KR102536828B1 - 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신기가 개시된다. 본 송신기는 제1 내지 제N 코일 및 제1 감지 신호를 상기 제1 내지 제N 코일을 통해 무선 전력 수신기로 송출하고, 상기 제1 감지 신호에 대응되는 제1 시그널 세기 지시자가 수신되면, 수신된 상기 제1 시그널 세기 지시자의 신호 세기에 기초하여, 제2 감지 신호 송출을 위한 제1 내지 제N 코일의 송출 순서를 조정하는 제어부를 포함하며, 제어부는 조정된 송출 순서에 기초하여 제2 감지 신호를 제1 내지 제N 코일을 통해 상기 수신기로 전송할 수 있다. 이에 따라 장치 효율성 및 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

Description

복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기 및 그 구동 방법{Wireless Charging Device Using Multi-Coil and Operational Method Thereof}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게는 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.

무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저, 고주파, 마이크로웨이브와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.

자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.

자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.

단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

최근에는 충전 베드에 놓여진 무선 전력 수신기의 인식률을 높이기 위해 복수의 코일이 장착된 무선 전력 송신기가 출시되고 있다. 하지만, 종래의 복수의 코일이 장착된 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위해 각각의 송신 코일을 통해 순차적으로 감지 신호-예를 들면, 전자기 유도 방식에 사용되는 핑 신호, 전자기 공진 방식에 사용되는 비콘 신호 등을 포함함- 송출하였다.

특히, 종래의 복수의 송신 코일이 장착된 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 대한 인식 오류를 줄이고, 어떤 송신 코일이 충전 효율이 좋은지를 결정하기 위해 감지 신호를 순차적으로 소정 회수-예를 들면, 2회- 반복하여 각각의 송신 코일을 통해 송출하도록 제어하였다.

그러나, 상기의 방법을 적용하더라도 특정 수신기의 경우 충전이 수행되지 않는 문제가 발생되고 있는 실정이다. 따라서, 보다 개선된 충전 방법의 대두가 요청된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 일 목적은 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선 전력 수신기에 대한 인식률을 높이고, 인식에 소요되는 시간을 최소화하는 것이 가능한 복수의 송신 코일을 구비한 무선 전력 송신기 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선 전력 수신기의 기능이 열화된 경우에 보다 충전 효율을 높이는 복수의 송신 코일을 구비한 무선 전력 송신기 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선 전력 수신기의 얼라인먼트에 따라 무선 충전이 수행되지 않는 경우, 무선 충전을 가능케하는 무선 전력 송신기 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신기는 제1 내지 제N 코일; 및 제1 감지 신호를 상기 제1 내지 제N 코일을 통해 무선 전력 수신기로 송출하고, 상기 제1 감지 신호에 대응되는 제1 시그널 세기 지시자가 수신되면, 수신된 상기 제1 시그널 세기 지시자의 신호 세기에 기초하여, 제2 감지 신호 송출을 위한 제1 내지 제N 코일의 송출 순서를 조정하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 조정된 송출 순서에 기초하여 상기 제2 감지 신호를 제1 내지 제N 코일을 통해 상기 수신기로 전송할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기 및 그 구동 방법을 제공되는 장점이 있다.

또한, 무선 전력 수신기에 대한 인식률을 높이고, 인식에 소요되는 시간을 최소화하는 것이 가능한 복수의 송신 코일을 구비한 무선 전력 송신기가 제공됨으로써, 장치 효율성, 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 무선 전력 수신기의 기능이 열화된 경우에 보다 충전 효율을 높이는 복수의 송신 코일을 구비한 무선 전력 송신기 및 그 구동 방법이 제공됨으로써 장치 효율성 및 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 무선 전력 수신기의 얼라인먼트에 따라 무선 충전이 수행되지 않는 경우, 무선 충전을 가능케하는 무선 전력 송신기 및 그 구동 방법이 제공됨으로써 장치 효율성 및 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 멀티 코일을 구비한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 간 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 3은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 4는 실시예에 따른 멀티 코일 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 실시예에 따른 멀티 코일 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 6은 WPC 표준에 정의된 무선 전력 수신 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래기술의 핑 단계에서 식별 단계로 상태 천이가 발생되지 않는 경우를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 실시예에 따른 멀티 코일의 감지 신호 전송의 송출 순서를 변경하여 무선 전력 전송 시스템이 식별단계로 진입하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 감지 신호를 전송하는 무선 전력 송신기의 동작에 따라 무선 전력 수신기의 전류값 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예에 따른 코일 별 감지 신호의 송출 순서를 변경하는 무선 전력 전송 시스템의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 실시예에 따른 시글널 세기 지시자를 복수의 코일을 통해 수신하는 경우, 무선 전력 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.

도 1은 실시예에 따른 멀티 코일을 구비한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 간 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

무선 전력 송신기는 복수의 송신 코일을 구비할 수 있는데, 3개의 송신 코일(111, 112, 113)을 구비한 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 각각의 송신 코일(111, 112, 113)은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)(가령, 디지털 핑 신호)를 미리 정의된 순서로 순차적으로 외부로 송출할 수 있다.

무선 전력 송신기는 하나 이상의 세트로 감지 신호 송출을 반복할 수 있다. 여기서는 무선 전력 송신기가 제1차 감지 신호 송출 절차 및 제2차 감지 신호 송출 절차를 수행하는 것으로 가정하나 이는 하나의 실시예에 불과하다.

무선 전력 송신기는 도면부호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 시그널 세기 지시자 또는 시그널 강도 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 시그널 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율 또는 충전 효율이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력을 송출한다.

상기의 도 1에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다. 상기의 횟수는 구현시에 더 늘어나거나 줄어들 수 있다.

만약, 상기한 도 1의 도면부호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 시그널 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 시그널 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다. 상기의 시그널 세기 지시자(116, 126)는 송신 코일과 수신기 코일의 얼라인먼트에 따라 전송되지 않을 수도 있다.

도 2는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 2를 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 210), 핑 단계(Ping Phase, 220), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 230), 파워 전송 단계(Power Transfer Phase, 240) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(210)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(210)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(220)로 천이할 수 있다(S201). 선택 단계(210)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(220)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(220)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 시그널 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S202). 또한, 핑 단계(220)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(210)로 천이할 수도 있다(S203).

핑 단계(220)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S204).

식별 및 구성 단계(230)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S205).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 파워 전송 단계(240)로 천이할 수 있다(S206).

파워 전송 단계(240)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S207).

또한, 파워 전송 단계(240)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S208).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 3은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 3을 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 310), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 320), 식별 단계(Identification Phase, 330), 파워 전송 단계(Power Transfer Phase, 340) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 350)로 구분될 수 있다.

대기 단계(310)는 파워 전송을 위한 수신기 식별 절차를 수행하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 대기 단계(310)에서 송신기는 충전 표면(Charging Surface)에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되거나 RXID 재시도가 진행중인 경우, 디지털 핑 단계(320)로 천이할 수 있다(S301). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(310)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping)을 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

디지털 핑 단계(320)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신단에 충분한 전력이 공급되는 경우, 수신기는 수신된 디지털 핑 신호를 PMA 통신 프로토콜에 따라 변조하여 소정 응답 시그널을 송신기에 전송할 수 있다. 여기서, 응답 시그널은 수신기에 수신된 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 지시자가 포함될 수 있다. 디지털 핑 단계(320)에서 수신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(330)로 천이할 수 있다(S302).

만약, 디지털 핑 단계(320)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(310)로 천이할 수 있다(S303). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.

식별 단계(330)에서, 송신기는 수신기 식별 절차가 실패하거나 수신기 식별 절차를 재수행하여야 하는 경우 및 미리 정의된 시간 동안 수신기 식별 절차를 완료하지 못한 경우에 대기 단계(310)로 천이할 수 있다(S304).

송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(330)에서 파워 전송 단계(340)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S305).

파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(310)으로 천이할 수 있다(S306).

또한, 파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(350)로 천이할 수 있다(S307).

충전 완료 단계(350)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(310)으로 천이할 수 있다(S309).

또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(350)에서 디지털 핑 단계(320)로 천이할 수 있다(S310).

디지털 핑 단계(320) 또는 파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(350)로 천이할 수도 있다(S308 및 S311).

도 4는 실시예에 따른 멀티 코일 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 변복조부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

전력 변환부(610)는 전원부(650)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 증폭기(613)를 포함할 수 있다.

DC/DC 변환부(611)는 전원부(650)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

제어부(640)는 전력 센서(612)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(613)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(613)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.

증폭기(613)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(640)는 복조부(631)를 통해 무선 전력 수신기에 의해 생성된 소정 전력 제어 신호에 수신할 수 있으며, 수신된 전력 제어 신호에 따라 증폭기(613)의 증폭률을 조정할 수 있다.

전력 전송부(620)는 스위치(621), 반송파 생성기(622), 송신 코일(623)을 포함하여 구성될 수 있다.

반송파 생성기(622)는 스위치(621)를 통해 전달 받은 증폭기(613)의 출력 DC 전력에 특정 주파수를 갖는 AC 성분이 삽입된 AC 전력을 생성하여 해당 송신 코일에 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수는 서로 상이할 수 있다.

전력 전송부(620)는 증폭기(613)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 스위치(621)와 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 포함하여 구성될 수 있다.

제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 동시에 감지 신호가 송출될 수 있도록 스위치(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 감지 신호 전송 타이머(미도시)를 통해 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 스위치(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(631)로부터 어느 송신 코일을 통해 시그널 세기 지시자가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 시그널 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 시그널 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 스위치(621)를 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 시그널 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 시그널 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 스위치(621)를 제어할 수 있다.

변복조부(630)는 변조부(631) 및 복조부(632)를 포함한다.

변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 스위치(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식 및 펄스 폭 변조 방식 등을 포함할 수 있다.

복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 시그널 제어 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC:Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.

또한, 복조부(631)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다.

또한, 복조부(631)는 송신 코일(623)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 시그널 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 시그널 세기 지시자를 획득할 수 있다.

또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(623)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(623)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 각각의 송신 코일(623)에 대응되는 별도의 코일을 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.

센싱부(650)는 제어부(640)의 제어에 따라 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 변복조부(630)에 흐르는 과전압을 체크할 수 있으며, 무선 전력 수신기로부터 수신되는 신호 세기 지시자를 센싱할 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 멀티 코일 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류부(720), DC/DC 컨버터(730), 부하(740), 전력 센싱부(750), 변조부(761)/복조부(762)를 포함하는 변복조부(760) 및 주제어부(770)를 포함할 수 있다.

수신 코일(710)을 통해 수신된 AC 전력은 분배 스위치(미도시)을 통해 주파수 필터(미도시)에 전달될 수 있다. 이때, 주파수 필터(미도시)는 복수의 서로 다른 반송 주파수를 필터링하여 정류부(720)에 전달할 수 있다. 정류부(720)는 필터링된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 DC/DC 컨버터(730)에 전송할 수 있다. DC/DC 컨버터(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 요구되는 세기로 변환하여 부하(740)에 전달할 수 있다.

전력 센싱부(750)는 정류부(720)에 포함된 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 여기서 정류부(720)는 복수개의 정류부를 포함할 수 있다.

즉, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있다. 주제어부(770)는 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호 전송에 사용된 반송 주파수를 이용하여 감지 신호에 대응되는 시그널 세기 지시자가 전송될 수 있도록 변조부(762)를 제어할 수 있다.

다른 일 예로, 복조부(761)는 정류부(720) 출력을 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별할 수 있으며, 식별된 감지 신호가 어느 반송 주파수로 전송되었는지에 대한 정보를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 식별된 감지 신호 전송에 사용된 반송 주파수와 동일한 주파수를 이용하여 시그널 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

도 6은 WPC 표준에 정의된 무선 전력 수신 절차를 설명하기 위한 도면이다. 도 2, 도 4 및 도 5의 도면부호를 함께 참고하기로 한다.

X축은 시간(T)이고, 제1 Y축은 무선 전력 수신기(700)의 Primary Cell의Current Amplitude 가 된다. 여기서 Primary Cell은 단일 송신 코일 또는 멀티 코일이 활성 영역(Active Area)을 통해 충분한 자속(magnetic flux)을 제공하는 Cell을 의미한다. 제2 Y축은 수신기(700)가 감지하는 정류 전압(Rectified Voltage(Vr))에 해당된다. 무선 전력 송신기(600) 및 무선 전력 수신기(700)는 선택단계(210, Selection Phase), 핑 단계(220, Ping Phase) 및 식별 단계(230, Identification )로 천이될 수 있다.

상술한 바와 같이 무선 전력 송신기(600)가 파워 신호를 전송하면 선택 단계(210)에 진입할 수 있다. 선택 단계(210)에서 무선 전력 수신기(700)는 정류 전압(Vr)이 충분히 높은 경우(소정의 Vr), 핑 단계(220)로 천이될 수 있다. 소정의 Vr 은 기기 구성에 따라 다르게 설정될 수 있다.

핑 단계(220)에서 무선 전력 수신기(700)는 무선 전력 송신기(600)로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 수신기(700)는 신호 세기 지시자(Signal Strength)를 무선 전력 송신기(600)로 피드백할 수 있다. 이때, 수신기(700)는 신호 세기 지시자의 대기 시간 Twake 를 설정할 수 있다. Twake는 19~64ms 정도로 설정될 수 있으나, 기기에 따라 다르게 구성될 수 있다. 또한, 대기 시간(Twake)이 64ms 넘는 경우, 식별 단계(230)로 천이되지 않아 무선 충전이 실패될 수 있다.

또한, Primary Cell의 Stable Level은 기기 구성에 따라 다르게 설정될 수 있다.

핑 단계(220)에서 신호 세기 지시자(Signal Strength)가 전송되고, 무선 전력 송신기(600)가 파워 신호를 제거(remove)한 후, Reset Time 안에 식별 단계(230)로 천이될 수 있다.

Reset Time(Tr)은 시스템이 식별단계로 진입하는데 필요한 시간으로 수신기의 초기화되기 위한 시간으로 설정될 수 있으며, 코일 별로 리셋타임이 설정될 수도 있다. Tr은 25ms 가 될 수 있으나, 기기에 따라 다르게 구성될 수 있고, Reset Time(Tr)이 28ms 를 넘을 경우, 식별 단계(230)로 천이되지 않아 무선 충전이 실패될 수 있다.

또한, Tr이 완료되기 전에 Primary Cell Stable Level이 50% 이하로 하강하는 경우, 식별 단계(230)로 천이되지 않아 무선 충전이 실패될 수 있다.

여기서, 무선 전력 수신기(700)는 무선 전력 송신기(600)가 복수의 코일을 구비한 경우(각각의 코일이 감지신호를 전송한 경우), 복수의 코일 별로 신호 세기 지시자를 전송할 수 있고, 복수의 코일 중에서 감지 신호를 약하게 전송한 코일은 신호 세기 지시자를 수신하지 못할 수도 있다.

또한, 무선 전력 수신기(700)는 코일 별로 리셋 타임을 갖거나, 신호 세기 지시자를 모두 전송하고 나서 리셋 타임을 갖을 수 있다.

도 7은 종래기술의 핑 단계에서 식별 단계로 상태 천이가 발생되지 않는 경우를 나타내는 도면이다.

도 7에 따르면, 무선 전력 송신기(600)는 제1 내지 제3의 코일을 포함하는 것으로 상정하기로 한다.

무선 전력 송신기(600)는 제1 코일에서 제3 코일까지 순차적으로 감지 신호를 무선 전력 수신기(700)로 전송한다.

무선 전력 수신기(700)는 제3 코일이 가장 적합한 감지신호(가령, 소정 기준을 넘으면서 신호세기가 큰 감지신호)를 전송한 것으로 판단하여 제3 코일에 Signal Strength 패킷을 전송한다. 무선 전송 수신기(700)는 SS(Signal Strength) 패킷을 전송하고 제1 리셋 타임을 허용한다.

여기서, 수신기(700)는 감지신호 세기가 약한 코일에 대해서는 SS 패킷을 전송하지 않을 수 있으나, 이는 구현하기 나름이다.

무선 전력 송신기(600)는 제1 리셋 타임 후 다시 제1 코일부터 제3 코일까지 감지 신호를 전송한다. 반복적으로 감지신호를 전송하는 이유는 보다 정확하게 문선 충전을 위한 인식을 수행하기 위함이다. 무선 전력 수신기(700)는 다시 제3 코일이 가장 적합한 감지신호를 전송한 것으로 판단하여 제3 코일에 Signal Strength 패킷을 전송한다. 무선 전송 수신기(700)는 SS 패킷을 전송하고 제2 리셋 타임을 허용한다.

여기서, 무선 전력 송신기(600) 및 무선 전력 수신기(700)는 SS 패킷을 전송하고 제2 리셋 타임을 갖을 때, 특정 시간을 도과하면 식별단계로 진입할 수 없다. 그러면 파워 전송 단계로 진입하지 못하여 무선 충전이 실패하게 된다.

이는, 무선 수신기(700)의 성능 및 구성이 표준 스펙을 준수하지 않거나 부품의 열화로 인해 발생될 수 있다. 수신기(700)는 SS 신호 전송을 위한 대기시간 Twake가 길게 설정되거나, Reset 타임이 길게 설정되거나, Reset 타임 중 Primary Cell 의 전류값이 소정크기 미만으로 하강하는 경우, 무선 수신기(700)의 얼라인먼트가 잘못된 경우 등에서 상기의 문제가 발생될 수 있다.

이하에서는, 상기의 문제를 보다 효율적으로 해결하는 다양한 실시예를 살펴보기로 한다.

도 8 및 도 9는 실시예에 따른 멀티 코일의 감지 신호 전송의 송출 순서를 변경하여 무선 전력 전송 시스템이 식별단계로 진입하는 것을 나타내는 도면이다.

도 8에 따르면, 무선 전력 송신기(600)는 멀티 코일이 감지신호를 2회(1Cycle, 2Cycle) 전송하는 것으로 상정하기로 한다.

1Cycle에서 송신기(600)는 코일 1 및 코일 2로부터는 SS 신호를 수신기(700)로부터 수신하지 못한다. 송신기(600)는 SS 신호를 수신한 코일 3을 선택한다.

그 다음 2Cycle에서, 송신기(600)는 감지신호를 코일 3부터 수신기(700)로 전송한다. 그러면, 무선 전력 존송 시스템은 식별단계로 진입할 수 있다.

이는, 송신기(600)는 코일 3을 통해 감지신호를 전송하면, 수신기(700)의 성질에 따라 Twake, Treset 타임을 많이 갖더라도 코일 2 및 코일 1이 감지신호를 전송하는 동안의 여유시간이 생겨서 시스템은 식별단계로 진입할 수 있다.

또는, 송신기(600)는 코일 3의 감지신호를 통해 시스템이 Primary Cell의 50%로 전류값이 유지되도록 제어하다가, 시간이 지남에 따라 수신기(700)가 전류값이 소정만큼(Primary Cell의 50% 이하) 떨어질 수 있는데, 이때, 송신기(600)는 코일 3을 통해 감지신호를 수신기(700)로 재차 전송하여 Reset 타임 기간에 전류값이 Primary Cell의 50% 초과되도록 제어할 수 있다.

한편, 무선 전력 수신기(700)는 전송 효율이 우수한 코일 정보를 SS 신호가 아닌 인밴드 채널을 통해 무선 전력 송신기(600)로 전송할 수 있다. 그러면, 송신기(600)는 이에 기반하여 Primary Cell 을 형성하는 코일을 통해 감지신호를 전송할 수 있다.

이와 같이 핑 단계에서 식별 단계로 충분한 Signal Strength 전송 및 리셋타임이 확보되는 경우 식별 단계로 문제없이 천이될 수 있다.

도 9 역시, 송신기(600)는 1Cycle에서 코일 3, 코일 2, 코일 1의 순서로 감지신호를 전송하고, SS 크기에 기초하여 2 Cycle 에서 코일 3, 코일 2, 코일 1의 순서로 재차 감지신호를 전송하여 도 8과 같이 시스템이 식별 단계로 진입할 수 있게 제어할 수 있다.

수신기(700)는 SS 신호 이외에도 인밴드 통신(또는 근거리 통신)을 통해 수신기(700)의 상태를 송신기(600)에 제공할 수 있다.

상기의 도 8 및 도 9와 같이 핑 단계에서 식별 단계로 충분한 Signal Strength 전송 및 리셋타임이 확보되는 경우 식별 단계로 천이될 수 있다.

도 10은 감지 신호를 전송하는 무선 전력 송신기의 동작에 따라 무선 전력 수신기의 전류값 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8 및 도 9의 경우를 가정하여 상정하기로 한다. X 축, 제1 Y축, 제2 Y축은 도 6과 동일한 바, 설명은 생략하기로 한다.

무선 전력 수신기(700)는 제1 cycle에서 제3 코일에 SS를 전송하고 리셋타임을 갖는다. 제1 cycle에서 전류 진폭(Current Amplitude)가 Stable Level 50% 이하로 되어 제1 리셋타임을 완전히 채우지 못하게 된다.

이때, 무선 전력 송신기(600)가 SS 신호를 수신한 제3 코일을 제어하여 제2 cycle에서 감지신호를 무선 전력 수신기(700)로 전송하면, 무선 전력 수신기(700)의 전류값은 상승하게 된다.

그러면, 수신기(700)는 재차 SS 를 코일 3으로 전송하고 리셋타임 구간에서도 전류값이 기 설정된 값(Primary Cell 의 Stable Level의 50%)을 유지하여 시스템은 식별 단계로 진입하게 된다.

만약, 무선 전력 송신기(600)가 cycle이 변경될 때, 코일 송출 순서를 바꾸지 않는다면, 리셋타임동안 전류 진폭이 Stable Level 의 50% 이하로 되어 식별 단계로 천이되지 못할 수 있다.

또한, 무선 전력 수신기(700)가 SS 신호를 전송하기 위한 대기시간(Twake)을 너무 과하게 할당하는 경우, SS가 전송되지 못하고(SS는 Stable Level 50% 이하에서 전송되지 못함) 식별단계로 진입하지 못할 수도 있다. 그 외, 수신기(700)의 코일 얼라인먼트가 우수하지 못한 경우에도 식별 단계로 천이되지 못할 수 있다.

도 11은 실시예에 따른 코일 별 감지 신호의 송출 순서를 변경하는 무선 전력 전송 시스템의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.

일단, 시스템은 핑 단계가 종료되는 것을 감지한다(S1110).

시스템은 수신기(700)가 SS 신호를 전송하고, 리셋 타임이 도과한 경우, 핑 단계 종료를 감지할 수 있다. 또한, 시스템은 Identification 패킷이 전송되는 경우에도 핑 단계가 종료된 것으로 판단할 수 있다.

그러면, 시스템은 식별 단계에 진입하였는지 판단하고(S1120), 식별 단계에 진입하였고, 무선 충전 중이라면(S1130), 무선 충전을 위한 구동을 수행할 수 있다.

만약, 시스템은 식별 단계에 진입하지 않았다면, 핑 단계가 종료되는 것을 다시 모니터링한다.

또한, 시스템은 식별 단계인데 충전 중이 아니라면 코일 별로 감지신호의 전송 패턴을 변경(S1140), 다시 핑 단계로 진입할 수 있다.

도 12는 실시예에 따른 시글널 세기 지시자를 복수의 코일을 통해 수신하는 경우, 무선 전력 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12에 따르면, 송신기(600)의 코일 2 및 코일 3이 1Cycle에서 수신기(700)로부터 SS 신호를 수신한다.

송신기(600)는 코일 2 및 코일 3에 수신된 SS 신호세기를 판단하여 2Cycle 시에 코일 2, 코일 3의 송출 순서를 변경할 수 있다. 이 경우, 앞서 살핀 바와 시스템은 식별 단계로 진입하게 된다.

또한, 송신기(600)는 복수의 코일(코일 2 및 코일 3)를 통해 동시에 감지신호를 전송하고, 동시에 수신기(700)의 코일을 통해 무선 전력을 전송할 수 있다.

특히, 수신기(700)는 SS 신호를 송신기(600)로 전송하면서 전류값 정보를 함께 송신기(600)로 전송할 수 있다. 그러면, 송신기(600)는 이에 기초하여 감지신호를 전송할 수 있다. 또한, 수신기(700)는 리셋 타임 중간에 전류값이 소정 크기만큼 하강할 경우, 해당 정보를 송신기(600)로 전송할 수 있다. 이러면, 송신기(600)가 이에 대비하여 감지신호를 전송할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

600: 무선 전력 송신기
700: 무선 전력 수신기

Claims (34)

1. 무선으로 교류 전력 신호를 전송하기 위한 제1 내지 제N 코일; 및
   상기 제1 내지 제N 코일을 통해 제1 감지 신호들을 무선 전력 수신기로 전송하고, 상기 제1 감지 신호들 중 적어도 하나에 대응하는 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 응답신호가 수신되면, 상기 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임과 상기 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임에 기초하여 제1 내지 제N 코일 중의 코일들을 통해 전송될 제2 감지 신호들의 송출 순서를 조정하는 제어부를 포함하는 무선 전력 송신기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임이 소정의 시간보다 길게 설정되는 경우, 상기 제2 감지 신호들을 전송하기 위한 송출 순서를 조정하는, 무선 전력 송신기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임이 소정의 시간보다 길게 설정되는 경우, 상기 제2 감지 신호들을 전송하기 위한 송출 순서를 조정하는, 무선 전력 송신기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임동안 상기 무선 전력 수신기의 전류값이 소정의 기준값 이하로 떨어지는 것을 방지하기 위해, 상기 제2 감지 신호들을 전송하기 위한 송출 순서를 조정하는, 무선 전력 송신기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 응답 신호를 수신한 제1 내지 N 코일들 중 적어도 하나를 통해 전송될 제2 감지 신호들을 제어하는, 무선 전력 송신기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 응답 신호가 제1 내지 N코일들을 통해 복수의 개수로 수신될 때, 상기 응답 신호의 세기가 감소하는 순서로 제2 감지 신호들이 전송되도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   소정 주기동안 상기 제1 감지 신호들이 상기 제1 내지 제N 코일에서 동시에 전송되도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   미리 정의된 순서에 따라 상기 제1 감지 신호들이 상기 제1 내지 제N 코일에서 전송되도록 제어하는, 무선 전력 송신기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 감지 신호 및 상기 제2 감지 신호는 WPC 표준 또는 PMA 표준에 정의된 디지털 핑 신호인, 무선 전력 송신기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 신호들과 상기 제2 감지 신호들은 출력 전압 세기, 전송 주기 또는 전송 시간 중 적어도 하나가 서로 상이한, 무선 전력 송신기.
11. 무선 전력 송신기에 구비된 제1 내지 N코일들을 통해 제1 감지 신호들을 전송하는 단계;
    상기 제1 감지 신호들 중 적어도 하나에 대응하는 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 응답 신호를 수신하는 단계;
    상기 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임 및 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임을 기초로 상기 제1 내지 N코일들을 통해 제2 감지 신호들을 전송하기 위한 송출 순서를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 송출 순서에 따라 상기 제1 내지 N코일들 중의 코일들을 통해 상기 제2 감지 신호들을 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 무선 전력 송신기의 구동 방법.
12. 무선 전력 송신기의 제1 내지 N코일들 중 적어도 하나로부터 제1 감지 신호를 수신하는 수신 코일; 및
    상기 제1 감지 신호에 대응되는 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임 및 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임에 기초하여 상기 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 상기 응답 신호를 상기 무선 전력 송신기로 전송하도록 제어하는 주제어부를 포함하는 무선 전력 수신기.
13. 무선 전력 송신기의 제1 내지 N코일들 중 적어도 하나로부터 제1 감지 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 감지 신호에 대응되는 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임 및 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임에 기초하여 상기 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 상기 응답 신호를 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 단계를 포함하는 무선 전력 수신기의 구동 방법.
14. 복수의 송신 코일들이 구비된 무선 전력 전송 시스템의 구동 방법에 있어서,
    무선 전력 전송을 위한 식별 단계에 진입하는지 상기 무선 전력 전송 시스템을 모니터링하는 단계;
    상기 무선 전력 전송 시스템이 상기 식별 단계에 진입하는 경우, 무선 전력 수신기가 충전되고 있는지 판단하는 단계;
    상기 무선 전력 수신기가 충전되지 않는 경우, 상기 복수의 송신 코일들을 통해 제1 감지 신호를 상기 무선 전력 수신기로 전송하도록 구동하는 단계;
    상기 무선 전력 수신기가 상기 제1 감지 신호에 대응되는 제1 시그널 세기 지시자를 포함하는 응답 신호를 무선 전력 송신기로 전송하도록 구동하는 단계;
    상기 무선 전력 송신기가 상기 응답 신호를 수신하면, 상기 응답 신호의 전송을 트리거하는 웨이크(Wake) 타임 및 상기 무선 전력 수신기를 리셋하는 리셋(reset) 타임에 기초하여 제2 감지 신호들의 송출 순서를 조정하도록 제어하는 단계; 및
    조정된 송출 순서에 기초하여, 상기 제2 감지 신호를 상기 복수의 송신 코일을 통해 상기 무선 전력 수신기로 전송하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 시스템의 구동 방법.
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