KR102483807B1

KR102483807B1 - 시스템 제어에 의한 무선 전력 최대 효율 추적

Info

Publication number: KR102483807B1
Application number: KR1020200129714A
Authority: KR
Inventors: 니콜라우스 스미스; 뤼 리우; 아밋 바비시; 장졘 황; 장?? 황; 가브리엘 아웅구렌시
Original assignee: 르네사스 일렉트로닉스 아메리카 인코퍼레이티드
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-12-30
Also published as: US11005298B2; US20200076235A1; KR20200026724A; EP3618226B1; KR20200120892A; CN110875636B; JP7004692B2; JP2020048403A; CN110875636A; EP3618226A1

Abstract

무선 전력 전송 동작에서, 동작 파라미터는 다음과 같이 송신 및 수신 코일 전류를 감소시킴으로써 효율을 향상시키도록 조정된다. 먼저, 송신기는 수신기로 하여금 송신기/수신기 통신에 기초하여 수신 코일 전류를 최저 값으로 감소시키면서 AC 전류가 최소 값으로 조정되기 전과 동일한 양의 전력을 부하로 전달하게 한다. 그 후에, 송신기는 효율을 감소시키지 않거나 또는 효율을 오직 약간만 감소시키거나, 또는 효율을 증가시키면서 수신기에 제공되는 전력을 증가시키거나 또는 유지하도록 동작 파라미터를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 송신기는 더 낮거나 동일한 AC 및 DC 전류 레벨에서 출력 전력 레벨을 유지 또는 증가시키기 위해 VBRG 전압 (전송 코일에 전력을 공급하는 DC 전압) 또는 동작 주파수를 증가시킬 수도 있다. 다른 특징들도 제공된다.

Description

시스템 제어에 의한 무선 전력 최대 효율 추적{WIRELESS POWER MAXIMUM EFFICIENCY TRACKING BY SYSTEM CONTROL}

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2018 년 8 월 29 일에 출원된 미국 가출원 제 62/724,519 호를 우선권 주장하며, 상기 가출원은 본원에 참조로서 통합된다.

기술 분야

본 발명의 실시형태들은 무선 전력 시스템들에 관련되며, 구체적으로는 시스템 제어에 의한 무선 전력 최대 효율 추적에 관련된다.

모바일 디바이스들, 예를 들어 스마트 폰들 및 태블릿들은, 무선 전력 충전 시스템들을 사용하는 경우가 점차 많아지고 있다. 통상적으로, 무선 전력 충전 시스템은 시변 자기장을 생성하도록 구동되는 송신기 코일 및 시변 자기장에서 송신된 전력을 수신하기 위해 송신기 코일에 상대적으로 포지셔닝되는 수신기 코일을 포함한다. 시스템은 수신기 (RX) 부하에 필요한 전력을 전달하도록 설계되었지만, 송신/수신기 시스템의 전체 효율을 전체적으로 최대화하는데 큰 관심을 기울이지 않았다.

따라서, 전반적인 시스템 효율을 최대화하기 위해 더 양호한 시스템을 개발할 필요가 있다.

이 섹션은 본 발명의 일부 특징을 요약한다. 다른 특징들은 후속 섹션에서 설명된다. 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.

일부 실시형태들에서, 무선 전력 전송 효율은 다음과 같이 송신 및 수신 코일 전류를 감소시킴으로써 개선된다. 먼저, 송신기는 수신기로 하여금 송신기/수신기 통신에 기초하여 수신 코일 전류를 작은 값으로 감소시키게 한다. 그 후에, 송신기는 동작 파라미터를 변경하여 효율을 감소시키지 않거나 또는 효율을 오직 약간만 감소시키면서 수신기에 제공되는 전력을 증가시킨다. 예를 들어, 송신기는 VBRG 전압 (송신 코일에 전력을 공급하는 DC 전압) 또는 동작 주파수를 증가시킬 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법은, 전력이 송신기의 인덕터 (예를 들어, 유도 코일) 에 의해 생성된 자기장을 통해 무선으로 전송되고 무선 전력 수신기의 인덕터에서 AC 전류를 유도하고 있는, 무선 전력 전송 동작에서 제공된다. 그 방법은:

상기 송신기가 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것; 그 후에

상기 송신기가 상기 수신기의 출력 전력을 증가시키기 위해 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것을 포함한다.

일부 실시형태들은 상기 및 하기에 기술된 방법을 수행하도록 구성된 송신기들을 제공한다.

이들 및 다른 실시형태들이 다음의 도면들에 대하여 이하에 추가로 논의된다.

도 1 및 도 2 는 일부 실시형태들에 따른 무선 전력 송신 시스템을 도시한다.
도 3 은 일부 실시형태들에 따른 무선 전력 송신 송신기를 도시한다.
도 4 는 일부 실시형태들에 따른 무선 전력 송신 수신기를 도시한다.
도 5 는 일부 실시형태들에 따른 무선 전력 송신 동작의 흐름도이다.

다음의 설명에서, 본 발명의 일부 실시형태들을 설명하는 특정 상세들이 기술된다. 그러나, 일부 실시형태들은 이들 특정 상세들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 개시된 특정 실시형태들은 한정이 아닌 예시적인 것으로 의도된다. 당업자는, 여기에 구체적으로 설명되지는 않았지만, 본 개시의 범위 및 사상 내에 있는 다른 엘리먼트들을 실현할 수도 있다.

발명적 양태들 및 실시형태들을 예시하는 이 설명 및 첨부하는 도면들은 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다--청구항들은 보호된 발명을 정의한다. 본 설명 및 청구항들의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변경들이 이루어질 수도 있다. 일부 인스턴스들에서, 잘 알려진 구조들 및 기법들은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위하여 상세히 도시 또는 설명되지 않았다.

하나의 실시형태를 참조하여 상세히 설명되는 엘리먼트들 및 그들의 연관된 양태들은, 실용적일 때마다, 그들이 구체적으로 도시 또는 설명되지 않은 다른 실시형태들에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 일 엘리먼트가 하나의 실시형태를 참조하여 상세히 설명되고 제 2 실시형태를 참조하여 설명되지 않으면, 그 엘리먼트는 그럼에도 불구하고 제 2 실시형태에 포함되는 것으로서 주장될 수도 있다.

도 1 은 무선 전력 전송을 위한 시스템 (100) 을 예시한다. 도 1 에 예시된 바와 같이, 무선 전력 송신기 (102) 는 자기장을 생성하기 위해 코일 (106) 을 구동한다. 전력 공급부 (104) 는 무선 전력 송신기 (102) 에 전력을 제공한다. 전력 공급부 (104) 는, 예를 들어, 배터리 기반 공급부일 수 있거나 또는 교류 (alternating current), 예를 들어, 60 Hz 에서 120 V 에 의해 전력 공급될 수도 있다. 무선 전력 송신기 (102) 는 통상적으로 무선 전력 표준들 중 하나에 따라, 통상적으로, 주파수들의 범위에서 코일 (106) 을 구동한다. 본 발명의 실시형태들은 임의의 무선 전력 표준과 함께 또는 임의의 무선 전력 송신 시스템과 함께 사용될 수도 있다.

A4WP (Alliance for Wireless Power) 표준 및 무선 전력 컨소시엄 (Wireless Power Consortium) 표준, Qi 표준을 포함하는, 무선 전력 송신을 위한 다수의 표준들이 존재한다. 예를 들어, A4WP 표준 하에서, 대략 6.78 MHz 의 전력 송신 주파수에서 코일 (106) 부근의 다수의 충전 디바이스들에 최대 50 와트의 전력이 유도적으로 송신될 수 있다. 무선 전력 컨소시엄, Qi 표준 하에서는, 공진 유도성 커플링 시스템이 디바이스의 공진 주파수에서 단일 디바이스를 충전하는데 활용된다. Qi 표준에서, 코일 (108) 은 코일 (106) 과 근접하여 배치되는 한편, A4WP 표준에서, 코일 (108) 은 다른 충전 디바이스들에 속하는 다른 코일들과 함께 코일 (106) 가까이에 배치된다. 도 1 은 이들 표준들 중 임의의 표준 하에서 및 일부 다른 방식으로 동작하는 일반화된 무선 전력 시스템 (100) 을 묘사한다.

도 1 에 추가로 예시되는 바와 같이, 코일 (106) 에 의해 생성된 자기장은 코일 (108) 에 AC 전류를 유도하며, 그 결과 전력이 수신기 (110) 에서 수신되게 한다. 수신기 (110) 는 배터리 충전기 및/또는 모바일 디바이스의 다른 컴포넌트들일 수도 있는 부하 (112) 에 전력을 제공한다. 수신기 (110) 는 통상적으로 수신된 AC 전력을 부하 (112) 를 위한 DC 전력으로 컨버팅하기 위한 정류 (rectification) 를 포함한다.

현재의 무선 전력 시스템은 Rx 부하 (112) 에 기초하여 제어되며, 동작 포인트는 수신기 (110) 에 의해 요구되는 전력의 함수이다. 따라서, 동작 포인트는 Rx 전력 요건들을 충족하도록 조정되며, 전력 소비의 절감 측면에서 항상 최적은 아니다. 효율은 Tx VIN (전력 공급부 (104) 의 출력으로부터 송신기 (102) 에 의해 생성된 DC 전압), 또는 VBRG (VIN 으로부터 송신기 (102) 에 의해 생성되고 브리지 인버터에 의해 코일 (106) 을 통해 구동되는 AC 전류로 컨버팅된 DC 전압), 코일들 (106 및 108) 로 형성된 공진 탱크들 (Tx 및 Rx) 의 공진 주파수, 동작 주파수 제한, 및 부하 (112) 로 전달되는 Rx 출력 전압 (VOUT) 및 전력 (POUT) 의 함수인, 동작 포인트의 부산물이다.

효율을 표시하는 파라미터들이 대부분 제품 정의에 의해 설정되었기 때문에, 특정 전력 전송 동작에서 효율을 최대화하도록 조정할 수 없으며, 따라서 효율은 고정된, 미리 설정된 파라미터의 부산물이었다. 효율 증가를 위한 이전의 노력은 코일 설계 (DCR (DC 저항) 및 ACR (AC 저항) 의 감소, 및 페라이트 투과성 변화들), 출력 전압 (VOUT) 및 입력 전압 (VIN) 을 더 높은 고정 값으로 증가시키는 것, 및 더 양호한 성능과 더 낮은 전력 손실들 (시스템 비용을 증가시킬 수도 있음) 을 가진 컴포넌트들을 선택하는 것에 중점을 두었다.

그러나, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 동작 주파수, VBRG 전압, 및 VOUT 전압과 같은 동작 파라미터를 미리 설정 및 고정된 상태로 유지하는 대신, 능동적으로 조정함으로써 효율이 증가될 수 있다.

도 2 는 본 발명의 일부 실시형태들에 따라 수행할 수 있는, 송신기 (202) 및 수신기 (210) 를 갖는 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (200) 을 도시한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 송신기 (202) 는 TX 코일 드라이버 (224) 를 제어하도록 커플링된 제어 유닛 (222) 을 포함한다. 드라이버 (224) 는 AC 전류로 TX 코일 (106) 을 구동하기 위해 커플링된다. 제어 유닛 (222) 은 또한, 통신부 (226) 를 통해 가능하면 패킷 형태로 데이터를 수신 및 전송하도록 커플링된다. 통신부 (226) 는 예를 들어, 주파수 변조 기술을 사용하여 데이터를 수신기 (210) 로 송신하고, 진폭 변조 기술로 변조된 데이터를 수신기 (210) 로부터 수신할 수 있다.

유사하게, 수신기 (210) 는 Rx 코일 (108) 에 커플링된 RX 정류기 (234) 의 동작을 제어하기 위해 커플링된 제어 유닛 (232) 을 포함한다. 제어 유닛 (232) 은 전술한 바와 같이 데이터를 수신하고 송신기 (202) 에 전송하는 통신부 (236) 에 커플링된다. 제어 유닛 (222) 및/또는 제어 유닛 (232) 은 각각, 송신기 (202) 및 수신기 (210) 를 동작시킬 수 있는 임의의 프로세싱 시스템 (마이크로제어기, 메모리, 지원 회로) 일 수 있다.

송신기 (202) 의 예는 도 3 에 보다 상세하게 도시된다. 수신기 (210) 의 예는 도 4 에 보다 상세하게 도시된다.

시스템 (200) 은 효율을 최대화하기 위해 Rx 출력 전력 (POUT) 및 Tx 상의 상대 위치에 따라 VBRG 및/또는 VOUT 전압을 조정함으로써 동작 포인트를 설정하도록 제어된다. 이는 이러한 주요 파라미터들을 고정하고 결과적인 효율을 수용하는 것과 대조적이다.

이 방식을 실현하기 위해, Rx (210) 는 TX (202) 가 Rx 전력을 추정할 수 있도록, 출력 전압 (VOUT), 및/또는 출력 전류 (IOUT), 및/또는 Rx 출력 전력 (POUT) 을 송신기 (202) 에 보고한다. (일부 실시형태들에서, Rx 보고는 보고된 전력 패킷 (RPP) 을 송신함으로써 형성된다.) TX (202) 의 전압 레귤레이터 (310) (도 3) 는 VBRG 및/또는 VIN 을 조정하여 Rx (210) 가 전력 레벨 변경을 요청하도록 하고 그 결과 Tx (202) 가 최고 동작 주파수에서 동작하게 하는데 사용되며, 그 결과 코일들 (106, 108) 의 유도성 결합을 증가시키고, 시스템이 Tx 및 Rx 공진 탱크를 통해 흐르는 최소 전류로 동일한 전력 레벨 POUT 을 전달하도록 동작하게 한다. 특히, 전압 VIN 및/또는 VOUT 은 전압 레귤레이터 (310) 에 의해 설정되어 다음과 같은 상호 인덕턴스 (M) 와 관련된 Tx 코일 (106) 전류 (I_Tx_coil) 를 최소화할 수 있다:

여기서 V_Rx_coil 은 수신 코일 (108) 에 걸친 전압 (EMF) 이고; f 는 동작 주파수 (Hz) 이다. V_Rx_coil 및 I_Tx_coil 은 RMS (root mean square) 값으로 보여질 수 있다. I_Tx_coil 또는 I_Rx_coil 이 증가할 때 효율이 강하한다. 코일 전력 손실은 다음 식에 의해 주어진다:

손실 =

여기서 : I_Tx_coil 은 송신 코일 (106) 의 RMS (root mean square) 전류이고; I_Rx_coil 은 수신 코일 (108) 의 RMS 전류이고; ACR_TX 는 송신 코일 (106) 의 ACR (AC 저항) 이며; ACR_RX 는 수신 코일 (108) 의 ACR 이다. 또한 AC 전류가 높을수록, Tx 의 DC 전류가 높아지고, 이는 비례 관계로 Tx 전원에서 Tx 코일로의 임의의 컴포넌트들에서의 손실을 증가시킨다. 따라서, 송신 및 수신 코일 전류 (I_Tx_coil, I_Rx_coil) 를 감소시키는 것은 에너지 손실을 감소시키고 전력 전송 효율을 증가시킬 것이다.

일부 실시형태들에서, 코일 전류들 (I_Tx_coil, I_Rx_coil) 이 감소되지만, 그 전압이 모두 증가하기 때문에 수신기-송신기 통신에 기초한 동작 포인트를 사용하여 부하 (112) 에 여전히 높은 출력 전력 (POUT) 을 전달한다.

도 3 의 예시적인 송신기에서, 전압 레귤레이터 (310) 는 전력 공급부 (104) 로부터의 전력 신호를 DC 전압들 (VIN, VBRG) 으로 컨버팅한다 (가능하면 5.0V 미만; 본 발명은 예시를 위해 제공되는 특정 전압 값 또는 다른 파라미터 값으로 제한되지 않는다). 전압 (VBRG) 은 스위치들 (Q1 내지 Q4) (가능하게는 바이폴라 또는 전계 효과 트랜지스터, 예를 들어 NMOS) 에 의해 형성된 브리지 인버터에 입력된다. 제어 유닛 (222) 에 의해 제어되는 이들 스위치들은 2 개의 쌍 (Q1, Q4) 및 (Q2, Q3) 을 형성하고; 하나의 스위치 쌍은 개방되고 다른 하나는 동작 주파수 (f) 에서 제어 유닛 (222) 에 의해 단락된다. 결과적으로, AC 전류 (I_Tx_coil) 는 코일 (106) 및 커패시터 (C1) 에 의해 형성된 공진 탱크를 통해 VBRG 단자와 접지 사이에서 흐른다. 전류 진폭, 및 전류에 의해 생성된 자기장의 (주어진 동작 주파수에서의) 진폭 및 변화율은 주어진 동작 주파수 및 공진 탱크에 대한 VBRG 전압을 조정함으로써 조정될 수 있다.

수신기 (210) (도 4) 에서, 코일 (108) 및 커패시터 (C2) 는 공진 탱크를 형성하며, 그 AC 전류 (I_Rx_coil) 는 정류기 (234) 에 의해 정류된다. 도시된 특정 예에서, 정류기 (234) 는 제어 유닛 (232) 에 의해 제어되는 트랜지스터들 (Q5 내지 Q8) 을 (효율 및 안정성을 최대화하기 위해 쌍으로 또는 다른 조합으로) 포함하는 동기식 정류기이다. 정류기 출력은 부하 (112) 에 제공된다. 커패시터 (C3) 및 가능하면 다른 송신기 및 수신기 컴포넌트들이 포함되어 적절한 동작 파라미터들 및 기능들을 제공할 수 있다.

전력 전송 동작 동안 그리고 가능하면 전력 전송 자체 직전에, TX (202) 와 RX (210) 는 서로 통신하여 동작 파라미터를 설정한다. 도 5 의 단계 (520) 에 도시된 바와 같이, 송신기는 수신기로 하여금 수신 코일 전류 (I_Rx_coil) 를 일부 최소 값으로 감소시키게 한다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 통신 프로토콜은 송신기로 하여금 수신기에게 출력 전류 (IOUT) 가 0 또는 거의 0 에 도달하지만, 임의의 상당한 시간 동안 0 을 유지하지 않는 최소 값으로 I_Rx_coil 전류를 감소시킬 것을 명령하게 한다. 출력 전류가 상당한 시간 동안 0 을 유지한 경우, 이 시간 동안 출력 전력이 0 이 되므로, 효율은 0 이 되고 무선 접속을 유지하는데 필요한 모든 전력은 전달되는 전력 없이 소비될 것이다.

수신기는 예를 들어, 트랜지스터 (Q5-Q8) 의 듀티 사이클을 감소시키거나, 또는 트랜지스터의 게이트 전압을 감소시킴으로써 코일 전류 (I_Rx_coil) 를 감소시킬 수 있다.

다른 실시형태들에서, 단계 (520) 는 다음과 같이 수행된다. 수신기의 제어 유닛 (232) 은 VOUT 및/또는 IOUT 및/또는 POUT 및/또는 I_Rx_Coil 값(들)을 모니터링하고, 이 값들을 송신기 (202) 에 주기적으로 제공한다. 송신기는 코일 (106) 의 출력 전력을 점차적으로 감소시키면서, 수신기로부터 수신된 값들을 그 값들이 최소 수신 코일 전류 (I_Rx_coil) 를 표시할 때까지 및/또는 수신기가 송신기에게 출력 전력을 증가 시킬 것을 요청할 때까지, 모니터링한다. (송신기는 예를 들어, VBRG 및/또는 동작 주파수, 및/또는 스위치 (Q1-Q4) 의 듀티 사이클 및/또는 게이트 전압을 감소시킴으로써 출력 전력을 감소시킬 수 있지만; 일부 실시형태들에서, 듀티 사이클은 50% 로 유지되고 동작 주파수 f 는 예를 들어, 송신기의 공진 탱크 주파수에 의존하여 특정 범위 내에서 유지된다.) 송신기는 출력 전력을 감소시키는 반면, 수신기는 최대 게이트 전압으로 50% 듀티 사이클로 정류기를 동작시킴으로써 그 출력 전압과 전류 VOUT, IOUT 를 최대화하려고 시도한다.

그 후 (단계 530), 송신기는 예를 들어, VBRG 전압 및/ 또는 동작 주파수, 및/또는 브리지 인버터의 듀티 사이클 및/또는 게이트 전압을 증가시킴으로써 출력 전력을 증가시킨다. 결과적으로, VOUT 및 POUT 은 원하는 값으로 증가한다. 코일 전류 (I_Tx_coil, I_Rx_coil) 가 또한 증가하지만, 이러한 증가는 전술한 바와 같이 단계 (520) 에서 먼저 I_Rx_coil 전류를 최소화하기 때문에 효율 개선에 비해 최소이다.

VBRG 조정은 VOUT 및/또는 IOUT 및/또는 POUT 및/또는 I_Rx_coil 파라미터들의 수신기의 보고에 기초하여, 전력 전송 동작 내내 계속될 수도 있다. 특히, 단계들 (520 및 530) 은 전력 전송 동안 주기적으로 반복된다.

일부 실시형태들에서, 송신기 및/또는 수신기 듀티 사이클은 전체에 걸쳐 50% 로 고정되며, 단계 (520 및 530) 에서 변경되지 않는다.

일부 실시형태들은 다음의 조항에 의해 정의된다:

조항 1 은, 무선 전력 전송 동작에서 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법을 정의하며, 무선 전력 전송 동작에서 전력은 상기 송신기의 인덕터 (예를 들어, 코일 (106)) 에 의해 생성된 자기장을 통해 무선으로 전송되고 무선 전력 수신기의 인덕터 (예를 들어, 코일 (108) 에서) 에서 AC 전류를 유도하고 있으며, 상기 방법은:

상기 송신기가 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값 (예를 들어, 단계 520 에서 낮은 I_Rx_coil 값) 을 갖게 하는 것; 그 후에

상기 송신기가 수신기의 출력 전력 (예를 들어, POUT) 을 증가시키기 위해 (예컨대, 단계 530 에서, 가능하면 VBRG 및/또는 동작 주파수를 증가시킴으로써) 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것을 포함한다.

2. 조항 1 의 방법에서, 상기 송신기가 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 송신기의 인덕터에 전력을 제공하는 DC 전압 (예를 들어, VBRG) 을 증가시키는 것을 포함한다.

3. 조항 1 또는 조항 2 의 방법에서, 상기 송신기가 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 송신기의 인덕터를 통해 AC 전류의 주파수 (예를 들어, 동작 주파수) 를 증가시키는 것을 포함한다.

4. 조항 1 내지 조항 3 중 어느 한 항의 방법에서, 상기 송신기가 수신기의 인덕터에서의 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 수신기의 인덕터의 AC 전류를 최소 값으로 감소시키기 위한 커맨드를 수신기에 전송하는 것을 포함한다.

5. 조항 4 의 방법에서, 상기 커맨드를 전송하는 것은 상기 수신기와 무선 통신으로 수행된다.

6. 조항 1 내지 조항 5 중 어느 한 항의 방법에서, 상기 송신기가 상기 수신기의 인덕터에서의 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 수신기로부터 제 1 표시를 수신할 때까지 송신기의 인덕터의 출력 전력을 감소시키는 것을 포함한다.

7. 조항 6 의 방법에서, 상기 제 1 표시는 상기 수신기와 무선 통신으로 수신된다.

8. 조항 6 또는 조항 7 의 방법에서, 상기 제 1 표시는 수신기의 인덕터의 최소 전류 진폭을 표시한다 (최소 전류 진폭은 수신기가 I_Rx_coil 값 및/또는 POUT 및/또는 VOUT 및/또는 IOUT 값을 전송함으로써 표시될 수도 있다).

9. 조항 6, 조항 7, 또는 조항 8 의 방법에서, 상기 제 1 표시는 송신기의 인덕터 출력 전력을 증가시키기 위한 요청이다.

본 발명은 전술한 방법을 수행하도록 구성된, 예를 들어, 하드와이어 및/또는 소프트웨어 프로그래밍 방식으로 적절히 구성된 제어기 (222) 를 갖는, 송신기를 포함한다.

상기 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시형태들을 예시하기 위해 제공되고 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 범위 내의 다수의 변동들 및 수정들이 가능하다. 본 발명은 다음의 청구항들에 제시된다.

104: 전력
102: 무선 전력 송신기
106, 108: 코일
110: 무선 전력 수신기
112: 부하
226, 236: 통신부
224: TX 코일 드라이버
222, 232: 제어 유닛
234: RX 정류기
310: 전압 레귤레이터

Claims

무선 전력 전송 동작에서 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법으로서,
상기 무선 전력 전송 동작에서 전력은 상기 송신기의 인덕터에 의해 생성된 자기장을 통해 무선으로 전송되고 무선 전력 수신기의 인덕터에서 AC 전류를 유도하고 있으며,
상기 방법은,
상기 송신기가 상기 무선 전력 수신기의 상기 인덕터에서 상기 AC 전류를 표시하는 값을 수신하기 위해 상기 수신기와 통신하는 것;
상기 송신기가 상기 송신기의 인덕터를 통한 전류를 감소시킴으로써 상기 값에 기초하여 상기 AC 전류를 제 1 값으로 최소화하는 것; 그 후에
상기 송신기가 상기 수신기의 출력 전력을 원하는 값으로 증가시키기 위해 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것
을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 상기 송신기의 인덕터에 전력을 제공하는 DC 전압을 증가시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 상기 송신기의 인덕터를 통해 AC 전류의 주파수를 증가시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 수신기의 인덕터에서의 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 최고 가능한 동작 주파수 또는 최고 가능한 전압들에서의 동작을 야기하기 위해 통신을 통해 동작 포인트를 조정함으로써 상기 수신기의 인덕터의 AC 전류를 최소 값으로 감소시키기 위한 커맨드를 상기 수신기에 전송하는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 커맨드를 전송하는 것은 상기 수신기와 무선 통신으로 수행되는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 수신기의 인덕터에서의 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 상기 수신기로부터 제 1 표시를 수신할 때까지 상기 송신기의 인덕터의 상기 출력 전력을 감소시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 수신기와 무선 통신으로 수신되는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 수신기의 인덕터에서 최소 전류 진폭을 표시하는, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키기 위한 요청인, 무선 전력 송신기를 동작시키기 위한 방법.
무선 전력 송신기로서,
자기장을 생성하고 그에 의해 무선 전력 수신기의 인덕터에서 AC 전류를 유도하는 인덕터; 및
제어기를 포함하며,
상기 제어기는,
상기 무선 전력 수신기로부터 값을 수신하는 것으로서, 상기 값은 상기 무선 전력 수신기의 상기 인덕터에서 상기 AC 전류의 표시인, 상기 값을 수신하고;
상기 값에 기초하여, 상기 자기장을 생성하기 위해 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 감소시킴으로써 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값으로 감소되게 하고; 그 후에
상기 수신기의 출력 전력을 원하는 값으로 증가시키기 위해 상기 송신기의 인덕터의 상기 출력 전력을 증가시키도록
구성되는, 무선 전력 송신기.
제 10 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 상기 송신기의 인덕터에 전력을 제공하는 DC 전압을 증가시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기.
제 10 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키는 것은, 상기 송신기의 인덕터를 통해 AC 전류의 주파수를 증가시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기.
제 10 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 수신기의 인덕터에서의 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 동일한 양의 출력 전력을 전달하면서 상기 수신기의 인덕터의 AC 전류를 최소 값으로 감소시키기 위한 커맨드를 상기 수신기에 전송하는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기.
제 13 항에 있어서,
상기 커맨드를 전송하는 것은 상기 수신기와 무선 통신으로 수행되는, 무선 전력 송신기.
제 10 항에 있어서,
상기 송신기가 상기 수신기의 인덕터에서의 상기 AC 전류로 하여금 제 1 값을 갖게 하는 것은, 상기 송신기가 상기 수신기로부터 제 1 표시를 수신할 때까지 상기 송신기의 인덕터의 상기 출력 전력을 감소시키는 것을 포함하는, 무선 전력 송신기.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 수신기와 무선 통신으로 수신되는, 무선 전력 송신기.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 수신기의 인덕터에서 최소 전류 진폭을 표시하는, 무선 전력 송신기.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 표시는 상기 송신기의 인덕터의 출력 전력을 증가시키기 위한 요청인, 무선 전력 송신기.