KR102392048B1 - Method and apparatus for power control in wireless power transmitting system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 적어도 하나의 1차 코일을 통하여 충전 영역에 위치하는 무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송하는 단계, 전력 제어 관련 정보를 나르는 CEP를 포함하는 신호를 상기 1차 코일을 통하여 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하는 단계, 상기 CEP가 일정 시간내에 수신되는지 체크하기 위한 CEP 타이머를 구동하는 단계, 상기 1차 코일을 통하여 수신되는 신호를 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트를 카운트하는 단계, 및 상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트 카운트를 기반으로 상기 1차 코일을 통한 상기 무선전력 수신장치로의 무선 전력 전송 및 중단을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 CEP 타이머는 상기 CEP 수신시 초기화됨을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 일정 기간 이상 CEP 패킷이 전송되지 않더라고, 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치하는지를 추가적으로 판단하고, 지속적으로 충전을 수행할 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling power in a wireless power transmission system, comprising the steps of: transmitting wireless power to a wireless power receiving device located in a charging area through at least one primary coil; CEP carrying power control related information; Receiving a signal including a signal from the wireless power receiver through the primary coil, driving a CEP timer to check whether the CEP is received within a predetermined time, decoding a signal received through the primary coil Counting interrupts generated by It is characterized in that it is initialized when the CEP is received. According to the present invention, the wireless power transmitter can additionally determine whether the wireless power receiver is located in the charging area even if the CEP packet is not transmitted from the wireless power receiver for a certain period of time or longer, and continuously perform charging.

Description

무선 전력 전송 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POWER CONTROL IN WIRELESS POWER TRANSMITTING SYSTEM}Method and apparatus for controlling power in a wireless power transmission system

본 발명은 무선 전력 전송에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 전력 전송 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to wireless power transmission, and more particularly, to a method and apparatus for controlling power 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 needs to receive electrical energy (or power) from an external charger. Such a portable terminal includes a battery cell for storing the supplied electrical energy and a circuit for charging and discharging the battery cell (supplying electrical 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 a charger and a battery cell for charging electric energy to a battery cell is to receive commercial power, convert it into voltage and current corresponding to the battery cell, and supply electric energy to the battery cell through the terminal of the battery cell. 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 handling a lot of terminal-supply type equipment, many cables occupy a considerable work space, are difficult to organize, and are not good in appearance. In addition, the terminal supply method may cause problems such as an instantaneous discharge phenomenon due to a different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, and deterioration of the 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(non-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 control methods 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 non-contact power transmission method. The wireless power transmission system is composed of a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a wireless power reception device for charging a battery cell by receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device.

단자공급방식에서는 충전기와 단말기간에 단자연결을 통하여 전력 전송을 수행하고, 단자가 단락된 경우 전력 전송을 중단할 수 있다. 반면, 무선전력 전송 시스템은 무접점 충전이라는 특성으로 인하여, 충전을 위하여 충전기에 구비된 1차 코일(primary coil)과 단말기에 구비된 2차 코일(secondary coil)간 간에 커플링(자기 유도 및/또는 자기 공진)이 요구되며, 충전기는 상기 자기장 결합을 통하여 단말로 전력을 전송한다. 이러한 무선전력 전송 시스템에서 충전기에서 무선 전력 전송을 수행함에 있어, 충전기는 단말이 충전 영역에서 제거되었는지를 파악하고, 전력 전송을 중단할 수 있어야 한다. 일 예로, 단말은 해당 단말이 충전 영역(또는 인터페이스 표면(interface surface))에 위치함을 충전기에 지시하는 컨트롤 에러 패킷(control error packet)과 같은 패킷을 충전기로 전송하고, 충전기는 일정 기간(예를 들어 1.8초) 동안 상기 컨트롤 에러 패킷이 수신되지 않는 경우에는 해당 단말이 충전 영역에서 제거된 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 단말이 무선 전력 수신을 통한 베터리 충전을 수행함에 있어, 경우에 따라 단말 내부의 심각한 부하 변동이 발생할 수 있으며(이하, 경부하 상태라 한다) 이로 인하여 단말에서 충전기로 전송되는 패킷에 왜곡이 발생할 수 있다. 이 경우 비록 단말이 충전 영역에 위치하는 경우라도, 충전기는 단말이 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 판단하고 전력 전송을 중단하는 문제가 발생한다.In the terminal supply method, power is transmitted through the terminal connection between the charger and the terminal, and power transmission can be stopped when the terminal is short-circuited. On the other hand, in the wireless power transmission system, due to the characteristic of contactless charging, coupling (magnetic induction and / or magnetic resonance) is required, and the charger transmits power to the terminal through the magnetic field coupling. In this wireless power transmission system, when the charger performs wireless power transmission, the charger should be able to determine whether the terminal is removed from the charging area and stop power transmission. For example, the terminal transmits a packet such as a control error packet instructing the charger that the corresponding terminal is located in the charging area (or interface surface) to the charger, and the charger is For example, if the control error packet is not received for 1.8 seconds), it may be determined that the corresponding terminal has been removed from the charging area. However, when the terminal performs battery charging through wireless power reception, severe load fluctuations may occur in the terminal in some cases (hereinafter referred to as a light load state), which causes distortion in the packet transmitted from the terminal to the charger. can occur In this case, even when the terminal is located in the charging area, the charger determines that the terminal is removed from the charging area and stops power transmission.

본 발명의 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 전력 제어 방법 및 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling power in a wireless power transmission system.

본 발명의 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 무선전력 수신 장치의 경부하 상태를 고려한 전력 제어 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another technical object of the present invention is to provide a power control method and apparatus in consideration of a light load state of a wireless power receiving device in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 전송 장치가 왜곡된 신호를 수신한 경우에 대한 해석 기준을 제안함에 있다.Another technical object of the present invention is to propose an analysis standard for a case in which a wireless power transmission device receives a distorted signal in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 수신 장치가 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 검출하는 기준을 제안함에 있다.Another technical problem of the present invention is to propose a criterion for detecting whether the wireless power receiving device is removed from the charging area in the wireless power transmission system.

본 발명의 일 양태에 따르면, 전력 제어를 수행하는 무선전력 전송장치를 제공한다. 상기 무선전력 전송장치는 충전 영역에 위치하는 무선전력 수신장치에 구비된 적어도 하나의 2차 코일(secondary coil)과 커플링(coupling)되어 무선 전력을 전송하는 적어도 하나의 1차 코일(primary coil), 전력 제어 관련 정보를 나르는 컨트롤 에러 패킷(control error packet: CEP)을 포함하는 신호를 상기 1차 코일을 통하여 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하고 디코딩하는 통신 유닛, 상기 CEP가 일정 시간내에 수신되는지 체크하기 위한 CEP 타이머를 구동하고, 상기 1차 코일을 통하여 수신되는 신호를 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트를 카운트하는 제어 유닛을 포함하되, 상기 제어 유닛은 상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트 카운트를 기반으로 상기 1차 코일을 통한 상기 무선전력 수신장치로의 무선 전력 전송 및 중단을 제어하고, 상기 상기 통신 유닛이 상기 CEP를 수신시 상기 CEP 타이머를 초기화함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmitter for performing power control. The wireless power transmitter is coupled with at least one secondary coil provided in the wireless power receiver positioned in the charging area to transmit wireless power. At least one primary coil (primary coil) , a communication unit that receives and decodes a signal including a control error packet (CEP) carrying power control related information from the wireless power receiver through the primary coil, and checks whether the CEP is received within a predetermined time and a control unit for driving a CEP timer for It controls wireless power transmission and interruption to the wireless power receiver through a coil, and initializes the CEP timer when the communication unit receives the CEP.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 전력 제어를 수행하는 무선전력 전송장치에 의한 무선전력 전송방법을 제공한다. 상기 무선전력 전송 방법은 적어도 하나의 1차 코일을 통하여 충전 영역에 위치하는 무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송하는 단계, 전력 제어 관련 정보를 나르는 CEP를 포함하는 신호를 상기 1차 코일을 통하여 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하는 단계, 상기 CEP가 일정 시간내에 수신되는지 체크하기 위한 CEP 타이머를 구동하는 단계, 상기 1차 코일을 통하여 수신되는 신호를 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트를 카운트하는 단계, 및 상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트 카운트를 기반으로 상기 1차 코일을 통한 상기 무선전력 수신장치로의 무선 전력 전송 및 중단을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 CEP 타이머는 상기 CEP 수신시 초기화됨을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission method by a wireless power transmission device that performs power control. The wireless power transmission method includes transmitting wireless power to a wireless power receiver located in a charging area through at least one primary coil, and transmitting a signal including a CEP carrying power control related information through the primary coil. Receiving from a wireless power receiver, driving a CEP timer to check whether the CEP is received within a predetermined time, counting interrupts generated in decoding a signal received through the primary coil, and the and controlling transmission and interruption of wireless power to the wireless power receiver through the primary coil based on a CEP timer and the interrupt count, wherein the CEP timer is initialized when the CEP is received.

본 발명에 따르면 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 일정 기간 이상 CEP 패킷이 전송되지 않더라고, 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치하는지를 추가적으로 판단하고, 지속적으로 충전을 수행할 수 있다.According to the present invention, the wireless power transmitter can additionally determine whether the wireless power receiver is located in the charging area even if the CEP packet is not transmitted from the wireless power receiver for a certain period of time or longer, and continuously perform charging.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
도 2는 무선 전력 전송 절차의 일 예를 나타낸다.
도 3은 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간 수행되는 전송되는 전력 량 제어 절차의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의한 전력 제어를 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의한 전력 제어를 수행하는 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치를 나타내는 블록도의 일 예이다.
1 illustrates components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
2 shows an example of a wireless power transmission procedure.
3 shows an example of a procedure for controlling the amount of transmitted power performed between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.
4 is a flowchart illustrating an example of a method of performing power control by a wireless power transmitter in a wireless power transmission system according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating another example of a method for performing power control by a wireless power transmitter in a wireless power transmission system according to the present invention.
6 is an example of a block diagram showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to 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 방식과 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. As used hereinafter, the term “wireless power” is used to mean any form of energy associated with 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 refer to an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein for wirelessly charging devices including, for example, mobile phones, codeless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like. In general, a basic principle of wireless energy transfer includes, for example, both a magnetic induction coupling method and a magnetic resonance coupling (ie, resonance induction) method. However, a variety of frequencies may be used, including frequencies that permit license-free operation at relatively high emission levels, for example below 135 kHz (LF) or at 13.56 MHz (HF).

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다. 1 illustrates 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 power transmission system 100 includes a wireless power transmitter 110 and one wireless power receiver 150-1 or n wireless power receivers 150-1, ..., 150 -n) is included.

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 플랫폼상 또는 그 근처의 충전 영역(예를 들어 충전 패드)에 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)가 위치할 수 있다. The wireless power transmitter 110 includes a primary core block. The primary core block may include a core and one or more primary coils 111 . The wireless power transmitter 110 may have any suitable shape, but one preferred configuration is a flat platform with a power transmission surface, each of which is placed on a charging area (eg, a charging pad) on or near the platform. Wireless power receivers 150-1, ..., 150-n may be located.

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 receivers 150-1, ..., 150-n are detachable from the wireless power transmitter 110, and each wireless power receiver 150-1, ..., 150-n is When in the vicinity of the wireless power transmitter 110 is provided with a secondary core block (secondary core block) coupled with the electromagnetic field generated by the primary core block of the wireless power transmitter 110. The secondary core block may include a core and one or more secondary coils 151 .

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 고투자율(high perameability)의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. The wireless power transmitter 110 transmits power to the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n without direct electrical contact. In this case, the primary core block and the secondary core block are said to be magnetically inductively coupled or resonantly inductively coupled to each other. The primary coil or secondary coil may have any suitable shape, but may be, for example, a copper wire wound around a formation of high perameability such as ferrite or amorphous metal.

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 수신 전력을 운반할 수 있다. The wireless power receivers 150-1, ..., 150-n are usually connected to an external load (not shown. Here, also referred to as an actual load of the wireless power receiver), and wirelessly from the wireless power transmitter 110 The received power is supplied to an external load. For example, the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n may deliver received power to an object that consumes or stores power, such as a portable electric or electronic device or a rechargeable battery cell or battery, respectively. there is.

도 2는 무선 전력 전송 절차의 일 예를 나타낸다.2 shows an example of a wireless power transmission procedure.

도 2를 참조하면, 무선전력 전송장치는 스탠바이(standby) 모드에서 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치함을 감지한다(S200). 여기서 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치를 감지하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 본 발명에서 특정 방법으로 한정하는 것은 아니다. 일 예로, 무선전력 전송장치는 주기적으로 특정 주파수의 아날로그 핑을 방출하고, 이에 대한 검출 전류, 공진 쉬프트(resonance shift) 또는 커패시턴스 변화(capacitance change)을 기반으로 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치함을 감지할 수 있다. 다른 예로, 무선전력 전송장치는 주기적으로 탐색 신호를 전송하고, 무선전력 수신장치가 상기 탐색 신호를 기반으로 응답 신호를 전송하는 경우, 상기 응답 신호를 기반으로 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에 위치함을 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 무선전력 전송장치가 주기적으로 비콘(beacon)을 전송하면, 이에 대한 응답으로서 무선전력 수신장치가 탐색 신호(searching signal) 또는 광고(advertisement)를 무선전력 전송장치로 전송함으로써 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the wireless power transmitter detects that the wireless power receiver is located in the charging area in a standby mode ( S200 ). Here, there may be various methods for the wireless power transmitter to detect the wireless power receiver, and the present invention is not limited to a specific method. For example, the wireless power transmitter periodically emits an analog ping of a specific frequency, and the wireless power receiver is located in the charging area based on the detected current, resonance shift, or capacitance change. can detect As another example, the wireless power transmitter periodically transmits a discovery signal, and when the wireless power receiver transmits a response signal based on the discovery signal, the wireless power receiver is located in the charging area based on the response signal can sense the As another example, when the wireless power transmitter periodically transmits a beacon, in response to this, the wireless power receiver transmits a searching signal or advertisement to the wireless power transmitter by transmitting wireless power. The device may detect the wireless power receiver.

무선전력 전송장치는 무선전력 전송을 위한 준비 단계로 무선전력 수신장치로 정보 요청 신호를 전송한다(S210). 여기서 정보 요청 신호는 무선전력 수신장치의 ID 및 요구 전력 정보를 요청하는 신호일 수 있다. 일 예로 정보 요청 신호는 데이터 패킷 메시지의 형태로 전송될 수 있다. 다른 예로 정보 요청 신호는 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치 간 미리 정의된 기준에 따라 디지털 핑 형태로 전송될 수 있다. The wireless power transmitter transmits an information request signal to the wireless power receiver as a preparation step for wireless power transmission (S210). Here, the information request signal may be a signal for requesting the ID and required power information of the wireless power receiver. For example, the information request signal may be transmitted in the form of a data packet message. As another example, the information request signal may be transmitted in the form of a digital ping according to a predefined standard between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

무선전력 수신장치는 상기 정보 요청 신호에 대한 응답으로 ID 및 구성(configuration) 정보를 무선전력 전송장치로 전송한다(S220). 여기서 상기 구성 정보는 무선전력 수신장치가 제공받기를 원하는 최대 전력량(maximum amount of power)을 포함할 수 있다.The wireless power receiver transmits ID and configuration information to the wireless power transmitter in response to the information request signal (S220). Here, the configuration information may include a maximum amount of power desired to be provided by the wireless power receiver.

무선전력 전송장치는 상기 ID 및 상기 구성 정보를 기반으로, 전력 전송을 위한 파라미터들을 구성하고 무선전력 수신장치로 무선전력 전송을 수행한다(S230). 즉, 무선전력 전송장치는 상기 ID 및 상기 구성 정보를 기반으로 전력 전송 계약을 생성(create)하고, 무선전력 수신장치로 무선전력 전송을 수행한다. 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치로 무선전력 전송을 시작해서 중단하기까지의 단계는 (무선)전력 전송 페이즈(power transfer phase)라고 불릴 수 있다.The wireless power transmitter configures parameters for power transmission based on the ID and the configuration information and performs wireless power transmission to the wireless power receiver (S230). That is, the wireless power transmitter creates a power transmission contract based on the ID and the configuration information, and performs wireless power transmission to the wireless power receiver. The stage from which the wireless power transmitter starts transmitting wireless power to the wireless power receiver and stops it may be called a (wireless) power transfer phase.

무선전력 수신장치는 상기 수신된 무선전력을 베터리 등 외부 부하에 공급할 수 있다.The wireless power receiver may supply the received wireless power to an external load such as a battery.

무선전력 전송장치는 상기 전력 전송을 위한 파라미터들을 감시(monitor)하고, 상기 파라미터들 중 어느 하나라도 정해진(stated) 한계(limit)를 초과하는 경우 상기 무선전력 전송을 중단(abort)할 수 있다.The wireless power transmitter may monitor parameters for the power transmission, and when any one of the parameters exceeds a stated limit, the wireless power transmission may be aborted.

또한, 무선전력 수신장치의 요청에 의하여 상기 S230의 무선전력 전송단계가 종료될(terminated) 수도 있다. 예를 들어, 무선전력 수신장치는 베터리 완충(battery fully charged) 상태의 경우 무선전력 전송장치로 무선전력 전송 종료를 요청하는 신호를 전송할 수 있다.In addition, the wireless power transmission step of S230 may be terminated at the request of the wireless power receiver. For example, the wireless power receiver may transmit a signal requesting termination of wireless power transmission to the wireless power transmitter when the battery is fully charged.

한편, S230 이후 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치로 컨트롤 에러 패킷(control error packet: CEP)을 주기 또는 비주기적으로 지속적으로 전송한다(S240-1, S240-2, S240-3). 이는 무선전력 전송장치에서 무선전력 수신장치로 전송되는 전력 량(amount of power) 제어, 즉 전력 제어를 수행하기 위함이다. 단계 S240-1 내지 S240-3과 같은 전력 제어 절차는 도 3 내지 도 5의 실시예들에 따른 전력 제어 절차를 포함할 수 있다. On the other hand, after S230, the wireless power receiver continuously transmits a control error packet (CEP) to the wireless power transmitter periodically or aperiodically (S240-1, S240-2, S240-3). This is to control the amount of power transmitted from the wireless power transmitter to the wireless power receiver, that is, to perform power control. The power control procedure such as steps S240-1 to S240-3 may include the power control procedure according to the embodiments of FIGS. 3 to 5 .

도 3은 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간 수행되는 전송되는 전력 량 제어 절차의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of a procedure for controlling the amount of transmitted power performed between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

도 3을 참조하면, 무선전력 수신장치는 원하는 컨트롤 포인트(desired control point)를 선택한다(S300). 여기서 컨트롤 포인트는 전류 및/또는 전압, 무선전력 수신장치의 어느 한 부분의 온도 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the wireless power receiver selects a desired control point ( S300 ). Here, the control point may include current and/or voltage, temperature of any one part of the wireless power receiver, and the like.

무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치로부터 수신된 무선전력을 기반으로 실제 컨트롤 포인트(actual control point)를 결정(determine)한다(S310). The wireless power receiver determines an actual control point based on the wireless power received from the wireless power transmitter (S310).

무선전력 수신장치는 상기 원하는 컨트롤 포인트와 상기 실제 컨트롤 포인트를 이용하여 컨트롤 에러 값(control errer value)를 계산한다(S320). 예를 들어, 원하는 전압(또는 전류)과 실제 전압(또는 전류)의 (상대적) 차이(difference)를 통하여 상기 컨트롤 에러 값을 계산할 수 있다. The wireless power receiver calculates a control error value using the desired control point and the actual control point (S320). For example, the control error value may be calculated based on a (relative) difference between a desired voltage (or current) and an actual voltage (or current).

무선전력 수신장치는 상기 컨트롤 에러 값을 기반으로 컨트롤 에러 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S330).The wireless power receiver generates a control error packet based on the control error value and transmits it to the wireless power transmitter (S330).

무선전력 전송장치는 상기 컨트롤 에러 패킷을 기반으로 필요에 따라 새로운 동작 포인트(operation point)를 설정(set)한다(S340). 여기서 상기 동작 포인트는 예를 들어, 1차 코일에 적용(apply)되는 AC 전압의 진폭(amplitude), 주파수(frequency), 듀티 사이클(duty cycle) 중 적어도 하나가 될 수 있다. The wireless power transmitter sets a new operation point as needed based on the control error packet (S340). Here, the operating point may be, for example, at least one of an amplitude, a frequency, and a duty cycle of an AC voltage applied to the primary coil.

무선전력 전송장치는 상기 새로운 동작 포인트를 기반으로 무선전력 수신장치로 무선전력 전송을 수행한다(S350). 이 경우, 무선전력 전송장치는 상기 무선전력 수신장치로부터 새로운 컨트롤 에러 패킷이 수신되기까지 상기 동작 포인트를 유지할 수 있다.The wireless power transmitter performs wireless power transmission to the wireless power receiver based on the new operation point (S350). In this case, the wireless power transmitter may maintain the operation point until a new control error packet is received from the wireless power receiver.

다시 도 2를 참조하면, 무선전력 전송장치는 컨트롤 에러 패킷이 수신된 후로부터 일정 기간 T(예를 들어, 1.8s) 내에 S240-4와 같이 다시 컨트롤 에러 패킷이 수신되지 않는 경우 상기 충전 영역에서 무선전력 수신장치가 제거된 것으로 보고, 무선전력 전송을 중단한다(S250). 이는 상술한 파라미터의 정해진 한계 초과 및 베터리 완충 상태 외에 사용자가 아무때나(any time) 무선전력을 수신하는 무선전력 수신장치를 상기 충전 영역에서 제거하는 등의 경우에도 무선전력 전송을 중단할 필요가 있기 때문이다. Referring back to FIG. 2 , the wireless power transmitter is in the charging area if the control error packet is not received again as in S240-4 within a predetermined period T (eg, 1.8s) after the control error packet is received. It is considered that the wireless power receiver has been removed, and the wireless power transmission is stopped (S250). It is necessary to stop the wireless power transmission even when the user removes the wireless power receiver that receives wireless power from the charging area at any time in addition to exceeding the set limit of the above parameters and the battery is fully charged. because there is

하지만, 무선전력 수신장치가 무선전력 수신을 통한 베터리 충전을 수행함에 있어, 무선전력 수신장치 및/또는 베터리 내부의 경부하 상태 등의 경우 무선전력 수신장치에서 무선전력 전송장치로 전송되는 패킷에 왜곡이 발생할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 수신장치에 연결된(또는 구비된) 베터리의 충전 중, 경우에 따라 부하의 불안정으로 인하여 충전 전류들이 불규칙하게 변화하는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 무선전력 수신장치에서 전송되는 패킷을 왜곡시킬 수 있다. 이러한 경우 비록 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치하는 경우라도, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 판단하고 무선전력 전송을 중단하는 문제가 발생한다. 이는 불필요한 무선전력 전송 중단을 야기하고, 베터리 충전을 지연시키는 문제가 된다.However, when the wireless power receiver performs battery charging through wireless power reception, in the case of a light load condition inside the wireless power receiver and/or the battery, the packet transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter is distorted. This can happen. For example, while charging a battery connected to (or provided with) the wireless power receiver, in some cases, charging currents may change irregularly due to load instability. In this case, the It can distort packets. In this case, even when the wireless power receiver is located in the charging area, the wireless power transmitter determines that the wireless power receiver is removed from the charging area and stops the wireless power transmission. This causes unnecessary wireless power transmission interruption and delays battery charging.

도 4는 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의한 전력 제어를 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다. 도 4는 상기 도 2의 단계 S230를 포함한 이후의 절차에 해당한다.4 is a flowchart illustrating an example of a method of performing power control by a wireless power transmitter in a wireless power transfer system according to the present invention. FIG. 4 corresponds to a subsequent procedure including step S230 of FIG. 2 .

도 4를 참조하면, 무선전력 전송장치는 CEP(control error packet) 타이머를 구동한다(S400). 이는 무선전력 전송장치가 파워 전송 페이즈에서 CEP를 일정 시간내에 수신하는지 체크하기 위함이다. 상기 타이머는 도 2에서 상술한 일정 기간 T로 설정될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 상기 타이머는 1.8s로 설정될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the wireless power transmitter drives a control error packet (CEP) timer (S400). This is to check whether the wireless power transmitter receives the CEP within a predetermined time in the power transfer phase. The timer may be set to the predetermined period T described above with reference to FIG. 2 . In this case, for example, the timer may be set to 1.8s.

무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트를 초기화한다(S405). 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 전송되는 메시지를 디코딩하기 위하여 디코딩 알고리즘을 구동시키며, 무선전력 수신장치로부터 수신 파형이 들어오면 디코딩을 위해서 인터럽트가 발생하게 된다. 구체적으로 무선전력 전송장치에 구비된 MCU(machine control unit)의 인터럽트 포트에 파형이 인가되면 정상파형 및 비정상파형(예를 들어 임펄스성 노이즈) 상관없이 상기 파형의 라이징에지(rising edge) 및 폴링에지(falling edge)에서 인터럽트가 발생하고, 인터럽트가 발생할 때마다 인터럽트 카운트가 증가된다. The wireless power transmitter initializes the interrupt count (S405). The wireless power transmitter drives a decoding algorithm to decode a message transmitted from the wireless power receiver, and when a received waveform is received from the wireless power receiver, an interrupt is generated for decoding. Specifically, when a waveform is applied to an interrupt port of a machine control unit (MCU) provided in the wireless power transmitter, a rising edge and a falling edge of the waveform regardless of a standing waveform or a non-standing waveform (eg, impulse noise) An interrupt occurs at a falling edge, and the interrupt count is incremented whenever an interrupt occurs.

상기 인터럽트 카운트가 초기화되면, 무선전력 전송장치는 인터럽트가 발생하는지 여부를 확인한다(S410). 예를 들어, 무선전력 전송장치가 CEP 패킷을 수신하는 경우, 하나의 CEP 패킷당 인터럽트가 약 66번 카운트될 수 있다. 하나의 CEP 패킷은 각각 1바이트(byte)로 구성되는 헤더(header), 메시지(message), 체크섬(checksum) 필드를 포함하며, 각 필드에는 스타트 비트(start bit), 패리티 비트(parity bit), 스톱 비트(stop bit)가 추가될 수 있으므로, 하나의 CEP 패킷은 총 33비트를 포함할 수 있다. 또한, 인터럽트는 파형의 각 라이징에지 및 폴링에지에서 발생하므로, 상기 33비트에 대하여는 66번의 인터럽트가 발생할 수 있다. When the interrupt count is initialized, the wireless power transmitter checks whether an interrupt occurs (S410). For example, when the wireless power transmitter receives a CEP packet, interrupts per one CEP packet may be counted about 66 times. One CEP packet includes a header, a message, and a checksum field composed of 1 byte each, and each field includes a start bit, a parity bit, Since a stop bit may be added, one CEP packet may include a total of 33 bits. In addition, since interrupts are generated at each rising edge and falling edge of the waveform, 66 interrupts can be generated for the 33 bits.

만약 S410에서 인터럽트가 발생한 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트를 증가시키고(S415), 상기 CEP 타이머가 만료(또는 타임아웃)되었는지 확인한다(S420). 여기서 상기 CEP 타이머는 T 값을 가짐은 상술한 바와 같다.If an interrupt occurs in S410, the wireless power transmitter increments the interrupt count (S415), and checks whether the CEP timer has expired (or timed out) (S420). Here, the CEP timer has a value of T as described above.

만약 S410에서 인터럽트가 발생하지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트의 증가 없이, 상기 CEP 타이머가 만료되었는지 확인한다(S420).If no interrupt occurs in S410, the wireless power transmitter checks whether the CEP timer has expired without increasing the interrupt count (S420).

만약 S420에서 상기 CEP 타이머가 만료되지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 수신된 메시지 패킷이 있는지 확인한다(S425).If the CEP timer has not expired in S420, the wireless power transmitter checks whether there is a message packet received from the wireless power receiver (S425).

만약 S425에서 수신된 메시지 패킷이 없는 경우 무선전력 전송장치는 S410 절차로 회귀한다.If there is no message packet received in S425, the wireless power transmitter returns to the procedure S410.

만약 S425에서 수신된 메시지 패킷이 있고, 상기 패킷이 컨트롤 에러 패킷(CEP)인 경우(S430), 무선전력 전송장치는 필요에 따라 전력 제어를 수행하고 CEP 타이머를 초기화한 후(S435), 다시 S405 절차로 회귀한다.If there is a message packet received in S425 and the packet is a control error packet (CEP) (S430), the wireless power transmitter performs power control as necessary and initializes the CEP timer (S435), then again at S405 return to the procedure.

만약 S425에서 수신된 메시지 패킷이 있고, 상기 패킷이 종료 전력 전송 패킷(end power transfer packet)인 경우(S440), 무선전력 전송장치는 무선전력 전송을 종료(end)할 수 있다(S445). 여기서 상기 종료 전력 전송 패킷은 예를 들어, 완충(charge complete), 과열(over temperature), 과전압(over voltage) 또는 과전류(over current) 등 상기 무선전력 전송의 종료를 요청하는 이유(reason)를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.If there is a message packet received in S425 and the packet is an end power transfer packet (S440), the wireless power transmitter may end wireless power transmission (S445). Here, the end power transmission packet indicates, for example, a reason for requesting the end of the wireless power transmission, such as full charge, over temperature, over voltage, or over current. may contain information.

한편, 만약 S420에서 상기 CEP 타이머가 만료된 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트가 기준값을 초과하는지 확인한다(S450). 이는 CEP 타이머가 만료된 경우, 인터럽트 카운트 값을 기반으로 무선전력 수신장치가 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 판단하기 위함이다. 여기서 상기 기준값은 예를 들어 500으로 설정될 수 있다. 이 경우 인터럽트 카운트 값이 상기 기준값 500보다 큰 값이면, 무선전력 전송장치는 상기 CEP 타이머가 만료되었음에도 불구하고, 무선전력 수신장치가 여전히 상기 충전 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the CEP timer expires in S420, the wireless power transmitter checks whether the interrupt count exceeds a reference value (S450). This is to determine whether the wireless power receiver is removed from the charging area based on the interrupt count value when the CEP timer expires. Here, the reference value may be set to, for example, 500. In this case, if the interrupt count value is greater than the reference value 500, the wireless power transmitter may determine that the wireless power receiver is still located in the charging area despite the expiration of the CEP timer.

만약 S450에서 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값을 초과하는 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에 위치하는 것으로 판단하고, 상기 CEP 타이머를 초기화하고(S455), 상기 무선전력 전송을 지속하고, (S460), 상기 S405 절차로 회귀한다.If the interrupt count exceeds the reference value in S450, the wireless power transmitter determines that the wireless power receiver is located in the charging area, initializes the CEP timer (S455), and continues the wireless power transmission and (S460), the process returns to the above S405.

만약 S450에서 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값을 초과하지 않는 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 보고, 무선전력 전송을 중단한다(S465).If the interrupt count does not exceed the reference value in S450, the wireless power transmitter considers that the wireless power receiver has been removed from the charging area and stops wireless power transmission (S465).

상술한 방법에 따르면 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로부터 일정 기간 이상 CEP 패킷이 전송되지 않더라고, 인터럽트 카운트를 통하여 무선전력 수신장치가 충전 영역에 위치하는지를 추가적으로 판단하고, 지속적으로 충전을 수행할 수 있다. 이 경우, 무선전력 수신장치의 경부하 상태 등과 같이 일시적으로 무선전력 수신장치 및/또는 베터리 내부의 심각한 부하 변동이 발생하여, 무선전력 수신장치에서 무선전력 전송장치로 전송하는 패킷에 왜곡이 발생하는 경우에도, 불필요한 무선전력 전송 중단을 막고, 신속하게 베터리를 충전할 수 있다.According to the above method, the wireless power transmitter additionally determines whether the wireless power receiver is located in the charging area through the interrupt count even if the CEP packet is not transmitted from the wireless power receiver for a certain period of time, and continuously performs charging. can In this case, severe load fluctuations in the wireless power receiver and/or battery temporarily occur, such as under a light load condition of the wireless power receiver, and distortion occurs in packets transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter. Even in this case, unnecessary interruption of wireless power transmission can be prevented and the battery can be quickly charged.

한편, 상기 CEP 타이머를 위한 상기 일정 기간 T를 n등분하여, n등분된 각 구간별로 나누어 본 발명에 따른 전력 제어 동작을 수행하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, when the power control operation according to the present invention is performed by dividing the predetermined period T for the CEP timer into n equal sections and dividing each section into n equal sections, it can be expressed as follows.

도 5는 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의한 전력 제어를 수행하는 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating another example of a method for performing power control by a wireless power transmitter in a wireless power transmission system according to the present invention.

도 5를 참조하면, 무선전력 전송장치는 CEP 타이머를 구동한다(S500). 상기 타이머는 도 2에서 상술한 일정 기간 T를 n등분한 값(즉, T/n)으로 설정될 수 있다. 예를 들어 상기 n=5이고, 상기 T는 1.8s인 경우, 상기 CEP 타이머는 360ms로 설정될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the wireless power transmitter drives the CEP timer ( S500 ). The timer may be set to a value obtained by dividing the predetermined period T in FIG. 2 into n equal parts (ie, T/n). For example, when n=5 and T is 1.8s, the CEP timer may be set to 360ms.

무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트를 초기화한다(S505).The wireless power transmitter initializes the interrupt count (S505).

무선전력 전송장치는 인터럽트가 발생하는지 여부를 확인한다(S510). The wireless power transmitter checks whether an interrupt occurs (S510).

만약 S510에서 인터럽트가 발생한 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트를 증가시키고(S515), 상기 CEP 타이머가 만료(또는 타임아웃)되었는지 확인한다(S520). 여기서 상기 CEP 타이머는 T/n 값을 가짐은 상술한 바와 같다.If an interrupt occurs in S510, the wireless power transmitter increments the interrupt count (S515) and checks whether the CEP timer has expired (or timed out) (S520). Here, the CEP timer has a T/n value as described above.

만약 S510에서 인터럽트가 발생하지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트의 증가 없이, 상기 CEP 타이머가 만료되었는지 확인한다(S520).If no interrupt occurs in S510, the wireless power transmitter checks whether the CEP timer has expired without increasing the interrupt count (S520).

한편, 만약 S520에서 상기 CEP 타이머가 만료된 경우, 무선전력 전송장치는 인터럽트 카운트가 기준값을 초과하는지 확인한다(S550). 여기서 상기 기준값은 예를 들어 100으로 설정될 수 있다.On the other hand, if the CEP timer expires in S520, the wireless power transmitter checks whether the interrupt count exceeds a reference value (S550). Here, the reference value may be set to, for example, 100.

만약 S550에서 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값을 초과하는 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에 위치하는 것으로 판단하고, 상기 CEP 타이머를 초기화하고(S555), 상기 무선전력 전송을 지속하는 상태로(S560) 상기 S505 절차로 회귀한다.If the interrupt count exceeds the reference value in S550, the wireless power transmitter determines that the wireless power receiver is located in the charging area, initializes the CEP timer (S555), and continues the wireless power transmission In the state of (S560), the process returns to the above S505.

만약 S550에서 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값을 초과하지 않는 경우, 무선전력 전송장치는 CEP 디코딩 실패(failure) 카운트를 증가시킨다(S562). 여기서 CEP 디코딩 실패 카운트는 상술한 n개의 구간 중에서 CEP 디코딩이 실패하고, 인터럽트가 기준값 이하인 연속적인 구간의 수를 나타낸다. 즉, 상기 n개의 구간 모두에 대하여 CEP 디코딩이 실패하고, 인터럽트가 기준값 이하로 검출된 경우, 무선전력 전송장치는 상기 일정 기간 T 동안 CEP를 수신하지 못한 것으로 볼 수 있고, 이 경우 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 볼 수 있다.If the interrupt count does not exceed the reference value in S550, the wireless power transmitter increases the CEP decoding failure count (S562). Here, the CEP decoding failure count indicates the number of consecutive sections in which CEP decoding fails and the interrupt is equal to or less than the reference value among the n sections described above. That is, when CEP decoding fails for all of the n sections and an interrupt is detected to be less than or equal to a reference value, it can be seen that the wireless power transmitter has not received the CEP for the predetermined period T, and in this case, the wireless power receiver It can be seen that is removed from the filling region.

무선전력 전송장치는 상기 CEP 디코딩 실패 카운트가 상기 n보다 크거나 같은지 확인한다(S563). The wireless power transmitter checks whether the CEP decoding failure count is greater than or equal to the n (S563).

만약 S563에서 상기 CEP 디코딩 실패 카운트가 상기 n보다 작은 경우, 무선전력 전송장치는, 상기 CEP 타이머를 초기화하고(S555), 상기 S505 절차로 회귀한다. If the CEP decoding failure count is smaller than the n in S563, the wireless power transmitter initializes the CEP timer (S555), and returns to the S505 procedure.

만약, S563에서 상기 CEP 디코딩 실패 카운트가 상기 n보다 크거나 같은 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 보고, 무선전력 전송을 중단한다(S565).If, in S563, the CEP decoding failure count is greater than or equal to n, the wireless power transmitter considers that the wireless power receiver has been removed from the charging area and stops wireless power transmission (S565).

나머지 단계 S525, S530, S535, S540 및 S545는 도 4에서의 절차와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the remaining steps S525, S530, S535, S540, and S545 are the same as the procedures in FIG. 4 , a detailed description thereof will be omitted.

도 6은 본 발명에 따른 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치를 나타내는 블록도의 일 예이다.6 is an example of a block diagram showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to the present invention.

도 6을 참조하면, 무선전력 전송장치(600)는 적어도 하나의 1차 코일(605), 1차 코일(605)에 연결되어 전자기장을 발생하기 위해 1차 코일(605)에 전기 구동 신호들을 인가하기 위한 전력 전환 유닛(power conversion unit, 610), 통신 유닛(620), 그리고 제어 유닛(630)을 포함한다. Referring to FIG. 6 , the wireless power transmitter 600 is connected to at least one primary coil 605 and the primary coil 605 to apply electric driving signals to the primary coil 605 to generate an electromagnetic field. and a power conversion unit 610 , a communication unit 620 , and a control unit 630 .

무선전력 전송장치(600)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼이며, 이 플랫폼상 또는 그 근처의 충전 영역에 각각의 무선전력 수신장치(650)가 놓일 수 있다. The wireless power transmitter 600 may have any suitable shape, but one preferred configuration is a flat platform with a power transmission surface, each wireless power receiver 650 in a charging area on or near the platform. can be placed

전력 전환 유닛(610)은 하프 브릿지(half-bridge) 인버터 또는 풀 브릿지(full bridge) 인버터일 수 있다. 전력 전환 유닛(610)은 스위칭을 통해 1차 코일(605)에 인가되는 전기 구동 신호의 주파수, 듀티 사이클, 진폭 등을 제어할 수 있다. The power conversion unit 610 may be a half-bridge inverter or a full bridge inverter. The power conversion unit 610 may control the frequency, duty cycle, amplitude, etc. of the electric driving signal applied to the primary coil 605 through switching.

통신 유닛(620)은 무선전력 전송장치(600)와 무선전력 수신장치(650) 간의 통신을 제어한다. 일 예로, 통신 유닛(620)은 1차 코일(605)를 통하여, 무선전력 수신장치(650)와 통신을 수행할 수 있다. 다른 예로, 통신 유닛(620)은 통신 유닛(620) 및 통신 유닛(680)에 각각 구비되는 별도의 RF(radio frequency) 통신 수단을 통하여 무선전력 수신장치(650)와 통신을 수행할 수도 있다.The communication unit 620 controls communication between the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver 650 . For example, the communication unit 620 may communicate with the wireless power receiver 650 through the primary coil 605 . As another example, the communication unit 620 may communicate with the wireless power receiver 650 through separate radio frequency (RF) communication means respectively provided in the communication unit 620 and the communication unit 680 .

통신 유닛(620)은 무선전력 수신장치(650)로부터 ID, 구성 정보, CEP, 또는 종료 전력 전송 패킷(end power transfer packet) 등을 수신할 수 있다. The communication unit 620 may receive an ID, configuration information, CEP, or an end power transfer packet from the wireless power receiver 650 .

제어 유닛(630)은 상기 ID, 상기 구성 정보, 상기 CEP, 상기 종료 전력 전송 패킷 등을 기반으로 전력 제어를 위한 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 전력 전환 유닛(610)으로 전송한다. The control unit 630 generates a control signal for power control based on the ID, the configuration information, the CEP, and the end power transmission packet, and transmits the control signal to the power conversion unit 610 .

제어 유닛(630)은 상술한 바와 같은 본 발명을 구현하기 위해 필요한 제어 동작을 수행할 수 있다. The control unit 630 may perform a control operation necessary to implement the present invention as described above.

제어 유닛(630)은 CEP 타이머를 초기화 및 구동시킬 수 있다. 여기서 CEP 타이머는 기준 시간 T 또는 T/n 값으로 설정될 수 있다.The control unit 630 may initialize and drive the CEP timer. Here, the CEP timer may be set to a reference time T or a T/n value.

제어 유닛(630)은 통신 유닛(630)이 수신되는 파형을 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트에 관한, 인터럽트 카운트를 초기화 및 측정할 수 있다. The control unit 630 may initialize and measure an interrupt count relating to an interrupt that occurs when the communication unit 630 decodes a received waveform.

제어 유닛(630)은 상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트 카운트를 기반으로 본 발명에 따른 전력 제어를 수행한다.The control unit 630 performs power control according to the present invention based on the CEP timer and the interrupt count.

일 예로, 제어 유닛(630)은 CEP 타이머(예를 들어, T)가 만료된 경우, 상기 CEP 타이머가 만료된 시점의 인터럽트 카운트와 기준값을 비교하고, 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 CEP 타이머의 만료에도 불구하고, 무선전력 수신장치(650)가 여전히 무선전력 전송장치(600)의 충전 영역에 위치하는 것으로 보고, 1차 코일(605)를 통한 무선전력 전송을 지속할 수 있다.For example, when the CEP timer (eg, T) expires, the control unit 630 compares the interrupt count at the time the CEP timer expires with a reference value, and when the interrupt count is greater than the reference value, the Despite the expiration of the CEP timer, the wireless power receiver 650 is still considered to be located in the charging area of the wireless power transmitter 600 , and wireless power transmission through the primary coil 605 can be continued.

다른 예로, 제어 유닛(630)은 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값보다 크지 않은 경우, 상기 CEP 타이머의 만료에 따라, 무선전력 수신장치(650)가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 보고, 1차 코일(605)를 통한 무선전력 전송을 중단할 수 있다.As another example, when the interrupt count is not greater than the reference value, the control unit 630 determines that the wireless power receiver 650 is removed from the charging area according to the expiration of the CEP timer, and the primary coil 605 ) to stop wireless power transmission.

또 다른 예로, 제어 유닛(630)은 CEP 타이머(예를 들어, T/n)가 만료된 경우, 상기 CEP 타이머가 만료된 시점의 인터럽트 카운트와 기준값을 비교하고, 상기 인터럽트 카운트가 상기 기준값보다 큰 경우, CEP 디코딩 실패 카운트를 증가시키고, CEP 디코딩 실패 카운트가 n보다 크거나 같은 경우, 무선전력 수신장치(650)가 상기 충전 영역에서 제거된 것으로 보고, 1차 코일(605)를 통한 무선전력 전송을 중단할 수 있다.As another example, when the CEP timer (eg, T/n) expires, the control unit 630 compares the interrupt count at the time the CEP timer expires with a reference value, and the interrupt count is greater than the reference value. case, increase the CEP decoding failure count, and if the CEP decoding failure count is greater than or equal to n, the wireless power receiver 650 is considered to be removed from the charging area, and wireless power transmission through the primary coil 605 can be stopped

무선전력 수신장치(650)는 무선전력 전송장치(600)로부터 분리가능하고, 무선전력 수신장치(650)가 무선전력 전송장치(600)의 충전 영역에 있을 때 무선전력 전송장치(600)에 의해 발생되는 전자기장과 결합되는 적어도 하나의 2차 코일(655)을 갖는다. 이 방식에서, 직접적인 전기 접촉 없이 무선전력 전송장치(600)로부터 무선전력 수신장치(650)로 전력이 전달될 수 있다. 무선전력 수신장치는 부하(670), 상기 2차 코일(655)과 연결되어 전력을 수집하고 부하(670)로 전력을 공급하는 전력 수집 유닛(power pick-up unit, 660), 통신 유닛(680), 그리고 제어 유닛(690)을 포함한다. The wireless power receiver 650 is detachable from the wireless power transmitter 600, and when the wireless power receiver 650 is in the charging area of the wireless power transmitter 600, by the wireless power transmitter 600 It has at least one secondary coil 655 coupled to the generated electromagnetic field. In this way, power may be transferred from the wireless power transmitter 600 to the wireless power receiver 650 without direct electrical contact. The wireless power receiver includes a load 670 , a power pick-up unit 660 that is connected to the secondary coil 655 to collect power and supplies power to the load 670 , and a communication unit 680 . ), and a control unit 690 .

통신 유닛(680)은 무선전력 전송장치(600)와 무선전력 수신장치(650) 간의 통신을 제어한다. 일 예로, 통신 유닛(680)은 2차 코일(605)를 통하여, 무선전력 전송장치(600)와 통신을 수행할 수 있다. 다른 예로, 통신 유닛(620) 및 통신 유닛(680)은 각각 별도의 RF 통신 수단을 구비할 수 있으며, 통신 유닛(680)은 상기 RF 통신 수단을 통하여 무선전력 전송장치(600)와 통신을 수행할 수도 있다.The communication unit 680 controls communication between the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver 650 . For example, the communication unit 680 may communicate with the wireless power transmitter 600 through the secondary coil 605 . As another example, the communication unit 620 and the communication unit 680 may each include a separate RF communication means, and the communication unit 680 communicates with the wireless power transmitter 600 through the RF communication means. You may.

통신 유닛(680)은 무선전력 수신장치(650)의 ID, 구성 정보, CEP, 또는 종료 전력 전송 패킷(end power transfer packet) 등을 무선전력 전송장치(600)로 전송할 수 있다. The communication unit 680 may transmit the ID, configuration information, CEP, or end power transfer packet of the wireless power receiver 650 to the wireless power transmitter 600 .

제어 유닛(690)은 무선전력 수신장치(650)에 적합한 레벨의 무선전력이 수신되도록 하기 위한 일련의 제어를 수행한다.The control unit 690 performs a series of controls to allow the wireless power receiver 650 to receive a suitable level of wireless power.

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, an application specific integrated circuit (ASIC), etc. according to software or program code coded to perform the functions. The design, development and implementation of the above 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, those of ordinary skill in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the technical spirit and scope of the present invention. you will understand Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it will be said that all embodiments within the scope of the following claims are included.

Claims (16)

무선 전력 전송 장치에 있어서,
무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 전송하도록 구성된 적어도 하나의 1차 코일(primary coil);
상기 1차 코일을 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 제어 데이터를 수신하도록 구성된 통신 유닛; 및
제어 유닛으로서,
상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 상기 제어 데이터에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 무선 전력 수신 장치로의 무선 전력 전송을 제어하고,
상기 제어 데이터가 컨트롤 에러 값을 포함하는 컨트롤 에러 패킷(control error packet: CEP)을 포함하는 경우 상기 컨트롤 에러 값에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 1차 코일을 통한 상기 무선 전력 전송을 위한 동작 포인트를 설정하도록 구성된, 상기 제어 유닛
을 포함하는, 무선 전력 전송 장치.
A wireless power transmission device comprising:
at least one primary coil configured to transmit wireless power to the wireless power receiver;
a communication unit configured to receive control data from the wireless power receiver through the primary coil; and
A control unit comprising:
control wireless power transmission to the wireless power receiver based at least in part on the control data received from the wireless power receiver;
When the control data includes a control error packet (CEP) including a control error value, set an operation point for the wireless power transmission through the primary coil based at least in part on the control error value the control unit configured to
Including, a wireless power transmission device.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤 에러 값은 상기 무선 전력 수신 장치로부터의 CEP에서 수신되는 것인, 무선 전력 전송 장치.
According to claim 1,
The control error value is received in the CEP from the wireless power receiver, the wireless power transmitter.
제2항에 있어서,
상기 CEP는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 신호를 통해 수신되고,
상기 제어 유닛은 또한, 상기 통신 유닛이 상기 CEP를 수신하는 경우 CEP 타이머를 초기화하고, 상기 수신되는 신호를 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트를 카운트하도록 구성되고,
상기 제어 유닛은 또한, 상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트의 카운트를 기반으로 상기 무선 전력 수신 장치로의 상기 무선 전력 전송을 중단 또는 제어하도록 구성되는 것인, 무선 전력 전송 장치.
3. The method of claim 2,
The CEP is received through a signal received from the wireless power receiver,
the control unit is further configured to initialize a CEP timer when the communication unit receives the CEP and to count interrupts occurring in decoding the received signal;
The control unit is further configured to stop or control the wireless power transmission to the wireless power receiver based on the count of the CEP timer and the interrupt.
제3항에 있어서,
상기 CEP 타이머는 상기 CEP가 일정 시간 내에 수신되는지를 나타내는 것인, 무선 전력 전송 장치.
4. The method of claim 3,
The CEP timer indicates whether the CEP is received within a predetermined time, the wireless power transmitter.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 크지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송을 중단하고,
상기 제어 유닛은 상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 큰 경우, 상기 무선 전력 전송을 지속하고 상기 CEP 타이머를 초기화하며,
상기 제어 유닛은 상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 크지 않은 경우, CEP 디코딩 실패 카운트를 증가시키는 것인, 무선 전력 전송 장치.
4. The method of claim 3,
the control unit stops the wireless power transmission when the CEP timer expires and the count of the interrupt is not greater than a reference value;
when the CEP timer expires and the count of the interrupt is greater than a reference value, the control unit continues the wireless power transmission and initializes the CEP timer;
and the control unit increments the CEP decoding failure count when the CEP timer expires and the count of the interrupt is not greater than a reference value.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 또한,
상기 제어 데이터가 종료 전력 전송 패킷을 포함하는 경우 상기 1차 코일을 통한 상기 무선 전력 전송을 종료하도록 구성되는 것인, 무선 전력 전송 장치.
According to claim 1,
The control unit is also
When the control data includes an end power transmission packet, the wireless power transmission device is configured to terminate the wireless power transmission through the primary coil.
제6항에 있어서,
상기 종료 전력 전송 패킷은 상기 무선 전력 전송의 종료를 요청하는 이유를 나타내는 정보를 포함하는 것인, 무선 전력 전송 장치.
7. The method of claim 6,
The end power transmission packet will include information indicating the reason for requesting the end of the wireless power transmission, the wireless power transmission device.
제7항에 있어서,
상기 이유는 완충, 과열, 과전압 또는 과전류 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 무선 전력 전송 장치.
8. The method of claim 7,
The reason will include at least one of buffering, overheating, overvoltage or overcurrent, the wireless power transmission device.
무선 전력 전송 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
적어도 하나의 1차 코일을 통하여 무선 전력 수신 장치로 무선 전력을 전송하는 단계;
상기 1차 코일을 통해 상기 무선 전력 수신 장치로부터 제어 데이터를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 상기 제어 데이터에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 무선 전력 수신 장치로의 무선 전력 전송을 제어하는 단계; 및
상기 제어 데이터가 컨트롤 에러 값을 포함하는 컨트롤 에러 패킷(CEP)을 포함하는 경우 상기 컨트롤 에러 값에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 1차 코일을 통한 상기 무선 전력 전송을 위한 동작 포인트를 설정하는 단계
를 포함하는, 방법.
A method performed by a wireless power transmission device, comprising:
transmitting wireless power to a wireless power receiver through at least one primary coil;
receiving control data from the wireless power receiver through the primary coil;
controlling wireless power transmission to the wireless power receiver based at least in part on the control data received from the wireless power receiver; and
setting an operation point for the wireless power transmission through the primary coil based at least in part on the control error value when the control data includes a control error packet (CEP) including a control error value;
A method comprising
제9항에 있어서,
상기 컨트롤 에러 값은 상기 무선 전력 수신 장치로부터의 CEP에서 수신되는 것인, 방법.
10. The method of claim 9,
wherein the control error value is received at the CEP from the wireless powered device.
제10항에 있어서,
상기 CEP는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 신호를 통해 수신되고,
상기 방법은,
상기 무선 전력 수신 장치가 상기 CEP를 수신하는 경우 CEP 타이머를 초기화하고, 상기 수신되는 신호를 디코딩함에 있어 발생하는 인터럽트를 카운트하는 단계; 및
상기 CEP 타이머 및 상기 인터럽트의 카운트를 기반으로 상기 무선 전력 수신 장치로의 상기 무선 전력 전송을 중단 또는 제어하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
11. The method of claim 10,
The CEP is received through a signal received from the wireless power receiver,
The method is
when the wireless power receiver receives the CEP, initializing a CEP timer and counting interrupts generated in decoding the received signal; and
Stopping or controlling the wireless power transmission to the wireless power receiver based on the count of the CEP timer and the interrupt
A method further comprising:
제11항에 있어서,
상기 CEP 타이머는 상기 CEP가 일정 시간 내에 수신되는지를 나타내는 것인, 방법.
12. The method of claim 11,
wherein the CEP timer indicates whether the CEP is received within a certain amount of time.
제11항에 있어서,
상기 무선 전력 전송을 중단 또는 제어하는 단계는,
상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 크지 않은 경우, 상기 무선 전력 전송을 중단하는 단계;
상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 큰 경우, 상기 무선 전력 전송을 지속하고 상기 CEP 타이머를 초기화하는 단계; 및
상기 CEP 타이머가 만료되고 상기 인터럽트의 카운트가 기준값보다 크지 않은 경우, CEP 디코딩 실패 카운트를 증가시키는 단계
를 포함하는, 방법.
12. The method of claim 11,
The step of stopping or controlling the wireless power transmission comprises:
stopping the wireless power transmission when the CEP timer expires and the count of the interrupt is not greater than a reference value;
continuing the wireless power transmission and initializing the CEP timer when the CEP timer expires and the count of the interrupt is greater than a reference value; and
incrementing the CEP decoding failure count when the CEP timer expires and the count of the interrupt is not greater than a reference value
A method comprising
제9항에 있어서,
상기 제어 데이터가 종료 전력 전송 패킷을 포함하는 경우 상기 1차 코일을 통한 상기 무선 전력 전송을 종료하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
10. The method of claim 9,
terminating the wireless power transmission through the primary coil when the control data includes an end power transmission packet
A method further comprising:
제14항에 있어서,
상기 종료 전력 전송 패킷은 상기 무선 전력 전송의 종료를 요청하는 이유를 나타내는 정보를 포함하는 것인, 방법.
15. The method of claim 14,
The method of claim 1, wherein the termination power transmission packet includes information indicating a reason for requesting termination of the wireless power transmission.
제15항에 있어서,
상기 이유는 완충, 과열, 과전압 또는 과전류 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
16. The method of claim 15,
The method of claim 1, wherein the reason comprises at least one of buffering, overheating, overvoltage or overcurrent.
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