KR102534961B1 - 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 그 동작 방법 - Google Patents
무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 그 동작 방법 Download PDFInfo
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Abstract
무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 공진기, 상기 무선 전력 송신기와 통신을 수행하는 통신 모듈 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 상기 무선 전력 송신기로 송신하고, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 수신하고, 상기 수신된 권한에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능을 수행하도록 설정 수 있다.
Description
무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있는 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기와 그 동작 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.
한편, 무선 충전 방식에 대한 연구는 근자에 들어서 활발하게 진행되고 있으며, 그 무선 충전 순위, 무선 전력 송/수신기의 검색, 무선 전력 송/수신기 사이의 통신 주파수 선택, 무선 전력 조정, 매칭 회로의 선택, 하나의 충전 싸이클에서의 각각의 무선 전력 수신기에 대한 통신 시간 분배 등에 대한 표준은 제언되고 있지 않다. 특히, 무선 전력 수신기가, 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기를 선택하는 구성 및 절차에 대한 표준의 제언이 요구된다.
무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 사이는 서로 소정의 방식, 예를 들어 블루투스 저 에너지 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 블루투스 저 에너지 방식과 같은 아웃-밴드(out-band) 방식에 의하여, 통신의 가용 거리가 증가한다. 이에 따라서, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 비교적 먼 거리에 배치된 경우에도 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기는 통신을 수행할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기가 무선 전력을 송신할 수 없는 상대적인 먼 거리에서도, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 통신을 수행할 수 있다.
종래의 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 파악하지 못하고, 무선 전력 수신기 또한 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 파악하지 못하였다. 이에 따라, 제조사 특유의 서비스가 수행될 수 없는 문제점이 발생하였으며, 특히 호환성에서 문제가 발생하였다. 특히, 종래의 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 BLE(blue tooth low energy) 기반으로 통신을 수행하는 경우에는, 슬레이브 노드인 무선 전력 수신기가 능동적으로 서비스를 제공할 수 있는 방안이 마련되지 못하였다.
본 발명은 상술한 문제 또는 다른 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예는 상대방 제조사 정보를 파악할 수 있는 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기와 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 공진기; 상기 무선 전력 송신기와 통신을 수행하는 통신 모듈; 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 상기 무선 전력 송신기로 송신하고, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 수신하고, 상기 수신된 권한에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능을 수행하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 수신기로 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신기는, 상기 무선 전력 수신기로부터 전력을 무선으로 송신하는 공진기; 상기 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 통신 모듈; 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하고, 상기 수신기의 제조사 정보에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 결정하고, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 상기 무선 전력 수신기로 송신하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기의 동작 방법은, 애드버타이즈먼트(advertisement) 신호를 송신하는 동작; 상기 애드버타이즈먼트 신호에 대응하는 연결 요청(connection request) 신호를 수신하는 동작; 및 상기 연결 요청 신호에 응답하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 수신기로 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신기의 동작 방법은, 상기 무선 전력 수신기의 배치에 의한, 상기 무선 전력 송신기의 공진기의 로드 변경을 검출하는 동작; 애드버타이즈먼트(advertisement) 신호를 수신하는 동작; 상기 로드 변경의 검출 및 상기 애드버타이즈먼트 신호의 수신에 응답하여, 상기 애드버타이즈먼트 신호에 대응하는 연결 요청(connection request) 신호를 송신하는 동작; 및 상기 연결 요청 신호에 대응하는, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 송신기는 충전을 수행할 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 파악할 수 있으며, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 파악할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기는 제조사 특유의 기능을 수행할 수 있다. 특히, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로부터 권한을 부여받은 기능을 능동적으로 수행할 수 있다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기를 예시한다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 9의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 SA 모드에서의 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12b 내지 도 12d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위하 개념도들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 송수신을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 예시한다.
도 21a 및 21b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 상세 블록도이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작 상태에 대한 개념도를 도시한다.
도 24는 전력 송신 장치에서 전송한 전력을 수신 후 전력 수신 장치가 신호를 변조하여 전력 송신 장치로 정보를 보내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 인 밴드 방식에서의 파형을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기를 예시한다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 9의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 SA 모드에서의 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12b 내지 도 12d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위하 개념도들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 송수신을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 예시한다.
도 21a 및 21b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 상세 블록도이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작 상태에 대한 개념도를 도시한다.
도 24는 전력 송신 장치에서 전송한 전력을 수신 후 전력 수신 장치가 신호를 변조하여 전력 송신 장치로 정보를 보내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 인 밴드 방식에서의 파형을 도시한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 무선 충전 시스템의 개념을 설명하고, 다음으로 도 12a 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 무선 전력 송신기를 상세히 설명하기로 한다.
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.
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. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 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 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(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. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
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 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기를 예시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212), 통신부(213), 표시부(214) 또는 저장부(215) 중 적어도 하나를 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 전력을 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 전력을 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 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(215)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 이에 따라, 제어부(212)는 컨트롤러로 명명될 수도 있으며, 구현에 따라 MCU(micro controlling unit)으로 명명될 수도 있다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 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 통신부(213)는 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 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또는 더욱 상세하게 후술할 것으로, 전력 정보는 유선 충전 단자의 인입, SA(stand alone) 모드로부터 NSA(non stand alone) 모드로의 전환, 에러 상황 해제 등의 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 충전 기능 제어 신호는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 교차 접속의 판단과 관련된 정보일 수 있다. 예컨대, 교차 접속 판단을 위한 식별 정보, 설정 정보 등을 포함할 수 있으며, 교차 접속 판단을 위한 무선 전력 수신기(250)의 로드 변화와 관련된 패턴 또는 시간 정보를 포함할 수 있다.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다.
제어부(212)는 통신부(213)를 통해 무선 전력 수신기(250)로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(250)의 상태를 표시부(214)에 표시할 수 있다. 또한, 제어부(212)는 무선 전력 수신기(250)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 표시부(214)에 표시할 수도 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252), 통신부(253), 표시부(258), 또는 저장부(259) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 수신부(251)는 무선 전력 송신기(200)로부터 전송된 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 여기에서, 전력 수신부(251)는 교류 파형의 형태로 전력을 수신할 수 있다.
제어부(252)는 무선 전력 수신기(250)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(252)는 저장부(259)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(250)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(252)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다.
통신부(253)는 무선 전력 송신기(200)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(253)는 무선 전력 송신기(200)로 전력 정보를 송신할 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 통신부(253)는 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 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또는 더욱 상세하게 후술할 것으로, 전력 정보는 유선 충전 단자의 인입, SA(stand alone) 모드로부터 NSA(non stand alone) 모드로의 전환, 에러 상황 해제 등의 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 충전 기능 제어 신호는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 교차 접속의 판단과 관련된 정보일 수 있다. 예컨대, 교차 접속 판단을 위한 식별 정보, 설정 정보 등을 포함할 수 있으며, 교차 접속 판단을 위한 무선 전력 수신기(250)의 로드 변화와 관련된 패턴 또는 시간 정보를 포함할 수 있다.
제어부(252)는 무선 전력 수신기(250)의 상태를 표시부(258)에 표시하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(252)는 무선 전력 수신기(250)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 표시부(258)에 표시할 수도 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 송신측 공진부(Tx resonator)(211a), 제어부(212)(예컨대, MCU), 통신부(213)(예컨대, Out-of-band Signaling unit), 구동부(Power Supply)(217), 증폭부(Power Amp)(218), 매칭부(Matching Circuit)(216), 또는 센서부(sensing unit)(219) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(250)는 수신측 공진부(Rx resonator)(251a), 제어부(252), 통신부(253), 정류부(Rectifier)(254), DC/DC 컨버터부(255), 스위치부(Switch)(256) 또는 로드부(Client Device Load)(257) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구동부(217)는 기설정된 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다. 구동부(217)에서 출력되는 직류 전력의 전압 값은 제어부(212)에 의하여 제어될 수 있다.
구동부(217)로부터 출력되는 직류 전류는 증폭부(218)로 출력될 수 있다. 증폭부(218)는 기설정된 이득으로 직류 전류를 증폭할 수 있다. 아울러, 제어부(212)로부터 입력되는 신호에 기초하여 직류 전력을 교류로 변환할 수 있다. 이에 따라, 증폭부(218)는 교류 전력을 출력할 수 있다.
매칭부(216)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 매칭부(216)로부터 바라본 임피던스를 조정하여, 출력 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다. 센서부(219)는 Tx 공진부(211a) 또는 증폭부(218)를 통해 무선 전력 수신기(250)에 의한 로드 변화를 센싱할 수 있다. 상기 센서부(219)의 센싱 결과는 제어부(212)로 제공될 수 있다.
매칭부(216)는 제어부(212)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭부(216)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(212)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
Tx 공진부(211a)는 입력된 교류 전력을 Rx 공진부(251a)로 송신할 수 있다. Tx 공진부(211a) 및 Rx 공진부(251a)는 동일한 공진 주파수를 가지는 공진 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 6.78MHz로 결정될 수 있다. 하나의 실시예에서, 인버터부(미도시)는 구동부(217)로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 인버팅하여 Tx 공진부(211a)로 출력할 수 있다.
한편, 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250) 측의 통신부(253)와 통신을 수행할 수 있으며, 예를 들어 양방향 2.4GHz 주파수로 통신(WiFi, ZigBee, BT/BLE)을 수행할 수 있다.
Rx 공진부(251a)는 충전을 위한 전력을 수신할 수 있다.
정류부(254)는 Rx 공진부(251a)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다. DC/DC 컨버터부(255)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터부(255)는 출력단의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터부(255)의 전단에는 인가될 수 있는 전압의 최솟값 및 최댓값이 미리 설정될 수 있다.
스위치부(256)는 DC/DC 컨버터부(255) 및 로드부(257)를 연결할 수 있다. 스위치부(256)는 제어부(252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 이러한 스위치부(256)는 생략될 수 있다. 로드부(257)는 스위치부(256)가 온 상태인 경우에 DC/DC 컨버터부(255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(400)는 전원을 인가할 수 있다(S401). 전원이 인가되면, 무선 전력 송신기(400)는 환경을 설정(configuration)할 수 있다(S402).
무선 전력 송신기(400)는 전력 절약 모드(power save mode)에 진입할 수 있다(S403). 전력 절약 모드에서, 무선 전력 송신기(400)는 이종의 검출용 전력 비콘 각각을 각각의 주기로 인가할 수 있으며, 이에 대하여서는 도 6에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 무선 전력 송신기(400)는 검출용 전력 비콘(power beacon)(S404,S405)(예컨대, 짧은 비콘(short beacon) 또는 긴 비콘(long beacon))을 인가할 수 있으며, 검출용 전력 비콘들(S404,S405) 각각의 전력 값의 크기는 상이할 수도 있다. 검출용 전력 비콘들(S404,S405) 중 일부 또는 전부는 무선 전력 수신기(450)의 통신부를 구동할 수 있는 전력량을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(450)는 검출용 전력 비콘들(S404,S405) 중 일부 또는 전부에 의하여 통신부를 구동시켜 무선 전력 송신기(400)와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 상기 상태를 널(Null) 상태(S406)로 명명할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(450)의 배치에 의한 로드 변화를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기(400)는 저전력 모드(S408)로 진입할 수 있다. 저전력 모드에 대하여서도 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 한편, 무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기(400)로부터 수신된 전력에 기초하여 통신부를 구동시킬 수 있다(S409).
무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기(400)로 무선 전력 송신기 검색 (PTU searching)신호를 송신할 수 있다(S410). 무선 전력 수신기(450)는 BLE 기반의 애드버타이즈먼트(Advertisement; AD) 신호로서, 무선 전력 송신기 검색 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 무선 전력 송신기 검색 신호를 주기적으로 송신할 수 있으며, 무선 전력 송신기(400)로부터 응답 신호를 수신하거나 또는 기설정된 시간이 도래할 때까지 송신할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)로부터 무선 전력 송신기 검색 신호가 수신되면, 무선 전력 송신기(400)는 응답 신호(PRU Respnse) 신호를 송신할 수 있다(S411). 여기에서 응답 신호는 무선 전력 송신기(400) 및 무선 전력 수신기(400) 사이의 연결(connection)을 형성(form)할 수 있다.
무선 전력 수신기(450)는 PRU static 신호를 송신할 수 있다(S412). 여기에서, PRU static 신호는 무선 전력 수신기(450)의 상태를 지시하는 신호일 수 있으며, 무선 전력 송신기(400)가 관제하는 무선 전력 네트워크에 가입을 요청할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 PTU static 신호를 송신할 수 있다(S413). 무선 전력 송신기(400)가 송신하는 PTU static 신호는 무선 전력 송신기(400)의 캐퍼빌리티(capability)를 지시하는 신호일 수 있다.
무선 전력 송신기(400) 및 무선 전력 수신기(450)가 PRU static 신호 및 PTU static 신호를 송수신하면, 무선 전력 수신기(450)는 PRU 다이내믹(Dynamic) 신호를 주기적으로 송신할 수 있다(S414, S415). PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 무선 전력 수신기(450)에서 측정된 적어도 하나의 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 무선 전력 수신기(450)의 정류부 후단의 전압 정보를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 수신기(450)의 상태를 부트(Boot) 상태(S407)라고 명명할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)는 전력 송신 모드로 진입하고(S416), 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(450)가 충전을 수행하도록 하는 명령 신호인 PRU 제어(PRU control) 신호를 송신할 수 있다(S417). 전력 송신 모드에서, 무선 전력 송신기(400)는 충전 전력을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(400)가 송신하는 PRU 제어(control) 신호는 무선 전력 수신기(450)의 충전을 인에이블/디스에이블하는 정보 및 허여(permission) 정보를 포함할 수 있다. PRU 제어 신호는 충전 상태가 변경될 때마다 송신될 수 있다. PRU 제어 신호는 예를 들어 250ms 마다 송신될 수 있거나, 파라미터 변화가 있을 때 송신될 수 있다. PRU 제어 신호는 파라미터가 변경되지 않더라도 기설정된 임계 시간, 예를 들어 1초 이내에는 송신되어야 하도록 설정될 수도 있다.
무선 전력 수신기(400)는 PRU 제어(control) 신호에 따라서 설정을 변경하고, 무선 전력 수신기(450)의 상태를 보고하기 위한 무선 전력 수신기 다이내믹(PRU Dynamic) 신호를 송신할 수 있다(S418, S419). 무선 전력 수신기(450)가 송신하는 PRU 다이내믹(PRU Dynamic) 신호는 전압, 전류, 무선 전력 수신기 상태 및 온도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 수신기(450)의 상태를 On 상태로 명명할 수 있다.
한편, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 하기 <표 1>과 같은 데이터 구조를 가질 수 있다.
상기 <표 1>에서와 같이, PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 적어도 하나의 필드로 구성될 수 있다. 각 필드에는 선택적 필드 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 전압 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 전류 정보, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터의 후단의 전압 정보, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터의 후단의 전류 정보, 온도 정보, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최소 전압값 정보(VRECT_MIN_DYN), 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최적 전압값 정보(VRECT_SET_DYN), 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최대 전압값 정보(VRECT_HIGH_DYN) 및 경고 정보(PRU alert) 등이 설정될 수 있다. PRU 다이내믹(Dynamic) 신호는 상기와 같은 필드들 중 적어도 하나의 필드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 충전 상황에 따라 결정된 적어도 하나의 전압 설정값들(예컨대, 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최소 전압값 정보(VRECT_MIN_DYN), 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최적 전압값 정보(VRECT_SET_DYN), 무선 전력 수신기의 정류부의 후단의 최대 전압값 정보(VRECT_HIGH_DYN) 등)을 상기 PRU 다이내믹 신호의 해당 필드에 포함하여 전송할 수 있다. 이와 같이, PRU 다이내믹 신호를 수신한 무선 전력 송신기는 상기 PRU 다이내믹 신호에 포함된 상기 전압 설정값들을 참조하여 각 무선 전력 수신기로 전송할 무선 충전 전압을 조정할 수 있다.
그 중에서도 경고 정보(PRU Alert)는 하기의 <표 2>와 같은 데이터 구조로 형성될 수 있다.
상기 <표 2>를 참조하면, 상기 경고 정보(PRU Alert)는 재시작 요청(restart request)을 위한 비트와, 전환(transition)을 위한 비트 및 유선 충전 어댑터 인입 감지(TA(Travel Adapter) detect)를 위한 비트를 포함할 수 있다. 상기 TA detect는 무선 전력 수신기가 무선 충전을 제공하는 무선 전력 송신기에서 유선 충전을 위한 단자가 연결되었음을 알리는 비트를 나타낸다. 상기 전환을 위한 비트는 무선 전력 수신기의 통신 IC(Intergrated Circit)가 SA(stand alone) 모드에서 NSA(non stand alone) 모드로 전환하기 전에 무선 전력 수신기가 리셋(reset)됨을 무선 전력 송신기에게 알리는 비트를 나타낸다. 마지막으로, 재시작 요청(restart request)은 과전류나 온도 초과 상태가 발생하여 무선 전력 송신기가 송신 전력을 줄여 충전이 끊어지게 되었다가 정상 상태로 돌아오면, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로 충전을 재개할 준비가 되었음을 알리는 비트를 나타낸다.
또한, 경고 정보(PRU Alert)는 하기의 <표 3>과 같은 데이터 구조로도 형성될 수 있다.
상기 표 3을 참조하면, 경고 정보는, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature), 무선 전력 수신기 셀프 보호(PRU Self Protection), 충전 완료(charge complete), 유선 충전 감지(Wired Charger Detect), 모드 전환(Mode Transition) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 과전압(over voltage) 필드에 ‘1’이 설정되면, 이는 무선 전력 수신기에서의 전압 Vrect이 과전압 한계를 초과했음을 나타낼 수 있다. 이외에 과전류(over current), 과온도(over temperature)는 과전압에서와 같은 방식으로 설정될 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기 셀프 보호(PRU Self Protection)는 무선 전력 수신기가 직접 로드에 걸리는 전력을 줄임으로써 보호하는 것을 의미하며, 이러한 경우 무선 전력 송신기는 충전 상태를 변경할 필요가 없다.
본 발명의 실시 예에 따른 모드 전환(Mode Transition)을 위한 비트(bits)는 모드 전환 절차가 진행되는 기간을 무선 전력 송신기에 통지하기 위한 값으로 설정될 수 있다. 이러한 모드 전환 기간을 나타내는 비트는 하기 <표 4>와 같이 나타낼 수 있다.
상기 <표 4>를 참조하면, '00'은 모드 전환이 없음을 나타내며, '01'은 모드 전환을 완료하기 위해 요구되는 시간이 최대 2초라는 것을 나타내며, '10'은 모드 전환을 완료하기 위해 요구되는 시간이 최대 3초라는 것을 나타내며, '11'은 모드 전환을 완료하기 위해 요구되는 시간이 최대 6초라는 것을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 모드 전환을 완료하기 위해 3초 이하의 시간이 소요되는 경우, 모드 전환 비트는 '10'으로 설정될 수 있다. 이러한 모드 전환 절차의 시작에 앞서, 무선 전력 수신기는 1.1 W 전력 드로우(draw)를 맞추도록 입력 임피던스 설정을 변경하여 모드 전환 절차 동안에 어떠한 임피던스 변화가 없도록 제한할 수 있다. 이에 따라 무선 전력 송신기는 이러한 설정에 맞추어 무선 전력 수신기에 대한 전력(ITX_COIL)을 조정하며, 이에 따라 모드 전환 기간 동안에 무선 전력 수신기에 대한 전력(ITX_COIL)을 유지할 수 있다.
따라서 모드 전환 비트에 의해 모드 전환 기간이 설정되면, 무선 전력 송신기는 그 모드 전환 시간 예컨대, 3초 동안에는 무선 전력 수신기에 대한 전력(ITX_COIL)을 유지할 수 있다. 즉, 3초 동안에 무선 전력 수신기로부터 응답이 수신되지 않더라도 연결을 유지할 수 있다. 하지만 모드 전환 시간이 경과한 이후에는 그 무선 전력 수신기를 이물질(rouge object)이라고 간주하여 전력 전송을 종료할 수 있다.
한편, 무선 전력 수신기(450)는 에러 발생을 감지할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 경고 신호를 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수 있다(S420). 경고 신호는 PRU 다이내믹(PRU Dynamic) 신호로 송신되거나 또는 경고(alert) 신호로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(450)는 상기 표 1의 PRU alert 필드에 에러 상황을 반영하여 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수 있다. 또는 무선 전력 수신기(450)는 에러 상황을 지시하는 단독 경고 신호를 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(400)는 경고 신호를 수신하면, 랫치 실패(Latch Fault) 모드로 진입할 수 있다(S422). 무선 전력 수신기(450)는 널(Null) 상태로 진입할 수 있다(S423).
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 5의 제어 방법은 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 6은 도 5의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 구동을 개시할 수 있다(S501). 아울러, 무선 전력 송신기는 초기 설정을 리셋할 수 있다(S503). 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드에 진입할 수 있다(S505). 여기에서, 전력 절약 모드는, 무선 전력 송신기가 전력 송신부에 전력량이 상이한 이종의 전력을 인가하는 구간일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 6에서의 제 2 검출 전력(601, 602) 및 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)을 전력 송신부에 인가하는 구간일 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601, 602)을 제 2 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 2 검출 전력(601, 602)을 인가하는 경우에는 제 2 기간 동안 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)을 제 3 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)을 인가하는 경우에는 제 3 기간 동안 인가할 수 있다. 한편, 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)의 각각의 전력 값은 상이한 것과 같이 도시되어 있지만, 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)의 각각의 전력 값은 상이할 수도 있으며 또는 동일할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611)을 출력한 이후에 동일한 크기의 전력량을 가지는 제 3 검출 전력(612)을 출력할 수 있다. 상기와 같이 무선 전력 송신기가 동일한 크기의 제 3 검출 전력을 출력하는 경우, 제 3 검출 전력의 전력량은 가장 소형의 무선 전력 수신기, 예를 들어 카테고리 1의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
반면, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(611)을 출력한 이후에 상이한 크기의 전력량을 가지는 제 3 검출 전력(612)을 출력할 수 있다. 상기와 같이 무선 전력 송신기가 상이한 크기의 제 3 검출 전력을 출력하는 경우, 제 3 검출 전력의 전력량 각각은 카테고리 1 내지 5의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량일 수 있다. 예를 들어, 제 3 검출 전력(611)은 카테고리 5의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있으며, 제 3 검출 전력(612)은 카테고리 3의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있으며, 제 3 검출 전력(613)은 카테고리 1의 무선 전력 수신기를 검출할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
한편, 제 2 검출 전력(601, 602)은 무선 전력 수신기를 구동시킬 수 있는 전력일 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 2 검출 전력(601, 602)은 무선 전력 수신기의 제어부 및/또는 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601, 602) 및 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)을 전력 수신부로 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기 상에 무선 전력 수신기가 배치되는 경우, 무선 전력 송신기의 일 지점에서 바라보는 임피던스가 변화될 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(601, 602) 및 제 3 검출 전력(611, 612, 613, 614, 615)이 인가되는 중 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(615)을 인가하는 중, 임피던스가 변화되는 것을 검출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 물체를 검출할 수 있다(S507). 물체가 검출되지 않는 경우에는(S507-N), 무선 전력 송신기는 이종의 전력을 주기적으로 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다(S505).
한편, 임피던스가 변화되어 물체가 검출되는 경우에는(S507-Y), 무선 전력 송신기는 저전력 모드로 진입할 수 있다. 여기에서, 저전력 모드는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 제어부 및 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가진 구동 전력을 인가하는 모드이다. 예를 들어 도 6에서는, 무선 전력 송신기는 구동 전력(620)을 전력 송신부에 인가할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(620)을 수신하여 제어부 및/또는 통신부를 구동할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(620)에 기초하여 무선 전력 송신기와 소정의 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 인증에 요구되는 데이터를 송수신할 수 있으며, 이에 기초하여 무선 전력 송신기가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다. 다만, 무선 전력 수신기가 아닌 이물질이 배치되는 경우에는, 데이터 송수신이 수행될 수 없다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 배치된 물체가 이물질인지 여부를 결정할 수 있다(S511). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 기설정된 시간 동안 물체로부터 응답을 수신하지 못한 경우, 물체를 이물질로 결정할 수 있다.
이물질로 결정된 경우에는(S511-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패(latch fault) 모드로 진입할 수 있다(S513). 반면, 이물질이 아닌 것으로 결정된 경우에는(S511-N), 가입 단계를 진행할 수 있다(S519). 예를 들면, 무선 전력 송신기는 도 6에서의 제 1 전력(631 내지 634)을 제 1 주기로 주기적으로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 1 전력을 인가하는 중에 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 이물질이 회수되는 경우에는(S515-Y) 임피던스 변화를 검출할 수 있으며, 무선 전력 송신기는 이물질이 회수된 것으로 판단할 수 있다. 또는 이물질이 회수되지 않는 경우에는(S515-N), 무선 전력 송신기는 임피던스 변화를 검출할 수 없으며, 무선 전력 송신기는 이물질이 회수되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이물질이 회수되지 않는 경우에는, 무선 전력 송신기는 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 출력하여 현재의 무선 전력 송신기의 상태가 에러 상태임을 사용자에게 알릴 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
이물질이 회수되지 않은 것으로 판단되는 경우(S515-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드를 유지할 수 있다(S513). 한편, 이물질이 회수된 것으로 판단되는 경우(S515-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 재진입할 수 있다(S517). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 6의 제 2 전력(651, 652) 및 제 3 전력(661 내지 665)을 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는, 무선 전력 수신기가 아닌 이물질이 배치된 경우에 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드에서 인가하는 전력에 기초한 임피던스 변화에 의거하여 이물질의 회수 여부를 판단할 수 있다. 즉, 도 5 및 6의 실시 예에서의 랫치 실패 모드 진입 조건은 이물질의 배치일 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기는 이물질의 배치 이외에도 다양한 랫치 실패 모드 진입 조건을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 배치된 무선 전력 수신기와 교차 연결될 수 있으며, 상기의 경우에서도 랫치 실패 모드로 진입될 수 있다.
이에 따라, 무선 전력 송신기는 교차 연결 발생 시, 초기 상태로의 복귀가 요구되며, 무선 전력 수신기의 회수가 요구된다. 무선 전력 송신기는 다른 무선 전력 송신기상에 배치되는 무선 전력 수신기가 무선 전력 네트워크에 가입되는 교차 연결을 랫치 실패 모드 진입 조건으로 설정할 수 있다. 교차 연결을 포함하는 에러 발생 시의 무선 전력 송신기의 동작을 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 7의 제어 방법은 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 도 7의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
무선 전력 송신기는 구동을 개시할 수 있다(S701). 아울러, 무선 전력 송신기는 초기 설정을 리셋할 수 있다(S703). 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드에 진입할 수 있다(S705). 여기에서, 전력 절약 모드는, 무선 전력 송신기가 전력 송신부에 전력량이 상이한 이종의 전력을 인가하는 구간일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8에서의 제 2 검출 전력(801, 802) 및 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)을 전력 송신부에 인가하는 구간일 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801, 802)을 제 2 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 2 검출 전력(801, 802)을 인가하는 경우에는 제 2 기간 동안 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)을 제 3 주기로 주기적으로 인가할 수 있으며, 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)을 인가하는 경우에는 제 3 기간 동안 인가할 수 있다. 한편, 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)의 각각의 전력 값은 상이한 것과 같이 도시되어 있지만, 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)의 각각의 전력 값은 상이할 수도 있으며 또는 동일할 수도 있다.
한편, 제 2 검출 전력(801, 802)은 무선 전력 수신기를 구동시킬 수 있는 전력일 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 2 검출 전력(801, 802)은 무선 전력 수신기의 제어부 및/또는 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가질 수 있다.
무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801, 802) 및 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)을 전력 수신부로 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기 상에 무선 전력 수신기가 배치되는 경우, 무선 전력 송신기의 일 지점에서 바라보는 임피던스가 변화될 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(801, 802) 및 제 3 검출 전력(811, 812, 813, 814, 815)이 인가되는 중 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 3 검출 전력(815)을 인가하는 중, 임피던스가 변화되는 것을 검출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 물체를 검출할 수 있다(S707). 물체가 검출되지 않는 경우에는(S707-N), 무선 전력 송신기는 이종의 전력을 주기적으로 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다(S705).
한편, 임피던스가 변화되어 물체가 검출되는 경우에는(S707-Y), 무선 전력 송신기는 저전력 모드로 진입할 수 있다(S709). 여기에서, 저전력 모드는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기의 제어부 및/또는 통신부를 구동시킬 수 있는 전력량을 가진 구동 전력을 인가하는 모드이다. 예를 들어 도 8에서는, 무선 전력 송신기는 구동 전력(820)을 전력 송신부에 인가할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(820)을 수신하여 제어부 및/또는 통신부를 구동할 수 있다. 무선 전력 수신기는 구동 전력(820)에 기초하여 무선 전력 송신기와 소정의 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 인증에 요구되는 데이터를 송수신할 수 있으며, 이에 기초하여 무선 전력 송신기가 관장하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다.
이후, 무선 전력 송신기는 충전 전력을 송신하는 전력 송신 모드로 진입할 수 있다(S711). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8에서와 같이 충전 전력(821)을 인가할 수 있으며, 충전 전력은 무선 전력 수신기로 송신될 수 있다.
무선 전력 송신기는 전력 송신 모드에서, 에러가 발생하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 에러는 무선 전력 송신기 상에 이물질이 배치되는 것, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등일 수 있다. 무선 전력 송신기는 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등을 측정할 수 있는 센싱부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 기준 지점의 전압 또는 전류를 측정할 수 있으며, 측정된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는 것을 과전압 또는 과전류 조건이 충족되는 것으로 판단할 수 있다. 또는 무선 전력 송신기는 온도 센싱 수단을 포함할 수 있으며, 온도 센싱 수단은 무선 전력 송신기의 기준 지점의 온도를 측정할 수 있다. 기준 지점의 온도가 임계값을 초과하는 경우에는, 무선 전력 송신기는 과온도 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 온도, 전압, 전류 등의 측정값에 따라 과전압, 과전류, 과온도 등의 상태로 판단될 경우, 무선 전력 송신기는 무선 충전 전력을 미리 설정된 값만큼 낮춤으로써 과전압, 과전류, 과온도를 방지한다. 이때, 낮춰진 무선 충전 전력의 전압값이 설정된 최소값(예컨대, 무선 전력 수신기 정류부 후단의 최소 전압값(VRECT_MIN_DYN))보다 낮아지면 무선 충전이 중단되므로, 본 발명의 실시 예에 따라 전압 설정값을 재조정할 수 있다.
도 8의 실시 예에서는, 무선 전력 송신기 상에 이물질이 추가적으로 배치되는 에러가 도시되었지만, 에러는 이에 한정되지 않으며 이물질이 배치되는 것, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature)에 대하여서도 무선 전력 송신기가 유사한 과정으로 동작함을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
에러가 발생하지 않으면(S713-N), 무선 전력 송신기는 전력 송신 모드를 유지할 수 있다(S711). 한편, 에러가 발생하면(S713-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다(S715). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8과 같이 제 1 전력(831 내지 835)를 인가할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드 동안 램프 및 경고음 중 적어도 하나를 포함한 에러 발생 표시를 출력할 수 있다. 이물질 또는 무선 전력 수신기가 회수되지 않은 것으로 판단되는 경우(S717-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드를 유지할 수 있다(S715). 한편, 이물질 또는 무선 전력 수신기가 회수된 것으로 판단되는 경우(S717-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 재진입할 수 있다(S719). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 8의 제 2 전력(851,852) 및 제 3 전력(861 내지 865)을 인가할 수 있다.
이상에서, 무선 전력 송신기가 충전 전력을 송신하는 중 에러가 발생한 경우의 동작에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 무선 전력 송신기 상에 복수의 무선 전력 수신기가 충전 전력을 수신하는 경우의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9의 제어 방법은 도 10을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 10은 도 9의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기가 인가하는 전력량의 시간 축에 대한 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신할 수 있다(S901). 아울러, 무선 전력 송신기는 추가적으로 제 2 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크로 가입시킬 수 있다(S903). 또한 무선 전력 송신기는 제 2 무선 전력 수신기에도 충전 전력을 송신할 수 있다(S905). 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기가 요구하는 충전 전력의 합계를 전력 수신부에 인가할 수 있다.
도 10에서는 상기의 S901 단계 내지 S905 단계에 대한 일 실시 예가 도시된다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력(1001, 1002) 및 제 3 검출 전력(1011 내지 1015)을 인가하는 전력 절약 모드를 유지할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기를 검출하고, 검출 전력(1020)을 유지하는 저전력 모드로 진입할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기는 제 1 충전 전력(1030)을 인가하는 전력 송신 모드로 진입할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 2 무선 전력 수신기를 검출할 수 있으며, 제 2 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기가 요구하는 전력량의 합계의 전력량을 가지는 제 2 충전 전력(1040)을 인가할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 무선 전력 송신기는 제 1 및 제 2 무선 전력 수신기 양자에 충전 전력을 송신하는 중(S905), 에러 발생을 검출할 수 있다(S907). 여기에서, 에러는 상술한 바와 같이, 이물질 배치, 교차 연결, 과전압(over voltage), 과전류(over current), 과온도(over temperature) 등일 수 있다. 에러가 발생하지 않으면(S907-N), 무선 전력 송신기는 제 2 충전 전력(1040)의 인가를 유지할 수 있다.
한편, 에러가 발생하면(S907-Y), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 모드로 진입할 수 있다(S909). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 10의 제 1 전력(1051 내지 1055)를 제 1 주기로 인가할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수되는지를 판단할 수 있다(S911). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 제 1 전력(1051 내지 1055)의 인가 중 임피던스 변화를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기는 임피던스가 초기 수치로 복귀하는지 여부에 기초하여 제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수되는지를 판단할 수 있다.
제 1 무선 전력 수신기 및 제 2 무선 전력 수신기 모두가 회수된 것으로 판단되면(S911-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 모드로 진입할 수 있다(S913). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 10과 같이 제 2 검출 전력(1061, 1062) 및 제 3 검출 전력(1071 내지 1075)을 각각 제 2 주기 및 제 3 주기로 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 복수 개의 무선 전력 수신기에 충전 전력을 인가하는 경우에 있어서도, 에러 발생 시 용이하게 무선 전력 수신기 또는 이물질이 회수되는지 여부를 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 의한 SA(stand alone) 모드에서의 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
무선 전력 송신기(1100)는 통신부(1110), 전력 증폭기(power amplifier, PA)(1120) 및 공진기(resonator)(1130)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1150)는 통신부(WPT Communication IC)(1151), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP)(1152), 전력 관리 집적회로(Power Management Integrated Circuit; PMIC)(1153), 무선 전력 집적회로(Wireless Power Integrated Circuit; WPIC)(1154), 공진기(resonator)(1155), 인터페이스 전력 관리 집적회로(Interface Power Management IC; IFPM)(1157), 유선 충전 어댑터(Travel Adapter; TA)(1158) 및 배터리(1159)를 포함할 수 있다.
통신부(1100)는 와이파이(WiFi)/블루투스(BT) 콤보(Combo) IC으로 구현될 수 있으며, 통신부(1151)와 소정의 방식, 예를 들어 BLE 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1150)의 통신부(1151)는 표 1의 데이터 구조를 가지는 PRU 다이내믹(PRU Dynamic) 신호를 무선 전력 송신기(1100)의 통신부(1110)로 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, PRU 다이내믹 신호는 무선 전력 수신기(1150)의 전압 정보, 전류 정보, 온도 정보 및 경고 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수신된 PRU 다이내믹 신호에 기초하여, 전력 증폭기(1120)로부터의 출력 전력 값이 조정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1150)에 과전압, 과전류, 과온도가 인가되면, 전력 증폭기(1120)로부터 출력되는 전력 값이 감소될 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기(1150)의 전압 또는 전류가 기설정된 값 미만인 경우에는 전력 증폭기(1120)로부터 출력되는 전력 값이 증가될 수 있다.
공진기(1130)로부터의 충전 전력은 공진기(1155)에 무선으로 송신될 수 있다.
무선 전력 집적회로(1154)는 공진기(1155)로부터 수신된 충전 전력을 정류하고, DC/DC 컨버팅할 수 있다. 무선 전력 집적회로(1154)는 컨버팅된 전력을 통신부(1151)를 구동하거나 또는 배터리(1159)를 충전하도록 한다.
한편, 유선 충전 어댑터(1158)에는 유선 충전 단자가 인입될 수 있다. 유선 충전 어댑터(1158)는 30핀 커넥터 또는 USB 커넥터 등의 유선 충전 단자가 인입될 수 있으며, 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 수신하여 배터리(1159)를 충전할 수 있다.
인터페이스 전력 관리 집적회로(1157)는 유선 충전 단자로부터 인가되는 전력을 처리하여 배터리(1159) 및 전력 관리 집적회로(1153)로 출력할 수 있다.
전력 관리 집적회로(1153)는 무선으로 수신된 전력 또는 유선으로 수신된 전력과 무선 전력 수신기(1150)의 구성 요소 각각에 인가되는 전력을 관리할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(1152)는 전력 관리 집적회로(1153)로부터 전력 정보를 수신하여, 이를 보고하기 위한 PRU 다이내믹(PRU Dynamic) 신호를 송신하도록 통신부(1151)를 제어할 수 있다.
무선 전력 집적회로(1154)에 연결되는 노드(1156)에는 유선 충전 어댑터(1158)에도 연결될 수 있다. 유선 충전 어댑터(1158)에 유선 충전 커넥터가 인입되는 경우에는, 노드(1156)에 기설정된 전압, 예를 들어 5V가 인가될 수 있다. 무선 전력 집적회로(1154)는 노드(1156)에 인가되는 전압을 모니터링하여 유선 충전 어댑터의 인입 여부를 판단할 수 있다.
한편, 어플리케이션 프로세서(1152)는 미리 정해진 통신 방식의 스택 예컨대, WiFi/BT/BLE 스택을 가지고 있다. 따라서 무선 충전을 위한 통신 시 통신부(1151)는 어플리케이션 프로세서(1152)로부터 이러한 스택을 로드한 후, 그 스택을 기반으로 BT, BLE 통신 방식을 이용하여 무선 전력 송신기(1100)의 통신부(1110)와 통신할 수 있다.
하지만, 어플리케이션 프로세서(1152)가 전원 오프된 상태에서 어플리케이션 프로세서(1152)로부터 무선 전력 전송을 수행하기 위한 데이터를 가져올 수 없는 상태 또는 어플리케이션 프로세서(1152) 내의 메모리로부터 그 데이터를 가져와서 사용하는 도중에 그 어플리케이션 프로세서(1152)의 온 상태를 유지할 수 없을 정도로 전력이 소실된 상태가 발생할 수 있다.
이와 같이 배터리(1159)의 잔여 용량이 최소 전력 임계값 미만이 되면, 어플리케이션 프로세서(1152)가 꺼지게 되며, 무선 전력 수신기 내부에 배치된 무선 충전을 위한 일부 구성 요소 예컨대, 통신부(1151), 무선 전력 집적 회로(1154), 공진기(115) 등을 이용하여 무선 충전을 할 수 있다. 여기서, 어플리케이션 프로세서(1152)를 켤 수 있는 정도의 전원을 공급할 수 없는 상태를 데드(dead) 배터리 상태라고 할 수 있다.
이러한 데드 배터리 상태에서는 어플리케이션 프로세서(1152)는 구동되지 않기 때문에 통신부(1151)는 미리 정해진 통신 방식의 스택 예컨대, WiFi/BT/BLE 스택을 어플리케이션 프로세서(1152)로부터 입력받을 수 없다. 이러한 경우를 대비하여 통신부(1151)의 메모리(1162) 내에 어플리케이션 프로세서(1152)로부터 상기 미리 정해진 통신 방식의 스택 중 일부의 스택 예컨대, BLE 스택을 패치(fetch)하여 저장해놓을 수 있다. 이에 따라 통신부(1151)는 메모리(1162)에 저장한 상기 통신 방식의 스택 즉, 무선 충전 프로토콜을 이용하여 무선 충전을 위한 무선 전력 송신기(1100)와의 통신을 수행할 수 있다. 이때, 통신부(1151)는 그 내부의 메모리를 포함할 수 있는데, SA 모드에서 BLE 스택은 롬 형태의 메모리에 저장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 통신부(1151)가 메모리(1162)에 저장한 상기 통신 방식의 스택을 이용하여 통신을 수행하는 것을 SA(stand alone) 모드라고 명명할 수 있다. 이에 따라 통신부(1151)는 BLE 스택을 기반으로 충전 절차를 관리할 수 있다.
이상으로, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 무선 충전 시스템의 개념을 설명하였다. 이하 도 12a 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기를 상세히 설명하기로 한다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12a를 참조하면, 1210 동작에서 무선 전력 수신기(1201)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수 있다. 이하에서, 무선 전력 송신기(1200) 또는 무선 전력 수신기(1201)가 특정 동작을 수행할 수 있다는 것은, 무선 전력 송신기(1200) 또는 무선 전력 수신기(1201)에 포함된 컨트롤러가 해당 동작을 수행할 수 있음을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1200) 또는 무선 전력 수신기(1201)에 포함된 컨트롤러가 다른 하드웨어(예를 들어, 통신 모듈)가 해당 동작을 수행할 수 있도록 제어함을 의미할 수도 있다.
무선 전력 수신기(1201)는 다양한 시점에서 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 송신할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 수신기(1201)는 통신 세션, 예를 들어 BLE 통신 세션이 형성되기 이전에 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1201)는 BLE 통신에서 정의된 애드버타이즈먼트(advertisement) 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 수신기(1201)는 통신 세션 형성 이후에 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1201)는 BLE 통신 세션이 형성된 이후에, PRU static 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 한편, 상술한 제조사 정보를 송신하는 시점 및 제조사 정보를 포함시킬 신호의 종류는 단순히 예시적인 것으로, 제조사 정보를 송신하는 시점 및 포함시킬 신호의 종류에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
1220 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는, 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보 및 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보에 기초하여, 무선 전력 수신기(1200)의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신기(1200)는 1210 동작에서 수신된 신호를 파싱(parsing)하여 무선 전력 수신기(1200)의 제조사 정보를 파악할 수 있다. 제조사 정보가 예를 들어 PRU static 신호의 특정 필드에 포함됨은, 미리 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)가 파악할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(1200)는 미리 무선 전력 송신기(1200)의 자체의 제조사 정보를 파악할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201) 양자의 제조사 정보 모두에 기초하여 무선 전력 수신기(1201)의 기능에 대하여 권한을 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)가 A의 제조사 정보를 가지며, 무선 전력 수신기(1201) 또한 A의 제조사 정보를 가지는 경우에는, 무선 전력 송신기(1200)는 A의 제조사에서 지원하는 기능에 대한 전부에 대한 권한을 무선 전력 수신기(1201)에 부여할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1200)가 B의 제조사 정보를 가지며, 무선 전력 수신기(1201)가 A의 제조사 정보를 가지는 경우에는, 무선 전력 송신기(1200)는 A의 제조사에서 지원하는 기능 중 B의 제조사가 지원하는 기능과 일치하는 기능에 대한 권한을 무선 전력 수신기(1201)에 부여할 수 있다. 예를 들어, B의 제조사에서는 급속 충전 기능, 텍스트 정보 송수신 기능을 지원하고, A의 제조사에서는 텍스트 정보 송수신 기능, 노티피케이션(notification) 송수신 기능을 지원하는 경우를 상정하도록 한다. A의 제조사의 무선 전력 송신기(1200)는, A 제조사의 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보에 기초하여 급속 충전 기능, 텍스트 정보 송수신 기능을 허용하는 권한을 무선 전력 수신기(1201)에 설정할 수 있다. A의 제조사의 무선 전력 송신기(1200)는, B 제조사의 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보에 기초하여 텍스트 정보 송수신 기능, 노티피케이션 송수신 기능을 허용하는 권한을 무선 전력 수신기(1201)에 설정할 수 있다.
한편, 또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(1200)가 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보만을 단독으로 이용하여 권한을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)가 범용으로 제작된 경우에는, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보만을 이용하여 권한을 설정할 수도 있다.
1230 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 설정된 무선 전력 수신기(1201)의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 기능 중 적어도 일부의 허용 여부를 지시하는 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 기능 각각에 대한 허용 여부를 지시하는 CCCD(client characteristic configuration descriptor)를 송신할 수 있다. 표 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 권한의 예시이다.
| 기능 | 허용 여부 |
| 급속 충전 | O |
| 텍스트 송수신 | O |
| 노티피케이션 송수신 | X |
| 무선 전력 송신기 LED 제어 | X |
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(1200)는 제조사의 호환을 고려하여 무선 전력 수신기(1201)의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 LED를 포함하지 않을 수도 있으며, 이 경우에는 무선 전력 송신기(1200)는 LED 제어 기능에 대한 권한을 부여하지 않으며, 이를 포함한 메시지를 송신할 수 있다. 표 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시예에 따른 권한의 예시이다.
| 기능(GATT primary service base handle + offset) | 허용 여부 |
| 51 | 1 |
| 52 | 1 |
| 53 | 0 |
| 54 | 0 |
표 6은, 무선 전력 수신기(1201)의 기능들이 미리 GATT primary service base handle에 대한 오프셋(offset)으로 설정된 경우의 권한의 예시이다. 예를 들어, 급속 충전은 GATT primary service base handle 값에 대하여 51번째만큼 더하여진 값으로 미리 설정된 것을 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)가 모두 미리 파악할 수 있다. 아울러, 허용 여부 또한 플래그(flag) 형태로 1은 허용, 0은 허용하지 않음의 의미인 것을 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)가 모두 미리 파악할 수 있다. 이에 따라, 표 6과 같은 신호를 수신하더라도, 무선 전력 수신기(1201)는 자신에게 허용된 기능(즉, 플래그가 1인 기능)이, 급속 충전 기능(즉, 오프셋이 51인 기능)과 테스트 송수신 기능(즉, 오프셋이 52인 기능)임을 판단할 수 있다. 오프셋으로 기능을 지정하는 권한을 이용함에 따라, 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)에 송수신되는 메시지의 정보량이 경감될 수 있다. 한편, 도 6에서의 오프셋은 단순히 예시적인 것으로, 권한과연관된 신호는 핸들 값이 직접 기재된 형태로 구현될 수도 있다. 제조사 특정 파라미터 캐릭터리스틱(vendor specific parameter characteristics를 위하여, GATT primary service base handle을 기준으로 +51의 오프셋을 가지는 핸들값들이 제조사 특정 사용을 위하여 예약될 수 있다. 예를 들어, 하기 표 7과 같은 무선 충전 전송 서비스(wireless power transmission service:WPT service)가 핸들값 별로 정의될 수 있다.
| Type (16 bit) | Default value | Attribute permissions | Notes | Mandatory handle value |
| 0x2800 GATT_PRIMARY_SERVICE_UUID |
WPT_SERVICE_UUID (16-bit) |
GATT_PERMIT_READ | Start of WPT Service | (GATT Primary Service Handle) |
| 0x2803 GATT_CHARACTERISTIC_UUID |
Properties = read/write UUID = WPT_CHARACTERISTIC_BASE_UUID |
GATT_PERMIT_READ |
PRU Control Characteristic declaration | GATT Primary Service Handle) + 1 |
| WPT_CHARGING_PRU_CONTROL_UUID | 00000 (5 Octets) |
GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE | PRU Control Characteristic value | GATT Primary Service Handle) + 2 |
| 0x2803 GATT_CHARACTERISTIC_UUID |
Properties = read/write UUID = WPT_ CHARACTERISTIC_BASE _UUID+1 |
GATT_PERMIT_READ | PTU Static Parameter Characteristic declaration | GATT Primary Service Handle) + 3 |
| WPT_CHARGING_PTU_STATIC_UUID | 00000000000000000 (17 Octets |
GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE |
PTU Static Parameter Characteristic value | GATT Primary Service Handle) + 4 |
| 0x2803 GATT_CHARACTERISTIC_UUID |
Properties = read/notify UUID = WPT_ CHARACTERISTIC_BASE _UUID+2 |
GATT_PERMIT_READ | PRU Alert Parameter Characteristic declaration | GATT Primary Service Handle) + 5 |
| WPT_CHARGING_PRU_ALERT_UUID | 0 (1 Octet) |
GATT_PERMIT_READ | GATT PERMIT_NOTIFY |
PRU Alert Parameter Characteristic value | GATT Primary Service Handle) + 6 |
| 0x2902 CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIGUARATION_UUID |
0 (1 Octet) |
GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE |
Client Characteristic Configuration UUID for PRU Alert | GATT Primary Service Handle) + 7 |
| 0x2803 GATT_CHARACTERISTIC_UUID |
Properties = read UUID = WPT_ CHARACTERISTIC_BASE _UUID+3 |
GATT_PERMIT_READ | PRU Static Parameter Characteristic declaration | GATT Primary Service Handle) + 8 |
| WPT_CHARGING_PRU_STATIC_UUID | 0000000000000000000 (20 Octets) |
GATT_PERMIT_READ | PRU Static Parameter Characteristic value | GATT Primary Service Handle) + 9 |
| 0x2803 GATT_CHARACTERISTIC_UUID |
Properties = read UUID = WPT_ CHARACTERISTIC_BASE _UUID+4 |
GATT_PERMIT_READ | PRU Dynamic Parameter Characteristic declaration | GATT Primary Service Handle) + 10 |
| WPT_CHARGING_PRU_DYNAMIC_UUID | 00000000000000000000 (20 Octets) |
GATT_PERMIT_READ | PRU Dynamic Parameter Characteristic value | GATT Primary Service Handle) + 11 |
| RFU | RFU | RFU | RFU | GATT Primary Service Handle) + 12 ... 50 |
| WPT VENDOR SPECIFIC UUID | 00000000000000000000 (20 ocets) | GATT PERMIT READ | Vendor Specific Characteristic value | GATT Primary Service Handle)+xx |
상기와 같이, 본원에 따른 무선 충전 전송 서비스(wireless power transmission service:WPT service) 중 GATT Primary base service handle을 기준으로 + 50 초과의 오프셋을 가지는 핸들값들이 제조사가 이용할 수 있는 서비스에 할당되도록 예약될 수 있다.
1240 동작에서, 무선 전력 수신기(1201)는 수신된 기능에 대한 권한에 기초하여, 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기의 표 5 또는 표 6과 같은 권한을 포함하는 신호를 수신한 경우에, 무선 전력 수신기(1201)는 급속 충전을 무선 전력 송신기(1200)에 직접 요청할 수 있다. 종래의 BLE 통신의 경우에는, 무선 전력 송신기(1200)가 마스터 노드로 설정된 경우에는, 슬레이브 노드인 무선 전력 수신기(1201)가 직접적으로 무선 전력 송신기(1200)에 기능을 요청할 수 없었다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 무선 전력 수신기(1201)는 무선 전력 송신기(1200)가 부여한 권한에 기초하여 기능 수행을 직접 요청할 수 있다. 무선 전력 송신기(1201)는 무선 전력 수신기(1200)로부터의 급속 충전 요청에 대응하여 급속 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사가 지원하는 기능을 수행할 수 있다.
도 12b 내지 도 12d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다. 도 12b를 참조하면, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)를 제 1 전력(1261)으로 충전할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(1200)의 통신부(1202)는 무선 전력 수신기(1201)의 통신부(1203)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 포함한 신호를 수신할 수 있으며, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보에 기초하여 권한을 설정하고, 권한을 포함하는 신호를 무선 전력 수신기(1201)로 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신기(1201)는 수신된 권한에 기초하여 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)가 급속 충전 기능을 허용하며, 이에 대한 권한을 무선 전력 수신기(1201)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(1201)는 급속 충전과 연관된 GUI(1206)를 표시할 수 있다. 사용자로부터 급속 충전 명령이 수신되면, 무선 전력 수신기(1201)는 급속 충전을 요청하는 신호(1205)를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수 있다. 급속 충전을 요청하는 신호(1205)는 또 다른 핸들 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 급속 충전을 요청하는 기능은 GATT primary service base handle + 55의 오프셋의 핸들 값으로 미리 설정될 수 있다. 무선 전력 수신기(1201)는 +55의 오프셋을 포함하는 신호(1205)를 송신함으로써 무선 전력 송신기(1200)에 급속 충전을 요청할 수 있다. 추가된 오프셋의 핸들 값은 CCCD를 이용하여 임의의 시점에서 송수신될 수 있다.
도 12c를 참조하면, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)로부터 수신된 급속 충전을 요청하는 신호(1205)에 대응하여 제 1 전력(1261)보다 큰 크기를 가지는 제 2 전력(1262)을 무선 전력 수신기(1200)로 송신할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(1200)는 추후의 급속 충전과 연관된 동작들을 무선 전력 수신기(1201)와 함께 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)로부터의 VRECT가 특정 조건을 만족하면, 전력의 크기를 다시 감소하는 등의 동작을 수행할 수도 있으며, 이는 제조사에 의하여 설정될 수 있다. 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)는 제조사가 동일하거나, 또는 제조사가 상이하더라도 동일한 기능을 지원하는 경우에는 설정된 절차(procedure)에 따라 동작할 수 있다.
도 12d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)의 동작을 설명하는 개념도이다. 도 12d의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(1200)가 무선 전력 수신기(1201)의 노티피케이션 송수신 기능을 허용하는 권한을 무선 전력 수신기(1201)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(1201)는 수신 전화(incoming call)에 대한 노티피케이션(1271)을 디스플레이에 표시할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기(1201)는 노티피케이션을 포함하는 신호(1272)를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1200)는 수신된 신호(1272)에 기초하여 노티피케이션(1273)을 디스플레이(1270) 상에 표시할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 무선 전력 송신기(1200) 및 무선 전력 수신기(1201)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보 및 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보를 교환할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 도 12a에서와 같이, 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보를 수신할 수 있으며, 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보의 수신에 응답하여 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보를 송신할 수도 있으며, 또는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보의 수신과 무관하게 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(1200)가 제조사 정보를 송신하는 시점 및 제조사 정보를 포함시키는 신호의 종류에도 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
1320 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 수신된 무선 전력 수신기(1201)의 제조사 정보에 기초하여 사용가능한 기능을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 제조사와 호환이 가능한 기능을 확인할 수 있다. 1330 동작에서, 무선 전력 수신기(1201)는 수신된 무선 전력 송신기(1200)의 제조사 정보에 기초하여 무선 전력 수신기가 사용가능한 기능을 확인할 수 있다. 1340 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 무선 전력 수신기(1201)의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1200)는 확인된 사용가능한 기능에 기초하여 설정된 권한을 송신할 수 있다. 1350 동작에서, 무선 전력 수신기(1201)는 사용가능한 기능 중 권한이 설정된 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신호 송수신을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 14에서의 PTU(power transmitting unit)은 무선 전력 송신기를 의미할 수 있으며, PRU(power receiving unit)는 무선 전력 수신기를 의미할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 구동(power-sup)할 수 있으며, 설정(configuration) 모드에 진입할 수 있다. 설정이 종료되면, 무선 전력 송신기(PTU)는 전력 절약(power save) 모드에 진입할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 수신기(PRU)의 검출을 위한 전력 비콘(power beacon)을 공진기에 인가할 수 있다. 전력 비콘( power beacon)은 상대적으로 크기가 작은 숏-비콘(short beacon) 및 상대적으로 크기가 큰 롱-비콘(long-beacon)을 포함할 수 있다. 숏-비콘은 무선 전력 수신기의 카테고리(category)별로 로드 변경을 검출할 수 있는 충분한 크기의 전력일 수 있다. 롱-비콘은 무선 전력 무선 전력 수신기의 통신 모듈, 예를 들어 BLE 모듈이 구동을 개시(wake up)할 수 있는 충분한 크기의 전력일 수 있다. 무선 전력 수신기(PRU)는 구동(power-up)할 수 있으며, 애드버타이즈먼트(PRU advertisement) 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기(PRU)는 애드버타이즈먼트 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 애드버타이즈먼트 (PRU advertisement) 신호에 응답하여 연결 요청(connection request) 신호를 송신할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신기(PTU)는 비콘 인가 구간 동안의 로드 변경 및 애드버타이즈먼트(PRU advertisemnet) 신호의 수신에 기초하여 저전력(low power) 모드에 진입할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(PTU)는, 로드 변경의 시점과 애드버타이즈먼트(PRU advertisement) 신호의 수신 시점이 기설정된 임계치 미만인 경우에 저전력(low power) 모드로 진입할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 저전력(low power) 모드로 진입하면, 연결 요청(connection request) 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(PTU)는 연결 요청(connection request) 신호에 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 저전력(low power) 모드로 진입하면, 공진기에 인가하는 전력을 증가시킬 수 있으며, 인가되는 전력은 무선 전력 수신기(PRU)의 통신 모듈을 구동하는데 충분한 크기를 가질 수 있다. 무선 전력 수신기(PRU)는 연결 요청(connection request) 신호의 수신에 응답하여, 무선 전력 수신기 정적 파라미터(PRU static parameter) 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기(PRU)는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(PRU static parameter) 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 표 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기 정적 파라미터(PRU static parameter) 신호의 예시이다.
| Field | Octets | Description | Use | Units |
| Optional fields validity | 1 | Defines which optional fields are populated | Mandatory | |
| Protocol Revision | 1 | AirFuel Resonant Supported Revision | Mandatory | |
| RFU | 1 | Undefined | N/A | |
| PRU Category | 1 | Category of PRU | Mandatory | |
| PRU Information | 1 | Capabilities of PRU (bit field) | Mandatory | |
| Hardware rev | 1 | Revision of the PRU HW | Mandatory | |
| Firmware rev | 1 | Revision of the PRU SW | Mandatory | |
| PRECT_MAX | 1 | PRECT_MAX of the PRU | Mandatory | Category 1-5: mW x 100 Category 6+: mW x 1000 |
| VRECT_MIN_STATI | 2 | VRECT_MIN (static, first estimate) | Mandatory | mV |
| VRECT_HIGH_STATIC | 2 | VRECT_HIGH (static, first estimate) | Mandatory | mV |
| VRECT_SET | 2 | VRECT_SET | Mandatory | mV |
| PRU Company ID | 2 | PRU Company ID | Optional | |
| RFU | 4 | Undefined | N/A |
상기와 같이, 예를 들어 제조사 정보(company ID)는 2옥텟의 크기를 가질 수 있으며, 강제적(mandatory)으로 설정될 수 있다. 제조사 정보는 예를 들어 A4WP의 제휴사의 유일한 식별자일 수 있으며, 0x0000 및 0xFFFF의 제조사 ID가 예약될 수 있다.
무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(PRU static parameter) 신호의 수신에 응답하여, 무선 전력 송신기 정적 파라미터(PTU static parameter) 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 송신기 정적 파라미터(PTU static parameter) 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 표 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 정적 파라미터(PTU static parameter) 신호의 예시이다.
| Field | Octets | Description | Use | Units |
| Optional fields validity | 1 | Defines which fields are valid | Mandatory | |
| PTU Power | 1 | Power of PTU | Mandatory | |
| PTU Max Source Impedance | 1 | Maximum source impedance of the PTU | Optional | |
| PTU Max Load Resistance | 1 | Maximum load resistance of the PTU | Optional | |
| RFU | 2 | Undefined | N/A | |
| PTU class | 1 | PTU class | Mandatory | Class 1 - 5 |
| Hardware rev | 1 | Revision of the PTU HW | Mandatory | |
| Firmware rev | 1 | Revision of the PTU SW | Mandatory | |
| Protocol Revision | 1 | AirFuel Resonant Supported Revision | Mandatory | |
| PTU Number of Devices Supported | 1 | Max Number of Devices | Mandatory | |
| PTU Company ID | 2 | PTU Company ID | Optional | |
| RFU | 4 | Undefined | N/A |
상기와 같이, 예를 들어 제조사 정보(company ID)는 2옥텟의 크기를 가질 수 있으며, 강제적(mandatory)으로 설정될 수 있다. 제조사 정보는 예를 들어 A4WP의 제휴사의 유일한 식별자일 수 있으며, 0x0000 및 0xFFFF의 제조사 ID가 예약될 수 있다.
상기와 같이, 예를 들어 제조사 정보(company ID)는 2옥텟의 크기를 가질 수 있으며, 강제적(mandatory)으로 설정될 수 있다.
무선 전력 수신기(PRU)는 무선 전력 수신기 동적 파라미터(PRU dynamic parameter) 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(PRU)는 무선 전력 수신기 동적 파라미터(PRU dynamic parameter) 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 수신기 동적 파라미터(PRU dynamic parameter) 신호의 수신에 기초하여 전력 전송(power transfer) 모드로 진입할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 수신기 제어(PRU control) 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(PTU)는 무선 전력 수신기 제어(PRU control) 신호에 제조사 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 무선 전력 수신기(PRU)는 무선 전력 수신기 동적 파라미터(PRU dynamic parameter) 신호를 무선 전력 송신기(PTU)로 주기적 또는 이벤트 검출시 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신기(PRU)는 제조사 관련 명령(vendor command) 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기(PRU)는 무선 전력 송신기(PTU)로부터 기능의 허용 여부를 포함하는 권한, 예를 들어 CCCD를 수신할 수 있으며, 허용된 기능과 관련되 제조사 관련 명령(vendor command) 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(PTU)는 제조사 관련 명령(vendor command) 신호에 대응하는 제조사 관련 명령 확인(vendor command confirm) 신호를 송신할 수 있다. 제조사 관련 명령(vendor command) 신호 및 제조사 관련 확인 명령(vendor command confirm) 신호 중 적어도 하나는 텍스트 기반으로 기재되거나 또는 핸들값 기반으로 기재될 수 있다. 또는, 핸들값은 GATT primary service base handle 값을 기준으로 한 오프셋의 형태로 기재될 수도 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 수신할 수 있다. 1520 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보 및 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 이용하여, 무선 전력 수신기의 기능과 연관된 핸들(handle)값 각각에 대한 허용 여부를 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 기능과 연관된 핸들값 중 무선 전력 송신기 또한 지원 가능한 핸들값을 허용할 수 있다.
1530 동작에서, 무선 전력 송신기는 설정한 핸들값 각각에 대한 허용 여부와 연관된 CCCD를 무선 전력 수신기로 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 CCCD는 핸들값 및 허용 여부를 지시하는 플래그를 포함할 수 있다. 1540 동작에서, 무선 전력 송신기는 핸들값을 이용하여 무선 전력 수신기와 정보를 교환하거나 또는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기로부터 특정 핸들값과 연관된 기능을 요청받으면, 해당 기능을 수행할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1610 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제 1 제조사 정보를 수신할 수 있다. 1620 동작에서, 무선 전력 송신기는 미리 저장된 복수 개의 송신기측 제조사 정보 중, 무선 전력 수신기의 제 1 제조사 정보에 대응하는 송신기측 제조사 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는, 복수 개의 송신기측 제조사 정보를 미리 저장할 수 있다.
1630 동작에서, 무선 전력 송신기는 결정한 송신기측 제조사 정보 및 무선 전력 수신기의 제 1 제조사 정보를 이용하여, 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는, 임의의 제조사의 무선 전력 수신기에 대하여서도 제조사가 지원하는 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 1640 동작에서, 무선 전력 송신기는 설정된 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 1650 동작에서, 무선 전력 송신기는 핸들값을 이용하여 무선 전력 수신기와 정보를 교환하거나 또는 기능을 수행할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1710 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 송신할 수 있다. 1715 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 캐퍼빌리티 정보를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기는, 제조사 정보 및 캐퍼빌리티 정보를 동일한 신호에 포함시켜 송신하거나 또는 상이한 신호에 각각 포함시켜 송신할 수 있다. 캐퍼빌리티 정보는, 무선 전력 수신기의 펌웨어 정보, 하드웨어 정보, 버전 정보 등을 포함할 수 있다.
1720 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 제조사 정보, 무선 전력 수신기의 캐퍼빌리티 정보 및 무선 전력 수신기의 제조사 정보에 기초하여, 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는, 추가적으로 무선 전력 수신기의 캐퍼빌리티 정보를 더 고려하여 권한을 설정할 수 있다.
1730 동작에서, 무선 전력 송신기는 설정된 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 1740 동작에서, 무선 전력 수신기는 수신된 기능에 대한 권한에 기초하여, 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신기는, 캐퍼빌리티가 수행가능한 기능을 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1810 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 송신할 수 있다. 1820 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 제조사 정보 및 무선 전력 수신기의 제조사 정보에 기초하여, 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다.
1830 동작에서, 무선 전력 송신기는 설정된 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 1840 동작에서, 무선 전력 수신기는 설정된 권한에 대한 협상과 연관된 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는, 허용되지 않은 기능에 대한 허용을 요청하거나 또는 허용된 기능에 대한 허용 철회를 요청하는 협상과 연관된 신호를 송신할 수 있다.
1850 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신된 협상과 연관된 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 재설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 허용을 요청받은 기능을 허용함으로써 권한을 재설정하거나 또는 허용의 철회를 요청받은 기능을 허용하지 않음으로써 권한을 재설정할 수도 있다. 1860 동작에서, 무선 전력 송신기는 재설정된 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 1870 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신된 기능에 대한 권한에 기초하여, 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1910 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 송신할 수 있다. 1920 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 확인할 수 있다. 1930 동작에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 제조사 정보 및 무선 전력 수신기의 이용가능한 기능을 문의하는 메시지를 송신할 수 있다.
1940 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 이용가능한 기능을 확인할 수 있다. 무선 전력 수신기는, 예를 들어 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 고려하여 이용가능한 기능을 확인할 수 있다. 만일, 무선 전력 수신기가 급속 충전을 실행할 수 있더라도 무선 전력 송신기가 급속 충전 기능을 제공하지 않는 제조사에 의하여 제조된 경우에는, 이용가능한 기능에서 급속 충전 기능을 제외할 수도 있다.
1950 동작에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 이용가능한 기능을 송신할 수 있다. 1960 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신된 이용가능한 기능에 대한 정보에 기초하여 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 설정할 수 있다. 1970 동작에서, 무선 전력 송신기는 설정된 무선 전력 수신기의 기능에 대한 권한을 송신할 수 있다. 1980 동작에서, 무선 전력 수신기는 수신된 기능에 대한 권한에 기초하여, 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다.
이하에서는, 무선 충전과 관련된 사항들에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 전자 장치(예: 휴대폰)의 배터리를 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고 충전할 수 있는 시스템이다. 무선 충전 기술은 전자 장치를 충전하기 위한 별도의 외부 장치(예: TA 어댑터)가 필요하지 않으므로 전자 장치의 휴대성을 높일 수 있고, 외부 장치와 연결하기 위한 커넥터가 없어 방수 기능을 높일 수 있는 장점이 있다.
무선 전력 송신 장치는 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(inductive coupling) 방식과 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(electromagnetic resonance coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력을 전달할 수 있다.
전자기 유도에 의한 무선 전력 전송 방법은, 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 하나의 코일에서 전자기 유도 현상에 의하여 생성되는 변화하는 자기장에 의하여 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.
공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전송 방법은, 무선 전력 송신장치에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 전자 기기에서 전자기적 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 무선 전력 송신장치로부터 전자 기기로 전력이 전달되는 것을 말한다.
이하에서는, 유도 결합 방식에 대하여 설명하도록 한다.
무선 전력 전송 장치의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 무선 전력 전송 장치 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 무선 전력 수신 장치 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다. 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송 장치 및 상기 무선 전력 수신 장치 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다. 한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선 전력 전송 장치는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 전자 기기가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 전송 코일이 장착될 수 있다. 또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 전자 기기가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일과 상기 수신 코일 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 전자 기기의 위치를 지시한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 전자 기기의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 전자 기기 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.
무선 전력 송신 장치 또는 무선 전력 수신 장치는 충전 효율을 향상 시키기 위해 배열 상태에 따른 피드백을 출력할 수 있다. 상기 피드백은 음성메시지, 미리 정해진 효과음, 진동, 문자 메시지, 디스플레이부를 통한 배열을 교정하는 예를 나타내는 동영상 등이 포함될 수 있다.
한편, 상기 무선 전력 전송 장치는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 전자 기기의 수신 코일과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 또한 상기 코일은 이동 가능한 형태의 코일일 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 위치 감지부를 통해 무선 전력 수신 장치의 위치가 판단될 경우, 상기 전송 코일과 및 상기 전자 기기의 상기 수신 코일의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일을 이동시키거나, 상기 전송 코일과 상기 수신 코일의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)를 더 포함할 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신 장치의 위치가 감지되면, 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기를 제어할 수 있다.
이하에서는, 자기공명 방식 또는 공진 방식에 대하여 설명하도록 한다.
자기공명(magnetic resonance)방식은 전력을 송신하는 무선 전력 전송 장치와 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 시스템이 똑같은 공진 주파수를 갖도록 하여 두 주파수의 파장이 일치할 때, 공진 주파수로 설계된 수신 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하는 기술이다. 이 방식은 전자기장의 인체 보호 기준을 준수하면서 수 m까지 전력을 전송할 수 있고 무선 전력 수신 장치와의 정렬이 필요 없다는 장점이 있지만, 전력 전송 효율이 자기유도 방식에 비해 떨어지는 단점과 주변 환경에 영향을 받을 수 있다는 단점이 있다.
무선 전력 전송 장치의 전력 변환부는 하나 이상의 전송 코일들 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 형성 회로를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부는 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)를 더 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 전송 코일들의 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있으며, 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들과 각각 연결된 상기 공진 형성 회로들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 예시한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(2000)는 전력 송신부(2011), 제어부(2012), 통신부(2013), 표시부(2014) 또는 저장부(2015) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 송신부(2011)는 무선으로 무선 전력 수신 장치(2050)에 전력을 제공할 수 있다. 전력 송신부(2011)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 전력을 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 전력을 공급할 수도 있다. 전력 송신부(2011)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다.
제어부(2012)는 무선 전력 송신 장치(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(2012)는 저장부(2015)에 저장된 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신 장치(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(2012)는 CPU, 마이크로프로세서, 또는 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(2012)는 통신부(2013)를 통해 무선 전력 수신 장치(2050)로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신 장치(2050)의 상태를 표시부(2014)에 표시할 수 있다.
통신부(2013)는 무선 전력 수신 장치(2050)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(2013)는 무선 전력 수신 장치(2050)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 정보는 무선 전력 수신 장치(2050)의 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 또는 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(2013)는 무선 전력 수신 장치(2050)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신 장치(2050)의 전력 수신부(2051)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또는, 상기 충전 기능 제어 신호는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 이상 상황 발생에 대응하기 위한 전력 조절 또는 전력 제어 명령과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(2050)는 전력 수신부(2051), 제어부(2052), 통신부(2053), 표시부(2058), 또는 저장부(2059) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 수신부(2051)는 무선 전력 송신 장치(2000)로부터 전송된 전력을 무선으로 수신할 수 있다.
제어부(2052)는 무선 전력 수신 장치(2050)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(2052)는 저장부(259)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신 장치(2050)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(2052)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(2052)는 무선 전력 수신 장치(2050)의 상태를 표시부(2058)에 표시하도록 제어할 수 있다.
통신부(2053)는 무선 전력 송신 장치(2000)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(2053)는 무선 전력 송신 장치(2000)로 전력 정보 또는 제어 신호를 송수신할 수 있다. 상기 전력 정보는 무선 전력 수신 장치(2050)의 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 또는 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는 통신부(2053)는 무선 전력 수신 장치(2050)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신 장치(2050)의 전력 수신부(2051)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또는, 상기 충전 기능 제어 신호는 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 이상 상황 발생에 대응하기 위한 전력 조절 또는 전력 제어 명령과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
도 21a 및 21b은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(2100)(예: 무선 전력 전송 장치)는 전력 송신 회로(2120), 제어 회로(2112), 통신 회로(2130), 센싱 회로(2115) 및 저장 회로(2116)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2150)는 전력 수신 회로(2170), 제어 회로(2152), 통신 회로(2180), 센싱 회로(2155) 또는 표시부(2157)를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 도 21a 및 21b를 참고하면, 전력 송신 회로(2120)는 무선 전력 수신 장치(2150)로 전력을 제공할 수 있다. 전력 송신 회로(2120)는 전력 어댑터(2121), 전력 생성 회로(2122), 매칭 회로(2123), 도전성 패턴(예: 코일)(2124), 또는 제1 통신 회로(2131)를 포함할 수 있다. 전력 송신 회로(2120)는 상기 도전성 패턴(2124)을 통하여 무선으로 무선 전력 수신 장치(2150)에 전력을 전송하도록 구성될 수 있다. 전력 송신 회로(2120)는 외부로부터 직류 또는 교류 파형의 형태로 전력을 공급 받을 수 있으며, 상기 공급 받은 전력을 교류 파형의 형태로 무선 전력 수신 장치(2150)에 공급할 수 있다.
전력 어댑터(2121)는 외부로부터 교류 또는 직류 전원을 입력 받거나, 배터리 장치의 전원 신호를 수신하여 설정된 전압 값을 가지는 직류 전력으로 출력할 수 있다. 전력 어댑터(2121)에서 출력되는 직류 전력의 전압 값은 제어 회로(2112)에 의하여 제어될 수 있다. 전력 어댑터(2121)로부터 출력되는 직류 전력은 전력 생성 회로(2122)로 출력될 수 있다.
전력 생성 회로(2122)는 전력 어댑터(2121)로부터 출력된 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 출력할 수 있다. 전력 생성 회로(2122)는 소정의 증폭기(미도시)를 포함할 수도 있다. 전력 어댑터(2121)를 통해 입력되는 직류 전류가 설정된 이득(gain)보다 작으면 상기 증폭기를 이용하여 설정된 이득(gain)으로 직류 전류를 증폭할 수 있다. 또는, 전력 생성 회로(2122)는 제어 회로(2112)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여 전력 어댑터(2121)로부터 입력되는 직류 전류를 교류로 변환하는 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 생성 회로(2122)는 소정의 인버터를 통해 상기 직류 전류를 교류로 변환할 수 있다. 또는, 전력 생성 회로(2122)는 게이트 구동 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 게이트 구동 장치가 상기 직류 전류를 온(on)/오프(off)하여 제어하면서 교류로 변경할 수도 있다. 또는, 전력 생성 회로(2122)는 무선 전원 발생기(예: 오실레이터)를 통해 교류 전원 신호를 생성할 수도 있다.
매칭 회로(2123)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전력 생성 회로(2122)로부터 출력된 교류 신호가 도전성 패턴(2124)에 전달되면, 상기 교류 신호에 의하여 도전성 패턴(2124)에 전자기장이 형성될 수 있다. 매칭 회로(2123)의 임피던스를 조정하여 상기 형성된 전자기장 신호의 주파수 대역을 조정할 수 있다. 매칭 회로(2123)는 임피던스 조정에 의해 도전성 패턴(2124)을 통해 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송되는 출력 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다. 매칭 회로(2123)는 제어 회로(2112)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭 회로(2123)는 인덕터(예를 들어, 코일), 커패시터 또는 스위치 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 회로(2112)는 상기 스위치 장치를 통해 상기 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
상기 도전성 패턴(2124)은 전류가 인가되면 무선 전력 수신 장치(2150)에 전류를 유도 시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다. 상기 제1 통신 회로(2131)(예: 공진 회로)는 상기 도전성 패턴(2124)에 의해 발생되는 전자기파를 이용하여 인-밴드(in-band) 형식으로 통신(예: 데이터 통신)을 수행할 수 있다.
센싱 회로(2115)(예: 센서 모듈(2140))는 전력 송신 회로(2120)의 도전성 패턴(2124)에 인가되는 전류/전압의 변화를 센싱할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2100)는 도전성 패턴(2124)에 인가되는 전류/전압의 변화에 따라 상기 전송될 전력의 양이 변화할 수 있다. 또는, 센싱 회로(2115)는 무선 전력 송신 장치(2100)의 온도 변화를 센싱할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 센싱 회로(2115)는 전류/전압 센서 및 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어 회로(2112)는 전력 송신 회로(2120)를 통해 무선 전력 수신 장치(2150)로 무선으로 전력을 전송하도록 제어할 수 있다. 제어 회로(2112)는 통신 회로(2130)를 통해 상기 무선 전력 수신 장치(2150)로부터 무선으로 정보를 수신하도록 제어할 수 있다.
한 실시에 따르면, 상기 수신된 정보는 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 상태와 관련된 충전 설정 정보, 상기 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송되는 전력의 양의 조절과 관련된 전력량 제어 정보, 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 충전 환경과 관련된 환경 정보 및 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 충전 설정 정보는 무선 전력 송신 장치(2100)와 무선 전력 수신 장치(2150) 간 무선 충전 시점에서의 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 상태와 관련된 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 충전 설정 정보는 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 전체 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 배터리 사용량, 충전 모드, 충전 방식 또는 무선 수신 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전력량 제어 정보는 무선 전력 송신 장치(2100)와 무선 전력 수신 장치(2150) 간 무선 충전 중 무선 전력 수신 장치(2150)에 충전된 전력량의 변화에 따라 상기 전송된 초기 전력의 양을 제어하기 위한 정보일 수 있다.
상기 환경 정보는 무선 전력 수신 장치(2150)의 센싱 회로(2155)에 의해 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 충전 환경을 측정한 정보로서, 예를 들어, 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 내부 온도와 외부 온도 중 적어도 하나를 포함하는 온도 데이터, 상기 무선 전력 수신 장치(2150) 주변의 조도(밝기)를 나타내는 조도 데이터, 및 상기 무선 전력 수신 장치(2150) 주변의 소리(소음)를 나타내는 소리 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어 회로(2112)는 상기 수신된 정보 중 상기 충전 설정 정보에 기반하여 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송될 전력을 생성하거나 전송하도록 제어될 수 있다. 또는, 제어 회로(2112)는 상기 수신된 정보 중 적어도 일부(예: 상기 전력량 제어 정보, 환경 정보 및 시간 정보 중 적어도 하나)에 기반하여 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송하는 전력의 양을 결정 하거나 변경할 수 있다. 또는, 매칭 회로(2123)가 임피던스를 변경하도록 제어할 수 있다.
표시부(2117)는 무선 전력 송신 장치(2100)의 상태, 환경 정보 또는 충전 상태와 관련된 전반적인 정보를 표시할 수 있다.
통신 회로(2130)는 무선 전력 수신 장치(2150)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신 회로(2130)는 무선 전력 수신 장치(2150)의 통신 회로(2180)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(2130)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 통신 회로(2130)는 전력 송신 회로(2120)와 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신 장치(2100)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수 있는 제1 통신 회로(2131), 또는 전력 송신 회로(2120)와 상이한 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신 장치(2100)가 아웃-오브-밴드(out-of-band) 형식으로 통신을 수행할 수 있는 제2 통신 회로(2132) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 통신 회로(2130)가 인-밴드 형식으로 통신을 수행할 수 있는 상기 제1 통신 회로(2131)를 포함하는 경우, 상기 제1 통신 회로(2131)는 전력 송신 회로(2120)의 도전성 패턴(2124)을 통해 수신되는 전자기장 신호의 주파수 및 신호 레벨을 수신할 수 있다. 제어 회로(2112)는 상기 수신된 전자기장 신호의 주파수 및 신호 레벨을 복호화하여 상기 무선 전력 수신 장치(2150)로부터 수신되는 정보를 추출할 수 있다. 또는, 상기 제1 통신 회로(2131)는 전력 송신 회로(2120)의 도전성 패턴(2124)에 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송하고자 하는 무선 전력 송신 장치(2100)의 정보에 대한 신호를 인가하거나, 매칭 회로(2123)로부터 출력되는 신호가 상기 도전성 패턴(2124)에 인가됨으로써 발생되는 전자기장 신호에 무선 전력 송신 장치(2100)의 정보에 대한 신호를 추가하여 무선 전력 수신 장치(2150)로 전송할 수 있다. 제어 회로(2112)는 매칭 회로(2123)에 포함된 스위치 장치의 온/오프 제어를 통해 상기 매칭 회로(2123)의 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나와 연결 상태를 변화시켜 출력되도록 제어할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 통신 회로(2130)가 아웃-오브-밴드 형식으로 통신을 수행할 수 있는 상기 제2 통신 회로(2132)를 포함하는 경우, 상기 제2 통신 회로(2132)는 무선 전력 수신 장치(2150)의 통신 회로(2180)(예: 제2 통신 회로(2182))와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 통신, 또는 BLE(bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
상술한 통신 회로(2130)의 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 통신 회로(2130)에서 수행하는 특정 통신 방식으로 그 권리범위가 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(2150)는 전력 수신 회로(2170), 제어 회로(2152), 통신 회로(2180), 센싱 회로(2155), 또는 표시부(2157)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2150)의 전력 수신 회로(2170)는 무선 전력 송신 장치(2100)의 전력 송신 회로(2120)로부터 전력을 수신할 수 있다. 전력 수신 회로(2170)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하도록 구현될 수도 있다. 전력 수신 회로(2170)는 매칭 회로(2171), 정류 회로(2172), 조정 회로(2174), 배터리(2175) 또는 도전성 패턴(2176)을 포함할 수 있다.
전력 수신 회로(2170)는 전력 송신 회로(2120)의 도전성 패턴(2124)에 인가된 전류/전압에 대응하여 발생된 전자기파 형태의 무선 전력을 도전성 패턴(2176)을 통해 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 회로(2170)는 전력 송신 회로(2120)의 도전성 패턴(2124)과 전력 수신 회로(2170)의 도전성 패턴(2176)에 형성된 유도된 기전력을 이용하여 전력을 수신할 수 있다.
매칭 회로(2171)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(2100)의 도전성 패턴(2124)을 통해 전송된 전력이 도전성 패턴(2176)에 전달되어 전자기장이 형성될 수 있다. 매칭 회로(2171)는 임피던스를 조정하여 상기 형성된 전자기장 신호의 주파수 대역을 조정할 수 있다. 매칭 회로(2171)는 이러한 임피던스 조정에 의해 도전성 패턴(2176)을 통해 무선 전력 송신 장치(2100)로부터 수신되는 입력 전력이 고효율 및 고출력이 되도록 제어할 수 있다. 매칭 회로(2171)는 제어 회로(2152)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭 회로(2171)는 인덕터(예를 들어, 코일), 커패시터 및 스위치 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 회로(2152)는 상기 스위치 장치를 통해 상기 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
정류 회로(2172)는 도전성 패턴(2176)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다.
조정 회로(2173)는 정류된 전력을 설정된 이득(gain)으로 컨버팅할 수 있다. 조정 회로(2173)는 DC/DC 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조정 회로(2173)는 출력단의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 또는, 조정 회로(2173)의 전단에는 인가될 수 있는 전압의 최소값 또는 최대값이 설정될 수 있다.
스위치 회로(2174)는 조정 회로(2173) 및 배터리(2175)를 연결할 수 있다. 스위치 회로(2174)는 제어 회로(2152)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다.
배터리(2175)는 조정 회로(2173)로부터 입력되는 전력을 공급 받아 충전할 수 있다.
센싱 회로(2155)는 무선 전력 수신 장치(2150)에 수신되는 전력 상태 변화를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(2155)는 소정의 전류/전압 센서(2155a)를 통해 도전성 패턴(2176)에 수신되는 전류/전압 값을 주기적으로 또는 비주기적으로 측정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2150)는 상기 측정된 전류/전압에 기반하여 무선 전력 수신 장치(2150)에 수신되는 전력의 양을 산출할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 센싱 회로(2155)는 무선 전력 수신 장치(2150)의 충전 환경 변화를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(2155)는 소정의 온도 센서(2155b)를 통해 무선 전력 수신 장치(2150)의 내부 온도 및 외부 온도 중 적어도 하나를 주기적으로 또는 비주기적으로 측정할 수 있다.
표시부(2157)는 무선 전력 수신 장치(2150)의 충전 상태와 관련된 전반적인 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시부(2157)는 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 전체 용량, 배터리 잔량, 배터리 충전량, 배터리 사용량 및 충전 예상 시간 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
통신 회로(2180)는 무선 전력 송신 장치(2100)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신 회로(2180)는 무선 전력 송신 장치(2100)의 통신 회로(2130)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신 회로(2180)는 무선 전력 송신 장치(2100)의 통신 회로(2130)와 유사하거나 동일하게 동작할 수 있다.
제어 회로(2152)는 통신 회로(2180)를 통해 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 상태와 관련된 정보에 기반하여 필요한 전력량을 수신하기 위한 충전 설정 정보를 무선 전력 송신 장치(2100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(2152)는 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 송신 장치(2100)가 식별되면, 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 배터리 전체 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 배터리 사용량, 충전 모드, 충전 방식 또는 무선 수신 주파수 대역 중 적어도 하나에 기반하여 필요한 전력량을 수신하기 위한 상기 충전 설정 정보를 통신 회로(2180)를 통해 상기 무선 전력 송신 장치(2100)로 송신할 수 있다.
제어 회로(2152)는 통신 회로(2180)를 통해 무선 전력 수신 장치(2150)에 충전된 전력량의 변화에 따라 무선 전력 송신 장치(2100)로부터 수신되는 전력의 양을 제어하기 위한 상기 전력량 제어 정보를 무선 전력 송신 장치(2100)로 송신할 수 있다.
제어 회로(2152)는 상기 무선 전력 수신 장치(2150)의 충전 환경 변화에 따른 상기 환경 정보를 무선 전력 송신 장치(2100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(2152)는 센싱 회로(2155)에 의해 측정된 온도 데이터 값이 설정된 온도 기준값 이상이면 상기 측정된 온도 데이터를 무선 전력 송신 장치(2100)로 전송할 수 있다.
도 21a 및 21b에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(2100)와 무선 전력 수신 장치(2150)가 각각 전력 송신 회로(2120) 및 전력 수신 회로(2170)만을 포함하는 것으로 도시하였으나, 무선 전력 송신 장치(2100)와 무선 전력 수신 장치(2150)는 각각 전력 송신 회로(2120) 및 전력 수신 회로(2170)를 모두 포함할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(2100)와 무선 전력 수신 장치(2150)는 전력 송신 장치 및 전력 수신 장치의 기능을 모두 수행할 수도 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 상세 블록도이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(2200)는 송신측 공진부(Tx resonator)(2211a), 제어 회로(2212)(예컨대, MCU), 통신 회로(2213)(예컨대, out-of-band signaling circuit), 매칭 회로(2216), 전력 어댑터(2217), 전력 생성 회로(2218), 또는 센싱 회로(2219) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2250)는 수신측 공진부(Rx resonator)(2251), 제어 회로(2252), 통신 회로(2253), 정류 회로(2254), 조정 회로(2255), 스위치 회로(2256) 또는 배터리(2257) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 어댑터(2217)는 설정된 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다. 전력 어댑터(2217)에서 출력되는 직류 전력의 전압 값은 제어 회로(2212)에 의하여 제어될 수 있다.
전력 생성 회로(2218)는 전력 어댑터(2217)로부터 직류 전류를 입력 받을 수 있다. 전력 생성 회로(2218)는 설정된 이득(gain)으로 직류 전류를 증폭할 수 있다. 또는, 제어 회로(2212)로부터 입력되는 신호에 기초하여 직류 전력을 교류로 변환할 수 있다. 또는, 전력 생성 회로(2218)는 교류 전력을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전력 생성 회로(2218)는 인버터를 포함할 수 있으며, 상기 인버터를 이용하여 직류 전류를 교류 전력으로 변활 수 있다.
매칭 회로(2216)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 매칭 회로(2216)로부터 바라본 임피던스를 조정하여, 출력 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다. 매칭 회로(2216)는 제어 회로(2212)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭 회로(2216)는 코일(coil) 및 커패시터(capacitor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 회로(2212)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2250)는 무선 전력 송신 장치(2200)의 매칭 회로(2216)과 유사 또는 동일한 동작을 하는 매칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
센싱 회로(2219)는 Tx 공진부(2211a) 또는 전력 생성 회로(2218)를 통해 무선 전력 수신 장치(2250)에 의한 로드 변화를 센싱할 수 있다. 상기 센싱 회로(2219)의 센싱 결과는 제어 회로(2212)로 제공될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(2250)는 무선 전력 송신 장치(2200)의 센싱 회로(2219)과 유사 또는 동일한 동작을 하는 센싱 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
Tx 공진부(2211a)는 입력된 교류 전력을 Rx 공진부(2251)로 송신할 수 있다. Tx 공진부(2211a) 및 Rx 공진부(2251)는 동일한 공진 주파수를 가지는 공진 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 6.78MHz일 수 있다. Tx공진부(2211a)는 입력된 교류 전력을 상기 공진 주파수를 갖는 전자기파로 변환하기 위한 코일 또는 커패시터를 포함할 수 있다. Rx 공진부(2251)는 충전을 위한 전력을 수신할 수 있다.
통신 회로(2213)는 무선 전력 수신 장치(2250)의 통신 회로(2253)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(2200)는 무선 전력 수신 장치(2250)와 양방향 2.4GHz 주파수로 통신(WiFi, ZigBee, BT/BLE)을 수행할 수 있다.
정류 회로(2254)는 Rx 공진부(2251)에서 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있다. 예를 들어, 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다.
조정 회로(2255)는 정류된 전력을 설정된 이득(gain)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 조정 회로(2255)는 출력단의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 또는, 조정 회로(2255)의 전단에는 인가될 수 있는 전압의 임계값(예: 최소값 및 최대값)이 설정될 수 있다. 또는, 조정 회로(2255)는 DC/DC 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다.
스위치 회로(2256)는 조정 회로(2255) 및 배터리(2257)를 연결할 수 있다. 스위치 회로(2256)는 제어 회로(2252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 상기 스위치 회로(2256)는 생략될 수 있다. 배터리(2257)는 스위치 회로(2256)가 온 상태인 경우에 조정 회로(2255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다.
제어 회로(2212)는 무선 전력 송신 장치(2200)에 포함되는 구성 요소를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 회로(2212)는 전력 어댑터(2217)로 무선 전력 전송을 개시 또는 종료하도록 제어할 수 있다.
이하에서는, 전체 시스템에 대하여 설명하도록 한다.
우선, 동작 상태(Phases)에 대하여 도 23을 참조하여 설명하도록 한다. 도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작 상태에 대한 개념도를 도시한다.
시스템 컨트롤 관점에서 볼 때, 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 전력 전송은 4가지 동작 상태를 갖는다. 이름하여, 선택 상태(Selection Phase), 검출 상태(Ping Phase), 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase), 그리고 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)로 구분될 수 있다.
1) 선택 상태(Selection phase)
선택 상태에서 무선 전력 전송장치는 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위(감지 영역) 내에 물체(object)가 존재하거나 제거되었는지 판단하기 위한 동작이다. 감지 영역은 해당 영역 내의 물체가 무선 전력 전송 장치의 전력의 특성에 영향을 미칠 수 영역을 말하며, 유도 방식에서는 무선 전력 전송 장치의 인터페이스 표면(interface surface)이 될 수 있고, 공진 방식에서는 전력이 전달될 수 있는 일정 범위가 될 수 있다. 선택 상태에서 무선 전력 수신 장치를 검출 과정은 전력 제어 메시지를 이용하여 무선 전력 수신장치로부터 응답을 수신하는 방식 대신에, 무선 전력 전송 장치의 전력 변환부에서 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력량이 변화하는 것을 감지하여 일정 범위 내에 물체가 존재하는지 확인하는 과정이다. 따라서, 상기 선택 상태에서의 검출 과정은 무선 전력 신호를 이용하여 물체를 검출하는 점에서 아날로그 검출 과정(analog ping)으로 불릴 수 있다. 상기 선택 상태의 무선 전력 전송 장치는 상기 감지 영역 내에 물체가 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 감지 영역 내에 있는 물체들 중에서 무선으로 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치와 그 밖의 물체들(예를 들어, 열쇠, 동전 등)을 구분하는 시도를 수행할 수 있다. 만약 전력 전송 장치가 충분한 정보를 수신하지 못하는 경우 전력 전송 장치는 반복적으로 아날로그 검출 과정(analog ping)을 수행한 뒤 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase) 상태로 진행할 수 있다.
유도 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치의 위치를 감지할 수도 있다. 만약 전력 전송 장치가 하나 이상의 전송 코일을 포함하거나 자유 위치(free positioning)를 지원하는 경우 물체의 위치를 판단하는 시도를 할 수 있다. 상기 검출 상태에서 각각의 코일을 이용하여 상기 물체로부터 검출 신호에 대한 응답이 전송되는지 여부를 확인하거나 또는 그 후 상기 식별 상태로 진입하여 상기 물체로부터 식별 정보가 전송되는지 여부를 확인하는 방법을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치는 이와 같은 과정을 통하여 획득한 정보(무선 전력 수신장치의 위치)에 기초하여 무선 전력 전송에 사용될 코일을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전송 코일로 미량의 전류를 공급하고, 감지부를 통해 상기 전송 코일의 인덕턴스나 임피던스를 측정할 수 있다. 무선 전력 전송장치는 일정 횟수동안 검출 과정을 실패하는 경우 인터페이스에 표면에 놓인 물체가 제거되기 전까지 검출 상태(ping phase)에 진입하지 않을 수 있다.
공진 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 감지 영역 내의 물체로 인한 상기 전력 변환부의 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상이 변경되는 것을 감지함으로써 상기 물체를 검출할 수 있다.
2) 검출 상태 (Ping Phase)
검출 상태에서 무선 전력 전송장치는 전력 제어 메시지를 통해 감지 영역 내에 존재하는 무선 전력 수신장치를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 선택 상태(selection phase)에서 무선 전력 신호의 특성 등을 이용한 무선 전력 수신장치의 검출 과정과 비교하여, 상기 검출 상태(ping phase)에서의 검출 과정은 디지털 검출 과정(digital ping)으로 수행될 수 있다. 상기 검출 상태에서 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치를 검출하기 위한 무선 전력 신호를 형성하여 상기 무선 전력 수신 장치로 보내고, 상기 무선 전력 수신장치에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하고, 상기 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 수신함으로써 전력 전송의 대상이 되는 상기 무선 전력 수신장치를 인식할 수 있다.
상기 검출 상태에 있는 상기 무선 전력 전송장치가 검출 과정을 수행하기 위하여 형성하는 검출 신호는 특정 동작 포인트(operating point)의 전력 신호를 일정한 시간 동안 인가함으로써 형성되는 무선 전력 신호일 수 있다. 상기 동작 포인트는 전송 코일(Tx coil)에 인가되는 전압의 주파수, 듀티 사이클(duty cycle) 및 진폭을 의미할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 인가함으로써 생성된 상기 검출 신호를 일정한 시간 동안 생성하고, 상기 무선 전력 수신장치로 전송할 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 검출 신호에 응답할 경우, 상기 검출 신호에 대한 응답으로 수신한 전력 신호의 강도(strength)를 나타내는 신호 강도 패킷(signal strength packet)이나 전력 전송 종료 패킷을 무선 전력 전송 장치로 보낼 수 있다. 상기 메시지 내의 전력 신호의 강도는 상기 무선 전력 전송 장치와 상기 무선 전력 수신장치 사이의 전력 전송을 위한 유도 결합 또는 공진 결합의 정도(degree of coupling)를 나타내는 값으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치가 전송한 전력 대비 무선 전력 수신 장치가 수신한 전력이 낮은 경우 결합이 낮다고 판단할 수 있다.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 디지털 검출 과정을 연장하여 식별 및 검출 상태(Identification and Configuration Phase)로 진입할 수 있다. 상기 식별 및 검출 상태에서 필요한 전력 제어 메시지를 수신하기 위해 상기 무선 전력 전송장치는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 유지할 수 있다. 반면, 상기 무선 전력 전송장치가 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치를 발견하지 못한 경우(예를 들어, 전력 신호에 대한 응답이 없는 경우), 상기 무선 전력 전송장치의 동작 상태는 상기 선택 상태로 되돌아갈 수 있다.
3) 식별 및 설정 상태 (Identification and Configuration Phase)
상기 식별 및 설정 상태의 무선 전력 전송장치는 선택된 무선 전력 수신 장치를 식별하고 설정 정보를 수신하는 동작을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 수신 장치는, 식별 정보를 나타내는 메시지가 포함된 식별 패킷(Identification Packet)을 전송할 수 있다. 상기 식별 패킷은 버전 정보, 제조 코드, 기본적인 장치 식별자(Basic device identifier) 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 식별 정보 또는 설정 정보를 기초로 상기 무선 전력 수신장치와 전력 충전에 사용되는 전력 전달 규약(power transfer contract)을 생성할 수 있다.
상기 전력 전달 규약은 전력 전달 상태에서의 전력 전달 특성을 결정하는 파라미터들의 한정 사항들(limits)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 보내는 메시지는 무선 전력 전송을 위한 규약의 버전을 나타내는 정보, 상기 무선 전력 수신장치의 제조 업체를 식별하는 정보, 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보 및 기본 장치 식별자를 포함하도록 구성될 수 있다. 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보에 확장 장치 식별자가 존재하는 것으로 표시되는 경우, 확장 장치 식별자를 포함한 확장 식별 패킷(Extended Identification Packet)이 별도로 전송될 수 있다. 확장 장치 식별자가 사용되는 경우에, 상기 무선 전력 수신장치를 식별하기 위하여 상기 제조 업체의 식별 정보, 상기 기본 장치 식별자 및 상기 확장 장치 식별자에 기초한 정보가 사용될 수 있다. 상기 식별 및 설정 상태에서 상기 무선 전력 수신장치는 설정 패킷(Configuration Packet)을 전력 제어 메시지로 전송할 수 있다. 상기 설정 패킷은 전력 클래스, 예상 최대 전력에 대한 정보, 옵션 설정 패킷들의 수, 평균 수신 전력을 위한 윈도우 사이즈를 나타내는 지시자, 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자 등을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 무선 전력 전송장치는 전력 전달 상태(Power Transfer phase)로 진입하기 전에 다른 무선 전력 수신장치를 찾기 위하여 상기 식별 및 설정 상태를 종료할 수 있다.
4) 전력 전송 상태 (Power Transfer Phase)
전력 전송 상태에서 상기 무선 전력 전송장치는 무선 전력 수신장치로 전력을 전송한다. 상기 무선 전력 전송장치는 전력을 전송하는 도중에 상기 무선 전력 수신장치로부터 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신한 제어 메시지에 대응하여 상기 전송 코일에 인가되는 전력의 특성을 조절할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 제어 오류 패킷(control error packet), 수신 전력 패킷(received power packet), 충전 상태 패킷(Charge status packet), 전력 전송 종료 패킷(End power transfer packet) 등을 수신할 수 있다. 제어 오류 패킷(Control Error Packet)은 제어 오류 패킷임을 알리는 헤더와 제어 오류 값을 포함하는 메시지를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 전송 코일에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 수신 장치는 수신되는 전력이 원하는 전력과 동일한 경우 상기 제어 오류 값을 0(zero)으로 설정하고, 수신되는 전력을 낮추고자 하는 경우 음수(negative value)로 설정하고, 수신되는 전력을 높이고자 하는 경우, 양수(positive value)로 설정하여 무선 전력 전송 장치로 전송할 수 있다.
상기 전력 전송 상태에서 상기 무선 전력 전송장치는 상기 식별 정보 또는 설정 정보를 기초로 생성된 전력 전달 규약(power transfer contract) 내의 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 파라미터들을 모니터링한 결과, 상기 무선 전력 수신장치와의 전력 전송이 상기 전력 전달 규약 내에 포함되어 있는 한정 사항들을 위반하게 되는 경우에는 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전송을 취소하고 상기 선택 상태로 되돌아갈 수 있다.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치로부터 전달된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 전송 상태를 종료할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치가 전달된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 도중에 상기 배터리의 충전이 완료된 경우 상기 무선 전력 전송장치로 무선 전력 전송을 중지할 것을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전송의 중지를 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 선택 상태로 되돌아 갈 수 있다.
상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)은 중단의 이유를 나타내는 전력 전송 중단 코드를 포함하는 메시지를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 전송 중단 코드는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 오류(Battery Failure), 재설정(Reconfigure), 무응답(No Response), 알려지지 않은 오류(Unknown) 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
5) 기타 상태(other phases)
교정 상태(calibration phase)에서 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 수신한 정보를 기반으로 전력 손실을 개선하는데 사용할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 일정 시간 내에(예: 10초) 만족스러운 수신 전력 값을 수신하지 못하는 경우 전력 전송을 중단하고 선택 상태(selection phase)로 돌아갈 수 있다.
협상 상태(negotiation phase)에서 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 전력 전달 규약(power transfer contract)을 업데이트 하기 위한 요청을 포함하는 패킷 시리즈를 수신할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 요청에 대한 응답으로 요청을 승인하거나 거부할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 협상 상태를 성공적으로 마치기 전까지 업데이트된 파라미터를 저장하기 위해 전력 전달 규약 임시 복사본을 사용할 수 있다.
전력 전송 상태에서 무선 전력 수신장치는 이미 생성된 전력 전달 규약을 갱신하기 위하여 재협상 상태(renegotiation) 또는 재협상 상태(renegotiation phase)를 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치는 현재 전송되는 전력량보다 많거나 적은 양의 전력이 필요한 경우에 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 재협상 상태에서 제어 오류 패킷(control error packet), 수신 전력 패킷(received power packet), 충전 상태 패킷(Charge status packet)을 수신시 전력 전송 상태로 되돌아 갈 수 있다.
이하에서는, 통신에 대하여 설명하도록 한다.
우선, 인밴드(In band) 통신에 대하여 설명하도록 한다.
인밴드(In band) 통신이란 무선 전력 전송에 사용되는 주파수를 이용하여 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치간 정보를 교환하는 통신을 의미한다. 인밴드 통신 방식은 별도의 데이터 통신을 위한 송신 모듈이나 수신 모듈이 구비될 필요가 없고, 이들 통신 모듈에서의 통신을 위해 사용되는 별도의 통신 주파수를 사용할 필요가 없다. 인밴드 통신을 위해 무선 전력 수신장치는 스위치를 더 포함할 수 있고, 무선 전력 수신장치는 스위치를 이용하여 무선 전력 수신장치로 수신되는 전력량을 변화시켜 무선 전력 송신장치에서 소모되는 전력량을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치는 소모되는 전력량 또는 전력의 변화를 감지하여 무선 전력 수신 장치 부하단의 상태 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 수신장치에서 무선전력량의 수신이 주기적으로 차단되도록 하여 무선전력량을 변화시켜 줄 수 있다. 무선전력 송신장치의 송신 코일과 무선전력 수신장치의 수신 코일은 서로 영향을 미치기 때문에 무선전력 수신장치의 수신 코일과 부하단 사이를 차단하면, 무선전력 수신장치의 수신 코일에 흐르는 전류가 변화하게 되고, 이러한 수신 코일의 전류 변화는 무선전력 송신장치의 송신 코일의 전류 변화를 유도하게 된다. 따라서, 무선전력 송신장치는 이러한 송신 코일의 전류 변화를 감지함으로써 무선전력 수신장치의 상태와 그 요청 사항을 포함하는 정보를 획득할 수 있다. 상태 정보는 무선 전력 수신 장치의 최대 전력 요구량, 현재 충전량, 충전속도, 동작 상태(예: 온도 정보, 과충전 정보) 등에 대한 정보를 포함할 수 있고, 요청 사항은 무선 전력을 조절하거나 전송을 중지 시키는 정보를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치는 획득된 정보를 토대로 무선전력 수신장치의 요청 사항에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 이와는 반대로, 무선 전력 송신장치는 저항과 스위치를 더 포함하여 무선 전력 송신 장치의 상태 정보를 무선 전력 수신 장치로 보낼 수 있다. 무선 전력 송신 장치의 상태 정보는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치가 전력을 제공하고 있는 무선 전력 수신장치의 개수 또는 무선전력 송신장치의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 변복조부는 상기 전력 수신부과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부는 상기 변복조부의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다. 도 24는 전력 송신 장치에서 전송한 전력을 수신 후 전력 수신 장치가 신호를 변조하여 전력 송신 장치로 정보를 보내는 도면이다. 변복조를 위해서 모듈레이션 체계(modulation scheme), 비트 인코딩 체계(bit encoding scheme), 바이트 인코딩 체계(byte encoding scheme) 등을 사용하고 있다. 아래 도면은 비트 인코딩을 통해 정보를 주고 받는 실시예이다.
무선 전력 수신 장치는 전력 수신 안테나(또는 도전성 패턴)를 통해 수신되는 전력에 기반하여, 통신 정보 또는 충전 상태 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 장치의 전력 수신부는 도 25(a)에 도시된 바와 같이 전력 수신 안테나를 통해 수신되는 전력으로부터 충전 전류를 검출할 수 있다. 그리고 전력 수신부는 도 25(b)에 도시된 바와 같이 충전 전류의 파형을 변조할 수 있다. 무선 전력 전송 장치는 안테나(또는 도전성 패턴)을 통해 도 25(c)에 도시된 바와 같이 파형을 검출할 수 있다. 이 후 무선 전력 전송 장치는 도 25(d)에 도시된 바와 같이 통신 정보 또는 충전 상태 정보를 분석할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 통신 정보 또는 충전 상태 정보에 대응하여, 파형의 펄스 넓이를 조절할 수 있다.
이하에서는, 아웃 밴드 통신에 대하여 설명하도록 한다.
통신 방식은 소스와 타겟이 전력 전송에 이용하는 주파수와는 별도의 주파수를 이용하여 통신하는 것을 의미한다. 통신부는 Zigbee, Bluetooth 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부는 아웃-밴드 통신을 통해 타겟과 데이터를 전송할 수 있다.
아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(2100)와 무선전력 수신장치(2200)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
Claims (36)
- 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,
코일;
통신 모듈; 및
컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 상기 무선 전력 송신기로 송신하고,
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 수신하고,
상기 권한을 협상하기 위한 신호를 상기 통신 모듈을 통하여 송신하고,
상기 무선 전력 송신기에 의하여 재설정된 권한을 수신하고,
상기 수신된 재설정된 권한에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능을 수행하도록 설정된 무선 전력 수신기. - ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 송신하는 무선 전력 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 권한은, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능에 대한 적어도 하나의 핸들값 및 상기 적어도 하나의 핸들값 각각에 대응하는 플래그를 포함하는 무선 전력 수신기. - 제 3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 핸들값 각각은, GATT primary service base handle에 대한 오프셋(offset)의 형태인 무선 전력 수신기. - 제 4 항에 있어서,
상기 오프셋은 51 이상인 무선 전력 수신기. - 제 3 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 허용된 기능에 대응하는 핸들값에 기초하여 상기 허용된 기능을 수행하는 무선 전력 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 통신 모듈을 통하여 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 수신하는 무선 전력 수신기. - 제 7 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 송신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 수신하는 무선 전력 수신기. - 제 7 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 수신된 무선 전력 송신기의 제조사 정보 및 상기 권한에 기초하여 상기 허용된 기능을 수행하도록 설정된 무선 전력 수신기. - 삭제
- 무선 전력 수신기로 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신기에 있어서,
코일;
통신 모듈; 및
컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하고,
상기 수신기의 제조사 정보에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 결정하고,
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고,
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 권한을 협상하기 위한 신호를 수신하고,
상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 재설정한 권한을 상기 통신 모듈을 통하여 상기 무선 전력 수신기로 송신하도록 설정된 무선 전력 송신기. - ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 11 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 수신하는 무선 전력 송신기. - 제 11 항에 있어서,
상기 권한은, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능에 대한 적어도 하나의 핸들값 및 상기 적어도 하나의 핸들값 각각에 대응하는 플래그를 포함하는 무선 전력 송신기. - 제 13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 핸들값 각각은, GATT primary service base handle에 대한 오프셋(offset)의 형태인 무선 전력 송신기. - 제 14 항에 있어서,
상기 오프셋은 51 이상인 무선 전력 송신기. - 제 13 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기는, 상기 허용된 기능에 대응하는 핸들값에 기초하여 상기 허용된 기능을 상기 무선 전력 수신기와 수행하는 무선 전력 송신기. - 제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 통신 모듈을 통하여 상기 무선 전력 수신기로 상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 송신하는 무선 전력 송신기. - 제 17 항에 있어서,
상기 통신 모듈은, 상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 송신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 송신하는 무선 전력 송신기. - 제 17 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기는, 상기 수신된 무선 전력 송신기의 제조사 정보 및 상기 권한에 기초하여 상기 허용된 기능을 수행하도록 설정된 무선 전력 송신기. - 삭제
- 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기의 동작 방법에 있어서,
애드버타이즈먼트(advertisement) 신호를 송신하는 동작;
상기 애드버타이즈먼트 신호에 대응하는 연결 요청(connection request) 신호를 수신하는 동작;
상기 연결 요청 신호에 응답하여, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 송신하는 동작;
상기 제조사 정보에 기초하여 상기 무선 전력 송신기에 의하여 설정된 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 수신하는 동작;
상기 권한을 협상하기 위한 신호를 통신 모듈을 통하여 송신하는 동작;
상기 무선 전력 송신기에 의하여 재설정된 권한을 수신하는 동작; 및
상기 수신된 재설정된 권한에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능을 수행하는 동작
을 포함하는 동작 방법. - 삭제
- ◈청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 21 항에 있어서,
상기 권한은, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대응하는 핸들값 및 핸들값에 대응하는 플래그를 포함하는 동작 방법. - ◈청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 있어서,
상기 핸들값은, GATT primary service base handle에 대한 오프셋(offset)의 형태인 동작 방법. - ◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 24 항에 있어서,
상기 오프셋은 51 이상인 동작 방법. - ◈청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능을 수행하는 동작은,
상기 허용된 기능에 대응하는 핸들값에 기초하여 상기 허용된 기능을 수행하는 동작 방법. - ◈청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 21 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 송신기 정적 파라미터(power transmitting unit static parameter) 신호를 수신하는 동작
을 더 포함하는 동작 방법. - 무선 전력 수신기로 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신기의 동작 방법에 있어서,
상기 무선 전력 수신기의 배치에 의한, 상기 무선 전력 송신기의 코일의 로드 변경을 검출하는 동작;
애드버타이즈먼트(advertisement) 신호를 수신하는 동작;
상기 로드 변경의 검출 및 상기 애드버타이즈먼트 신호의 수신에 응답하여, 상기 애드버타이즈먼트 신호에 대응하는 연결 요청(connection request) 신호를 송신하는 동작; 및
상기 연결 요청 신호에 대응하는, 상기 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 수신기 정적 파라미터(power receiving unit static parameter) 신호를 수신하는 동작;
상기 제조사 정보에 기초하여 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 설정하는 동작;
상기 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 권한을 송신하는 동작;
상기 권한을 협상하기 위한 신호를 수신하는 동작; 및
상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대한 허용 여부를 포함하는 재설정한 권한을 송신하는 동작
을 포함하는 동작 방법. - 삭제
- ◈청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 28 항에 있어서,
상기 권한은, 상기 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 기능 각각에 대응하는 핸들값 및 핸들값에 대응하는 플래그를 포함하는 동작 방법. - ◈청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 30 항에 있어서,
상기 핸들값은, GATT primary service base handle에 대한 오프셋(offset)의 형태인 동작 방법. - ◈청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 31 항에 있어서,
상기 오프셋은 51 이상인 동작 방법. - ◈청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 30 항에 있어서,
상기 허용된 기능에 대응하는 핸들값에 기초하여, 상기 무선 전력 수신기와 상기 허용된 기능을 수행하는 동작
을 더 포함하는 동작 방법. - ◈청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 28 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기의 제조사 정보를 포함하는 무선 전력 송신기 정적 파라미터(power transmitting unit static parameter) 신호를 송신하는 동작
을 더 포함하는 동작 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능은, 급속 충전인 무선 전력 수신기. - 제 11 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기에 허용된 기능은, 급속 충전인 무선 전력 송신기.
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