KR102481953B1 - 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기가 개시된다. 무선 전력 송신기는, 인가되는 전류를 이용하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 전력 송신부, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 통신 모듈 및 상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명의 다양한 실시예는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 전력 송신기를 무선으로 충전할 수 있으며, 무선 전력 송신기와 통신을 수행할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
종래의 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 배치를 검출하는 절차는 무선 충전 표준에 의하여 제언된다. 예를 들어, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준에서는, 무선 전력 송신기가 기설정된 간격으로 롱 비콘(long beacon) 및 숏 비콘(short beacon)의 검출 전력을 인가한다. 무선 전력 송신기는, 검출 전력 동안에 측정된 임피던스의 변경 여부에 따라 무선 전력 송신기 근처에 무선 전력 수신기가 검출되는지 여부를 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 검출을 위하여 검출 전력을 인가하여야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 일정 수준의 전력을 계속하여 인가함에 따라서, 전력 소모량 및 그에 따른 발열량이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 상대적으로 소형의 무선 전력 수신기, 예를 들어 웨어러블 전자 장치와 같은 소형의 전자 장치의 경우에, 무선 전력 송신기는 상대적으로 더 큰 검출 전력을 인가하여야 하므로, 상술한 문제점이 더욱 심화될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 상술한 문제점 또는 다른 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아웃 밴드 통신 신호의 검출에 기초하여 무선 전력 수신기를 검출하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기는, 인가되는 전류를 이용하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 전력 송신부; 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 통신 모듈; 및 상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기는, 코일; 상기 무선 전력 수신기와 아웃-밴드(out-band) 통신 관련 신호를 송수신하는 통신 모듈; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 코일의 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 2 지점으로 제 1 전류를 인가하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 충전 전력을 송신하도록 제어하고, 상기 통신 모듈로부터 출력되는 제 2 전류를, 상기 코일의 상기 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 3 지점으로 인가하여 상기 통신 관련 신호를 송신하거나, 또는 상기 코일의 상기 제 1 지점으로부터 상기 코일의 상기 제 3 지점으로 인가되는 제 3 전류를 상기 통신 모듈로 출력하여 상기 통신 관련 신호를 수신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기는, 코일; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 코일의 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 2 지점으로 제 1 전류를 인가하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 충전 전력을 제 1 무선 충전 표준 방식에 기초하여 송신하도록 제어하고, 상기 코일의 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 3 지점으로 제 2 전류를 인가하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 충전 전력을 제 2 무선 충전 표준 방식에 기초하여 송신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기는, 코일; 제 1 통신 방식에 기초하여 상기 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 제 1 통신 모듈; 제 2 통신 방식에 기초하여 상기 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 제 2 통신 모듈; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제 1 통신 모듈로부터 출력되는 제 1 전류를, 상기 코일의 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 2 지점으로 인가하여, 상기 무선 전력 수신기로 상기 제 1 통신 방식에 기초한 통신 관련 신호를 송신하도록 제어하고, 상기 제 2 통신 모듈로부터 출력되는 제 2 전류를, 상기 코일의 상기 제 1 지점으로부터 상기 코일의 제 3 지점으로 인가하여, 상기 무선 전력 수신기로 상기 제 2 통신 방식에 기초한 통신 관련 신호를 송신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 전력 송신부에 전류를 인가하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 의하여, 아웃 밴드 통신 신호의 검출에 기초하여 무선 전력 수신기를 검출하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 무선 전력 송신기는 종래의 무선 전력 송신기와는 대조적으로 검출을 위한 전력을 소모하지 않을 수 있어, 전력 소모 및 그에 따른 발열량 증가의 문제점이 해소될 수 있다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3b는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
도 4c는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다.
도 4d는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신 유닛 및 아웃 밴드 통신 모듈이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 모듈 및 무선 충전 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 무선 충전 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 통신 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3b는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
도 4c는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다.
도 4d는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신 유닛 및 아웃 밴드 통신 모듈이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 모듈 및 무선 충전 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 무선 충전 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 통신 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 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.
본 문서에서, “가진다,” “가질 수 있다,”“포함한다,” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, “A 또는 B,”“A 또는/및 B 중 적어도 하나,”또는 “A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상”등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B,” “ A 및 B 중 적어도 하나,”또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는,(1) 적어도 하나의 A를 포함,(2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는(3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에서 사용된 “제 1,”“제 2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 “~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)”은 상황에 따라, 예를 들면, “~에 적합한(suitable for),” “~하는 능력을 가지는(having the capacity to),” “~하도록 설계된(designed to),” “~하도록 변경된(adapted to),” “~하도록 만들어진(made to),”또는 “~를 할 수 있는(capable of)”과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 “~하도록 구성(또는 설정)된”은 하드웨어적으로 “특별히 설계된(specifically designed to)”것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, “~하도록 구성된 장치”라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 “~할 수 있는” 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 “A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서”는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신기는 다양한 종류의 전자 장치에 포함될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
먼저 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 무선 충전 시스템의 개념을 설명한다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)를 포함한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1, 1-2, 1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1, 1-2, 1-n)을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기(100)는 유도 방식 또는 공진 방식에 근거하여 무선 전력을 송신할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1, 2-2, 2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 1110-n) 사이의 거리는 실내 환경에서 동작하는 거리일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.
무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다.
또한 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신 모듈(213)을 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신 모듈(253)을 포함할 수 있다.
전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.
아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 공진회로 또는 유도회로를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 공진회로로 구현되는 경우, 공진회로의 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212) 또는 제어부(252)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 한편, 제어부(252)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다.
통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250)의 통신 모듈(253)과 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 통신, BLE(bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(213)은 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수도 있다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 통신 모듈(213)에서 수행하는 특정 통신 방식으로 그 권리범위가 한정되지 않는다.
한편, 통신 모듈(213)은 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신 모듈(213)은 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다.
또한, 통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.
통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다.
무선 전력 송신기(200) 및 무선 전력 수신기(250)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(200)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(250)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있다.
전력 수신부(251)는 전력 송신부(211)로부터 유도 방식 또는 공진 방식에 기초하여 무선 전력을 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 전력 송신부(211)는 인가되는 전류를 이용하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신할 수 있다. 통신 모듈(213)은 상기 무선 전력 수신기(250)로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신할 수 있다. 제어부(212)는 상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, NFC(near field communication) 관련 신호를 상기 통신 관련 신호로서 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 액티브(active) 모드에서, 상기 NFC 관련 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 패시브(passive) 모드에서, 상기 NFC 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하고, 상기 RF 필드에 의하여 생성된 상기 NFC 관련 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 상기 NFC 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 NFC 페어링(paring)을 형성하고, 상기 제어부(212)는, 상기 형성된 NFC 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하며, 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 NFC 페어링을 해제하도록 상기 통신 모듈(211)을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, MST(magnetic secure transfer) 관련 신호를 상기 통신 관련 신호로서 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 액티브(active) 모드에서, 상기 MST 관련 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 패시브(passive) 모드에서, 상기 MST 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하고, 상기 RF 필드에 의하여 동작하는 자기장 변경을 검출함으로써 상기 MST 관련 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈은, 상기 MST 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 MST 페어링(paring)을 형성하고,
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 제어부(212)는, 상기 형성된 MST 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부(211)에 상기 전류를 인가하도록 제어하며, 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 MST 페어링을 해제하도록 상기 통신 모듈(213)을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 제어부(212)는, 상기 통신 관련 신호의 수신 이전에는 상기 전력 송신부(211)에 상기 전류를 인가하지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 제어부(212)는, 상기 통신 관련 신호의 통신 종류를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 통신 모듈(213) 중 적어도 하나의 서브 통신 모듈을 활성화도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 통신 모듈(213)은, 각각이 상이한 통신 방식에 기초하여 동작하는 복수 개의 서브 통신 모듈을 포함하며, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈은 코일을 공유할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 각각이 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각과 상기 코일 사이에 배치되는 복수 개의 스위치를 더 포함하며, 상기 제어부(212)는, 상기 통신 모듈(213)에서 수신된 상기 통신 관련 신호의 종류에 기초하여 상기 복수 개의 스위치 각각을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 전력 송신부(211)는, 각각이 상이한 무선 충전 표준에 기초하여 동작하는 복수 개의 서브 전력 송신부를 포함하며, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부는 코일을 공유할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 각각이 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각과 상기 코일 사이에 배치되는 복수 개의 스위치를 더 포함하며, 상기 제어부(212)는, 결정된 무선 충전 표준에 대응하여 상기 복수 개의 스위치 각각을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 전력 송신부(211)와 상기 통신 모듈(213)은 코일을 공유할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 상기 전력 송신부 및 상기 코일 사이에 배치되는 제 1 스위치; 및 상기 통신 모듈 및 상기 코일 사이에 배치되는 제 2 스위치를 더 포함하며, 상기 제어부(212)는, 상기 무선 전력 송신기가 상기 무선 전력 수신기를 충전하는 동안에는 상기 제 1 스위치를 닫도록 제어하며, 상기 무선 전력 송신기가 대기 모드인 경우에는 상기 제 1 스위치를 열고 상기 제 2 스위치를 닫도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 전력 송신부(211)와 상기 통신 모듈(213) 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 전력 송신부(211)와 상기 통신 모듈(213) 각각에 대응하는 코일의 너비가 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 전력 송신부(211)에 대응하는 코일의 너비가 상기 통신 모듈(213)에 대응하는 코일의 너비보다 클 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
301 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기 근처에 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 무선 충전을 위하여, 무선 전력 송신기의 충전 가능 범위 안에 무선 전력 수신기(110)를 위치시킬 수 있다.
303 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 아웃-밴드(out-band) 통신 관련 신호를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 NFC(near field communication) 통신 방식 또는 MST(magnetic secure transfer) 통신 방식에서 규정된 통신 관련 신호를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)의 배터리의 잔량이 존재하는 경우에는, 무선 전력 수신기(110)는 배터리로부터의 전력을 이용하여 무선 전력 송신기(100)로 통신 관련 신호를 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(110)의 배터리가 방전된 경우에는, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선으로 제공되는 전력을 이용하여 통신 관련 신호를 송신할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 수신기(110)는 패시브(passive) 모드가 존재하는 통신 방식의 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 통신 방식의 패시브 모드에서와 같이 리더(reader), 즉 무선 전력 송신기가 제공하는 전력을 무선으로 수신하고, 이를 이용하여 통신 관련 신호를 송신할 수도 있다. 상술한 패시브 모드에서의 무선 전력 수신기(110) 및 무선 전력 송신기(100)의 동작에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기(110)가 송신하는 통신 관련 신호의 종류에는 제한이 없다. 아울러, 무선 전력 수신기(110)가 이용하는 통신 방식에도 제한이 없다. 상술한 바에서는, 무선 전력 수신기(110)가 NFC 신호 또는 MST 신호를 송신하는 구성을 예시로 들었지만, 무선 전력 수신기(110)는, 예를 들어 블루투스 통신, 지그비 통신, 가시광 통신 등의 다양한 종류의 통신 방식에 기초하여 통신 관련 신호를 송신할 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다.
305 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 수신된 통신 관련 신호에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 통신 관련 신호의 검출을 위하여, 주기적 또는 비주기적으로 무선 전력 송신기(100)에 포함된 통신 모듈을 동작시킬 수 있다. 한편, 통신 모듈이 소비하는 전력량은 종래의 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 검출을 위하여 인가하는 전력량보다 작을 수 있다.
307 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 배치된 무선 전력 수신기(110)의 충전을 위하여, 전류를 전력 송신부에 인가할 수 있다. 309 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신부는 코일 및 공진 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 공진 회로 또한 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신부의 코일에 전류를 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)의 전력 송신부가 유도 방식을 채택하여 코일을 포함하는 경우에, 코일은 인가된 전류를 이용하여 자기장을 형성할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 2차 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)의 코일에는 형성된 자기장에 의하여 유도 전류가 인가될 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 유도 전류를 배터리로 전달할 수 있으며, 이에 따라 무선 충전을 수행할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(100)의 전력 송신부가 공진 방식을 채택하여 공진 회로를 포함하는 경우에, 코일 및 커패시터를 포함하는 공진 회로는 인가된 전류를 이용하여 전자기파를 형성할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)와 동일한 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)의 공진 회로에서는 형성된 전자기장이 흡수될 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 흡수된 전자기장에 의하여 생성된 전류를 배터리로 전달할 수 있으며, 이에 따라 무선 충전을 수행할 수 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110)를 검출하기 위하여 검출 전력을 인가하지 않아도 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있으며, 이에 따라 검출 전력에 의하여 전력 소비 및 발열량이 증가하는 문제가 해결될 수 있다. 특히, 무선 전력 송신기(100)는 NFC 관련 신호 또는 MST 관련 신호를 이용하여 NFC 페어링 또는 MST 페어링을 형성한 이후에, 무선 충전이 개시되면 형성된 NFC 페어링 또는 MST 페어링을 해제할 수 있다.
도 3b는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
331 동작에서, 무선 전력 송신기(320)는 로드 변경을 검출하기 위한 검출 전력을 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(320)는 공진 회로에 검출 전력을 인가하거나 또는 코일에 검출 전력을 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(320)는 무선 전력 수신기의 클래스별로 검출을 위한 전력을 상이하게 설정할 수 있으며, 상이한 크기의 검출 전력을 인가할 수 있다.
333 동작에서, 무선 전력 수신기(310)는 무선 전력 송신기(320) 근처에 배치될 수 있다.
335 동작에서, 무선 전력 송신기(320)는 검출 전력 인가 기간 동안에, 로드 변경을 검출하여 무선 전력 수신기(310)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(310)가 무선 전력 송신기(320) 근처에 배치되는 경우에는, 무선 전력 수신기(310)의 코일 및 무선 전력 송신기(320)의 코일이 서로 커플링될 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(320)의 임의의 지점에서 측정되는 로드 또는 임피던스가 변경될 수 있다. 비교 예에 의한 무선 전력 송신기(320)는 임피던스 변경이 유의미한 수준인 경우에, 무선 전력 수신기(310)가 배치된 것으로 판단할 수 있다.
337 동작에서, 무선 전력 송신기(320)는 배치된 무선 전력 수신기의 충전을 위하여, 전력을 인가할 수 있다. 339 동작에서, 무선 전력 수신기(310)는 무선 전력 송신기(320)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 비교 예에 의한 무선 전력 송신기(320)는 검출 전력을 계속하여 인가하여야 하므로, 검출 전력에 의한 전체 소비 전력 및 발열량이 증가할 수 있으며, 도 3a와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의하여 이러한 문제점이 해결될 수 있다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
301 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기 근처에 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 무선 충전을 위하여, 무선 전력 송신기의 충전 가능 범위 안에 무선 전력 수신기(110)를 위치시킬 수 있다. 303 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 아웃-밴드(out-band) 통신 관련 신호를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. 305 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 수신된 통신 관련 신호에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다.
341 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110)를 무선 전력 송신기(100)가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110)는 블루투스 저에너지(Bluetooth Low energy:BLE) 통신 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110)로부터 수신되는 BLE 방식에 의한 통신 관련 신호를 이용하여 무선 전력 네트워크로 가입시킬지 여부를 판단할 수 있으며, 판단 결과에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 무선 전력 네트워크에 가입시킬 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 다양한 실시예에서, 다양한 무선 충전 관련 표준에 정의된 방식에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 전력 네트워크에 가입시킬 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 상술한 바에서는, 무선 전력 송신기(100)가 BLE 통신 방식에 기초하여 가입을 진행하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것이며, 무선 전력 송신기(100)가 무선 전력 수신기(110)의 무선 전력 네트워크 가입을 위하여 이용하는 통신 방식에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
343 동작에서, 무선 전력 송신기(110)는 배치된 무선 전력 수신기(110)의 충전을 위하여, 전류를 코일 또는 공진 회로에 인가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 코일 또는 공진 회로는 인가된 전류를 이용하여 유도 자기장 또는 전자기파를 방출할 수 있다. 345 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신기(110)의 코일 또는 공진 회로는 무선 전력 송신기(100)로부터 방출되는 유도 자기장 또는 전자기파를 수신함으로써, 무선 전력 수신기(110)는 무선 충전을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 통신 관련 신호의 검출을 통한 무선 전력 수신기(110) 검출 이후에 무선 전력 네트워크 가입을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 기존의 무선 충전 표준의 절차를 일부 이용하면서 무선 충전을 수행할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
우선, 도 4a를 참조하면, 무선 전력 송신기(400)는 전력 제공부(401), MCU(micro controlling unit)(402), 전력 송신 유닛(403), 코일(404), NFC 리더(reader)(405), MST 리더(reader)(406) 및 스위치(407)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 배터리(451), PMIC(452), MCU(453), 전력 수신 유닛(454), NFC 유닛(455), MST 유닛(456) 및 코일(457)을 포함할 수 있다. 한편, MCU(402,453)는 구현에 따라 제어부 또는 AP(application processor)로 명명될 수도 있다.
전력 제공부(401)는 무선 전력 송신기(400)의 동작에 요구되는 전력을 제공할 수 있으며, 또는 무선 전력 수신기(450)의 충전을 위한 전력을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 전력 제공부(401)는 스위치(407)를 통하여 전력 송신 유닛(403)에 연결될 수 있으며, 스위치(407)가 닫힌 경우에 전력 송신 유닛(403)에 무선 전력 수신기(450)의 충전을 위한 전력을 제공할 수 있다. 전력 제공부(401)는 유선 또는 무선으로 외부로부터 전력을 제공하여 전달할 수 있거나 또는 배터리의 형태로 구현될 수도 있다.
MCU(402)는 무선 전력 송신기(400)의 동작 전반을 제어할 수 있다. MCU(402)는 NFC 리더(405) 및 MST 리더(406)로부터 출력되는 데이터를 분석할 수 있으며, 분석 결과에 기초하여 통신 관련 신호, 예를 들어 NFC 통신 관련 신호 또는 MST 통신 관련 신호가 수신됨을 검출할 수 있다. 아울러, MCU(402)는 통신 관련 신호의 검출에 대응하여 무선 전력 수신기(450)의 배치를 검출할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)가 무선 전력 송신기(400)의 근처에 배치된 것으로 판단되면, MCU(402)는 무선 전력 수신기(450)에 대한 무선 충전을 개시할 수 있다. 예를 들어, MCU(402)는 스위치(407)를 닫아(close) 전력 제공부(401)가 전력 송신 유닛(403)에 연결되도록 제어할 수 있다. 전력 제공부(401)는 스위치(407)가 닫힌 경우에 전력을 전력 송신 유닛(403) 및 코일(404)로 제공할 수 있다.
전력 송신 유닛(403)은 코일(404)과 함께 전력을 무선으로 무선 전력 수신기(450)로 송신할 수 있다. 도 4a의 실시예에서는, 코일(404)이 전력 송신 유닛(403)으로부터 독립적인 하드웨어와 같이 도시되어 있다. 도 4a의 실시예에서는, 전력 송신 유닛(403)과 NFC 리더(405) 및 MST 리더(406)가 코일(404)을 공유하기 때문에, 코일(404)이 전력 송신 유닛(403)과 독립적인 것과 같이 도시되었지만, 본 발명의 다양한 실시예에서, 코일(404)은 전력 송신 유닛(403)에 포함될 수도 있다. 또는, 코일(404)이 전력 송신 유닛(403)과 도 4a에 도시된 바와 같이, 하드웨어적으로도 독립적으로 구현될 수도 있다. 전력 송신 유닛(403)은 전력을 송신하기 위한 추가적인 하드웨어, 예를 들어 증폭기, 인버터 등을 포함할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신기(400)가 공진 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에는, 전력 송신 유닛(403)은 코일(404)과 함께 공진 회로를 구성하는 커패시터를 포함할 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신기(400)가 WPC(Wireless Power Consortium) 표준에 제언된 바와 같이 유도 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에도, WPC 표준은 코일 및 커패시터를 포함하는 회로를 요구한다. 이에 따라, 전력 송신 유닛(403)은, 무선 전력 송신기(400)가 유도 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에도, WPC 표준 등에서 요구하는 코일(404)에 연결되는 커패시터를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 전력 송신 유닛(403)은 코일(404)의 전체가 아닌 일부에 연결될 수 있다. 더욱 상세하게, 전력 송신 유닛(403)은 코일(404)의 제 1 지점 및 제 2 지점에 연결되어, 코일(404) 전체의 일부를 이용할 수 있다. 한편, NFC 리더(405) 또한 코일(404)의 제 1 지점 및 제 2 지점과 상이한 제 3 지점에 연결되어, 코일(404) 전체의 다른 일부를 이용할 수도 있다. 또한, MST 리더(406) 또한 코일(404)의 제 1 지점 및 제 2 지점, 제 3 지점과 상이한 제 4 지점에 연결되어, 코일(404) 전체의 또 다른 일부를 이용할 수도 있다. 즉, 전력 송신 유닛(403), NFC 리더(405), MST 리더(406) 각각은 코일(404)의 서로 다른 일부를 이용할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
NFC 리더(405) 코일(404)의 다른 일부를 안테나로 이용할 수 있으며, MST 리더(406)는 코일(404)의 또 다른 일부를 안테나로 이용할 수 있다.
전력 송신 유닛(403)은 코일(404)과 함께 전력 제공부(401)로부터 제공되는 전력을 무선으로 전력 수신 유닛(454) 및 코일(457)로 송신할 수 있다.
NFC 리더(405)는 무선 전력 수신기(450)의 NFC 유닛(455)로부터의 통신 관련 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, NFC 리더(405)는 NFC 통신 방식에 따라 동작할 수 있으며, 예를 들어 RF(radio frequency) 필드(field)를 생성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, NFC 유닛(455)은 NFC 리더(406)에서 생성한 RF 필드를 이용하여, NFC 유닛(455) 또는 무선 전력 수신기(450)의 폼 팩터(form factor)를 획득할 수 있으며, 획득된 폼 팩터를 포함하는 NFC 신호를 NFC 리더(405)로 송신할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 무선 전력 수신기(450)의 배터리가 완전 방전된 경우라도, NFC 유닛(455)은 NFC 신호를 NFC 리더(405)로 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, NFC 유닛(455)은 배터리(451)로부터 제공된 전력을 이용하여서 NFC 신호를 NFC 리더(405)로 송신할 수도 있다.
NFC 리더(405)는 무선 전력 수신기(450)로부터의 NFC 신호를 수신할 수 있으며, 수신 결과를 MCU(402)로 송신할 수 있다. MCU(402)는 NFC 리더(405)로부터의 데이터에 기초하여 무선 전력 수신기(450)의 배치를 검출할 수 있다. MCU(402)는 NFC 리더(405)로부터의 데이터에 기초하여 무선 전력 수신기(450)의 배치를 검출하면, 스위치(407)를 제어하여 전력 제공부(401)가 전력 송신 유닛(403)으로 전력을 제공하도록 할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(400)는 배치가 검출된 무선 전력 수신기(450)로 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, MCU(402)는 무선 전력 수신기(450)를 검출하고, 무선 충전 표준에서 요구하는 절차, 예를 들어 무선 전력 네트워크에 무선 전력 수신기(450)를 가입시키는 절차 등을 수행한 이후에, 스위치(407)를 제어하여 전력 제공부(401)가 전력 송신 유닛(403)으로 전력을 제공하도록 할 수도 있다.
MST 리더(406)는 무선 전력 수신기(450)의 MST 유닛(456)로부터의 통신 관련 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, MST 리더(406)는 MST 통신 방식에 따라 동작할 수 있으며, 예를 들어 RF(radio frequency) 필드(field)를 생성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, MST 유닛(456)은 MST 리더(406)에서 생성한 RF 필드를 이용하여, MST 유닛(456) 또는 무선 전력 수신기(450)에서 기설정된 MST 신호를 MST 리더(406)로 송신할 수 있다. 예를 들어, MST 유닛(456)은 자기장을 변경함으로써 MST 신호를 송신할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 무선 전력 수신기(450)의 배터리가 완전 방전된 경우라도, MST 유닛(456)은 MST 신호를 MST 리더(406)로 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, MST 유닛(456)은 배터리(451)로부터 제공된 전력을 이용하여서 MST 신호를 MST 리더(406)로 송신할 수도 있다.
MST 리더(406)는 무선 전력 수신기(450)로부터의 MST 신호를 수신할 수 있으며, 수신 결과를 MCU(402)로 송신할 수 있다. 예를 들어, MST 리더(406)는 자기장의 변경을 검출함으로써 MST 신호를 수신할 수 있다. MCU(402)는 MST 리더(406)로부터의 데이터에 기초하여 무선 전력 수신기(450)의 배치를 검출할 수 있다. MCU(402)는 MST 리더(406)로부터의 데이터에 기초하여 무선 전력 수신기(450)의 배치를 검출하면, 스위치(407)를 제어하여 전력 제공부(401)가 전력 송신 유닛(403)으로 전력을 제공하도록 할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(400)는 배치가 검출된 무선 전력 수신기(450)로 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, MCU(402)는 무선 전력 수신기(450)를 검출하고, 무선 충전 표준에서 요구하는 절차, 예를 들어 무선 전력 네트워크에 무선 전력 수신기(450)를 가입시키는 절차 등을 수행한 이후에, 스위치(407)를 제어하여 전력 제공부(401)가 전력 송신 유닛(403)으로 전력을 제공하도록 할 수도 있다.
무선 전력 수신기(450)의 배터리(451)는 충전 가능한 배터리일 수 있으며, 무선 전력 수신기(450)의 동작 전반에서 요구되는 전력을 각 소자로 제공할 수 있다.
PMIC(power management integrated chip)(452)는 배터리(451)로부터 제공되는 전력을 분배하여 각 소자로 전달할 수 있다. PMIC(452)는 각 소자로 제공되는 정격 전압으로 컨버팅할 수 있는 소자 및 레귤레이팅할 수 있는 소자 등을 포함할 수 있다.
MCU(453)는 무선 전력 수신기(450)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 예를 들어, MCU(453)는 NFC 유닛(455) 및 MST 유닛(456) 중 적어도 하나를 제어하여, 통신 관련 신호를 송신하도록 할 수 있다.
전력 수신 유닛(454)은 코일(457)과 함께 전력을 무선으로 무선 전력 수신기(450)로 송신할 수 있다. 도 4a의 실시예에서는, 코일(457)이 전력 수신 유닛(454)으로부터 독립적인 하드웨어와 같이 도시되어 있다. 도 4a의 실시예에서는, 전력 수신 유닛(454)과 NFC 유닛(455) 및 MST 유닛(456)이 코일(457)을 공유하기 때문에, 코일(457)이 전력 수신 유닛(454)과 독립적인 것과 같이 도시되었지만, 본 발명의 다양한 실시예에서, 코일(457)은 전력 수신 유닛(454)에 포함될 수도 있다. 또는, 코일(457)이 전력 수신 유닛(454)과 도 4a에 도시된 바와 같이, 하드웨어적으로도 독립적으로 구현될 수도 있다. 전력 수신 유닛(454)은 전력을 수신하기 위한 추가적인 하드웨어, 예를 들어 정류기, 컨버터 등을 포함할 수도 있다. 또는, 무선 전력 수신기(450)가 공진 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에는, 전력 수신 유닛(454)은 코일(457)과 함께 공진 회로를 구성하는 커패시터를 포함할 수도 있다. 한편, 무선 전력 수신기(450)가 WPC 표준에 제언된 바와 같이 유도 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에도, WPC 표준은 코일 및 커패시터를 포함하는 회로를 요구한다. 이에 따라, 전력 수신 유닛(454)은, 무선 전력 수신기(450)가 유도 방식으로 무선 충전을 수행하는 경우에도, WPC 표준 등에서 요구하는 코일(457)에 연결되는 커패시터를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 전력 수신 유닛(454)은 코일(457)의 전체가 아닌 일부에 연결될 수 있다. 더욱 상세하게, 전력 수신 유닛(454)은 코일(457)의 제 1 지점 및 제 2 지점에 연결되어, 코일(457) 전체의 일부를 이용할 수 있다. 한편, NFC 유닛(455) 또한 코일(457)의 제 1 지점 및 제 2 지점과 상이한 제 3 지점에 연결되어, 코일(457) 전체의 다른 일부를 이용할 수도 있다. 또한, MST 유닛(455) 또한 코일(457)의 제 1 지점 및 제 2 지점, 제 3 지점과 상이한 제 4 지점에 연결되어, 코일(457) 전체의 또 다른 일부를 이용할 수도 있다. 즉, 전력 수신 유닛(454), NFC 유닛(455), MST 유닛(456) 각각은 코일(457)의 서로 다른 일부를 이용할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
NFC 유닛(455)은 코일(457)의 다른 일부를 안테나로 이용할 수 있으며, MST 유닛(456)은 코일(457)의 또 다른 일부를 안테나로 이용할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기를 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 4a의 실시예와는 대조적으로, 도 4b의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(400)의 전력 송신 유닛(403)은 코일(411)에 연결되고, NFC 리더(405)는 코일(412)에 연결되고, MST 리더(406)는 코일(413)에 연결될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(400)의 전력 송신 유닛(403), NFC 리더(405) 및 MST 리더(406) 각각은 코일을 공유하지 않고 각각 대응하는 코일에 연결될 수 있다. 전력 송신 유닛(403)은 코일(411)과 함께 전력을 무선 전력 수신기(450)로 송신할 수 있다. NFC 리더(405)는 코일(412)을 안테나로 이용할 수 있으며, MST 리더(406)는 코일(413)을 안테나로 이용할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)의 전력 수신 유닛(454)은 코일(461)에 연결되고, NFC 유닛(455)은 코일(462)에 연결되고, MST 유닛(456)은 코일(463)에 연결될 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기(450)의 전력 수신 유닛(454), NFC 유닛(455) 및 MST 유닛(456) 각각은 코일을 공유하지 않고 각각 대응하는 코일에 연결될 수 있다. 전력 수신 유닛(454)은 코일(461)과 함께 전력을 무선 전력 송신기(400)로부터 수신할 수 있다. NFC 유닛(455)은 코일(462)을 안테나로 이용할 수 있으며, MST 유닛(456)은 코일(463)을 안테나로 이용할 수 있다.
도 4c는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 비교예에 의한 무선 젼력 송신기는 MCU(402)는 증폭기(409)를 제어할 수 있다. 증폭기(409)는 전력 제공부(미도시)로부터 제공되는 VDD의 전압을 가지는 전력을 기지정된 이득으로 증폭하여 출력할 수 있다. 무선 전력 송신기는 직렬로 연결될 커패시터(461,462) 및 코일(463)을 포함할 수 있다. 증폭기(409)로부터 출력된 전력은 커패시터(461,462) 및 코일(463)에 의하여 무선 전력 수신기(미도시)로 송신될 수 있다. 예를 들어, 도 4c의 비교예에서는, 무선 전력 송신기(400)는 유도 방식에 기초하여 무선 전력 수신기(미도시)로 전력을 송신할 수 있다. 한편, 비교예에 의한 무선 전력 송신기는 전력 제공부(미도시)로부터 제공되는 전력을 증폭기(409)로 항상 제공할 수 있다.
도 4d는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 전력 송신을 설명하기 위한 회로의 개념도를 도시한다. 도 4d의 실시예에서, 도 4c의 비교예와는 대조적으로, 무선 전력 송신기(400)는 전력 제공부(미도시)와 증폭기(409) 사이에 배치되는 스위치(407)를 포함할 수 있다. MCU(402)는 아웃-밴드 통신 관련 신호가 검출되어, 무선 전력 수신기(미도시)가 검출된 경우에 스위치(407)를 닫도록 제어하여, 전력 제공부(미도시)가 증폭기(409)로 전력을 제공하도록 제어할 수 있다. MCU(402)는 아웃-밴드 통신 관련 신호가 검출되지 않은 경우에는, 스위치(407)를 열도록 제어하여, 전력 제공부(미도시)가 증폭기(409)에 연결되지 않도록 제어할 수 있다. 한편, 도 4d의 실시예에서, 무선 전력 송신기는 유도 방식에 기초하여 무선 전력 수신기에 전력을 송신하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기는 공진 방식에 기초하여 무선 전력 수신기에 전력을 송신할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 공진 방식에 기초한 공진 회로를 포함할 수도 있으며, 이 경우에도 동일하게 전력 제공부(미도시)와 증폭기(409) 사이에 배치되는 스위치(407)를 포함할 수 있다. 아울러, MCU(402)는 아웃-밴드 통신 관련 신호가 검출되어, 무선 전력 수신기(미도시)가 검출된 경우에 스위치(407)를 닫도록 제어하여, 전력 제공부(미도시)가 증폭기(409)로 전력을 제공하도록 제어할 수 있다. MCU(402)는 아웃-밴드 통신 관련 신호가 검출되지 않은 경우에는, 스위치(407)를 열도록 제어하여, 전력 제공부(미도시)가 증폭기(409)에 연결되지 않도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
501 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100) 근처에 배치될 수 있다.
503 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 NFC 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 포함하고 있는 배터리의 전력을 이용하여 NFC 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)의 PMIC는 배터리로부터의 전력을 컨버팅 및 레귤레이팅하여 NFC 유닛으로 제공할 수 있으며, NFC 유닛은 제공받은 전력을 이용하여 NFC 신호를 생성하여 송신할 수 있다. NFC 신호는 NFC 유닛 또는 무선 전력 수신기(110)의 폼 팩터를 포함할 수 있다.
505 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 NFC 신호를 분석할 수 있다. 507 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 NFC 신호 분석 결과에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다.
509 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110)와 무선 전력 송수신 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)가 A4WP 표준에 기초하여 무선 충전을 수행하는 경우에는, 무선 전력 수신기(110)의 검출 이후에 무선 전력 네트워크 가입 절차 및 충전 절차를 수행할 수 있다.
511 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 배치된 무선 전력 수신기(110)의 충전을 위하여, 전류를 전력 송신부, 예를 들어 코일 또는 공진 회로에 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)의 코일 또는 공진 회로는 인가받은 전류를 이용하여 자기장 또는 전자기파를 방출할 수 있다.
513 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 방출되는 자기장에 기초하여 유도 전류를 생성함으로써 전력을 수신하거나 또는 방출되는 전자기파를 흡수함으로써 전력을 수신할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
601 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100) 근처에 배치될 수 있다.
603 동작에서, 무선 전력 송신기(100)가 RF 필드를 생성할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)의 NFC 리더에서 생성되는 RF 필드로부터 NFC 신호 생성 및 송신에 요구되는 전력을 얻을 수 있다. 605 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 생성된 RF 필드를 이용하여 폼 팩터를 획득할 수 있다. 607 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 획득된 폼 팩터 정보를 포함하는 NFC 신호를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
609 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 NFC 신호를 분석할 수 있다. 611 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 NFC 신호 분석 결과에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다. 613 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 송수신 프로토콜을 수행할 수 있다. 615 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 배치된 무선 전력 수신기의 충전을 위하여, 전류를 코일 또는 공진 회로에 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)의 코일 또는 공진 회로는 인가받은 전류를 이용하여 자기장 또는 전자기파를 방출할 수 있다. 617 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 방출되는 자기장에 기초하여 유도 전류를 생성함으로써 전력을 수신하거나 또는 방출되는 전자기파를 흡수함으로써 전력을 수신할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
701 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100) 근처에 배치될 수 있다.
703 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 MST 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 포함하고 있는 배터리의 전력을 이용하여 MST 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)의 PMIC는 배터리로부터의 전력을 컨버팅 및 레귤레이팅하여 MST 유닛으로 제공할 수 있으며, MST 유닛은 제공받은 전력을 이용하여 MST 신호를 생성하여 송신할 수 있다. 예를 들어, MST 신호는 기설정된 패턴으로 자기장을 변경함으로써 MST 신호를 송신할 수 있다.
705 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 MST 신호를 분석할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 MST 유닛에 의한 자기장 변경을 검출하여 MST 신호를 분석할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신기(100)의 MST 리더는 코일을 포함하거나 또는 코일에 연결될 수 있다. MST 유닛에 의한 자기장 변경은, MST 리더에 포함되거나 또는 연결된 코일에 유도 전류가 인가되도록 할 수 있다. MST 리더는 코일에 인가된 유도 전류를 검출하여, MST 신호를 분석할 수 있다.
707 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 MST 신호 분석 결과에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다.
709 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110)와 무선 전력 송수신 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)가 A4WP 표준에 기초하여 무선 충전을 수행하는 경우에는, 무선 전력 수신기(110)의 검출 이후에 무선 전력 네트워크 가입 절차 및 충전 절차를 수행할 수 있다.
711 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 배치된 무선 전력 수신기(110)의 충전을 위하여, 전류를 전력 송신부, 예를 들어 코일 또는 공진 회로에 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)의 코일 또는 공진 회로는 인가받은 전류를 이용하여 자기장 또는 전자기파를 방출할 수 있다.
713 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 방출되는 자기장에 기초하여 유도 전류를 생성함으로써 전력을 수신하거나 또는 방출되는 전자기파를 흡수함으로써 전력을 수신할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
801 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100) 근처에 배치될 수 있다.
803 동작에서, 무선 전력 송신기(100)가 RF 필드를 생성할 수 있다. 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)의 MST 리더에서 생성되는 RF 필드로부터 MST 신호 생성 및 송신에 요구되는 전력을 얻을 수 있다. 805 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 생성된 RF 필드를 이용하여 MST 유닛에 포함되거나 또는 연결된 코일에 전류를 인가할 수 있다. 807 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 코일에 인가된 전류에 의한 자기장 변경을 통하여 MST 신호를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.
809 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 MST 신호를 분석할 수 있다. 811 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 MST 신호 분석 결과에 기초하여 무선 전력 수신기(110)를 검출할 수 있다. 813 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 송수신 프로토콜을 수행할 수 있다. 815 동작에서, 무선 전력 송신기(100)는 배치된 무선 전력 수신기의 충전을 위하여, 전류를 코일 또는 공진 회로에 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)의 코일 또는 공진 회로는 인가받은 전류를 이용하여 자기장 또는 전자기파를 방출할 수 있다. 817 동작에서, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(110)는 무선 전력 송신기(100)로부터 방출되는 자기장에 기초하여 유도 전류를 생성함으로써 전력을 수신하거나 또는 방출되는 전자기파를 흡수함으로써 전력을 수신할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신 유닛 및 아웃 밴드 통신 모듈이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 제 1 서브 코일(911), 제 2 서브 코일(912), 제 3 서브 코일(913), 제 4 서브 코일(914) 및 제 5 서브 코일(915)을 포함할 수 있다. 제 1 서브 코일(911) 내지 제 5 서브 코일(915)은 서로 직렬로 연결된 하나의 코일의 형태로 구현될 수 있다.
A4WP 유닛(902)은 제 1 입력단은 제 1 서브 코일(911)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 2 입력단은 제 1 서브 코일(911)의 타단에 연결될 수 있다. 한편, A4WP 유닛(902)의 제 2 입력단과 제 1 서브 코일(911) 사이에는 제 1 스위치(922)가 배치될 수 있다. 제어부(미도시)는 A4WP 표준에 기초하여 무선 충전을 수행하는 것으로 결정되면, 제 1 스위치(922)를 닫도록 제어하여 A4WP 유닛(902)이 제 1 서브 코일(911)에 연결되도록 제어할 수 있다. A4WP 유닛(902)은 A4WP 표준에서 요구하는 무선 전력 송신 소자를 적어도 일부를 포함할 수 있다. 아울러, 제 1 서브 코일(911)은 A4WP 표준에서 요구하는 인덕턴스를 가지도록 설계될 수 있다.
WPC 유닛(901)은 제 1 입력단은 제 2 서브 코일(912)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 2 입력단은 제 3 서브 코일(913)의 타단에 연결될 수 있다. 제 2 서브 코일(912)의 타단은 제 1 서브 코일(911)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 3 서브 코일(913)의 일단은 제 1 서브 코일(911)의 타단에 연결될 수 있다. 한편, WPC 유닛(901)의 제 2 입력단과 제 3 서브 코일(913) 사이에는 제 2 스위치(921)가 배치될 수 있다. 제어부(미도시)는 WPC 표준에 기초하여 무선 충전을 수행하는 것으로 결정되면, 제 2 스위치(921)를 닫도록 제어하여 WPC 유닛(901)이 제 1 서브 코일(911), 제 2 서브 코일(912) 및 제 3 서브 코일(913)에 연결되도록 제어할 수 있다. WPC 유닛(901)은 A4WP 표준에서 요구하는 무선 전력 송신 소자를 적어도 일부를 포함할 수 있다. 아울러, 제 1 서브 코일(911), 제 2 서브 코일(912) 및 제 3 서브 코일(913)은 A4WP 표준에서 요구하는 인덕턴스를 가지도록 설계될 수 있다.
MST 유닛(903)은 제 1 입력단은 제 4 서브 코일(914)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 2 입력단은 제 5 서브 코일(915)의 타단에 연결될 수 있다. 제 4 서브 코일(914)의 타단은 제 2 서브 코일(912)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 5 서브 코일(915)의 일단은 제 3 서브 코일(913)의 타단에 연결될 수 있다. 즉, MST 유닛(903)은 제 1 서브 코일(911) 내지 제 5 서브 코일(915)에 연결될 수 있다. MST 유닛(903)은 MST 표준에서 요구하는 소자를 적어도 일부를 포함할 수 있다. 아울러, 제 1 서브 코일(911) 내지 제 5 서브 코일(915)은 MST 표준에서 요구하는 인덕턴스를 가지도록 설계될 수 있다.
NFC 유닛(904)은 제 1 입력단은 제 5 서브 코일(915)의 일단에 연결될 수 있으며, 제 2 입력단은 제 5 서브 코일(915)의 타단에 연결될 수 있다. 한편, NFC 유닛(904)의 제 2 입력단과 제 5 서브 코일(915) 사이에는 제 3 스위치(924)가 배치될 수 있다. 제어부(미도시)는 NFC 통신을 수행하는 것으로 결정되면, 제 3 스위치(924)를 닫도록 제어하여 NFC 유닛(904)이 제 5 서브 코일(915)에 연결되도록 제어할 수 있다. NFC 유닛(904)은 NFC 표준에서 요구하는 소자를 적어도 일부를 포함할 수 있다. 아울러, 제 5 서브 코일(915)은 NFC 표준에서 요구하는 인덕턴스를 가지도록 설계될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 모듈 및 무선 충전 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기는 코일(1040)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기의 통신 모듈(1001)의 제 1 입력단은 코일(1040)의 제 1 지점(1031)에 연결될 수 있으며, 통신 모듈(1001)의 제 2 입력단은 코일(1040)의 제 3 지점(1033)에 연결될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기의 무선 충전 유닛(1002)의 제 1 입력단은 코일(1040)의 제 1 지점(1031)에 연결될 수 있으며, 무선 충전 유닛(1002)의 제 2 입력단은 코일(1040)의 제 2 지점(1032)에 연결될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 통신 모듈(1001)은 코일(1040)의 제 1 지점(1031)으로부터 제 3 지점(1033)까지의 일부 코일에 연결될 수 있으며, 무선 전력 송신기의 무선 충전 유닛(1002)은 코일(1040)의 제 1 지점(1031)으로부터 제 2 지점(1032)까지의 일부 코일에 연결될 수 있다. 통신 모듈(1001)이 이용하는 주파수 및 무선 충전 유닛(1002)이 이용하는 주파수는 상이할 수 있으며, 이에 따라 통신 표준 및 무선 충전 표준에서 요구하는 주파수 조건을 만족시키도록, 통신 모듈(1001) 및 무선 충전 유닛(1002)은 상이한 길이의 코일에 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 충전 유닛(1002)에 연결되는 코일의 일부, 즉 제 1 지점(1031)부터 제 2 지점(1032)까지의 도선의 너비는, 제 2 지점(1032)부터 제 3 지점(1033)까지의 도선의 너비보다 클 수 있다. 무선 충전 유닛(1002)은 통신 모듈(1001)에 비하여 상대적으로 큰 전력을 이용할 수 있으며, 이에 따라 도선의 너비를 상대적으로 크게 설계함으로써 저항을 낮춰 전력 소모 및 발열량 증가의 문제가 해결될 수 있다. 한편, 도선의 너비가 상이한 것은 단순히 예시적인 것으로, 도선의 너비는 코일(1040) 전체에 걸쳐 일괄적으로 동일할 수도 있다.
제어부(미도시)는 무선 충전을 수행하는 경우에 스위치(1012)를 닫도록 제어하여 무선 충전 유닛(1002)이 코일(1040)의 제 1 지점(1031)로부터 제 2 지점(1032)까지의 일부를 이용하도록 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 무선 충전 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기는 코일(1140)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기의 A4WP 유닛(1101)의 제 1 입력단은 코일(1140)의 제 1 지점(1131)에 연결될 수 있으며, A4WP 유닛(1101)의 제 2 입력단은 코일(1140)의 제 2 지점(1132)에 연결될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기의 WPC 유닛(1102)의 제 1 입력단은 코일(1140)의 제 1 지점(1131)에 연결될 수 있으며, WPC 유닛(1102)의 제 2 입력단은 코일(1140)의 제 3 지점(1133)에 연결될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 A4WP 유닛(1101)은 코일(1140)의 제 1 지점(1131)으로부터 제 2 지점(1132)까지의 일부 코일에 연결될 수 있으며, 무선 전력 송신기의 WPC 유닛(1102)은 코일(1140)의 제 1 지점(1131)으로부터 제 3 지점(1133)까지의 일부 코일에 연결될 수 있다. A4WP 유닛(1101)이 이용하는 주파수 및 WPC 유닛(1102)이 이용하는 주파수는 상이할 수 있으며, 이에 따라 각각의 무선 충전 표준에서 요구하는 주파수 조건을 만족시키도록, A4WP 유닛(1101) 및 WPC 유닛(1102)은 상이한 길이의 코일에 연결될 수 있다.
제어부(미도시)는 A4WP 표준 방식으로 무선 충전을 수행하는 것으로 결정된 경우에는, 스위치(1111)를 닫도록 제어하여 A4WP 유닛(1101)이 코일(1140)의 제 1 지점(1131)로부터 제 2 지점(1132)까지의 일부를 이용하도록 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는 WPC 표준 방식으로 무선 충전을 수행하는 것으로 결정된 경우에는, 스위치(1112)를 닫도록 제어하여 WPC 유닛(1102)이 코일(1140)의 제 1 지점(1131)로부터 제 3 지점(1133)까지의 일부를 이용하도록 제어할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상이한 통신 표준 유닛이 코일을 공유하는 것을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기는 코일(1240)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기의 MST 유닛(1201)의 제 1 입력단은 코일(1240)의 제 1 지점(1231)에 연결될 수 있으며, MST 유닛(1201)의 제 2 입력단은 코일(1240)의 제 3 지점(1233)에 연결될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기의 NFC 유닛(1202)의 제 1 입력단은 코일(1240)의 제 1 지점(1231)에 연결될 수 있으며, NFC 유닛(1202)의 제 2 입력단은 코일(1240)의 제 2 지점(1232)에 연결될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 MST 유닛(1201)은 코일(1240)의 제 1 지점(1231)으로부터 제 3 지점(1233)까지의 일부 코일에 연결될 수 있으며, 무선 전력 송신기의 NFC 유닛(1202)은 코일(1240)의 제 1 지점(1231)으로부터 제 2 지점(1232)까지의 일부 코일에 연결될 수 있다. MST 유닛(1201)이 이용하는 주파수 및 NFC 유닛(1202)이 이용하는 주파수는 상이할 수 있으며, 이에 따라 각각의 통신 표준에서 요구하는 주파수 조건을 만족시키도록, MST 유닛(1201) 및 NFC 유닛(1202)은 상이한 길이의 코일에 연결될 수 있다.
제어부(미도시)는 MST 표준 방식으로 통신을 수행하는 것으로 결정된 경우에는, 스위치(1211)를 닫도록 제어하여 MST 유닛(1201)이 코일(1240)의 제 1 지점(1231)로부터 제 3 지점(1233)까지의 일부를 이용하도록 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는 NFC 표준 방식으로 통신을 수행하는 것으로 결정된 경우에는, 스위치(1212)를 닫도록 제어하여 NFC 유닛(1202)이 코일(1240)의 제 1 지점(1231)로부터 제 2 지점(1232)까지의 일부를 이용하도록 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 무선 전력 송신기는 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 무선 충전을 수행하는 모드를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기는 공진 방식(A4WP 표준) 또는 유도 방식(WPC 표준) 중 어느 하나로 무선 충전 모드를 결정할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기는 통신을 수행하는 모드를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기는 다양한 통신 방식 중 어느 하나로 통신 모드를 결정할 수 있다.
1320 동작에서, 무선 전력 송신기는 결정된 동작 모드에 따라 코일에 연결된 적어도 하나의 스위치 각각을 제어할 수 있다. 도 9 및 11을 참조하여 상술한 바와 같이, 무선 충전 유닛 및 통신 모듈은 코일의 상이한 지점에 연결될 수 있다. 아울러, 무선 충전 유닛 중 복수 개의 서브 무선 충전 유닛 각각은 코일의 상이한 지점에 연결될 수 있으며, 통신 모듈 중 복수 개의 서브 통신 모듈 각각은 코일의 상이한 지점에 연결될 수 있다. 아울러, 코일의 상이한 지점과 다양한 하드웨어 사이에는 스위치가 배치될 수 있다. 무선 전력 송신기는, 결정된 동작 모드에 따라 코일에 연결하는 하드웨어를 결정하고, 이에 대응하는 스위치를 닫도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기가 A4WP 표준에 기초하여 무선 충전을 수행하기로 결정한 경우에, A4WP 유닛에 대응하는 스위치를 닫아, 코일의 일부가 A4WP 유닛에 연결되도록 제어할 수 있다.
1330 동작에서, 무선 전력 송신기는 제어되는 적어도 하나의 스위치에 의하여 형성된 코일을 이용하여 결정된 동작 모드를 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 A4WP 유닛에 대응하는 스위치를 닫아, 코일의 일부가 A4WP 유닛에 연결되도록 제어할 수 있다. 무선 전력 송신기는 코일의 일부에 전류를 인가할 수 있으며, 코일 및 커패시터에 의하여 형성되는 공진 회로에서 전자기파를 형성함으로써 A4WP 표준에 기초하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 전력 송신부에 전류를 인가하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, NFC(near field communication) 관련 신호를 상기 통신 관련 신호로서 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 액티브(active) 모드에서, 상기 NFC 관련 신호를 수신할 수 있다. 액티브 모드는, NFC 표준에서 정의된 NFC 엔티티 양자 모두가 동작 전원을 포함한 상태에서의 동작을 의미할 수 있다. 패시브 모드는, NFC 표준에서 정의된 NFC 엔티티 중 적어도 하나가 동작 전원을 포함하지 않은 상태에서의 동작을 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 패시브(passive) 모드에서, 상기 NFC 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하는 동작; 및 상기 RF 필드에 의하여 생성된 상기 NFC 관련 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 상기 NFC 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 NFC 페어링(paring)을 형성하는 동작; 상기 제어부는, 상기 형성된 NFC 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하는 동작; 및 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 NFC 페어링을 해제하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, MST(magnetic secure transfer) 관련 신호를 상기 아웃-밴드 신호로서 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 액티브(active) 모드에서, 상기 MST 관련 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 패시브(passive) 모드에서, 상기 MST 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하는 동작; 및 상기 RF 필드에 의하여 동작하는 자기장 변경을 검출함으로써 상기 MST 관련 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작은, 상기 MST 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 MST 페어링(paring)을 형성하는 동작; 상기 제어부는, 상기 형성된 MST 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하는 동작; 및 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 MST 페어링을 해제하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 통신 관련 신호의 수신 이전에는 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 통신 관련 신호의 통신 종류를 판단하는 동작; 및 판단 결과에 기초하여 통신 모듈 중 적어도 하나의 서브 통신 모듈을 활성화도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 무선 전력 송신기의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 “유닛”은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. “유닛”은, 예를 들면, 모듈(module), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. “유닛”은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. “유닛”은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. “유닛”은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,“모듈”은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (41)
- 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기에 있어서,
인가되는 전류를 이용하여, 상기 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 전력을 송신하는 전력 송신부;
상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 통신 모듈; 및
상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 통신 관련 신호의 수신 이전에는 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하지 않도록 제어하는 무선 전력 송신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 통신 모듈은,
액티브(active) 모드에서, NFC(near field communication) 관련 신호를 상기 통신 관련 신호로서 수신하고, 패시브(passive) 모드에서, 상기 NFC 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하고, 상기 RF 필드에 의하여 생성된 상기 NFC 관련 신호를 수신하는, 무선 전력 송신기. - 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 NFC 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 NFC 페어링(paring)을 형성하고,
상기 제어부는, 상기 형성된 NFC 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하며, 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 NFC 페어링을 해제하도록 상기 통신 모듈을 제어하는 무선 전력 송신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 통신 모듈은,
액티브(active) 모드에서, MST(magnetic secure transfer) 관련 신호를 상기 통신 관련 신호로서 수신하고,
패시브(passive) 모드에서, 상기 MST 관련 신호의 송신을 위한 RF(radio frequency) 필드를 생성하고, 상기 RF 필드에 의하여 동작하는 자기장 변경을 검출함으로써 상기 MST 관련 신호를 수신하는, 무선 전력 송신기. - 삭제
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 MST 관련 신호를 수신에 대응하여 상기 무선 전력 수신기와 MST 페어링(paring)을 형성하고,
상기 제어부는, 상기 형성된 MST 페어링에 대응하여 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하도록 제어하며, 상기 전류를 인가한 이후에 상기 형성된 MST 페어링을 해제하도록 상기 통신 모듈을 제어하는 무선 전력 송신기. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 통신 관련 신호의 통신 종류를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 통신 모듈 중 적어도 하나의 서브 통신 모듈을 활성화도록 제어하는 무선 전력 송신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 각각이 상이한 통신 방식에 기초하여 동작하는 복수 개의 서브 통신 모듈을 포함하며,
상기 복수 개의 서브 통신 모듈은 코일을 공유하는 무선 전력 송신기. - 제 12 항에 있어서,
상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서,
각각이 상기 복수 개의 서브 통신 모듈 각각과 상기 코일 사이에 배치되는 복수 개의 스위치
를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 통신 모듈에서 수신된 상기 통신 관련 신호의 종류에 기초하여 상기 복수 개의 스위치 각각을 제어하는 무선 전력 송신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 송신부는, 각각이 상이한 무선 충전 표준에 기초하여 동작하는 복수 개의 서브 전력 송신부를 포함하며,
상기 복수 개의 서브 전력 송신부는 코일을 공유하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 15 항에 있어서,
각각이 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각과 상기 코일 사이에 배치되는 복수 개의 스위치
를 더 포함하며,
상기 제어부는, 결정된 무선 충전 표준에 대응하여 상기 복수 개의 스위치 각각을 제어하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 15 항에 있어서,
상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 복수 개의 서브 전력 송신부 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈은 코일을 공유하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 18 항에 있어서,
상기 전력 송신부 및 상기 코일 사이에 배치되는 제 1 스위치; 및
상기 통신 모듈 및 상기 코일 사이에 배치되는 제 2 스위치
를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신기가 상기 무선 전력 수신기를 충전하는 동안에는 상기 제 1 스위치를 닫도록 제어하며, 상기 무선 전력 송신기가 대기 모드인 경우에는 상기 제 1 스위치를 열고 상기 제 2 스위치를 닫도록 제어하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 18 항에 있어서,
상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각의 제 1 입력단은 상기 코일의 제 1 지점에 연결되며, 상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각의 제 2 입력단은 상기 코일의 상이한 지점에 연결되어, 상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각에 대응하는 코일의 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 20 항에 있어서,
상기 전력 송신부와 상기 통신 모듈 각각에 대응하는 코일의 너비가 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. - ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 21 항에 있어서,
상기 전력 송신부에 대응하는 코일의 너비가 상기 통신 모듈에 대응하는 코일의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- ◈청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈무선 전력 수신기를 충전하기 위한 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
상기 무선 전력 수신기로부터 아웃-밴드(out-band)의 통신 관련 신호를 수신하는 동작; 및
상기 통신 관련 신호의 수신에 대응하여, 전력 송신부에 전류를 인가하여 상기 무선 전력 수신기를 충전하는 동작을 포함하고,
상기 통신 관련 신호의 수신 이전에는 상기 전력 송신부에 상기 전류를 인가하지 않도록 제어하는 동작을 더 포함하는, 무선 전력 송신기의 제어 방법. - 삭제
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- 삭제
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