KR102564898B1

KR102564898B1 - Wireless charging system and apparatus thereof

Info

Publication number: KR102564898B1
Application number: KR1020160041355A
Authority: KR
Inventors: 배수호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2023-08-08
Also published as: KR20170114461A

Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템을 이용한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치에 과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 신호를 수신하기 위해 동일 평면에 일부 중첩되도록 배치되는 제1 내지 제N 수신 코일과 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 적어도 어느 하나에 의해 유도된 교류 전력을 전달하기 위해 상기 제1 내지 제N 수신 코일 각각의 양 종단이 연결되도록 형성된 제1 내지 제N 출력 단자와 상기 제1 내 제N 출력 단자로부터 입력되는 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 충전 중단을 최소화시킬 뿐만 아니라 무선 전력 송신 장치의 제조 비용을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention pertains to a wireless charging system using a wireless charging system and a device therefor, and a wireless power receiving device according to an embodiment of the present invention is arranged to partially overlap on the same plane in order to receive a wireless power signal. First to Nth output terminals formed such that both ends of each of the first to Nth receiving coils are connected to transfer AC power induced by an Nth receiving coil and at least one of the first to Nth receiving coils. and a rectifier for converting the AC power input from the Nth output terminal in the first into DC power. Therefore, the present invention has the advantage of minimizing the manufacturing cost of the wireless power transmission device as well as minimizing the charging interruption.

Description

Wireless charging system and apparatus therefor {Wireless charging system and apparatus thereof}

본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 충전 베드상의 충전 음영 지역을 제거함으로써, 충전 가능 영역을 최대화시키는 것이 가능한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치들에 관한 것이다.The present invention relates to wireless charging technology, and more particularly, to a wireless charging system capable of maximizing a chargeable area by removing a charging shadow area on a charging bed and devices therefor.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.Recently, as information and communication technology develops rapidly, a ubiquitous society based on information and communication technology has been established.

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. In order to access information and communication devices anytime and anywhere, sensors embedded with computer chips with communication functions must be installed in all social facilities. Therefore, the problem of supplying power to these devices or sensors is becoming a new challenge. In addition, as the types of portable devices such as mobile phones as well as Bluetooth handsets and music players such as iPods are rapidly increasing, the task of charging the batteries is requiring time and effort from users. As a method of solving this problem, a wireless power transfer technology has recently been attracting attention.

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 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. Wireless power transmission or wireless energy transfer is a technology that transmits electrical energy wirelessly from a transmitter to a receiver using the induction principle of a magnetic field. Electric motors or transformers using the principle of electromagnetic induction have already been used in the 1800s. After that, a method of transmitting electrical energy by emitting electromagnetic waves such as radio waves or lasers was also attempted. In fact, electric toothbrushes and some cordless razors that we commonly use are charged using the principle of electromagnetic induction.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 전자기 유도 방식, 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to now, energy transmission methods using wireless can be largely classified into electromagnetic induction methods, electromagnetic resonance methods, and RF transmission methods using short-wavelength radio frequencies.

전자기 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.The electromagnetic induction method is a technology that uses a phenomenon that when two coils are placed adjacent to each other and current flows through one coil, the magnetic flux generated at this time causes an electromotive force in the other coil. It is rapidly commercialized around small devices such as mobile phones. is in progress The magnetic induction method can transmit power of up to hundreds of kilowatts (kW) and has high efficiency, but the maximum transmission distance is less than 1 cm (cm), so it generally has a disadvantage that it must be adjacent to a charger or the floor.

전자기 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.The electromagnetic resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or current. The magnetic resonance method has the advantage that it is safe for other electronic devices or the human body because it is hardly affected by electromagnetic problems. On the other hand, it can be used only in a limited distance and space and has a disadvantage that the energy transfer efficiency is somewhat low.

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.The short-wavelength wireless power transmission scheme—briefly, the RF transmission scheme—takes advantage of the fact that energy can be directly transmitted and received in the form of radio waves. This technology is an RF wireless power transmission method using a rectenna, and the rectenna is a compound word of an antenna and a rectifier, and means an element that directly converts RF power into DC power. That is, the RF method is a technology that converts AC radio waves into DC and uses them. As efficiency has recently improved, research on commercialization has been actively conducted.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 자동차, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be used not only in mobile, but also in various industries such as IT, railroad, automobile, and home appliance industries.

일반적으로, 폐루프 송신 코일의 권선을 중심으로 내부와 외부는 전자기장의 방향이 반대이고 이에 따라, 폐루프 송신 코일의 권선 주변에는 충전 음영 영역이 존재한다.In general, the direction of the electromagnetic field is opposite to the inside and outside of the winding of the closed loop transmission coil, and accordingly, a charging shadow area exists around the winding of the closed loop transmission coil.

만약, 무선 전력 수신 장치의 수신 코일이 충전 음영 영역에 위치하는 경우, 무선 충전이 정상적으로 이루어질 수 없는 문제점이 있다. If the receiving coil of the wireless power receiver is located in the charging shadow area, there is a problem in that wireless charging cannot be normally performed.

이에 따라, 종래에는 충전 베드의 최외곽에 폐루프 송신 코일을 배치함으로써, 충전 음영 영역을 최소화시키려는 시도가 있었다.Accordingly, conventionally, an attempt has been made to minimize a charging shadow area by arranging a closed loop transmission coil at the outermost part of a charging bed.

하지만, 종래의 방식이 적용된 무선 충전 시스템은 폐루프 송신 코일의 외부 영역에 형성되는 충전 가능 영역을 사용할 수 없을 뿐만 아니라 폐루프 송신 코일의 면적에 해당되는 크기의 차폐재가 무선 전력 송신 장치에 사용되어야 하는 문제점이 있었다.However, the conventional wireless charging system cannot use the chargeable area formed on the outside of the closed-loop transmission coil, and a shielding material corresponding to the area of the closed-loop transmission coil must be used in the wireless power transmission device. There was a problem with

또한, 종래의 방식이 적용된 무선 충전 시스템은 폐루프 송신 코일을 충전 베드의 최외곽에 배치함에 따라 사용되는 송신 코일의 길이가 증가하는 문제점이 있었다.In addition, the wireless charging system to which the conventional method is applied has a problem in that the length of the transmission coil used increases as the closed-loop transmission coil is disposed at the outermost part of the charging bed.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a wireless charging system and a device therefor.

본 발명의 다른 목적은 충전 음영 영역을 제거하는 것이 가능한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless charging system capable of eliminating a charging shadow area and a device therefor.

본 발명의 다른 목적은 충전 가능 영역을 극대화시키는 것이 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to maximize a charging area to provide a wireless charging system and a device therefor.

본 발명의 또 다른 목적은 수신 코일 간 결합계수가 최소 값을 가지는 무선 전력 수신 패드를 무선 전력 수신 장치에 탑재함으로써, 충전 음영 영역을 제거하는 것이 가능한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless charging system capable of removing a charging shadow area by mounting a wireless power receiving pad having a minimum coupling coefficient between receiving coils in a wireless power receiving device and a device therefor.

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.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 발명은 무선 충전 시스템을 이용한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치 들을 제공할 수 있다.The present invention can provide a wireless charging system using a wireless charging system and devices therefor.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 신호를 수신하기 위해 동일 평면에 일부 중첩되도록 배치되는 제1 내지 제N 수신 코일과 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 적어도 어느 하나에 의해 유도된 교류 전력을 전달하기 위해 상기 제1 내지 제N 수신 코일 각각의 양 종단이 연결되도록 형성된 제1 내지 제N 출력 단자와 상기 제1 내 제N 출력 단자로부터 입력되는 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기를 포함할 수 있다.A wireless power receiver according to an embodiment of the present invention uses at least one of first to Nth receiving coils disposed to partially overlap on the same plane and the first to Nth receiving coils to receive a wireless power signal. First to Nth output terminals formed to connect both ends of each of the first to Nth receiving coils to transfer induced AC power and the AC power input from the Nth output terminal in the first to DC power It may include a rectifier that converts

또한, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 임의의 2개의 수신 코일 사이의 결합 계수가 0 또는 소정 기준치 이하인 값을 갖도록 상기 중첩되는 영역의 크기가 결정될 수 있다.In addition, the size of the overlapping region may be determined such that a coupling coefficient between any two receiving coils among the first to Nth receiving coils has a value of 0 or less than a predetermined reference value.

또한, 상기 제1 내지 제N 수신 코일의 권선이 상호 고리를 형성되도록 상기 제1 내지 제N 수신 코일이 배치될 수 있다.In addition, the first to Nth receiving coils may be disposed such that windings of the first to Nth receiving coils form a mutual loop.

또한, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 각각은 부채꼴의 형태를 가지도록 구성될 수 있다.In addition, each of the first to Nth receiving coils may be configured to have a fan shape.

또한, 상기 일부 중첩되도록 배치된 상기 제1 내지 제N 수신 코일의 전체적인 외형이 원의 형태를 가질 수 있다.Also, an overall outer shape of the first to Nth receiving coils arranged to partially overlap each other may have a circular shape.

또한, 상기 부채꼴의 내각은 360을 상기 N으로 나눈 값일 수 있다.Also, the interior angle of the sector may be a value obtained by dividing 360 by the N.

또한, 상기 부채꼴를 이루는 수신 코일의 권선 중 직선 구간의 권선이 상호 평행하도록 상기 제1 내지 제N 수신 코일이 배치될 수 있다.In addition, the first to Nth receiving coils may be disposed so that windings of straight sections among the windings of the sector-shaped receiving coils are parallel to each other.

또한, 상기 N은 3이상일 수 있다.In addition, the N may be 3 or more.

또한, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 임의의 2개의 수신 코일 사이에 중첩되는 영역의 면적이 모두 동일하도록 상기 제1 내지 제N 수신 코일이 배치될 수 있다.In addition, the first to Nth receiving coils may be disposed such that areas of an overlapping region between any two receiving coils among the first to Nth receiving coils are the same.

또한, 상기 출력 단자 별 상기 정류기가 구비될 수 있다.In addition, the rectifier may be provided for each output terminal.

또한, 상기 무선 전력 신호는 소정 공진 주파수로 변조되어 무선으로 수신되는 교류 전력 신호일 수 있다.In addition, the wireless power signal may be an AC power signal that is modulated with a predetermined resonant frequency and received wirelessly.

또한, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 적어도 하나의 권선 내부 일측에 온도 측정을 위한 온도 센서가 더 구비될 수도 있다. In addition, a temperature sensor for measuring temperature may be further provided on one side inside the winding of at least one of the first to Nth receiving coils.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 패드는 무선 전력 수신 장치가 배치되고 평면 형태를 가지는 충전 베드과 상기 충전 베드의 최외곽으로부터 내측으로 일정 거리 이격되어 상기 충전 베드의 하단에 폐루프의 형태로 장착되는 송신 코일과 상기 폐루프의 내부 면적이 커버되도록 상기 송신 코일의 하단에 장착되는 차폐재를 포함하여 구성될 수 있다.A wireless power transmission pad according to another embodiment of the present invention is spaced apart from the outermost outermost part of the charging bed in which the wireless power receiving device is disposed and has a flat shape and is spaced apart from the outermost part of the charging bed in the form of a closed loop at the bottom of the charging bed It may be configured to include a transmission coil mounted as , and a shielding material mounted at a lower end of the transmission coil so as to cover an inner area of the closed loop.

여기서, 상기 내측으로 이격되는 일정 거리는 상기 폐루프의 외곽으로 형성되는 충전 가능 영역이 상기 충전 베드에 모두 포함될 수 있는 최소값으로 결정될 수 있다.Here, the predetermined distance spaced inward may be determined as a minimum value at which all chargeable regions formed outside the closed loop may be included in the charge bed.

또한, 상기 폐루프의 외곽으로 형성되는 충전 가능 영역은 상기 송신 코일을 통해 전송 가능한 최대 전력의 세기 또는 상기 무선 전력 송신 패드가 장착되는 무선 전력 송신 장치의 등급에 기반하여 결정될 수 있다.In addition, the chargeable area formed outside the closed loop may be determined based on the maximum power transmittable through the transmission coil or the class of the wireless power transmission device to which the wireless power transmission pad is mounted.

또한, 상기 차폐재의 면적은 상기 폐루프의 내부 면적보다 크거나 같고, 상기 충전 베드의 면적보다 작은 것을 특징으로 한다.In addition, the area of the shielding material is greater than or equal to the inner area of the closed loop and smaller than the area of the packed bed.

또한, 상기 무선 전력 수신 장치를 상기 충전 베드에 배치 가능한 영역에서 상기 폐루프의 내부 영역을 제외한 영역도 충전 가능 영역일 수 있다.In addition, an area excluding an inner area of the closed loop from an area in which the wireless power receiver can be disposed on the charging bed may also be a chargeable area.

또한, 상기 무선 전력 송신 패드는 전자기 공진 방식으로 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치에 탑재될 수 있다.In addition, the wireless power transmission pad may be mounted in a wireless power transmission device that transmits wireless power in an electromagnetic resonance method.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 무선 충전 시스템은 따른 전자기 신호를 수신하기 위해 동일 평면에 일부 중첩되도록 배치되는 제1 내지 제N 수신 코일과 상기 제1 내지 제N 수신 코일에 의해 유도된 교류 전력을 전달하기 위해 상기 제1 내지 제N 수신 코일 각각의 양 종단을 연결하도록 형성된 제1 내 제N 출력 단자와 상기 제1 내 제N 출력 단자로부터 입력되는 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기를 포함하여 구성된 무선 전력 수신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치가 배치되며 평면 형태를 가지는 충전 베드와 상기 충전 베드의 최외곽으로부터 내측으로 일정 거리 이격되어 상기 충전 베드의 하단에 폐루프의 형태로 장착되는 송신 코일과 상기 폐루프의 내부 면적이 커버되도록 상기 송신 코일의 하단에 장착되는 차폐재를 포함하여 구성된 무선 전력 송신 장치를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the wireless charging system includes first to Nth receiving coils disposed to partially overlap on the same plane in order to receive electromagnetic signals according to the method, and AC power induced by the first to Nth receiving coils. A rectifier for converting the AC power input from the Nth output terminal in the first and the Nth output terminal in the first formed to connect both ends of each of the first to Nth receiving coils to transmit A wireless power receiver configured to include a wireless power receiver and a charge bed in which the wireless power receiver is disposed and having a flat shape and spaced apart from the outermost part of the charge bed to the inside by a certain distance and mounted in a closed loop at the bottom of the charge bed Transmission A wireless power transmission device configured to include a coil and a shield mounted on a lower end of the transmission coil to cover an inner area of the closed loop may be included.

여기서, 상기 폐루프를 형성하는 권선 주변으로 충전 음영 영역이 존재하며, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 적어도 하나의 수신 코일이 상기 충전 음영 영역에 위치되지 않도록 상기 제1 내지 제N 수신 코일이 상기 무선 전력 수신 장치에 배치될 수 있다.Here, a charging shaded area exists around the winding forming the closed loop, and the first to Nth receiving coils are configured so that at least one of the first to Nth receiving coils is not located in the charging shaded area. It may be disposed in the wireless power receiver.

또한, 상기 무선 전력 송신 장치는 전자기 공진 방식으로 상기 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 전송할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may transmit wireless power to the wireless power receiver in an electromagnetic resonance method.

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.The above aspects of the present invention are only some of the preferred embodiments of the present invention, and various embodiments in which the technical features of the present invention are reflected are detailed descriptions of the present invention to be detailed below by those skilled in the art. It can be derived and understood based on.

본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the method and apparatus according to the present invention are described as follows.

본 발명은 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a wireless charging system and a device therefor.

또한, 본 발명은 충전 베드상의 차폐재 및 송신 코일의 적용 면적을 최소화시킴으로써 무선 전력 송신 장치의 제조 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of effectively reducing the manufacturing cost of the wireless power transmission device by minimizing the application area of the shielding material and the transmission coil on the charging bed.

또한, 본 발명은 폐루프 송신 코일 외곽에 형성되는 충전 가능 영역을 사용함으로써, 충전 가능 영역을 극대화시키는 것이 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless charging system and a device therefor by maximizing the chargeable area by using the chargeable area formed outside the closed loop transmission coil.

본 발명은 수신 코일 간 결합계수가 최소 값을 가지는 무선 전력 수신 패드를 무선 전력 수신 장치에 탑재함으로써, 충전 음영 영역을 제거하는 것이 가능한 무선 충전 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a wireless charging system capable of removing a charging shadow area and a device therefor by mounting a wireless power receiving pad having a minimum coupling coefficient between receiving coils in a wireless power receiving device.

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.The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

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 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 V_RECT에 따른 무선 전력 수신기의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 종래 기술에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 충전 시스템에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 종래 기술에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 충전 시스템에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 종래 기술에 따른 무선 전력 송신 패드의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 장착되는 멀티 수신 코일의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.The accompanying drawings are provided to aid understanding of the present invention, and provide embodiments of the present invention together with a detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to form a new embodiment.
1 is a block diagram for explaining the structure of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the type and characteristics of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining the type and characteristics of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
5 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
6 is a state transition diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining an operating region of a wireless power receiver according to V _RECT according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart for explaining a wireless charging procedure according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining problems in a wireless charging system supporting an electromagnetic resonance method according to the prior art.
11 is a diagram for explaining problems in a wireless charging system supporting an electromagnetic resonance method according to the prior art.
12 is a diagram for explaining a stacked structure of a wireless power transmission pad according to the prior art.
13 is a diagram for explaining the configuration of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram for explaining a stacked structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram for explaining the structure of a multi-receive coil mounted in a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram for explaining the configuration of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in more detail with reference to the drawings. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention have been described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate. In addition, although all of the components may be implemented as a single independent piece of hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all of the combined functions in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by a person skilled in the art. Such a computer program may implement an embodiment of the present invention by being stored in a computer readable storage medium, read and executed by a computer. A storage medium of a computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed in "upper (above) or lower (below)", "before (front) or after (rear)" of each component, "upper (above) or lower (below)" (below)" and "before (front) or after (rear)" include both formed by direct contact between two components or by placing one or more other components between the two components.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as "include", "comprise" or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, excluding other components. It should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is or may be directly connected to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.

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. In the description of the embodiment, for convenience of explanation, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and the like will be used interchangeably.

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.In addition, it is an expression for a device that receives wireless power from a wireless power transmitter, and for convenience of description, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiving terminal, a receiving side, a receiving device, and a receiver. etc. may be used in combination.

본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태, 차량 매립 형태, 차량 거치 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기에 동시 또는 시분할하여 전력을 전송할 수 있다. The wireless power transmitter according to the present invention may be configured in a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base station type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall hanging type, a vehicle embedded type, a vehicle mounting type, etc. The wireless power transmitter of may transmit power to a plurality of wireless power receivers simultaneously or time-divisionally.

특히, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 무선 마우스의 충전을 위한 마우스 패드의 형태로 구성될 수 있다.In particular, the wireless power transmitter according to the present invention may be configured in the form of a mouse pad for charging a wireless mouse.

이를 위해, 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 수단을 구비할 수도 있다. To this end, the wireless power transmitter may include at least one wireless power transmitter.

또한, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 다른 무선 전력 송신기와 네트워크 연결되어 연동될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신을 이용하여 상호 연동될 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advanced, Wi-Fi 등의 무선 통신 기술을 이용하여 상호 연동될 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter according to the present invention may be connected to other wireless power transmitters through a network and interwork. For example, wireless power transmitters may interwork with each other using short-range wireless communication such as Bluetooth. As another example, the wireless power transmitters may interoperate using wireless communication technologies such as wideband code division multiple access (WCDMA), long term evolution (LTE)/LTE-Advanced, and Wi-Fi.

본 발명에 적용되는 무선 전력 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선파워 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The wireless power transmission means applied to the present invention generates a magnetic field in a power transmitter coil and uses the electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiver coil under the influence of the magnetic field, and various wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction method for charging can be used. can Here, the wireless power transmission standard of the electromagnetic induction method may include wireless charging technology of the electromagnetic induction method defined by the Wireless Power Consortium (WPC) or/and the Power Matters Alliance (PMA).

다른 일 예로, 무선 전력 전송 수단은 무선 파워 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 파워 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.As another example, the wireless power transmitter may use an electromagnetic resonance method in which a magnetic field generated by a transmission coil of a wireless power transmitter is tuned to a specific resonant frequency to transmit power to a wireless power receiver located in a short distance. . For example, the electromagnetic resonance method may include a resonance type wireless charging technology defined by A4WP (Alliance for Wireless Power), which is a standard organization for wireless charging technology.

또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 수단은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 파워 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 파워 전송 방식이 이용될 수도 있다.As another example, the wireless power transmission unit may use an RF wireless power transmission method in which low-power energy is loaded on an RF signal and power is transmitted to a wireless power receiver located at a long distance.

본 발명의 또 다른 일 예로, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 상기한 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 2개 이상의 무선 전력 전송 방식을 지원할 수 있도록 설계될 수도 있다. As another example of the present invention, the wireless power transmitter according to the present invention may be designed to support at least two or more wireless power transmission methods among the above-described electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, and RF wireless power transmission method.

이 경우, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기가 지원 가능한 무선 전력 전송 방식으로 전력을 전송할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기가 복수의 무선 전력 전송 방식을 지원하는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기를 위한 최적의 무선 전력 전송 방식을 선택하고, 선택된 무선 전력 전송 방식으로 전력을 전송할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 타입, 전력 수신 상태, 요구되는 전력 등에 기반하여 적응적으로 해당 무선 전력 수신기를 위해 사용할 무선 전력 전송 방식을 결정할 수도 있다. In this case, the wireless power transmitter may transmit power in a wireless power transmission method supported by the connected wireless power receiver. For example, when the wireless power receiver supports a plurality of wireless power transmission schemes, the wireless power transmitter may select an optimal wireless power transmission scheme for the corresponding wireless power receiver and transmit power using the selected wireless power transmission scheme. As another example, the wireless power transmitter may adaptively determine a wireless power transmission scheme to be used for the corresponding wireless power receiver based on the type of the wireless power receiver, a power reception state, required power, and the like.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiver, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters. Here, the wireless power receiver may include at least one of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 수단 별 측정된 수신 감도 또는 전력 전송 효율 등에 기반하여 최적의 무선 전력 수신 수단을 선택하여 전력을 수신할 수도 있다. In addition, the wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may receive power by selecting an optimal wireless power receiving means based on the measured reception sensitivity or power transmission efficiency for each wireless power receiving means.

본 발명에 따른 무선 전력 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 등의 소형 전자 기기 등에 탑재될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 무선으로 전력 수신이 가능하거나 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함하는 댁내 가전기기, 차량, 무인 항공기, 에어 드론, 로봇 등에도 탑재될 수 있다.The wireless power receiver according to the present invention is used for mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation devices, and MP3 players. , It can be mounted on small electronic devices such as electric toothbrushes, electronic tags, lighting devices, remote controllers, fishing rods, etc., but is not limited thereto, and the wireless power receiving means according to the present invention is installed so that power can be received wirelessly or battery charging is possible. Any device that can do that is enough. The wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may be mounted on household appliances including TVs, refrigerators, washing machines, etc., vehicles, unmanned aerial vehicles, air drones, robots, and the like.

특히, 본 발명에 따른 무선 전력 수신기는 멀티 수신 코일이 탑재될 수 있으며, 무선 마우스의 일측에 장착될 수 있다. In particular, the wireless power receiver according to the present invention may be equipped with multiple receiving coils and may be mounted on one side of a wireless mouse.

이하에서는 무선 충전 방식이 전자기 공진 방식인 경우를 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템 및 그를 위한 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, for example, when the wireless charging method is an electromagnetic resonance method, a wireless charging system according to an embodiment of the present invention and a wireless power transmission device and a wireless power reception device therefor will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining the structure of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a wireless charging system may include a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200.

상기 도 1에는 무선 전력 송신기(100)가 하나의 무선 전력 수신기(200)에 무선 파워를 전송하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(100)는 복수의 무선 전력 수신기(200)에 무선 파워를 전송할 수도 있다. 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기(200)는 복수의 무선 전력 송신기(100)로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있음을 주의해야 한다. 1 shows that the wireless power transmitter 100 transmits wireless power to one wireless power receiver 200, but this is only one embodiment, and the wireless power according to another embodiment of the present invention The transmitter 100 may transmit wireless power to a plurality of wireless power receivers 200 . It should be noted that the wireless power receiver 200 according to another embodiment may simultaneously receive wireless power from a plurality of wireless power transmitters 100 .

무선 전력 송신기(100)는 특정 공진 주파수를 이용하여 교류 전력 신호를 발생시켜 무선 전력 수신기(200)에 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitter 100 may transmit power to the wireless power receiver 200 by generating an AC power signal using a specific resonant frequency.

무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 송신기(100)에 의해 사용되는 공진 주파수와 동일한 주파수로 동조하여 교류 전력 신호를 수신할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기(200)는 공진 현상을 통해 무선 전력 송신기(100)에 의해 송출되는 전력을 무선으로 수신할 수 있다.The wireless power receiver 200 may tune to the same frequency as the resonant frequency used by the wireless power transmitter 100 to receive the AC power signal. That is, the wireless power receiver 200 may wirelessly receive power transmitted by the wireless power transmitter 100 through a resonance phenomenon.

일 예로, 무선 전력 전송을 위해 사용되는 공진 주파수는 6.78MHz 대역일 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다. As an example, a resonant frequency used for wireless power transmission may be a 6.78 MHz band, but is not limited thereto.

이때, 무선 전력 송신기(100)에 의해 전송된 전력은 무선 전력 송신기(100)와 공진을 이루는 무선 전력 수신기(200)에만 전달될 수 있다.At this time, the power transmitted by the wireless power transmitter 100 may be transmitted only to the wireless power receiver 200 resonating with the wireless power transmitter 100 .

하나의 무선 전력 송신기(100)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신기(200)의 최대 개수는 무선 전력 송신기(100)의 최대 전송 파워 레벨, 무선 전력 수신기(200)의 최대 전력 수신 레벨, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(200)의 물리적인 구조에 기반하여 결정될 수 있다.The maximum number of wireless power receivers 200 capable of receiving power from one wireless power transmitter 100 is the maximum transmission power level of the wireless power transmitter 100, the maximum power reception level of the wireless power receiver 200, It may be determined based on physical structures of the power transmitter 100 and the wireless power receiver 200.

무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 전송을 위한 주파수 대역-즉, 공진 주파수 대역-과는 상이한 주파수 대역으로 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 양방향 통신은 반이중 방식의 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may perform bidirectional communication in a frequency band different from a frequency band for wireless power transmission, that is, a resonant frequency band. For example, a half-duplex Bluetooth Low Energy (BLE) communication protocol may be used for bidirectional communication, but is not limited thereto.

무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 상기 양방향 통신을 통해 서로의 특성 및 상태 정보-즉, 전력 협상 정보-를 교환할 수 있다. The wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may exchange each other's characteristics and state information—that is, power negotiation information—through the bidirectional communication.

일 예로, 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 송신기(100)로부터 수신되는 전력 레벨을 제어하기 위한 소정 전력 수신 상태 정보를 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수 있으며, 무선 전력 송신기(100)는 수신된 전력 수신 상태 정보에 기반하여 동적으로 전송 전력 레벨을 제어할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기(100)는 전력 전송 효율을 최적화시킬 수 있을 뿐만 아니라 과전압(Over-Voltage)에 따른 부하 파손을 방지하는 기능, 저전압(Under-Voltage)에 따라 불필요한 전력이 낭비되는 것을 방지하는 기능 등을 제공할 수 있다. For example, the wireless power receiver 200 may transmit predetermined power reception state information for controlling the power level received from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transmitter 100 through bi-directional communication, and the wireless power transmitter ( 100) may dynamically control the transmit power level based on the received power reception state information. Through this, the wireless power transmitter 100 not only optimizes power transmission efficiency, but also prevents load damage due to over-voltage and prevents unnecessary power from being wasted due to under-voltage. function can be provided.

또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)를 인증하고 식별하는 기능, 호환되지 않는 장치 또는, 충전이 불가능한 물체를 식별하는 기능, 유효한 부하를 식별하는 기능 등을 수행할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter 100 performs a function of authenticating and identifying the wireless power receiver 200 through bidirectional communication, a function of identifying an incompatible device or an object that cannot be charged, and a function of identifying a valid load. You may.

또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)에 탑재된 전자 기기의 소비 전력에 관한 정보를 해당 무선 전력 수신기(200)로부터 획득할 수도 있다. In addition, the wireless power transmitter 100 may obtain information about power consumption of an electronic device mounted in the wireless power receiver 200 from the corresponding wireless power receiver 200 through bidirectional communication.

또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)에 연결된 부하의 최대 충전 용량 및 충전량 변화에 관한 정보를 획득할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter 100 may obtain information about the maximum charging capacity of a load connected to the wireless power receiver 200 and a change in charging amount through bidirectional communication.

또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 송신단에서 출력 전력 세기 정보를 무선 전력 수신기(200)에 전송할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기(200)는 충전 중 부하에 인가되는 전력의 세기를 측정하고, 상기 송신단에서의 출력 전력 세기 정보와 부하에 인가되는 전력의 세기를 이용하여 무선 충전 효율을 산출할 수도 있다. 산출된 무선 충전 효율은 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.In addition, the wireless power transmitter 100 may transmit output power intensity information from a transmitter to the wireless power receiver 200 through bidirectional communication. In this case, the wireless power receiver 200 may measure the intensity of power applied to the load during charging and calculate the efficiency of wireless charging using information on the intensity of output power from the transmitter and the intensity of power applied to the load. . The calculated wireless charging efficiency may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through bi-directional communication.

이하에서는, 보다 구체적으로 공진 방식의 무선 전력 전송 과정을 상기 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a resonance-type wireless power transmission process will be described in more detail with reference to FIG. 1 .

무선 전력 송신기(100)는 전원공급부(power supplier, 110), 전력변환부(Power Conversion Unit, 120), 매칭회로(Matching Circuit, 130), 송신공진기(Transmission Resonator, 140), 주제어부(Main Controller, 150) 및 통신부(Communication Unit, 160)를 포함하여 구성될 수 있다. 통신부는 데이터 송신기(Data Transmitter)와 데이터 수신기(Data receiver)를 포함할 수 있다.The wireless power transmitter 100 includes a power supplier 110, a power conversion unit 120, a matching circuit 130, a transmission resonator 140, and a main controller. , 150) and a communication unit (Communication Unit, 160). The communication unit may include a data transmitter and a data receiver.

전원공급부(110)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력변환부(120)에 특정 공급 전압을 공급할 수 있다. 이때, 공급 전압은 DC 전압 또는 AC 전압일 수 있다. The power supply unit 110 may supply a specific supply voltage to the power conversion unit 120 under the control of the main control unit 150 . At this time, the supply voltage may be a DC voltage or an AC voltage.

전력변환부(120)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력공급부(110)로부터 수신된 전압을 특정 전압으로 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 전력변환부(120)는 DC/DC 변환기(DC/DC convertor), AC/DC 변환기(AC/DC convertor), 파워 증폭기(Power amplifier) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The power conversion unit 120 may convert the voltage received from the power supply unit 110 into a specific voltage under the control of the main control unit 150 . To this end, the power converter 120 may include at least one of a DC/DC converter, an AC/DC converter, and a power amplifier.

매칭회로(130)는 전력 전송 효율을 극대화시키기 위해 전력변환부(120)와 송신공진기(140) 사이의 임피던스를 정합하는 회로이다.The matching circuit 130 is a circuit that matches the impedance between the power conversion unit 120 and the transmission resonator 140 to maximize power transmission efficiency.

송신공진기(140)는 매칭회로(130)로부터 인가된 전압에 따라 특정 공진 주파수를 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다. The transmission resonator 140 may transmit power wirelessly using a specific resonant frequency according to the voltage applied from the matching circuit 130 .

무선 전력 수신기(200)는 수신공진기(Reception Resonator, 210), 정류기(Rectifier, 220), DC-DC 변환기(DC-DC Converter, 230), 부하(Load, 240), 주제어부(Main Controller, 250) 및 통신부(Communication Unit, 260)를 포함하여 구성될 수 있다. 통신부는 데이터 송신기(Data Transmitter)와 데이터 수신기(Data receiver)를 포함할 수 있다.The wireless power receiver 200 includes a reception resonator 210, a rectifier 220, a DC-DC converter 230, a load 240, and a main controller 250. ) and a communication unit (Communication Unit, 260). The communication unit may include a data transmitter and a data receiver.

수신공진기(210)는 공진 현상을 통해 송신공진기(140)에 의해 송출된 전력을 수신할 수 있다.The receiving resonator 210 may receive power transmitted by the transmitting resonator 140 through a resonance phenomenon.

정류기(220)는 수신공진기(210)로부터 인가되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The rectifier 220 may perform a function of converting the AC voltage applied from the receiving resonator 210 into a DC voltage.

DC-DC 변환기(230)는 정류된 DC 전압을 부하(240)에 요구되는 특정 DC 전압으로 변환할 수 있다.The DC-DC converter 230 may convert the rectified DC voltage into a specific DC voltage required by the load 240 .

주제어부(250)는 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 정보를 생성하고 통신부(260)를 제어하여 무선 전력 송신기(100)에 상기 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 정보를 전송할 수 있다. 일 예로, 주제어부(250)는 정류기(220)와 DC-DC 변환기(230)에서의 출력 전압 및 전류의 세기를 모니터링하여 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어할 수 있다. The main control unit 250 controls the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 or generates characteristics and status information of the wireless power receiver 200 and controls the communication unit 260 to operate the wireless power transmitter 100. Characteristics and state information of the wireless power receiver 200 may be transmitted. For example, the main control unit 250 may control the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 by monitoring the intensity of the output voltage and current from the rectifier 220 and the DC-DC converter 230. there is.

또한, 모니터링된 출력 전압 및 전류의 세기 정보는 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다. In addition, the monitored output voltage and current intensity information may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260 .

또한, 주제어부(250)는 정류된 DC 전압을 소정 기준 전압과 비교하여 과전압 상태(Over-Voltage State)인지 저전압 상태(Under-Voltage State)인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 시스템 오류 상태인 것으로 감지되면, 감지 결과를 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.In addition, the main control unit 250 compares the rectified DC voltage with a predetermined reference voltage to determine whether it is an over-voltage state or an under-voltage state, and determines that the system is in an error state according to the determination result. If detected, the detection result may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260.

또한, 주제어부(250)는 시스템 오류 상태가 감지되면, 부하의 훼손을 방지하기 위해 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 스위치 또는(및) 제너 다이오드를 포함한 소정 과전류 차단 회로를 이용하여 부하(240)에 인가되는 전력을 제어할 수도 있다.In addition, when a system error state is detected, the main control unit 250 controls the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 to prevent damage to the load, or a predetermined overcurrent including a switch or/and a zener diode. Power applied to the load 240 may be controlled using a blocking circuit.

또한, 주제어부(250)는 외부 또는 내부 메시지 핸들링을 위해 구동된 소정 타이머가 만료된 경우, 로컬 장애 상태인 것으로 판단하고, 소정 장애 알림 메시지를 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.In addition, the main control unit 250 determines that a local failure state exists when a predetermined timer driven for external or internal message handling expires, and sends a predetermined failure notification message to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260. can also be transmitted.

상기한 도 1에서는 송수신기 각각의 주제어부(150 또는 250)와 통신부(160 또는 260)가 각각 서로 다른 모듈로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 주제어부(150 또는 250)와 통신부(160 또는 260)가 각각 하나의 모듈로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.In FIG. 1, the main control unit 150 or 250 and the communication unit 160 or 260 of each transceiver are shown as being composed of different modules, but this is only one embodiment, and another embodiment of the present invention It should be noted that the main control unit 150 or 250 and the communication unit 160 or 260 may each be composed of one module.

본 발명에 따른 무선 전력 수신기(200)의 주제어부(250)는 부하(240)의 최대 충전 용량, 부하(240)의 현재 충전 상태-즉, 현재까지 부하(240)에 충전된 전력량 또는(및) 최대 충전 용량 대비 현재 충전 비율에 관한 정보 등을 포함함- 및 부하(240)에 인가되는 전력량에 기반하여 해당 부하(240)의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 무선 전력 수신기(200)는 소정 인터페이스 통해 연결된 전자 기기-예를 들면, 스마트폰-의 마이크로 프로세서(미도시)에 산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 전송할 수 있다. 연이어, 마이크로 프로세서는 충전 완료 예상 소요 시간을 전자기기에 구비된 디스플레이 수단을 통해 표시할 수 있다. 이상에서는, 무선 전력 수신기(200)의 동작을 제어하는 주제어부(250)와 전자기기에 탑재된 마이크로 프로세서가 별개의 하드웨어 장치로 구성되는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 주제어부(250) 및 마이크로 프로세서는 하나의 하드웨어 장치에 탑재되어 별도의 소프트웨어 모듈로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. 또한, 무선 전력 수신기(200)는 산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.The main controller 250 of the wireless power receiver 200 according to the present invention controls the maximum charging capacity of the load 240, the current charging state of the load 240 - that is, the amount of power charged to the load 240 up to now, or (and ) Includes information on the current charging ratio to the maximum charging capacity, etc. - and the estimated required time until charging of the load 240 is completed may be calculated based on the amount of power applied to the load 240. The wireless power receiver 200 may transmit the calculated expected charging completion time to a microprocessor (not shown) of an electronic device (eg, a smart phone) connected through a predetermined interface. Subsequently, the microprocessor may display the estimated required time for charging completion through a display means provided in the electronic device. In the above, it has been described that the main controller 250 for controlling the operation of the wireless power receiver 200 and the microprocessor mounted in the electronic device are configured as separate hardware devices, but this is only one embodiment. It should be noted that the main control unit 250 and the microprocessor may be mounted on a single hardware device and configured as separate software modules. In addition, the wireless power receiver 200 may transmit the calculated expected charging completion time to the wireless power transmitter 100 through bi-directional communication.

또한, 본 발명에 따른 무선 전력 수신기(200)는 연결된 전자기기의 동작 상태변화를 감지하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출할 수도 있다. 일 예로, 전자기기의 동작 상태 변화는 전자기기의 전원 ON/OFF 상태 변화, 전자기기상에서의 어플리케이션의 실행 상태 변화, 전자기기 디스플레이의 ON/OFF 상태 변화, 전자기기의 소모 전력 변화 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기(200)는 전자기기의 동작 상태 변화에 따라 적응적으로 전자기기의 실시간 소모 전력을 산출 또는 측정하고, 산출 또는 측정된 소모 전력에 기반하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출할 수도 있다. 물론, 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간은 전자기기의 표시 수단을 통해 표시될 수 있을 뿐만 아니라 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.In addition, the wireless power receiver 200 according to the present invention may detect a change in operating state of the connected electronic device and recalculate an estimated time required to complete charging. For example, the change in the operating state of the electronic device may include at least one of a change in the power ON/OFF state of the electronic device, a change in the execution state of an application on the electronic device, a change in the ON/OFF state of the display of the electronic device, and a change in power consumption of the electronic device. can include That is, the wireless power receiver 200 adaptively calculates or measures the real-time power consumption of the electronic device according to changes in the operating state of the electronic device, and calculates or measures the estimated time required until charging is completed based on the calculated or measured power consumption. may come out Of course, the recalculated expected charging completion time may be displayed through a display unit of the electronic device and transmitted to the wireless power transmitter 100 through bi-directional communication.

또한, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기(100)는 충전 중 충전 영역에 새로운 무선 전력 수신기가 추가되거나, 충전 중인 무선 전력 수신기와의 접속이 해제되거나, 무선 전력 수신기의 충전이 완료되는 등의 이벤트가 감지되면, 나머지 충전 대상 무선 전력 수신기들을 위한 전력 재분배 절차를 수행할 수도 있다. 이때, 전력 재분배 결과는 대역외 통신을 통해 접속된 무선 전력 수신기(들)에 전송될 수 있다. 무선 전력 수신기(200)는 전력 재분배 결과에 따라 충전 완료 예상 소요 시간을 재산출할 수 있으며, 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간은 전자기기의 표시 수단을 통해 표시될 수 있고, 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter 100 according to the present invention, an event such as a new wireless power receiver being added to a charging area during charging, disconnection from a wireless power receiver being charged, or charging of the wireless power receiver being completed occurs. If detected, a power redistribution procedure may be performed for the remaining wireless power receivers to be charged. In this case, the power redistribution result may be transmitted to the wireless power receiver(s) connected through out-of-band communication. The wireless power receiver 200 may recalculate the estimated charging completion time according to the result of power redistribution, and the recalculated estimated charging completion time may be displayed through a display unit of the electronic device, and the wireless power may be transmitted through two-way communication. It can be transmitted to the transmitter 100.

이상에서는, 무선 전력 수신기(200)가 충전 완료 예상 소요 시간을 산출하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(200)가 무선 전력 수신기(200)로부터 수집된 부하의 최대 충전 용량에 관한 정보, 현재 부하의 충전량에 관한 정보, 부하에 인가되는 전력 세기에 관한 정보 등에 기반하여 충전 완료 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 이때, 충전 완료 예상 소요 시간은 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기 또는 전자 기기 별로 산출될 수 있으며, 무선 전력 송신기(200)는 구비된 표시 수단을 통해 산출된 충전 완료 예상 소요 시간에 대한 정보를 표시할 수 있다. In the above, it has been described that the wireless power receiver 200 calculates the expected charging completion time, but this is only one embodiment, and the wireless power transmitter 200 according to another embodiment of the present invention provides wireless power The expected charging completion time may be calculated based on information about the maximum charging capacity of the load collected from the receiver 200, information about the current charge amount of the load, and information about the power intensity applied to the load. At this time, the estimated charging completion time may be calculated for each wireless power receiver or electronic device that receives wireless power from the wireless power transmitter 100, and the wireless power transmitter 200 expects charging completion calculated through a display unit provided therein. Information about the elapsed time can be displayed.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 네트워크 연결된 다른 무선 전력 송신기 또는(및) 특정 홈 네트워크 서버 또는(및) 특정 클라우드 서버에 충전 중인 기기 별 무선 충전 효율에 관한 정보, 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보, 소모 전력량에 관한 정보 등을 전송할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter 200 provides information on wireless charging efficiency for each device being charged to another wireless power transmitter connected to the network or (and) a specific home network server or (and) a specific cloud server, and an estimated time required for charging to be completed. It is also possible to transmit information about power consumption, information about power consumption, and the like.

상기 홈 네트워크 서버 또는(및) 상기 클라우드 서버는 무선 전력 송신기(200)로부터 수신된 정보를 통계 처리하여 저장하고, 사용자 또는 사용자 단말로부터 요청 시 해당 통계 정보를 추출하여 전송할 수도 있다. The home network server or (and) the cloud server may statistically process and store information received from the wireless power transmitter 200, and may extract and transmit corresponding statistical information upon request from a user or user terminal.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining the type and characteristics of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 각각 등급(Class)과 카테고리(Category)로 타입 및 특성이 분류될 수 있다.The type and characteristics of the wireless power transmitter and wireless power receiver according to the present invention may be classified into classes and categories, respectively.

무선 전력 송신기의 타입 및 특성은 크게 다음의 3가지 파라메터를 통해 식별될 수 있다.The type and characteristics of a wireless power transmitter can be largely identified through the following three parameters.

첫째, 무선 전력 송신기는 송신 공진기(140)에 인가되는 최대 전력의 세기에 따라 결정되는 등급에 의해 식별될 수 있다.First, the wireless power transmitter may be identified by a class determined according to the intensity of maximum power applied to the transmission resonator 140 .

여기서, 무선 전력 송신기의 등급은 송신 공진기(140)에 인가되는 파워(P_{TX_IN_COIL})의 최대 값을 하기 무선 전력 송신기 등급 표-이하, 표 1이라 명함-에 명기된 등급 별 미리 정의된 최대 입력 파워(P_TX _{_IN_MAX})와 비교하여 결정될 수 있다. 여기서, P_TX _{_IN_COIL}은 송신공진기(140)에 단위 시간 동안 인가되는 전압(V(t))과 전류(I(t))의 곱을 해당 단위 시간으로 나누어 산출되는 평균 실수 값일 수 있다.Here, the class of the wireless power transmitter is the maximum value of the power (P _{TX_IN_COIL} ) applied to the transmission resonator 140, the maximum predefined input power for each class specified in the following wireless power transmitter class table - hereinafter referred to as Table 1 - (P _TX _{_IN_MAX} ). Here, P _{TX_IN_COIL} may be an average real number value calculated by dividing the product of the _voltage V(t) and the current I(t) applied to the transmit resonator 140 for unit time by the corresponding unit time.

등급(Class)Class 최대 입력 파워max input power 최소 카테고리
지원 요구 조건minimum category
application requirements 지원 가능 최대
디바이스의 개수Max supported
number of devices 등급 1grade 1 2W2W 1 x 등급11 x Grade 1 1 x 등급11 x Grade 1 등급 2grade 2 10W10W 1 x 등급31 x Grade 3 2 x 등급22 x rank 2 등급 3grade 3 16W16W 1 x 등급41 x Grade 4 2 x 등급32 x Grade 3 등급 4grade 4 33W33W 1 x 등급51 x Grade 5 3 x 등급33 x Grade 3 등급 5grade 5 50W50W 1 x 등급61 x Grade 6 4 x 등급34 x Grade 3 등급 6grade 6 70W70W 1 x 등급61 x Grade 6 5 x 등급35 x rank 3

상기 표 1에 개시된 등급은 일 실시예에 불과하며, 새로운 등급이 추가되거나 삭제될 수도 있다. 또한, 등급 별 최대 입력 파워, 최소 카테고리 지원 요구 조건, 지원 가능 최대 디바이스 개수에 대한 값도 무선 전력 송신기의 용도, 형상 및 구현 형태 등에 따라 변경될 수도 있음을 주의해야 한다.The grades disclosed in Table 1 are only examples, and new grades may be added or deleted. In addition, it should be noted that values for the maximum input power for each class, the minimum category support requirement, and the maximum number of devices that can be supported may also change depending on the purpose, shape, and implementation of the wireless power transmitter.

일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 송신 공진기(140)에 인가되는 파워(P_{TX_IN_COIL})의 최대 값이 등급 3에 대응되는 P_TX _{_IN_MAX}값보다 크거나 같고, 등급 4에 대응되는 P_TX _{_IN_MAX}값보다 작은 경우, 해당 무선 전력 송신기의 등급은 등급 3으로 결정될 수 있다.For example, referring to Table 1, the maximum value of the power (P _{TX_IN_COIL} ) applied to the transmit resonator 140 is greater than or equal to the P _TX _{_IN_MAX} value corresponding to class 3, and the P _TX _{_IN_MAX} value corresponding to class 4 If it is less than , the class of the wireless power transmitter may be determined as class 3.

둘째, 무선 전력 송신기는 식별된 등급에 대응되는 최소 카테고리 지원 요구 조건(Minimum Category Support Requirements)에 따라 식별될 수도 있다. Second, the wireless power transmitter may be identified according to minimum category support requirements corresponding to the identified class.

여기서, 최소 카테고리 지원 요구 조건은 해당 등급의 무선 전력 송신기가 지원 가능한 무선 전력 수신기 카테고리 중 가장 높은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기의 지원 가능 개수일 수 있다. 즉, 최소 카테고리 지원 요구 조건은 해당 무선 전력 송신기가 지원 가능한 최대 카테고리 디바이스의 최소 개수일 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 상기 최소 카테고리 요구 조건에 따른 최대 카테고리 이하에 해당하는 모든 카테고리의 무선 전력 수신기를 지원할 수 있다.Here, the minimum category support requirement may be the supportable number of wireless power receivers corresponding to the highest level category among wireless power receiver categories supportable by a wireless power transmitter of the corresponding class. That is, the minimum category support requirement may be the minimum number of maximum category devices supported by the corresponding wireless power transmitter. In this case, the wireless power transmitter may support wireless power receivers of all categories corresponding to or less than the maximum category according to the minimum category requirement.

다만, 만약, 무선 전력 송신기가 상기 최소 카테고리 지원 요구 조건에 명시된 카테고리보다 더 높은 카테고리의 무선 전력 수신기를 지원할 수 있다면, 무선 전력 송신기가 해당 무선 전력 수신기를 지원하는 것을 제한하지는 않을 수 있다.However, if the wireless power transmitter can support a wireless power receiver of a higher category than the category specified in the minimum category support requirement, the wireless power transmitter may not be restricted from supporting the corresponding wireless power receiver.

일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 등급 3인 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 카테고리 5인 무선 전력 수신기를 지원해야 한다. 물론, 이 경우, 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 지원 요구 조건에 해당되는 카테고리 수준 보다 낮은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기(100)를 지원할 수 있다. For example, referring to Table 1 above, a class 3 wireless power transmitter must support at least one category 5 wireless power receiver. Of course, in this case, the wireless power transmitter may support the wireless power receiver 100 corresponding to a category lower than the category level corresponding to the minimum category support requirement.

또한, 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 지원 요구 조건에 대응되는 카테고리보다 더 높은 수준의 카테고리를 지원 가능한 것으로 판단되면, 더 높은 수준의 카테고리를 갖는 무선 전력 수신기를 지원할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, it should be noted that the wireless power transmitter may support a wireless power receiver having a higher level category if it is determined that the wireless power transmitter can support a higher level category than the category corresponding to the minimum category support requirement.

셋째, 무선 전력 송신기는 식별된 등급에 대응되는 지원 가능 최대 디바이스 개수에 의해 식별될 수도 있다. 여기서, 지원 가능 최대 디바이스 개수는 해당 등급에서 지원 가능한 카테고리 중 가장 낮은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기의 최대 지원 가능 개수-이하, 간단히 지원 가능 디바이스의 최대 개수라 명함-에 의해 식별될 수도 있다. Third, the wireless power transmitter may be identified by the maximum number of supportable devices corresponding to the identified class. Here, the maximum number of supportable devices may be identified by the maximum supportable number of wireless power receivers corresponding to the lowest category among supportable categories in the corresponding class - hereinafter simply referred to as the maximum number of supportable devices. .

일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 등급 3의 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 3인 무선 전력 수신기를 최대 2개까지 지원할 수 있어야 한다.For example, referring to Table 1 above, a wireless power transmitter of class 3 must be able to support up to two wireless power receivers of at least category 3.

다만, 무선 전력 송신기가 자신의 등급에 상응하는 최대 디바이스 개수 이상을 지원할 수 있는 경우, 최대 디바이스 개수 이상을 지원하는 것을 제한하지는 않는다. However, when the wireless power transmitter can support more than the maximum number of devices corresponding to its class, support of more than the maximum number of devices is not limited.

본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 허락하지 않을 특별한 이유가 없는 경우, 가용한 파워 내에서 적어도 상기 표 1에 정의된 개수까지는 무선 전력 전송을 수행할 수 있어야 한다.The wireless power transmitter according to the present invention must be able to perform wireless power transmission at least up to the number defined in Table 1 within the available power, unless there is a special reason not to allow the power transmission request of the wireless power receiver.

일 예로, 무선 전력 송신기는 해당 전력 전송 요청을 수용할 정도의 가용한 파워가 남아있지 않는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기의 전력 조정을 제어할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver when there is no available power remaining to accommodate the corresponding power transmission request. Alternatively, power adjustment of the wireless power receiver may be controlled.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 요청을 수락하면 수용 가능한 무선 전력 수신기의 개수를 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.As another example, when the wireless power transmitter accepts the power transmission request, if the number of wireless power receivers that can be accommodated is exceeded, the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.

또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 요청한 무선 전력 수신기의 카테고리가 자신의 등급에서 지원 가능한 카테고리 수준을 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.As another example, when the category of the wireless power receiver requesting power transmission exceeds a category level supportable in its class, the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.

또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 내부 온도가 기준치 이상을 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.As another example, when the internal temperature of the wireless power transmitter exceeds a reference value, the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.

특히, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력량에 기반하여 전력 재분배 절차를 수행할 수 있다. 이때, 전력 재분배 절차는 전력 전송 대상 무선 전력 수신기의 후술할 카테고리, 무선 전력 수신 상태, 요구 전력량, 우선 순위, 소모 전력량 중 적어도 하나를 더 고려하여 전력 재분배 절차를 수행할 수 있다.In particular, the wireless power transmitter according to the present invention may perform a power redistribution procedure based on the currently available amount of power. In this case, the power redistribution procedure may be performed by further considering at least one of a category, a wireless power reception state, a required amount of power, a priority, and an amount of power consumption, which will be described later, of a wireless power receiver to which power is transmitted.

여기서, 무선 전력 수신기는 해당 무선 전력 수신기의 카테고리, 무선 전력 수신 상태, 요구 전력량, 우선 순위, 소모 전력량 중 적어도 하나의 정보를 대역외 통신 채널을 통해 적어도 하나의 제어 신호를 이용하여 접속된 무선 전력 송신기에 주기적 또는 비주기적으로 전달될 수 있다.Here, the wireless power receiver uses at least one control signal to transmit information about at least one of the category of the corresponding wireless power receiver, the state of receiving wireless power, the amount of power required, the priority, and the amount of power consumed through an out-of-band communication channel to access wireless power. It may be transmitted periodically or aperiodically to the transmitter.

무선 전력 송신기는 전력 재분배 절차가 완료되면, 전력 재분배 결과를 대역외 통신을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. When the power redistribution procedure is completed, the wireless power transmitter may transmit a power redistribution result to a corresponding wireless power receiver through out-of-band communication.

무선 전력 수신기는 수신된 전력 재분배 결과에 기반하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출하고, 재산출 결과를 연결된 전자기기의 마이크로 프로세서에 전송할 수 있다. 연이어, 마이크로 프로세서는 전자기기에 구비된 디스플레이에 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간이 표시되도록 제어할 수 있다. 이때, 표시된 충전 완료 예상 소요 시간은 일정 시간 화면에 표시된 후 사라지도록 제어될 수 있다.The wireless power receiver may recalculate an estimated required time until charging is completed based on the received power redistribution result, and transmit the recalculated result to the microprocessor of the connected electronic device. Subsequently, the microprocessor may control the recalculated expected charging completion time to be displayed on the display provided in the electronic device. At this time, the displayed expected charging completion time may be controlled to disappear after being displayed on the screen for a certain period of time.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마이크로 프로세서는 충전 완료 예상 소요 시간이 재산출된 경우, 재산출된 이유에 대한 정보가 함께 표시되도록 제어할 수도 있다. 이를 위해, 무선 전력 송신기는 전력 재분배 결과 전송 시 해당 전력 재분배가 발생된 이유에 관한 정보도 함께 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다. The microprocessor according to another embodiment of the present invention may control information on the reason for the recalculation to be displayed together when the estimated charging completion time is recalculated. To this end, when transmitting the result of power redistribution, the wireless power transmitter may also transmit information about the reason for the power redistribution to the wireless power receiver.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 수신된 충전 완료 예상 소요 시간을 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 전송할 수도 있다.The wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may transmit the recalculated expected charging completion time to the wireless power transmitter through bi-directional communication. In this case, the wireless power transmitter may display the received expected charging completion time through the provided display unit and transmit it to a home network server or (and) a cloud server connected to a network.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 내부 시스템 오류-예를 들면, 과전압, 과전류, 과열 등을 포함함-가 감지된 경우, 감지 결과를 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 전송할 수도 있다.In addition, when an internal system error (eg, overvoltage, overcurrent, overheating, etc.) is detected, the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention displays the detection result through a display unit provided, and the network It can also be transmitted to connected home network servers or (and) cloud servers.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 수집 또는 산출된 무선 충전 효율 또는 무선 전력 전송 효율이 소정 기준치 이하인 것이 확인되면, 확인 결과를 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 해당 사실을 통보할 수도 있다. 사용자는 홈 네트워크 서버 또는 클라우드 서버에 접속하여 무선 충전 효율이 낮은 무선 전력 송신기를 식별할 수 있다. 여기서, 무선 충전 효율이 낮은 무선 전력 송신기는 무선 전력 음영 지역에 위치한 무선 전력 송신기로 판단될 수 있다.In addition, when it is confirmed that the collected or calculated wireless charging efficiency or wireless power transmission efficiency is less than or equal to a predetermined reference value, the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention displays the confirmation result through a display unit equipped with a display unit and connects the network to a home network. The server or (and) cloud server may be notified of the fact. A user may access a home network server or a cloud server and identify a wireless power transmitter having low wireless charging efficiency. Here, the wireless power transmitter having low wireless charging efficiency may be determined as a wireless power transmitter located in a wireless power shadow area.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 가용한 전력 부족으로 인해 무선 전력 수신기로부터의 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 경우, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 해당 사실을 통보할 수도 있다. 여기서, 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 무선 전력 송신기가 설치된 지역은 추가적인 무선 전력 송신기의 설치가 요구되거나, 보다 전력 전송 용량이 높은-즉, 등급이 높은- 무선 전력 송신기로 교체 설치되어야 되는 지역으로 판단될 수 있다. 다른 일 예로, 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 무선 전력 송신기가 설치된 지역은 인증되지 않았거나 유효하지 않은 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기가 탑재된 전자 기기가 위치한 위험 지역으로 분류될 수 있다. In addition, the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention corresponds to a network-connected home network server or (and) a cloud server when the number of times of rejecting a power transmission request from a wireless power receiver due to a lack of available power is greater than or equal to a reference value facts may be reported. Here, in the area where the wireless power transmitter in which the number of rejections of the power transmission request is greater than the reference value is installed, an additional wireless power transmitter is required to be installed, or a wireless power transmitter having a higher power transmission capacity, that is, a higher class, needs to be replaced. can be judged regionally. As another example, an area in which a wireless power transmitter having a number of rejections of a power transmission request equal to or greater than a reference value may be classified as a dangerous area where an unauthorized or invalid wireless power receiver or an electronic device equipped with the wireless power receiver is located.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining the type and characteristics of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 수신공진기(210)의 평균 출력 파워(P_{RX_OUT})은 단위 시간 동안 수신공진기(210)에 의해 출력되는 전압(V(t))와 전류(I(t))의 곱을 해당 단위 시간으로 나누어 산출되는 실수 값일 수 있다. 일 예로, 수신공진기(210)의 평균 출력 전압(P_RX _{_OUT})은 정류기 후단에서 측정된 전압(V(t))와 전류(I(t))의 곱을 단위 시간으로 나누어 산출되는 실수 값일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As shown in FIG. 3, the average output power (P _{RX_OUT} ) of the receiver resonator 210 is the ratio of the voltage V(t) and the current I(t) output by the receiver resonator 210 for unit time. It may be a real value calculated by dividing the product by the corresponding unit time. For example, the average output voltage (P _RX _{_OUT} ) of the receiving resonator 210 may be a real value calculated by dividing the product of the voltage (V(t)) and the current (I(t)) measured at the rear of the rectifier by unit time. , but not limited thereto.

무선 전력 수신기의 카테고리는 하기 표 2에 도시된 바와 같이, 수신 공진기(210)의 최대 출력 파워(P_{RX_OUT_MAX})에 기반하여 정의될 수 있다.As shown in Table 2 below, the category of the wireless power receiver may be defined based on the maximum output power (P _{RX_OUT_MAX} ) of the reception resonator 210 .

카테고리
(Category)category
(Category) 최대 입력 파워max input power 응용 예application examples 카테고리 1Category 1 TBDTBD 블루투스 핸드셋bluetooth handset 카테고리 2category 2 3.5W3.5W 피쳐폰feature phone 카테고리 3Category 3 6.5W6.5W 스마트폰Smartphone 카테고리 4Category 4 13W13W 테블릿tablet 카테고리 5category 5 25W25W 소형 랩탑small laptop 카테고리 6category 6 37.5W37.5W 랩탑laptop 카테고리 6Category 6 50W50W TBDTBD

일 예로, 부하단에서의 충전 효율이 80%이상인 경우, 카테고리 3의 무선 전력 수신기는 부하의 충전 포트에 5W의 전력을 공급할 수 있다.For example, when the charging efficiency at the load end is 80% or more, the category 3 wireless power receiver may supply 5W of power to the charging port of the load.

상기 표 2에 개시된 카테고리는 일 실시예에 불과하며, 새로운 카테고리가 추가되거나 삭제될 수도 있다. 또한, 상기 표 2에 보여지는 카테고리 별 최대 출력 파워, 응용 어플리케이션의 예도 무선 전력 수신기의 용도, 형상 및 구현 형태 등에 따라 변경될 수도 있음을 주의해야 한다.The categories disclosed in Table 2 are only examples, and new categories may be added or deleted. In addition, it should be noted that the maximum output power for each category shown in Table 2 and examples of applications may be changed according to the purpose, shape, and implementation of the wireless power receiver.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연동되는 전자기기의 마이크로 프로세서는 부하의 최대 충전 용량(Maximum Load Capacitance), 현재 부하의 충전량, 무선 전력 송신기의 최대 또는 평균 입력 파워, 무선 전력 수신기의 카테고리 부하단에서의 현재 충전 효율 등에 기반하여 해당 부하가 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 무선 전력 송신기의 전력 재분배에 따라 무선 전력 수신기의 카테고리에 대응되는 최대 입력 파워는 적응적으로 변경될 수 있으며, 그에 따라 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간은 재산출되어 변경될 수 있다. 이때, 산출된 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보는 양방향 통신 채널을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다.A microprocessor of a wireless power receiver or an electronic device interlocked with the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention is the maximum load capacity of the load, the current charge amount of the load, the maximum or average input power of the wireless power transmitter, An estimated required time until charging of the corresponding load is completed may be calculated based on the current charging efficiency in the category load stage of the wireless power receiver. Here, according to power redistribution of the wireless power transmitter, the maximum input power corresponding to the category of the wireless power receiver may be adaptively changed, and accordingly, the estimated required time until charging is completed may be recalculated and changed. In this case, information about the calculated expected charging completion time may be transmitted to the wireless power transmitter through a bi-directional communication channel.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 양방향 통신을 통해 부하단에서의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 카테고리, 부하의 최대 충전 용량, 현재 부하의 충전량 등에 관한 정보를 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 송신기는 해당 부하가 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다.A wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may receive information about charging efficiency at a load end, a category of a wireless power receiver, a maximum charging capacity of a load, and a current charging amount of a load from a wireless power receiver through bidirectional communication. In this case, the wireless power transmitter may calculate an estimated required time until the corresponding load is fully charged.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

상세하게, 도 4는 후술할 레퍼런스 파라메터들이 측정되는 등가 회로상에서의 인터페이스 지점을 보여준다.In detail, FIG. 4 shows an interface point on an equivalent circuit at which reference parameters described later are measured.

이하에서는, 상기 도 4에 표시된 레퍼런스 파라메터들의 의미를 간단히 설명하기로 한다.Hereinafter, the meaning of the reference parameters shown in FIG. 4 will be briefly described.

I_TX와 I_TX _{_COIL}은 각각 무선 전력 송신기의 매칭 회로(또는 매칭 네트워크)(420)에 인가되는 RMS(Root Mean Square) 전류와 무선 전력 송신기의 송신 공진기 코일(425)에 인가되는 RMS 전류를 의미한다.I _TX and I _TX _{_COIL} respectively mean Root Mean Square (RMS) current applied to the matching circuit (or matching network) 420 of the wireless power transmitter and RMS current applied to the transmit resonator coil 425 of the wireless power transmitter. do.

Z_TX _{_IN} 은 무선 전력 송신기의 전원부/증폭기/필터(410) 후단의 입력 임피던스(Input Impedance)와 매칭 회로(420) 전단의 입력 임피던스(Input Impedance)를 의미한다.Z _TX _{_IN} means input impedance at the rear of the power supply/amplifier/filter 410 and input impedance at the front of the matching circuit 420 of the wireless power transmitter.

Z_TX _{_IN_COIL}은 매칭 회로(420) 후단 및 송신 공진기 코일(425) 전단에서의 입력 임피던스를 의미한다. Z _TX _{_IN_COIL} means input impedance at the rear end of the matching circuit 420 and the front end of the transmission resonator coil 425 .

L1과 L2는 각각 송신 공진기 코일(425)의 인덕턴스 값과 수신 공진기 코일(427)의 인덕턴스 값을 의미한다.L1 and L2 mean the inductance value of the transmission resonator coil 425 and the inductance value of the reception resonator coil 427, respectively.

Z_RX _{_IN}은 무선전력수신기의 매칭 회로(430) 후단과 무선전력수신기의 필터/정류기/부하(440) 전단에서의 입력 임피던스를 의미한다.Z _RX _{_IN} means the input impedance at the rear end of the matching circuit 430 of the wireless power receiver and the front end of the filter/rectifier/load 440 of the wireless power receiver.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 동작에 사용되는 공진 주파수는 6.78MHz ± 15㎑일 수 있다.A resonant frequency used for operation of the wireless charging system according to an embodiment of the present invention may be 6.78 MHz ± 15 kHz.

또한, 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 복수의 무선 전력 수신기에 대한 동시 충전-즉, 멀티 충전-을 제공할 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 수신기가 새로 추가되거나 삭제되더라도 남아 있는 무선 전력 수신기의 수신 파워 변화량은 소정 기준치 이상을 초과하지 않도록 제어될 수 있다. 일 예로, 수신 파워 변화량은 ±10%일 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 만약, 수신 파워 변화량이 기준치 이상 초과되지 않도록 제어하는 것이 불가능할 경우, 무선 전력 송신기는 새롭게 추가된 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수도 있다. In addition, the wireless charging system according to an embodiment may provide simultaneous charging (that is, multi-charging) for a plurality of wireless power receivers, and in this case, even if a wireless power receiver is newly added or deleted, the remaining wireless power receivers The received power variation may be controlled so as not to exceed a predetermined reference value or more. For example, the received power variation may be ±10%, but is not limited thereto. If it is impossible to control the amount of change in received power so that it does not exceed the reference value, the wireless power transmitter may not accept a power transmission request from a newly added wireless power receiver.

상기 수신 파워 변화량을 유지하기 위한 조건은 무선 전력 수신기가 충전 영역에 추가 또는 삭제 시 기존 무선 전력 수신기와 중첩되지 않아야 한다. As a condition for maintaining the received power variation, when a wireless power receiver is added to or deleted from a charging area, it should not overlap with an existing wireless power receiver.

무선 전력 수신기의 매칭 회로(430)가 정류기에 연결된 경우, 상기 Z_TX _{_IN}의 실수부(Real Part)는 정류기의 부하 저항-이하, R_RECT이라 명함-과 역의 관계일 수 있다. 즉, R_RECT의 증가는 Z_{TX_IN}을 감소시키고, R_RECT의 감소는 Z_{TX_IN}을 증가시킬 수 있다.When the matching circuit 430 of the wireless power receiver is connected to the rectifier, the real part of Z _{TX_IN} may have an inverse relationship with the load resistance _of the rectifier - hereinafter referred to as R _RECT . That is, an increase in R _RECT can decrease Z _{TX_IN} , and a decrease in R _RECT can increase Z _{TX_IN} .

본 발명에 따른 공진기 정합 효율(Resonator Coupling Efficiency)은 수신공진기 코일에서 부하(440)로 전달되는 파워를 송신공진기 코일(425)에서 공진 주파수 대역에 실어주는 파워로 나누어 산출되는 최대 파워 수신 비율일 수 있다. 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 공진기 정합 효율은 송신공진기의 레퍼런스 포트 임피던스(Z_{TX_IN})과 수신공진기의 레퍼런스 포트 임피던스(Z_RX _{_IN})가 완벽하게 매칭되는 경우에 산출될 수 있다. Resonator coupling efficiency according to the present invention can be the maximum power reception ratio calculated by dividing the power transmitted from the receiver resonator coil to the load 440 by the power delivered to the resonance frequency band by the transmitter resonator coil 425. there is. The resonator matching efficiency between the wireless power transmitter and the wireless power receiver can be calculated when the reference port impedance (Z _{TX_IN} ) of the transmitter resonator and the reference port impedance (Z _RX _{_IN} ) of the receiver resonator are perfectly matched.

하기 표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 등급 및 무선 전력 수신기의 클래스에 따른 최소 공진기 정합 효율의 예이다.Table 3 below is an example of minimum resonator matching efficiency according to a class of a wireless power transmitter and a class of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

카테고리 1Category 1 카테고리 2category 2 카테고리 3Category 3 카테고리 4Category 4 카테고리 5Category 5 카테고리 6category 6 카테고리 7Category 7 등급 1grade 1 N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/A 등급 2grade 2 N/AN/A 74%(-1.3)74% (-1.3) 74%(-1.3)74% (-1.3) N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/A 등급 3grade 3 N/AN/A 74%(-1.3)74% (-1.3) 74%(-1.3)74% (-1.3) 76%(-1.2)76% (-1.2) N/AN/A N/AN/A N/AN/A 등급 4grade 4 N/AN/A 50%(-3)50% (-3) 65%(-1.9)65% (-1.9) 73%(-1.4)73% (-1.4) 76%(-1.2)76% (-1.2) N/AN/A N/AN/A 등급 5grade 5 N/AN/A 40%(-4)40% (-4) 60%(-2.2)60% (-2.2) 63%(-2)63% (-2) 73%(-1.4)73% (-1.4) 76%(-1.2)76% (-1.2) N/AN/A 등급 5grade 5 N/AN/A 30%(-5.2)30% (-5.2) 50%(-3)50% (-3) 54%(-2.7)54% (-2.7) 63%(-2)63% (-2) 73%(-1.4)73% (-1.4) 76%(-1.2)76% (-1.2)

만약, 복수의 무선 전력 수신기가 사용될 경우, 상기 표 3에 표시된 클래스 및 카테고리에 대응되는 최소 공진기 정합 효율은 증가할 수도 있다.If a plurality of wireless power receivers are used, the minimum resonator matching efficiency corresponding to the classes and categories shown in Table 3 may increase.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기의 마이크로프로세서는 부하의 최대 충전 용량(Maximum Load Capacitance), 현재 부하의 충전량, 부하의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 카테고리와 무선 전력 송신기의 등급에 상응하는 최소 공진기 정합 효율 중 적어도 하나에 기반하여 해당 부하의 충전이 완료되기까지 소요되는 시간을 산출할 수도 있다. A microprocessor of a wireless power receiver or an electronic device connected to the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes the maximum load capacity of the load, the current charge amount of the load, the charging efficiency of the load, the category of the wireless power receiver and The time required to complete charging of the corresponding load may be calculated based on at least one of the minimum resonator matching efficiencies corresponding to the class of the wireless power transmitter.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 무선 전력 송신기의 상태는 크게 구성 상태(Configuration State, 510), 전력 절약 상태(Power Save State, 520), 저전력 상태(Low Power State, 530), 전력 전송 상태(Power Transfer State, 540), 로컬 장애 상태(Local Fault State, 550) 및 잠금 장애 상태(Latching Fault State, 560)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the state of the wireless power transmitter is largely divided into a configuration state (Configuration State) 510, a power save state (520), a low power state (530), and a power transfer state (Power Transfer State). , 540), a local fault state (Local Fault State, 550), and a locking fault state (Latching Fault State, 560).

무선 전력 송신기에 전력이 인가되면, 무선 전력 송신기는 구성 상태(510)로 천이할 수 있다. 무선 전력 송신기는 구성 상태(510)에서 소정 리셋 타이머가 만료되거나 초기화 절차가 완료되면, 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다.When power is applied to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter may transition to a configuration state 510 . When a predetermined reset timer expires or an initialization procedure is completed in the configuration state 510, the wireless power transmitter may transition to the power saving state 520.

전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 비콘 시퀀스를 생성하여 공진 주파수 대역을 통해 전송할 수 있다.In the power saving state 520, the wireless power transmitter may generate and transmit a beacon sequence through a resonant frequency band.

여기서, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520)에 진입한 후 소정 시간 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520) 천이 후 50ms 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.Here, the wireless power transmitter may control the beacon sequence to be started within a predetermined time after entering the power saving state 520 . For example, the wireless power transmitter may control a beacon sequence to be initiated within 50 ms after the power saving state 520 transitions, but is not limited thereto.

전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 감지하기 위한 제1 비콘 시퀀스(First Beacon Sequence)를 주기적으로 생성하여 전송하고, 수신 공진기의 임피던스 변화-즉, Load Variation-를 감지할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1 비콘과 제1 비콘 시퀀스를 각각 Short Beacon과 Short Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.In the power saving state 520, the wireless power transmitter periodically generates and transmits a first beacon sequence for detecting the wireless power receiver, and detects a change in impedance of the receiving resonator, that is, load variation. can Hereinafter, for convenience of description, the first beacon and the first beacon sequence will be referred to as a short beacon and a short beacon sequence, respectively.

특히, Short Beacon 시퀀스는 무선 전력 수신기가 감지되기 전까지 무선 전력 송신기의 대기 전력이 절약될 수 있도록 짧은 구간 동안(t_SHORT _{_BEACON}) 일정 시간 간격(t_CYCLE)으로 반복 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, t_SHORT _{_BEACON}은 30ms이하, t_CYCLE은 250ms ±5 ms로 각각 설정될 수 있다. 또한, Short Beacon의 전류 세기는 소정 기준치이상이고, 일정 시간 구간 동안 점증적으로 증가될 수 있다. 일 예로, Short Beacon의 최소 전류 세기는 상기 표 2의 카테고리 2 이상의 무선 전력 수신기가 감지될 수 있도록 충분히 크게 설정될 수 있다.In particular, the short beacon sequence may be repeatedly generated and transmitted at regular time intervals (t _CYCLE ) for a short period (t _SHORT _{_BEACON} ) so that standby power of the wireless power transmitter can be saved until the wireless power receiver is detected. For example, t _SHORT _{_BEACON} may be set to 30 ms or less, and t _CYCLE may be set to 250 ms ± 5 ms, respectively. In addition, the current intensity of the short beacon is greater than a predetermined reference value and may be gradually increased during a certain period of time. For example, the minimum current intensity of the short beacon may be set sufficiently high so that a category 2 or higher wireless power receiver in Table 2 can be detected.

본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 Short Beacon에 따른 수신 공진기에서의 리액턴스(reactance) 및 저항(resistance) 변화를 감지하기 위한 소정 센싱 수단이 구비될 수 있다.The wireless power transmitter according to the present invention may include a predetermined sensing means for detecting a change in reactance and resistance in a receiving resonator according to a short beacon.

또한, 전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 부팅(Booting) 및 응답에 필요한 충분한 전력을 공급하기 위한 제2 비콘 시퀀스를 주기적으로 생성하여 전송할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제2 비콘과 제2 비콘 시퀀스를 각각 Long Beacon과 Long Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.Also, in the power saving state 520, the wireless power transmitter may periodically generate and transmit a second beacon sequence for supplying sufficient power required for booting and response of the wireless power receiver. Hereinafter, for convenience of explanation, the second beacon and the second beacon sequence will be referred to as a long beacon and a long beacon sequence, respectively.

즉, 무선 전력 수신기는 제2 비콘 시퀀스를 통해 부팅이 완료되면, 대역외 통신 채널을 통해 소정 응답 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.That is, when booting is completed through the second beacon sequence, the wireless power receiver may broadcast a predetermined response signal through an out-of-band communication channel.

특히, Long Beacon 시퀀스는 무선 전력 수신기의 부팅에 필요한 충분한 전원을 공급하기 위해 Short Beacon에 비해 상대적으로 긴 구간 동안(t_{LONG_BEACON})동안 일정 시간 간격(t_LONG _{_BEACON_PERIOD})으로 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, t_LONG _{_BEACON}은 105 ms+5 ms, t_LONG _{_BEACON_PERIOD}은 850ms로 각각 설정될 수 있으며, Long Beacon의 전류 세기는 Short Beacon의 전류 세기에 비해 상대적으로 강할 수 있다. 또한, Long Beacon은 전송 구간 동안 일정 세기의 파워가 유지될 수 있다. In particular, the long beacon sequence may be generated and transmitted at regular time intervals (t _LONG _{_BEACON_PERIOD} ) for a relatively longer period (t _{LONG_BEACON} ) than the short beacon in order to supply sufficient power required for booting of the wireless power receiver. For example, t _LONG _{_BEACON} may be set to 105 ms+5 ms and t _LONG _{_BEACON_PERIOD} may be set to 850 ms, respectively, and the current intensity of the Long Beacon may be relatively strong compared to that of the Short Beacon. In addition, the long beacon may maintain a certain intensity of power during the transmission period.

이 후, 무선 전력 송신기는 수신 공진기의 임피던스 변화가 감지된 후, 무선 전력 송신기는 Long Beacon 전송 구간 동안 소정 응답 시그널의 수신을 대기할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 응답 시그널을 광고 시그널(Advertisement Signal)이라 명하기로 한다. 여기서, 무선 전력 수신기는 공진 주파수 대역과는 상이한 대역외 통신 주파수 대역을 통해 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다.Thereafter, after the wireless power transmitter detects a change in the impedance of the reception resonator, the wireless power transmitter may wait for reception of a predetermined response signal during the Long Beacon transmission period. Hereinafter, for convenience of description, the response signal will be referred to as an advertisement signal. Here, the wireless power receiver may broadcast an advertisement signal through an out-of-band communication frequency band different from the resonant frequency band.

일 예로, 광고 시그널은 해당 대역외 통신 표준에 정의된 메시지를 식별하기 위한 메시지 식별 정보, 무선 전력 수신기가 적법한 또는 해당 무선 전력 송신기에 호환 가능한 수신기인지를 식별하기 위한 고유한 서비스 또는 무선 전력 수신기 식별 정보, 무선 전력 수신기의 출력 파워 정보, 부하에 인가되는 정격 전압/전류 정보, 무선 전력 수신기의 안테나 이득 정보, 무선 전력 수신기의 카테고리를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기 인증 정보, 과전압 보호 기능의 탑재 여부에 관한 정보, 무선 전력 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나 또는 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 광고 시그널은 부하의 최대 충전 용량에 관한 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 더 포함할 수도 있다. For example, the advertisement signal includes message identification information for identifying a message defined in a corresponding out-of-band communication standard, and unique service or wireless power receiver identification for identifying whether the wireless power receiver is a legitimate or compatible receiver for the corresponding wireless power transmitter. information, output power information of the wireless power receiver, rated voltage/current information applied to the load, antenna gain information of the wireless power receiver, information for identifying the category of the wireless power receiver, wireless power receiver authentication information, and overvoltage protection It may include at least one or any one of information about whether or not and software version information loaded in the wireless power receiver. As another example, the advertisement signal may further include information about the maximum charging capacity of the load, information about the current charge amount of the load, and the like.

무선 전력 송신기는 광고 시그널이 수신되면, 전력 절약 상태(520)에서 저전력 상태(530)로 천이한 후, 무선 전력 수신기와의 대역외 통신 링크를 설정할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 설정된 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 대한 등록 절차를 수행할 수 있다. 일 예로, 대역외 통신이 블루투스 저전력 통신인 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 블루투스 페어링을 수행하고, 페어링된 블루투스 링크를 통해 서로의 상태 정보, 특성 정보 및 제어 정보 중 적어도 하나를 교환할 수 있다. When the advertisement signal is received, the wireless power transmitter transitions from the power saving state 520 to the low power state 530 and then establishes an out-of-band communication link with the wireless power receiver. Subsequently, the wireless power transmitter may perform a registration procedure for the wireless power receiver through the set out-of-band communication link. For example, when the out-of-band communication is Bluetooth low energy communication, the wireless power transmitter may perform Bluetooth pairing with the wireless power receiver and exchange at least one of status information, characteristic information, and control information with each other through a paired Bluetooth link. there is.

무선 전력 송신기가 저전력 상태(530)에서 대역외 통신을 통해 충전을 개시하기 위한 소정 제어 신호-즉, 무선 전력 수신기가 부하에 전력을 전달하도록 요청하는 소정 제어 신호-를 무선 전력 수신기에 전송하면, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(530)에서 전력 전송 상태(540)로 천이될 수 있다.When the wireless power transmitter transmits a predetermined control signal for initiating charging through out-of-band communication in the low power state 530, that is, a predetermined control signal requesting the wireless power receiver to transfer power to a load, to the wireless power receiver, A state of the wireless power transmitter may transition from a low power state 530 to a power transmission state 540 .

만약, 저전력 상태(530)에서 대역외 통신 링크 설정 절차 또는 등록 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(530)에서 전력 절약 상태(520)에 천이될 수 있다.If the out-of-band communication link setup procedure or registration procedure is not normally completed in the low power state 530, the state of the wireless power transmitter may transition from the low power state 530 to the power saving state 520.

무선 전력 송신기는 각 무선 전력 수신기와의 접속을 위한 별도의 분리된 링크 만료 타이머(Link Expiration Timer)가 구동될 수 있으며, 무선 전력 수신기는 소정 시간 주기로 무선 전력 송신기에 자신이 존재함을 알리는 소정 메시지를 링크 만료 타이머가 만료되기 이전에 전송해야 한다. 링크 만료 타이머는 상기 메시지가 수신될 때마다 리셋되며, 링크 만료 타이머가 만료되지 않으면 무선 전력 수신기와 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크는 유지될 수 있다.The wireless power transmitter may drive a separate link expiration timer for connection with each wireless power receiver, and the wireless power receiver may send a predetermined message notifying that it exists in the wireless power transmitter at a predetermined time period. must be sent before the link expiration timer expires. The link expiration timer is reset whenever the message is received, and if the link expiration timer does not expire, an out-of-band communication link established between the wireless power receiver and the wireless power receiver may be maintained.

만약, 저전력 상태(530) 또는 전력 전송 상태(540)에서, 무선 전력 송신기와 적어도 하나의 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크에 대응되는 모든 링크 만료 타이머가 만료된 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 전력 절약 상태(520)로 천이될 수 있다.If all link expiration timers corresponding to out-of-band communication links established between the wireless power transmitter and at least one wireless power receiver have expired in the low power state 530 or the power transfer state 540, the state of the wireless power transmitter may transition to a power saving state 520 .

또한, 저전력 상태(530)의 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 시그널이 수신되면 소정 등록 타이머를 구동시킬 수 있다. 이때, 등록 타이머가 만료되면, 저전력 상태(530)의 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 등록에 실패하였음을 알리는 소정 알림 신호를 무선 전력 송신기에 구비된 알림 표시 수단-예를 들면, LED 램프, 디스플레이 화면, 비퍼(beeper) 등을 포함함-을 통해 출력할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter in the low power state 530 may drive a predetermined registration timer when a valid advertisement signal is received from the wireless power receiver. At this time, when the registration timer expires, the wireless power transmitter in the low power state 530 may transition to the power saving state 520. At this time, the wireless power transmitter may output a predetermined notification signal indicating that the registration has failed through a notification display unit provided in the wireless power transmitter, including, for example, an LED lamp, a display screen, a beeper, and the like. there is.

또한, 전력 전송 상태(540)에서, 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기의 충전이 완료되면, 저전력 상태(530)로 천이될 수 있다. Also, in the power transfer state 540, the wireless power transmitter may transition to the low power state 530 when charging of all connected wireless power receivers is completed.

특히, 무선 전력 수신기는 구성 상태(510), 로컬 장애 상태(550) 및 잠금 장애 상태(560)를 제외한 나머지 상태에서 새로운 무선 전력 수신기의 등록을 허용할 수 있다.In particular, the wireless power receiver may allow registration of a new wireless power receiver in the remaining states except for the configuration state 510, the local failure state 550, and the lock failure state 560.

또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(540)에서 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 전송 전력을 동적으로 제어할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may dynamically control transmission power based on state information received from the wireless power receiver in the power transmission state 540 .

이때, 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 요구 전력 정보, 정류기 후단에서 측정된 전압 및/또는 전류 정보, 충전 상태 정보, 과전류 및/또는 과전압 및/또는 과열 상태를 통보하기 위한 정보, 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단이 활성화되었는지 여부를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 수신기 상태 정보는 미리 지정된 주기로 전송되거나 특정 이벤트가 발생될 때마다 전송될 수 있다. 또한, 상기 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단은 ON/OFF 스위치, 제너다이오드 중 적어도 하나를 이용하여 제공될 수 있다. 또한, 상기 충전 상태 정보는 부하의 현재 충전량에 관한 정보, 부하의 충전이 완료되었는지 여부를 지시하는 정보, 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.At this time, the receiver state information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter is required power information, voltage and / or current information measured at the rear of the rectifier, charging state information, overcurrent and / or overvoltage and / or overheating state. It may include at least one of information indicating whether a means for cutting off or reducing power delivered to a load according to overcurrent or overvoltage is activated. In this case, the receiver state information may be transmitted at a predetermined period or whenever a specific event occurs. Also, a means for cutting off or reducing power delivered to a load according to the overcurrent or overvoltage may be provided using at least one of an ON/OFF switch and a zener diode. In addition, the charging state information may include at least one of information about the current charge amount of the load, information indicating whether or not charging of the load is completed, and information about an expected time required for charging to be completed.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 무선 전력 수신기에 유선으로 외부 전원이 연결되었음을 알리는 정보, 대역외 통신 방식이 변경되었음을 알리는 정보-일 예로, NFC(Near Field Communication)에서 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신으로 변경될 수 있음- 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.Receiver state information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention is information notifying that external power is connected to the wireless power receiver by wire, information notifying that the out-of-band communication method has changed—for example, Can be changed from NFC (Near Field Communication) to BLE (Bluetooth Low Energy) communication - may further include at least one.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 자신의 현재 가용한 전력, 무선 전력 수신기 별 우선 순위, 접속된 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 무선 전력 수신기 별 수신해야 할 파워 세기 또는 무선 전력 수신기 별 전송되어야 할 파워 세기를 적응적으로 결정할 수 있다. 여기서, 무선 전력 수신기 별 전송되어야 할 파워 세기는 해당 무선 전력 수신기의 정류기에서 처리 가능한 최대 파워 대비 얼마의 비율로 파워를 수신해야 하는지로 결정될 수 있다. The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention determines the power intensity to be received for each wireless power receiver based on at least one of its currently available power, priority for each wireless power receiver, and the number of connected wireless power receivers. Alternatively, the power intensity to be transmitted may be adaptively determined for each wireless power receiver. Here, the power intensity to be transmitted for each wireless power receiver may be determined as a ratio of the power to be received to the maximum power that can be processed by the rectifier of the corresponding wireless power receiver.

이 후, 무선 전력 송신기는 결정된 파워 비율에 관한 정보가 포함된 소정 전력 제어 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기에 의해 결정된 파워 비율로 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과를 소정 전력 제어 응답 메시지를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command including information on the determined power ratio to the corresponding wireless power receiver. In this case, the wireless power receiver may determine whether power control is possible at the power ratio determined by the wireless power transmitter, and transmit the determination result to the wireless power transmitter through a predetermined power control response message.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기의 전력 제어 명령(Power Adjustment Command)에 따라 무선 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 소정 수신기 상태 정보를 상기 전력 제어 명령을 수신하기 이전에 전송할 수도 있다.A wireless power receiver according to another embodiment of the present invention transmits predetermined receiver state information indicating whether wireless power control is possible according to a power control command (Power Adjustment Command) of a wireless power transmitter before receiving the power control command. can also be transmitted.

전력 전송 상태(540)는 접속된 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태에 따라 제1 상태(541), 제2 상태(542) 및 제3 상태(543) 중 어느 하나의 상태일 수 있다.The power transmission state 540 may be any one of the first state 541, the second state 542, and the third state 543 according to the power reception state of the connected wireless power receiver.

일 예로, 제1 상태(541)는 무선 전력 송신기에 접속된 모든 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 정상 전압인 상태임을 의미할 수 있다.For example, the first state 541 may mean that the power reception state of all wireless power receivers connected to the wireless power transmitter is a normal voltage state.

제2 상태(542)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 상태이고 고전압 상태인 무선 전력 수신기가 존재하지 않음을 의미할 수 있다.The second state 542 may mean that the power reception state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter is a low voltage state and there is no wireless power receiver in a high voltage state.

제3 상태(543)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 고전압 상태임을 의미할 수 있다.The third state 543 may mean that a power reception state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter is a high voltage state.

무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520) 또는 저전력 상태(530) 또는 전력 전송 상태(540)에서 시스템 오류가 감지되면, 잠금 장애 상태(560)로 천이될 수 있다When a system error is detected in the power saving state 520, the low power state 530, or the power transmission state 540, the wireless power transmitter may transition to the lock failure state 560.

잠금 장애 상태(560)의 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 것으로 판단되면, 구성 상태(510) 또는 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다.The wireless power transmitter in the lock failure state 560 may transition to the configuration state 510 or the power saving state 520 when it is determined that all connected wireless power receivers are removed from the charging area.

또한, 잠금 장애 상태(560)에서, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 감지되면, 로컬 장애 상태(550)로 천이할 수 있다. 여기서, 로컬 장애 상태(550)인 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 다시 잠금 장애 상태(560)로 천이될 수 있다.Also, in the lock failure state 560, the wireless power transmitter may transition to the local failure state 550 when a local failure is detected. Here, the wireless power transmitter in the local failure state 550 may transition to the lock failure state 560 again when the local failure is released.

반면, 구성 상태(510), 전력 절약 상태(520), 저전력 상태(530), 전력 전송 상태(540) 중 어느 하나의 상태에서 로컬 장애 상태(550)로 천이된 경우, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 구성 상태(510)로 천이될 수 있다. On the other hand, when transition is made from any one of the configuration state 510, the power saving state 520, the low power state 530, and the power transmission state 540 to the local failure state 550, the wireless power transmitter has a local failure. If released, it may transition to the configured state 510 .

무선 전력 송신기는 로컬 장애 상태(550)로 천이되면, 무선 전력 송신기에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등의 장애가 감지되면 로컬 장애 상태(550)로 천이될 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. When the wireless power transmitter transitions to the local failure state 550, power supplied to the wireless power transmitter may be cut off. For example, the wireless power transmitter may transition to a local failure state 550 when an overvoltage, overcurrent, or overheating failure is detected, but is not limited thereto.

일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기에 의해 수신되는 전력의 세기를 감소시키기 위한 소정 전력 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.For example, when overcurrent, overvoltage, overheating, etc. are detected, the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command for reducing the intensity of power received by the wireless power receiver to at least one connected wireless power receiver.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기의 충전을 중단시키기 위한 소정 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter may transmit a predetermined control command for stopping charging of the wireless power receiver to at least one connected wireless power receiver when overcurrent, overvoltage, or overheating is detected.

상기와 같은 전력 제어 절차를 통해, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등에 따른 기기 파손을 미연에 방지할 수 있다.Through the above power control procedure, the wireless power transmitter can prevent device damage due to overvoltage, overcurrent, overheating, and the like.

또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기의 과전류, 과전압, 과열, 로컬 장애-예를 들면, 메시지 핸들링을 위한 타이머의 만료 등을 포함함- 등이 감지되면, 감지 결과를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버에 전송할 수도 있다. In addition, when the wireless power transmitter detects overcurrent, overvoltage, overheating, local failure of the connected wireless power receiver (eg, including expiration of a timer for message handling, etc.), the wireless power transmitter transmits the detection result to the home network server connected to the network. Alternatively, it may be transmitted to a cloud server for wireless power management.

또한, 무선 전력 송신기는 송신기 내부에서의 과전류, 과전압, 과열, 로컬 장애 등이 감지된 경우, 감지 결과를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버 또는(및) 인접 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.In addition, when overcurrent, overvoltage, overheating, local failure, etc. are detected inside the wireless power transmitter, the wireless power transmitter transmits the detection result to a networked home network server or (and) a cloud server for wireless power management or (and) adjacent wireless power may be transmitted to the transmitter.

무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이상인 경우, 잠금 장애 상태(560)로 천이할 수 있다. 이때, 잠금 장애 상태(560)로 천이된 무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기를 미리 지정된 시간 동안 기준치 이하가 되도록 시도할 수 있다. 여기서, 상기 시도는 미리 지정된 회수 동안 반복 수행될 수 있다. 만약, 반복 수행에도 불구하고, 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 소정 알림 수단을 이용하여 사용자에게 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 송출할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기의 충전 영역에 위치한 모든 무선 전력 수신기가 사용자에 의해 충전 영역에서 제거되면, 잠금 장애 상태(560)가 해제될 수 있다.The wireless power transmitter may transition to a lock failure state 560 when the intensity of the output current of the transmission resonator is greater than or equal to a reference value. At this time, the wireless power transmitter that has transitioned to the lock fault state 560 may attempt to reduce the intensity of the output current of the transmission resonator to a value less than or equal to a reference value for a predetermined time period. Here, the trial may be repeatedly performed for a predetermined number of times. If the lock failure state 560 is not released despite repeated execution, the wireless power transmitter transmits a predetermined notification signal instructing the user that the lock failure state 560 is not released using a predetermined notification means. can do. In this case, if all wireless power receivers located in the charging area of the wireless power transmitter are removed from the charging area by the user, the lock failure state 560 may be released.

또한, 무선 전력 송신기는 잠금 장애 상태(560)가 소정 시간 동안 해제되지 않는 경우, 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버 또는(및) 인접 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.In addition, when the lock failure state 560 is not released for a predetermined time, the wireless power transmitter transmits a predetermined notification signal indicating that the lock failure state 560 is not released to a network-connected home network server or (and) a wireless power management system. may be transmitted to a cloud server or (and) a nearby wireless power transmitter for

반면, 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 미리 지정된 시간 이내에 기준치 이하로 떨어지거나 상기 미리 지정된 반복 수행 동안 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이하로 떨어지는 경우, 잠금 장애 상태(560)는 자동으로 해제될 수 있으며, 이때, 무선 전력 송신기의 상태는 잠금 장애 상태(560)에서 전력 절약 상태(520)로 자동 천이되어 무선 전력 수신기에 대한 감지 및 식별 절차를 다시 수행할 수 있다.On the other hand, if the intensity of the output current of the transmission resonator falls below the reference value within a predetermined time or if the intensity of the output current of the transmission resonator falls below the reference value during the predetermined repetition, the lock fault state 560 is automatically released. At this time, the state of the wireless power transmitter automatically transitions from the lock failure state 560 to the power saving state 520, and the detection and identification process for the wireless power receiver can be performed again.

전력 전송 상태(540)의 무선 전력 송신기는 연속된 전력을 송출하고, 무선 전력 수신기의 상태 정보 및 미리 정의된 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터에 기반하여 적응적으로 송출 전력을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter in the power transmission state 540 transmits continuous power and can adaptively control the transmission power based on state information of the wireless power receiver and a predefined optimal voltage region setting parameter. there is.

일 예로, 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터는 저전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 최적 전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 고전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 과전압 영역을 식별하기 위한 파라메터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the Optimal Voltage Region setting parameter includes at least one of a parameter for identifying a low voltage region, a parameter for identifying an optimal voltage region, a parameter for identifying a high voltage region, and a parameter for identifying an overvoltage region. can include

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 영역에 있으면, 송출 전력을 증가시키고, 고전압 영역에 있으면, 송출 전력을 감소시킬 수 있다. The wireless power transmitter may increase transmit power when the power reception state of the wireless power receiver is in a low voltage region, and decrease transmit power when the power reception state is in a high voltage region.

또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 효율이 최대화되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.Also, the wireless power transmitter may control transmission power to maximize power transmission efficiency.

또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량의 편차가 기준치 이하가 되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter may control the transmission power so that the deviation of the amount of power requested by the wireless power receiver is less than or equal to a reference value.

또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압이 소정 과전압 영역에 도달한 경우-즉, Over Voltage가 감지된 경우-, 전력 전송을 중단할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter may stop power transmission when the output voltage of the rectifier of the wireless power receiver reaches a predetermined overvoltage region—that is, when overvoltage is detected.

본 발명에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자 기기는 전력 전송 상태(540)에서 수신되는 전력의 변화가 기준치 이하로 안정화된 경우, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.The wireless power receiver according to the present invention or an electronic device connected to the wireless power receiver calculates the expected time required until the charging of the load is completed when the change in power received in the power transmission state 540 is stabilized below the reference value. can

일 예로, 무선 전력 수신기는 단위 시간 동안 정류기 후단에서 측정된 전압 또는 전류의 평균 세기가 소정 최적 전압 또는 전류 세기를 중심으로 기준치 이하의 편차를 가지는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다.For example, the wireless power receiver may determine that power reception is stabilized when the average intensity of the voltage or current measured at the rear end of the rectifier for unit time has a deviation of less than a reference value centered on a predetermined optimal voltage or current intensity.

다른 일예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 제어가 안정화되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 전력 제어가 안정화된 경우, 무선 전력 송신기는 기 수집된 부하의 최대 충전 용량, 부하의 현재 충전량, 부하의 충전 효율 등에 기반하여 충전 완료 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. As another example, the wireless power transmitter may check whether power control to the corresponding wireless power receiver is stabilized based on state information received from the wireless power receiver. If the power control is stabilized, the wireless power transmitter may calculate the expected charging completion time based on the previously collected maximum charging capacity of the load, the current charging amount of the load, and the charging efficiency of the load.

일 예로, 무선 전력 송신기는 정류기 후단에서 측정된 전압 세기 정보(V_RECT)를 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 소정 개수의 연속하여 수신된 V_RECT 값의 편차가 기준치 이내로 유지되거나 소정 시간 동안 수신된 V_RECT 값의 편차가 기준치 이내로 유지되는 경우, 전력 제어가 안정화된 것으로 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may receive voltage level information (V _RECT ) measured at the rear end of the rectifier from the wireless power receiver. In this case, the wireless power transmitter may determine that the power control is stabilized when the deviation of a predetermined number of consecutively received _VRECT values is maintained within the reference value or when the deviation of the _VRECT value received for a predetermined time is maintained within the reference value. there is.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(540)에서 소정 시간 동안 무선 전력 수신기로부터 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 전력 제어가 안정화된 것으로 판단할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter may determine that power control is stabilized when state information is not received from the wireless power receiver for a predetermined time in the power transfer state 540 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다. 6 is a state transition diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기의 상태는 크게 비활성화 상태(Disable State, 610), 부트 상태(Boot State, 620), 활성화 상태(Enable State, 630)(또는, On state) 및 시스템 오류 상태(System Error State, 640)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the state of the wireless power receiver is largely in a disabled state (Disable State, 610), a boot state (Boot State, 620), an enabled state (Enable State, 630) (or On state), and a system error state ( System Error State, 640).

이때, 무선 전력 수신기의 상태는 무선 전력 수신기의 정류기단에서의 출력 전압의 세기-이하, 설명의 편의를 위해 V_RECT이라 명함-에 기반하여 결정될 수 있다.In this case, the state of the wireless power receiver may be determined based on the strength of the output voltage at the rectifier stage of the wireless power receiver - hereinafter referred to as V _RECT for convenience of description.

활성화 상태(630)는 V_RECT의 값에 따라 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631), 저전압 상태(Low Voltage State, 632) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.The activation state 630 may be divided into an optimal voltage state (631), a low voltage state (632), and a high voltage state (633) according to the value of _VRECT .

비활성화 상태(610)의 무선 전력 수신기는 측정된 V_RECT 값이 미리 정의된 V_{RECT_BOOT} 값보다 크거나 같으면, 부트 상태(620)로 천이할 수 있다. The wireless power receiver in the inactive state 610 may transition to the boot state 620 when the measured V _RECT value is greater than or equal to a predefined V _{RECT_BOOT} value.

부트 상태(620)에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기와의 대역외 통신 링크를 설정하고 V_RECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달할 때까지 대기할 수 있다.In boot state 620, the wireless power receiver establishes an out-of-band communication link with the wireless power transmitter and V _RECT You can wait until the value reaches the power required at the load stage.

부트 상태(620)의 무선 전력 수신기는 V_RECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달된 것이 확인되면, 활성화 상태(630)로 천이하여 충전을 시작할 수 있다.The wireless power receiver in the boot state 620 is V _RECT When it is confirmed that the value reaches the power required for the load stage, charging may be started by transitioning to the active state 630 .

활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 충전이 완료되거나 충전이 중단된 것이 확인되면, 부트 상태(620)로 천이될 수 있다.When it is confirmed that charging is completed or charging is stopped, the wireless power receiver in the active state 630 may transition to the boot state 620 .

또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 소정 시스템 오류가 감지되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수 있다. 여기서, 시스템 오류는 과전압, 과전류 및 과열뿐만 아니라 미리 정의된 다른 시스템 오류 조건이 포함될 수 있다.In addition, the wireless power receiver in the active state 630 may transition to the system error state 640 when a predetermined system error is detected. Here, the system error may include overvoltage, overcurrent, and overheating as well as other predefined system error conditions.

또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 V_RECT 값이 V_RECT _{_BOOT} 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.In addition, the wireless power receiver in the active state 630 is V _RECT If the value falls below the V _RECT _{_BOOT} value, it may transition to an inactive state 610 .

또한, 부트 상태(620) 또는 시스템 오류 상태(640)의 무선 전력 수신기는 V_RECT값이 V_{RECT_BOOT} 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.Also, the wireless power receiver in the boot state 620 or the system error state 640 may transition to the inactive state 610 when the V _RECT value drops below the V _{RECT_BOOT} value.

본 발명에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자 기기는 활성화 상태(630)에서 수신되는 전력의 변화가 기준치 이하로 안정화된 경우, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.The wireless power receiver according to the present invention or an electronic device connected to the wireless power receiver can calculate the expected time required until the load is fully charged when the change in power received in the active state 630 is stabilized below a reference value. there is.

일 예로, 무선 전력 수신기는 단위 시간 동안 정류기 후단에서 측정된 전압(V_RECT)의 평균 세기가 소정 최적 전압 세기를 중심으로 기준치 이하의 편차를 가지는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다.For example, the wireless power receiver may determine that power reception is stabilized when the average intensity of the voltage (V _RECT ) measured at the rear end of the rectifier for unit time has a deviation of less than a reference value around a predetermined optimal voltage intensity.

이하에서는, 활성화 상태(630)내에서의 무선 전력 수신기의 상태 천이를 후술할 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the state transition of the wireless power receiver in the active state 630 will be described in detail with reference to FIG. 7 to be described later.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 V_RECT에 따른 무선 전력 수신기의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an operating region of a wireless power receiver according to V _RECT according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, V_RECT 값이 소정 V_RECT _{_} _BOOT 보다 작으면, 무선 전력 수신기는 비활성화 상태(610)에 유지된다.Referring to FIG. 7 , when the value of V _RECT is less than _a predetermined V _{RECT_BOOT} , the wireless power receiver is maintained in an inactive _state 610.

이 후, V_RECT 값이 V_RECT _{_BOOT} 이상으로 증가되면, 무선 전력 수신기는 부트 상태(620)로 천이되며, 미리 지정된 시간 이내에 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다. 이 후, 광고 시그널이 무선 전력 송신기에 의해 감지되면, 무선 전력 송신기는 대역외 통신 링크 설정을 위한 소정 연결 요청 시그널을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.Thereafter, when the value of V _RECT increases to V _{RECT_BOOT} or higher _, the wireless power receiver transitions to a boot state 620 and can broadcast an advertisement signal within a predetermined time. Then, when the advertisement signal is detected by the wireless power transmitter, the wireless power transmitter may transmit a predetermined connection request signal for establishing an out-of-band communication link to the wireless power receiver.

무선 전력 수신기는 대역외 통신 링크가 정상적으로 설정되고, 등록에 성공한 경우, V_RECT 값이 정상적인 충전을 위한 정류기에서의 최소 출력 전압-이하, 설명의 편의를 위해 V_{RECT_MIN}이라 명함-에 도달할 때까지 대기할 수 있다.In the wireless power receiver, if the out-of-band communication link is normally established and registration is successful, until the V _RECT value reaches the minimum output voltage of the rectifier for normal charging-below, referred to as V _{RECT_MIN} for convenience of explanation- can wait

V_RECT 값이 V_RECT _{_MIN}을 초과하면, 무선 전력 수신기의 상태는 부트 상태(620)에서 활성화 상태(630)로 천이되며 부하에 충전을 시작할 수 있다.When the V _RECT value exceeds V _RECT _{_MIN} , the state of the wireless power receiver transitions from the boot state 620 to the active state 630 and can start charging the load.

만약, 활성화 상태(630)에서 V_RECT 값이 과전압을 판단하기 위한 소정 기준치인 V_RECT _{_MAX}을 초과하면, 무선 전력 수신기는 활성화 상태(630)에서 시스템 오류 상태(640)로 천이될 수 있다.If, in the activation state 630, the value of V _RECT exceeds V _RECT _{_MAX} , which is a predetermined reference value for determining an overvoltage, the wireless power receiver may transition from the activation state 630 to the system error state 640.

도 7를 참조하면, 활성화 상태(630)는 V_RECT의 값에 따라 저전압 상태(Low Voltage State, 632), 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 7, the activation state 630 is divided into a low voltage state (632), an optimal voltage state (631), and a high voltage state (high voltage state, 633) according to the value of V _RECT . It can be.

저전압 상태(632)는 V_RECT _{_BOOT} <= V_RECT <= V_RECT _{_} _MIN인 상태를 의미하고, 최적 전압 상태(631)은 V_RECT _{_MIN} < V_RECT <=V_RECT _{_} _HIGH인 상태를 의미하고, 고전압 상태(633)는 V_{RECT_HIGH} < V_RECT <=V_{RECT_MAX}인 상태를 의미할 수 있다.The low voltage state 632 means a state in which V _RECT _{_BOOT} <= V _RECT <= V _RECT _{_} _MIN , and the optimum voltage state 631 means a state in which V _RECT _{_MIN} < V _RECT <= V _RECT _{_} _HIGH , The high voltage state 633 may mean a state in which V _{RECT_HIGH} < V _RECT <= V _{RECT_MAX} .

특히, 고전압 상태(633)로 천이된 무선 전력 수신기는 부하에 공급되는 전력을 차단하는 동작을 미리 지정된 시간-이하 설명의 편의를 위해 고전압 상태 유지 시간이라 명함- 동안 유보시킬 수도 있다. 이때, 고전압 상태 유지 시간은 고전압 상태(633)에서 무선 전력 수신기 및 부하에 피해가 발생되지 않도록 미리 결정될 수 있다.In particular, the wireless power receiver that has transitioned to the high voltage state 633 may suspend the operation of cutting off the power supplied to the load for a predetermined time - referred to as the high voltage state maintenance time for convenience of explanation below. In this case, the high voltage state maintaining time may be determined in advance so that damage to the wireless power receiver and the load does not occur in the high voltage state 633 .

무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(640)로 천이되면, 과전압 발생을 지시하는 소정 메시지를 미리 지정된 시간 이내에 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.When the wireless power receiver transitions to the system error state 640, it may transmit a predetermined message indicating occurrence of an overvoltage to the wireless power transmitter through an out-of-band communication link within a predetermined time.

또한, 무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(630)에서 과전압에 따른 부하의 피해를 방지하기 위해 구비된 과전압 차단 수단을 이용하여 부하에 인가되는 전압을 제어할 수도 있다. 여기서, 과전압 차단 수단으로 ON/OFF 스위치 또는/및 제너다이오드 등이 사용될 수 있다. In addition, the wireless power receiver may control the voltage applied to the load by using an overvoltage blocking means provided to prevent damage to the load due to overvoltage in the system error state 630. Here, an ON/OFF switch or/and a zener diode may be used as an overvoltage blocking means.

상기 실시예에서는 무선 전력 수신기에 과전압이 발생되어 시스템 오류 상태(640)로 천이된 경우, 무선 전력 수신기에서의 시스템 오류 대응 방법 및 수단을 설명하고 있으나 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 실시예는 무선 전력 수신기에 과열, 과전류 등에 의해서도 시스템 오류 상태로 천이될 수도 있다. In the above embodiment, when an overvoltage occurs in the wireless power receiver and transitions to the system error state 640, a method and means for responding to a system error in the wireless power receiver are described, but this is only one embodiment, and the present invention In another embodiment, the wireless power receiver may also transition to a system error state due to overheating, overcurrent, or the like.

일 예로, 과열에 따라 시스템 오류 상태로 천이된 경우, 무선 전력 수신기는 과열 발생을 알리는 소정 메시지를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 구비된 냉각팬 등을 구동하여 내부 발생된 열을 감소시킬 수도 있다.For example, when transitioning to a system error state due to overheating, the wireless power receiver may transmit a predetermined message notifying the occurrence of overheating to the wireless power transmitter. In this case, the wireless power receiver may reduce internally generated heat by driving an included cooling fan or the like.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 복수의 무선 전력 송신기와 연동하여 무선 전력을 수신할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 실제 무선 전력을 수신하기로 결정된 무선 전력 송신기와 실제 대역외 통신 링크가 설정된 무선 전력 송신기가 서로 상이한 것으로 판단되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수도 있다.A wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may receive wireless power in conjunction with a plurality of wireless power transmitters. In this case, the wireless power receiver may transition to a system error state 640 when it is determined that the wireless power transmitter determined to receive actual wireless power is different from the wireless power transmitter for which the actual out-of-band communication link is established.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 정류기 후단에서 측정된 전압(V_RECT)의 세기가 일정 시간 동안 최적 전압 상태(631)에 유지되는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기는 전력 수신이 안정화된 것으로 판단되면, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.The wireless power receiver according to an embodiment of the present invention may determine that power reception is stabilized when the strength of the voltage (V _RECT ) measured at the rear end of the rectifier is maintained at the optimal voltage state 631 for a predetermined time. When it is determined that the wireless power receiver or the electronic device connected to the wireless power receiver has stabilized power reception, it may calculate an estimated required time until charging of the load is completed.

이하에서는 본 발명에 따른 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 시그널링 절차를 후술할 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a signaling procedure between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to the present invention will be described in detail with reference to drawings to be described later.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성도이다.8 is a configuration diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 스타 토폴로지(Star Topology)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. As shown in FIG. 8, the wireless charging system may be configured in a star topology, but is not limited thereto.

무선 전력 송신기는 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기로부터 각종 특성 정보 및 상태 정보를 수집하고, 수집된 정보에 기반하여 무선 전력 수신기의 동작 및 송출 전력을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter may collect various characteristic information and status information from the wireless power receiver through an out-of-band communication link, and control operation and transmission power of the wireless power receiver based on the collected information.

또한, 무선 전력 송신기는 자신의 특성 정보 및 소정 제어 신호를 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.Also, the wireless power transmitter may transmit its own characteristic information and a predetermined control signal to the wireless power receiver through an out-of-band communication link.

또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신기 별 전력 전송 순서를 결정할 수 있으며, 결정된 전력 전송 순서에 따라 무선 전력을 송출할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 카테고리, 무선 전력 수신기 별 미리 할당된 우선 순위, 무선 전력 수신기의 전력 수신 효율 또는 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 효율, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 최소 공진 정합 효율, 부하에서의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 충전 상태, 무선 전력 수신기 별 시스템 오류 발생 여부 중 적어도 하나에 기반하여 전력 전송 순서를 결정할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may determine a power transmission order for each wireless power receiver of the connected wireless power receivers, and may transmit wireless power according to the determined power transmission order. As an example, the wireless power transmitter may include a category of wireless power receivers, a pre-assigned priority for each wireless power receiver, power reception efficiency of the wireless power receiver or power transmission efficiency in the wireless power transmitter, and a minimum distance between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. The order of power transmission may be determined based on at least one of resonance matching efficiency, charging efficiency at a load, a charging state of the wireless power receiver, and whether or not a system error has occurred in each wireless power receiver.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기에 동시에 전력을 전송할 수도 있다. 또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기가 접속된 경우, 접속된 무선 전력 수신기 별 전송 슬롯을 결정하여 시분할 방식으로 전력을 전송할 수도 있다. As another example, the wireless power transmitter may simultaneously transmit power to a plurality of wireless power receivers. As another example, when a plurality of wireless power receivers are connected, the wireless power transmitter may transmit power in a time division manner by determining a transmission slot for each connected wireless power receiver.

또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기 별 전송해야 할 전력량을 결정할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력량 및 무선 전력 수신기 별 전력 수신 효율 등에 기반하여 무선 전력 수신기 별 전송할 전력량을 산출할 수 있으며, 산출된 전력량에 관한 정보를 소정 제어 메시지를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.Also, the wireless power transmitter may determine the amount of power to be transmitted for each connected wireless power receiver. For example, the wireless power transmitter may calculate the amount of power to be transmitted for each wireless power receiver based on the currently available amount of power and the power reception efficiency of each wireless power receiver, and transmit information about the calculated amount of power to the wireless power receiver through a predetermined control message. can also be transmitted.

또한, 무선 전력 송신기는 새로운 무선 전력 수신기가 충전 영역에 추가되는 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거되는 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기의 충전이 완료된 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기의 시스템 오류가 감지된 경우 등의 무선 충전 상태의 변화가 감지된 경우, 전력 재분배 절차를 개시할 수도 있다. 이때, 전력 재분배 결과는 소정 제어 메시지를 통해 접속된 무선 전력 수신기에 전송될 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may be used when a new wireless power receiver is added to the charging area, when an existing wireless power receiver being charged is removed from the charging area, when charging of the existing wireless power receiver being charged is completed, and when an existing wireless power receiver being charged is completed. When a change in the wireless charging state is detected, such as when a system error is detected, a power redistribution procedure may be initiated. In this case, the power redistribution result may be transmitted to the connected wireless power receiver through a predetermined control message.

또한, 무선 전력 송신기는 네트워크 연결된 무선 전력 수신기(들)과의 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 신호(Tim Synchronization Signal)를 생성하여 무선 전력 수신기에 제공할 수도 있다. 여기서, 시간 동기 신호는 무선 전력을 전송하기 위한 주파수 대역-즉, 인밴드(In-Bnad)- 또는 대역외 통신을 수행하기 위한 주파수 대역-즉, 아웃오브밴드(Out-Of-Band)-을 통해 전송될 수 있다. 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 시간 동기 신호에 기반하여 서로의 통신 타이밍 및 통신 시퀀스를 관리할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may generate a time synchronization signal for obtaining time synchronization with the wireless power receiver(s) connected to the network and provide the time synchronization signal to the wireless power receiver. Here, the time synchronization signal uses a frequency band for transmitting wireless power - that is, in-band - or a frequency band for performing out-of-band communication - that is, out-of-band. can be transmitted through The wireless power transmitter and the wireless power receiver may manage each other's communication timing and communication sequence based on the time synchronization signal.

이상의 도 8에서는 하나의 무선 전력 송신기와 복수의 무선 전력 수신기로 구성된 무선 충전 시스템이 스타 토폴로지로 네트워크 연결된 구성을 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 복수의 무선 전력 송신기 및 복수의 무선 전력 수신기가 상호 네트워크 연결되어 동적으로 링크를 형성하여 무선 전력을 송수신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 별도의 통신 채널을 통해 자신의 상태 정보 또는(및) 자신에 접속된 무선 전력 수신기의 상태 정보를 네트워크 연결된 다른 무선 전력 송신기와 공유할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기가 이동 가능한 장치인 경우, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기 사이의 핸드오버를 통해 끊김 없는 전력이 수신될 수 있도록 제어할 수도 있다. In FIG. 8 above, a wireless charging system composed of one wireless power transmitter and a plurality of wireless power receivers is network-connected in a star topology, but this is only one embodiment, and according to another embodiment of the present invention In the wireless charging system, a plurality of wireless power transmitters and a plurality of wireless power receivers may be network-connected to each other to dynamically form links to transmit and receive wireless power. In this case, the wireless power transmitter may share its state information and/or state information of the wireless power receiver connected to it with other wireless power transmitters connected to the network through a separate communication channel. In addition, when the wireless power receiver is a movable device, the wireless power receiver may control power to be continuously received through handover between wireless power transmitters.

만약, 하나의 무선 전력 수신기가 핸드 오버 과정 중 복수의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신하는 경우, 무선 전력 수신기는 각각의 무선 전력 송신기로부터 수신되는 전력을 합산하고, 그에 기반하여 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 즉, 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기는 핸드 오버에 따라 적응적으로 충전 완료 예상 소요 시간을 산출하고 이를 디스플레이 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. If one wireless power receiver simultaneously receives wireless power from a plurality of wireless power transmitters during a handover process, the wireless power receiver sums up the power received from each wireless power transmitter and charges the load based on it. You can also calculate an estimated time to completion. That is, the wireless power receiver or an electronic device connected to the wireless power receiver may adaptively calculate an expected charging completion time according to a handover and control the result to be displayed on a display screen.

또한, 무선 전력 송신기는 네트워크 조정자(Network Coordinator)로서 동작하며 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기와 정보를 교환할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 각종 정보를 수신하여 소정 디바이스 제어 표(Device Control Table)을 생성 및 관리하고, 디바이스 제어 표를 기초하여 네트워크 관리 정보를 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기는 무선 충전 시스템 네트워크를 생성하고, 이를 유지할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter operates as a network coordinator and may exchange information with the wireless power receiver through an out-of-band communication link. For example, the wireless power transmitter may receive various types of information of the wireless power receiver, generate and manage a predetermined device control table, and transmit network management information to the corresponding wireless power receiver based on the device control table. Through this, the wireless power transmitter can create and maintain a wireless charging system network.

도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 무선 충전 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart for explaining a wireless charging procedure according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전원 인가에 따라 무선 전력 송신기 구성, 즉, 부팅이 완료되면, 비콘 시퀀스를 생성하여 송신 공진기를 통해 전송할 수 있다(S901).Referring to FIG. 9 , when the configuration of the wireless power transmitter, ie, booting, is completed according to power supply, a beacon sequence may be generated and transmitted through a transmission resonator (S901).

무선 전력 수신기는 비콘 시퀀스가 감지되면 자신의 식별 정보 및 특성 정보가 포함된 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다(S903). 이때, 광고 시그널은 후술할 연결 요청 신호가 무선 전력 송신기로부터 수신되기 이전까지 소정 주기로 반복 전송될 수 있음을 주의해야 한다.When the beacon sequence is detected, the wireless power receiver may broadcast an advertisement signal including its own identification information and characteristic information (S903). At this time, it should be noted that the advertisement signal may be repeatedly transmitted at predetermined cycles until a connection request signal to be described later is received from the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 광고 시그널이 수신되면, 대역외 통신 링크를 설정하기 위한 소정 연결 요청 신호를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S905).When the advertisement signal is received, the wireless power transmitter may transmit a predetermined connection request signal for establishing an out-of-band communication link to the wireless power receiver (S905).

무선 전력 수신기는 연결 요청 신호가 수신되면, 대역외 통신 링크를 설정하고, 설정된 대역외 통신 링크를 통해 자신의 정적 상태 정보를 전송할 수 있다(S907). When the connection request signal is received, the wireless power receiver may establish an out-of-band communication link and transmit its static state information through the established out-of-band communication link (S907).

여기서, 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보는 카테고리 정보, 하드웨어 및 소프트웨어 버전 정보, 최대 정류기 출력 파워 정보, 전력 제어를 위한 초기 기준 파라메터 정보, 요구 전압 또는 전력에 관한 정보, 전력 조절 기능 탑재 여부를 식별하기 위한 정보, 지원 가능한 대역외 통신 방식에 관한 정보, 지원 가능한 전력 제어 알고리즘에 관한 정보, 무선전력수신기에 초기 설정된 선호 정류기단 전압값 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보는 부하의 최대 용량 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 더 포함할 수도 있다.Here, the static state information of the wireless power receiver includes category information, hardware and software version information, maximum rectifier output power information, initial reference parameter information for power control, information on required voltage or power, and identification of whether a power control function is installed. information about a supportable out-of-band communication method, information about a supportable power control algorithm, and preferred rectifier end voltage value information initially set in the wireless power receiver. In addition, the static state information of the wireless power receiver may further include information on the maximum capacity of the load, information about the current charging amount of the load, and the like.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보가 수신되면, 무선 전력 송신기의 정적 상태 정보를 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S909). When the static state information of the wireless power receiver is received, the wireless power transmitter may transmit the static state information of the wireless power transmitter to the wireless power receiver through an out-of-band communication link (S909).

여기서, 무선 전력 송신기의 정적 상태 정보는 송신기 출력 전력 정보, 등급 정보, 하드웨어 및 소프트웨어 버전 정보, 지원 가능한 무선 전력 수신기의 최대 개수에 관한 정보 및/또는 현재 접속된 무선 전력 수신기의 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. Here, the static state information of the wireless power transmitter is selected from among transmitter output power information, rating information, hardware and software version information, information on the maximum number of supportable wireless power receivers, and/or information on the number of currently connected wireless power receivers. It may be configured to include at least one.

이 후, 무선 전력 수신기는 자신의 실시간 전력 수신 상태 및 충전 상태를 모니터링하며, 주기적 또는 특정 이벤트 발생 시 동적 상태 정보를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S911).Thereafter, the wireless power receiver monitors its real-time power reception state and charging state, and transmits dynamic state information to the wireless power transmitter periodically or when a specific event occurs (S911).

여기서, 무선 전력 수신기의 동적 상태 정보는 정류기 출력 전압 및 전류에 관한 정보, 부하에 인가되는 전압 및 전류에 관한 정보, 무선 전력 수신기의 내부 측정 온도에 관한 정보, 전력 제어를 위한 기준 파라메터 변경 정보(정류 전압 최소 값, 정류 전압 최대 값, 초기 설정된 선호 정류기단 전압 변경 값), 충전 상태 정보-예를 들면, 충전 완료 여부에 관한 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 포함함-, 시스템 오류 정보, 경보 정보- 예를 들면, 로컬 장애 정보 등을 포함함- 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 무선 전력 송신기는 상기 전력 제어를 위한 기준 파라메터 변경 정보 수신 시 기존 정적 상태 정보에 포함된 설정 값을 변경하여 전력 조절을 수행할 수 있다.Here, the dynamic state information of the wireless power receiver is information about the rectifier output voltage and current, information about the voltage and current applied to the load, information about the internal measured temperature of the wireless power receiver, and reference parameter change information for power control ( rectified voltage minimum value, rectified voltage maximum value, initially set preferred rectifier end voltage change value), charging status information (eg, information on whether or not charging has been completed, information on the current charge amount of the load, etc.), system error It may be configured to include at least one of information and alarm information, including, for example, local failure information and the like. When receiving the reference parameter change information for power control, the wireless power transmitter may perform power control by changing a set value included in existing static state information.

또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 충분한 전력이 준비되면, 대역외 통신 링크를 통해 소정 제어 명령을 송출하여 무선 전력 수신기가 충전을 개시하도록 제어할 수 있다(S913).In addition, when sufficient power for charging the wireless power receiver is prepared, the wireless power transmitter transmits a predetermined control command through an out-of-band communication link to control the wireless power receiver to start charging (S913).

이 후, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 동적 상태 정보를 수신하여 송출 전력을 동적으로 제어할 수 있다(S915).Thereafter, the wireless power transmitter may receive dynamic state information from the wireless power receiver and dynamically control transmission power (S915).

또한, 무선 전력 수신기는 내부 시스템 오류가 감지되거나 충전이 완료된 경우, 동적 상태 정보에 해당 시스템 오류를 식별하기 위한 데이터 및/또는 충전이 완료되었음을 지시하는 데이터를 포함하여 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다(S917). 여기서, 시스템 오류는 과전류, 과전압, 과열 등을 포함할 수 있다.In addition, when an internal system error is detected or charging is completed, the wireless power receiver may include data for identifying a corresponding system error and/or data indicating that charging has been completed in the dynamic state information and transmit the data to the wireless power transmitter ( S917). Here, the system error may include overcurrent, overvoltage, overheating, and the like.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력이 접속된 모든 무선 전력 수신기의 요구 전력을 충족하지 못하는 경우, 각 무선 전력 수신기에 전송할 전력을 재분배하고 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention redistributes the power to be transmitted to each wireless power receiver and executes a predetermined control command when the currently available power does not satisfy the required power of all connected wireless power receivers. It may be transmitted to the corresponding wireless power receiver through the

또한, 무선 전력 송신기는 무선 충전 중 새로운 무선 전력 수신기가 추가 등록 또는 연결된 경우, 현재 가용한 전력에 기반하여 접속된 무선 전력 수신기 별 수신할 전력을 재분배하고, 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다In addition, when a new wireless power receiver is additionally registered or connected during wireless charging, the wireless power transmitter redistributes power to be received for each connected wireless power receiver based on currently available power, and transmits power to the corresponding wireless power receiver through a predetermined control command. can also be sent to

또한, 무선 전력 송신기는 무선 충전 중 기존 접속된 무선 전력 수신기의 충전이 완료되거나 대역외 통신 링크가 해제-예를 들면, 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 경우를 포함함-되는 경우, 남아있는 무선 전력 수신기 별 수신할 전력을 재분배하고 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter may perform charging of an existing connected wireless power receiver during wireless charging or if an out-of-band communication link is released (eg, including a case where a wireless power receiver is removed from a charging area), the remaining wireless power receiver is charged. Power to be received for each wireless power receiver may be redistributed and transmitted to the corresponding wireless power receiver through a predetermined control command.

또한, 무선 전력 송신기는 소정 제어 절차를 통해 무선 전력 수신기가 전력 조절 기능이 탑재되었는지 여부를 확인할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 전력 재분배 상황이 발생된 경우, 전력 조절 기능이 탑재된 무선 전력 수신기에 대해서만 전력 재분배를 수행할 수도 있다. In addition, the wireless power transmitter may check whether the wireless power receiver is equipped with a power control function through a predetermined control procedure. In this case, when a power redistribution situation occurs, the wireless power transmitter may perform power redistribution only for the wireless power receiver equipped with the power control function.

일 예로, 전력 재분배 상황은 연결되지 않은 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 시그널을 수신하여 새로운 무선 전력 수신기가 추가되거나 연결된 무선 전력 수신기의 현재 상태 등을 지시하는 동적 파라메터가 수신되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기가 더 이상 존재하지 않음이 확인되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기의 충전이 완료되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기의 시스템 오류 상태를 지시하는 알람(Alert) 메시지가 수신되는 등의 이벤트가 발생된 경우 발생될 수 있다.For example, the power redistribution situation is when a new wireless power receiver is added by receiving a valid advertisement signal from an unconnected wireless power receiver, or a dynamic parameter indicating the current state of a connected wireless power receiver is received, or an already connected wireless power receiver It may occur when an event such as confirmation that it no longer exists, charging of a previously connected wireless power receiver is completed, or an alarm message indicating a system error status of a previously connected wireless power receiver is received. there is.

여기서, 시스템 오류 상태는 과전압 상태, 과전류 상태, 과열 상태, 네트워크 연결 오류 상태 등을 포함할 수 있다.Here, the system error state may include an overvoltage state, an overcurrent state, an overheat state, a network connection error state, and the like.

일 예로, 무선 전력 송신기는 소정 제어 명령을 통해 전력 재분배 관련 정보를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may transmit power redistribution related information to the wireless power receiver through a predetermined control command.

여기서, 전력 재분배 관련 정보는 무선 전력 수신기 전력 제어를 위한 명령 정보, 전력 전송 요청에 대한 허여(Permission) 또는 거절(deny) 여부를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기가 유효한 부하 변화(Valid Load Variation)을 생성하는 시간 정보 등을 포함할 수 있다.Here, the power redistribution-related information includes command information for power control of the wireless power receiver, information for identifying permission or rejection of a power transmission request, and valid load variation of the wireless power receiver. It may include time information for generating the .

여기서, 무선 전력 수신기 전력 제어를 위한 명령은 무선 전력 수신기가 부하에 수신된 전력을 제공하는 것을 제어하기 위한 제1 명령, 무선 전력 수신기가 충전이 이루어지고 있음을 지시하는 것을 허여하기 위한 제2 명령, 무선 전력 수신기의 최대 정류기 파워 대비 무선 전력 송신기에 의해 제공 가능한 최대 파워의 비율을 지시하는 파워 조절 명령(Adjust Power Command) 등을 포함할 수 있다.Here, the command for power control of the wireless power receiver is a first command for controlling the wireless power receiver to provide the received power to the load, and a second command for permitting the wireless power receiver to indicate that charging is being performed. , a power adjustment command indicating a ratio of the maximum power that can be provided by the wireless power transmitter to the maximum rectifier power of the wireless power receiver, and the like.

만약, 무선 전력 수신기가 상기 파워 조절 명령을 지원하지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 파워 조절 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송하지 않을 수도 있다. If the wireless power receiver does not support the power control command, the wireless power transmitter may not transmit a power control command to the corresponding wireless power receiver.

일 예로, 무선 전력 송신기는 새로운 무선 전력 수신기가 등록되면, 자신의 가용한 전력량에 기반하여 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량을 제공 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 요구된 전력량이 가용한 전력량을 초과하는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기에 전력 조절 기능이 탑재되었는지 여부를 확인할 수 있다. 확인 결과, 전력 조절 기능이 탑재된 경우, 무선 전력 수신기는 가용한 전력량 내에서 무선 전력 수신기가 수신할 전력의 양을 결정하고, 결정된 결과를 소정 제어 명령을 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다. For example, when a new wireless power receiver is registered, the wireless power transmitter may determine whether it can provide the amount of power requested by the wireless power receiver based on its own available power amount. As a result of the determination, when the amount of power requested exceeds the amount of available power, the wireless power transmitter may check whether a power control function is installed in the corresponding wireless power receiver. As a result of the check, when the power control function is installed, the wireless power receiver determines the amount of power to be received by the wireless power receiver within the amount of available power, and transmits the determined result to the wireless power receiver through a predetermined control command.

물론, 상기 전력 재분배는 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 정상적으로 동작 가능한 범위 및/또는 정상적인 충전이 가능한 범위 내에서 수행될 수 있다.Of course, the power redistribution may be performed within a range in which the wireless power transmitter and the wireless power receiver can normally operate and/or in a range in which normal charging is possible.

또한, 상기 전력 전송 요청에 대한 허여(Permission) 또는 거절(deny) 여부를 식별하기 위한 정보는 허여 조건 및 거절 이유가 포함될 수 있다.In addition, information for identifying permission or rejection of the power transmission request may include permission conditions and rejection reasons.

일 예로, 허여 조건은 가용한 파워 부족으로 인한 일정 시간 동안의 대기를 조건으로 한 허여가 포함될 수 있다. 거절 이유는 가용한 파워 부족으로 인한 거절, 수용 가능한 무선 전력 수신기 개수의 초과로 인한 거절, 무선 전력 송신기의 과열로 인한 거절, 무선 전력 송신기의 제한된 등급에 따른 거절 등을 포함할 수 있다.For example, the permission condition may include permission under the condition of waiting for a certain period of time due to lack of available power. The reason for rejection may include rejection due to lack of available power, rejection due to an excess of the number of acceptable wireless power receivers, rejection due to overheating of the wireless power transmitter, and rejection due to a limited class of the wireless power transmitter.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 전력 전송 요청에 따른 허여 및 거절에 대한 상세 정보를 단위 시간 동안 수집하고, 수집된 상세 허여 및 거절 정보를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버 등에 전송할 수 있다. 여기서, 수집된 상세 허여 및 거절 정보는 총 전력 전송 요청이 수신된 횟수, 총 허여 회수, 총 거절 회수, 즉시 허여 회수, 대기 허여 회수, 파워 부족으로 인한 거절 회수, 무선 전력 수신기 개수 초과로 인한 거절 회수, 무선 전력 송신기 시스템 오류로 인한 거절 회수, 인증 실패로 인한 거절 회수, 제한된 등급에 따른 거절 회수 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. The wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention collects detailed information on permission and rejection according to the power transmission request for a unit time, and transmits the collected detailed permission and rejection information to a network-connected home network server or (and) cloud You can send it to a server, etc. Here, the collected detailed grant and refusal information includes the total number of power transmission requests received, the total number of grants, the total number of refusals, the number of immediate grants, the number of standby grants, the number of refusals due to lack of power, and the number of refusals due to exceeding the number of wireless power receivers. It may include information on at least one of the number of times, the number of rejections due to a wireless power transmitter system error, the number of rejections due to authentication failure, and the number of rejections according to a limited grade.

홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버는 무선 전력 송신기 별 상기 수집된 상세 허여 및 거절 정보를 통계 처리하고, 처리된 통계 정보를 자동으로 미리 지정된 사용자 단말 등에 전송하거나 사용자의 조회 요청에 따라 해당 사용자 단말에 전송할 수 있다. 사용자는 수신된 통계 정보를 통해 무선 전력 송신기의 증설/변경/제거 여부를 결정할 수 있다. The home network server or (and) cloud server for power management statistically processes the collected detailed permission and rejection information for each wireless power transmitter, and automatically transmits the processed statistical information to a pre-designated user terminal or responds to a user's inquiry request. Accordingly, it can be transmitted to the corresponding user terminal. The user may determine whether to expand/change/remove the wireless power transmitter through the received statistical information.

다른 일 예로, 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버는 무선 전력 송신기 별 상기 수집된 상세 허여 및 거절 정보에 기반하여 무선 전력 송신기의 증설/변경/제거 여부를 결정하고, 결정 결과를 미리 지정된 사용자 단말에 전송할 수도 있다.As another example, the home network server or (and) the cloud server for power management determines whether to expand/change/remove the wireless power transmitter based on the collected detailed permission and rejection information for each wireless power transmitter, and returns the decision result. It may be transmitted to a pre-designated user terminal.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 복수의 대역외 통신 방식을 지원할 수 있다. 만약, 현재 설정된 대역외 통신 링크를 다른 방식으로 변경하고자 하는 경우, 무선 전력 수신기는 대역외 통신 변경을 요청하는 소정 제어 신호를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기는 대역외 통신 변경 요청 신호가 수신되면, 현재 설정된 대역외 통신 링크를 해제하고, 무선 전력 수신기에 의해 요청된 대역외 통신 방식으로 새로운 대역외 통신 링크를 설정할 수 있다.A wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may support a plurality of out-of-band communication schemes. If it is desired to change the currently set out-of-band communication link in a different way, the wireless power receiver may transmit a predetermined control signal requesting a change of out-of-band communication to the wireless power transmitter. When the out-of-band communication change request signal is received, the wireless power transmitter may release the currently established out-of-band communication link and establish a new out-of-band communication link using the out-of-band communication method requested by the wireless power receiver.

일 예로, 본 발명에 적용 가능한 대역외 통신 방식에는 NFC(Near Field Communication) 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신, LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advance 통신, Wi-Fi 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, out-of-band communication methods applicable to the present invention include NFC (Near Field Communication) communication, RFID (Radio Frequency Identification) communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication, LTE (Long Term Evolution)/LTE-Advance communication and Wi-Fi communication.

또한, 본 발명에 적용 가능한 무선 전력 송신기와 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버와의 통신, 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버와 사용자 단말과의 통신, 무선 전력 송신기들 사이의 통신은 유선 또는 무선의 IP망, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신, LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advance 통신, Wi-Fi 통신 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 통해 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, communication between a wireless power transmitter applicable to the present invention and a home network server or (and) a cloud server for power management, communication between a home network server or (and) a cloud server for power management and a user terminal, wireless power Communication between transmitters is performed through any one or a combination of at least one of a wired or wireless IP network, wideband code division multiple access (WCDMA) communication, long term evolution (LTE)/LTE-advance communication, and Wi-Fi communication. It may, but is not limited thereto.

도 10은 종래 기술에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 충전 시스템에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining problems in a wireless charging system supporting an electromagnetic resonance method according to the prior art.

도 10을 참조하면, 종래의 전자기 공진 방식으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신 패드(1000)는 무선 전력 수신 장치가 배치되며 평면 형태를 가지는 충전 베드(1001) 및 충전 베드(1001)의 하부에 폐루프 형태로 장착되며, 전자기 신호를 송출하는 송신 코일(1002)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, in a conventional wireless power transmission pad 1000 that transmits power in an electromagnetic resonance method, a wireless power receiver is disposed and a charging bed 1001 having a flat shape and a closed lower portion of the charging bed 1001 Mounted in a loop form, it may be configured to include a transmission coil 1002 for transmitting electromagnetic signals.

도 10에 도시된 바와 같이, 송신 코일(1002)이 폐루프 형태로 구성되어 충전 베드(1001) 하단에 장착되는 경우, 송신 코일(1002)의 권선을 중심으로 내/외부 일정 거리 이내에 충전이 불가능한 충전 음영 영역(1003)이 존재한다. As shown in FIG. 10, when the transmission coil 1002 is configured in a closed loop and mounted at the bottom of the charging bed 1001, charging is impossible within a certain distance from the inside / outside of the winding of the transmission coil 1002 A filled shaded area 1003 is present.

여기서, 폐루프 송신 코일의 내부 자속 방향과 외부의 자속 방향은 서로 반대이며, 송신 코일 권선 위 부분 또는 근처 부분에 놓인 수신 코일에 통과되는 자속은 서로 상쇄되어 자속의 총합이 거의 0에 가까워진다. 이에 따라, 송신 코일 권선을 중심으로 내/외부 일정 거리 이내에는 무선 충전이 불가능한 충전 음영 영역(1003)-즉, Dead Zone-이 존재한다. Here, the internal magnetic flux direction and the external magnetic flux direction of the closed-loop transmitting coil are opposite to each other, and the magnetic flux passing through the receiving coil placed on or near the transmitting coil winding cancels each other so that the sum of the magnetic fluxes approaches zero. Accordingly, a charging shaded area 1003 where wireless charging is impossible—that is, a dead zone—exists within a certain distance inside/outside the transmission coil winding.

일 예로, 충전 음영 영역(1003)의 면적 또는 크기는 송신 코일을 흐르는 전력의 세기에 따라 변할 수 있다. For example, the area or size of the charging shaded region 1003 may vary according to the intensity of power flowing through the transmission coil.

다른 일 예로, 충전 음영 영역(1003)의 면적 또는 크기는 무선 전력 송신 장치에 탑재되는 송신 코일의 종류에 따라 상이할 수 있다.As another example, the area or size of the charging shaded area 1003 may be different depending on the type of transmission coil mounted in the wireless power transmission device.

또 다른 일 예로, 충전 음영 영역(1003)의 면적 또는 크기는 상기 표 1에 도시된 바와 같이 무선 전력 송신 장치의 등급에 따라 상이하게 결정될 수 있다.As another example, as shown in Table 1 above, the area or size of the charging shadow area 1003 may be determined differently according to the class of the wireless power transmission device.

만약, 도면 식별 번호 1011에 도시된 바와 같이, 송신 코일의 대부분이 충전 음영 영역(1003) 내에 위치하는 경우, 정상적인 충전이 이루어지지 않을 수 있다. 반면, 도면 식별 번호 1012에 도시된 바와 같이, 송신 코일이 충전 가능 영역에 위치한 경우, 충전이 정상적으로 이루어질 수 있다.If, as shown in drawing identification number 1011, when most of the transmitting coils are located within the charging shaded area 1003, normal charging may not be performed. On the other hand, as shown in drawing identification number 1012, when the transmission coil is located in a chargeable area, charging can be normally performed.

도 11은 종래 기술에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 충전 시스템에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining problems in a wireless charging system supporting an electromagnetic resonance method according to the prior art.

상세하게 종래의 무선 전력 송신 패드(1100)는 상기 도 10에서 설명된 충전 음영 영역(1003)의 면적 또는 크기를 최소화시키기 위해 충전 베드(1101)의 가장자리 부분-즉, 최외곽 영역-에 폐루프 형태의 송신 코일(1102)이 장착되도록 구성되었었다. In detail, the conventional wireless power transmission pad 1100 has a closed loop at the edge of the charging bed 1101 - that is, the outermost area - to minimize the area or size of the charging shaded area 1003 described in FIG. 10 A transmitting coil 1102 of the form was configured to be mounted.

도 11을 참조하면, 도면 식별 번호 1111 및 1112와 같은 수신 코일은 충전 가능 영역에 위치하므로 정상적인 충전이 이루어질 수 있다. 하지만, 송신 코일(1102)이 충전 베드의 최외곽에 장착됨에 따라 충전 베드(1101)의 중앙 부분에는 송신 코일(1102)의 자속이 미치지 못하는 또 다른 충전 음영 영역(1122)에 발생될 수 있다. 이 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 수신 코일(1113)이 충전 베드(1101)의 중앙 부분에 형성된 충전 음영 영역(1122)에 위치하는 경우, 정상적인 충전이 이루어질 수 없다.Referring to FIG. 11 , since the receiving coils indicated by reference numerals 1111 and 1112 are located in a charging area, normal charging can be performed. However, as the transmission coil 1102 is mounted on the outermost side of the charging bed, another charging shaded area 1122 may be generated in the center of the charging bed 1101, where the magnetic flux of the transmission coil 1102 does not reach. In this case, as shown in FIG. 11 , when the receiving coil 1113 is located in the charging shaded area 1122 formed in the central portion of the charging bed 1101, normal charging cannot be performed.

또한, 폐루프 형태의 송신 코일(1102)을 충전 베드(1101)의 최외곽에 장착하는 경우, 송신 코일(1102)에 사용되는 권선의 길이-즉, 송신 코일(1102)의 폐루프 면적-가 증가할 뿐만 아니라 송신 코일(1102)에 의해 발생된 전자기 신호가 제어 회로(미도시)에 영향을 미치는 것을 차단하기 위한 차폐재(미도시)의 적용 면적도 증가된 폐루프 면적에 비례하여 증가될 수 있다.In addition, when the closed-loop transmission coil 1102 is mounted on the outermost side of the charging bed 1101, the length of the winding used for the transmission coil 1102-that is, the closed-loop area of the transmission coil 1102-is In addition, the applied area of the shielding material (not shown) for blocking the electromagnetic signal generated by the transmission coil 1102 from affecting the control circuit (not shown) may also increase in proportion to the increased closed loop area. there is.

따라서, 폐루프 형태의 송신 코일(1102)을 충전 베드(1101)의 최외곽에 장착하는 방법은 무선 전력 송신 장치의 제조 단가를 상승시킬 뿐만 아니라 충전 베드(1101)이 중앙 부분에 또 다른 충전 음영 영역(1122)를 발생시킬 수 있는 단점이 있다.Therefore, the method of mounting the closed-loop transmission coil 1102 on the outermost side of the charging bed 1101 not only increases the manufacturing cost of the wireless power transmission device, but also creates another charging shade in the center of the charging bed 1101. There are disadvantages that can cause areas 1122 to occur.

도 12는 종래 기술에 따른 무선 전력 송신 패드의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다. 12 is a diagram for explaining a stacked structure of a wireless power transmission pad according to the prior art.

도 12를 참조하면, 종래의 무선 전력 송신 패드(1200)는 충전 베드(1201)의 최외곽(가장자리) 부분에 폐루프 형태의 송신 코일(1202)이 장착되었다.Referring to FIG. 12 , in a conventional wireless power transmission pad 1200, a closed-loop transmission coil 1202 is mounted on the outermost (edge) portion of a charging bed 1201.

송신 코일(1202)의 하단에는 송신 코일(1202)에서 발생된 전자기 신호가 제어 회로 기판(1204)으로 전달되는 것을 차단시키기 위한 차폐재(1203)이 장착될 수 있다. 여기서, 차폐재(1203)의 면적은 송신 코일(1202)의 폐루브 면적보다 크게 장착되어야 하는 문제점이 있었다.A shielding material 1203 may be mounted at a lower end of the transmission coil 1202 to block electromagnetic signals generated by the transmission coil 1202 from being transferred to the control circuit board 1204 . Here, there is a problem in that the area of the shielding material 1203 should be larger than the area of the closed loop of the transmission coil 1202.

이하에서는 상기한 도 10 내지 도 12에서 언급된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 후술할 도면 13 내지 16을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to solve the problems of the prior art mentioned in FIGS. 10 to 12, the configuration of a wireless charging system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 13 to 16 to be described later.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining the configuration of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전력 송신 패드(1300)는 무선 전력 수신 장치가 배치되고 평면 형태를 가지는 충전 베드(1301), 충전 베드(1301)의 최외곽으로부터 내측으로 일정 거리 이격되어 충전 베드(1301)의 하단에 폐루프의 형태로 장착되는 송신 코일(1302) 및 폐루프에 상응하는 면적이 커버되도록 송신 코일(1302)의 하단에 장착되는 차폐재(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 송신 패드(1300)의 동작을 제어하기 위한 제어 회로 기판(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있음을 주의해야 한다.Referring to FIG. 13, the wireless power transmission pad 1300 according to the present invention is spaced apart from the charging bed 1301 having a flat shape and the outermost part of the charging bed 1301 on which the wireless power receiving device is disposed, and is spaced a certain distance inward. It will be configured to include a transmission coil 1302 mounted in the form of a closed loop at the bottom of the charging bed 1301 and a shielding material (not shown) mounted at the bottom of the transmission coil 1302 to cover an area corresponding to the closed loop. can Of course, it should be noted that the wireless power transmission device according to the present invention may further include a control circuit board (not shown) for controlling the operation of the wireless power transmission pad 1300.

폐루프 형태의 송신 코일(1302)이 충전 베드(1301)의 가장자리로부터 내측으로 이격되는 거리는 폐루프의 외곽으로 형성되는 충전 가능 영역이 상기 충전 베드에 모두 포함될 수 있는 최소값으로 결정될 수 있다.A distance at which the closed-loop transmission coil 1302 is spaced inward from the edge of the charging bed 1301 may be determined as a minimum value at which all of the chargeable area formed outside the closed-loop can be included in the charging bed.

여기서, 폐루프의 외곽으로 형성되는 충전 가능 영역은 송신 코일(1302)을 통해 전송 가능한 최대 전력의 세기에 기반하여 결정될 수 있으나 이는 하나의 실시에에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 폐루프의 외곽으로 형성되는 충전 가능 영역은 송신 코일의 두께, 송신 코일의 권선 수, 송신 코일의 재질 등에 더 기반하여 결정될 수도 있다.Here, the chargeable area formed outside the closed loop may be determined based on the intensity of the maximum power transmittable through the transmission coil 1302, but this is only one embodiment, and according to another embodiment of the present invention The chargeable area formed outside the closed loop may be further determined based on the thickness of the transmission coil, the number of windings of the transmission coil, and the material of the transmission coil.

특히, 본 발명은 폐루프 형태의 송신 코일(1302)을 충전 베드(1301)의 가장자리로부터 내측으로 일정 거리 이격시켜 배치함으로써, 충전 베드(1301)의 중앙 부분에 또 다른 충전 음영 영역이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.In particular, the present invention arranges the closed-loop transmitting coil 1302 at a predetermined distance from the edge of the charging bed 1301 to the inside, so that another charging shaded area is generated in the central portion of the charging bed 1301 There are advantages to avoiding it.

또한, 본 발명은 폐루프 형태의 송신 코일(1302)을 충전 베드(1301)의 가장자리로부터 내측으로 일정 거리 이격시켜 배치함으로써, 차폐재 및 송신 코일 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of reducing the cost of the shielding material and the transmission coil by disposing the closed-loop transmission coil 1302 at a predetermined distance from the edge of the charging bed 1301 to the inside.

본 발명에 따른 차폐재(미도시)의 적용 면적은 폐루프의 내부 면적보다 크거나 같고, 충전 베드(1301)의 면적보다 작게 결정될 수 있다.The application area of the shielding material (not shown) according to the present invention may be determined to be greater than or equal to the inner area of the closed loop and smaller than the area of the packed bed 1301 .

특히, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템에 적용되는 무선 전력 수신 장치는 멀티 수신 코일이 탑재될 수 있다.In particular, the wireless power receiving device applied to the wireless charging system according to the present invention may be equipped with multiple receiving coils.

멀티 수신 코일을 구성함에 있어서, 각각의 수신 코일 간의 자기 결합 계수가 0 또는 가능한 작은 값을 가지도록 수신 코일들의 배치가 결정되어야 한다. When configuring multiple receiving coils, the arrangement of the receiving coils should be determined so that the magnetic coupling coefficient between each receiving coil has 0 or a value as small as possible.

만약, 수신 코일 간의 자속 결합 계수 값이 소정 기준치 이상인 경우, 각각의 수신 코일은 독립적으로 작동하지 못하므로, Dead Zone을 극복하려는 본원 발명의 목적을 달성하기 힘들다.If the value of the magnetic flux coupling coefficient between the receiving coils is greater than a predetermined reference value, since each receiving coil cannot operate independently, it is difficult to achieve the object of the present invention to overcome the dead zone.

일 예로, 하나의 수신 코일이 충전 가능 영역에 위치되고, 다른 하나의 수신 코일이 충전 불가능 영역-즉, 충전 음영 영역-에 위치되었다고 가정하자. 만약, 두 수신 코일 사이의 자속 결합 계수가 의미 있는 값인 경우, 충전 가능 영역에 위치한 수신 코일에서 얻어진 기전력이 충전 불가능 영역에 위치한 수신 코일에 전달되어 자속을 발생시킬 수 있다. 일반적으로, 수신 코일 별 독립적으로 전력을 수신하는 것이 수신 코일 간 자속의 영향을 미치는 상태에서 전력을 수신하는 것보다 충전 효율이 높다. For example, it is assumed that one receiving coil is located in a chargeable area and the other receiving coil is located in a non-charging area (ie, a charging shaded area). If the magnetic flux coupling coefficient between the two receiving coils is a meaningful value, the electromotive force obtained from the receiving coil located in the chargeable region may be transferred to the receiving coil located in the non-charging region to generate magnetic flux. In general, charging efficiency is higher when power is received independently for each receive coil than when power is received in a state where magnetic flux between the receive coils is affected.

따라서, 수신 코일 간의 자속 결합 계수를 0에 가깝도록 수신 코일들을 배치하는 것은 충전 효율을 극대화시키기 위한 매우 중요한 요소이다. 후술할 도 15에서 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 수신 코일의 구성 방법을 상세히 설명하기로 한다.Therefore, arranging the receiving coils so that the magnetic flux coupling coefficient between the receiving coils is close to 0 is a very important factor for maximizing charging efficiency. Referring to FIG. 15 to be described later, a method of configuring multiple receiving coils according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

수신 코일 간의 자속 결합 계수를 0에 가깝도록 하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 수신 코일은 도면 번호 1310에 도시된 바와 같이, 수신 코일들이 서로 일부 중첩되도록 배치하여 구성될 수 있다.In order to bring the magnetic flux coupling coefficient between the receiving coils close to 0, the multiple receiving coils according to an embodiment of the present invention may be configured by arranging the receiving coils to partially overlap each other, as shown in reference numeral 1310 .

상기한 도 13에는 멀티 수신 코일을 구성하는 각각의 수신 코일의 형태가 원의 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신 코일은 후술할 도 15에 도시된 바와 같이, 부채꼴 형태를 가질 수 있으며, 부채꼴 형태의 수신 코일들이 배치된 최종 형태는 원의 형태를 가질 수 있다.Although the shape of each receiving coil constituting the multi-receiving coil is illustrated in FIG. 13 as being in the form of a circle, this is only one embodiment, and a receiving coil according to another embodiment of the present invention will be described later. As shown in FIG. 15, it may have a fan shape, and the final shape in which the fan-shaped receiving coils are disposed may have a circular shape.

또한, 멀티 수신 코일은 수신 코일이 상호 고리를 형성하도록 구성될 수 있다.In addition, the multi-receiving coils may be configured such that the receiving coils form a mutual ring.

상기한 도 13에는 멀티 수신 코일이 3개의 수신 코일을 이용하여 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 멀티 수신 코일은 4개 이상의 수신 코일을 이용하여 구성될 수도 있다. 물론 이 경우에 있어서도, 상기 제1 내지 제N 수신 코일 중 임의의 2개의 수신 코일 사이의 결합 계수가 0 또는 소정 기준치 이하인 값을 갖도록 상기 중첩되는 영역의 크기가 결정되어야 한다. Although the multi-receiving coil is illustrated as being configured using three receiving coils in FIG. 13, this is only one embodiment, and the multi-receiving coil according to another embodiment of the present invention includes four or more receiving coils. It may be configured using . Of course, even in this case, the size of the overlapping region should be determined such that a coupling coefficient between any two receiving coils among the first to Nth receiving coils has a value of 0 or less than a predetermined reference value.

특히, 제1 내지 제N 수신 코일 중 임의의 2개의 수신 코일 사이에 중첩되는 영역의 면적이 모두 동일하도록 제1 내지 제N 수신 코일이 배치될 수 있다.In particular, the first to Nth receiving coils may be arranged such that the areas of overlapping regions between any two of the first to Nth receiving coils are the same.

도면 식별 번호 1310의 멀티 수신 코일의 경우, 제1 수신 코일(1311)은 충전 음영 영역에 위치하고, 나머지 제2 내지 제3 수신 코일(1312, 1313)은 충전 가능 영역에 위치함을 알 수 있다.In the case of the multi-receiving coil of reference number 1310, the first receiving coil 1311 is located in the charging shaded area, and the remaining second to third receiving coils 1312 and 1313 are located in the chargeable area. It can be seen.

또한, 도면 식별 번호 1320의 멀티 수신 코일은 모든 수신 코일(1321, 1322, 1323)이 모두 충전 가능 영역에 위치함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that all the receiving coils 1321, 1322, and 1323 of the multi-receive coil of drawing identification number 1320 are located in the chargeable area.

또한, 도면 식별 번호 1330의 멀티 수신 코일은 제1 수신 코일(1331)은 충전 음영 영역에 위치하나 나머지 제2 수신 코일(1332) 및 제3 수신 코일(1333)은 충전 가능 영역에 위치함을 알 수 있다. 특히, 제3 수신 코일(1333)의 경우, 폐루프 송신 코일(1302)의 외곽에 형성된 충전 가능 영역을 활용하여 무선 충전이 가능함을 알 수 있다.In addition, in the multi-receiving coil of drawing identification number 1330, it can be seen that the first receiving coil 1331 is located in the charging shaded area, but the remaining second receiving coil 1332 and third receiving coil 1333 are located in the chargeable area. can In particular, in the case of the third receiving coil 1333, it can be seen that wireless charging is possible using a chargeable area formed outside the closed loop transmitting coil 1302.

따라서, 본원 발명은 적어도 3개 이상의 수신 코일로 구성된 멀티 수신 코일이 충전 베드(1301)에 놓여지는 경우, 적어도 하나의 수신 코일이 충전 가능 영역에 위치되므로, 무선 충전이 중단되거나 실패되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다. Therefore, in the present invention, when a multi-receiving coil composed of at least three or more receiving coils is placed on the charging bed 1301, since at least one receiving coil is located in a chargeable area, wireless charging is stopped or failed. There are advantages to avoiding it.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 적층 구조를 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a stacked structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(1400)의 적층 구조는 크게 충전 베드(1401), 충전 베드(1402) 하단 일측에 폐루프 형태로 장착되는 송신 코일(1402), 송신 코일(1402)의 하단에 배치되어 송신 코일(1402)에 의해 발생된 전자기 신호가 제어 회로 기판(1404)으로 전달되는 것을 차단하기 위한 차폐재(1403) 및 차폐재(1430) 하단에 배치되는 제어 회로 기판(1404)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일(1402)의 양 단자는 제어 회로 기판(1404)에 전기적으로 연결되어야 함은 당연하다.Referring to FIG. 14, the stacked structure of the wireless power transmission device 1400 is largely composed of a charging bed 1401, a transmitting coil 1402 mounted in a closed loop on one side of the lower end of the charging bed 1402, and a transmitting coil 1402. Includes a shield 1403 disposed on the lower side to block electromagnetic signals generated by the transmission coil 1402 from being transferred to the control circuit board 1404 and a control circuit board 1404 disposed on the lower side of the shield 1430 can be configured. Here, it is natural that both terminals of the transmitting coil 1402 should be electrically connected to the control circuit board 1404.

차폐재(1403)의 예로는 소결 Ni-Zn 페라이트, Half silted Mn-Zn 페라이트, 비정질 FeSiB 리본, Sendust-실리콘 등을 포함할 수 있다. Examples of the shielding material 1403 may include sintered Ni—Zn ferrite, half silted Mn—Zn ferrite, amorphous FeSiB ribbon, Sendust-silicon, and the like.

다른 일 예로, 차폐재(1403)는 Fe, Ni, Co, Mo, Si, Al, B 등의 원소 중 한 가지 혹은 두 가지 이상 원소의 조합으로 이루어지는 금속계 자성 분말과 고분자 복합소재(필름, 코팅 포함)로 이루어질 수도 있다.As another example, the shielding material 1403 is a metal-based magnetic powder composed of one or a combination of two or more elements such as Fe, Ni, Co, Mo, Si, Al, and B, and a polymer composite material (including a film and a coating). may be made with

또 다른 일 예로, 차폐재(1403)는 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 등의 두 가지 이상 원소의 조합으로 이루어지는 페라이트계 분말과의 고분자 복합재료(필름, 코팅 포함)일 수 있다.As another example, the shielding material 1403 may be a polymer composite material (including a film and a coating) of a ferrite-based powder composed of a combination of two or more elements such as Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, and Ca. .

또 다른 일 예로, 차폐재(1403)는 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 등의 두 가지 이상 원소의 조합으로 이루어지는 페라이트계 소결체이거나 내충격성 부여를 위하여 half slitting 가공된 것일 수도 있다.As another example, the shielding material 1403 may be a ferrite-based sintered body made of a combination of two or more elements such as Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca, or the like, or may be processed by half slitting to impart impact resistance.

또 다른 일 예로, 차폐재(1403)는 Fe, Co, Ba, Sr, Zn, Ti, Sn 중 두 가지 이상 원소의 조합으로 이루어지는 페라이트계 소결체일 수 있다.As another example, the shielding material 1403 may be a ferrite-based sintered body made of a combination of two or more elements among Fe, Co, Ba, Sr, Zn, Ti, and Sn.

또 다른 일 예로, 차폐재(1403)는 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca, Li, Ba, Sr, Ti, Sn 중 두 가지 이상 원소의 조합으로 이루어지는 페라이트계 분말과의 고분자 복합 재료일 수도 있다.As another example, the shielding material 1403 is a polymer composite material of a ferrite-based powder formed of a combination of two or more elements of Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca, Li, Ba, Sr, Ti, and Sn. It may be.

또 다른 일 예로, 차폐재(1403)는 permalloy 일 수 있다. 예를 들어, FeSi, FeNi, FeCo, Ni 등이 활용될 수도 있다.As another example, the shielding material 1403 may be permalloy. For example, FeSi, FeNi, FeCo, Ni, and the like may be utilized.

또한, 차폐재(1403)는 양면 접착식 시트 형태로 구성되거나 자성을 갖는 금속 분말과 합성 수지를 혼합하여 가공한 샌더스트 블록의 형태로 구성될 수도 있다. In addition, the shielding material 1403 may be configured in the form of a double-sided adhesive sheet or may be configured in the form of a sanddust block processed by mixing a magnetic metal powder and a synthetic resin.

특히, 본 발명에 따른 송신 코일(1402)은 충전 베드(1401)의 가장자리로부터 일정 거리 안쪽으로 이격되도록 배치되며, 차폐재(1403)의 면적은 최소 송신 코일(1402)의 폐루프 면적과 동일하거나 크도록 구성될 수 있다. 즉, 차페재(1403)의 면적은 송신 코일(1402)의 폐루프 면적보다 크거나 같고, 충전 베드(1401)의 면적보다는 작게 구성될 수 있다.In particular, the transmission coil 1402 according to the present invention is disposed to be spaced apart from the edge of the charging bed 1401 by a certain distance, and the area of the shield 1403 is equal to or larger than the closed loop area of the minimum transmission coil 1402. It can be configured as a list. That is, the area of the shielding material 1403 may be greater than or equal to the closed loop area of the transmitting coil 1402 and smaller than the area of the charging bed 1401 .

따라서, 본원 발명에 따른 무선 전력 송신 장치(1400)는 충전 베드의 최외곽에 폐루프 형태의 송신 코일을 배치하는 종래의 방법에 비해, 보다 적은 송신 코일과 차폐재가 사용되므로 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본원 발명에 따른 무선 전력 송신 장치(1400)는 상기 도 11에 도시된 바와 같이, 충전 베드의 최외곽에 폐루프 형태의 송신 코일을 배치함에 따라 발생 가능한 충전 베드 중앙 부분의 충전 음영 영역을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the wireless power transmission device 1400 according to the present invention uses fewer transmission coils and shielding materials compared to the conventional method of disposing a closed-loop transmission coil on the outermost side of the charging bed, so manufacturing costs can be reduced. There are advantages to In addition, as shown in FIG. 11, the wireless power transmission device 1400 according to the present invention is a charging shaded area in the central portion of the charging bed that can be generated by disposing a closed-loop transmission coil on the outermost side of the charging bed. It has the advantage of being able to effectively prevent it.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 장착되는 멀티 수신 코일의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 15 is a diagram for explaining the structure of a multi-receive coil mounted in a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 멀티 수신 코일(1500)이 독립적인 3개의 수신 코일을 조합하여 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 4개 이상의 수신 코일을 조합하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.Hereinafter, although the multi-receiving coil 1500 is shown as being configured by combining three independent receiving coils, it should be noted that this is only one embodiment and may be configured by combining four or more receiving coils. .

도 15를 참조하면, 멀티 수신 코일(1500)은 크게 코일 배치 영역(1510)과 출력 단자 영역(1520)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 15 , the multi-receiving coil 1500 may include a coil disposition area 1510 and an output terminal area 1520 .

코일 배치 영역(1510)에는 제1 수신 코일(1501), 제2 수신 코일(1502) 및 제3 수신 코일(1503)이 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503)은 일부 영역이 상호 중첩되도록 배치될 수 있다. 이때, 수신 코일 사이의 자기 결합 계수가 0이거나 수신 코일들이 서로 독립적으로 동작하는 것을 의미할 만큼 자기 결합 계수가 작은 값을 갖도록 수신 코일 간 중첩되는 영역이 결정되어야 한다. A first receiving coil 1501 , a second receiving coil 1502 , and a third receiving coil 1503 may be disposed in the coil arrangement area 1510 . The first to third receiving coils 1501 to 1503 may be disposed such that partial regions overlap each other. In this case, an overlapping region between the receiving coils should be determined such that the magnetic coupling coefficient between the receiving coils is 0 or the magnetic coupling coefficient is small enough to mean that the receiving coils operate independently of each other.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503)의 권선이 상호 고리를 형성되도록 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 15, the windings of the first to third receiving coils 1501 to 1503 may be configured to form mutual loops.

또한, 상기 제1 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503)는 부채꼴 형태를 가질 수 있으며, 제1 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503)의 코일 배치 영역(1510)상에서의 전체적인 배치 형태는 원의 형태일 수 있다. 여기서, 부채꼴의 내각은 360을 3으로 나눈 값인 120도일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 만약, 멀티 수신 코일이 4개의 부채꼴 형태를 갖는 수신 코일로 구성되는 경우, 해당 부채꼴의 내각은 90도일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 부채꼴을 이루는 수신 코일들 권선 중 직선 구간의 권선들이 상호 평행하도록 상기 제1 내지 제3 수신 코일이 배치될 수 있다.In addition, the first to third receiving coils 1501 to 1503 may have a fan shape, and the overall arrangement shape of the first to third receiving coils 1501 to 1503 on the coil arrangement area 1510 is a circle. can be in the form Here, the interior angle of the fan shape may be 120 degrees, which is a value obtained by dividing 360 by 3, but is not limited thereto. If the multi-receive coil is composed of four receiving coils having a fan shape, the interior angle of the corresponding fan shape may be 90 degrees, but is not limited thereto. In addition, the first to third receiving coils may be disposed so that windings of a straight section among windings of the receiving coils forming the fan shape are parallel to each other.

또한, 상기 제1 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503) 각각의 권선의 개수는 5일 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 해당 멀티 수신 코일이 장착되는 무선 전력 송신 장치의 등급 및 구성 태양에 따라 수신 코일 당 권선의 개수는 서로 상이할 수 있음을 주의해야 한다.In addition, the number of windings of each of the first to third receiving coils 1501 to 1503 may be 5, but this is only one embodiment, and the class and configuration of the wireless power transmission device to which the multi-receiving coils are mounted. It should be noted that depending on the aspect, the number of windings per receiving coil may be different from each other.

또한, 멀티 수신 코일에 포함된 수신 코일의 개수가 N일 경우, 제1 내지 제N 수신 코일 중 임의의 2개의 수신 코일 사이에 중첩되는 영역의 면적이 모두 동일하도록 상기 제1 내지 제N 수신 코일이 배치될 수 있다.In addition, when the number of receiving coils included in the multi-receiving coil is N, the first to N-th receiving coils have the same area of overlapping regions between any two receiving coils among the first to N-th receiving coils. can be placed.

도 15를 참조하면, 제1 수신 코일 내지 제3 수신 코일(1501 내지 1503) 각각의 양단은 출력 단자 영역(1520)에 구비된 출력 단자에 결속될 수 있다. 여기서, 각각의 수신 코일에 대응되는 출력 단자는 정류기로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 15 , both ends of each of the first to third receiving coils 1501 to 1503 may be bound to an output terminal provided in an output terminal area 1520 . Here, an output terminal corresponding to each receiving coil may be connected to a rectifier.

또한, 각각의 수신 코일 내부 일측에는 온도 측정을 위한 온도 센서가 장착될 수 있도록 온도 센싱 홀(1504 내지 1506)이 구비될 수도 있다.In addition, temperature sensing holes 1504 to 1506 may be provided at one side of each receiving coil so that a temperature sensor for measuring temperature may be mounted.

멀티 수신 코일(1500)은 인쇄 회로 기판에 인쇄되어 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 멀티 수신 코일(1500)은 소정 회수 감겨진 구리 코일을 차폐재 또는 금속판상에 접착하여 구성되거나 금속판(예를 들면, 구리판)의 애칭을 통해 만들어진 수신 코일을 차폐재에 부착하여 구성할 수도 있다.The multi-receive coil 1500 may be configured by being printed on a printed circuit board, but this is only one embodiment, and the multi-receive coil 1500 according to another embodiment of the present invention is a copper coil wound a predetermined number of times. It may be configured by attaching to a shielding material or a metal plate, or by attaching a receiving coil made through nicknames of a metal plate (eg, a copper plate) to the shielding material.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.16 is a block diagram for explaining the configuration of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(1600)는 수신부(1610), 정류부(1620), DC/DC 컨버터(1630) 및 부하(1640)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 16 , a wireless power receiver 1600 may include a receiver 1610, a rectifier 1620, a DC/DC converter 1630, and a load 1640.

수신부(1610)는 멀티 수신 코일로서, 제1 내지 제N 수신 코일을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, N은 3이상의 값을 가질 수 있다.The receiving unit 1610 is a multi-receiving coil, and may include first through N-th receiving coils. Here, N may have a value of 3 or more.

수신부(1610)의 출력-즉, AC 전력-은 정류부(1620)에 전달되어 DC 전력으로 변환될 수 있다. The output of the receiver 1610 - that is, AC power - may be transferred to the rectifier 1620 and converted into DC power.

일 실시예에 따른 정류부(1620)는 도 16에 도시된 바와 같이, 수신부(1610)에 포함된 수신 코일의 개수와 동일한 개수의 정류기를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 16 , the rectifying unit 1620 according to an embodiment may include the same number of rectifiers as the number of receiving coils included in the receiving unit 1610 .

다른 일 예로, 수신부(1610)과 정류부(1620) 사이에 스위치(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 이 경우, 수신 코일들을 통해 수신되는 AC 전력의 세기를 측정하여 소정 기준치 이상의 전력 수신이 가능한 수신 코일을 선택하고, 선택된 수신 코일에 상응하는 AC 전력이 정류기에 전달될 수 있도록 구성될 수도 있다. 물론, 이 경우, 수신 코일 별 AC 전력의 세기를 측정하기 위한 전력 센서(들)(미도시) 및 전력 센서의 센싱 값에 기반하여 전력을 수신할 수신 코일을 선택하고, 선택된 수신 코일의 AC 전력이 정류기에 전달되도록 스위치를 제어하는 제어부가 더 포함될 수 있음을 주의해야 한다.As another example, a switch (not shown) may be further provided between the receiver 1610 and the rectifier 1620 . In this case, it may be configured to measure the intensity of AC power received through the receiving coils, select a receiving coil capable of receiving power equal to or greater than a predetermined reference value, and deliver AC power corresponding to the selected receiving coil to the rectifier. Of course, in this case, the power sensor(s) (not shown) for measuring the intensity of AC power for each receiving coil and the receiving coil to receive power are selected based on the sensing value of the power sensor, and the AC power of the selected receiving coil is selected. It should be noted that a control unit for controlling the switch to be transmitted to the rectifier may be further included.

상기 실시예에 있어서, 멀티 수신 코일 중 충전에 사용할 수신 코일을 선택하기 위한 AC 전력의 세기를 측정하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제어부는 스위치 제어를 통해 획득되는 수신 코일 별 정류기 출력 전력-즉, DC 전력-의 세기에 기반하여 충전을 위한 수신 코일을 선택할 수도 있다.In the above embodiment, it is described as measuring the strength of AC power for selecting a receiving coil to be used for charging among multiple receiving coils, but this is only one embodiment, and the controller according to another embodiment of the present invention may select a receiving coil for charging based on the intensity of rectifier output power for each receiving coil, that is, DC power, obtained through switch control.

무선 전력 수신 장치는 멀티 수신 코일에 포함된 수신 코일 중 선택된 하나의 수신 코일을 통해 충전을 수행할 수 있으나 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예에 따른 무선 전력 수신 장치는 멀티 수신 코일에 포함된 수신 코일 중 선택된 복수의 수신 코일을 이용하여 충전을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.The wireless power receiver may perform charging through a selected one of the receive coils included in the multi-receive coils, but this is only one embodiment. It should be noted that charging may be performed using a plurality of selected receiving coils among the included receiving coils.

DC/DC 컨버터(1630)는 정류부(1620)로부터 전달받은 DC 전력을 부하(1640)에 의해 요구되는 특정 DC 전력으로 변환할 수 있다.The DC/DC converter 1630 may convert DC power received from the rectifier 1620 into specific DC power required by the load 1640 .

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.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

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.The method according to the above-described embodiment may be produced as a program to be executed on a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, and magnetic tape. , floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also includes those implemented in the form of carrier waves (for example, transmission through the Internet).

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.The computer-readable recording medium is distributed to computer systems connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the embodiment belongs.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

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.Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims

First to Nth receiving coils disposed to partially overlap on the same plane to receive wireless power signals;
first to Nth output terminals formed such that both ends of each of the first to Nth receiving coils are connected to transmit AC power induced by at least one of the first to Nth receiving coils; and
A rectifier converting the AC power input from the Nth output terminal in the first into DC power;
Each of the first to Nth receiving coils has a sector shape,
Each of the fan-shaped coils among the first to N-th receiving coils overlaps at least two other fan-shaped coils among the first to N-th receiving coils, and the first to N-th receiving coils are arranged to partially overlap each other. The overall shape of the coil forms a circle,
The wireless power receiver wherein the size of the overlapping region is determined such that a coupling coefficient between any two receiving coils of the first to Nth receiving coils has a value less than or equal to 0 or a predetermined reference value.

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First to Nth receiving coils disposed to partially overlap on the same plane to receive wireless power signals;
first to Nth output terminals formed such that both ends of each of the first to Nth receiving coils are connected to transmit AC power induced by at least one of the first to Nth receiving coils; and
A rectifier converting the AC power input from the Nth output terminal in the first into DC power;
Each of the first to Nth receiving coils has a sector shape,
Each of the fan-shaped coils among the first to N-th receiving coils overlaps at least two other fan-shaped coils among the first to N-th receiving coils, and the first to N-th receiving coils are arranged to partially overlap each other. The overall shape of the coil forms a circle,
The wireless power receiving device in which the first to Nth receiving coils are disposed such that windings of the first to Nth receiving coils form mutual rings.

According to claim 1 or 3,
The interior angle of the sector is a value obtained by dividing 360 by the N wireless power receiver.

According to claim 1 or 3,
The wireless power receiver in which the first to Nth receiving coils are arranged so that the windings of the straight section among the windings of the receiving coil forming the sector are parallel to each other.

According to claim 1,
The wireless power receiver in which the first to Nth receiving coils are disposed such that the areas of overlapping regions between any two of the first to Nth receiving coils are all the same.

According to claim 1 or 3,
The rectifier is provided for each output terminal,
A wireless power receiver having a temperature sensor for measuring temperature on one side inside the winding of at least one of the first to Nth receiving coils.

According to claim 1 or 3,
The wireless power signal is an AC power signal that is modulated at a predetermined resonance frequency and received wirelessly.

According to claim 1 or 3,
The first to Nth receiving coils partially overlap each other, and the first to Nth receiving coils form a triangle in which the first to Nth receiving coils overlap each other.

According to claim 1 or 3,
Each fan-shaped coil among the first to Nth receiving coils has two straight sections and one curved section.

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