KR102154447B1 - Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system - Google Patents
Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system Download PDFInfo
- Publication number
- KR102154447B1 KR102154447B1 KR1020190148110A KR20190148110A KR102154447B1 KR 102154447 B1 KR102154447 B1 KR 102154447B1 KR 1020190148110 A KR1020190148110 A KR 1020190148110A KR 20190148110 A KR20190148110 A KR 20190148110A KR 102154447 B1 KR102154447 B1 KR 102154447B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wireless power
- foreign matter
- power receiver
- core block
- initial
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 명세서는 무선전력 수신장치에서 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압이 기준전압의 범위에 속하는지 확인하면, 무선전력 전송장치는 상기 1차 코어블락에서 전송되는 초기 전송 전력을 측정하고, 상기 초기 전송 전력을 기반으로 이물질 검출을 수행한다.
무선전력 수신장치의 초기 설정 완료 상태, 즉 무선전력 수신장치의 출력이 오프(off) 상태에서 이물질 감지를 수행함으로써, 이물질 감지에 대한 지연시간을 줄이고, 이물질의 발열에 대한 위험을 미연에 방지할 수 있다. The present invention relates to an apparatus and method for detecting foreign matter in a wireless power transmission system.
In this specification, when it is confirmed that the initial voltage of the output terminal connected to the external load in the wireless power receiver falls within the range of the reference voltage, the wireless power transmitter measures the initial transmission power transmitted from the primary core block, Foreign matter detection is performed based on the initial transmission power.
By performing foreign matter detection in the state of completion of the initial setting of the wireless power receiver, that is, when the output of the wireless power receiver is off, the delay time for foreign matter detection can be reduced and the risk of heat generation of foreign matter can be prevented in advance. I can.
Description
본 발명은 무선전력 전송에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to wireless power transmission, and more particularly, to an apparatus and method for detecting foreign matter in a wireless power transmission system.
일반적으로 휴대폰, 노트북, PDA와 같은 휴대용 단말기(Portable Terminal)가 충전되려면, 휴대용 단말기가 외부의 충전기로부터 전기에너지(또는 전력)을 공급받아야 한다. 이러한 휴대용 단말기는 공급되는 전기에너지를 저장하는 배터리셀과 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로를 포함한다. In general, in order to charge a portable terminal such as a mobile phone, a notebook computer, or a PDA, the portable terminal must receive electric energy (or power) from an external charger. Such a portable terminal includes a battery cell for storing supplied electric energy and a circuit for charging and discharging the battery cell (supplying electric energy to the portable terminal).
배터리셀에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리셀간의 전기적 연결방식은, 상용전원을 공급받아 배터리셀에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리셀의 단자를 통해 배터리셀로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 포함한다. The electrical connection method between the charger and the battery cell for charging electric energy in the battery cell is to supply electric energy to the battery cell through the terminal of the battery cell by converting it into a voltage and current corresponding to the battery cell by receiving commercial power. Includes terminal supply method.
이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은, 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재발생, 자연방전, 배터리팩의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다. This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable or wire. Therefore, when a lot of terminal-supplying equipment is handled, many cables take up considerable work space, are difficult to organize, and are not good in appearance. In addition, the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge due to different potential differences between terminals, burnout and fire, natural discharge, and deterioration of life and performance of the battery pack.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력 전송방식을 이용한 충전시스템(이하 무선전력 전송 시스템)과 제어방법들이 제시되고 있다. 무선전력 전송방식을 비접촉(contactless) 전력 전송방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무선전력 수신장치로 구성된다. Recently, in order to solve the above problems, a charging system (hereinafter referred to as a wireless power transmission system) and a control method using a wireless power transmission method have been proposed. The wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method or a no point of contact power transmission method. The wireless power transmission system includes a wireless power transmission device that supplies electric energy through a wireless power transmission method, and a wireless power receiver that charges a battery cell by receiving electric energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device.
단자공급방식에서는 충전기와 단말기간에 단자연결만 잘 된다면 이물질과 같이 충전을 방해하는 장해요인이 존재할 가능성이 크지 않다. 반면, 무선전력 전송 시스템은 무접점 충전이라는 특성으로 인하여, 충전시에 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 사이에 이물질이 삽입될 수 있다. 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 사이에 금속과 같은 이물질이 끼게 될 경우, 이물질로 인하여 전력전송이 원활히 이루어지지 못함은 물론, 과부하 및 이물질 발열로 인한 제품의 소손 및 폭발 등의 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 무선전력 전송 시스템에서 이물질을 감지할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다. In the terminal supply method, if the terminal connection between the charger and the terminal is good, there is not a high possibility that there are obstacles that interfere with charging such as foreign substances. On the other hand, in the wireless power transmission system, due to the characteristic of contactless charging, foreign substances may be inserted between the wireless power receiver and the wireless power transmitter during charging. If a foreign material such as metal is caught between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, power transmission cannot be performed smoothly due to the foreign material, as well as problems such as burnout and explosion of the product due to overload and heat generation of foreign matter. have. Accordingly, there is a need for an apparatus and method capable of detecting foreign substances in a wireless power transmission system.
본 발명의 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system.
본 발명의 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 1차 코일에 유기되는 전류를 기반으로 이물질을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances based on a current induced in a primary coil in a wireless power transmission system.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지에 대응하는 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical problem of the present invention is to provide an apparatus and method for performing an operation corresponding to foreign matter detection in a wireless power transmission system.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 기능을 구비한 무선전력 전송 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method having a foreign matter detection function in a wireless power transmission system.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이물질을 검출하는 무선전력 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 무선 전력을 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 1차 코어블락, 상기 1차 코어블락에 연결되고, 상기 1차 코어블락이 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 AC(alternating current) 신호를 인가하는 전기 구동 유닛, 및 상기 전기 구동 유닛에 연결되고, 상기 AC 신호를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어 유닛을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission device for detecting foreign substances. The device is a primary core block that transmits wireless power to the wireless power receiver by combining a secondary core block provided in the wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance, and is connected to the primary core block, and the The primary core block includes an electric drive unit for applying an alternating current (AC) signal required for transmitting the wireless power, and a control unit connected to the electric drive unit and generating a control signal for controlling the AC signal. .
상기 무선전력 수신장치에서 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압이 기준전압의 범위에 속하는지 확인하면, 상기 제어 유닛은 상기 1차 코어블락에서 전송되는 초기 전송 전력을 측정하고, 상기 초기 전송 전력을 기반으로 이물질 검출을 수행할 수 있다. When the wireless power receiver checks whether the initial voltage of the output terminal connected to the external load falls within the range of the reference voltage, the control unit measures the initial transmission power transmitted from the primary core block, and the initial transmission power Foreign matter detection can be performed based on.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 1차 코어블락을 구비한 무선전력 전송장치에 의해 이물질을 검출방법을 제공한다. 상기 방법은 무선 전력을 전송하는데 필요한 AC 신호를 상기 1차 코어블락에 인가하는 단계, 무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락과 상기 1차 코어블락을 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 전력 신호(power signal)를 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계, 상기 무선전력 수신장치에서 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압이 기준전압의 범위에 속하는지 확인하는 단계, 상기 1차 코어블락에서 전송되는 초기 전송 전력을 측정하는 단계, 및 상기 초기 전송 전력을 기반으로 이물질 검출을 수행하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting foreign substances by a wireless power transmission device having a primary core block. The method includes the steps of applying an AC signal required for wireless power transmission to the primary core block, and power by combining the secondary core block provided in the wireless power receiver and the primary core block by magnetic induction or magnetic resonance. Transmitting a power signal to the wireless power receiving device, checking whether an initial voltage of an output terminal connected to an external load in the wireless power receiving device falls within a range of a reference voltage, in the primary core block And measuring the transmitted initial transmission power, and performing foreign matter detection based on the initial transmission power.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이물질을 검출하는 무선전력 수신장치를 제공한다. 상기 장치는 무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 무선 전력을 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코어블락, 상기 2차 코어블락에 연결되고, 상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 수행하여 제어 유닛과 외부 부하에 전력을 제공하는 정류 유닛, 및 상기 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압을 측정하고, 상기 초기전압이 기준전압 범위에 존재하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈(phase)로 진입하도록 제어하는 제어 유닛을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless power receiver for detecting foreign substances. The device is a secondary core block for receiving wireless power from the wireless power transmission device by combining the primary core block provided in the wireless power transmission device by magnetic induction or magnetic resonance, and is connected to the secondary core block, and the A rectification unit that provides power to the control unit and an external load by performing full-wave rectification on the AC waveform generated in the secondary core block, and the initial voltage of the output terminal connected to the external load And a control unit that measures and controls the wireless power receiver to enter a foreign matter detection phase when the initial voltage is in a reference voltage range.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 2차 코어블락을 구비한 무선전력 수신장치에 의한 이물질 검출방법을 제공한다. 상기 방법은 무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 전력 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 단계, 상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 수행하는 단계, 상기 무선전력 수신장치의 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압을 측정하는 단계, 및 상기 초기전압이 기준전압 범위에 존재하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈(phase)로 진입하도록 제어하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting foreign substances by a wireless power receiver having a secondary core block. The method comprises the steps of receiving a power signal from the wireless power transmitter by combining a primary core block provided in the wireless power transmitter with magnetic induction or magnetic resonance, and an AC waveform generated from the secondary core block Performing full-wave rectification for, measuring an initial voltage of an output terminal connected to an external load of the wireless power receiver, and when the initial voltage is in a reference voltage range, the wireless And controlling the power receiver to enter the foreign matter detection phase.
무선전력 수신장치의 초기 설정 완료 상태, 즉 무선전력 수신장치의 출력이 오프(off) 상태에서 이물질 감지를 수행함으로써, 이물질 감지에 대한 지연시간을 줄이고, 이물질의 발열에 대한 위험을 미연에 방지할 수 있다. By performing foreign matter detection in the state of completing the initial setting of the wireless power receiver, that is, when the output of the wireless power receiver is off, the delay time for foreign matter detection can be reduced and the risk of heat generation of foreign matters can be prevented in advance. I can.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다.1 shows components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
2 is a block diagram showing a wireless power transmission apparatus according to an example of the present invention.
3 is a block diagram showing a wireless power receiver according to an example of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances according to an example of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 전력 신호(power signal)라고 불릴 수도 있으며, 1차 코일과 2차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스(codeless) 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 에너지 전달의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 유도 커플링 방식이나, 30MHz 미만의 주파수들을 사용하는 자기 공진 커플링(즉, 공진 유도) 방식을 모두 포함한다. 그러나, 비교적 높은 방사 레벨들에서의, 예를 들어, 135kHz (LF) 미만 또는 13.56MHz (HF)에서의 라이센스-면제 동작이 허용되는 주파수들을 포함하는 다양한 주파수들이 이용될 수도 있다. The term "wireless power" used hereinafter is used to mean any form of energy related to an electric field, magnetic field, electromagnetic field, etc. transmitted from a transmitter to a receiver without the use of physical electromagnetic conductors. Wireless power may be referred to as a power signal, and may mean an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein to wirelessly charge devices, including, for example, mobile phones, codeless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like. In general, the basic principle of wireless energy transfer includes, for example, a magnetic induction coupling method or a magnetic resonance coupling (ie, resonance induction) method using frequencies less than 30 MHz. However, various frequencies may be used, including those that allow license-exempt operation at relatively high radiation levels, for example less than 135 kHz (LF) or at 13.56 MHz (HF).
도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다. 1 shows components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(100)은 무선전력 전송장치(110)와 하나의 무선전력 수신장치(150-1) 또는 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wireless
무선전력 전송장치(110)는 1차 코어블락(primary core block)를 포함한다. 1차 코어블락은 코어(core) 및 하나 또는 그 이상의 1차 코일(primary coil, 111)을 포함할 수 있다. 무선전력 전송장치(110)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼이며, 이 플랫폼상에 또는 그 근처에 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)가 위치할 수 있다. The wireless
무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)로부터 분리가능하고, 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)의 근처에 있을 때 무선전력 전송장치(110)의 1차 코어블락에 의해 발생되는 전자기장과 결합되는 2차 코어블락(secondary core block)을 구비한다. 2차 코어블락은 코어 및 하나 또는 그 이상의 2차 코일(secondary coil, 151)을 포함할 수 있다. The wireless power receiving devices 150-1,...,150-n are detachable from the wireless
무선전력 전송장치(110)는 직접적인 전기 접촉 없이 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)로 전력을 전송한다. 이때, 1차 코어블락과 2차 코어블락은 서로 자기 유도 커플링 또는 공진 유도 커플링되었다고 한다. 1차 코일 또는 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으나, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. The
무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 보통 외부 부하(도시되지 않음. 여기서는 무선전력 수신장치의 실제 부하라고도 함)에 연결되어, 무선전력 전송장치(110)로부터 무선으로 수신한 전력을 외부 부하에 공급한다. 예를 들어 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 각각 휴대형 전기 또는 전자 디바이스 또는 재충전가능 배터리셀 또는 전지와 같이 전력을 소비하거나 저장하는 물체로 운반할 수 있다. Wireless power receiver (150-1,...,150-n) is usually connected to an external load (not shown. Here, also referred to as the actual load of the wireless power receiver), the wireless
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a wireless power transmission apparatus according to an example of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선전력 전송장치(200)는 1차 코일(210), 전기 구동 유닛(220), 제어 유닛(230) 및 전류 측정 유닛(240)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
전기 구동 유닛(220)은 1차 코일(210)에 연결되어 전자기장을 발생하기 위해 1차 코일(210)에 전기 구동 신호, 예컨대 AC 신호를 인가한다. The electric drive unit 220 is connected to the
제어 유닛(230)은 전기 구동 유닛(220)에 연결되고, 1차 코일(210)이 유도 자기장을 발생시키거나, 자기공진을 일으킬 때 필요한 상기 AC 신호를 제어해주는 제어신호(231)를 생성하여 전기 구동 유닛(220)에 입력한다. The
제어 유닛(230)은 무선전력 전송장치(200)의 핑(ping) 페이즈(phase), ID 식별 및 구성 페이즈, 이물질 검출 페이즈 및 전력 전송 페이즈에서의 동작을 제어한다. 그리고 제어 유닛(230)은 각 페이즈에서 필요한 패킷을 생성하여 무선전력 수신장치로 전송하거나, 무선전력 수신장치로부터 패킷을 수신할 수 있다. The
핑 페이즈는 무선전력을 수신 가능한 물체를 발견(discover)하는 시도로 정의될 수 있다. 핑 페이즈에서, 제어 유닛(230)은 디지털 핑(digital ping)을 수행하는데, 제어 유닛(230)은 1차 코일(210)이 동작점의 전력 신호(power signal at an operating point)를 전송하도록 제어신호(231)를 전기 구동 유닛(220)에 인가한다. 그리고 무선전력 수신장치로부터 특정 시간구간(time window) 내에서 정상적인(correct) 신호세기패킷(signal strength packet)이 수신되면, 제어 유닛(230)은 무선전력 전송장치(200)의 상태를 ID 식별 및 구성 페이즈로 천이시킨다. The ping phase may be defined as an attempt to discover an object capable of receiving wireless power. In the ping phase, the
ID 식별 및 구성 페이즈에서, 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치를 식별하고, 무선전력 수신장치의 구성정보(configuration information)를 수집한다. 이때, 제어 유닛(230)은 식별 패킷(dentification packet) 또는 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 수신장치로부터 수신한다. In the ID identification and configuration phase, the
이물질 검출 페이즈에서, 제어 유닛(230)은 이물질 검출(foreign object detection: FOD)을 수행하고, 이물질이 검출되지 않는 경우 무선전력 전송장치(200)를 전력 전송 페이즈로 천이시키며, 무선전력이 전송되도록 제어신호(231)를 전기 구동 유닛(220)에 인가한다. 반면, 이물질이 검출되는 경우, 제어 유닛(230)은 제어신호(231)의 인가를 중단하고, 응급 모드(emergency mode)로 진입한다. 이에 따르면, 무선전력 전송장치(200)가 본격적으로 무선전력을 무선전력 수신장치로 전송하는 전력 전송 페이즈 이전에, 이물질 검출이 수행된다. 즉, 무선전력 전송장치(200)와 무선전력 수신장치가 서로 간의 식별(또는 인식)을 완료한 직후에 이물질 검출이 수행되기 때문에, 무선전력을 전송하는 도중에 이물질 검출을 수행함에 따른 위험을 사전에 방지할 수 있다. In the foreign matter detection phase, the
본 실시예는 이물질 검출 페이즈와 전력 전송 페이즈를 별개로 구분하였으나, 상기 2 페이즈들은 하나의 페이즈로 통합되어 제어될 수 있다. 또는 이물질 검출 페이즈는 전력 전송 페이즈에 속하여 하나의 절차로 제어될 수도 있다. 이하에서는 이물질 검출 페이즈를 독립적인 지위를 가지는 것으로 보고 설명한다. In this embodiment, the foreign matter detection phase and the power transmission phase are separately classified, but the two phases may be integrated into one phase and controlled. Alternatively, the foreign matter detection phase may belong to the power transmission phase and may be controlled by one procedure. Hereinafter, the foreign matter detection phase will be described as having an independent status.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing a wireless power receiver according to an example of the present invention.
도 3을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 2차 코일(310), 정류 유닛(320) 및 제어 유닛(330)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the
정류 유닛(320)은 2차 코일(310)에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 제공한다. 예를 들어, 정류 유닛(320)은 풀 프릿지 구성에서의 4개의 다이오드를 사용할 수 있다. 또한 정류 유닛(320)은 제어 유닛(330)과 외부 부하(340)에 전력을 제공할 수 있다. The
제어 유닛(330)은 정류 유닛(320)으로부터 전력을 공급받아 각 페이즈에서의 패킷 생성과 전송, 무선전력 전송제어 등의 동작을 수행한다. 일례로서, 패킷의 전송을 위해 부하 변조(load modulation) 기법이 사용될 수 있다. 이 경우 2차 코일(310)을 통해 패킷이 전송되며, 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 동일한 주파수 대역이 사용된다. 다른 예로서, 패킷의 전송을 위해 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 다른 별도의 주파수 대역이 사용되며, RFID(radio frequency identification) 또는 블루투스(bluetooth) 또는 NFC(near field communication) 등의 기법을 통해 패킷이 전송될 수 있다. The control unit 330 receives power from the
ID 식별 및 구성 페이즈에서, 제어 유닛(330)은 무선전력 수신장치(300)의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷과 무선전력 수신장치(300)의 구성정보를 생성하고, 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 전송장치로 전송한다. In the ID identification and configuration phase, the control unit 330 generates an identification packet indicating a unique ID of the
그리고 제어 유닛(330)은 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압 Vi을 측정할 수 있다. 초기전압 Vi은 ID 식별 및 구성 페이즈를 완료한 이후 무선전력을 수신하는 전력 전송 페이즈 이전에 제어 유닛(330)에서 측정되는 전압이다. 또는 초기전압 Vi은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 출력 단자의 전압으로서 정의될 수도 있다. In addition, the control unit 330 may measure an initial voltage V i of an output terminal connected to an external load. The initial voltage V i is a voltage measured by the control unit 330 before the power transmission phase for receiving wireless power after completing the ID identification and configuration phase. Alternatively, the initial voltage V i may be defined as the voltage of the output terminal in the standby state before the wireless charging starts.
초기전압 Vi의 정상상태의 값이 기준전압 범위(예를 들어 7.0V~10.5V) 내에 존재하는 경우, 제어 유닛(330)은 이물질 검출 페이즈로 진입하고, 이물질 검출을 위한 이물질 상태 패킷(foreign object status packet)을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다. 이물질 상태 패킷은 무선전력 전송장치에서 이물질 검출을 개시(initiate) 또는 트리거(trigger) 하는데 사용된다. When the normal state value of the initial voltage V i exists within the reference voltage range (for example, 7.0V to 10.5V), the control unit 330 enters the foreign substance detection phase, and the foreign substance state packet for foreign substance detection. object status packet) and transmits it to the wireless power transmission device. The foreign matter status packet is used to initiate or trigger foreign matter detection in the wireless power transmission device.
전력 전송 페이즈에서, 제어 유닛(330)은 2차 코일(310)을 통해 수신되는 전력을 측정하고, 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다. 즉, 제어 유닛(330)은 무선전력 전송 제어에 필요한 패킷을 이용하여 요구전력을 수신할 수 있다. In the power transmission phase, the control unit 330 measures power received through the secondary coil 310, generates a power control packet, and transmits it to the wireless power transmitter. That is, the control unit 330 may receive the requested power by using a packet required for wireless power transmission control.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
도 4를 참조하면, 핑 페이즈에서 무선전력 전송장치는 디지털 핑을 수행하며, 이때 무선전력 전송장치는 동작점의 전력 신호를 무선전력 수신장치로 전송한다(S400).Referring to FIG. 4, in the ping phase, the wireless power transmitter performs digital ping, and at this time, the wireless power transmitter transmits a power signal of an operating point to the wireless power receiver (S400).
핑 페이즈의 전력 신호를 수신하면, 무선전력 수신장치는 상기 전력 신호를 수신한 세기를 지시하는 신호세기 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S405). 그리고 무선전력 수신장치는 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷과 무선전력 수신장치의 구성정보를 생성하고, 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 전송장치로 전송한다(S410). Upon receiving the power signal of the ping phase, the wireless power receiver generates a signal strength packet indicating the received power signal strength and transmits it to the wireless power transmitter (S405). Then, the wireless power receiver generates an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver and configuration information of the wireless power receiver, and transmits the identification packet and configuration information to the wireless power transmitter (S410).
무선전력 수신장치는 수신전력을 측정한다(S415). 이때부터 초기전압 Vi를 설정하는 단계로 진입한다. The wireless power receiving device measures the received power (S415). From this point, it enters the step of setting the initial voltage V i .
무선전력 수신장치는 과전압 전력(over voltage power: OVP), 과전류 전력(over current power: OCP), 만충전(full charge) 등 종료 사유가 발생하는지 판단한다(S420). 만약 OVP, OCP, 만충전, 기타 충전의 종류 사유가 발생하면, 무선전력 수신장치는 충전을 종료한다(S425). 만약 종류 사유가 발생하지 않으면, 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치로부터 무선전력을 수신하는 상태인지, 즉 충전 중인지 판단한다(S430). The wireless power receiver determines whether a termination reason such as over voltage power (OVP), over current power (OCP), or full charge occurs (S420). If OVP, OCP, full charge, or other type of charge reason occurs, the wireless power receiver ends the charge (S425). If the type reason does not occur, the wireless power receiver determines whether it is in a state of receiving wireless power from the wireless power transmitter, that is, charging (S430).
단계 S430에서 만약 충전 중이면, 무선전력 수신장치는 요구전력 대비 수신전력을 비교하여 그 결과를 기반으로 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S435). 단계 S430에서 만약 충전중이 아니면, 무선전력 수신장치는 초기전압 Vi가 홀드 상태인지 판단한다(S440). 초기전압 Vi의 정상상태의 값이 기준전압 범위(예를 들어 7.0V~10.5V) 내에 존재하는 경우, 무선전력 수신장치는 초기 설정이 완료된다. 이로서 초기전압 Vi는 홀드 상태가 되고, 무선전력 수신장치는 이물질 검출 페이즈로 진입할 수 있다. In step S430, if it is being charged, the wireless power receiver compares the received power to the requested power, generates a power control packet based on the result, and transmits it to the wireless power transmitter (S435). In step S430, if not being charged, the wireless power receiver determines whether the initial voltage V i is in a hold state (S440). When the value of the initial voltage V i in the normal state is within the reference voltage range (for example, 7.0V to 10.5V), the wireless power receiver is initially set. As a result, the initial voltage V i becomes a hold state, and the wireless power receiver can enter the foreign matter detection phase.
만약 Vi 홀드 상태가 아니면, 무선전력 수신장치는 충전 중인 경우와 마찬가지로 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S435). 만약 Vi 홀드 상태이면, 무선전력 수신장치는 이물질 검출 페이즈로 진입한다. 여기서, 무선전력 수신장치는 이물질 상태 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S445). If it is not in the V i hold state, the wireless power receiver generates a power control packet and transmits it to the wireless power transmitter as in the case of charging (S435). If V i hold state, the wireless power receiver enters the foreign matter detection phase. Here, the wireless power receiver generates a foreign substance state packet and transmits it to the wireless power transmitter (S445).
본 발명에 따른 이물질 상태 패킷은 프리앰블(preamble), 헤더(header), 메시지 및 체크섬(checksum)을 포함한다. 프리앰블은 최소 11비트부터 최대 25비트로 구성될 수 있며, 모든 비트의 값이 0으로 설정될 수 있다. 프리앰블은 무선전력 전송장치가 이물질 상태 패킷의 헤더의 시작비트를 정확히 감지하고, 들어오는 데이터에 동기를 맞추기 위해 사용된다. The foreign matter state packet according to the present invention includes a preamble, a header, a message, and a checksum. The preamble can be composed of a minimum of 11 bits to a maximum of 25 bits, and the values of all bits can be set to 0. The preamble is used by the wireless power transmitter to accurately detect the start bit of the header of the foreign substance state packet and synchronize the incoming data.
헤더는 패킷의 타입을 지시하며, 8비트로 구성될 수 있다. 일례로서, 이물질 상태 패킷의 헤더의 값은 0x00일 수 있다. 이 경우, 메시지는 그 값이 0, 즉 0x00으로 설정될 수 있다. 다른 예로서, 이물질 상태 패킷의 헤더의 값은 충전 상태 패킷(charge status packet)의 헤더와 동일한 0x05일 수 있다. 다만, 충전 상태 패킷의 1바이트 메시지의 값이 0x00으로 설정됨으로써, 이물질 상태 패킷임이 지시될 수 있다. 즉, 이물질 상태 패킷은 충전 상태 패킷에 포함된다. The header indicates the type of packet, and may consist of 8 bits. As an example, the value of the header of the foreign matter state packet may be 0x00. In this case, the message may have its value set to 0, that is, 0x00. As another example, the header value of the foreign material status packet may be 0x05, which is the same as the header of the charge status packet. However, by setting the value of the 1-byte message of the charging status packet to 0x00, it may be indicated that the packet is a foreign substance status packet. That is, the foreign matter state packet is included in the charge state packet.
무선전력 전송장치는 수신된 패킷의 헤더 또는 메시지의 값을 기반으로, 수신된 패킷이 이물질 상태 패킷인지 확인한다. 그리고 이물질 상태 패킷이 수신된 것으로 판명되면, 무선전력 전송장치는 이물질 검출을 수행한다(S450). 이물질 상태 패킷을 확인하는 동작 및 이물질 검출은 무선전력 전송장치의 제어 유닛(230)에 의해 수행된다. The wireless power transmission apparatus checks whether the received packet is a foreign substance state packet based on the value of the header or message of the received packet. In addition, when it is determined that the foreign matter state packet has been received, the wireless power transmission device detects the foreign matter (S450). The operation of checking the foreign matter state packet and the foreign matter detection are performed by the
이하에서 도면을 바꾸어 무선전력 전송장치가 이물질 검출을 수행하는 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 무선전력 전송장치가 이물질 검출을 수행하는 것은, 곧 무선전력 전송장치의 제어유닛(230)이 이물질을 검출하는 것과 동일한 것으로 해석될 수 있다. Hereinafter, the operation of the wireless power transmission device to detect foreign matters will be described in more detail by changing the drawings. When the wireless power transmission device detects the foreign matter, it may be interpreted as the same as the
도 5는 본 발명의 일례에 따른 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances according to an example of the present invention.
도 5를 참조하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 수신된 이물질 상태 패킷을 확인한다(S500). 만약 수신된 패킷이 이물질 상태 패킷이 아니면, 무선전력 전송장치는 정상 충전을 시작한다. 즉, 전력 전송 페이즈로 진입한다. Referring to FIG. 5, the wireless power transmitter checks the foreign matter state packet received from the wireless power receiver (S500). If the received packet is not a foreign substance state packet, the wireless power transmitter starts charging normally. In other words, it enters the power transfer phase.
이물질 상태 패킷을 확인하기 위해, 무선전력 전송장치는 수신된 패킷의 헤더 또는 메시지의 값이 이물질 상태 패킷을 지시하는 것인지 확인한다. 예를 들어, 헤더의 값이 0x00인 경우, 또는 헤더의 값이 0x05이고 메시지의 값이 0x00인 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 수신된 패킷이 이물질 상태 패킷임을 확인할 수 있다.In order to check the foreign matter state packet, the wireless power transmission device checks whether the header of the received packet or the value of the message indicates the foreign matter state packet. For example, when the header value is 0x00, or the header value is 0x05 and the message value is 0x00, the wireless power transmitter can confirm that the packet received from the wireless power receiver is a foreign substance state packet.
이물질 상태 패킷은 초기전압 Vi가 홀드 상태인 때(또는 초기 설정이 완료된 때)에 무선전력 수신장치에서 무선전력 전송장치로 전송되기 때문에, 초기 설정 완료(initial setting complete) 패킷이라 불릴 수도 있다. 즉 무선전력 전송장치는 이물질 상태 패킷을 수신함으로서, 무선전력 수신장치가 초기 설정이 완료됨을 알 수 있다. 또는 무선전력 전송장치는 이물질 상태 패킷을 수신함으로써 이물질 검출을 시작하므로, 이물질 상태 패킷은 이물질 확인 요청 패킷이라 불릴 수도 있다. Since the foreign matter state packet is transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter when the initial voltage V i is in the hold state (or when the initial setting is completed), it may be referred to as an initial setting complete packet. That is, by receiving the foreign matter state packet, the wireless power transmitting device can know that the initial setting of the wireless power receiving device is completed. Alternatively, since the wireless power transmission device starts to detect the foreign matter by receiving the foreign matter state packet, the foreign matter state packet may be referred to as a foreign matter confirmation request packet.
무선전력 수신장치의 초기 설정이 완료된 상태에서, 무선전력 전송장치는 이물질 검출 페이즈로 진입하여 1차 코일에서 발생하는 초기 전송 전력 Pi를 측정한다(S505). 그리고 무선전력 전송장치는 초기 전송 전력 Pi를 기준전력 PR과 비교한다(S510). 기준전력 PR와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 제어 유닛(230)에 미리 저장되어 있을 수도 있고, 무선전력 수신장치로부터 수신하는 구성정보를 통해 후발적으로 획득할 수도 있다. In a state in which the initial setting of the wireless power receiver is completed, the wireless power transmitter enters the foreign matter detection phase and measures the initial transmission power P i generated from the primary coil (S505). And the wireless power transmission device compares the initial transmission power P i with the reference power P R (S510). Parameters such as the reference power P R may be previously stored in the
만약, 초기 전송 전력 Pi가 기준전력 PR보다 작거나 같으면, 무선전력 전송장치는 이물질이 존재하지 않는 것으로 결정한다. 즉, 무선전력 전송장치는 이물질을 검출하지 못한다(S515). 이물질이 검출되지 않으면, 무선전력 전송장치는 전력 전송 페이즈로 진입한다(S530). If the initial transmission power P i is less than or equal to the reference power P R , the wireless power transmitter determines that no foreign matter exists. That is, the wireless power transmission device does not detect foreign substances (S515). If no foreign matter is detected, the wireless power transmission device enters the power transmission phase (S530).
반면, 초기 전송 전력 Pi가 기준전력 PR보다 크면, 무선전력 전송장치는 이물질이 존재하는 것으로 결정한다. 즉, 무선전력 전송장치는 이물질을 검출할 수 있다(S520). 이물질이 검출되면 무선전력 전송장치는 응급 모드로 동작할 수 있다(S525).On the other hand, if the initial transmission power P i is greater than the reference power P R , the wireless power transmission device determines that foreign matter is present. That is, the wireless power transmission device may detect foreign substances (S520). When a foreign substance is detected, the wireless power transmitter may operate in an emergency mode (S525).
여기서, 기준전력 PR은 이물질이 없는 환경(즉 무선전력의 송신에 장해요소가 없는 환경) 및 무선전력의 전송이 시작되기 전 정상상태에서, 1차 코일을 통해 전송되는 전력으로서, 실험적으로 얻어지는 값일 수 있다. 다시 말하면, 기준전력 PR은 이물질이 없는 환경 및 무선전력 수신장치의 초기 설정이 완료된 상태에서, 1차 코일을 통해 전송되는 전력을 의미한다. 기준전력 PR은 무선전력 전송장치 내에서 자체적으로 소비되는 전력일 수 있다. Here, the reference power P R is the power transmitted through the primary coil in an environment without foreign substances (that is, an environment where there are no obstacles to the transmission of wireless power) and in a normal state before the transmission of wireless power starts. Can be a value. In other words, the reference power P R means power transmitted through the primary coil in an environment without foreign substances and in a state in which the initial setting of the wireless power receiver is completed. The reference power P R may be power consumed by itself in the wireless power transmission device.
무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 사이에 금속 등의 이물질이 끼이게 되면, 1차 코일(210)에 기준 AC 신호가 인가되기 전이라도 1차 코일(210)에는 일정한 누설 전류 Ileakage가 흐르게 되고, 이때 초기 전송 전력 Pi가 전송된다. 이는 본격적인 전력 전송 페이즈로 진입하지도 않은 초기 설정 상태임에도 불구하고 이물질에 의해 일정한 전력(Pi-PR)이 지속적으로 소비되고 있음을 의미할 수 있다. 따라서, 무선전력 전송장치는 초기 전송 전력 Pi와 기준전력 PR을 기반으로 무선전력의 송신에 장해를 일으키는 요소, 예컨대 금속과 같은 이물질을 감지할 수 있다. When a foreign material such as metal is caught between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, a constant leakage current I leakage flows through the
만약 전력 전송 페이즈에서, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치의 수신전력 대비 전송전력의 값을 기초로 전력의 손실을 판독한 후 이물감지를 하게 되면, 이때 무선전력 전송장치와 수신장치의 시료별 손실의 편차와 충전위치에 따른 편차로 인해 이물질 검출의 오차가 커지고, 이물질 검출의 지연으로 말미암아 이물질의 발열에 대한 위험이 커진다. 반면 본 실시예에 따르면, 무선전력 수신장치의 출력이 온(on) 되기 전인 초기 설정 완료 상태(즉, 무선전력 수신장치의 출력이 오프(off) 상태)에서 이물질 감지를 수행함으로써, 이물질 감지에 대한 지연시간을 줄이고, 이물질의 발열에 대한 위험을 미연에 방지할 수 있다. If, in the power transmission phase, the wireless power transmitter detects a foreign object after reading the power loss based on the value of the transmission power compared to the reception power of the wireless power receiver, the loss of each sample of the wireless power transmitter and the receiver The error in detection of foreign matters increases due to the deviation of and the difference according to the charging position, and the risk of heat generation of foreign matters increases due to the delay in detection of foreign matters. On the other hand, according to the present embodiment, by performing foreign matter detection in the initial setting completion state before the output of the wireless power receiver is turned on (that is, the output of the wireless power receiver is off), foreign matter detection It can reduce the delay time and prevent the risk of heat generation of foreign substances.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
도 6을 참조하면, 단계 S600 내지 단계 S635는 단계 S400 내지 단계 S435와 동일하다. Referring to FIG. 6, steps S600 to S635 are the same as steps S400 to S435.
다만, 도 4에서는 무선전력 전송장치가 이물질 상태 패킷을 명시적으로(explicitly) 수신하여(단계 S445) 이물질 검출 페이즈로 진입하나, 도 6에서는 무선전력 전송장치가 이물질 상태 패킷의 수신이 없이도 묵시적으로(implicitly) 이물질 검출 페이즈로 진입할 수 있다. 이러한 점에서, 도 6의 이물질 검출 방법은 도 4의 이물질 검출 방법과 차이가 있다. 따라서, 무선전력 전송장치는 스스로 이물질 검출 페이즈로 진입한 후 이물질 검출을 수행할 수 있다(S645). 이는 ID 식별 및 구성 페이즈에서, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치로부터 식별 패킷 및 구성정보를 수신함으로써 머지않아 이물질 검출 페이즈로 진입할 것을 예측할 수 있기 때문이다. However, in FIG. 4, the wireless power transmitter explicitly receives the foreign matter state packet (step S445) and enters the foreign matter detection phase, but in FIG. 6, the wireless power transmitter implicitly receives the foreign matter state packet without receiving it. (implicitly) can enter the foreign body detection phase. In this respect, the foreign matter detection method of FIG. 6 is different from the foreign matter detection method of FIG. 4. Accordingly, the wireless power transmitter may perform foreign matter detection after entering the foreign matter detection phase by itself (S645). This is because in the ID identification and configuration phase, the wireless power transmitter can predict to enter the foreign matter detection phase in the near future by receiving the identification packet and configuration information from the wireless power receiver.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above-described functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, or an application specific integrated circuit (ASIC) according to software or program code coded to perform the function. The design, development, and implementation of the code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments above, it is understood that those of ordinary skill in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. You can understand. Therefore, it is not limited to the above-described embodiments, and the present invention will be said to include all embodiments within the scope of the following claims.
Claims (15)
무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합되고 무선 전력을 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 상기 무선전력 수신장치로 전송하도록 구성된 1차 코어블락;
상기 1차 코어블락에 연결되고, 상기 1차 코어블락이 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 AC(alternating current) 신호를 인가하도록 구성된 전기 구동 유닛; 및
상기 전기 구동 유닛에 연결되고, 상기 AC 신호를 제어하는 제어신호를 생성하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
상기 무선전력 전송장치는
핑 페이즈 동안 초기 동작점에서의 전력 신호를 상기 무선전력 수신장치로 전송하고,
상기 무선전력 수신장치로부터 신호 세기 패킷을 수신하고,
상기 무선전력 수신장치로부터 상기 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷 및 상기 무선전력 수신장치의 구성 정보를 수신하고,
상기 무선전력 수신장치로부터 이물질 상태 패킷을 수신하도록 구성되고,
상기 제어 유닛이, 상기 이물질 상태 패킷을 수신함으로써 외부 부하에 연결되는 상기 무선전력 수신장치의 출력 단자의 초기전압이 기준전압의 범위에 속한다고 확인한 후, 상기 제어 유닛은 상기 1차 코어블락에서 전송되는 초기 전송전력을 측정하고, 상기 초기 전송전력을 기반으로 이물질 검출을 수행하고,
상기 초기전압은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 측정된 상기 출력 단자의 전압인 것인, 이물질을 검출하는 무선전력 전송장치.As a wireless power transmission device that detects foreign substances,
A primary core block coupled to the secondary core block provided in the wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance and configured to transmit wireless power to the wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance;
An electric driving unit connected to the primary core block and configured to apply an alternating current (AC) signal required for the primary core block to transmit the wireless power; And
A control unit connected to the electric drive unit and configured to generate a control signal for controlling the AC signal,
The wireless power transmission device
Transmits the power signal at the initial operating point to the wireless power receiver during the ping phase,
Receiving a signal strength packet from the wireless power receiver,
Receiving an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver and configuration information of the wireless power receiver from the wireless power receiver,
It is configured to receive a foreign matter state packet from the wireless power receiver,
After the control unit confirms that the initial voltage of the output terminal of the wireless power receiver connected to an external load by receiving the foreign matter state packet falls within the range of the reference voltage, the control unit transmits from the primary core block. Measure the initial transmission power, and perform foreign matter detection based on the initial transmission power,
The initial voltage is the voltage of the output terminal measured in the standby state before the start of wireless charging, the wireless power transmission device for detecting foreign substances.
상기 제어 유닛은, 상기 초기 전송전력을 기준전력과 비교하고, 상기 초기 전송전력이 상기 기준전력보다 크면 상기 이물질이 검출되는 것으로 결정하는 것인, 무선전력 전송장치. The method of claim 1,
The control unit compares the initial transmission power with a reference power, and determines that the foreign matter is detected when the initial transmission power is greater than the reference power.
상기 초기전압이 상기 기준전압의 범위에 속한다고 결정한 후, 상기 제어 유닛은 상기 무선전력 전송장치를 이물질 검출 페이즈(phase)로 진입하도록 제어하는 것인, 무선전력 전송장치. The method of claim 1,
After determining that the initial voltage falls within the range of the reference voltage, the control unit controls the wireless power transmission device to enter a foreign matter detection phase.
상기 이물질 상태 패킷은 프리앰블(preamble), 헤더(header), 메시지 및 체크섬(checksum)을 포함하고, 상기 헤더와 상기 메시지는 각각 1바이트(byte)로 구성되고, 상기 헤더의 값은 0x05이며, 상기 메시지의 값은 0x00인 것인, 무선전력 전송장치.The method of claim 1,
The foreign matter state packet includes a preamble, a header, a message, and a checksum, the header and the message each consist of 1 byte, the header value is 0x05, and the The value of the message is 0x00, wireless power transmission device.
무선 전력을 전송하는데 필요한 AC 신호를 상기 1차 코어블락에 인가하는 단계;
무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락을 상기 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 전력 신호(power signal)를 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계;
상기 무선전력 수신장치로부터 신호 세기 패킷을 수신하는 단계
상기 무선전력 수신장치로부터 상기 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷 및 상기 무선전력 수신장치의 구성 정보를 수신하는 단계;
상기 무선전력 수신장치로부터 이물질 상태 패킷을 수신하는 단계;
상기 이물질 상태 패킷을 수신함으로써 외부 부하에 연결되는 상기 무선전력 수신장치의 출력 단자의 초기전압이 기준전압의 범위에 속하는지 확인하는 단계;
상기 1차 코어블락에서 전송되는 초기 전송 전력을 측정하는 단계; 및
상기 초기 전송 전력을 기반으로 이물질 검출을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 초기전압은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 측정된 상기 출력 단자의 전압인 것인, 무선전력 전송장치에 의한 이물질 검출방법.A method for detecting foreign substances by a wireless power transmission device having a primary core block,
Applying an AC signal required to transmit wireless power to the primary core block;
Transmitting a power signal to the wireless power receiver by combining a secondary core block provided in the wireless power receiver with the primary core block through magnetic induction or magnetic resonance;
Receiving a signal strength packet from the wireless power receiver
Receiving an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver and configuration information of the wireless power receiver from the wireless power receiver;
Receiving a foreign matter state packet from the wireless power receiver;
Checking whether an initial voltage of an output terminal of the wireless power receiver connected to an external load falls within a range of a reference voltage by receiving the foreign matter state packet;
Measuring initial transmission power transmitted from the primary core block; And
Including the step of performing foreign matter detection based on the initial transmission power,
The initial voltage is the voltage of the output terminal measured in the standby state before the start of wireless charging, the foreign matter detection method by the wireless power transmission device.
상기 이물질 검출을 수행하는 단계는,
상기 초기 전송전력을 기준전력과 비교하는 단계; 및
상기 초기 전송전력이 상기 기준전력보다 크면, 상기 이물질이 검출된 것으로 결정하는 단계
를 포함하는 것인, 이물질 검출방법. The method of claim 6,
The step of performing the foreign matter detection,
Comparing the initial transmission power with a reference power; And
If the initial transmission power is greater than the reference power, determining that the foreign matter has been detected
That containing, foreign matter detection method.
상기 초기전압이 상기 기준전압의 범위에 속한다고 확인되면, 상기 무선전력 전송장치는 이물질 검출 페이즈로 진입하는 것인, 이물질 검출방법. The method of claim 6,
When it is confirmed that the initial voltage falls within the range of the reference voltage, the wireless power transmission device enters a foreign matter detection phase.
상기 이물질 상태 패킷은 프리앰블(preamble), 헤더(header), 메시지 및 체크섬(checksum)을 포함하고,
상기 헤더와 상기 메시지는 각각 1바이트(byte)로 구성되고, 상기 헤더의 값은 0x05이며, 상기 메시지의 값은 0x00인 것인, 이물질 검출방법.The method of claim 6,
The foreign matter state packet includes a preamble, a header, a message, and a checksum,
The header and the message each consist of 1 byte, the value of the header is 0x05, and the value of the message is 0x00.
무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합되고 무선 전력을 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코어블락;
상기 2차 코어블락에 연결되고, 상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 수행하여 제어 유닛과 외부 부하에 전력을 제공하도록 구성된 정류 유닛; 및
상기 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압 - 상기 초기전압은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 측정된 상기 출력 단자의 전압임 - 을 측정하고, 상기 초기전압이 기준전압 범위에 속하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈로 진입하도록 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
상기 무선전력 수신장치는
상기 무선전력 전송장치로부터 수신된 무선 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 패킷을 전송하고,
상기 무선전력 전송장치로 상기 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷 및 상기 무선전력 수신장치의 구성 정보를 전송하고,
상기 이물질 검출 페이즈에서 상기 이물질 검출의 개시를 지시하는 이물질 상태 패킷을 생성하고,
상기 이물질 상태 패킷을 상기 무선전력 전송장치로 전송하도록 구성되는 것인, 이물질을 검출하는 무선전력 수신장치. As a wireless power receiver that detects foreign matter,
A secondary core block that is coupled to a primary core block provided in the wireless power transmission device by magnetic induction or magnetic resonance, and receives wireless power from the wireless power transmission device by magnetic induction or magnetic resonance;
A rectifying unit connected to the secondary core block and configured to provide power to a control unit and an external load by performing full-wave rectification on an AC waveform generated in the secondary core block; And
The initial voltage of the output terminal connected to the external load-the initial voltage is the voltage of the output terminal measured in the standby state before the start of wireless charging-and if the initial voltage falls within the reference voltage range, the wireless A control unit configured to control the power receiver to enter the foreign matter detection phase,
The wireless power receiving device
Transmitting a signal strength packet indicating the strength of the wireless power received from the wireless power transmission device,
An identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiving device and configuration information of the wireless power receiving device are transmitted to the wireless power transmitting device,
In the foreign matter detection phase, a foreign matter state packet indicating the start of the foreign matter detection is generated,
Is configured to transmit the foreign matter state packet to the wireless power transmission device, a wireless power receiver for detecting foreign matter.
상기 이물질 상태 패킷은 프리앰블(preamble), 헤더(header), 메시지 및 체크섬(checksum)을 포함하고,
상기 헤더와 상기 메시지는 각각 1바이트(byte)로 구성되고, 상기 헤더의 값은 0x05이며, 상기 메시지의 값은 0x00인 것인, 무선전력 수신장치. The method of claim 11,
The foreign matter state packet includes a preamble, a header, a message, and a checksum,
The header and the message each consist of 1 byte, the value of the header is 0x05, and the value of the message is 0x00.
무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합됨으로써 전력 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 단계;
상기 무선전력 전송장치로부터 수신된 전력 신호의 세기를 지시하는 신호 세기 패킷을 전송하는 단계;
상기 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷 및 상기 무선전력 수신장치의 구성 정보를 전송하는 단계;
상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형에 대한 전파 정류를 수행하는 단계;
외부 부하에 연결되는 상기 무선전력 수신장치의 출력 단자의 초기전압 - 상기 초기전압은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 측정된 상기 출력 단자의 전압임 - 을 측정하는 단계; 및
상기 초기전압이 기준전압의 범위에 속하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈로 진입하도록 제어하는 단계;
상기 이물질 검출 페이즈에서 상기 이물질 검출의 개시를 지시하는 이물질 상태 패킷을 생성하는 단계; 및
상기 이물질 상태 패킷을 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계
를 포함하는 무선전력 수신장치에 의한 이물질 검출방법.
A method for detecting foreign substances by a wireless power receiver equipped with a secondary core block,
Receiving a power signal from the wireless power transmitter by combining the primary core block provided in the wireless power transmitter by magnetic induction or magnetic resonance;
Transmitting a signal strength packet indicating strength of a power signal received from the wireless power transmitter;
Transmitting an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver and configuration information of the wireless power receiver;
Performing full-wave rectification on the AC waveform generated in the secondary core block;
Measuring an initial voltage of an output terminal of the wireless power receiver connected to an external load, the initial voltage being a voltage of the output terminal measured in a standby state before wireless charging starts; And
Controlling the wireless power receiver to enter a foreign matter detection phase when the initial voltage falls within the range of the reference voltage;
Generating a foreign matter state packet indicating the start of the foreign matter detection in the foreign matter detection phase; And
Transmitting the foreign matter state packet to the wireless power transmission device
Foreign matter detection method by a wireless power receiver comprising a.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190148110A KR102154447B1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190148110A KR102154447B1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130018183A Division KR102049118B1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190131469A KR20190131469A (en) | 2019-11-26 |
| KR102154447B1 true KR102154447B1 (en) | 2020-09-10 |
Family
ID=68731575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190148110A KR102154447B1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102154447B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021150061A1 (en) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | 엘지전자 주식회사 | Wireless power transmission apparatus, wireless power transmission method, wireless power reception apparatus, and wireless power reception method |
| WO2021201413A1 (en) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | 엘지전자 주식회사 | Wireless power transmission device and wireless power transmission method |
| KR102479879B1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-12-21 | 주식회사 파워링크 | Foreign Object detection method and detection system for wireless power transmission with dual detection method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120326521A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Airbus Operations Gmbh | Detection of an electrically conductive foreign object in an inductive transmission path |
| US20120326524A1 (en) * | 2010-04-19 | 2012-12-27 | Takaoki Matsumoto | Non-contact power transmission device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976161B1 (en) * | 2008-02-20 | 2010-08-16 | 정춘길 | Charging control method of non-contact charging system of wireless power transmision and chrging control method thereof |
| CN104320390B (en) * | 2009-06-25 | 2017-12-22 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | Method and apparatus for processing data packet |
-
2019
- 2019-11-18 KR KR1020190148110A patent/KR102154447B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120326524A1 (en) * | 2010-04-19 | 2012-12-27 | Takaoki Matsumoto | Non-contact power transmission device |
| US20120326521A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Airbus Operations Gmbh | Detection of an electrically conductive foreign object in an inductive transmission path |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190131469A (en) | 2019-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102049118B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| JP5777757B2 (en) | Foreign object detection device and method in wireless power transmission system | |
| US20230261527A1 (en) | Apparatus and method for providing compatibility in wireless power transmission system | |
| KR102154447B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102198935B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102653290B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| JP2008148520A (en) | Portable device | |
| KR20200091366A (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102272743B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102529878B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102364109B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system | |
| KR102136667B1 (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |