KR102461503B1 - 다수기기 동시 충전을 위한 무선 전력 충전 장치 및 이를 이용하는 휴대 단말 - Google Patents

다수기기 동시 충전을 위한 무선 전력 충전 장치 및 이를 이용하는 휴대 단말 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 전력 충전 장치 및 유해 단말에 관한 것이다. 본 발명은 적어도 하나의 휴대 단말이 놓일 수 있는 하우징, 하우징에 놓이는 적어도 하나의 휴대 단말에 충전 전력을 송출하는 무선 전력 송신부, 하우징 일측에 배치되며 무선 전력 송신부 제어에 따라 지정된 충전 전력을 송출하는 송신 안테나를 포함한다. 무선 전력 송신부는 복수의 휴대 단말이 하우징에 놓이는 경우, 복수의 휴대 단말에 필요한 충전 전력들 중 최대 충전 전력 값에 따라 충전 전력을 송출하도록 설정된다.

Description

다수기기 동시 충전을 위한 무선 전력 충전 장치 및 이를 이용하는 휴대 단말{Wireless power charging device for simultaneous charging of multiple devices in a wireless charging system and Portable device using the same}
본 발명은 휴대 단말의 무선 전력 충전 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 휴대 단말을 동시 충전할 수 있는 무선 전력 충전 장치 및 이를 이용하는 휴대 단말에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대 단말은 휴대의 편의성으로 인하여 이용 추세가 가파르게 상승하고 있다. 휴대 단말 기능 중 영상을 시청할 수 있는 기능은 많은 사용자에게 각광받고 있다. 한편, 영상 시청 기능은 많은 데이터 송수신 처리 및 출력을 위한 이미지 처리 등이 수반되어야 하기 때문에, 많은 전력을 소모하게 된다. 한정된 전원을 저장하는 배터리를 포함하는 휴대 단말의 경우 영상 시청을 위해서 잦은 배터리 충전을 요구하고 있다. 이러한 추세에 대응하여, 최근 휴대 단말과 같은 전자기기의 충전 편의성을 높이기 위한 방법으로 무선 충전 기술을 적용하는 사례가 늘고 있다.
무선 전력 공급 방식으로는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 등이 이용되고 있다. 자기 유도 방식은 코일간의 전자기 유도 현상을 이용하는 방식으로, 전력 전송 장치와 전력 수신 장치 사이의 거리가 짧은 거리인 경우에 전력을 공급할 수 있다. 자기 공진 방식은 코일간 자기 공진 현상을 이용하는 방식으로, 전력 전송 장치와 전력 수신 장치 사이의 거리가 수 미터 떨어진 경우에도 전력을 공급할 수 있다.
한국등록특허 제10-1706628호(2017.02.08. 등록)
종래 무선 충전 방식은 기본적으로 1개의 충전 장치가 1개의 휴대 단말을 충전하는 방식에 집중하고 있었다. 그러나 무선 충전을 위한 콘센트 등의 개수가 한정적인 상황에서 많은 사용자들의 휴대 단말을 충전하기 위해서는 다른 사용자가 휴대 단말을 충전하는 동안 대기해야 하는 등의 여러 가지 불편한 상황이 발생하고 있다. 이에 따라, 복수의 휴대 단말을 동시에 안정적으로 충전할 수 있는 시스템에 대한 요구가 늘어나고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다수의 휴대 단말을 동시 충전하는 환경에서 안정적이고 효율적인 충전이 가능한 무선 전력 충전 장치 및 이를 이용하는 휴대 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명의 무선 전력 충전 장치는 적어도 하나의 휴대 단말이 놓일 수 있는 하우징, 상기 하우징에 놓이는 적어도 하나의 휴대 단말에 충전 전력을 송출하는 무선 전력 송신부, 상기 하우징 일측에 배치되며 상기 무선 전력 송신부 제어에 따라 지정된 충전 전력을 송출하는 송신 안테나를 포함하고, 상기 무선 전력 송신부는 복수의 휴대 단말이 상기 하우징에 놓이는 경우, 상기 복수의 휴대 단말에 필요한 충전 전력들 중 최대 충전 전력 값에 따라 충전 전력을 송출하도록 설정될 수 있다.
상기 무선 전력 송신부는 일정 스캔 주기에 따라 복수의 휴대 단말이 상기 하우징 상에 놓이는지 확인하기 위한 스캔 신호를 출력하고, 상기 스캔 신호에 대응하여 복수의 휴대 단말로부터 응답 신호를 수신하면, 상기 응답 신호를 기반으로 상기 복수의 휴대 단말들이 필요로 하는 충전 전력 크기 값들을 확인하도록 설정될 수 있다.
상기 무선 전력 송신부는 상기 복수의 휴대 단말 충전 상태에서 특정 휴대 단말이 상기 하우징으로부터 이탈하여 충전 상태가 해제되는 경우 나머지 적어도 하나의 휴대 단말들이 요구하는 충전 전력 중 최대 충전 전력 값에 해당하는 충전 전력을 송출하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명의 휴대 단말은 배터리, 상기 배터리 충전과 관련한 충전 전력을 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나를 통한 충전 전력 수신을 제어하는 무선 전력 수신부, 상기 무선 전력 수신부와 상기 수신 안테나 사이에 배치되는 임피던스 매칭부, 상기 임피던스 매칭부에 연결되어 상기 수신 안테나의 공진 주파수를 조절하는 임피던스 조절부를 포함하고, 상기 무선 전력 수신부는 상기 수신 안테나가 수신하는 충전 전력의 크기에 따라 상기 임피던스 조절부를 기반으로 상기 수신 안테나의 공진 주파수를 조절하도록 설정될 수 있다.
상기 무선 전력 수신부는 상기 충전 전력이 상기 배터리의 충전을 위해 필요한 수신 전력보다 지정 값 이상으로 큰 경우, 상기 공진 주파수를 충전 전력을 송출하는 송신 안테나의 전력 송출 주파수와 다르도록 상기 임피던스 조절부를 조절할 수 있다.
상기 무선 전력 수신부는 상기 충전 전력이 상기 배터리의 충전을 위해 필요한 수신 전력보다 지정 값 이상으로 큰 경우, 상기 충전 전력 대비 상기 수신 전력의 비율에 대응하여 상기 충전 전력을 송출하는 송신 안테나의 전력 송출 주파수와 상기 공진 주파수가 일정 오차를 가지도록 상기 임피던스 조절부를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 전력 충전 장치 및 휴대 단말에 따르면, 본 발명은 복수의 휴대 단말을 동시 충전하는 환경에서 각 휴대 단말의 충전 상태에 따라 안정적이고 효율적인 충전을 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 충전 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 충전 장치 및 휴대 단말의 구성 중 충전과 관련한 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전과 관련한 휴대 단말 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전과 관련한 무선 전력 충전 장치의 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 충전 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 무선 전력 충전 환경(10)은 무선 전력 충전 장치(200)와, 복수의 휴대 단말들(예: 제1 휴대 단말(100a) 및 제2 휴대 단말(100b))을 포함할 수 있다.
상기 무선 전력 충전 장치(200)는 예컨대, 하우징(210), 무선 전력 송신 모듈(220) 및 케이블 코드(230)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(210)은 상기 복수의 휴대 단말들(100a, 100b)이 놓일 수 있도록 일정 크기의 평평한 면을 포함하고, 상기 무선 전력 송신 모듈(220)을 내측에 안착할 수 있도록 내부가 비어 있는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(210)은 원반 형태로 마련되어 휴대 단말들(100a, 100b)이 놓이는 상부 구조물과, 상기 상부 구조물을 지지하고 상기 케이블 코드(230)가 외부로 노출되도록 일정 크기의 홀이 형성되는 하부 구조물을 포함할 수 있다. 상기 케이블 코드(230)는 영구 전원과 연결되어, 영구 전원을 무선 전력 송신 모듈(220)에 전달할 수 있다. 상기 무선 전력 송신 모듈(220)은 예컨대, 송신 안테나와 무선 전력 송신부 및 송신 임피던스 조절부 등을 포함하고, 영구전원으로부터 전달된 전원을 송신 안테나를 통하여 송출할 수 있다.
상기 무선 전력 충전 장치(200)는 상부 구조물에 놓이는 휴대 단말들(100a, 100b)과 통신하여 송출할 전력의 크기를 조절할 수 있다. 이 동작에서, 무선 전력 충전 장치(200)는 휴대 단말들(100a, 100b) 중 가장 높은 전력을 요구한 휴대 단말을 기준으로 최대 전력을 지정된 주파수로 송출할 수 있다. 상기 무선 전력 충전 장치(200)는 상부 구조물에 하나의 휴대 단말만 놓인 경우, 해당 휴대 단말과 통신하고, 휴대 단말이 요청한 전력에 따른 무선 전력을 송출할 수 있다.
상기 휴대 단말들(100a, 100b)은 예컨대, 일정 용량을 가지는 배터리를 내장하고, 상기 배터리를 무선으로 충전할 수 있도록 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈(예: 상기 무선 전력을 수신하는 수신 안테나 등)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 휴대 단말들(100a, 100b)은 적어도 하나의 사용자 기능 운용에 따른 화면을 출력할 수 있는 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이는 예컨대, 배터리 충전 상태와 관련한 화면(예: 배터리 잔량 표시 화면 또는 배터리 충전 상태 화면 등)을 출력할 수 있다. 상기 휴대 단말들(100a, 100b)은 무선 전력 충전 장치(200)가 무선 전력을 송출하는 동안 무선 전력 충전 장치(200)의 전력 송출 주파수와 관련하여, 충전 상태에 따라 지정된 주파수에 대응하는 수신 안테나를 가지도록 임피던스를 제어할 수 있다. 예를 들어, 휴대 단말들(100a, 100b)은 자신의 충전 상태가 지정된 값 이하인 경우, 무선 전력 충전 장치(200)의 전력 송출 주파수에 매칭되는 공진 주파수를 지원하도록 수신 안테나의 임피던스를 조절할 수 있다. 휴대 단말들(100a, 100b)은 자신의 충전 상태가 지정된 값 이상인 경우, 무선 전력 충전 장치(200)의 전력 송출 주파수에 매칭되는 공진 주파수와 일정 값이 차이가 나는 주파수 특성을 가지도록 수신 안테나의 임피던스를 조절할 수 있다.
예컨대, 충전 전력이 많이 필요하지 않은 휴대 단말은 수신 안테나의 공진 주파수를 능동적으로 바꾸어 무선 전력 충전 장치(200)에 의해서 인가되는 무선 전력을 적게 받도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 충전 장치(200)가 많은 전력을 전송해도 공진주파수가 변경된 휴대 단말은 적은 전력만을 수신하여 과부하 상태로 빠지지 않고 안정적으로 배터리를 충전하거나 배터리 충전 상태를 유지할 수 있다. 또한 공진 주파수가 변경된 휴대 단말은 전력 송출 주파수와 일치되는 공진주파수를 갖는 휴대 단말 및 무선 전력 충전 장치(200)에 영향을 크게 주지 않아 무선 전력 전송 효율 저하를 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 충전 장치 및 휴대 단말의 구성 중 충전과 관련한 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 무선 전력 충전 장치(200)는 무선 전력 송신부(201), 송신 안테나(202), 송신 임피던스 매칭부(203)를 포함할 수 있다.
상기 무선 전력 송신부(201)는 송신 안테나(202)를 이용하여 일정 크기의 무선 전력을 송출할 수 있다. 이와 관련하여, 무선 전력 송신부(201)는 충전 통신 회로, 프로세서, 전력 제어 회로를 포함할 수 있다. 충전 통신 회로는 일정 주기 또는 실시간으로 하우징(210)의 상부 구조물에 적어도 하나의 휴대 단말이 놓이는지 확인하기 위한 스캔 신호를 송출할 수 있다. 충전 통신 회로는 하우징(210)의 상부 구조물에 놓인 적어도 하나로부터 상기 스캔 신호에 대한 응답 신호를 수신하면, 상기 프로세서는 휴대 단말과 협상(예: 지정된 메시지 송수신)하여 출력할 전력의 크기를 결정할 수 있다. 상기 프로세서는 출력할 전력 크기가 결정되면, 해당 전력 크기 값을 전력 제어 회로에 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 회로는 케이블 코드(230)가 전달한 전원 크기를 조절하고, 조절된 전력을 상기 송신 안테나(202)를 통하여 송출할 수 있다.
상기 무선 전력 송신부(201)는 복수의 휴대 단말이 하우징(210)의 상부 구조물에 놓이는 경우, 각 휴대 단말들이 필요로 하는 전력 크기 정보를 획득하고, 획득된 전력 크기 정보 중 최대 전력 값을 획득할 수 있다. 상기 무선 전력 송신부(201)는 상기 최대 전력 값을 기준으로 무선 전력을 송출할 수 있다. 다른 예로서, 상기 무선 전력 송신부(201)는 하우징(210)의 상부 구조물에 복수의 휴대 단말들(100a, 100b)이 놓인 상태에서, 제1 휴대 단말(100a)이 하우징(210)의 상부 구조물로부터 일정 거리 이상 이탈하는 경우, 무선 전력 송신부(201)는 제2 휴대 단말(100b)이 요구하는 무선 전력을 송출할 수 있다. 이 동작에서, 제2 휴대 단말(100b)이 최대 전력 송출을 요청한 상태이면, 무선 전력 송신부(201)는 송출한 무선 전력의 크기를 변경하지 않고, 최대 전력 송출 상태를 유지할 수 있다. 또는, 최대 전력 송출을 요청한 제2 휴대 단말(100b)이 하우징(210)의 상부 구조물로부터 일정 거리 이상 이탈하는 경우, 무선 전력 송신부(201)는 제1 휴대 단말(100a)과 협상(예: 송신 전력 크기 조절과 관련한 메시지 송수신)하여, 제1 휴대 단말(100a)이 요구하는 크기의 무선 전력을 송출할 수 있다. 이 경우, 제1 휴대 단말(100a)은 송신 안테나의 전력 송출 주파수와 일정 크기 차이가 나도록 조절한 수신 안테나의 주파수 값을 다시 변경하여 상기 송신 안테나의 전력 송출 주파수 값에 대응하는 공진 주파수를 가지도록 제어할 수 있다.
상기 송신 안테나(202)는 상기 무선 전력 송신부(201)에 연결될 수 있다. 상기 송신 안테나(202)는 휴대 단말들(100a, 100b)과 통신 시, 통신 안테나로 이용되고, 무선 전력을 송출하는 경우 전력 송출 안테나로 이용될 수 있다.
상기 송신 임피던스 매칭부(203)는 상기 송신 안테나(202) 및 상기 무선 전력 송신부(201) 사이에 연결되고, 송신 안테나(202)와 무선 전력 송신부(201) 간의 임피던스 매칭을 지원할 수 있다.
상기 제1 휴대 단말(100a)은 제1 무선 전력 수신부(111), 제1 수신 안테나(112), 제1 단말 임피던스 매칭부(113) 및 제1 임피던스 조절부(114)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 휴대 단말(100a)은 배터리를 포함할 수 있다. 상기 제2 휴대 단말(100b)은 상기 제1 휴대 단말(100a)과 유사하게 배터리, 제2 무선 전력 수신부(121), 제2 수신 안테나(122), 제2 단말 임피던스 매칭부(123) 및 제2 단말 임피던스 조절부(124)를 포함할 수 있다. 상기 제2 휴대 단말(100b)의 동작은 상기 제1 휴대 단말(100a)의 동작과 유사한 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 이하에서는 제1 휴대 단말(100a)을 기준으로 각 구성들의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
상기 제1 무선 전력 수신부(111)는 제1 휴대 단말(100a)의 무선 전력 충전과 관련한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 무선 전력 수신부(111)는 무선 전력 충전 장치(200)와 통신할 수 있는 단말 통신 회로, 단말 프로세서, 배터리 충전을 제어하는 배터리 충전 회로를 포함할 수 있다. 상기 단말 통신 회로는 무선 전력 충전 장치(200)로부터 무선 충전과 관련한 스캔 신호를 수신하면, 상기 스캔 신호에 대응하는 응답 신호를 상기 무선 전력 충전 장치(200)에 전송할 수 있다. 상기 응답 신호는 예컨대, 제1 휴대 단말(100a)의 배터리 충전과 관련하여 요구되는 충전 전력 요구 값을 포함할 수 있다. 또는, 상기 단말 통신 회로는 상기 무선 전력 충전 장치(200)로부터 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 전력의 크기 값을 획득하여 단말 프로세서에 전달할 수도 있다. 상기 단말 프로세서는 무선 전력 충전 장치(200)와 협의하여 배터리 충전을 수행할 수 있다. 예컨대, 단말 프로세서는 무선 전력 충전 장치(200)에 단말 통신 회로 및 제1 수신 안테나(112)를 기반으로 배터리 충전에 필요한 충전 전력 요구 값을 전달할 수 있다. 단말 프로세서는 무선 전력 충전 장치(200)로부터 무선 전력 크기 값을 수신하고, 상기 무선 전력 크기 값이 자신이 요구한 충전 전력 요구 값과 다를 경우, 제1 임피던스 조절부(114)에 지정된 신호를 전달할 수 있다. 예컨대, 단말 프로세서는 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 전력의 크기 값과 충전 전력 요구 값의 차이에 계산하고, 계산된 차이 값을 제1 임피던스 조절부(114)에 전달할 수 있다. 배터리 충전 회로는 제1 수신 안테나(112)와 연결되어 제1 수신 안테나(112)가 수신하는 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(112)는 제1 무선 전력 수신부(111)와 연결될 수 있다. 제1 수신 안테나(112)는 제1 무선 전력 수신부(111)의 운용 상태에 따라 무선 전력 충전 장치(200)와 통신할 수 있는 통신 안테나로 이용되거나, 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 무선 전력을 수신할 수 있는 전력 수신 안테나로 이용될 수 있다.
상기 제1 단말 임피던스 매칭부(113)는 상기 제1 수신 안테나(112) 및 상기 제1 무선 전력 수신부(111) 사이에 배치되어, 상기 제1 무선 전력 수신부(111)와 제1 수신 안테나(112) 간의 임피던스를 매칭시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 제1 단말 임피던스 매칭부(113)는 예컨대, 지정된 크기의 커패시턴스, 인덕턴스 또는 저항 값을 가지는 적어도 하나의 커패시터, 인덕터 또는 저항을 가질 수 있다.
상기 제1 임피던스 조절부(114)는 상기 제1 단말 임피던스 매칭부(113)와 전기적으로(예: 병렬 또는 직렬 또는 직병렬) 연결될 수 있다. 상기 제1 임피던스 조절부(114)는 Capacitor, Inductor, Resistor 등의 Array로 구성될 수 있다. 도시된 도면에서는 제1 임피던스 조절부(114)는 복수의 커패시터를 포함하는 Capacitor Array 형태로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 임피던스 조절부(114)는 적어도 하나의 가변 커패시터를 포함하거나, 가변 커패시터, 가변 인덕터 및 가변 저항 중 적어도 하나의 조합을 포함할 수도 있다. 복수의 커패시터를 포함하는 제1 임피던스 조절부(114)의 경우, 임피던스 조절과 관련하여, 복수의 커패시터를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 스위치 및 상기 스위치를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 임피던스 조절부(114)는 제1 무선 전력 수신부(111) 제어에 따라 최대 전력 수신이 요구되는 경우, 제1 수신 안테나(112)의 공진 주파수를 무선 전력 충전 장치(200)의 전력 송출 주파수와 일치시켜서, 무선 전력 충전 장치(200)에서 전송 되는 무선 전력을 최대로 받을 수 있도록 한다. 상기 제1 임피던스 조절부(114)는 제1 무선 전력 수신부(111)가 요구하는 충전 전력이 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 송출 전력에 대비하여 지정된 크기 이하로 작을 경우에 제1 수신 안테나(112)의 공진주파수를 무선 전력 전송 주파수와 일치되지 않도록 제어하여, 무선 전력 충전 장치(200)에서 전송하는 무선 전력이 제1 수신 안테나(112)로 인가되지 않도록 제어할 수 있다. 또는, 제1 임피던스 조절부(114)는 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 무선 전력의 일부만 수신할 수 있도록 상기 제1 수신 안테나(112)의 공진 주파수와 상기 무선 전력 전송 주파수 간의 차이가 일정범위 값 이내가 되도록 임피던스를 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전과 관련한 휴대 단말 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 한 실시 예에 따른 휴대 단말 운용 방법은 충전 환경에 진입하는 경우, 301 단계에서, 휴대 단말(100a, 100b)(이하, 제1 휴대 단말(100a) 또는 제1 무선 전력 수신부(111)를 기준으로 설명)은 충전 전력 및 충전량을 확인할 수 있다. 예를 들면, 제1 휴대 단말(100a)은 무선 전력 충전 장치(200)와 일정 거리 이내로 근접된 상태에 놓일 수 있다. 이 경우, 제1 휴대 단말(100a)은 무선 전력 충전 장치(200)와 통신 채널을 형성하고, 무선 전력 충전 장치(200)가 공급하는 충전 전력에 대한 정보를 확인할 수 있다. 또한, 상기 제1 휴대 단말(100a)은 자신의 배터리 충전량을 확인할 수 있다. 이 동작에서, 제1 휴대 단말(100a)은 무선 전력 충전 장치(200)로 자신이 필요한 크기의 충전 전력 요구 값을 전송할 수도 있다.
303 단계에서, 제1 휴대 단말(100a)은 충전 전력이 기준 값보다 큰지 확인할 수 있다. 상기 기준 값은 예컨대, 상기 충전량과 관련하여 설정될 수 있다. 또는, 상기 기준 값은 상기 충전량 값에 해당할 수 있다. 예를 들어, 제1 휴대 단말(100a)은 현재 배터리 충전량에 따라 수신해야할 수신 전력의 크기(상기 기준 값)를 확인하고, 상기 무선 전력 충전 장치(200)가 송출하는 충전 전력 값과 상기 수신 전력 값을 비교할 수 있다.
무선 전력 충전 장치(200)가 공급하는 충전 전력이 상기 기준 값보다 큰 경우, 305 단계에서, 제1 휴대 단말(100a)은 제1 임피던스 조절부(114)를 기반으로 공진 주파수를 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 휴대 단말(100a)은 제1 임피던스 조절부(114)의 커패시턴스를 조절하여 상기 제1 휴대 단말(100a)의 제1 수신 안테나(112)의 공진 주파수를 변경할 수 있다. 이에 따라, 제1 수신 안테나(112)의 공진 주파수는 상기 무선 전력 충전 장치(200)의 전력 송출 주파수와 다른 값을 가질 수 있다. 다른 예로서, 제1 휴대 단말(100a)은 자신이 수신해야 할 전력 크기 값에 대응하여 상기 전력 송출 주파수와 상기 공진 주파수 간의 차이를 조절할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 충전 장치(200)의 송출 전력이 100이고, 상기 제1 휴대 단말(100a)이 필요한 수신 전력이 40인 경우, 상기 제1 휴대 단말(100a)은 전력 송출 주파수와 상기 공진 주파수 간의 차이에 따른 효율이 40%가 되도록 공진 주파수 값을 변경할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 휴대 단말(100a)은 전력 송출 주파수와 공진 주파수 간의 차이에 따른 효율들에 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 제1 휴대 단말(100a)은 송출되는 전력 값과 필요로 하는 수신 전력 값의 차이를 기반으로, 상기 공진 주파수를 결정하고, 결정된 공진 주파수에 따라 상기 제1 임피던스 조절부(114)의 임피던스 값을 조절할 수 있다.
무선 전력 충전 장치(200)가 공급하는 충전 전력이 상기 기준 값보다 작은 경우, 307 단계에서 제1 휴대 단말(100a)은 제1 임피던스 조절부(114)를 기반으로 공진 주파수를 무선 전력 충전 장치(200)의 송신 안테나(202)와 매칭할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 충전 장치(200)의 충전 전력의 크기 값이 제1 휴대 단말(100a)이 필요로 하는 수신 전력과 일치하거나 작은 경우, 제1 휴대 단말(100a)은 제1 임피던스 조절부(114)의 임피던스를 조절하여 제1 수신 안테나(112)의 공진 주파수를 송신 안테나(202)의 전력 송출 주파수에 매칭할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전과 관련한 무선 전력 충전 장치의 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 한 실시 예에 따른 무선 전력 충전 장치의 운용 방법은 무선 충전 환경에 진입하는 경우, 401 단계에서 복수 단말 충전 상태인지 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 충전 장치(200)는 일정 주기로 휴대 단말이 상부 구조물(예: 송신 안테나가 배치된 하우징 일측)에 놓이는지 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 무선 전력 충전 장치(200)는 일정 주기로 스캔 신호를 송출하여 하우징(210) 상에 적어도 하나의 휴대 단말이 놓이는지 확인할 수 있다. 무선 전력 충전 장치(200)는 충전 전력을 송출하는 과정에서, 하우징(210) 상에 복수의 휴대 단말이 놓이는지 확인하기 위한 스캔 주기를 운용할 수 있다.
401 단계에서 복수 단말 충전 상태인 경우, 403 단계에서 무선 전력 충전 장치(200)는 최대 충전 전력을 산출할 수 있다. 무선 전력 충전 장치(200)는 복수의 휴대 단말들로부터 충전 전력 요구 값을 수신하고, 수신된 충전 전력 요구 값들 중 최대 충전 전력 요구 값을 확인할 수 있다. 405 단계에서, 무선 전력 충전 장치(200)는 최대 충전 전력을 송출할 수 있다.
401 단계에서, 하나의 단말 충전 상태인 경우, 407 단계에서, 무선 전력 충전 장치(200)는 해당 단말에 맞는 최적 충전 전력을 산출할 수 있다. 이와 관련하여, 무선 전력 충전 장치(200)는 휴대 단말 간의 송수신된 메시지에서 휴대 단말이 필요로 하는 충전 전력 요구 값을 확인할 수 있다. 409 단계에서, 무선 전력 충전 장치(200)는 최적 충전 전력(또는 휴대 단말이 요청한 충전 전력 요구 값에 따른 충전 전력)을 송출할 수 있다.
411 단계에서, 무선 전력 충전 장치(200)는 충전 종료와 관련한 상태인지 확인할 수 있다. 충전 종료 상태인 경우, 무선 전력 충전 장치(200)는 충전을 종료할 수 있다. 충전 종료 상태가 아닌 경우, 401 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다.
상술한 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
휴대 단말: 100a, 100b
무선 전력 수신부: 111, 121
수신 안테나: 112, 122
단말 임피던스 매칭부: 113, 123
임피던스 조절부: 114, 124
무선 전력 충전 장치: 200
무선 전력 송신부: 201
송신 안테나: 202
송신 임피던스 매칭부: 203

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 복수의 휴대 단말은 각각,
    배터리;
    상기 배터리 충전과 관련한 충전 전력을 무선 전력 충전 장치로부터 수신하는 수신 안테나;
    상기 수신 안테나를 통한 상기 충전 전력의 수신을 제어하는 무선 전력 수신부;
    상기 무선 전력 수신부와 상기 수신 안테나 사이에 배치되며, 상기 무선 전력 수신부와 상기 수신 안테나 간의 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭부;
    상기 임피던스 매칭부에 연결되어 상기 수신 안테나의 공진 주파수를 조절하는 임피던스 조절부;를 포함하고,
    상기 무선 전력 수신부는
    상기 무선 전력 충전 장치가 상기 복수의 휴대 단말에 필요한 충전 전력들 중 최대 충전 전력 값에 따라 충전 전력을 송출하면, 상기 최대 충전 전력 값 대비 상기 배터리의 충전을 위해 필요한 수신 전력 값을 고려하여 상기 임피던스 조절부로 공진 주파수를 조절하되,
    상기 복수의 휴대 단말 중 적어도 하나가 상기 배터리의 충전을 위해 필요한 수신 전력 값이 상기 최대 충전 전력 값인 경우, 상기 공진 주파수를 상기 무선 전력 충전 장치의 전력 송출 주파수와 일치시키고,
    상기 복수의 휴대 단말 중 적어도 다른 하나가 상기 배터리의 충전을 위해 필요한 수신 전력 값이 상기 최대 충전 전력 값 보다 낮은 경우, 상기 공진 주파수와 상기 무선 전력 충전 장치의 전력 송출 주파수 간의 차이가 일정범위 값 이내가 되도록 조절하여 상기 무선 전력 충전 장치의 무선 전력 중 일부만 수신하고,
    상기 복수의 휴대 단말 중 적어도 또 다른 하나가 상기 배터리의 충전이 필요하지 않은 경우, 상기 공진 주파수가 상기 전력 송출 주파수와 다른 값을 갖도록 조절하여 상기 무선 전력 충전 장치의 무선 전력의 수신을 차단하는 복수의 휴대 단말.
  5. 삭제
  6. 삭제
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