를 결정하고, 결정된 동작 주파수가 생성되도록 주파수 생성기(613)를 동적으로 제어할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.

전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일부(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일부(622)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 캐리어 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 인버터(612)의 출력 교류 전력과 믹싱하기 위한특정 캐리어 주파수로 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. 본 발명의 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진 주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.

다중화기(621)는 제어부(640)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(640)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해서만 교류 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안 DC/DC 변환기(611)의 출력 직류 전력의 세기를 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.

제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감신 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지될 때마다, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다.

통신부(630)는 변조부(631)와 복조부(632) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC:Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.

또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다.

또한, 복조부(632)는 송신 코일(623)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 신호 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.

또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일부(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일부(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 송신 코일부(622)의 제1 내지 제n 송신 코일에 각각 대응되는 별도의 코일이 무선 전력 송신기(600)에 추가로 구비될 수 있으며, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.

이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 이상의 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)의 전력 전송부(620)가 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)을 포함하나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 전력 전송부(620)는 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.

수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다.

센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다.

일 예로, 주제어부(770)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8의 도면 번호 810에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클락 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다.

이하에서는 상기 도 1 내지 도 8을 참조하여, 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다.

상기 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이, 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 신호일 수 있다. 반면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 42에 도시된 바와 같이, 특정 변조 방식으로 변조된 교류 신호일 수 있다. 일 예로, 변조 방식은 진폭 변조 방식, 주파수 변조 방식, 주파수 및 진폭 변조 방식, 위상 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 820과 같이 차등 2단계 인코딩(Differential bi-phase encoding) 이 적용될 수 있다. 상세하게, 차등 2단계 인코딩은 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.

인코딩된 이진 데이터는 상기 도면 번호 830에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 830을 참조하면, 일 실시예에 따른 바이트 인코딩 기법은 8비트의 인코딩된 이진 비트 스트림에 대해 해당 비트 스트림의 시작과 종류를 식별하기 위한 시작 비트(Start Bit) 및 종료 비트(Stop Bit), 해당 비트 스트림(바이트)의 오류 발생 여부를 감지하기 위한 페리티 비트(Parity Bit)가 삽입하는 방법일 수 있다.

패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 920) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 930) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위한 체크썸(Checksum, 940) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

패킷 수신단은 헤더(920) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(930)의 크기를 식별할 수도 있다.

또한, 헤더(920)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(920) 값은 무선 전력 전송 절차의 서로 다른 단계에서 동일한 값을 가지도록 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있음을 주의해야 한다.

메시지(930)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(930) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송되는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷은 감지된 핑 신호의 세기 정보를 전송하기 위한 신호 세기(Signal Strength) 패킷, 송신기가 전력 전송을 중단하도록 요청하기 위한 전력 전송 종류(End Power Transfer), 제어 제어를 위한 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력을 조정하기까지 대기하는 시간 정보를 전송하기 위한 전력 제어 보류(Power Control Hold-off) 패킷, 수신기의 구성 정보를 전송하기 위한 구성 패킷, 수신기 식별 정보를 전송하기 위한 식별 패킷 및 확장 식별 패킷, 일반 요구 메시지를 전송하기 위한 일반 요구 패킷, 특별 요구 메시지를 전송하기 위한 특별 요구 패킷, FO 검출을 위한 기준 품질 인자 값을 전송하기 위한 FOD 상태 패킷, 송신기의 송출 전력을 제어하기 위한 제어 오류 패킷, 재협상 개시를 위한 재협상 패킷, 수신 전력의 세기 정보를 전송하기 위한 24비트 수신 전력 패킷 및 8비트 수신 전력 패킷 및 현재 부하의 충전 상태 정보를 전송하기 위한 충전 상태 패킷을 포함할 수 있다.

상기한 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷들은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 이용한 인밴드 통신을 이용하여 전송될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(1100)는 전원부(1101), 직류-직류 변환기(DC-DC Converter, 1110), 인버터(Inverter, 1120), 공진 회로(1130), 측정부(1140), 통신부(1160), 센싱부(1170), 알람부(1175) 및 제어부(1180)을 포함하여 구성될 수 있다.

공진 회로(1130)는 공진 캐패시터(1131), 가변 인덕터(1132) 및 송신 코일(1133)을 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 추가적으로 소자가 더 구비되어 구성될 수 있다. 일 예로, 당업자의 설계 목적 및 용도에 따라 공진 회로(1130)에 저항 소자, 캐패시터, 인덕터 중 적어도 하나가 더 포함되어 구성될 수도 있다.

통신부(1160)는 신호를 수신하기 위한 복조부(1161)와 신호를 전송하기 위한 변조부(1162) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

전원부(1101)는 외부 전원 단자를 통해 DC 전력을 인가 받아 직류-직류 변환기(1110)에 전달할 수 있다.

직류-직류 변환기(1110)는 제어부(1180)의 제어에 따라 전원부(1101)로부터 입력되는 직류 전력의 세기를 특정 세기의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 예로, 직류-직류 변환기(1110)는 전압의 세기 조절이 가능한 가변 전압기로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

인버터(1120)는 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 인버터(1120)는 구비된 복수의 스위치 제어를 통해 입력되는 직류 전력 신호를 교류 전력 신호로 변환하여 출력할 수 있다.

일 예로, 인버터(1120)는 풀 브릿지(Full Bridge) 회로를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 하프 브리지(Half Bridge)를 포함하여 구성될 수도 있다.

다른 일 예로, 인버터(1120)는 하프 브릿지 회로와 풀 브릿지 회로를 모두 포함하여 구성될 수도 있으며, 이 경우, 제어부(1180)는 인터버(1120)를 하프 브릿지로 동작시킬지 풀 브릿지로 동작시킬지 동적으로 결정하여 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에 의해 요구되는 전력의 세기에 따라 적응적으로 인버터(1120)의 브릿지 모드를 제어할 수 있다. 여기서, 브릿지 모드는 하프 브리짓 모드 및 풀 브릿지 모드를 포함한다. 일 예로, 무선 전력 수신 장치가 5W의 저전력을 요구하는 경우, 제어부(1180)는 인버터(1120)가 하프 브릿지 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 반면, 무선 전력 수신 장치가 15W의 전력을 요구하는 경우, 제어부(1180)는 풀 브릿지 모드로 동작되도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 감지된 온도에 따라 적응적으로 브릿지 모드를 결정하고, 결정된 브릿지 모드에 따라 인버터(1120)를 구동시킬 수도 있다. 일 예로, 하프 브리지 모드를 통해 무선 전력을 전송하는 중 무선 전력 송신 장치의 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 제어부(1180)는 하프 브리지 모드를 비활성화시키고 풀 브릿지 모드가 활성화되도록 제어할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 동일 세기의 전력 전송을 위해 풀 브릿지 회로를 통해 전압은 상승시키고, 공진 회로(1130)에 흐르는 전류의 세기를 감소시킴으로써, 무선 전력 송신 장치의 내부 온도가 소정 기준치 이하를 유지하도록 제어할 수 있다. 일반적으로, 전자 기기에 장착되는 전자 부품에 발생되는 열의 양은 해당 전자 부품에 인가되는 전압의 세기보다 전류의 세기에 보다 민감할 수 있다.

또한, 인버터(1120)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있을 뿐만 아니라 교류 전력의 세기를 변경시킬 수도 있다.

일 예로, 인버터(1120)는 제어부(1180)의 제어에 따라 교류 전력 생성에 사용되는 기준 교류 신호(Reference Alternating Current Signal)의 주파수를 조절하여 출력되는 교류 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 이를 위해, 인버터(1120)는 특정 주파수를 가지는 기준 교류 신호를 생성하는 주파수 발진기를 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 주파수 발진기가 인버터(1120)와 별개로 구성되어 이물질 검출 장치(1100)의 일측에 장착될 수 있다.

다른 일 예로, 무선 전력 송신 장치(1100)는 인버터(1120)에 구비된 스위치를 제어하기 위한 게이트 드라이버(Gate Driver, 미도시) 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버는 제어부(1180)로부터 적어도 하나의 펄스 폭 변조 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 펄스 폭 변조 신호에 따라 인버터(1120)의 스위치를 제어할 있다. 제어부(1180)는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클(Duty Cycle)-즉, 듀티 레이트(Duty Rate)- 및 위상(Phase)를 제어하여 인버터(1120) 출력 전력의 세기를 제어할 수 있다. 제어부(1180)는 무선 전려 수신 장치로부터 수신되는 피드백 신호에 기반하여 적응적으로 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클 및 위상을 제어할 수 있다.

측정부(1140)는 제어부(1180)의 제어 신호에 따라 공진 캐패시터(1131) 양단의 전압, 전류, 임피던스 등을 측정하여 공진 회로(1130)에 대한 품질 인자 값을 산출할 수 있다. 이때, 산출된 품질 인자 값은 제어부(1180)에 전달되고, 제어부(1180)는 소정 기록 영역에 측정부(1140)로부터 전달 받은 품질 인자 값을 저장할 수도 있다. 또한, 제어부(1180)는 품질 인자 값에 기반하여 인덕턴스 매칭을 위한 상대물의 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)할 수 있다. 일 예로, 제어부(1180)는 측정된 품질 인자 값에 대응되는 상대물의 인덕턴스 값이 매핑된 소정 인덕턴스 매칭 테이블을 참조하여 상대물의 인덕턴스 값을 확정할 수 있다.

측정부(1140)는 제어부(1180)의 제어 신호에 따라 소정 기준 동작 주파수에 대응되는 품질 인자 값-즉, 기준 측정 품질 인자 값-을 측정할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(1180)는 센싱부(1170)와 연동하여 충전 영역에 배치된 물체를 감지하면, 핑 단계로의 진입 이전에 기준 동작 주파수에 대응되는 품질 인자 값을 측정하도록 측정부(1140)를 제어할 수 있다.

제어부(1180)는 협상 단계에서 변조부(1162)를 통해 이물질 검출 상태 패킷을 수신하면, 이물질 상태 패킷에 포함된 정보에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다.

여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 해당 무선 전력 수신기에 상응하는 기준 품질 인자 값을 포함할 수 있다. 제어부(1180)는 수신된 기준 품질 인자 값을 기반으로 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 품질 인자 값의 90%에 해당되는 값이 품질 인자 임계 값으로 결정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 비율은 당업자의 설계에 따라 상의하게 정의될 수 있다.

일 예로, 제어부(1180)는 측정된 품질 인자 값과 결정된 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 이물질이 존재하면, 제어부(1180)는 전력 전송을 중단하고, 알람부(1175)가 이물질 감지되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 출력하도록 제어할 수 있다.

일 예로, 알람부(1175)은 비퍼, LED 램프, 진동 소자, 액정 디스플레이 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 이물질이 검출되었음이 사용자 인지 가능하도록 구성된 소정 알람 수단이 구비되면 족하다.

이물질 상태 패킷에 포함되는 기준 품질 인자 값은 표준 성능 테스트를 위해 지정된 무선 전력 송신기의 충전 베드의 특정 위치에서 해당 무선 전력 수신기에 대응하여 산출된 품질 인자 값들 중 가장 작은 값으로 결정될 수 있다.

또한, 제어부(1180)는 협상단계에서 이물질이 감지되면, 선택 단계로 회귀하며, 소정 주기로 기준 동작 주파수에 대한 품질 인자 값을 재산출하도록 측정부(1140)에 요청할 수 있다. 이때, 제어부(1180)는 이물질이 감지된 상태에서 측정된 기준 측정 품질 인자 값을 기 결정된 임계 값과 비교하여 기 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지를 판단할 수 있다. 판단 결과, 이물질이 제거된 경우, 제어부(1180)는 전력 전송 단계로 다시 진입하여 해당 무선 전력 수신 장치로의 충전을 수행할 수 있다. 복조부(1161)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 제어 신호를 복조하여 제어부(1180)에 전달한다.

특히, 본 실시예에 따른 제어부(1180)는 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상대물-즉, 무선 전력 수신기-에 대응되는 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)할 수 있다.

제어부(1180)는 현재 공진 회로(1131)의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다. 판단 결과, 인덕턴스 조절이 필요하면, 제어부(1180)는 가변 인덕터(1132)를 제어하여 공진 회로(1130)의 전체 인덕턴스 값을 조절할 수 있다. 이때, 제어부(1180)는 공진 회로(1130)의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값이 소정 공차 범위-예를 들면, +/- 5%- 이내에 들어오도록 가변 인덕터(1132)를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(1180)는 무선 전력 수신기에 대응되는 인덕턴스 값-즉, 상대물의 인덕턴스 값-을 통신부(1160)를 통해 직접 수신할 수도 있다.

이 경우, 제어부(1180)는 수신된 상대물의 인덕턴스 값과 자신의 인던턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제어부(1180)는 무선 전력 수신기로부터 수신기 식별 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 수신기 식별 정보는 제조사 정보, 제품 코드 정보, 하드웨어 버전 정보, 소프트웨어 버전 정보, 전력 등급 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제어부(1180)는 수신기 식별 정보에 대응되는 상대물의 인덕턴스 값을 미리 저장된 인덕턴스 매핑 테이블을 참조하여 확정할 수도 있다. 이후, 제어부(1180)는 확정된 상대물의 인덕턴스 값과 자신의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 인덕턴스 매칭 장치(1200)는 제1 안테나(1210), 제2 안테나(1220), 차폐제(1230) 및 제어 회로(1240)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 차폐제(1230)는 시트 형태일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

만약, 인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 송신 장치에 장착되는 경우, 제1 안테나(1210)는 무선 전력을 송출하기 위한 송신 코일일 수 있다.

반면, 인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 수신 장치에 장착되는 경우, 제1 안테나(1210)는 무선 전력을 수신하기 위한 송신 코일일 수 있다.

인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 송신 장치에 장착되는 경우, 인덕턴스 매칭을 위한 상대물은 무선 전력 수신 장치일 수 있다. 반면, 인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 수신 장치에 장착되는 경우, 인덕턴스 매칭을 위한 상대물은 무선 전력 송신 장치일 수 있다.

이하, 본원 발명의 이해를 돕기 위해 품질 인자와 인덕턴스 관계를 상세히 설명하기로 한다.

동일 부피와 모양을 가지는 코일들의 인덕턴스 L과 저항 R의 비율은 코일이 감겨진 형태에 관계없이 상수 값을 갖는다.

품질 인자 값은 상기 비율에 의해 정의되며, 코일의 구조를 구별하기 위한 수치로서 사용될 수 있다.

안테나(또는 코일)의 품질 인자 값(Q)은 하기의 수식:

Q = ωL/R

에 의해 계산될 수 있다. 여기서, ω = 2πf (f = operating frequency).

품질 인자 값은 0에서 무한대의 값을 가질 수 있으나, 일반적으로 1000이상의 값은 현실적으로 획득하기 힘들고, 10이하의 값은 그다지 유용하지 않다.

특히, 고정된 동작 주파수에서 품질 인자 값은 안테나 제작에 사용된 재료뿐만 아니라 전형적으로 안테나의 형태와 크기에 따라 결정된다.

품질 인자 값은 무선 전력 송신 안테나 인근에 배치된 전도성 물체들의 에너지 흡수에 의해 저하될 수도 있다. 또한, 품질 인자 값은 송신 안테나의 의해 생성된 전자기장이 불완전한 전도성 물체로 인해 와전류(eddy current)를 발생시키는 경우 저하될 수도 있다. 이 외에도, 품질 인자 값은 자기 재료의 자기 분극 히스테리시스 손실 및 유전체 재료의 전기 분극 손실을 통해서도 저하될 수 있다.

특히, 품질 인자 값은 무선 전력 송신기에 장착된 송신 안테나의 인덕턴스 값과 무선 전력 수신기에 장착된 수신 안테나의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 급격히 저하될 수 있다. 따라서, 충전 효율을 극대화시키기 위해 송신 안테나와 수신 안테나의 인덕턴스 값이 최대한 동일하게 유지되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 도 12의 제2 안테나(1220)는 품질 인자 값을 측정하기 위한 모니터링 안테나이다. 여기서, 측정된 품질 인자 값은 상대물의 인덕턴스 값을 추정하거나 연산하기 위한 기준 값으로 사용될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제2 안테나(1220)가 제1 안테나(1210)의 외곽에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 제1 안테나(1210)의 내측에 배치될 수도 있음을 주의해야 한다.

제어 회로(1240)는 제2 안테나(1220)를 통해 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)하고, 추정(또는 연산)된 상대물의 인덕턴스 값과 자신의 인덕턴스 값을 비교하여 자신의 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다. 판단 결과, 인덕턴스 조절이 필요하면, 구비된 가변 인덕터를 제어하여 자신의 인덕턴스 값을 조절할 수 있다. 이때, 제어 회로(1240)는 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값이 소정 공차 범위-예를 들면, +/- 5%- 이내에 들어오도록 가변 인덕터를 제어할 수 있다.

만약, 인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 송신 장치에 장착되는 경우, 제어 회로(1240)는 충전 영역에 배치된 물체가 감지하면, 수신기를 식별하기 위한 감지 신호를 전송하기 이전에 품질 인자 값을 측정할 수 있다.

반면, 인덕턴스 매칭 장치(1200)가 무선 전력 수신 장치에 장착되는 경우, 제어 회로(1240)는 부팅이 완료된 후, 품질 인자 값을 측정할 수 있다.

상기한 실시예에서는 품질 인자 값이 물체가 감지된 후 감지 신호를 전송하기 이전(송신기에 장착된 경우) 또는 부팅이 완료된 후(수신기에 장착된 경우) 측정되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 품질 인자 값이 측정되는 시점은 당업자의 설계에 따라 상이할 수 있음을 주의해야 한다.

상기한 도 12에는 제1 안테나(1210), 제2 안테나(1220) 및 제어 회로(1240)가 차폐제(1230)의 동일 면에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 제어 회로(1240)는 전자기파의 영향을 최소화하기 위해 제1 안테나(1210) 및 제2 안테나(1220)가 배치된 면과 다른 면에 배치될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 인덕턴스 매칭 장치(1300)는 제1 안테나(1310), 제2 안테나(1320), 품질 인자 측정부(1330), 가변 인덕터(1340), 제어부(1150), 비교부(1160) 및 저장부(1170)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 인덕턴스 매칭 장치(1300)의 구성 요소들은 반드시 필수적인 구성들은 아니어서, 일부 구성이 삭제되거나 새로운 구성이 추가될 수도 있음을 주의해야 한다.

품질 인자 측정부(1330)는 제2 안테나(1320)에 흐르는 전류 또는 인가되는 전압을 모니터링하여 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 여기서, 품질 인자 값을 측정하는 방법은 당업자의 설계에 따라 상이할 수 있으므로, 특별히 측정 방법을 제한하지 않으며, 다른 품질 인자 측정 방법이 적용될 수도 있음을 주의해야 한다.

제어부(1150)는 품질 인자 측정부(1130)로부터 수신된 품질 인자 값에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)할 수 있다. 제어부(1150)는 추정(또는 연산)된 상대물의 인덕턴스 값을 비교부(1160)에 전달할 수 있다.

비교부(1160)는 저장부(1170)에 미리 저장된 자신의 인덕턴스 값과 추정된 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다. 일 예로, 비교부(1160)는 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값을 계산하고, 계산된 차이 값이 소정 공차 범위 이내인지 확인할 수 있다. 확인 결과, 상기 차이 값이 공차 범위를 초과하면, 비교부(1160)는 인덕턴스 조절이 필요함을 지시하는 소정 인덕턴스 제어 요청 신호를 제어부(1150)에 송신할 수 있다. 여기서, 인덕턴스 제어 요청 신호에는 상기 계산된 차이 값이 포함될 수 있다.

제어부(1150)는 인덕턴스 제어 요청 신호가 수신되면 상대물과의 인덕턴스 차이 값이 공차 범위를 초과하지 않도록 가변 인덕터(1130)를 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 14를 참조하면, 인덕턴스 매칭 장치(1400)는 제1 안테나(1410), 가변 인덕터(1420), 제어부(1430), 통신부(1440) 및 비교부(1450)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 인덕턴스 매칭 장치(1400)의 구성 요소들은 반드시 필수적인 구성들은 아니어서, 일부 구성이 삭제되거나 새로운 구성이 추가될 수도 있음을 주의해야 한다.

본 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치는 무선 전력 송신 장치 또는 무선 전력 수신 장치에 장착될 수 있다.

통신부(1440)는 상대물의 인덕턴스 값이 포함된 소정 제어 신호가 수신되면, 수신된 제어 신호를 제어부(1430)에 전달할 수 있다.

비교부(1450)는 제어부(1430)로부터 상대물의 인덕턴스 값을 수신하면, 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값에 기반하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다.

일 예로, 비교부(1450)는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값과, 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는지를 확인할 수 있다. 확인 결과, 초과하면, 비교부(1450)는 인덕턴스 조절이 필요함을 지시하는 소정 인던턴스 조절 요청 신호를 제어부(1430)에 전송할 수 있다. 일 예로, 제어부(1430)는 인덕턴스 조절 요청 신호가 수신되면, 가변 인덕터(1420)를 제어하여 상대물과의 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내에 들어오게 할 수 있다. 다른 일 예로, 제어부(1430)는 인덕턴스 조절 요청 신호가 수신되면, 가변 인덕터(1420)를 제어하여 자신의 인덕턴스 값이 상대물의 인덕턴스 값과 동일하게 할 수 있다.

상기 도 14의 실시예에서는 인덕턴스 매칭 장치가 상대물의 인덕턴스 값을 통신부(1440)를 통해 직접 수신하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 인덕턴스 매칭 장치는 통신부(1440)를 통해 수신된 상대물의 식별 정보에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값을 추정(또는 확정)할 수도 있다. 이 경우, 인덕턴스 매칭 장치는 상대물의 식별 정보에 대응되는 인덕턴스 값이 매핑된 소정 인덕턴스 매핑 테이블을 소정 기록 영역에 미리 유지함으로써, 상대물의 인덕턴스 값을 확정할 수 있다.

도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 15를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 선택 단계(1510)에서 물체가 감지되면, 기준 동작 주파수에서의 품질 인자 값-즉, 기준 측정 품질 인자 값(Q_measured_reference)-을 측정할 수 있다. 상세하게, 무선 전력 송신 장치는 선택 단계(1510)에서 물체가 감지되면, 핑 단계(1520)로의 진입하여 감지 신호를 전송하기 이전에 기준 동작 주파수에 대한 품질 인자 값을 측정할 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값-즉, 무선 전력 수신 장치에 대응되는 인덕턴스 값-을 추정(또는 연산)할 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값으로부터 상대물의 인덕턴스 값을 뺀 값-이하, 설명의 편의를 위해, “인덕턴스 차이 값”이라 명함-이 소정 공차 범위를 초과하는지를 확인할 수 있다. 확인 결과, 초과하면, 무선 전력 전력 송신 장치는 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이하가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다.

상기 도 15의 실시예에서는 품질 인자 값에 기반하여 인덕턴스 매핑 절차가 선택 단계(1510)와 핑 단계(1520) 사이에서 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 품질 인자 값에 기반하여 인덕턴스 매핑 절차가 수행되는 시점은 당업자의 설계에 따라 상이할 수 있음을 주의해야 한다. 일 예로, 품질 인자 값에 기반하여 인덕턴스 매핑 절차는 협상 단계(1540) 또는 전력 전송 단계(150)에서 수행될 수도 있다. 또한, 품질 인자 값이 측정되는 시점과 실제 인덕턴스 값이 매칭되는 시점은 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. 일 예로, 선택 단계(1510)와 핑 단계(1520) 사이에서 품질 인자 값이 측정되고, 협상 단계(1540)에 측정된 품질 인자 값에 기반하여 인덕턴스 매칭이 이루어질 수 있다.

도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계(1630)에서 상대물의 인덕턴스 값-즉, 무선 전력 수신 장치의 인덕턴스 값-이 포함된 소정 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 상대물의 인덕턴스 값은 식별 패킷 또는 구성 패킷을 통해 수신될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 별도 정의된 소정 패킷을 통해 수신될 수도 있다. 만약, 상대물의 인덕턴스 값이 식별 패킷 또는 구성 패킷에 포함되어 수신되는 경우, 상대물의 인덕턴스 값을 기록하기 위한 새로운 필드가 해당 패킷에 새롭게 정의될 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값으로부터 상대물의 인덕턴스 값을 뺀 값-이하, 설명의 편의를 위해, “인덕턴스 차이 값”이라 명함-이 소정 공차 범위를 초과하는지를 확인할 수 있다. 확인 결과, 초과하면, 무선 전력 전력 송신 장치는 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이하가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 17을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 협상 단계(1740)에서 상대물의 인덕턴스 값-즉, 무선 전력 수신 장치의 인덕턴스 값-이 포함된 소정 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 상대물의 인덕턴스 값은 이물질 검출 상태 패킷을 통해 수신될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 별도 사용자 정의된 다른 패킷을 통해 수신될 수도 있다.

무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 현재 설정된 자신의 인덕턴스 값으로부터 상대물의 인덕턴스 값을 뺀 값-이하, 설명의 편의를 위해, “인덕턴스 차이 값”이라 명함-이 소정 공차 범위를 초과하는지를 확인할 수 있다. 확인 결과, 초과하면, 무선 전력 전력 송신 장치는 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이하가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다.

도 18는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 상태 패킷의 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, 이물질 검출 상태 패킷(1800)은 2바이트의 길이를 가질 수 있으며, 6비트 길이의 제1 데이터(1801) 필드, 2비트 길이의 모드(Mode, 1802) 필드 및 1바이트 길이의 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value, 1803) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

도면 번호 1804에 보여지는 바와 같이, 모드(1802) 필드가 이진수 ‘00’으로 설정되면, 제1 데이터(1801) 필드의 모든 비트는 0으로 기록되고, 기준 품질 인자 값(1803) 필드에 해당 무선 전력 수신기의 전원이 OFF된 상태에서 측정된 기준 품질 인자 값에 대응되는 정보가 기록된다. 반면, 모드(1802) 필드가 이진수 ‘01’로 설정되면, 제1 데이터(1801) 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치에 대응되는 인덕턴스 값에 관한 정보가 기록된다. 이때, 기준 품질 인자 값(1803) 필드에는 해당 무선 전력 수신기의 전원이 OFF된 상태에서 측정되어 결정된 기준 품질 인자 값에 대응되는 정보가 기록될 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 19를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 충전 영역에 배치된 물체가 감지되면, 품질 인자 값을 측정할 수 있다(S1901 내지 S1902). 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 특정 신호-예를 들면, 디지털 핑-의 전송 이전에 소정 기준 동작 주파수에 대한 품질 인자 값을 측정할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 품질 인자 값의 측정 시점이 제한되는 것은 아니다.

무선 전력 송신 장치는 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상대물의 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)할 수 있다(S1903). 일 예로, 상대물에 대한 인덕턴스 값 추정 시점은 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 디바이스인 것이 확인된 이후 시점일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상기 추정(또는 연산)된 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 소정 공차 범위와 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다(S1904).

만약, 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하여 인덕턴스 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 무선 전력 송신 장치는 자신과 상대물의 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다(S1905).

무선 전력 송신 장치는 가변 인덕터의 제어를 통해 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내로 조정된 경우, 충전을 위한 무선 전력 전송을 시작할 수 있다(S1906 내지 S1907).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 자신과 상대물의 인덕턴스 값이 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수도 있다.

본 발명의 인덕턴스 추정의 일 실시예는 다음과 같다.

소정의 범위 내에서 품질인자 값을 측정할 수 있다.

소정의 범위 내의 최대 품질 인자값에 대응하는 주파수를 공진 주파수로 판단할 수 있다.

하기의 수식 1과 같이, 공진 주파수를 기반으로 인덕턴스를 산출할 수 있다.

=

(수식 1)

상기 수식 1에서 C는 송신기 코일부의 공진 캐패시터의 캐패시턴스 값이다.

본 발명의 실시예들에서는 위와 같은 방식으로 인덕턴스를 산출할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 20을 참조하면, 무선 전력 수신 장치는 부팅이 완료되면, 수신기 식별 및 구성 정보를 소정 패킷을 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S2001 내지 S2002). 일 예로, 무선 전력 수신 장치는 초기 수신되는 전력 신호-예를 들면, 디지털 핑-의 세기가 소정 기준치를 초과하면, 부팅 절차를 개시할 수 있다.

무선 전력 수신 장치는 기준 동작 주파수에 대응되는 품질 인자 값을 측정할 수 있다(S2003).

무선 전력 수신 장치는 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상대물-즉, 무선 전력 송신 장치-의 인덕턴스 값을 추정(또는 연산)할 수 있다(S2004). 일 예로, 상대물에 대한 인덕턴스 값 추정 시점은 수신기 식별 및 구성 정보가 무선 전력 송신기에 정상적으로 수신된 시점일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 수신기 식별 및 구성 정보가 정상 수신된 경우, 일정 시간 동안 전력 전송을 중지시킬 수도 있다. 전력 전송이 일시 중단된 동안 무선 전력 수신 장치는 품질 인자 값을 측정할 수 있다.

무선 전력 수신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상기 추정(또는 연산)된 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 소정 공차 범위와 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다(S2005).

만약, 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하여 인덕턴스 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 무선 전력 수신 장치는 자신과 상대물의 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다(S2006).

무선 전력 수신 장치는 가변 인덕터의 제어를 통해 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내로 조정된 경우, 무선 전력을 수신하여 충전을 개시할 수 있다(S2007 내지 S2008).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 자신과 상대물의 인덕턴스 값이 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수도 있다.

도 21은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 21을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 충전 영역에 배치된 물체가 감지되면, 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 수신기인지 식별할 수 있다(S2101 내지 S2102).

식별 결과, 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 무선 전력 수신기인 경우, 무선 전력 송신 장치는 식별된 무선 전력 수신기에 대응되는 인덕턴스 값을 미리 저장된 인덕턴스 매핑 테이블을 참조하여 확정할 수 있다(S2103).

여기서, 인덕턴스 매핑 테이블은 수신기 타입 별 인덕턴스 값이 매핑된 테이블로서, 무선 전력 송신 장치의 소정 기록 영역(메모리)에 유지될 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 식별된 무선 전력 수신기에 대응하여 확정된 인덕턴스 값의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 소정 공차 범위와 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다(S2104).

만약, 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하여 인덕턴스 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 무선 전력 송신 장치는 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다(S2105).

무선 전력 송신 장치는 가변 인덕터의 제어를 통해 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내로 조정된 경우, 충전을 위한 무선 전력 전송을 시작할 수 있다(S2106 내지 S2107).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 자신과 상대물의 인덕턴스 값이 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수도 있다.

도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 22를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 충전 영역에 배치된 물체를 감지하면, 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 무선 전력 수신기인지 식별할 수 있다(S2201 내지 S2202).

식별 결과, 감지된 물체가 무선 전력 수신이 가능한 무선 전력 수신기인 경우, 무선 전력 송신 장치는 식별된 무선 전력 수신기에 대응되는 인덕턴스 값을 소정 패킷을 통해 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있다(S2203 내지 S2204).

일 예로, 무선 전력 수신기에 대응되는 인덕턴스 값은 식별 패킷, 구성 패킷, 이물질 검출 상태 패킷 중 어느 하나의 패킷을 통해 수신될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 상기 도 10에 도시된 패킷들 중 어느 하나의 패킷 또는 별도 사용자 정의된 패킷을 통해 수신될 수 있다.

무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 무선 전력 수신기에 대응되는 인덕턴스 값의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 소정 공차 범위와 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다(S2205).

만약, 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하여 인덕턴스 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 무선 전력 송신 장치는 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다(S2206).

무선 전력 송신 장치는 가변 인덕터의 제어를 통해 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내로 조정된 경우, 충전을 위한 무선 전력 전송을 시작할 수 있다(S2207 내지 S2208).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 자신과 상대물의 인덕턴스 값이 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수도 있다.

도 23은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 인덕턴스 매칭 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 23을 참조하면, 무선 전력 수신 장치는 부팅이 완료되면, 수신기 식별 및 구성 정보를 소정 패킷을 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S2301 내지 S2302). 일 예로, 무선 전력 수신 장치는 초기 수신되는 전력 신호-예를 들면, 디지털 핑-의 세기가 소정 기준치를 초과하면, 부팅 절차를 개시할 수 있다.

무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신기로부터 송신기 식별 및 구성 정보를 수신할 수 있다(S2303). 여기서, 송신기 식별 정보는 제조사 정보, 제품 코드 정보, 하드웨어 버전 정보, 소프트웨어 버전 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 송신기 구성 정보는 송신기 전력 등급 또는 클래스 정보, 최대 파워 정보 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 수신 장치는 송신기 식별 및 구성 정보에 기반하여 상대물-즉, 무선 전력 송신 장치-의 인덕턴스 값을 확정할 수 있다(S2304). 일 예로, 무선 전력 수신 장치는 송신기 식별 및 구성 정보에 대응되는 인덕턴스 값이 매핑되어 정의된 소정 인덕턴스 매핑 테이블을 소정 기록 영역에 유지할 수 있다.

무선 전력 수신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상기 확정된 상대물의 인덕턴스 값의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 소정 공차 범위와 비교하여 인덕턴스 조정이 필요한지 판단할 수 있다(S2305).

만약, 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하여 인덕턴스 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 무선 전력 수신 장치는 자신과 상대물의 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내가 되도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수 있다(S2306).

무선 전력 수신 장치는 가변 인덕터의 제어를 통해 인덕턴스 차이 값이 공차 범위 이내로 조정된 경우, 무선 전력을 수신하여 충전을 개시할 수 있다(S2307 내지 S2308).

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 현재 자신의 인덕턴스 값과 상대물의 인덕턴스 값이 상이한 경우, 자신과 상대물의 인덕턴스 값이 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어할 수도 있다. 인덕턴스 값이 동일해지면, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신하여 충전을 시작할 수 있다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕턴스 매핑 장치에 포함되는 가변 인덕터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 24를 참조하면, 가변 인덕터(2400)는 복수의 인덕터(L1(2401), L2(2402), L3(2403), L4(2404))와 인덕터의 개수와 동일한 복수의 스위치(SW1(2405), SW2(2406), SW3(2407), SW4(2408))을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 도 24에는 4개의 인덕터와 4개의 스위치로 구성된 가변 인덕터를 예를 들어 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 당업자의 설계에 따라 인덕터 및 스위치의 개수는 다르게 구성될 수 있음을 주의해야 한다. 또한, 가변 인덕터를 구성하는 각각의 인덕터의 인덕턴스 값은 동일할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 당업자의 설계에 따라 적어도 하나의 인덕터 값이 상이할 수도 있음을 주의해야 한다.

가변 인덕터(2400)의 인덕턴스 값은 가변 인덕터(2400)에 포함된 스위치를 제어하여 조절될 수 있다.

도 24를 참조하면, SW2(2406)가 단락되고, 나머지 스위치(SW1(2405), SW3(2407), SW4(2408))이 개방된 경우, 제1 포드(2410)에 인가된 전류는 도면 번호 2430에 도시된 바와 같이, L1(2401), L2(2402) 및 SW2(2406)를 통해 제2 포트(2420)에 전달될 수 있다.

상기한 도 24에서는 스위치 제어 타입의 가변 인덕터를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 가변 인덕터의 한 종류에 불과하며, 다른 형태의 가변 인덕터가 채택되어 인덕턴스 매핑 장치에 장착될 수도 있다. 일 예로, 가변 인덕터는 롤러 코일형 인덕터로 구성되어 인덕턴스 매핑 장치에 장착될 수도 있다. 롤러 코일형 인덕터의 경우, 모터 제어를 통해 롤러 코일의 중앙에 구비된 축을 회전시켜 인덕턴스 값이 제어될 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

1. 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에서의 인덕턴스 매칭 방법에 있어서,
   충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계;
   상기 물체가 감지되면, 품질 인자 값을 측정하는 단계;
   상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 추정하는 단계;
   상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 송신기에 구비된 가변 인덕터를 제어하여 인덕턴스 값을 조절하는 단계
   를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 상기 품질 인자 값을 측정하고, 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 인던턱스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 방법.
2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제1항에 있어서,
   상기 판단하는 단계는
   상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하는 단계;
   상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는지 확인하는 단계; 및
   상기 확인 결과, 초과하면, 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계
   를 포함하는, 인덕턴스 매칭 방법.
3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제2항에 있어서,
   상기 인덕턴스 값을 조절하는 단계는
   상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오도록 구비된 가변 인덕터를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오면, 상기 무선 전력 수신기로 상기 무선 전력을 전송하는, 인덕턴스 매칭 방법.
4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제1항에 있어서,
   상기 판단하는 단계는
   상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값이 동일한지 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 확인 결과, 동일하지 않으면, 상기 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계
   를 포함하는, 인덕턴스 매칭 방법.
5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제4항에 있어서,
   상기 인덕턴스 값을 조절하는 단계는
   상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지도록 구비된 가변 인덕터를 제어하는 단계
   를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지면, 상기 무선 전력 수신기로 상기 무선 전력을 전송하는, 인덕턴스 매칭 방법.
6. 삭제
7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 인덕턴스 매칭 방법에 있어서,
   부팅이 완료되면, 품질 인자 값을 측정하는 단계;
   상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 추정하는 단계;
   상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 비교하여 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계;
   상기 판단 결과에 따라, 상기 무선 전력 수신기에 구비된 가변 인덕터를 제어하여 인덕턴스 값을 조절하는 단계
   를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 상기 품질 인자 값을 측정하고, 상기 무선 전력을 수신하여 충전을 개시하기 이전에 상기 인덕턴스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 방법.
8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에서의 인덕턴스 매칭 방법에 있어서,
   충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계;
   상기 물체가 감지되면, 상기 감지된 물체가 상기 무선 전력 수신이 가능한 무선 전력 수신기인지 식별하는 단계;
   무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 상기 식별된 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계;
   상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 송신기에 구비된 가변 인덕터를 제어하여 인덕턴스 값을 조절하는 단계
   를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 품질 인자 값을 측정하고, 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 인던턱스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 방법.
9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 인덕턴스 매칭 방법에 있어서,
   부팅이 완료되면, 상기 무선 전력 수신기의 식별 정보를 송신하는 단계;
   무선 전력 송신기에 대응되는 식별 정보를 수신하는 단계;
   상기 수신된 식별 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 확정하는 단계;
   미리 저장된 인덕턴스 매핑 테이블을 참조하여 상기 수신된 식별 정보에 대응되는 인덕턴스 값을 추출하는 단계;
   상기 추출된 인덕턴스 값을 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값으로 확정하는 단계;
   상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 확정된 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값을 비교하여 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라, 상기 무선 전력 수신기에 구비된 가변 인덕터를 제어하여 인덕턴스 값을 조절하는 단계
   를 포함하고, 상기 무선 전력을 수신하여 충전을 개시하기 이전에 상기 인덕턴스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 방법.
10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제9항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는
    상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 확정된 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는지 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과, 초과하면, 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는, 인덕턴스 매칭 방법.
11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에 있어서,
    무선 전력을 전송하기 위한 공진 회로;
    상기 공진 회로의 인덕턴스를 조절하기 위한 가변 인덕터;
    충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부;
    상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부; 및
    무선 전력 수신기를 식별하고, 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 상기 식별된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 추정하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 제어부
    를 포함하고, 상기 측정부가 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 상기 품질 인자 값을 측정하고, 상기 제어부가 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인던턱스 값을 조절하는, 무선 전력 송신기.
12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하고, 상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하는 경우, 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는, 무선 전력 송신기.
13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제12항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오도록 상기 가변 인덕터를 제어하고, 상기 차이 값이 상기 공차 범위 이내에 들어오면, 상기 무선 전력 수신기를 위한 충전이 개시되도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제11항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값이 동일하지 않은 경우, 상기 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하는, 무선 전력 송신기.
15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제14항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지도록 상기 가변 인덕터를 제어하고, 상기 무선 전력 송신기의 인덕턴스 값이 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 동일해지면, 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전송이 개시되는, 무선 전력 송신기.
16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    인덕턴스 매칭 장치로서,
    무선 전력을 전송하기 위한 제1 안테나;
    상기 제1 안테나와 연결되어 인덕턴스를 조절하기 위한 가변 인덕터;
    제2 안테나;
    상기 제2 안테나와 연결되며, 품질 인자 값을 측정하는 품질 인자 측정부;
    상기 품질 인자 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 획득하는 제어부; 및
    상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 비교하여 인덕턴스 조절이 필요한지 판단하는 비교부
    를 포함하고, 상기 측정부가 상기 무선 전력 송신기의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 상기 품질 인자 값을 측정하고, 상기 비교부의 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스를 조절하는, 인덕턴스 매칭 장치.
17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    인덕턴스 매칭 장치로서,
    차폐제;
    상기 차폐제의 일면에 배치되어 무선 전력을 전송하는 제1 안테나;
    상기 제1 안테나와 연결되고 인덕턴스를 조절하기 위한 가변 인덕터;
    상기 제1 안테나의 외곽에 배치되는 제2 안테나; 및
    상기 제2 안테나를 통해 품질 인자 값을 측정하고, 상기 측정된 품질 인자 값에 기반하여 추정된 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값의 비교 결과에 기초하여 인덕턴스 조절이 필요하면, 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값을 조절하는 제어 회로
    를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 인덕턴스 매칭 장치의 동작 주파수 대역 내 소정 기준 동작 주파수에 대응하여 상기 품질 인자 값을 측정하고, 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 인던턱스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 장치.
18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    인덕턴스 매칭 장치로서,
    무선 전력을 전송하도록 구성된 제1 안테나;
    상기 제1 안테나와 연결되어 인덕턴스 조절이 가능하도록 구성된 가변 인덕터; 및
    무선 전력 수신기의 인덕턴스 값을 수신하는 통신부;
    상기 인덕턴스 매칭 장치의 현재 인덕턴스 값과 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값에 기반하여 인덕턴스 조절이 필요한지 여부를 판단하는 비교부; 및
    상기 비교부의 판단 결과에 따라, 상기 가변 인덕터를 제어하여 상기 인덕턴스 매칭 장치의 인덕턴스 값을 조절하는 제어부
    를 포함하고, 상기 비교부는 상기 무선 전력 수신기의 인덕턴스 값과 상기 인덕턴스 매칭 장치의 상기 현재 인덕턴스 값 사이의 차이 값을 산출하고, 상기 산출된 차이 값이 소정 공차 범위를 초과하면 인덕턴스 조절이 필요한 것으로 판단하고, 상기 제어부는 상기 무선 전력을 전송하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 이전에 상기 인던턱스 값을 조절하는, 인덕턴스 매칭 장치.

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