KR102572975B1 - Wireless power transmission method and apparatus - Google Patents

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KR102572975B1
KR102572975B1 KR1020187025248A KR20187025248A KR102572975B1 KR 102572975 B1 KR102572975 B1 KR 102572975B1 KR 1020187025248 A KR1020187025248 A KR 1020187025248A KR 20187025248 A KR20187025248 A KR 20187025248A KR 102572975 B1 KR102572975 B1 KR 102572975B1
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 전력 송신 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 방법은 공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계; 기준 공진 품질 인자 및 기준 공진 주파수를 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계; 상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 상기 기준 공진 품질 인자 및 상기 기준 공진 주파수에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a wireless power transmission method and apparatus therefor, and the wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention includes measuring a resonance quality factor and a resonance frequency; Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonance quality factor and a reference resonance frequency; calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency; calculating a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance quality factor and the reference resonance frequency; and determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

Description

무선 전력 송신 방법 및 장치Wireless power transmission method and apparatus

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전 시 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission technology, and more particularly, to a wireless power transmission method capable of detecting foreign substances during wireless charging and an apparatus therefor.

무선 충전 가능 영역에 무선 전력 수신기가 아닌 전도체-즉, 이물질(FO:Foreign Object)-가 존재하는 경우, FO에는 무선 전력 송신기로부터 송출된 전자기 신호가 유도되어 온도가 상승할 수 있다. 일 예로, FO는 동전, 클립, 핀, 볼펜 등을 포함할 수 있다.When a conductor other than a wireless power receiver, that is, a foreign object (FO), exists in the wireless charging area, the electromagnetic signal transmitted from the wireless power transmitter is induced in the FO, and the temperature may rise. For example, FO may include coins, clips, pins, ballpoint pens, and the like.

만약, 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 사이에 FO가 존재하는 경우, 무선 충전 효율이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 FO에 의한 주변 온도 상승으로 인해 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기의 온도가 함께 상승할 수 있다. 만약, 충전 영역에 위치한 FO가 제거되지 않는 경우, 전력 낭비가 초래될 뿐만 아니라 과열로 인해 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 손상을 야기시킬 수 있다.If an FO exists between the wireless power receiver and the wireless power transmitter, the wireless charging efficiency may significantly decrease and the temperature of the wireless power receiver and the wireless power transmitter may rise together due to an increase in ambient temperature caused by the FO. If the FO located in the charging area is not removed, power is wasted and overheating may cause damage to the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

또한, 실제 충전 영역에 FO가 존재하지 않음에도, 무선 전력 송신기가 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 잘못 판단한 경우, 충전이 중단될 수도 있다.In addition, when the wireless power transmitter erroneously determines that a foreign substance exists in the charging area even though FO does not actually exist in the charging area, charging may be stopped.

따라서, 충전 영역에 위치한 FO를 정확히 검출하는 것은 무선 충전 기술 분야에서 중요한 이슈로 부각되고 있다.Therefore, accurately detecting the FO located in the charging area has emerged as an important issue in the field of wireless charging technology.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 송신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a wireless power transmission method and apparatus.

본 발명의 다른 목적은 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmitter capable of more accurately detecting foreign matter.

본 발명의 또 다른 목적은 이물질 검출 오류를 최소화시킴으로써 불필요한 충전 중단을 미연에 방지하는 것이 무선 전력 송신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission method and apparatus for preventing unnecessary charging interruption in advance by minimizing foreign matter detection errors.

본 발명의 또 다른 목적은 이물질에 의한 기기 손상을 방지하고, 이물질 존재 여부에 따른 적응적 전송 전력 제어를 통해 끊김 없는 충전을 가능하게 하는 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a wireless power transmitter capable of preventing device damage caused by foreign substances and enabling seamless charging through adaptive transmission power control according to the presence or absence of foreign substances.

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 전력 송신 방법 및 그를 위한 장치들을 제공할 수 있다.The present invention may provide a wireless power transmission method and devices therefor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 방법은 공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계; 기준 공진 품질 인자 및 기준 공진 주파수를 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계; 상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 상기 기준 공진 품질 인자 및 상기 기준 공진 주파수에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention includes measuring a resonance quality factor and a resonance frequency; Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonance quality factor and a reference resonance frequency; calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency; calculating a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance quality factor and the reference resonance frequency; and determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신 방법은 공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계; 기준 공진 주파수 대역폭이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계; 상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless power transmission method according to another embodiment of the present invention includes measuring a resonance quality factor and a resonance frequency; Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonant frequency bandwidth; calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency; and determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신 방법은 공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계; 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭을 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계; 상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 상기 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭 중 적어도 하나에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 확정하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless power transmission method according to another embodiment of the present invention includes measuring a resonance quality factor and a resonance frequency; Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonance quality factor, a reference resonance frequency, and a reference resonance frequency bandwidth; calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency; determining a reference resonance frequency bandwidth based on at least one of the reference resonance quality factor, the reference resonance frequency, and the reference resonance frequency bandwidth; and determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

또한, 상기 공진 주파수는 공진기 증폭 비율이 최대인 주파수이고, 상기 공진 품질 인자는 상기 공진 주파수에의 공진기 증폭 비율에 기반하여 산출될 수 있다.In addition, the resonant frequency is a frequency at which the amplification ratio of the resonator is maximum, and the resonance quality factor may be calculated based on the amplification ratio of the resonator to the resonant frequency.

또한, 상기 공진 주파수는 공진기의 피크 투 피크 전압이 최대인 주파수이고, 상기 공진 품질 인자는 상기 공진 주파수에의 피크 투 피크 전압에 기반하여 산출될 수 있다.Also, the resonance frequency is a frequency at which the peak-to-peak voltage of the resonator is maximum, and the resonance quality factor may be calculated based on the peak-to-peak voltage at the resonance frequency.

또한, 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는,In addition, the step of determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth,

공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The method may include determining whether or not a foreign substance is present by comparing a variation ratio of the resonance frequency bandwidth with a threshold ratio.

또한, 상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율은 상기 공진 주파수 대역폭에서 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 뺀 값을 상기 기준 공진 주파수 대역폭으로 나누어 산출될 수 있다.Also, the variation ratio of the resonance frequency bandwidth may be calculated by dividing a value obtained by subtracting the reference resonance frequency bandwidth from the resonance frequency bandwidth by the reference resonance frequency bandwidth.

또한, 상기 임계 비율은 25%보다 크고 35%보다 작은 값 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다.In addition, the critical ratio may be set to any one of values greater than 25% and less than 35%.

또한, 상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는, 상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율이 상기 임계 비율을 초과하면, 이물질이 존재하는 것으로 판단하여 NACK 응답을 전송하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율이 상기 임계 비율보다 작으면, 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하여 ACK 응답을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of comparing the variation ratio of the resonant frequency bandwidth with a threshold ratio to determine whether a foreign substance exists is determined that a foreign material exists when the variation ratio of the resonance frequency bandwidth exceeds the threshold ratio, and a NACK response is generated. transmitting; and determining that no foreign matter exists and transmitting an ACK response when the variation rate of the resonant frequency bandwidth is smaller than the threshold rate.

본 발명의 또 다른 실시 예는 상기 무선 전력 전송 제어 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수도 있다. Another embodiment of the present invention may provide a computer readable recording medium on which a program for executing any one of the wireless power transmission control methods is recorded.

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, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method, apparatus and system according to the present invention are described as follows.

본 발명은 무선 충전을 위한 무선 전력 송신 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a wireless power transmission method and apparatus for wireless charging.

또한, 본 발명은 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of providing a wireless power transmitter capable of more accurately detecting foreign matter.

또한, 본 발명은 이물질 검출 오류를 최소화시킴으로써 불필요한 충전 중단을 미연에 방지하는 것이 무선 전력 송신 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless power transmission method and apparatus in which unnecessary charging interruption is prevented in advance by minimizing foreign matter detection errors.

또한, 본 발명은 이물질에 의한 기기 손상을 방지하고, 이물질 존재 여부에 따른 적응적 전송 전력 제어를 통해 끊김 없는 충전을 가능하게 하는 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless power transmitter capable of preventing device damage caused by foreign substances and enabling seamless charging through adaptive transmission power control according to the presence or absence of foreign substances.

또한, 본 발명은 수신기의 타입 및 전력 전송 환경에 따라 안정적으로 폭넓은 범위의 무선 전력을 전송하는 것이 가능한 무선 전력 송신기를 제공할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless power transmitter capable of stably transmitting wireless power over a wide range according to the type of receiver and the power transmission environment.

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.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 도 6의 전송 안테나 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동되는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 종래 기술에 따른 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 여부에 따른 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 공진 주파수 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 공진 주파수 대역폭을 이용한 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 이물질 배치 여부에 따른 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 송신기 타입 별 다양한 이물질에 대한 이물질 검출 실험 결과를 보여준다.
도 21은 수신기 타입 별 다양한 이물질에 대한 이물질 검출 실험 결과를 보여준다.
1 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining a foreign matter detection procedure in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining the transmission antenna configuration of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining a power transmission control method according to whether or not a foreign substance is detected in a wireless power transmitter according to the prior art.
10A to 10D are diagrams for explaining a packet format according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
13 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
14 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
15 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
16 is a diagram for explaining a resonance frequency bandwidth according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart for explaining a foreign matter detection procedure using a resonance frequency bandwidth in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram for explaining a change pattern of a resonant frequency bandwidth according to whether a foreign material is disposed.
19 is a diagram for explaining the structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
20 shows foreign material detection test results for various foreign materials for each transmitter type.
21 shows foreign material detection test results for various foreign materials for each receiver type.

발명의 실시를 위한 최선의 형태BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 방법은 공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계; 기준 공진 품질 인자 및 기준 공진 주파수를 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계; 상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 상기 기준 공진 품질 인자 및 상기 기준 공진 주파수에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 및 상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention includes measuring a resonance quality factor and a resonance frequency; Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonance quality factor and a reference resonance frequency; calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency; calculating a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance quality factor and the reference resonance frequency; and determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

발명의 실시를 위한 형태Mode for Carrying Out the 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.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 하드웨어적이 구성 요소-예를 들면, 회로 소자, 마이크로 프로세서, 메모리, 센서 등을 포함함-로 구현될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 해당 구성 요소의 일부 기능 또는 전체가 소프트웨어로 구현될 수도 있다.In addition, the suffixes "module" and "unit" for components used in the following description may be implemented as hardware components (including, for example, circuit elements, microprocessors, memories, sensors, etc.), This is just one embodiment, and some or all of the functions of the component may be implemented as software.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed on the "top (top) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) means that two components are in direct contact with each other or One or more other components are formed by being disposed between two components. In addition, when expressed as “up (up) or down (down)”, it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 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, a device equipped with a function of transmitting wireless power on a wireless charging system is a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, and a transmitter for convenience of description. , a transmitting side, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, etc. will be used interchangeably.

또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 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 equipped with a function of receiving wireless power from a wireless power transmitter, and for convenience of explanation, 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, a receiver, and the like may be used interchangeably.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. The 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 buried type, a wall hanging type, etc. Power can also be transmitted. To this end, the transmitter may include at least one wireless power transmission unit.

여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. Here, the wireless power transmission unit generates a magnetic field in the coil of the power transmitter and uses the principle of electromagnetic induction in which electricity is induced in the coil of the receiver under the influence of the magnetic field, and various wireless power transmission standards based on the electromagnetic induction method may be used.

일 예로, 무선 전력 전송 표준은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) Qi 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 표준 기술을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the wireless power transfer standard may include, but is not limited to, electromagnetic induction standard technology defined by Wireless Power Consortium (WPC) Qi and Power Matters Alliance (PMA), which are wireless charging technology standard organizations.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 1개 이상의 송신기로부터 무선 파워를 수신할 수도 있다. In addition, the receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means and may receive wireless power from one or more transmitters.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. The receiver according to the present invention is a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, an MP3 player, an electric motor It can be used for small electronic devices such as toothbrushes, electronic tags, lighting devices, remote controls, fishing floats, and wearable devices such as smart watches, but is not limited thereto, and is equipped with a wireless power receiving means according to the present invention and can charge a battery. enough

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

도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless power transmitter 10 that wirelessly transmits power, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 30 that receives the received power. can be configured.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다.For example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as an operating frequency used for wireless power transmission.

인밴드 통신에 있어서, 무선 전력 송신단(10)에 의해 송출된 전력 신호(41)가 무선 전력 수신단(20)에 수신되면, 무선 전력 수신단(20)은 수신된 전력 신호를 변조하고, 변조된 신호(42)가 무선 전력 송신단(10)에 전송될 수 있다.In in-band communication, when the power signal 41 transmitted by the wireless power transmitter 10 is received by the wireless power receiver 20, the wireless power receiver 20 modulates the received power signal and modulates the modulated signal. (42) may be transmitted to the wireless power transmitter 10.

다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다. As another example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 perform out-of-band communication for exchanging information using a separate frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission. can also be done

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다.For example, information exchanged between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may include control information as well as status information of each other.

여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다. Here, status information and control information exchanged between the transmitting and receiving terminals will become more clear through the description of embodiments to be described later.

상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다. The in-band communication and the out-of-band communication may provide bi-directional communication, but are not limited thereto, and in another embodiment, uni-directional communication or half-duplex communication may be provided.

일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로만 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, one-way communication may be transmission of information from the wireless power receiver 20 only to the wireless power transmitter 10, but is not limited thereto, and the wireless power transmitter 10 only transmits information to the wireless power receiver 20. It may be to transmit information.

반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. The half-duplex communication method is characterized in that two-way communication is possible between the wireless power receiver 20 and the wireless power transmitter 10, but information can be transmitted only by one device at any one time.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. The wireless power receiver 20 according to an embodiment of the present invention may obtain various state information of the electronic device 30.

일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다. For example, the status information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying an application being executed, CPU usage information, battery charge state information, battery output voltage/current information, etc., but is limited thereto. It is not, and information obtainable from the electronic device 30 and usable for wireless power control is sufficient.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. In particular, the wireless power transmitter 10 according to an embodiment of the present invention may transmit a predetermined packet indicating whether to support fast charging to the wireless power receiver 20.

무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. When it is confirmed that the connected wireless power transmitter 10 supports the fast charging mode, the wireless power receiver 20 may inform the electronic device 30 of this.

전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.The electronic device 30 may display that high-speed charging is possible through a predetermined display unit provided therein, which may be, for example, a liquid crystal display.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.

일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. For example, as shown at reference numeral 200a, the wireless power receiver 20 may be composed of a plurality of wireless power receivers, and a plurality of wireless power receivers are connected to one wireless power transmitter 10 to provide wireless Charging can also be performed.

이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.At this time, the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to a plurality of wireless power receivers in a time division manner, but is not limited thereto. As another example, the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to a plurality of wireless power receivers using different frequency bands allocated to each wireless power receiver.

이때, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receivers connectable to one wireless power transmitter 10 is based on at least one of the amount of power required for each wireless power receiver, the state of charge of the battery, the power consumption of the electronic device, and the amount of available power of the wireless power transmitter. can be determined adaptively.

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. As another example, as shown in reference numeral 200b, the wireless power transmitter 10 may be composed of a plurality of wireless power transmitters.

이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. In this case, the wireless power receiver 20 may be simultaneously connected to a plurality of wireless power transmitters, and may simultaneously receive power from the connected wireless power transmitters and perform charging.

이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power transmitters connected to the wireless power receiver 20 is adaptively based on the amount of power required by the wireless power receiver 20, the state of charge of the battery, the power consumption of the electronic device, and the amount of available power of the wireless power transmitter. can be determined

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.For example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmission coils 111, 112, and 113. Each transmission coil may have a partial area overlapping with other transmission coils, and the wireless power transmitter may send predetermined detection signals 117 and 127 for detecting the presence of a wireless power receiver through each transmission coil - for example, Digital ping signals are sent sequentially in a predefined order.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary detection signal transmission procedure shown in reference number 110, and the signal strength indicator (Signal Strength Indicator) from the wireless power receiver 115 The strength indicator 116 may identify the received transmission coils 111 and 112 .

연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다. Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in reference numeral 120, and transmits power among the transmission coils 111 and 112 having received the signal strength indicator 126. Efficiency (or charging efficiency) - that is, the alignment between the transmitting coil and the receiving coil - is identified, and power is transmitted through the identified transmitting coil - that is, wireless charging is performed - can be controlled. .

상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3 above, the reason why the wireless power transmitter performs the detection signal transmission procedure twice is to more accurately identify to which transmission coil the receiving coil of the wireless power receiver is well aligned.

만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.If, as shown in reference numerals 110 and 120 of FIG. 3 above, when the signal strength indicators 116 and 126 are received by the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, the wireless power transmitter selects the most aligned transmission coil based on the signal strength indicator 126 received in each of the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, and performs wireless charging using the selected transmission coil. .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 협상 단계(Negotiation Phase, 440), 보정 단계(Calibration Phase, 450), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 460) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 470)로 구분될 수 있다. Referring to FIG. 4, power transmission from a transmitter to a receiver according to an embodiment of the present invention largely includes a selection phase (Selection Phase), a ping phase (420), and an identification and configuration phase (Identification and Configuration Phase). , 430), negotiation phase (Negotiation Phase, 440), calibration phase (Calibration Phase, 450), power transfer phase (Power Transfer Phase, 460), and renegotiation phase (Renegotiation Phase, 470).

선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S402, S404, S408, S410 및 S412를 포함함-일 수 있다. The selection step 410 is a step that is transitioned to - including, for example, reference numerals S402, S404, S408, S410 and S412 - if a specific error or specific event is detected while power transmission is initiated or maintained. can

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. Here, specific errors and specific events will become clear through the following description.

또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. Also, in selection step 410, the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S403). If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to a ping step (420) (S403).

일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일(또는 1차 코일(Primary Coil))의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. 여기서, 활성 영역은 수신기가 배치되어 무선 충전이 가능한 영역을 의미할 수 있다.For example, in the selection step 410, the transmitter transmits an analog ping signal of very short pulses, and based on the current change of the transmitting coil (or primary coil), the active area of the interface surface ( It can detect whether an object exists in the Active Area). Here, the active area may mean an area where a receiver is disposed and wireless charging is possible.

다른 일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 구비된 센서를 이용하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수도 있다. As another example, in the selection step 410, the transmitter may detect whether an object exists in the active area of the interface surface using the provided sensor.

일 예로, 센서는 홀 센서, 압력 센서, 정전 용량 센서, 전류 센서, 전압 센서, 빛 감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나의 센서를 통해 활성 영역에 배치된 물체를 감지할 수 있다.For example, the sensor may include a Hall sensor, a pressure sensor, a capacitance sensor, a current sensor, a voltage sensor, a light sensor, and the like, and an object disposed in the active area may be detected through at least one of these sensors. .

선택 단계(410)에서 물체가 감지된 경우, 무선 전력 송신기는 구비된 LC 공진 회로-예를 들면, LC 공진 회로는 직렬로 연결된 코일(인덕터) 및 공진 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있음-에 상응하는 품질 인자를 측정할 수 있다. When the object is detected in the selection step 410, the wireless power transmitter corresponds to the provided LC resonant circuit - for example, the LC resonant circuit may include a coil (inductor) and a resonant capacitor connected in series. quality factors can be measured.

본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는 선택단계(410)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 무선 전력 수신기가 배치되었는지를 판단하기 위하여 품질 인자(Quality Factor) 값을 측정할 수 있다. When an object is detected in the selection step 410, the transmitter according to an embodiment of the present invention may measure a quality factor value to determine whether the wireless power receiver is disposed in the charging area together with foreign substances.

여기서, 품질 인자 값은 핑 단계(420)로의 진입 이전에 측정될 수 있다. 또한, 품질 인자 값은 송신 코일을 통한 전력 전송이 일시 중단된 상태에서 측정될 수 있다. Here, the quality factor value may be measured prior to entering the ping step 420 . Also, the quality factor value may be measured in a state in which power transmission through the transmission coil is temporarily suspended.

품질 인자 값은 다양한 방법으로 측정될 수 있다.Quality factor values can be measured in a variety of ways.

일 예로, 품질 인자 값은 타임 도메인(Time Domain)에서 단위 시간 동안의 펄스 신호의 전압 감쇄율에 기반하여 측정될 수 있다.For example, the quality factor value may be measured based on a voltage decay rate of a pulse signal for unit time in the time domain.

다른 일 예로, 품질 인자 값은 주파수 도메인(Frequency Domain)에서 공진점에서의 에너지 집중률에 기반하여 측정될 수 있다.As another example, the quality factor value may be measured based on an energy concentration rate at a resonance point in a frequency domain.

또 다른 일 예로, 품질 인자 값은 공진 회로에서의 전압 증폭률에 기반하여 측정될 수도 있다.As another example, the quality factor value may be measured based on the voltage amplification factor in the resonant circuit.

일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 미리 정의된 기준 동작 주파수에 대한 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 여기서, 기준 동작 주파수는 100KHz일 수 있다.A wireless power transmitter according to an embodiment may measure a quality factor value for a predefined reference operating frequency. Here, the reference operating frequency may be 100 KHz.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 전송에 사용 가능한 동작 주파수 대역 내에서 일정 주파수 단위로 품질 인자 값을 측정할 수도 있다. A wireless power transmitter according to another embodiment may measure a quality factor value in units of a predetermined frequency within an operating frequency band usable for wireless power transmission.

이 경우, 무선 전력 송신기는 동작 주파수 대역 내 측정된 품질 인자 값들 중 최대값을 가지는 동작 주파수 값을 확인하고, 이를 메모리에 저장할 수 있다. In this case, the wireless power transmitter may check an operating frequency value having a maximum value among measured quality factor values within an operating frequency band and store it in a memory.

이하 설명의 편의를 위해 동작 주파수 대역 내 품질 인자 값이 최대인 주파수를 품질 인자 피크 주파수(Quality Factor Peak Frequency) 또는 설명의 편의를 위해 간단히 피크 주파수 또는 공진 주파수(Resonance Frequecy)라 명하기로 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, the frequency at which the quality factor value is maximum within the operating frequency band is referred to as a quality factor peak frequency or simply a peak frequency or a resonance frequency for convenience of explanation.

동작 주파수 대역에 상응하여 측정되는 품질 인자 값의 측정 패턴 및 품질 인자 피크 주파수는 무선 전력 송신기의 타입에 따라 상이할 수 있다. The measurement pattern of the quality factor value measured corresponding to the operating frequency band and the quality factor peak frequency may be different depending on the type of the wireless power transmitter.

특히, 동일 동작 주파수에 대해 수신기를 인증하기 위해 사용되는 송신기-이하 설명의 편의를 위해 '인증용 송신기'라 명함-와 LCR 미터를 이용하여 측정된 품질 인자 값은 상용 송신기에서 측정된 품질 인자 값과 상이할 수도 있다.In particular, the quality factor value measured using the transmitter used to authenticate the receiver for the same operating frequency - referred to as 'authentication transmitter' for convenience of explanation below - and the LCR meter is the quality factor value measured in the commercial transmitter. may differ from

무선 전력 송신기는 핑 단계(420)에서 신호 세기 패킷이 수신되면, 식별 및 구성 단계(430)로 진입할 수 있다(S403). When the signal strength packet is received in the ping step 420, the wireless power transmitter may enter the identification and configuration step 430 (S403).

무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 협상 단계로(440)로 진입할 수 있다(S405).When the identification and configuration procedures are normally completed, the wireless power transmitter may enter the negotiation phase (440) (S405).

또한, 무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 수신기의 타입에 따라 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S406).In addition, when the identification and configuration procedures are normally completed, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 according to the type of receiver (S406).

무선 전력 송신기는 협상 단계(440)로 진입하면 무선 전력 수신기로부터 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷(Foreign Object Detection Status Packet)을 수신할 수 있다. Upon entering the negotiation phase 440, the wireless power transmitter may receive a foreign object detection status packet including a reference quality factor value from the wireless power receiver.

무선 전력 송신기는 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter may determine a quality factor threshold value based on the received reference quality factor value.

이후, 무선 전력 송신기는 측정된 품질 인자 값과 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. Thereafter, the wireless power transmitter may compare the measured quality factor value with a quality factor threshold value to determine whether a foreign substance is present.

하지만, 기준 품질 인자 값에 기초하여 결정된 소정 품질 인자 임계 값과 측정된 품질 인자 값을 단순 비교하여 이물질의 존재 여부를 검출하는 이물질 검출 방법이 상용 송신기에 적용되는 경우 이물질 검출에 대한 정확도가 낮아질 수 있다. However, if a foreign matter detection method for detecting the existence of a foreign matter by simply comparing a predetermined quality factor threshold value determined based on a reference quality factor value and a measured quality factor value is applied to a commercial transmitter, the accuracy of foreign matter detection may be lowered. there is.

여기서, 기준 품질 인자 값은 인증용 송신기의 충전 영역에 이물질 배치되지 않은 상태에서 측정된 기준 동작 주파수에서의 품질 인자 값을 의미한다. Here, the reference quality factor value means a quality factor value at a reference operating frequency measured in a state in which foreign substances are not placed in the charging area of the authentication transmitter.

협상 단계(440)에서 수신된 기준 품질 인자 값과 핑 단계(420) 이전에 측정된 기준 동작 주파수에 상응하는 품질 인자 값-이하, 설명의 편의를 위해 현재 품질 인자 값이라 명함-을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다. By comparing the reference quality factor value received in the negotiation step 440 and the quality factor value corresponding to the reference operating frequency measured before the ping step 420—hereinafter referred to as the current quality factor value for convenience of description— existence can be determined.

하지만, 기준 품질 인자 값이 측정된 송신기-즉, 인증용 송신기-와 현재 품질 인자 값이 측정된 송신기는 서로 상이할 수 있다. 따라서, 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 결정된 품질 인자 임계 값은 정확하지 않을 수 있다.However, a transmitter whose reference quality factor value is measured—that is, a transmitter for authentication—and a transmitter whose current quality factor value is measured may be different from each other. Therefore, the determined threshold value of the quality factor for determining whether a foreign material is present may not be accurate.

따라서, 본 발명의 일 실시에 따른 송신기는 해당 송신기 타입에 대응하는 기준 품질 인자 값을 무선 전력 수신기로부터 수신하고, 수신된 기준 품질 인자 값에 기초하여 품질 인자 임계 값을 결정할 수도 있다Accordingly, the transmitter according to an embodiment of the present invention may receive a reference quality factor value corresponding to the corresponding transmitter type from the wireless power receiver and determine a quality factor threshold value based on the received reference quality factor value.

송신 코일은 주변 환경 변화에 따라 인덕턴스 및/또는 해당 송신 코일 내 직렬 저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 해당 송신 코일에서의 공진 주파수가 변경(시프트)될 수 있다. 즉, 동작 주파수 대역 내 최대 품질 인자 값이 측정되는 주파수인 품질 인자 피크 주파수가 이동될 수 있다.Inductance and/or a series resistance component in the transmission coil may be reduced according to a change in the surrounding environment of the transmission coil, and as a result, a resonant frequency of the transmission coil may be changed (shifted). That is, the quality factor peak frequency, which is the frequency at which the maximum quality factor value is measured within the operating frequency band, may be shifted.

일 예로, 무선 전력 수신기는 높은 투자율을 갖는 마그네틱 실드(차폐재)를 포함하기 때문에, 높은 투자율은 송신 코일에서 측정되는 인덕턴스 값을 증가시킬 수 있다. 반면에 금속 타입의 이물질은 인덕턴스 값을 감소시킬 수 있다.For example, since the wireless power receiver includes a magnetic shield (shielding material) having a high permeability, the high permeability may increase an inductance value measured in a transmission coil. On the other hand, metal-type foreign matter may reduce the inductance value.

일반적으로 LC 공진 회로의 경우, 공진 주파수(f_resonant)는

Figure 112018086694321-pct00001
로 계산된다.In general, for an LC resonant circuit, the resonant frequency (f_resonant) is
Figure 112018086694321-pct00001
is calculated as

송신기의 충전 영역에 무선 전력 수신기만이 배치되면, L값이 증가되므로 공진주파수는 작아지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 왼쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.When only the wireless power receiver is disposed in the charging area of the transmitter, the resonant frequency decreases because the L value increases. That is, the resonant frequency moves (shifts) to the left on the frequency axis.

반면, 송신기의 충전 영역에 이물질이 배치되면, L값을 감소시키므로 공진주파수는 커지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 오른쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.On the other hand, if a foreign substance is placed in the charging area of the transmitter, the L value is reduced, so the resonant frequency increases. That is, the resonant frequency moves (shifts) to the right on the frequency axis.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 송신기는 품질 인자 피크 주파수의 변화에 기반하여 충전 영역에 배치된 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.The transmitter according to another embodiment of the present invention may determine the presence or absence of a foreign material disposed in the charging area based on a change in the quality factor peak frequency.

송신기는 해당 송신기 타입에 대응하여 미리 설정된 품질 인자 피크 주파수-이하, 설명의 편의를 위해 '기준 품질 인자 피크 주파수(pf_reference)' 또는 '기준 피크 주파수' 또는 '기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)'라 명함-에 관한 정보를 수신기로부터 획득하거나 미리 소정 기록 영역에 유지할 수 있다.The transmitter is referred to as a 'reference quality factor peak frequency (pf_reference)', 'reference peak frequency' or 'reference resonance frequency' for convenience of explanation, below the pre-set quality factor peak frequency corresponding to the corresponding transmitter type. Business card-related information can be obtained from the receiver or held in a predetermined recording area in advance.

송신기는 충전 영역에 물체가 배치되었음을 감지하면, 핑 단계(420)로의 진입 이전에 동작 주파수 대역 내 품질 인자 값을 측정하고, 측정 결과에 기반하여 품질 인자 피크 주파수를 식별할 수 있다. 여기서, 식별된 품질 인자 피크 주파수를 기준 품질 인자 피크 주파수와 구분하기 위해 '측정 품질 인자 피크 주파수(pf_measured)' 또는 '측정 피크 주파수 또는 '측정 공진 주파수(Measured Resonance Frequency'라 명하기로 한다.When detecting that an object is placed in the charging area, the transmitter may measure a quality factor value within an operating frequency band before entering the ping step 420 and identify a quality factor peak frequency based on the measurement result. Here, in order to distinguish the identified quality factor peak frequency from the reference quality factor peak frequency, it is referred to as 'measured quality factor peak frequency (pf_measured)', 'measured peak frequency' or 'measured resonance frequency'.

협상 단계(430)에서 송신기는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정 품질 인자 피크 주파수에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.In the negotiation step 430, the transmitter may determine whether or not a foreign substance is present based on the reference quality factor peak frequency and the measured quality factor peak frequency.

만약, 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보가 수신기로부터 수신되는 경우, 식별 및 구성 단계(430) 또는 협상 단계(440)에서 소정 패킷을 통해 수신될 수 있다.If information on the reference quality factor peak frequency is received from the receiver, it may be received through a predetermined packet in the identification and configuration step 430 or the negotiation step 440.

일 예로, 송신기는 식별 및 구성 단계(430)는 자신의 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수 있다. For example, the transmitter identification and configuration step 430 may transmit information about the transmitter type of the transmitter to the receiver.

수신기는 수신된 송신기 타입 정보에 대응하여 미리 저장된 기준 품질 인자 피크 주파수를 해당 메모리에서 독출하고, 독출된 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보를 송신기에 전송할 수 있다.The receiver may read a pre-stored reference quality factor peak frequency corresponding to the received transmitter type information from a corresponding memory, and transmit information about the read reference quality factor peak frequency to the transmitter.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 송신기는 품질 인자 피크 주파수에 기반한 이물질 검출 방법과 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 방법을 모두 이용하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다. The transmitter according to another embodiment of the present invention may determine whether a foreign material exists by using both a foreign material detection method based on a quality factor peak frequency and a foreign material detection method based on a quality factor value.

일 예로, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값과 측정된 품질 인자 값의 비교 결과 큰 차이가 없는 경우-예를 들면, 두 값 사이의 차이가 10% 이하인 경우-, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정된 품질 인자 피크 주파수를 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다. For example, when there is no significant difference as a result of comparing the reference quality factor value corresponding to the transmitter type and the measured quality factor value - for example, when the difference between the two values is 10% or less -, the reference quality corresponding to the transmitter type The presence or absence of a foreign material may be determined by comparing the factor peak frequency with the measured quality factor peak frequency.

반면, 두 품질 인자 값의 차이가 10%를 초과하는 경우, 송신기는 즉시 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. On the other hand, if the difference between the two quality factor values exceeds 10%, the transmitter may immediately determine that a foreign material is present.

다른 실시 예로, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정된 품질 인자 임계 값과 측정된 품질 인자 값의 비교 결과 이물질이 없다고 판단되는 경우, 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정된 품질 인자 피크 주파수를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다. In another embodiment, when it is determined that there is no foreign material as a result of comparing the quality factor threshold value determined based on the reference quality factor value corresponding to the transmitter type and the measured quality factor value, the transmitter determines the reference quality factor peak frequency corresponding to the transmitter type and the measured quality factor value. The presence or absence of a foreign material may be determined by comparing the measured quality factor peak frequency.

송신기는 품질 인자 값에 기반하여 이물질을 검출하는 것이 용이하기 않은 경우, 식별된 수신기에 해당 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보를 요청할 수도 있다. When it is not easy for the transmitter to detect the foreign matter based on the quality factor value, the transmitter may request information about a reference quality factor peak frequency corresponding to the corresponding transmitter type from the identified receiver.

이 후, 송신기는 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보가 수신기로부터 수신되면, 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정 품질 인자 피크 주파수를 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. Thereafter, when information on the reference quality factor peak frequency is received from the receiver, the transmitter may determine whether or not the foreign material is present using the reference quality factor peak frequency and the measured quality factor peak frequency.

이를 통해, 송신기는 충전 영역에 배치된 이물질을 보다 정확하게 검출할 수 있다.Through this, the transmitter can more accurately detect the foreign matter disposed in the charging area.

송신기는 물체를 감지하면, 핑 단계(420)에 진입하여 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송할 수 있다. When the transmitter detects an object, it may enter the ping step 420 to wake up the receiver and transmit a digital ping for identifying whether the detected object is a wireless power receiver.

핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다. In the ping step 420, if the transmitter does not receive a digital ping response signal (for example, a signal strength packet) from the receiver, it may proceed to the selection step 410 again.

또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다. In addition, in the ping step 420, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission has been completed—that is, a charge completion packet—from the receiver, the transmitter may proceed to the selection step 410.

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다. Upon completion of the ping phase 420, the transmitter may transition to an identification and configuration phase 430 to identify the receiver and collect receiver configuration and status information.

송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수도 있다.The transmitter may transmit information about the transmitter type to the receiver in the identification and configuration step 430.

수신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기 타입에 관한 정보를 송신기에 요구할 수도 있으며, 송신기는 수신기의 요구에 따라 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수도 있다.The receiver may request information on the transmitter type from the transmitter in the identification and configuration step 430, and the transmitter may transmit information on the transmitter type to the receiver according to the receiver's request.

또한, 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다. In addition, in the identification and configuration step 430, the transmitter determines whether an unwanted packet is received (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined period of time (time out), there is a packet transmission error (transmission error), or power If no power transfer contract is established (no power transfer contract), the process may proceed to the selection step 410 .

송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(440)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.The transmitter may check whether it is necessary to enter the negotiation step 440 based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 430.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(440)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다. As a result of the confirmation, if negotiation is necessary, the transmitter may enter the negotiation step 440 and perform a predetermined FOD detection procedure.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다.On the other hand, as a result of confirmation, if negotiation is not required, the transmitter may directly enter the power transmission step 460.

일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 해당 무선 전력 수신기가 제1 전력 전송 모드만을 지원하는 수신기로 확인된 경우, 협상 단계(440)를 수행하지 않고, 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수 있다. In the identification and configuration step 430, the wireless power transmitter according to an embodiment does not perform the negotiation step 440 when the corresponding wireless power receiver is identified as a receiver supporting only the first power transmission mode, and directly transmits the power. (460).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 주기적으로 소정 이물질 검출 절차를 수행할 수 있다. After entering the power transmission step 460, the wireless power transmitter may periodically perform a foreign object detection procedure.

여기서, 이물질 검출 절차는 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 절차일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전력 손실(Power loss)에 기반한 이물질 검출 절차가 적용될 수 있다. Here, the foreign material detection procedure may be a foreign material detection procedure based on a quality factor value, but is not limited thereto, and a foreign material detection procedure based on power loss may be applied.

전력 손실에 기반한 이물질 검출 절차는 무선 전력 송신기의 전송 전력과 무선 전력 수신기의 수신 전력의 차이를 소정 기준치와 비교하여 이물질 존재 여부를 판단하는 방법으로서 자세한 절차는 후술할 도면들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.The foreign matter detection procedure based on power loss is a method of comparing the difference between the transmission power of a wireless power transmitter and the received power of a wireless power receiver with a predetermined reference value to determine whether a foreign matter exists. will be.

일 예로, 협상 단계(440)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다. 또는, 송신기 타입에 대응되는 기준 피크 주파수 값이 포함된 FOD Status Packet을 수신할 수 있다. For example, in the negotiation step 440, the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet including a reference quality factor value. Alternatively, a FOD Status Packet including a reference peak frequency value corresponding to a transmitter type may be received.

다른 일 예로, 협상 단계(440)에서 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값 및 기준 피크 주파수 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수도 있다. As another example, in the negotiation step 440, the transmitter may receive a status packet including a reference quality factor value and a reference peak frequency value corresponding to the transmitter type.

이때, 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다. In this case, the transmitter may determine a quality factor threshold value for foreign matter detection based on a reference quality factor value corresponding to the transmitter type.

송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 피크 주파수 임계 값을 결정할 수도 있다. The transmitter may determine a quality factor peak frequency threshold value for foreign material detection based on a reference quality factor peak frequency value corresponding to a transmitter type.

송신기는 결정된 품질 인자 임계 값 및(또는) 결정된 품질 인자 피크 주파수 임계 값을 측정된 품질 인자 값-핑 단계(420) 이전에 측정된 품질 인자 값을 의미함- 및(또는) 측정 품질 인자 피크 주파수 값과 비교하여 충전 영역에 배치된 이물질을 검출할 수도 있다.The transmitter sets the determined quality factor threshold and/or the determined quality factor peak frequency threshold to the measured quality factor value - meaning the quality factor value measured prior to the ping step 420 - and/or the measured quality factor peak frequency. By comparing the value, it is also possible to detect foreign matter placed in the filling area.

송신기는 이물질 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 네거티브 응답 패킷(Negative acknowledge packet)을 수신기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The transmitter may control power transmission according to the foreign matter detection result. For example, when a foreign material is detected, the transmitter may transmit a negative acknowledge packet to the receiver as a response to the foreign material detection status packet. Accordingly, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.

송신기는 결정된 품질 인자 피크 주파수 임계 값 및 측정 품질 인자 피크 주파수 값을 비교하여 충전 영역에 배치된 이물질을 검출할 수 있다. 송신기는 이물질 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. The transmitter may detect a foreign object disposed in the charging area by comparing the determined quality factor peak frequency threshold value and the measured quality factor peak frequency value. The transmitter may control power transmission according to the foreign matter detection result.

일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 이물질 검출 상태 패킷(FOD Status Packet)에 대한 응답으로 NACK 패킷(Negative acknowledge packet)을 수신기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. For example, when a foreign substance is detected, the transmitter may transmit a NACK packet (Negative acknowledge packet) to the receiver in response to the foreign substance detection status packet (FOD Status Packet). Accordingly, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.

이물질이 검출된 경우, 송신기는 수신기로부터 충전 종료 메시지(End of Charge Message)를 수신할 수 있으며, 그에 따라 선택 단계(410)로 진입할 수 있다. When the foreign matter is detected, the transmitter may receive an end of charge message from the receiver, and may enter the selection step 410 accordingly.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신기는 협상 단계(440)에서 이물질이 검출된 경우, 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S415). When a foreign substance is detected in the negotiation step 440, the transmitter according to another embodiment of the present invention may enter the power transmission step 460 (S415).

반면, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 송신 전력에 대한 협상 단계(440)를 완료하고, 보정 단계(450)를 거쳐 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S407 및 S409). On the other hand, if the foreign matter is not detected, the transmitter may complete the negotiation step 440 for transmission power, go through the correction step 450, and enter the power transmission step 460 (S407 and S409).

상세하게, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에 진입하면 수신단에서 수신된 전력의 세기를 확정하고, 송신단에서 전송할 전력의 세기를 결정하기 위해 송신단과 수신단 사이의 전력 손실을 측정할 수 있다. In detail, when the foreign matter is not detected, the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end when the transmitter enters the calibration step 450, and measures the power loss between the transmitting end and the receiving end to determine the strength of the power to be transmitted at the transmitting end. can do.

일 예로, 송신기는 전력 전송 중 수신단으로부터 피드백되는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 수신기에의 수신 전력 세기를 확정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(450)에서 송신단에서의 전송 전력과 수신단에서의 수신 전력 사이의 세기 차이에 기반하여 전력 손실을 예측(또는 산출)할 수 있다. For example, the transmitter may determine the received power intensity of the receiver based on the received power intensity information fed back from the receiving end during power transmission. That is, in the calibration step 450, the transmitter may predict (or calculate) the power loss based on the intensity difference between the transmitted power at the transmitting end and the received power at the receiving end.

전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S410). In the power transmission step 460, the transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transmission contract occurs (power transmission step 460). transfer contract violation), when charging is completed, the selection step 410 may be entered (S410).

또한, 전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수 있다(S411). 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(460)로 회귀할 수 있다(S413). In addition, in the power transmission step 460, the transmitter may transition to the renegotiation step 470 if it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to the transmitter state change (S411). At this time, if renegotiation is normally completed, the transmitter may return to power transmission step 460 (S413).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. The power transmission contract described above may be established based on state and characteristic information of a transmitter and a receiver.

일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.For example, the transmitter status information may include information on maximum transmittable power and the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver status information may include information on required power.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력에 기반하여 제1 전력 전송 모드 중 제2 전력 전송 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작할 수 있다. The wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention may operate in one of the second power transfer modes among the first power transfer modes based on the guaranteed power required by the wireless power receiver.

무선 전력 송신기에 연결되는 무선 전력 수신기는 제1 전력 전송 모드만을 지원하는 수신기이거나 제1 전력 전송 모드 및 제2 전력 전송 모드를 모두 지원하는 수신기일 수 있다.A wireless power receiver connected to the wireless power transmitter may be a receiver supporting only the first power transfer mode or a receiver supporting both the first power transfer mode and the second power transfer mode.

여기서, 제2 전력 전송 모드에 상응하여 설정 가능한 보장 전력은 제1 전력 전송 모드에서 설정 가능한 보장 전력보다 클 수 있다.Here, guaranteed power settable according to the second power transfer mode may be greater than guaranteed power settable in the first power transfer mode.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining a foreign matter detection procedure in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

상세하게 도 5는 제2 전력 전송 모드에서의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 도면이다.In detail, FIG. 5 is a diagram for explaining a foreign matter detection procedure in a second power transmission mode.

도 5를 참조하면, 무선 전력 송신기(510)는 선택 단계에서 물체가 감지되면, 핑 단계로의 진입 이전에 소정 기준 동작 주파수에서의 품질 인자 값을 측정할 수 있다(S501). Referring to FIG. 5 , when an object is detected in the selection step, the wireless power transmitter 510 may measure a quality factor value at a predetermined reference operating frequency before entering the ping step (S501).

여기서, 기준 동작 주파수는 공진 주파수(resonance frequency)일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 무선 전력 송신기(510)는 측정된 품질 인자 값을 내부 메모리에 저장할 수 있다(S502).Here, the reference operating frequency may be a resonance frequency, but is not limited thereto. The wireless power transmitter 510 may store the measured quality factor value in an internal memory (S502).

무선 전력 송신기(510)는 핑 단계로 진입하여 상기한 도 3에서 설명된 감지 신호 전송 절차를 수행할 수 있다(S503).The wireless power transmitter 510 may enter the ping phase and perform the detection signal transmission procedure described in FIG. 3 (S503).

무선 전력 송신기(510)는 무선 전력 수신기(520)가 감지되면, 식별 및 구성 단계로 진입하여 식별 패킷 및 구성 패킷을 수신할 수 있다(S504 및 S505).When the wireless power receiver 520 is detected, the wireless power transmitter 510 may enter an identification and configuration step and receive an identification packet and a configuration packet (S504 and S505).

무선 전력 송신기(510)는 협상 단계로 진입하여 이물질 검출 상태 패킷을 무선 전력 수신기(520)로부터 수신할 수 있다(S506). 여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 기준 품질 인자 값을 포함할 수 있다. The wireless power transmitter 510 may enter the negotiation phase and receive a foreign matter detection status packet from the wireless power receiver 520 (S506). Here, the foreign matter detection status packet may include a reference quality factor value.

무선 전력 수신기(510)는 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부 판단을 위한 임계 값을 결정할 수 있다(S507).The wireless power receiver 510 may determine a threshold value for determining the presence or absence of a foreign substance based on the reference quality factor value included in the foreign substance detection state packet (S507).

일 예로, 임계 값은 기준 품질 인자 값보다 소정 비율만큼 작은 값으로 결정될 수 있다.For example, the threshold value may be determined as a value smaller than the reference quality factor value by a predetermined ratio.

무선 전력 송신기(510)는 측정된 품질 인자 값과 결정된 임계 값을 비교하여 이물질을 검출할 수 있다(S508). 여기서, 측정된 품질 인자 값이 임계 값보다 작으면, 무선 전력 송신기(510)는 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The wireless power transmitter 510 may detect foreign matter by comparing the measured quality factor value with the determined threshold value (S508). Here, if the measured quality factor value is smaller than the threshold value, the wireless power transmitter 510 may determine that a foreign material exists in the charging area.

무선 전력 송신기(510)는 이물질 검출 결과에 따라 ACK 응답 또는 NACK 응답 또는 ND(Not defined) 응답을 무선 전력 수신기(520)에 전송할 수 있다(S509).The wireless power transmitter 510 may transmit an ACK response, a NACK response, or a Not Defined (ND) response to the wireless power receiver 520 according to the foreign matter detection result (S509).

무선 전력 수신기(520)는 무선 전력 송신기(510)로부터 NACK 응답 또는 ND 응답이 수신되면, 무선 전력 송신기(510)에 의해 전력 전송이 완전히 중단될 때까지 자신의 출력 단자를 통해 전자 기기(또는 배터리/부하)에 일정 세기 이상의 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다. When a NACK response or an ND response is received from the wireless power transmitter 510, the wireless power receiver 520 transmits an electronic device (or battery) through its output terminal until power transmission is completely stopped by the wireless power transmitter 510. /load) can be controlled so that power over a certain level is not supplied.

여기서, 일정 세기 이상의 전력은 5W가 기준일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계 및 무선 전력 수신기(510)가 탑재된 전자 기기 및(또는 무선 전력 수신기(510)와 연결된 배터리/부하)에 따라 상이하게 정의될 수 있다.Here, the power of a certain intensity or more may be 5W as a standard, but is not limited thereto, and is designed by those skilled in the art and the electronic device equipped with the wireless power receiver 510 and (or the battery/load connected to the wireless power receiver 510) may be defined differently depending on

도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(600)는 제어기(610), 게이트 드라이버(Gate Driver, 620), 인버터(Invertor, 630), 전송 안테나(640), 전원(650), 전력공급기(Power Supply, 660), 센서(670) 및 복조기(680)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 6, the wireless power transmission device 600 includes a controller 610, a gate driver 620, an inverter 630, a transmission antenna 640, a power supply 650, and a power supply. Supply, 660), a sensor 670 and a demodulator 680 may be included.

전력공급기(660)는 전원(650)로부터 인가되는 직류 전력 또는 교류 전력을 변환하여 인버터(630)에 제공할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 전력 공급기(660)로부터 인버터(630)에 공급되는 전압을 인버터 입력 전압 또는 브이 레일(V_rail)이라 명하기로 한다.The power supply 660 may convert DC power or AC power supplied from the power source 650 and provide the converted DC power or AC power to the inverter 630 . Hereinafter, for convenience of description, the voltage supplied from the power supply 660 to the inverter 630 will be referred to as an inverter input voltage or V_rail.

전력 공급기(660)는 전원(650)으로부터 인가되는 전력의 타입에 따라, 교류/직류 변환기(AC/DC Converter) 및 직류/직류 변환기(DC/DC Converter) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The power supply 660 may include at least one of an AC/DC converter and a DC/DC converter according to the type of power applied from the power source 650. .

일 예로, 전력 공급기(660)는 스위칭 모드 전력 공급기(Switching Mode Power Supply, SMPS)일 수 있으며, 스위칭 트랜지스터, 필터 및 정류기 등을 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 스위치 제어 방식을 사용할 수 있다. 여기서, 정류기 및 필터가 독립적으로 구성되어 AC 전원과 SMPS 사이에 배치될 수도 있다. For example, the power supply 660 may be a switching mode power supply (SMPS), and may use a switch control method that converts AC power to DC power using a switching transistor, filter, rectifier, etc. . Here, the rectifier and filter may be configured independently and placed between the AC power supply and the SMPS.

SMPS는 반도체 스위치 소자의 온/오프(on/off) 시간 비율을 제어하여 출력이 안정화된 직류 전원을 해당 디바이스, 또는 회로 소자에 공급하는 전원 장치로서, 고효율, 소형 및 경량화가 가능하여 대부분의 전자기기 및 장비 등에 널리 사용되고 있다.SMPS is a power supply device that controls the on/off time ratio of a semiconductor switch element to supply DC power with a stabilized output to the device or circuit element. It is widely used in instruments and equipment.

전원의 품질에 따라 전자 회로 동작의 안정성이나 정밀도가 좌우되는 경우가 많다. 일반적으로 배터리 및 상용 AC 전원으로부터 안정적 전원을 변환하여 공급하는 방식에는 크게 선형 제어(series regulator) 방식과 스위치 모드(switched mode) 방식이 있다. In many cases, the stability and precision of electronic circuit operation depend on the quality of the power supply. In general, methods for converting and supplying stable power from batteries and commercial AC power include a series regulator method and a switched mode method.

TV 수상기나 CRT 모니터 등에 사용되는 선형 제어 방식은 주위 회로가 간단하고 가격이 저렴하지만, 열 발생이 많고 전원 효율이 낮으며 부피가 크다는 단점이 있다. The linear control method used in TV receivers or CRT monitors has simple surrounding circuits and is inexpensive, but has disadvantages in that it generates a lot of heat, has low power efficiency, and is bulky.

반면, 스위칭 모드 방식은 열 발생이 거의 없고 전력 효율이 높으며 부피가 작다는 장점이 있는 반면, 가격이 비싸고 회로가 복잡하며 고주파 스위칭에 의한 출력 노이즈와 전자파 간섭이 발생될 수 있는 단점이 있다.On the other hand, the switching mode method has the advantage of generating little heat, high power efficiency, and small volume, but has the disadvantage of being expensive, having a complicated circuit, and generating output noise and electromagnetic interference due to high-frequency switching.

다른 일 예로, 전력공급기(660)는 가변 SMPS(Variable Switching Mode Power Supply)가 사용될 수 있다. 가변 SMPS는 교류 전원(AC Power Supply)으로부터 출력되는 수십 Hz 대역의 AC 전압을 스위칭 및 정류하여 DC 전압을 생성한다. As another example, a variable switching mode power supply (SMPS) may be used as the power supply 660 . The variable SMPS generates a DC voltage by switching and rectifying an AC voltage of several tens of Hz band output from an AC power supply.

가변 SMPS(Variable SMPS)는 일정한 레벨의 DC 전압을 출력하거나 송신 제어기(Tx Controller)의 소정 제어에 따라 DC 전압의 출력 레벨을 조정할 수도 있다. A variable SMPS may output a DC voltage of a constant level or adjust the output level of the DC voltage according to a predetermined control of a transmission controller (Tx Controller).

가변 SMPS는 무선 전력 송신기의 전력 증폭기가 항상 효율이 높은 포화 영역에서 동작할 수 있도록, 전력 증폭기-즉, 인버터(530)-의 출력 전력 레벨에 따라 공급 전압을 제어하여, 모든 출력 레벨에서 최대 효율을 유지하게 할 수 있다.The variable SMPS controls the supply voltage according to the output power level of the power amplifier - that is, the inverter 530 - so that the power amplifier of the wireless power transmitter can always operate in the saturation region with high efficiency, so that the maximum efficiency is achieved at all output levels. can keep

가변 SMPS 대신에 일반적으로 사용되는 상용 SMPS를 사용하는 경우에는, 추가적으로 가변 DC/DC 변환기(Variable DC/DC)를 사용할 수 있다. In the case of using a commonly used commercial SMPS instead of a variable SMPS, a variable DC/DC converter may be additionally used.

상용 SMPS와 가변 DC/DC 변환기는 전력 증폭기가 효율이 높은 포화 영역에서 동작할 수 있도록, 전력 증폭기의 출력 전력 레벨에 따라 공급 전압을 제어하여, 모든 출력 레벨에서 최대효율을 유지하게 할 수 있다. 일 실시 예에서, 전력 증폭기는 Class E 타입이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Commercial SMPS and variable DC/DC converters can maintain maximum efficiency at all output levels by controlling the supply voltage according to the output power level of the power amplifier so that the power amplifier can operate in the saturation region with high efficiency. In one embodiment, the power amplifier may be a Class E type, but is not limited thereto.

인버터(630)는 게이트 드라이버(620)를 통해 수신되는 수 MHz ~ 수십 MHz 대역의 스위칭 펄스 신호-즉, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulated) 신호-에 의하여 일정한 레벨의 DC 전압(V_rail)을 AC 전압으로 변환함으로써 무선으로 전송될 교류 전력을 생성할 수 있다. The inverter 630 converts the DC voltage (V_rail) at a constant level to an AC voltage according to a switching pulse signal in the band of several MHz to several tens of MHz received through the gate driver 620, that is, a pulse width modulated signal. By converting to , it is possible to generate AC power to be transmitted wirelessly.

이때, 게이트 드라이버(620)는 제어기(610)로부터 공급되는 레퍼런스 클락(Ref_CLK) 신호를 이용하여 인버터(630)에 포함된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 PWM 신호(SC_0 ~ SC_N)를 생성할 수 있다. At this time, the gate driver 620 generates a plurality of PWM signals (SC_0 to SC_N) for controlling a plurality of switches included in the inverter 630 using the reference clock (Ref_CLK) signal supplied from the controller 610. can

여기서, 인버터(630)가 하프 브릿지 회로를 포함하는 경우, N은 1이고, 인버터(630)가 풀 브릿지 회로를 포함하는 경우, N은 3일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 인버터(630)의 설계 형태에 따라 인버터 타입 별 상이한 개수의 PWM 신호가 공급될 수도 있다. Here, when the inverter 630 includes a half-bridge circuit, N is 1, and when the inverter 630 includes a full-bridge circuit, N may be 3, but is not limited thereto, and the inverter 630 Different numbers of PWM signals may be supplied for each inverter type according to the design form of .

예를 들면, 도 6의 실시 예에서 인버터(630)가 4개의 스위치를 포함하는 풀 브릿지 회로를 포함하는 경우, 인버터(630)는 각각의 스위치를 제어하기 위한 4개의 PWM 신호(SC_0, SC_1, SC_2, SC_3)를 게이트 드라이버(620)로부터 수신할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 6 , when the inverter 630 includes a full bridge circuit including four switches, the inverter 630 uses four PWM signals (SC_0, SC_1, SC_2 and SC_3 may be received from the gate driver 620 .

반면, 도 6의 실시 예에서 인버터(630)가 2개의 스위치를 포함하는 하프 브릿지 회로를 포함하는 경우, 인버터(630)는 각각의 스위치를 제어하기 위한 2개의 PWM 신호(SC_0, SC_1)를 게이트 드라이버(620)로부터 수신할 수 있다.On the other hand, in the embodiment of FIG. 6 , when the inverter 630 includes a half-bridge circuit including two switches, the inverter 630 gates two PWM signals SC_0 and SC_1 for controlling each switch. It can be received from the driver 620.

전송 안테나(640)는 인버터(630)로부터 수신되는 교류 전력 신호를 무선으로 전송하기 위한 적어도 하나의 전력 전송 안테나(미도시)-예를 들면, LC 공진 회로- 및 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.The transmission antenna 640 includes at least one power transmission antenna (not shown) for wirelessly transmitting the AC power signal received from the inverter 630 - for example, an LC resonance circuit - and a matching circuit for impedance matching (not shown) City) may be configured including.

또한, 전송 안테나(640)에 복수의 송신 코일이 구비되는 경우, 전송 안테나(640)는 복수의 송신 코일 중 무선 전력 전송에 사용될 송신 코일을 선택하기 위한 코일 선택 회로(미도시)가 더 포함될 수도 있다.In addition, when the transmission antenna 640 is provided with a plurality of transmission coils, the transmission antenna 640 may further include a coil selection circuit (not shown) for selecting a transmission coil to be used for wireless power transmission among the plurality of transmission coils. there is.

센서(670)는 인버터(630)로부터 입력되는 전력/전압/전류의 세기 또는(및) 전송 안테나(640)에 구비된 송신 코일에 흐르는 전력/전압/전류의 세기, 무선 전력 송신기의 내부 특정 위치-예를 들면, 송신 코일, 충전 베드, 제어 회로 기판 등을 포함할 수 있음-에서의 온도 및(또는) 온도 변화 등을 측정하기 위한 각종 센싱 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 센서(670)에 의해 센싱된 정보는 제어기(610)로 전달될 수 있다.The sensor 670 measures the intensity of power/voltage/current input from the inverter 630 or (and) the intensity of power/voltage/current flowing through the transmission coil provided in the transmission antenna 640, and a specific location inside the wireless power transmitter. It may be configured to include various sensing circuits for measuring temperature and/or temperature change in -eg, which may include a transmission coil, a charging bed, a control circuit board, and the like. Here, information sensed by the sensor 670 may be transmitted to the controller 610 .

또한, 센서(670)는 선택 단계(410, 510)에서 아날로그 핑이 전송되는 동안 송신 코일을 흐르는 전류의 세기를 측정하여 제어기(610)에 전달할 수 있다. 제어기(610)는 선택 단계에서 송신 코일에 흐르는 전력의 세기 정보와 소정 기준치를 비교하여 충전 영역에 배치된 물체의 존재 여부를 감지할 수 있다.In addition, the sensor 670 may measure the strength of the current flowing through the transmission coil while the analog ping is transmitted in the selection steps 410 and 510 and transmit the result to the controller 610 . In the selection step, the controller 610 may detect the existence of an object disposed in the charging area by comparing information on the intensity of power flowing through the transmission coil with a predetermined reference value.

무선 전력 송신기(600)가 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행하는 경우, 무선 전력 송신기(600)는 전송 안테나(640)와 연결된 복조기(680)를 포함할 수 있다.When the wireless power transmitter 600 performs in-band communication with the wireless power receiver, the wireless power transmitter 600 may include a demodulator 680 connected to the transmission antenna 640.

복조기(680)는 진폭 변조된 인밴드 신호를 복조하여 제어기(610)에 전달할 수 있다.The demodulator 680 may demodulate the amplitude-modulated in-band signal and transfer the demodulated signal to the controller 610 .

일 예로, 제어기(610)는 복조기(680)로부터 수신된 복조 신호에 기반하여 전송한 디지털 핑에 대응하는 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)의 수신 여부를 확인할 수 있다.For example, the controller 610 may check whether a signal strength indicator corresponding to the transmitted digital ping is received based on the demodulation signal received from the demodulator 680 .

제어기(610)는 선택 단계(410)에서 충전 영역에 배치된 물체를 감지하면, 핑 단계(420)로 진입하여 전송 안테나(640)를 통해 디지털 핑이 전송되도록 제어할 수 있다.When the controller 610 detects an object placed in the charging area in the selection step 410, it enters the ping step 420 and controls digital ping to be transmitted through the transmission antenna 640.

제어기(610)는 선택 단계(410)에서 충전 영역에 배치된 물체를 감지하면, 핑 단계로 진입하기 이전에 전력 전송을 일시 중단하고 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 여기서, 측정된 품질인자 값은 무선 전력 송신기(600)에 구비된 소정 메모리(미도시)에 유지될 수 있다.When the controller 610 detects an object placed in the charging area in the selection step 410, the controller 610 may temporarily stop power transmission and measure a quality factor value before entering the ping step. Here, the measured quality factor value may be maintained in a predetermined memory (not shown) provided in the wireless power transmitter 600 .

제어기(610)는 핑 단계에서 신호 세기 지시자의 수신이 확인되면, 디지털 핑 전송을 중단하고 식별 및 구성 단계(430)로 진입하여 식별 패킷 및 구성 패킷을 수신할 수 있다.If reception of the signal strength indicator is confirmed in the ping step, the controller 610 may stop transmitting the digital ping and enter an identification and configuration step 430 to receive an identification packet and a configuration packet.

제어기(610)는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 전력 전송 종료 패킷이 수신되면, 전력 전송을 중단하고, 선택 단계(410)로 진입할 수 있다.After entering the power transmission step 460 , the controller 610 may stop power transmission and enter the selection step 410 when a power transfer end packet is received.

또한, 제어기(610)는 충전 영역에 이물질이 존재하는 경우, 전력 전송을 중단하고 선택 단계(410)로 진입할 수도 있다.In addition, the controller 610 may stop power transmission and enter the selection step 410 when there is a foreign substance in the charging area.

또한, 제어기(610)는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 수신 신호 세기 패킷에 기반하여 무선 전력 전송 경로상의 전력 손실을 산출(또는 추정)할 수 있다. Also, the controller 610 may calculate (or estimate) a power loss on the wireless power transmission path based on the received signal strength packet received from the wireless power receiver.

제어기(610)는 산출(또는 추정)된 전력 손실에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.The controller 610 may determine the presence or absence of foreign matter based on the calculated (or estimated) power loss.

또한, 제어기(610)는 센서(670)로부터 수신된 온도 센싱 정보 또는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 온도 측정 정보에 기반하여 온도 변화를 측정할 수 있다. 제어기(610)는 측정된 온도 변화에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.Also, the controller 610 may measure a temperature change based on temperature sensing information received from the sensor 670 or temperature measurement information received from the wireless power receiver. The controller 610 may determine the existence of a foreign substance based on the measured temperature change.

또한, 제어기(610)는 전력 손실에 기반한 이물질 존재 여부 판단 결과에 기반하여 온도 변화에 기반한 이물질 존재 여부 판단 절차를 수행할 수도 있다.In addition, the controller 610 may perform a procedure for determining whether a foreign material exists based on a temperature change based on a result of determining whether a foreign material exists based on power loss.

또한, 본 발명에 따른 제어기(610)는 협상 단계(440)에서 FOD 상태 패킷을 수신하면, 수신된 FOD 상태 패킷에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하고, 결정된 임계 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다.In addition, when the FOD status packet is received in the negotiation step 440, the controller 610 according to the present invention determines a threshold value for detecting foreign matter based on the received FOD status packet, and determines the presence of foreign matter based on the determined threshold value. You can judge whether or not.

제어기(610)는 전력 전송 단계(460)에서 복조기(680)을 통해 리핑 코드 또는 과열 코드가 포함된 전력 전송 종료 패킷이 수신되는 경우, 전력 전송을 중단하고, 선택 단계(410)로 진입하여 리핑 타이머를 구동시킬 수도 있다. When a power transfer end packet including a ripping code or an overheating code is received through the demodulator 680 in the power transmission step 460, the controller 610 stops power transmission and enters the selection step 410 to perform ripping. You can also run a timer.

제어기(610)는 구동된 리핑 타이머가 만료될 때까지 아날로그 핑 전송 및 비프 신호 출력을 억제시킬 수 있다. 이후, 리핑 타이머가 만료되면, 제어기(610)는 핑 단계(420)로 진입하여 전송 안테나(640)를 통해 디지털 핑이 전송되도록 제어할 수 있다. The controller 610 may suppress analog ping transmission and beep signal output until the driven ripping timer expires. Thereafter, when the ripping timer expires, the controller 610 may enter a ping step 420 and control digital ping to be transmitted through the transmit antenna 640 .

제어기(610)는 감지된 수신기에 대한 식별 및 구성이 완료된 후 리핑 코드 또는 과열 코드가 포함된 전력 전송 종료 패킷이 수신되면, 리핑 시간을 재설정한 후 선택 단계(410)로 회귀할 수 있다. When a power transfer end packet including a ripping code or an overheating code is received after identification and configuration of the detected receiver are completed, the controller 610 may reset the ripping time and then return to the selection step 410 .

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(600)의 동작 모드는 제1 전력 전송 모드 및 제2 전력 전송 모드를 포함할 수 있다. An operation mode of the wireless power transmitter 600 according to an embodiment of the present invention may include a first power transmission mode and a second power transmission mode.

제어기(610)는 협상 단계(440)에서의 이물질이 존재 여부에 대한 판단 결과에 기초하여 제1 전력 전송 모드와 제2 전력 전송 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작시킬 수 있다. The controller 610 may operate the controller 610 in one of the first power transfer mode and the second power transfer mode based on the result of determining whether the foreign matter is present in the negotiation step 440 .

여기서, 제2 전력 전송 모드는 제1 전력 전송 모드보다 보장 전력(또는 최대 전송 전력)이 크게 설정될 수 있다. Here, the guaranteed power (or maximum transmit power) of the second power transfer mode may be set higher than that of the first power transfer mode.

일 예로, 제1 전력 전송 모드에서의 보장 전력은 5W이고, 제2 전력 전송 모드에서의 보장 전력은 15W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계에 따라 각각의 동작 모드에 대응하는 보장 전력은 상이하게 설정될 수도 있음을 주의해야 한다.For example, the guaranteed power in the first power transfer mode may be 5W, and the guaranteed power in the second power transfer mode may be 15W, but is not limited thereto. It should be noted that power may be set differently.

협상 단계(440)에서의 이물질 존재 여부에 대한 판단 결과 이물질이 존재하면, 제어기(610)는 보장 전력의 레벨을 제2 전력 전송 모드에 상응하는 제2 레벨로부터 제1 전력 전송 모드에 상응하는 제1 레벨로 변경시킬 수 있다. If the foreign matter exists as a result of determining whether or not the foreign matter exists in the negotiation step 440, the controller 610 adjusts the guaranteed power level from the second level corresponding to the second power transfer mode to the second level corresponding to the first power transfer mode. It can be changed to 1 level.

즉, 제어기(610)는 협상 단계(440)에서 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 보장 전력을 하향 조절할 수 있다. 이를 통해, 고전력 전송 시 이물질에 의한 과열로 기기가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.That is, the controller 610 may adjust the guaranteed power downward when it is determined that the foreign matter is present in the negotiation step 440 . Through this, it is possible to prevent damage to the device due to overheating caused by foreign substances during high power transmission.

제어기(610)는 제1 전력 전송 모드에 진입하면, 상기한 도 4의 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어할 수 있다.When entering the first power transfer mode, the controller 610 may control not to perform the correction step 450 of FIG. 4 .

만약, 충전 영역에 이물질이 존재함에도 불구하고 제1 전력 전송 모드에서 보정 단계(450)가 수행되는 경우, 상기 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법은 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.If the correction step 450 is performed in the first power transfer mode despite the presence of foreign matter in the charging area, the method for detecting foreign matter based on the power loss has a problem in that accuracy is low.

일반적으로 보정 단계(450)는 이물질이 존재하지 않는다는 가정하게 수행되는 절차이다. 따라서, 충전 영역에 이물질이 존재함에도 불구하고 보정 단계(450)가 수행되면, 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법은 그 정확도가 떨어져 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.In general, the calibration step 450 is a procedure performed assuming that no foreign matter is present. Therefore, if the correction step 450 is performed despite the presence of foreign matter in the charging area, the method for detecting foreign matter based on power loss has a problem in that accuracy is low and unreliable.

만약, 제1 전력 전송 모드로의 진입 후 상기 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법 및(또는) 상기 온도 변화에 기반한 이물질 검출 방법을 통해 이물질이 검출되지 않은 경우, 제어기(610)는 상기한 도 4의 재협상 단계(470)로 진입할 수 있다. If, after entering the first power transmission mode, the foreign matter is not detected through the foreign matter detection method based on the power loss and/or the foreign matter detection method based on the temperature change, the controller 610 performs the operation of FIG. 4 described above. A renegotiation phase 470 may be entered.

제어기(610)는 무선 전력 수신기와의 재협상 결과에 따라 전력 전송 계약이 확정되면, 확정된 전력 전송 계약에 따라 동작 모드를 변경할 수도 있다. When a power transmission contract is finalized according to a result of renegotiation with the wireless power receiver, the controller 610 may change an operation mode according to the determined power transmission contract.

일 예로, 전력 전송 계약은 보장 전력을 포함할 수 있으며, 제어기(610)는 무선 전력 수신기와의 재협상 절차를 통해 보장 전력을 변경 설정할 수 있다. For example, the power transmission contract may include guaranteed power, and the controller 610 may change and set the guaranteed power through a renegotiation procedure with the wireless power receiver.

만약, 재협상 결과 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력이 제1 전력 전송 모드에 상응하는 제1 보장 전력에서 제2 전력 전송 모드에 상응하는 제2 보장 전력으로 변경된 경우, 제어기(610)는 동작 모드를 제1 전력 전송 모드에서 제2 전력 전송 모드로 전환시킬 수도 있다.If, as a result of renegotiation, the guaranteed power required by the wireless power receiver is changed from the first guaranteed power corresponding to the first power transfer mode to the second guaranteed power corresponding to the second power transfer mode, the controller 610 operates in an operating mode. may be switched from the first power transfer mode to the second power transfer mode.

이상의 실시 예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기(600)는 실제 이물질이 존재하지 않음에도 불구하고, 이물질이 존재하는 것으로 판별한 경우에도 지속적으로 충전을 진행할 수 있는 장점이 있다. As described in the foregoing embodiments, the wireless power transmitter 600 according to the present invention has the advantage of continuously charging even when it is determined that a foreign substance is present even though no foreign substance actually exists.

상세하게, 무선 전력 송신기(600)는 초기 제2 전력 전송 모드로 동작 중 실제 이물질이 존재하지 않음에도 불구하고, 이물질이 존재하는 것으로 판단한 경우, 즉시 충전을 중단하지 하지 않고, 전력 전송 모드를 제2 전력 전송 모드에서 제1 전력 전송 모드로 전환시켜 충전을 유지시킬 수 있다.In detail, when the wireless power transmitter 600 determines that a foreign substance is present even though there is no actual foreign substance during operation in the initial second power transmission mode, the wireless power transmitter 600 does not immediately stop charging and removes the power transmission mode. Charging can be maintained by switching from the second power transfer mode to the first power transfer mode.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 충전 영역에 이물질 없이 무선 전력 수신기가 배치된 상태인 경우에도, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태에 따라 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수도 있다.For example, the wireless power transmitter 600 may determine that a foreign material is present in the charging area according to an alignment state between the transmitting coil and the receiving coil even when the wireless power receiver is disposed without any foreign material in the charging area.

본 발명에 따른 무선 전력 송신기(600)는 제1 전력 전송 모드로의 전환 이후에도 추가적인 이물질 검출 절차를 수행함으로써, 보다 정확하게 이물질을 검출할 수 있는 장점이 있다. The wireless power transmitter 600 according to the present invention has the advantage of being able to more accurately detect foreign matter by performing an additional foreign matter detection procedure even after switching to the first power transmission mode.

여기서, 추가적인 이물질 검출 절차는 전력 손실에 기반한 이물질 검출 절차 및 온도 변화에 기반한 이물질 검출 절차 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the additional foreign material detection process may include at least one of a foreign material detection process based on power loss and a foreign material detection process based on temperature change.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 도 6의 전송 안테나 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining the transmission antenna configuration of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전송 안테나(640)는 코일 선택 회로(710), 코일 어셈블리(720) 및 공진 캐패시터(730)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , a transmission antenna 640 may include a coil selection circuit 710 , a coil assembly 720 and a resonant capacitor 730 .

코일 어셈블리(720)는 적어도 하나의 송신 코일-즉, 제1 내지 제N 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.The coil assembly 720 may include at least one transmission coil—that is, first through Nth coils.

코일 선택 회로(710)는 코일 어셈블리(720)에 포함된 송신 코일 중 어느 하나 또는 적어도 어느 하나에 인버터(630) 출력 전류(I_coil)가 전달되도록 구성된 스위칭 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The coil selection circuit 710 may include a switching circuit configured to transfer the output current I_coil of the inverter 630 to one or at least one of the transmission coils included in the coil assembly 720 .

일 예로, 코일 선택 회로(710)는 그것의 일단이 인버터 출력단에 연결되고 타단이 그것에 대응되는 코일에 연결된 제1 내지 제N 스위치를 포함하여 구성될 수 있다. For example, the coil selection circuit 710 may include first through Nth switches, one end of which is connected to an inverter output terminal and the other end of which is connected to a corresponding coil.

코일 어셈블리(720)에 포함된 제1 내지 제N 코일은 그것의 일단이 코일 선택 회로(710)의 대응되는 스위치에 연결되고, 그것의 타단이 공진 캐패시터(730)와 연결될 수 있다.The first through Nth coils included in the coil assembly 720 may have one end connected to a corresponding switch of the coil selection circuit 710 and another end connected to the resonant capacitor 730 .

복조기(680)는 코일 어셈블리(720)와 공진 캐피시터(730) 사이의 신호-여기서, 신호는 진폭 변조된 신호임-를 복조하여 제어기(610)에 전달할 수 있다.The demodulator 680 may demodulate a signal between the coil assembly 720 and the resonant capacitor 730, wherein the signal is an amplitude modulated signal, and transmit the demodulated signal to the controller 610.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동되는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.8 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 무선 전력 수신기(800)는 수신 안테나(810), 정류기(820), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 830), 스위치(840), 부하(850), 센싱부(860), 변조부(870), 주제어부(870)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 8, the wireless power receiver 800 includes a receiving antenna 810, a rectifier 820, a DC/DC converter 830, a switch 840, a load 850, a sensing unit ( 860), a modulation unit 870, and a main control unit 870.

상기한 도 8의 예에 도시된 무선 전력 수신기(800)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기와 정보를 교환할 수 있다.The wireless power receiver 800 shown in the example of FIG. 8 may exchange information with the wireless power transmitter through in-band communication.

수신 안테나(810)는 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. The receiving antenna 810 may include an inductor and at least one capacitor.

무선 전력 송신기(600)에 의해 전송된 AC 전력은 수신 안테나(810)을 통해 정류기(820)에 전달할 수 있다. 정류기(820)는 수신 안테나(810)를 통해 전달 받은 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(830)에 전송할 수 있다. AC power transmitted by the wireless power transmitter 600 may be delivered to the rectifier 820 through the receiving antenna 810 . The rectifier 820 may convert AC power received through the receiving antenna 810 into DC power and transmit the converted DC power to the DC/DC converter 830 .

직류/직류 변환기(830)는 정류기(820)의 출력 DC 전력의 세기를 부하(850)에 의해 요구되는 특정 세기로 DC 전력으로 변환할 수 있다.The DC/DC converter 830 may convert the intensity of the output DC power of the rectifier 820 into DC power with a specific intensity required by the load 850 .

센싱부(840)는 정류기(820)의 출력 DC 전력 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(880)에 제공할 수 있다. The sensing unit 840 may measure the intensity of the output DC power of the rectifier 820 and provide the measurement result to the main control unit 880 .

주제어부(880)는 정류기(820)의 출력 DC 전력에 기반하여 전력 제어를 수행할 수 있다.The main controller 880 may perform power control based on the output DC power of the rectifier 820 .

또한, 센싱부(840)는 무선 전력 수신에 따라 수신 안테나(810)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(880)에 전송할 수도 있다. In addition, the sensing unit 840 may measure the strength of the current applied to the receiving antenna 810 according to wireless power reception and transmit the measurement result to the main controller 880 .

또한, 센싱부(840)는 무선 전력 수신기(800) 또는 무선 전력 수신기(800)가 장착된 전자 기기의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(880)에 제공할 수도 있다. Also, the sensing unit 840 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 800 or an electronic device equipped with the wireless power receiver 800 and provide the measured temperature value to the main controller 880 .

일 예로, 주제어부(880)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기를 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 주제어부(880)는 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 변조부(870)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.For example, the main control unit 880 may compare the measured intensity of the output DC power of the rectifier with a predetermined reference value to determine whether an overvoltage occurs. As a result of the determination, when an overvoltage occurs, the main controller 880 may transmit a predetermined packet indicating that an overvoltage has occurred to the wireless power transmitter 600 through the modulator 870.

변조부(870)는 주제어부(880)로부터 패킷이 수신되면, 수신 안테나(810)를 통해 수신된 AC 전력 및 구비된 스위치를 이용하여 수신된 패킷에 상응하는 진폭 변조 신호를 생성할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기(800)에 의해 진폭 변조된 신호를 구비된 복조기(680)을 통해 복조할 수 있다. When a packet is received from the main controller 880, the modulator 870 may generate an amplitude modulated signal corresponding to the received packet using AC power received through the reception antenna 810 and a switch provided therein. At this time, the wireless power transmitter 600 may demodulate the signal amplitude-modulated by the wireless power receiver 800 through the demodulator 680 provided therewith.

일 예로, 변조부(870)는 핑 단계에서 주제어부(880)로부터 신호 세기 패킷이 수신되면, 수신 안테나(1010)를 통해 수신된 디지털 핑을 수신된 신호 세기 패킷에 상응하게 진폭 변조할 수 있다. For example, when the signal strength packet is received from the main controller 880 in the ping step, the modulator 870 may amplitude-modulate the digital ping received through the reception antenna 1010 to correspond to the received signal strength packet. .

일 실시 예에 따른 변조부(870)는 수신 안테나(810)를 통해 수신된 교류 전력 신호를 진폭 변조하기 위한 변조 스위치가 구비될 수 있다. 이 경우, 주제어부(880)는 전송 대상 패킷에 대응하는 펄스 폭 변조 신호를 변조부(870)에 전송하여 변조 스위치를 직접 제어할 수도 있다.The modulator 870 according to an embodiment may include a modulation switch for amplitude-modulating the AC power signal received through the receiving antenna 810 . In this case, the main controller 880 may directly control the modulation switch by transmitting a pulse width modulated signal corresponding to a packet to be transmitted to the modulator 870 .

또한, 주제어부(880)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호-예를 들면, 디지털 핑-가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 패킷이 변조부(870)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.In addition, the main control unit 880 may determine that a detection signal—for example, a digital ping—is received when the intensity of the DC power output from the rectifier is greater than or equal to a predetermined reference value, and upon receiving the detection signal, a corresponding detection signal The signal strength packet may be controlled to be transmitted to the wireless power transmitter through the modulator 870.

일 예로, 주제어부(880)는 내부 온도가 소정 기준치를 초과하면, 스위치(840)를 제어-예를 들면, 스위치 OFF-하여 직류/직류 변환기(830)의 출력 DC 전력이 부하(850)에 전달되지 않도록 제어할 수도 있다. 이때, 주제어부(880)는 과열 코드가 포함된 전력 전송 중단 패킷을 변조부(1070)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.For example, when the internal temperature exceeds a predetermined reference value, the main control unit 880 controls the switch 840 - for example, switches OFF - so that the output DC power of the DC/DC converter 830 is supplied to the load 850. It can also be controlled not to be passed on. In this case, the main controller 880 may transmit a power transmission stop packet including an overheating code to the wireless power transmitter 600 through the modulator 1070 .

다른 일 예로, 주제어부(880)는 무선 전력 수신기(800)가 장착된 전자 기기의 내부 전력을 제어하는 전력 관리 소자-예를 들면, PMIC(Power Management IC)와 연동될 수 있다. As another example, the main control unit 880 may interwork with a power management element that controls internal power of an electronic device equipped with the wireless power receiver 800 - for example, a Power Management IC (PMIC).

이 경우, 직류/직류 변환기(1030)의 출력 DC 전력은 스위치(840)를 통해 전력 관리 소자로 전달될 수 있으며, 전력 관리 소자는 배터리 충전 및 전자 기기 내부 부품으로의 전력 공급을 제어할 수 있다. In this case, output DC power of the DC/DC converter 1030 may be transmitted to the power management device through the switch 840, and the power management device may control battery charging and power supply to internal components of the electronic device. .

전력 관리 소자는 배터리 충전 상태 정보를 주제어부(880)에 제공할 수 있다. 주제어부(880)는 배터리 충전 상태 정보 및 내부 온도 정보에 기반하여 충전의 진행 여부를 판단할 수 있다. The power management element may provide battery charging state information to the main controller 880 . The main controller 880 may determine whether charging is progressing based on information on the state of charge and internal temperature information of the battery.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 협상 단계(440)에 진입하면, 이물질 검출 상태 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.Upon entering the negotiation step 440, the wireless power receiver 800 according to an embodiment of the present invention may generate and transmit a foreign matter detection status packet to the wireless power transmitter 600.

여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 기준 품질 인자 값을 포함할 수 있다.Here, the foreign matter detection status packet may include a reference quality factor value.

무선 전력 송신기(600)는 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 소정 임계 값을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter 600 may determine a predetermined threshold value for determining whether or not a foreign material exists based on a reference quality factor value included in the foreign material detection status packet.

이상의 도 8의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 무선 전력 송신기(600)가 전송한 패킷을 복조하기 위한 복조부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. The wireless power receiver 800 according to the embodiment of FIG. 8 may further include a demodulator (not shown) for demodulating packets transmitted by the wireless power transmitter 600.

이를 통해, 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기(800)는 양방향 통신을 수행할 수도 있다. 일 실시 예로, 양방향 통신은 무선 전력 송신기에서의 패킷 전송 가능 시간과 무선 전력 수신기에서의 패킷 전송 가능 시간이 구분된 시분할 통신일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Through this, the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver 800 may perform bi-directional communication. As an example, bidirectional communication may be time division communication in which a packet transmittable time in a wireless power transmitter and a packet transmittable time in a wireless power receiver are divided, but is not limited thereto.

도 9는 종래 기술에 따른 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 여부에 따른 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a power transmission control method according to whether or not a foreign substance is detected in a wireless power transmitter according to the prior art.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 요구 패킷을 수신하면, 승인 패킷(Grant Packet)을 전송하여 협상 단계(440)로 진입할 수 있다.Upon receiving the negotiation request packet from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may transmit a grant packet to enter the negotiation phase 440.

도 9를 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S901). Referring to FIG. 9 , in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet from the wireless power receiver (S901).

일 예로, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may receive a foreign matter detection status packet including a reference quality factor value.

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S902). 여기서, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)에서의 물체 감지 후 핑 단계(420)로의 진입 이전에 측정된 품질 인자 값과 협상 단계(440)에서 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정한 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists (S902). Here, the wireless power transmitter determines the quality factor threshold based on the quality factor value measured before entering the ping step 420 after object detection in the selection step 410 and the reference quality factor value received in the negotiation step 440. By comparing the values, the presence of foreign matter can be determined.

판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 ACK 신호를 전송할 수 있다(S903).As a result of the determination, if the foreign matter does not exist, the wireless power transmitter may transmit an ACK signal to the corresponding wireless power receiver (S903).

이 후, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S904).Thereafter, the wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet including information about guaranteed power required by the wireless power receiver (S904).

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷을 수신할 수 있다(S905).The wireless power transmitter may receive a negotiation end packet from the wireless power receiver (S905).

무선 전력 송신기는 협상 종료 패킷이 수신되면, 협상 단계(440)에서 보정 단계(450) 단계로 진입할 수 있다.When the negotiation end packet is received, the wireless power transmitter may enter the calibration phase 450 from the negotiation phase 440 .

무선 전력 송신기는 보정 단계(450)로 진입하여 소정 보정 절차를 수행할 수 있다(S906).The wireless power transmitter may enter a calibration step 450 and perform a predetermined calibration procedure (S906).

무선 전력 송신기는 보정 절차를 통해 전력 전송 계약이 완료되면, 전력 전송 단계(460)로 진입하여 충전을 개시할 수 있다(S907).When the power transmission contract is completed through the calibration procedure, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 and start charging (S907).

만약, 상기한 902 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 NACK 신호를 전송할 수 있다(S908).If, as a result of the determination in step 902 described above, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may transmit a NACK signal in response to the foreign substance detection status packet (S908).

무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 NACK 신호가 수신되면, 무선 전력 송신기로부터 수신되는 전력 신호가 완전히 제거될 때까지, 자신의 출력단에서의 전력이 소정 기준치-예를 들면, 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않음-를 초과하지 않도록 제어할 수 있다.When the NACK signal is received in response to the foreign matter detection status packet, the wireless power receiver may generate power at its output terminal of a predetermined reference value, for example, 5W, until the power signal received from the wireless power transmitter is completely removed. However, it can be controlled so as not to exceed - but is not limited thereto.

무선 전력 송신기는 NACK 신호 전송 후 미리 정의된 시간 이내-예를 들면, 5초일 수 있음-에 전력 전송을 중단시킬 수 있다(S909).The wireless power transmitter may stop power transmission within a predefined time after transmitting the NACK signal - for example, it may be 5 seconds (S909).

전력 전송이 중단되면, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S910). When power transmission is stopped, the wireless power transmitter may enter a selection step (410) (S910).

충전 영역에 이물질이 배치된 상태에서 제2 전력 전송 모드로 전력을 전송하는 것은 기기의 발열 위험성을 높일 수 있다. Transmitting power in the second power transmission mode in a state in which foreign substances are disposed in the charging area may increase the risk of overheating of the device.

따라서, 종래의 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 전력 전송 단계(460)로의 진입을 차단하고 미리 정의된 시간 이내에 전력 전송을 중단한 후 선택 단계(410)로 진입하였다.Accordingly, when the conventional wireless power transmitter determines that a foreign substance is present, it blocks entry to the power transmission step 460, stops power transmission within a predefined time, and then enters the selection step 410.

하지만, 무선 전력 송신기는 구비된 LCR Meter의 측정 오차, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 기구 설계 및 각각에 장착되는 코일의 디자인 차이로 인한 품질 인자 상호 보정 오차(Quality Factor Cross Calibration Error), 송신 코일과 수신 코일 사이의 이격 거리-즉, Z distance- 및 충전 영역에 배치되는 무선 전력 수신기의 위치-즉, XY displacement- 등에 의해 실제 이물질이 존재하지 않으나 이물질이 존재하는 것으로 오판할 수 있다.However, the wireless power transmitter has a quality factor cross calibration error due to the measurement error of the equipped LCR meter, the mechanical design of the wireless power transmitter and wireless power receiver, and the design difference of the coils mounted on each, and the transmission coil Depending on the separation distance between the P and the receiving coil—that is, Z distance—and the location of the wireless power receiver disposed in the charging area—that is, XY displacement—the foreign substance may not actually exist, but it may be mistakenly determined that the foreign substance exists.

만약, 실제 이물질이 없음에도 불구하고, 무조건 전력 전송을 중단한 후 선택 단계로 회귀하는 것은 심각한 사용자의 불편을 초래할 수 있다.If, in spite of the fact that there is no foreign matter, unconditionally stopping power transmission and then returning to the selection step may cause serious inconvenience to the user.

특히, 스마트폰 등에 적용되는 무선 전력 수신기는 해당 제품의 두께를 줄이기 위해 투자율이 높은 차폐제를 적용하고, 수신 코일의 두께가 최대한 작아지도록 설계될 수 있다. In particular, a wireless power receiver applied to a smartphone or the like may be designed so that a shielding material having high magnetic permeability is applied to reduce the thickness of the corresponding product and the thickness of the receiving coil is reduced as much as possible.

이 경우, 저항 R은 매우 커지고, 품질 인자 Q는 매우 작아질 수 있다. 또한, 해당 제품에 금속 재질의 하우징이 적용되는 경우 품질 인자 Q는 더욱 낮아지게 될 수 있다. In this case, the resistance R can become very large and the quality factor Q can become very small. In addition, when a metal housing is applied to the corresponding product, the quality factor Q may be further lowered.

이는 무선 전력 송신기에서의 이물질 존재 여부 판단에 대한 오류 확률을 증가시킬 수 있다. This may increase an error probability for determining the presence or absence of foreign matter in the wireless power transmitter.

예를 들면, 이물질 존재 판단에 대한 오류가 발생하는 경우는 스마트폰이 충전 영역에 배치되었음에도 불구하고, 품질 인자 Q가 낮게 측정되어 이물질로 판단하는 상황, 이물질뿐만 아니라 스마트폰도 함께 충전 영역에 배치된 상황 등을 포함할 수 있다.For example, when an error in determining the presence of a foreign substance occurs, the quality factor Q is measured low even though the smartphone is placed in the charging area, and the smartphone is judged as a foreign substance. circumstances may be included.

따라서, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 과열로 인한 기기 손상을 방지하면서, 사용자 불편을 최소화시킬 수 있는 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 제어 방법이 요구되고 있다.Therefore, in order to solve the above problems of the prior art, there is a need for a power transmission control method in a wireless power transmitter capable of minimizing user inconvenience while preventing damage to devices due to overheating.

도 10a 내지 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.10A to 10D are diagrams for explaining a packet format according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 인밴드 통신을 통해 패킷을 교환할 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 대역외 통신을 통해 해당 패킷을 교환할 수도 있다.The wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 according to an embodiment of the present invention may exchange packets through in-band communication, but this is only one embodiment, and the corresponding packet is transmitted through out-of-band communication. can also be exchanged.

도 10a를 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 1010) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 1020) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 1030) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위한 체크썸(Checksum, 1040) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 10A, a packet format 1000 used for information exchange between a wireless power transmitter 10 and a wireless power receiver 20 is used to obtain synchronization for demodulation of a corresponding packet and to identify the correct start bit of the corresponding packet. A preamble (1010) field for transmission, a header (1020) field for identifying the type of message included in the packet, and a message (Message, 1030) field and a checksum (Checksum, 1040) field for checking whether an error has occurred in the corresponding packet.

패킷 수신단은 헤더(1020) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(1030)의 크기를 식별할 수도 있다. The packet receiver may identify the size of the message 1030 included in the corresponding packet based on the value of the header 1020.

또한, 상기한 도 4에 도시된 단계 별 전송 가능한 패킷의 종류는 헤더(1020) 값에 의해 정의될 수 있으며, 일부 헤더(1020) 값은 무선 전력 전송 절차의 서로 다른 단계에서 공용될 수 있도록 정의될 수 있다. 일 예로, 핑 단계(420) 및 전력 전송 단계(460)에서 무선 전력 송신기의 전력 전송을 중단시키기 위한 전력 전송 종료(End Power Transfer) 패킷이 동일한 헤더(1020)로 정의될 수 있다. In addition, the types of packets transmittable for each step shown in FIG. 4 may be defined by the value of the header 1020, and some header 1020 values are defined to be common in different steps of the wireless power transfer procedure. It can be. For example, an end power transfer packet for stopping power transmission of the wireless power transmitter in the ping step 420 and the power transfer step 460 may be defined with the same header 1020.

메시지(1030)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. The message 1030 includes data to be transmitted by the transmitter of the corresponding packet.

일 예로, 메시지(1030) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. For example, data included in the field of the message 1030 may be a report, a request, or a response to the other party, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. The packet format 1000 according to another embodiment of the present invention may further include at least one of transmitter identification information for identifying a transmitter that has transmitted the packet and receiver identification information for identifying a receiver to receive the packet. there is.

여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC(Medium Access Control) 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다. Here, the transmitter identification information and the receiver identification information may include, but are not limited to, IP address information, medium access control (MAC) address information, product identification information, etc. Information is enough.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보를 더 포함할 수도 있다.The packet format 1000 according to another embodiment of the present invention may further include predetermined group identification information for identifying a corresponding reception group when a corresponding packet is to be received by a plurality of devices.

헤더(1020)가 이물질 검출 상태 패킷에 대응하는 값인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 메시지(1030) 필드는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, When the header 1020 is a value corresponding to the foreign matter detection status packet, the field of the message 1030 according to an embodiment of the present invention is as shown in FIGS. 10A and 10B,

2바이트의 길이를 가질 수 있으며, 6비트 길이의 예약(Reserved, 1031) 필드, 2비트 길이의 모드(Mode, 1032) 필드 및 1바이트 길이의 기준 이물질 검출 값(Reference FOD Value, 1033) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. It can have a length of 2 bytes, and includes a 6-bit reserved (Reserved, 1031) field, a 2-bit long Mode (Mode, 1032) field, and a 1-byte long Reference FOD Value (1033) field. can be configured to include

이하 설명의 편의를 위해 기준 이물질 검출 값(1033)은 “기준값”과 혼용하여 사용하기로 한다.For convenience of description below, the reference foreign matter detection value 1033 will be used interchangeably with the “reference value”.

일 예로, 도 10a를 참조하면, 이물질 검출 상태 패킷의 메시지(1030) 필드는 도면 번호 1050에 보여지는 바와 같이, 모드(1032) 필드가 이진수 '00'으로 설정되면, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에 기준 공진 품질 인자(Reference Resonance Quaility Factor Value)가 기록되고, 모드(1033) 필드가 이진수 '01'로 설정되면, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)가 기록될 수 있다. For example, referring to FIG. 10A , the message 1030 field of the foreign matter detection status packet, as shown in reference number 1050, when the mode 1032 field is set to binary '00', the foreign matter detection value 1033 If the Reference Resonance Quaility Factor Value is recorded in the field and the mode 1033 field is set to binary number '01', the Reference Resonance Frequency is recorded in the Reference Foreign Matter Detection Value 1033 field. It can be.

여기서, 기준 공진 품질 인자(Reference Resonance Quaility Factor Value)와 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)는 양의 정수 값이고, 기준 공진 품질 인자는 기준 공진 주파수에 상응하여 측정된 품질 인자로 정의될 수 있다.Here, the reference resonance quality factor and the reference resonance frequency are positive integer values, and the reference resonance quality factor may be defined as a quality factor measured according to the reference resonance frequency.

다른 일 예로, 도 10b를 참조하면, 이물질 검출 상태 패킷의 메시지(1030) 필드는 도면 번호 1060에 보여지는 바와 같이, 모드(1032) 필드가 이진수 '00'으로 설정되면, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에 기준 품질 인자(Reference Resonance Quaility Factor Value)가 기록되고, 모드(1033) 필드가 이진수 '01'로 설정되면, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)가 기록될 수 있다. As another example, referring to FIG. 10B , the message 1030 field of the foreign matter detection status packet is a reference foreign matter detection value 1033 when the mode 1032 field is set to binary number '00' as shown by reference number 1060. ) field and the mode 1033 field is set to '01', the reference resonance frequency is recorded in the reference foreign matter detection value 1033 field. It can be.

여기서, 기준 품질 인자(Reference Resonance Quaility Factor Value)와 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)는 양의 정수 값일 수 있다.Here, the Reference Resonance Quaility Factor Value and the Reference Resonance Frequency may be positive integer values.

일 예로, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드가 기준 공진 주파수이면, 실제 주파수 값은 기준 이물질 검출 값(1033) 필드의 값을 2로 나눈 값과 36을 더하여 계산될 수 있다. 따라서, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에 기록되는 기준 공진 주파수는 0.5kHz 단위이고, 36 ~163.5kHz의 범위를 가지를 수 있다.For example, if the reference foreign matter detection value 1033 field is the reference resonant frequency, the actual frequency value may be calculated by dividing the value of the reference foreign matter detection value 1033 field by 2 and adding 36. Accordingly, the reference resonant frequency recorded in the reference foreign matter detection value 1033 field is in units of 0.5 kHz and may have a range of 36 to 163.5 kHz.

여기서, 기준 품질 인자는 해당 무선 전력 수신기가 전원이 OFF된 상태로 인증용 무선 전력 송신기의 충전 영역에 배치된 상태에서 미리 정의된 기준 동작 주파수-예를 들면, 100kHz일 수 있으나 이에 한정되지는 않음-에 상응하여 측정된 품질 인자 값으로 정의될 수 있다. 상세하게, 기준 품질 인자는 충전 영역의 중앙에 수신기가 배치되었을 때 측정된 품질 인자 및 중앙으로부터 X축 및 Y축을 따라 각각 +/- 5mm 이동 후 측정된 품질 인자 중 가장 작은 값이 해당 수신기에 대응되는 기준 품질 인자로 결정될 수 있다.Here, the reference quality factor may be, for example, 100 kHz, a predefined reference operating frequency in a state where the wireless power receiver is placed in the charging area of the wireless power transmitter for authentication with the power turned off, but is not limited thereto. It can be defined as a quality factor value measured in correspondence with -. In detail, as for the standard quality factor, the smallest value among the quality factor measured when the receiver is placed in the center of the charging area and the quality factor measured after moving +/- 5 mm from the center along the X axis and Y axis, respectively, corresponds to the receiver. It can be determined as a standard quality factor to be.

또한, 기준 공진 주파수는 해당 무선 전력 수신기가 전원이 OFF된 상태로 인증용 무선 전력 송신기의 충전 영역에 배치된 상태에서의 송신 코일의 공진 주파수로 정의될 수 있다. In addition, the reference resonant frequency may be defined as a resonant frequency of a transmission coil in a state in which the corresponding wireless power receiver is placed in a charging area of the wireless power transmitter for authentication with the power turned off.

이때, 인증용 무선 전력 송신기의 충전 영역에 이물질이 배치되지 않은 상태에서 기준 공진 주파수가 측정된다. 여기서, 송신기(또는 송신코일)은 기준 송신 코일을 의미할 수 있다. At this time, the reference resonant frequency is measured in a state in which foreign substances are not disposed in the charging area of the wireless power transmitter for authentication. Here, the transmitter (or transmission coil) may mean a reference transmission coil.

예를 들어, 기준 송신 코일은 기준 값을 정하기 위한 인증용 코일 디자인을 가질 수 있다.For example, a reference transmission coil may have an authentication coil design for determining a reference value.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 그것의 버전에 따라 협상 단계 동안 두 개의 서로 다른 기준 이물질 검출 값을 가지는 이물질 검출 상태 패킷을 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 전송할 수 있다. Depending on its version, the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention may sequentially transmit foreign matter detection state packets having two different reference foreign matter detection values at a predetermined time interval during the negotiation phase.

일 예로, 두 개의 서로 다른 기준 이물질 검출 값은 상기 도 10a에 도시된 바와 같이, 기준 공진 품질 인자 및 기준 공진 주파수일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시 예에 따른 두 개의 서로 다른 기준 이물질 검출 값은 상기 도 10b에 도시된 바와 같이, 기준 품질 인자 및 기준 공진 주파수일 수도 있다.For example, the two different reference foreign material detection values may be a reference resonance quality factor and a reference resonance frequency as shown in FIG. 10A, but are not limited thereto, and two different reference foreign matter detection values according to another embodiment As shown in FIG. 10B, the detection value may be a reference quality factor and a reference resonant frequency.

일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신기는 모드(1032) 필드를 이진수 '00'으로 설정하여 기준 공진 품질 인자 또는 기준 품질 인자를 먼저 무선 전력 송신기에 전송하고, 이후 모드(1032) 필드를 이진수 '01'으로 설정하여 기준 공진 주파수 값을 무선 전력 송신기에 전송할 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 기준 공진 주파수가 먼저 전송된 후 기준 공진 품질 인자 또는 기준 품질 인자가 전송될 수도 있다.According to an embodiment, the wireless power receiver sets the mode 1032 field to binary number '00' and transmits the reference resonance quality factor or the reference quality factor to the wireless power transmitter first, and then sets the mode 1032 field to binary number '01'. ' to transmit the reference resonance frequency value to the wireless power transmitter, but this is only one embodiment, and in another embodiment, the reference resonance quality factor or reference quality factor may be transmitted after the reference resonance frequency is transmitted first. there is.

무선 전력 송신기는 수신된 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 이물질 검출 값에 기반하여 산출한 대역폭과 해당 송신기에서 측정한 품질 인자 및 공진 주파수를 이용하여 산출한 대역폭을 이용하여 이물질을 검출할 수 있다. The wireless power transmitter may detect the foreign material using a bandwidth calculated based on a reference foreign material detection value included in the received foreign material detection status packet and a bandwidth calculated using the quality factor and resonance frequency measured by the corresponding transmitter.

무선 전력 송신기는 이물질 검출 결과에 따라 ACK 응답 또는 NACK 응답을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit an ACK response or a NACK response to the wireless power receiver according to the foreign matter detection result.

또한, 무선 전력 송신기는 수신된 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 필드 값들의 정상 여부를 확인하고, 확인 결과 수신된 패킷이 정상이 아닌 경우, ND 응답을 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 수신된 패킷에 대해 정의된 적절한 응답이 없는 경우, ND 응답을 무선 전력 수신기에 전송하고, 상기 수신된 패킷의 내용을 무시할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may check whether field values included in the received foreign matter detection status packet are normal, and if the received packet is not normal as a result of the checking, it may transmit an ND response to the wireless power receiver. That is, when there is no appropriate response defined for the received packet, the wireless power transmitter may transmit an ND response to the wireless power receiver and disregard the contents of the received packet.

수신된 패킷이 정상이 아닌 경우의 예시로써, 예약(Reserved, 1601) 필드의 값이 '000000'이 아니거나, 모드(Mode, 1612) 필드의 값이 '00' 또는 '01'이 아닌 경우가 있을 수 있다.As an example of a case where the received packet is not normal, the value of the Reserved (1601) field is not '000000' or the value of the Mode (Mode, 1612) field is not '00' or '01'. There may be.

본 실시예에 따른 이물질 검출 절차는 전력 전송 단계로의 진입 이전에 완료될 수 있다.The foreign matter detection procedure according to this embodiment may be completed before entering the power transmission step.

무선 전력 수신기는 복수의 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 적어도 하나의 NACK 응답이 수신되면, 무선 전력 송신기의 전력 신호 전송이 중단될 때까지 소정 기준치 이상의 전력이 무선 전력 수신기의 출력단에 제공되지 않도록 제어할 수 있다. When at least one NACK response is received in response to a plurality of foreign matter detection status packets, the wireless power receiver controls power not to be provided to the output terminal of the wireless power receiver until power signal transmission from the wireless power transmitter is stopped. can do.

예를 들어, 소정 기준치 이상의 전력은 5와트(Watt) 이상의 전력일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 NACK 응답이 수신되면, 전력 신호가 제거될 때까지 무선 전력 송신기로 5와트 이상의 전력 전송을 요청하지 않을 수 있다.For example, power greater than or equal to a predetermined reference value may be power of 5 Watts or greater, but is not limited thereto. For example, when a NACK response is received, the wireless power receiver may not request power transmission of 5 watts or more from the wireless power transmitter until the power signal is removed.

또한, 무선 전력 수신기는 복수의 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 모두 ND 응답이 수신되면, 무선 전력 송신기의 전력 신호 전송이 중단될 때까지 소정 기준치 이상의 전력이 무선 전력 수신기의 출력단에 제공되지 않도록 제어할 수 있다.In addition, when all ND responses are received in response to a plurality of foreign matter detection status packets, the wireless power receiver controls power not to be provided to the output terminal of the wireless power receiver until power signal transmission from the wireless power transmitter is stopped. can do.

무선 전력 송신기는 협상 단계 진입 후 정상적인 이물질 검출 상태 패킷이 소정 시간 이내에 정상적으로 수신되지 않는 경우, 전력 신호 전송을 중단한 후 선택 단계로 진입할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기도 협상단계에서 전력 신호가 더 이상 감지되지 않으면, 해당 무선 전력 송신기와의 연결을 해제하고 선택 단계로 진입할 수 있다.After entering the negotiation phase, the wireless power transmitter may stop power signal transmission and then enter the selection phase when a normal foreign matter detection state packet is not normally received within a predetermined time. In this case, when the power signal is no longer detected in the negotiation step, the wireless power receiver may also release the connection with the corresponding wireless power transmitter and enter the selection step.

또 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 기준 공진 주파수 대역폭에 관한 정보를 무선 전력 송신기로 전송할 수도 있다. As another example, the wireless power receiver may transmit information about the reference resonant frequency bandwidth to the wireless power transmitter through a foreign matter detection status packet.

도 10c의 도면 번호 1070에 도시된 바와 같이, 모드(1032) 값이 이진수 '00'일때, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에는 기준 공진 주파수 대역폭이 기록될 수 있다.As shown in reference numeral 1070 of FIG. 10C , when the value of the mode 1032 is the binary number '00', the reference resonant frequency bandwidth may be recorded in the reference foreign matter detection value 1033 field.

상기한 도 10a 내지 도 10c에서 설명된 이물질 검출 상태 패킷의 모드(1032) 값에 매핑되는 기준 이물질 검출 값(1033)은 하나의 실시 예일뿐 설계에 따라 다른 모드(1032) 값에 매핑되는 기준 이물질 검출 값(1033)은 상이할 수도 있다. The reference foreign matter detection value 1033 mapped to the mode 1032 value of the foreign matter detection status packet described in FIGS. 10A to 10C is just one embodiment and is mapped to another mode 1032 value according to design. The detection value 1033 may be different.

또 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭에 관한 정보를 무선 전력 송신기로 전송할 수도 있다. As another example, the wireless power receiver may transmit information about the reference resonance quality factor, the reference resonance frequency, and the reference resonance frequency bandwidth to the wireless power transmitter through the foreign matter detection status packet.

도 10d의 도면 번호 1080에 도시된 바와 같이, 모드(1032) 값이 이진수 '00'일때, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에는 기준 품질 인자가 기록되고, 모드(1032) 값이 이진수 '01'일때, 기준 이물질 검출 값(1033) 필드에는 기준 공진 주파수가 기록되고, 모드(1032) 값이 이진수 '10'일때, 이물질 검출 값(1033) 필드에는 기준 공진 주파수 대역폭이 기록될 수 있다.As shown in reference numeral 1080 of FIG. 10D, when the mode 1032 value is the binary number '00', the reference quality factor is recorded in the reference foreign matter detection value 1033 field, and the mode 1032 value is the binary number '01'. When , the reference resonance frequency is recorded in the reference foreign matter detection value 1033 field, and when the mode 1032 value is the binary number '10', the reference resonance frequency bandwidth may be recorded in the foreign matter detection value 1033 field.

상기한 도 10a 내지 도 10d에서 설명된 이물질 검출 상태 패킷의 모드(1032) 값에 매핑되는 기준 이물질 검출 값(1033)은 하나의 실시 예일뿐 설계에 따라 다른 모드(1032) 값에 매핑되는 기준 이물질 검출 값(1033)은 상이할 수도 있다.The reference foreign matter detection value 1033 mapped to the mode 1032 value of the foreign matter detection status packet described in FIGS. 10A to 10D is just one embodiment and is mapped to another mode 1032 value according to design. The detection value 1033 may be different.

또한, 상기한 도 10a 내지 도 10d에서 설명된 이물질 검출 상태 패킷은 하나의 기준 이물질 검출 값(1033) 필드를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 다른 실시 예에 따른 이물질 검출 상태 패킷은 복수의 상이한 기준 이물질 검출 값이 하나의 패킷을 통해 전송되도록 정의될 수도 있다. In addition, the foreign material detection status packet described with reference to FIGS. 10A to 10D is illustrated as including one reference foreign material detection value 1033 field, but the foreign material detection status packet according to another embodiment has a plurality of different reference foreign matter standards. A detection value may be defined to be transmitted through one packet.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.11 is a flowchart for explaining a power transmission control method in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 요구 패킷을 수신하면, 승인 패킷(Grant Packet)을 전송하여 협상 단계(440)로 진입할 수 있다. Upon receiving the negotiation request packet from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may transmit a grant packet to enter the negotiation phase 440.

도 11을 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1110). Referring to FIG. 11 , in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a foreign object detection (FOD) status packet from the wireless power receiver (S1110).

일 예로, 무선 전력 송신기는 상기의 도 10a에 도시된 바와 같이, 메시지 필드(1030)에 기준 공진 품질 인자 값(Reference Resonance Quality Factor Value,1031) 및 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency, 1032)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수 있다.For example, as shown in FIG. 10A, the wireless power transmitter includes a Reference Resonance Quality Factor Value (1031) and a Reference Resonance Frequency (1032) in the message field 1030. foreign matter detection status packet can be received.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 상기의 도 10b에 도시된 바와 같이, 메시지 필드(1030)에 기준 품질 인자 값(Reference Resonance Quality Factor Value,1033) 및 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency, 1034)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수도 있다.As another example, as shown in FIG. 10B, the wireless power transmitter includes a Reference Quality Factor Value (1033) and a Reference Resonance Frequency (1034) in the message field 1030. may receive a foreign matter detection status packet.

협상 단계(440)에서의 이물질 검출 절차는 무선 전력 수신기로부터 수신한 기준값(또는 기준값에 기반하여 산출한 값)과 무선 전력 송신기 내부에서 측정한 측정값(또는 측정값에 기반하여 산출한 값)을 비교하는 절차이며, 기준값과 측정값은 다양한 종류의 파라미터일 수 있다.The foreign matter detection procedure in the negotiation step 440 is a reference value received from the wireless power receiver (or a value calculated based on the reference value) and a measured value measured inside the wireless power transmitter (or a value calculated based on the measured value). It is a comparison procedure, and the reference value and the measured value may be various types of parameters.

예를 들어, 기준값과 측정값(또는 기준값 및 측정값에 기반하여 산출한 값)은 품질 인자, 공진 주파수, 공진 주파수 대역폭, 저항, 인덕턴스 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.For example, the reference value and the measured value (or the value calculated based on the reference value and the measured value) may include, but are not limited to, a quality factor, a resonant frequency, a resonant frequency bandwidth, resistance, and inductance.

무선 전력 송신기는 기 저장된 측정 피크 주파수(PF_measured)-예를 들면, 측정 공진 주파수-와 측정 품질 인자 값(Q_measured)-예를 들면, 측정 공진 품질 인자 값-을 이용하여 측정 등가 직렬 저항(Measured ESR(Equivalent Series Resistance), ESR_measured)을 계산할 수 있다. The wireless power transmitter measures the equivalent series resistance (Measured ESR) using a pre-stored measured peak frequency (PF_measured)—for example, a measured resonance frequency—and a measured quality factor value (Q_measured)—for example, a measured resonance quality factor value. (Equivalent Series Resistance), ESR_measured) can be calculated.

여기서, ESR은 RLC 직렬 회로에서 캐패시터 등에 기생하는 직렬 저항 성분이다. 전기 회로에 사용되는 실제 커패시터 및 인덕터는 커패시턴스 또는 인덕턴스만 있는 이상적인 부품이 아니다. 그러나 저항과 직렬로 연결되면 매우 근사적으로 이상적인 캐패시터 및 인덕터로 간주될 수 있다. 이 저항은 등가 직렬 저항(ESR)로 정의된다.Here, ESR is a series resistance component parasitic to a capacitor or the like in an RLC series circuit. Real capacitors and inductors used in electrical circuits are not ideal components that only have capacitance or inductance. However, when connected in series with a resistor, they can be considered very approximately ideal capacitors and inductors. This resistance is defined as equivalent series resistance (ESR).

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신한 기준 피크 주파수(PF_reference)-즉, 후술할 기준 공진 주파수-와 기준 피크 주파수에 대응하는 품질 인자 값-즉, 후술할 기준 공진 품질 인자 값-을 이용하여 기준 등가 직렬 저항(Reference ESR, ESR_reference)을 계산할 수 있다.The wireless power transmitter uses a reference peak frequency (PF_reference) received from the wireless power receiver - that is, a reference resonance frequency to be described later - and a quality factor value corresponding to the reference peak frequency - that is, a reference resonance quality factor value to be described later - as a reference. Equivalent series resistance (Reference ESR, ESR_reference) can be calculated.

무선 전력 송신기는 ESR_measured와 ESR_reference을 이용하여 이물질을 검출할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 ESR_reference와 ESR_measured의 비율을 소정 임계 값과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다. The wireless power transmitter may detect foreign matter using ESR_measured and ESR_reference. For example, the wireless power transmitter may compare the ratio of ESR_reference and ESR_measured with a predetermined threshold value to determine whether a foreign substance is present.

무선 전력 송신기는 이물질 검출 결과에 따라 ACK 응답 또는 NACK 응답을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit an ACK response or a NACK response to the wireless power receiver according to the foreign matter detection result.

무선 전력 송신기로부터 NACK 응답이 수신되면, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기가 전력 전송을 완전히 중단할 때까지 출력 단자를 통해 전자 기기(또는 배터리/부하)에 일정 세기 이상의 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다. 여기서, 일정 세기 이상의 전력은 5W가 기준일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.When a NACK response is received from the wireless power transmitter, the wireless power receiver can control power over a certain level not to be supplied to the electronic device (or battery/load) through the output terminal until the wireless power transmitter completely stops power transmission. there is. Here, the power of a certain intensity or more may be 5W as a standard, but is not limited thereto.

이하에서는 ESR과 품질 인자 값(Q) 및 주파수의 관계를 설명하기로 한다.Hereinafter, the relationship between ESR, quality factor value (Q), and frequency will be described.

이상적인 RLC 직렬 회로 및 TRF 수신기(Tuned Radio Frequency Receiver)에서의 품질 인자 값 Q는 하기의 수식에 따라 산출될 수 있다.The quality factor value Q in an ideal RLC series circuit and a tuned radio frequency receiver (TRF receiver) can be calculated according to the following formula.

Figure 112018086694321-pct00002
Figure 112018086694321-pct00002

여기서, R, L 및 C는 각각 저장, 인덕턴스, 캐패시턴스를 의미하고,

Figure 112018086694321-pct00003
이고,
Figure 112018086694321-pct00004
는 공진 주파수를 의미한다.Here, R, L, and C mean storage, inductance, and capacitance, respectively,
Figure 112018086694321-pct00003
ego,
Figure 112018086694321-pct00004
denotes the resonant frequency.

Figure 112018086694321-pct00005
이므로,
Figure 112018086694321-pct00006
이 된다.
Figure 112018086694321-pct00005
Because of,
Figure 112018086694321-pct00006
becomes

ESR은 항상 표준 주파수에서 측정된 AC 저항이고, 높은 ESR은 부품의 노화, 발열 및 리플 전류를 증가시킬 수 있다. ESR is always AC resistance measured at standard frequency, and high ESR can cause components to age, heat up, and increase ripple current.

Figure 112018086694321-pct00007
로 계산될 수 있다.
Figure 112018086694321-pct00007
can be calculated as

따라서, 상기 실시예에서 ESR_reference는

Figure 112018086694321-pct00008
로 계산되고, ESR_measured는
Figure 112018086694321-pct00009
로 계산될 수 있다.Therefore, in the above embodiment, ESR_reference is
Figure 112018086694321-pct00008
, and ESR_measured is
Figure 112018086694321-pct00009
can be calculated as

Figure 112018086694321-pct00010
: 무선충전기가 측정한 Q-factor
Figure 112018086694321-pct00010
: Q-factor measured by wireless charger

Figure 112018086694321-pct00011
: 무선 충전기가 측정한 Peak frequency
Figure 112018086694321-pct00011
: Peak frequency measured by wireless charger

Figure 112018086694321-pct00012
: 무선충전기 타입 코일에서의 기준 Q-factor(수신기 배치, 이물질 없는 상태)
Figure 112018086694321-pct00012
: Standard Q-factor in wireless charger type coil (receiver arrangement, condition without foreign matter)

Figure 112018086694321-pct00013
: 무선충전기 타입 코일에서의 기준 Peak frequency(수신기 배치, 이물질 없는 상태)
Figure 112018086694321-pct00013
: Reference peak frequency in wireless charger type coil (receiver arrangement, condition without foreign matter)

Figure 112018086694321-pct00014
: 무선충전기의 공진 캐패시터의 캐패시턴스
Figure 112018086694321-pct00014
: Capacitance of the resonance capacitor of the wireless charger

이때, ESR_referenc와 ESR_measured의 비율은 하기와 같이 계산될 수 있다.At this time, the ratio of ESR_referenc and ESR_measured may be calculated as follows.

Figure 112018086694321-pct00015
Figure 112018086694321-pct00015

Figure 112018086694321-pct00016
Figure 112018086694321-pct00016

일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 ESR_referenc와 ESR_measured의 비율이 미리 정의된 비율 임계 값을 초과하면 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 비율 임계 값은 실험 결과에 의해 결정될 수 있다. 일 예로,

Figure 112018086694321-pct00017
이 0.2보다 크면 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. The wireless power transmitter according to an embodiment may determine that a foreign substance is present when a ratio between ESR_referenc and ESR_measured exceeds a predefined ratio threshold. Here, the ratio threshold may be determined by experimental results. For example,
Figure 112018086694321-pct00017
If this is greater than 0.2, it can be determined that foreign matter is present.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 기준 공진 대역폭과 측정 공진 대역폭을 이용하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may determine whether or not a foreign substance is present using a reference resonance bandwidth and a measurement resonance bandwidth.

공진 주파수 대역폭에 대한 정의 및 공진 주파수 대역폭 변화에 기반한 이물질 검출 방법은 후술할 도면의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.The definition of the resonance frequency bandwidth and the foreign matter detection method based on the change in the resonance frequency bandwidth will become clearer through description of the drawings to be described later.

이하의 설명에서는 무선 전력 송신기가 공진 주파수 대역폭 변화에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하는 실시 예를 중심으로 설명하기로 한다. In the following description, an embodiment in which the wireless power transmitter determines whether or not a foreign substance is present based on a change in a resonance frequency bandwidth will be mainly described.

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1120). 여기서, 무선 전력 송신기는 공진 주파수 대역폭 변화에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance is present (S1120). Here, the wireless power transmitter may determine whether or not a foreign substance is present based on a change in the resonant frequency bandwidth.

판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다(S1130). 여기서, 제1 응답 신호는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination, if the foreign matter does not exist, the wireless power transmitter may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver (S1130). Here, the first response signal may be an ACK signal.

무선 전력 송신기는 제1 응답 신호 전송 후 제1 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다(S1140).After transmitting the first response signal, the wireless power transmitter may perform a first power transmission control procedure (S1140).

상기한 1120 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 제2 응답 신호를 전송할 수 있다(S1150). 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.As a result of the determination in step 1120 described above, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may transmit a second response signal (S1150). Here, the second response signal may be a NACK signal.

무선 전력 송신기는 제2 응답 신호 전송 후 제2 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다(S1160).After transmitting the second response signal, the wireless power transmitter may perform a second power transmission control procedure (S1160).

여기서, 제1 전력 전송 제어 절차와 제2 전력 전송 제어 절차의 세부 구성은 후술할 도면의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.Here, detailed configurations of the first power transfer control procedure and the second power transfer control procedure will become clearer through description of the drawings to be described later.

판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 제2 응답 신호를 전송할 수 있다(S1150). 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.As a result of the determination, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may transmit a second response signal (S1150). Here, the second response signal may be a NACK signal.

무선 전력 송신기는 제2 응답 신호 전송 후 제2 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다(S1160).After transmitting the second response signal, the wireless power transmitter may perform a second power transmission control procedure (S1160).

여기서, 제1 전력 전송 제어 절차와 제2 전력 전송 제어 절차의 세부 구성은 후술할 도면의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.Here, detailed configurations of the first power transfer control procedure and the second power transfer control procedure will become clearer through description of the drawings to be described later.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 요구 패킷을 수신하면, 승인 패킷(Grant Packet)을 전송하여 협상 단계(440)로 진입할 수 있다.Upon receiving the negotiation request packet from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may transmit a grant packet to enter the negotiation phase 440.

도 12를 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1201). Referring to FIG. 12 , in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a foreign object detection (FOD) status packet from the wireless power receiver (S1201).

일 예로, 무선 전력 송신기는 상기의 도 10a에 도시된 바와 같이, 메시지 필드(1030)에 기준 공진 품질 인자 값(Reference Resonance Quality Factor Value,1031) 및 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency, 1032)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, as shown in FIG. 10A, the wireless power transmitter includes a Reference Resonance Quality Factor Value (1031) and a Reference Resonance Frequency (1032) in the message field 1030. A foreign matter detection status packet may be received, but is not limited thereto.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 상기의 도 10b에 도시된 바와 같이, 메시지 필드(1030)에 기준 품질 인자 값(Reference Resonance Quality Factor Value,1033) 및 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency, 1034)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수도 있다.As another example, as shown in FIG. 10B, the wireless power transmitter includes a Reference Quality Factor Value (1033) and a Reference Resonance Frequency (1034) in the message field 1030. may receive a foreign matter detection status packet.

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1202). 여기서, 무선 전력 송신기는 공진 주파수 대역폭 변화에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists (S1202). Here, the wireless power transmitter may determine whether or not a foreign substance is present based on a change in the resonant frequency bandwidth.

판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다(S1203). 여기서, 제1 응답 신호는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination, if the foreign matter does not exist, the wireless power transmitter may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver (S1203). Here, the first response signal may be an ACK signal.

무선 전력 송신기는 제1 응답 신호가 수신되면, 제1 전력 전송 제어 절차(S1140)을 수행할 수 있다.When the first response signal is received, the wireless power transmitter may perform a first power transmission control procedure (S1140).

이하에서는 제1 전력 전송 제어 절차(S1140)를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the first power transmission control procedure (S1140) will be described in detail.

무선 전력 송신기는 이물질이 없다고 판단하는 경우 보장 전력을 최대 전력(Maximum or potential power)까지 설정할 수 있다. When determining that there is no foreign material, the wireless power transmitter may set guaranteed power up to maximum or potential power.

무선 전력 송신기는 협상단계에서 설정된 보장전력을 포함하는 송신기 전력 능력 패킷을 무선 전력 수신기로 전송할 수 있다. 이에 무선전력 수신기는 송신기의 보장전력 내에서 요구 전력을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit a transmitter power capability packet including guaranteed power set in the negotiation step to the wireless power receiver. Accordingly, the wireless power receiver may determine the required power within the guaranteed power of the transmitter.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력(또는 요구 전력)에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S1204).The wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet including information on guaranteed power (or required power) required by the wireless power receiver (S1204).

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷을 수신할 수 있다(S1205).The wireless power transmitter may receive a negotiation end packet from the wireless power receiver (S1205).

무선 전력 송신기는 협상 종료 패킷이 수신되면, 협상 단계(440)에서 보정 단계(450) 단계로 진입할 수 있다.When the negotiation end packet is received, the wireless power transmitter may enter the calibration phase 450 from the negotiation phase 440 .

무선 전력 송신기는 보정 단계(450)로 진입하여 보정 절차를 수행할 수 있다(S1206).The wireless power transmitter may enter a calibration step 450 and perform a calibration procedure (S1206).

무선 전력 송신기는 보정 절차가 완료되면, 전력 전송 단계(460)로 진입하여 충전을 개시할 수 있다(S1207).When the calibration procedure is completed, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 and start charging (S1207).

만약, 상기한 S1202 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호를 전송할 수 있다(S1208). 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.If, as a result of the determination in step S1202 described above, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may transmit a second response signal in response to the foreign substance detection status packet (S1208). Here, the second response signal may be a NACK signal.

무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호가 수신되면, 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)을 수행할 수 있다.When the second response signal is received in response to the foreign matter detection status packet, the wireless power receiver may perform a second power transmission control procedure (S1160).

이하에서는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the second power transmission control procedure (S1160) will be described in detail.

무선 전력 송신기는 이물질이 존재한다고 판단되는 경우 보장 전력을 최소 보장 전력(예를 들어 5W)으로 제한할 수 있다. The wireless power transmitter may limit the guaranteed power to the minimum guaranteed power (eg, 5W) when it is determined that a foreign substance exists.

무선 전력 송신기는 5W에서는 미리 설정된 전력 손실에 대한 경계값(또는 임계값)을 기준으로 이물질 존재 여부를 판단할 수 있으며, 송수신기간 미리 정해진 최소 전력이기 때문에 솔리드한 기준치를 설정하고 이물질을 판단할 수 있다. At 5W, the wireless power transmitter can determine the existence of foreign matter based on a preset boundary value (or threshold value) for power loss, and since it is a predetermined minimum power during transmission and reception, it can set a solid reference value and determine foreign matter there is.

전력 손실에 기반한 이물질 검출과는 다른 방식의 이물질 검출 방법이 적용될 수도 있다. A foreign material detection method different from the foreign material detection method based on power loss may be applied.

이때, 무선 전력 송신기는 제한된 보장 전력이 무선 전력 수신기에 전송되도록 제어할 수 있다(S1209). In this case, the wireless power transmitter may control the limited guaranteed power to be transmitted to the wireless power receiver (S1209).

여기서, 제1 전력은 제1 전력 전송 모드에 상응하는 보장 전력일 수 있다. 일 예로, 제1 전력은 5W로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 5W보다 작은 특정 전력으로 설정될 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 무선 전력 신호의 전송을 중단하지 않음을 주의해야 한다. Here, the first power may be guaranteed power corresponding to the first power transfer mode. For example, the first power may be set to 5W, but is not limited thereto, and may be set to a specific power smaller than 5W. At this time, it should be noted that the wireless power transmitter does not stop transmitting the wireless power signal.

무선 전력 송신기는 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S1210). 여기서, 보장 전력 패킷은 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기의 가용한 보장 전력 내에서 결정한 요구 전력에 관한 정보를 포함할 수 있다.The wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet (S1210). Here, the guaranteed power packet may include information about required power determined by the wireless power receiver within the guaranteed power available to the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷이 수신되면, 협상 단계(440)를 종료하고, 전력 전송 단계(S460)로 진입하여 기 설정된 제1 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S1212).When the negotiation end packet is received from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may end the negotiation step 440, enter the power transmission step S460, and charge with the preset first power (S1212).

상기한 도 12의 실시 예에서는 무선 전력 송신기가 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보장 전력 패킷 및 협상 종료 패킷을 수신하는 것으로 설명되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 무선 전력 송신기에 보장 전력 패킷 및 협상 종료 패킷 중 적어도 하나가 수신되지 않을 수도 있다.In the embodiment of FIG. 12 described above, it is described that the wireless power transmitter receives the guaranteed power packet and the negotiation end packet while performing the second power transmission control procedure (S1160), but this is only one embodiment, and other embodiments At least one of the guaranteed power packet and the negotiation end packet may not be received by the wireless power transmitter.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보정 단계(450)를 수행하지 않을 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment of the present invention may not perform the correction step 450 while performing the second power transmission control procedure (S1160).

여기서, 보정 단계(450)는 송신기와 수신기 사이의 전송 전력과 수신 전력 그리고 전력 손실에 대한 값을 정확히 측정하도록 송신기의 전송 전력과 수신기의 수신 전력을 비교하는 과정을 의미할 수 있다. Here, the calibration step 450 may mean a process of comparing the transmit power of the transmitter and the received power of the receiver to accurately measure values for transmit power and receive power and power loss between the transmitter and the receiver.

이때, 보장 전력이 5W 초과인 제2 전력 전송 모드에서는 전송 전력이 커질수록 전력 손실이 달라질 수 있기 때문에 이를 미리 예측(계산)하고, 전송 전력이 달라질 때에 미리 예측한 값을 반영함으로써 전력 손실을 보다 정확하게 계산할 수 있다. At this time, in the second power transmission mode in which the guaranteed power exceeds 5W, since the power loss may change as the transmission power increases, it is predicted (calculated) in advance and the predicted value is reflected when the transmission power changes, thereby reducing the power loss. can be calculated accurately.

그러나, 최소 전력의 보장 전력을 전송하는 제1 전력 전송 모드에서는 고정된 전력을 타겟으로 설정하여 동작하기 때문에 보정을 진행할 필요가 없다. However, in the first power transmission mode in which guaranteed power of the minimum power is transmitted, it is not necessary to perform correction because fixed power is set as a target and operated.

또한, 이물질이 존재하는 상태에서 송신 전력 또는 수신 전력, 손실 전력 중 적어도 하나를 보정할 경우, 이물질에 의한 영향이 포함되어 보정이 되기 때문에 실제 이물질이 존재함에도 불구하고 무선 전력 송신기가 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 확률을 높일 수 있다.In addition, when at least one of transmission power, reception power, and loss power is corrected in the presence of a foreign substance, the effect of the foreign substance is included in the correction, so that the wireless power transmitter does not have the foreign substance even though the foreign substance actually exists. You can increase the probability of deciding that it is not.

본 발명은 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어함으로써, 이물질 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, foreign matter detection accuracy may be improved by controlling the correction step 450 not to be performed during the second power transmission control procedure ( S1160 ).

도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 무선 전력 송신기는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)가 완료되어 전력 전송 단계(460)로 진입할 수 있다(S1310).Referring to FIG. 13 , the wireless power transmitter may complete the second power transmission control procedure (S1160) and enter the power transmission step (460) (S1310).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)에서의 전력 전송-즉, 충전- 중 수신되는 수신 전력 패킷(Received Power Packet)에 기반하여 전력 손실을 측정(또는 산출 또는 추정)할 수 있다(S1320). The wireless power transmitter may measure (or calculate or estimate) power loss based on a received power packet received during power transmission (ie, charging) in the power transmission step 460 (S1320).

이하, 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기가 전력 손실을 측정하는 것으로 설명하나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 무선 전력 송신단에서의 전송 전력 측정 결과와 무선 전력 수신단으로부터 수신된 수신 전력 측정 결과에 기초하여 전력 손실은 산출 또는 추정될 수 있음을 주의해야 한다. Hereinafter, for convenience of description, it is described that the wireless power transmitter measures power loss, but this is only one embodiment, and the transmission power measurement result from the wireless power transmitter and the received power measurement result received from the wireless power receiver It should be noted that power loss can be calculated or estimated based on this.

일 예로, 전력 전송 단계(460)에서 전력 전송 중 소정 시간 동안 무선 전력 수신기로부터 피드백되는 수신 전력 패킷(Received Power Packet)에 기반하여 전력 손실을 측정할 수 있다. For example, in power transmission step 460, power loss may be measured based on a received power packet fed back from a wireless power receiver for a predetermined time during power transmission.

여기서, 전력 손실은 무선 전력 수신기가 배터리(또는 부하)와 연결되지 않은 상태에서 측정된 제1 수신 전력 값에 기반하여 측정된 제1 전력 손실과 무선 전력 수신기가 배터리(또는 부하)와 연결된 상태에서 측정된 제2 수신 전력 값에 기반하여 측정된 제2 전력 손실 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the power loss is the first power loss measured based on the first received power value measured in a state in which the wireless power receiver is not connected to the battery (or load) and the state in which the wireless power receiver is connected to the battery (or load). It may include at least one of second power loss measured based on the measured second received power value.

일 예로, 무선 전력 송신기는 소정 시간-예를 들면, 10분일 수 있음- 도안 수신 전력 패킷이 수신될 때마다 전력 손실을 측정하고, 측정된 전력 손실의 평균 값(또는 가장 작은 값 또는 가장 큰 값)을 최종 전력 손실로 확정할 수 있다.For example, the wireless power transmitter measures the power loss for a predetermined time—for example, 10 minutes—every time a received power packet is received, and measures the power loss as an average value (or the smallest value or the largest value) of the measured power loss. ) can be determined as the final power loss.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 연속적으로 수신되는 N개의 수신 전력 패킷에 대응하여 전력 손실을 측정할 수도 있다. As another example, after entering the power transmission step 460, the wireless power transmitter may measure power loss corresponding to N received power packets that are continuously received.

무선 전력 송신기는 측정된 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1330). The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists based on the measured power loss (S1330).

일 예로, 무선 전력 송신기는 측정된 전력 손실이 소정 전력 손실 임계치를 초과하면 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 측정된 전력 손실이 소정 전력 손실 임계치 이하이면, 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance is present when the measured power loss exceeds a predetermined power loss threshold. On the other hand, if the measured power loss is less than or equal to a predetermined power loss threshold, it may be determined that no foreign matter is present.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로의 진입 후 연속적으로 수신되는 N개의 수신 전력 패킷에 대응하여 추정된 전력 손실이 모두 소정 전력 손실 임계치 이내이면, 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. As another example, the wireless power transmitter may determine that no foreign matter is present when the estimated power loss corresponding to N received power packets that are continuously received after entering the power transmission step is within a predetermined power loss threshold. .

특정 시간 동안 임계치 이내인 경우, 또는 특정 시간 초과 후 전력 손실이 임계치 이내인 경우에도 이물질이 없는 것으로 판단할 수 있다.It may be determined that there is no foreign material even when the power loss is within a threshold value for a specific time period or when the power loss is within a threshold value after a specific time period has elapsed.

반면, 전력 전송 단계로의 진입 후 연속적으로 수신되는 N개의 수신 전력 패킷 중 적어도 하나의 수신 전력 패킷에 대응하여 추정된 전력 손실이 소정 전력 손실 임계치를 초과하면, 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the estimated power loss corresponding to at least one received power packet among the N received power packets continuously received after entering the power transmission step exceeds a predetermined power loss threshold, the wireless power transmitter determines that a foreign substance is present. can judge

판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단하고 선택 단계로 진입할 수 있다(S1340 및 S1350).As a result of the determination, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may stop power transmission and enter a selection step (S1340 and S1350).

상기한 1330 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 재협상 단계로 진입하여 무선 전력 수신기와 전력 전송 계약을 재협상할 수 있다(S1360). 이때 협상되는 보장 전력은 5W 이상이 될 수 있다.As a result of the determination in step 1330 described above, if no foreign matter exists, the wireless power transmitter may enter a renegotiation step and renegotiate a power transmission contract with the wireless power receiver (S1360). At this time, the guaranteed power negotiated may be 5W or more.

무선 전력 송신기는 재협상 결과에 따라 전력 전송 단계(460)로 다시 진입하여 해당 무선 전력 수신기에 대한 충전을 계속 수행할 수 있다. According to the renegotiation result, the wireless power transmitter re-enters the power transmission step 460 and continues to charge the corresponding wireless power receiver.

일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로의 진입 후 이물질이 검출되지 않은 경우, 재협상을 통해 제1 전력 전송 모드에서 제2 전력 전송 모드로 전환함으로써 전송 전력의 세기를 상승시켜 충전 시간을 단축시킬 수 있다. For example, when a foreign substance is not detected after entering the power transmission step, the wireless power transmitter converts the first power transmission mode to the second power transmission mode through renegotiation to increase the intensity of the transmission power and shorten the charging time. can

도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 무선 전력 송신기는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)가 완료되어 전력 전송 단계(460)로 진입할 수 있다(S1410).Referring to FIG. 14 , the wireless power transmitter may complete the second power transmission control procedure (S1160) and enter the power transmission step (460) (S1410).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)에서의 전력 전송 중 온도 변화를 측정할 수 있다(S1420). The wireless power transmitter may measure a temperature change during power transmission in power transmission step 460 (S1420).

일 예로, 전력 전송 단계(460)에서 전력 전송 중 무선 전력 송신기는 단위 시간 동안의 내부 온도 변화량 또는 온도 변화 비율을 측정할 수 있다. 여기서, 무선 전력 송신기상에서 온도 변화가 측정되는 위치는 전송 안테나(640)의 송신 코일일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계에 따라 무선 전력 송신기의 다른 위치-예를 들면, 무선 전력 송신기에 구비된 제어 회로 기판, 충전 베드-에서 측정될 수도 있다. For example, during power transmission in the power transmission step 460, the wireless power transmitter may measure an internal temperature change amount or a temperature change rate for a unit time. Here, the position where the temperature change is measured on the wireless power transmitter may be, but is not limited to, the transmission coil of the transmission antenna 640, and other positions of the wireless power transmitter according to the design of those skilled in the art - for example, the wireless power transmitter The control circuit board provided on the, filling bed- can also be measured.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 전력 전송 중 소정 주기로 무선 전력 수신기에 의해 측정된 온도 정보를 수신할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신된 온도 정보에 기초하여 온도 변화를 측정할 수도 있다.A wireless power transmitter according to another embodiment may receive temperature information measured by the wireless power receiver at a predetermined period during power transmission. The wireless power transmitter may measure a temperature change based on temperature information received from the wireless power receiver.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 내부 측정된 제1 온도 변화 및 무선 전력 수신기로부터 수신된 온도 정보에 기초하여 측정된 제2 온도 변화에 기반하여 최종 온도 변화를 확정할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may determine the final temperature change based on the internally measured first temperature change and the second temperature change measured based on the temperature information received from the wireless power receiver.

무선 전력 송신기는 측정된 온도 변화에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1430). 일 예로, 무선 전력 송신기는 측정된 온도 변화가 소정 온도 변화 임계치를 초과하면, 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists based on the measured temperature change (S1430). For example, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance is present when the measured temperature change exceeds a predetermined temperature change threshold.

반면, 측정된 온도 변화가 소정 온도 변화 임계치 이하이면, 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하는 않는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the measured temperature change is less than or equal to a predetermined temperature change threshold, the wireless power transmitter may determine that no foreign matter is present.

판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단하고 선택 단계로 진입할 수 있다(S1440 및 S1450).As a result of the determination, if a foreign substance exists, the wireless power transmitter may stop power transmission and enter a selection step (S1440 and S1450).

상기한 1430 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 재협상 단계로 진입하여 무선 전력 수신기와 전력 전송 계약을 재협상할 수 있다(S1360). As a result of the determination in step 1430 described above, if no foreign matter exists, the wireless power transmitter may enter a renegotiation step and renegotiate a power transmission contract with the wireless power receiver (S1360).

무선 전력 송신기는 재협상 결과에 따라 전력 전송 단계(460)로 다시 진입하여 충전을 계속 진행할 수 있다. According to the renegotiation result, the wireless power transmitter may re-enter the power transmission step 460 and continue charging.

일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로의 진입 후 이물질이 검출되지 않은 경우, 재협상을 통해 제1 전력 전송 모드에서 제2 전력 전송 모드로 전환함으로써 전송 전력의 세기를 상승시켜 충전 시간을 단축시킬 수 있다. For example, when a foreign substance is not detected after entering the power transmission step, the wireless power transmitter converts the first power transmission mode to the second power transmission mode through renegotiation to increase the intensity of the transmission power and shorten the charging time. can

도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram for explaining a wireless power transmission method in a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 무선 전력 송신기는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)가 완료되어 전력 전송 단계(460)로 진입할 수 있다(S1510).Referring to FIG. 15 , the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 after the second power transmission control procedure (S1160) is completed (S1510).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)에서의 전력 전송 중 수신되는 수신 전력 패킷(Received Power Packet) 전력 손실을 측정할 수 있다(S1520). The wireless power transmitter may measure a power loss of a received power packet received during power transmission in the power transmission step 460 (S1520).

일 예로, 전력 전송 단계(460)에서 전력 전송 중 무선 전력 수신기로부터 피드백되는 수신 전력 패킷(Received Power Packet)에 기반하여 전력 손실을 측정할 수 있다. For example, in power transmission step 460, power loss may be measured based on a received power packet fed back from a wireless power receiver during power transmission.

여기서, 전력 손실은 무선 전력 수신기가 배터리(또는 부하)와 연결되지 않은 상태에서 측정된 제1 수신 전력 값에 기반하여 측정된 제1 전력 손실과 무선 전력 수신기가 배터리(또는 부하)와 연결된 상태에서 측정된 제2 수신 전력 값에 기반하여 측정된 제2 전력 손실 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the power loss is the first power loss measured based on the first received power value measured in a state in which the wireless power receiver is not connected to the battery (or load) and the state in which the wireless power receiver is connected to the battery (or load). It may include at least one of second power loss measured based on the measured second received power value.

무선 전력 송신기는 측정된 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1530). The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists based on the measured power loss (S1530).

일 예로, 무선 전력 송신기는 측정된 전력 손실이 소정 전력 손실 임계치를 초과하면 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 측정된 전력 손실이 소정 전력 손실 임계치 이하이면, 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance is present when the measured power loss exceeds a predetermined power loss threshold. On the other hand, if the measured power loss is less than or equal to a predetermined power loss threshold, it may be determined that no foreign matter is present.

판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단하고 선택 단계로 진입할 수 있다(S1540 및 S1550).As a result of the determination, if a foreign substance is present, the wireless power transmitter may stop power transmission and enter a selection step (S1540 and S1550).

상기한 1530 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)에서의 전력 전송 중 온도 변화를 측정할 수 있다(S1560). As a result of the determination in step 1530 described above, if no foreign matter exists, the wireless power transmitter may measure a temperature change during power transmission in power transmission step 460 (S1560).

일 예로, 전력 전송 단계(460)에서 전력 전송 중 무선 전력 송신기는 단위 시간 동안의 내부 온도 변화량 또는 온도 변화 비율을 측정할 수 있다. For example, during power transmission in the power transmission step 460, the wireless power transmitter may measure an internal temperature change amount or a temperature change rate for a unit time.

여기서, 무선 전력 송신기상에서 온도 변화가 측정되는 위치는 송신 코일 주변일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계에 따라 무선 전력 송신기의 다른 위치에서 측정될 수도 있다. Here, the location where the temperature change is measured on the wireless power transmitter may be around the transmission coil, but is not limited thereto, and may be measured at other locations of the wireless power transmitter according to design by those skilled in the art.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 전력 전송 중 소정 주기로 무선 전력 수신기에 의해 측정된 온도 정보를 수신할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신된 온도 정보에 기초하여 온도 변화를 측정할 수도 있다.A wireless power transmitter according to another embodiment may receive temperature information measured by the wireless power receiver at a predetermined period during power transmission. The wireless power transmitter may measure a temperature change based on temperature information received from the wireless power receiver.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 내부 측정된 제1 온도 변화 및 무선 전력 수신기로부터 수신된 온도 정보에 기초하여 측정된 제2 온도 변화에 기반하여 최종 온도 변화를 확정할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may determine the final temperature change based on the internally measured first temperature change and the second temperature change measured based on the temperature information received from the wireless power receiver.

무선 전력 송신기는 측정된 온도 변화에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1570). 일 예로, 무선 전력 송신기는 측정된 온도 변화가 소정 온도 변화 임계치를 초과하면, 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists based on the measured temperature change (S1570). For example, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance is present when the measured temperature change exceeds a predetermined temperature change threshold.

반면, 측정된 온도 변화가 소정 온도 변화 임계치 이하이면, 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하는 않는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the measured temperature change is less than or equal to a predetermined temperature change threshold, the wireless power transmitter may determine that no foreign matter is present.

판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단하고 선택 단계로 진입할 수 있다(S1540 및 S1550).As a result of the determination, if a foreign substance is present, the wireless power transmitter may stop power transmission and enter a selection step (S1540 and S1550).

상기한 1570 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 재협상 단계로 진입하여 무선 전력 수신기와 전력 전송 계약을 재협상할 수 있다(S1580). 무선 전력 송신기는 재협상 결과에 따라 전력 전송 단계(460)로 다시 진입하여 충전을 계속 진행할 수 있다. As a result of the determination in step 1570 described above, if no foreign matter exists, the wireless power transmitter may enter a renegotiation step and renegotiate a power transmission contract with the wireless power receiver (S1580). According to the renegotiation result, the wireless power transmitter may re-enter the power transmission step 460 and continue charging.

일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로의 진입 후 이물질이 검출되지 않은 경우, 재협상을 통해 제1 전력 전송 모드에서 제2 전력 전송 모드로 전환함으로써 전송 전력의 세기를 상승시켜 충전 시간을 단축시킬 수 있다. For example, when a foreign substance is not detected after entering the power transmission step, the wireless power transmitter converts the first power transmission mode to the second power transmission mode through renegotiation to increase the intensity of the transmission power and shorten the charging time. can

상기한 도 15의 실시 예에서는 무선 전력 송신기가 전력 손실에 기반하여 이물질 검출 절차를 수행한 후, 판단 결과에 따라 온도 변화에 기반한 이물질 검출 절차를 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 온도 변화에 기반하여 이물질 검출 절차를 수행한 후, 판단 결과에 따라 전력 손실에 기반한 이물질 검출 절차를 수행하도록 구현될 수도 있다.In the embodiment of FIG. 15 described above, it is illustrated that the wireless power transmitter performs a foreign matter detection procedure based on power loss and then performs a foreign material detection procedure based on a temperature change according to the determination result. However, the wireless power transmitter according to another embodiment may be implemented to perform a foreign material detection procedure based on a temperature change and then perform a foreign material detection procedure based on power loss according to a determination result.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 공진 주파수 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a resonance frequency bandwidth according to an embodiment of the present invention.

도면 번호 1600은 무선 충전 시스템의 공진 회로에서 대역폭과 공진 주파수의 관계를 보여주는 그래프이다. Reference number 1600 is a graph showing a relationship between a bandwidth and a resonant frequency in a resonant circuit of a wireless charging system.

도 16을 참조하면, 공진 주파수인

Figure 112018086694321-pct00018
(1612)에서 피크 투 피크 전압의 진폭 또는 전압/전류의 진폭이 최대 임을 알 수 있다. Referring to FIG. 16, the resonant frequency
Figure 112018086694321-pct00018
In 1612, it can be seen that the amplitude of the peak-to-peak voltage or the amplitude of the voltage/current is maximum.

값이 최대인 진폭으로부터 3dB 아래인 전압 또는 전류를 가지는 2개의 동작 주파수 또는 하프 파워 대역폭 주파수가 존재할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 최대 진폭 값(1611)으로부터 3dB 아래인 2개의 동작 주파수를 각각 하한 대역폭 주파수(

Figure 112018086694321-pct00019
, 1613) 및 상한 대역폭 주파수(
Figure 112018086694321-pct00020
, 1614)로 명하기로 한다. 여기서, 3dB 아래인 진폭 값은 최대 진폭 값(1611)의 약 70.7%일 수 있다.There may be two operating frequencies or half power bandwidth frequencies with voltages or currents whose values are 3 dB below the maximum amplitude. For convenience of description below, the two operating frequencies below 3 dB from the maximum amplitude value 1611 are each the lower limit bandwidth frequency (
Figure 112018086694321-pct00019
, 1613) and the upper limit bandwidth frequency (
Figure 112018086694321-pct00020
, 1614). Here, the amplitude value below 3 dB may be about 70.7% of the maximum amplitude value 1611 .

품질 인자는 무선 전력의 충전 효율에 직접적인 영향을 미치는 파라메터로서, 품질 인자가 3dB 강하되는 것은 전력 전송 효율(또는 전송 전력)이 절반으로 감소하는 것을 의미할 수 있다.The quality factor is a parameter that directly affects the charging efficiency of wireless power, and a 3dB drop in the quality factor may mean that power transmission efficiency (or transmission power) is reduced by half.

본 발명의 실시 예에 따른 공진 주파수 대역폭(1615)은 상한 대역폭 주파수(1614)에서 하한 대역폭 주파수(1613)를 뺀 값-즉,

Figure 112018086694321-pct00021
- 으로 정의될 수 있다.The resonant frequency bandwidth 1615 according to an embodiment of the present invention is a value obtained by subtracting the lower limit bandwidth frequency 1613 from the upper limit bandwidth frequency 1614 - that is,
Figure 112018086694321-pct00021
- can be defined as

상기한 도 16의 실시 예에서는 공진 주파수 대역폭(1615)이 최대 진폭 값(1611)으로부터 3dB 아래인 전압 또는 전류를 가지는 주파수들에 의해 결정되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 최대 진폭 값(1611)으로부터 3dB가 아래가 아닌 xdB 낮은 전압 또는 전류를 가지는 주파수 영역을 공진 주파수 대역폭(1615)으로 정의할 수도 있다. 여기서, x 값은 당업자의 설계 목적 및 제품의 특성에 따라 상이하게 설정될 수도 있음을 주의해야 한다. In the embodiment of FIG. 16 described above, it is described that the resonance frequency bandwidth 1615 is determined by frequencies having a voltage or current that is 3 dB below the maximum amplitude value 1611, but this is only one embodiment, A frequency domain having a voltage or current lower than 3 dB below the maximum amplitude value 1611 may be defined as the resonant frequency bandwidth 1615. Here, it should be noted that the x value may be set differently according to the design purpose of those skilled in the art and the characteristics of the product.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00022
(BW: Bandwidth)는 하기의 수학식 1과 같이, 공진 주파수(
Figure 112018086694321-pct00023
)와 해당 공진 주파수
Figure 112018086694321-pct00024
에서의 품질 인자 값
Figure 112018086694321-pct00025
에 기반하여 산출될 수도 있다.Resonant frequency bandwidth according to another embodiment of the present invention
Figure 112018086694321-pct00022
(BW: Bandwidth) is the resonance frequency (as shown in Equation 1 below)
Figure 112018086694321-pct00023
) and the corresponding resonant frequency
Figure 112018086694321-pct00024
Quality factor value at
Figure 112018086694321-pct00025
may be calculated based on

Figure 112018086694321-pct00026
<수학식 1>
Figure 112018086694321-pct00026
<Equation 1>

저 전력 시스템(Low Power System)에서 품질 인자 값

Figure 112018086694321-pct00027
는 하기의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.Quality factor values in low power systems
Figure 112018086694321-pct00027
Can be expressed as in Equation 2 below.

Figure 112018086694321-pct00028
<수학식 2>
Figure 112018086694321-pct00028
<Equation 2>

여기서,

Figure 112018086694321-pct00029
은 하한 대역폭 주파수이고
Figure 112018086694321-pct00030
는 상한 대역폭 주파수이다.here,
Figure 112018086694321-pct00029
is the lower bound bandwidth frequency and
Figure 112018086694321-pct00030
is the upper limit bandwidth frequency.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 공진 주파수 대역폭을 이용한 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.17 is a flowchart for explaining a foreign matter detection procedure using a resonant frequency bandwidth in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 무선 전력 송신기(1710)는 선택 단계에서 물체가 감지되면, 핑 단계로의 진입 이전에 공진 품질 인자 및 공진 주파수를 측정할 수 있다(S1701). Referring to FIG. 17 , when an object is detected in the selection step, the wireless power transmitter 1710 may measure a resonance quality factor and a resonance frequency before entering the ping step (S1701).

여기서, 공진 주파수는 동작 주파수 대역 내 전압 또는 전류(예를 들면, 피크 대 피크 전압 또는 피크 대 피크 전류)가 최대인 주파수를 의미할 수 있다. Here, the resonant frequency may mean a frequency at which a voltage or current (eg, peak-to-peak voltage or peak-to-peak current) within an operating frequency band is maximum.

또는, 공진 주파수는 공진기 입력 전압 대비 출력 전압(코일 전압)이 최대일 때의 주파수를 의미할 수 있다. Alternatively, the resonance frequency may mean a frequency when the output voltage (coil voltage) to the input voltage of the resonator is maximum.

일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 동작 주파수 대역 내 일정 단위의 주파수 간격으로 품질 인자 값을 측정할 수 있다.The wireless power transmitter according to an embodiment may measure a quality factor value at a frequency interval of a predetermined unit within an operating frequency band.

무선 전력 송신기(1710)는 측정된 공진 품질 인자 및 공진 주파수를 내부 메모리에 저장할 수 있다(S1702).The wireless power transmitter 1710 may store the measured resonance quality factor and resonance frequency in an internal memory (S1702).

무선 전력 송신기(1710)는 핑 단계로 진입하여 상기한 도 3에서 설명된 감지 신호 전송 절차를 수행할 수 있다(S1703).The wireless power transmitter 1710 may enter the ping phase and perform the detection signal transmission procedure described in FIG. 3 (S1703).

무선 전력 송신기(1710)는 무선 전력 수신기(1720)이 감지되면, 식별 및 구성 단계로 진입하여 식별 패킷 및 구성 패킷을 무선 전력 수신기(1720)로부터 수신할 수 있다(S1704 및 S1705).When the wireless power receiver 1720 is detected, the wireless power transmitter 1710 may enter an identification and configuration phase and receive an identification packet and a configuration packet from the wireless power receiver 1720 (S1704 and S1705).

무선 전력 송신기(1710)가 협상 단계로 진입하면 이물질 검출 상태 패킷을 무선 전력 수신기(1720)로부터 수신할 수 있다(S1706). When the wireless power transmitter 1710 enters the negotiation phase, it may receive a foreign matter detection status packet from the wireless power receiver 1720 (S1706).

여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency) 및/또는 기준 공진 주파수에 대응하는 품질 인자-즉, 기준 공진 품질 인자-가 포함될 수 있다. Here, the foreign matter detection state packet may include a reference resonance frequency and/or a quality factor corresponding to the reference resonance frequency, that is, a reference resonance quality factor.

본 실시 예에 따른 기준 공진 주파수는 인증용 송신기의 충전 영역에 무선 전력 수신기(1720)가 배치된 상태에서 수신기의 코일, 차폐제, 기구, 배터리 등에 의해 쉬프트된 송신 코일의 공진 주파수(셀프 공진 주파수)를 의미할 수 있다. The reference resonant frequency according to the present embodiment is the resonant frequency (self resonant frequency) of the transmission coil shifted by the coil, shielding material, instrument, battery, etc. of the receiver in a state where the wireless power receiver 1720 is disposed in the charging area of the transmitter for authentication. can mean

이하 설명의 편의를 위해 기준 공진 주파수에 대응하는 품질 인자 값을 기준 공진 품질 인자(Reference Resonance Quality Factor)라 명하기로 한다. For convenience of explanation, the quality factor value corresponding to the reference resonance frequency will be referred to as a reference resonance quality factor.

일 예로, 무선 전력 송신기(1710)는 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 공진 주파수와 기준 공진 주파수에서의 품질 인자- 즉, 기준 공진 품질 인자-에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출하고, 상기 1702 단계에서 저장된 공진 주파수와 공진 품질 인자에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출할 수 있다(S1707).For example, the wireless power transmitter 1710 calculates a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance frequency included in the foreign matter detection state packet and a quality factor at the reference resonance frequency—that is, a reference resonance quality factor—and in step 1702 A resonant frequency bandwidth may be calculated based on the resonant frequency and the resonant quality factor stored in S1707.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기(1710)는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 기준 공진 주파수 대역폭을 바로 수신할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter 1710 may directly receive the reference resonant frequency bandwidth through the foreign matter detection status packet.

무선 전력 송신기(1710)는 공진 주파수 대역폭과 기준 공진 주파수 대역폭에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1708).The wireless power transmitter 1710 may determine whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth (S1708).

일반적으로 무선 전력 송신기(1710)의 충전 영역에 이물질이 배치되면 후술할 도 18에서 설명되는 바와 같이, 공진 주파수 대역폭은 이물질이 배치되지 않았을 때와 비교하여 급격히 증가하는 특성이 있다.In general, when a foreign material is disposed in the charging area of the wireless power transmitter 1710, as described in FIG. 18 to be described later, the resonance frequency bandwidth has a characteristic that increases rapidly compared to when the foreign material is not disposed.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(1710)는 공진 주파수 대역폭의 증가량(또는 증가 비율)이 소정 임계치(또는 소정 임계 비율)을 초과하면, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. The wireless power transmitter 1710 according to an embodiment of the present invention may determine that a foreign substance exists in the charging area when the increase amount (or increase rate) of the resonance frequency bandwidth exceeds a predetermined threshold value (or predetermined threshold ratio).

일 예로, 무선 전력 송신기(1710)는 공진 주파수 대역폭과 기준 공진 주파수 대역폭의 차이(또는 비율) 값이 소정 임계치를 초과하면, 무선 전력 송신기(1710)는 충전 영역에 이물질 존재하는 것으로 판단할 수 있다. For example, if the difference (or ratio) between the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth exceeds a predetermined threshold value, the wireless power transmitter 1710 may determine that a foreign substance is present in the charging area. .

반면, 공진 주파수 대역폭과 기준 공진 주파수 대역폭의 차이 값이 소정 임계치 이하이면, 무선 전력 송신기(1710)는 충전 영역에 이물질 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the difference between the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth is equal to or less than a predetermined threshold value, the wireless power transmitter 1710 may determine that no foreign matter is present in the charging area.

공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00031
과 기준 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00032
의 비율인
Figure 112018086694321-pct00033
는 하기 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00031
and reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00032
which is the ratio of
Figure 112018086694321-pct00033
Can be calculated by Equation 3 below.

Figure 112018086694321-pct00034
<수학식 3>
Figure 112018086694321-pct00034
<Equation 3>

기준 공진 주파수는 이물질 없이 오로지 수신기만 송신기(또는 송신코일) 의 충전 영역에 올려진 상태에서 측정된 송신 코일의 공진 주파수를 의미할 수 있다. The reference resonant frequency may refer to a resonant frequency of the transmission coil measured in a state in which only the receiver is placed on the charging area of the transmitter (or transmission coil) without any foreign matter.

여기서, 송신기(또는 송신코일)은 기준 송신 코일을 의미할 수 있다. 예를 들어, 기준 송신 코일은 기준 값을 정하기 위한 인증용 코일 디자인을 가질 수 있다.Here, the transmitter (or transmission coil) may mean a reference transmission coil. For example, a reference transmission coil may have an authentication coil design for determining a reference value.

무선 전력 송신기(1710)는 이물질 존재 여부에 대한 판단 결과에 따른 소정 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(1720)로 전송할 수 있다.The wireless power transmitter 1710 may generate and transmit a predetermined response packet according to a result of determining whether or not a foreign substance exists to the wireless power receiver 1720.

일 예로, 상기한 1708 단계에서, 이물질이 존재하는 것으로 판단되면, 무선 전력 송신기(1710)는 NACK 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(1720)로 전송할 수 있다. 반면, 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단되면, 무선 전력 송신기(1710)는 ACK 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(1720)로 전송할 수 있다.For example, if it is determined that a foreign substance is present in step 1708 described above, the wireless power transmitter 1710 may generate a NACK response packet and transmit it to the wireless power receiver 1720. On the other hand, if it is determined that no foreign matter exists, the wireless power transmitter 1710 may generate an ACK response packet and transmit it to the wireless power receiver 1720.

또한, 상기한 1708 단계에서, 이물질이 존재 여부에 대한 판단이 불가능한 경우, 무선 전력 송신기(1710)는 ND(Not Defined) 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(1720)에 전송할 수 있다.In addition, in step 1708 described above, if it is impossible to determine whether a foreign substance exists, the wireless power transmitter 1710 may generate a Not Defined (ND) response packet and transmit it to the wireless power receiver 1720.

무선 전력 수신기(1720)는 무선 전력 송신기(1710)로부터 NACK 응답 또는 ND 응답이 수신되면, 무선 전력 송신기(1710)에 의한 전력 전송이 완전히 중단될 때까지 자신의 출력 단자를 통해 전자 기기(또는 배터리/부하)에 일정 세기 이상의 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다. When a NACK response or an ND response is received from the wireless power transmitter 1710, the wireless power receiver 1720 uses an electronic device (or battery) through its output terminal until power transmission by the wireless power transmitter 1710 is completely stopped. /load) can be controlled so that power over a certain level is not supplied.

여기서, 일정 세기 이상의 전력은 5W가 기준일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 설계 및 무선 전력 수신기(1720)가 탑재된 전자 기기 및(또는 무선 전력 수신기(1720)와 연결된 배터리/부하)에 따라 상이하게 정의될 수 있다.Here, the power of a certain intensity or more may be 5W as a standard, but is not limited thereto, and may vary depending on the design and the electronic device in which the wireless power receiver 1720 is mounted (or the battery/load connected to the wireless power receiver 1720). can be defined as

상기한 도 17의 실시 예에서는 무선 전력 송신기(1710)가 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수에서의 품질 인자 값-즉, 기준 공진 품질 인자 값-이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하고, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 품질 인자 값에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출할 수 있다. In the embodiment of FIG. 17 described above, the wireless power transmitter 1710 receives the foreign matter detection state packet including the reference resonance frequency and the quality factor value at the reference resonance frequency, that is, the reference resonance quality factor value, and receives the reference resonance frequency. And based on the value of the reference resonance quality factor, a reference resonance frequency bandwidth may be calculated.

기준 공진 주파수는 이물질 없이 오로지 수신기만 송신기(또는 송신코일) 위에 올려진 상태에서 측정된 송신 코일의 공진 주파수를 의미할 수 있다. The reference resonant frequency may refer to a resonant frequency of a transmission coil measured in a state in which only a receiver is placed on the transmitter (or transmission coil) without any foreign matter.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(1710)는 기준 공진 주파수 및/또는 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하고, 기준 공진 주파수 및 기준 품질 인자에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출할 수도 있다. The wireless power transmitter 1710 according to another embodiment may receive a foreign matter detection state packet including a reference resonance frequency and/or a reference quality factor value, and calculate a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance frequency and the reference quality factor. may be

여기서, 기준 품질 인자는 미리 정의된 기준 동작 주파수에 대응하여 인증용 기준 송신기 코일에서의 품질 인자일 수 있다. 일 예로, 측정 주파수는 100KHz일 수 있다.Here, the reference quality factor may be a quality factor in a reference transmitter coil for authentication corresponding to a predefined reference operating frequency. For example, the measurement frequency may be 100 KHz.

또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(1710)는 기준 공진 주파수 대역폭이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하고, 공진 주파수 대역폭과 기준 공진 주파수 대역폭에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다. The wireless power transmitter 1710 according to another embodiment may receive a foreign matter detection state packet including a reference resonance frequency bandwidth and determine whether or not a foreign matter is present based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth.

또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(1710)는 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭을 적어도 하나의 이물질 검출 상태 패킷을 통해 수신하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다. The wireless power transmitter 1710 according to another embodiment may receive a reference resonance quality factor, a reference resonance frequency, and a reference resonance frequency bandwidth through at least one foreign matter detection status packet to determine whether a foreign matter exists.

도 18은 이물질 배치 여부에 따른 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for explaining a change pattern of a resonant frequency bandwidth according to whether a foreign material is disposed.

도 18을 참조하면, 도면 번호 1810은 수신기와 충전 영역 사이에 이물질이 배치되지 않은 경우, 동작 주파수 대역 내 공진기 증폭 비율(Vin/Vout) 패턴을 보여주는 그래프이고, 도면 번호 1820은 수신기와 충전 영역 사이에 이물질이 존재하는 경우, 동작 주파수 대역 내 공진기 증폭 비율(Vin/Vout) 패턴을 보여주는 그래프이다.Referring to FIG. 18, reference number 1810 is a graph showing a resonator amplification ratio (Vin/Vout) pattern within an operating frequency band when no foreign matter is disposed between the receiver and the charging area, and reference number 1820 is a graph showing a pattern between the receiver and the charging area. This is a graph showing the resonator amplification ratio (Vin/Vout) pattern within the operating frequency band when there is a foreign substance in .

본 발명의 실시 예에 있어서, 공진 품질 인자는 공진 주파수에서의 공진기 증폭 비율(Vin/Vout)로 정의되고, 공진 주파수는 공진 증폭 비율이 최대인 주파수를 의미할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resonance quality factor is defined as a resonator amplification ratio (Vin/Vout) at a resonance frequency, and the resonance frequency may mean a frequency at which a resonance amplification ratio is maximum.

다른 실시 예로, 공진 품질 인자는 공진기 피크 투 피크(Peak to Peak) 전압으로 정의되고, 공진 주파수는 공진기 피크 투 피크 전압이 최대인 주파수를 의미할 수 있다.As another embodiment, the resonance quality factor may be defined as the peak to peak voltage of the resonator, and the resonance frequency may mean a frequency at which the peak to peak voltage of the resonator is maximum.

도면 번호 1811은 충전 영역에 이물질이 배치되지 않았을 때의 공진 주파수 대역폭이고, 도면 번호 1821은 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때의 공진 주파수 대역폭을 보여준다. Reference numeral 1811 is a resonant frequency bandwidth when no foreign material is placed in the charging area, and reference numeral 1821 shows a resonant frequency bandwidth when no foreign material is placed in the charging area.

여기서, 충전 영역에 이물질이 배치되지 않았을 때의 주파수 대역폭은 상기한 도 17에서 설명된 기준 공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00035
에 대응되고, 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때의 주파수 대역폭은 상기한 도 17에서 설명된 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00036
에 대응될 수 있다.Here, the frequency bandwidth when no foreign material is disposed in the charging area is the reference resonance frequency bandwidth described in FIG. 17 above.
Figure 112018086694321-pct00035
Corresponds to , and the frequency bandwidth when the foreign matter is placed in the charging area is the resonant frequency bandwidth described in FIG. 17 above.
Figure 112018086694321-pct00036
can correspond to

도 18에 도시된 바와 같이, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 공진 주파수 대역폭이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 기준 공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00037
(1811)보다 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00038
(1821)이 커진다.As shown in FIG. 18 , it can be seen that the resonant frequency bandwidth increases when a foreign material is disposed in the charging area. That is, the reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00037
(1811) resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00038
(1821) grows.

또한, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 도면 번호 1830에 도시된 바와 같이, 품질 인자가 최대인 공진 주파수가 오른쪽으로 이동할 수 있다. 즉, 충전 영역에 수신기 및 이물질이 배치되었을 때의 공진 주파수(1832)는 충전 영역에 이물질이 배치되기 이전(수신기만 있을 때)의 공진 주파수(1831)과 비교하여 증가한다. 또는 수신기와 충전영역의 거리가 넓어질 때에도 차폐제의 영향이 줄어들면서 공진 주파수가 증가할 수 있다.In addition, when a foreign material is placed in the charging area, the resonance frequency at which the quality factor is maximum may shift to the right, as shown in reference numeral 1830 . That is, the resonant frequency 1832 when the receiver and the foreign material are placed in the charging area increases compared to the resonant frequency 1831 before the foreign material is placed in the charging area (when only the receiver is present). Alternatively, even when the distance between the receiver and the charging area increases, the resonant frequency may increase while reducing the effect of the shielding agent.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 공진 주파수 대역폭의 증가량(또는 증가 비율)이 소정 임계치(또는 소정 임계 비율)을 초과하면, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. The wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention may determine that a foreign material is present in the charging area when the increase amount (or increase rate) of the resonant frequency bandwidth exceeds a predetermined threshold value (or predetermined threshold percentage).

일 예로, 공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00039
과 기준 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00040
의 차이 값이 소정 임계치를 초과하면, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 이물질 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00041
과 기준 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00042
의 차이 값이 소정 임계치 이하이면, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 이물질 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. As an example, the resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00039
and reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00040
If the difference value of exceeds a predetermined threshold value, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance exists in the charging area. On the other hand, the resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00041
and reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00042
If the difference value of is less than a predetermined threshold value, the wireless power transmitter may determine that there is no foreign matter in the charging area.

다른 일 예로, 기준 공진 주파수 대역폭

Figure 112018086694321-pct00043
에서 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00044
으로의 변화 비율이 소정 임계 비율을 초과하면, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 이물질 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 기준 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00045
에서 공진 주파수 대역폭
Figure 112018086694321-pct00046
로의 변화 비율이 소정 임계 비율 이하이면, 무선 전력 송신기(1710)는 충전 영역에 이물질 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.As another example, the reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00043
resonant frequency bandwidth at
Figure 112018086694321-pct00044
If the rate of change to ? exceeds a predetermined threshold rate, the wireless power transmitter may determine that a foreign substance is present in the charging area. On the other hand, the reference resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00045
resonant frequency bandwidth at
Figure 112018086694321-pct00046
If the rate of change of the path is less than or equal to a predetermined threshold rate, the wireless power transmitter 1710 may determine that no foreign matter is present in the charging area.

또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 품질 인자가 최대인 공진 주파수의 이동에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter may determine whether or not a foreign material is present based on a movement of a resonant frequency having a maximum quality factor.

일 예로, 도 18을 참조하면, 기준 공진 주파수(1821) 대비 공진 주파수(1822)의 증가량(또는 증가 비율)이 소정 임계치(또는 임계 비율) 이상이면, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 이물질이 배치한 것으로 판단할 수 있다. For example, referring to FIG. 18 , if the increase amount (or increase rate) of the resonant frequency 1822 relative to the reference resonant frequency 1821 is greater than or equal to a predetermined threshold value (or threshold ratio), the wireless power transmitter detects that foreign matter is placed in the charging area. can be judged to be

하지만, 특정 재질의 이물질-예를 들면, 철(IRON) 재질의 이물질-의 경우, 투자율이 매우 높아 송신 코일의 인덕턴스에 영향을 매우 작게 미친다. 그렇기 때문에 이물질 배치에 따른 공진 주파수 쉬프트의 크기를 비교해서는 이물질 유무의 구분이 어려운 문제점이 있다. However, in the case of a foreign substance made of a specific material—for example, a foreign substance made of iron—the magnetic permeability is very high and the effect on the inductance of the transmission coil is very small. Therefore, there is a problem in that it is difficult to distinguish the presence or absence of a foreign material by comparing the size of the resonant frequency shift according to the arrangement of the foreign material.

또한 품질 인자도 알루미늄 계열의 이물질에 대해서 저항 성분의 차이가 적어 이물질로 구분되지 않을 수 있다. In addition, the quality factor may not be classified as a foreign substance due to a small difference in resistance components for aluminum-based foreign substances.

공진 주파수와 품질인자를 함께 사용하여 단일화된 판단기준이 되는 대역폭 비교를 하게 되면 상호 보완적인 두 개의 변수를 활용할 수 있는 장점이 있다.If the bandwidth comparison, which is a unified criterion by using the resonance frequency and the quality factor together, has the advantage of being able to utilize two mutually complementary variables.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 공진 주파수 이동에 기반한 이물질 검출 결과에 따라, 공진 주파수 대역폭 변화에 기반한 이물질 검출 절차를 수행하도록 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may be controlled to perform a foreign matter detection procedure based on a resonant frequency bandwidth change according to a foreign matter detection result based on a resonant frequency movement.

일 예로, 무선 전력 송신기는 측정된 공진 주파수 변화량(또는 변화 비율)이 소정 임계치(또는 임계 비율) 이상이면, 별도의 공진 주파수 대역폭 변화에 기반한 이물질 검출 절차를 수행하지 않고, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. For example, if the measured resonant frequency change amount (or change rate) is greater than or equal to a predetermined threshold value (or threshold ratio), the wireless power transmitter does not perform a separate resonant frequency bandwidth change-based foreign substance detection procedure, and foreign substances are present in the charging area. It can be judged that

반면, 측정된 공진 주파수 변화량(또는 변화 비율)이 소정 임계치(또는 임계 비율) 미만이면, 무선 전력 송신기는 공진 주파수 대역폭 변화에 기반한 이물질 검출 절차를 수행하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, if the measured resonant frequency change amount (or change rate) is less than a predetermined threshold value (or threshold ratio), the wireless power transmitter performs a foreign matter detection procedure based on the resonant frequency bandwidth change to determine the presence of foreign matter.

상기 도 5에서 설명된 종래의 품질 인자에 기반한 이물질 검출 방법은 하기의 몇가지 문제점으로 인해 이물질 검출에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. The conventional foreign material detection method based on the quality factor described in FIG. 5 has a problem in that the reliability of foreign material detection is low due to the following problems.

첫째, 품질 인자의 경우, 무선 충전 기기의 구성 태양 및 종류에 따라 그 값의 편차가 클 뿐만 아니라 무선 전력 수신기가 장착된 일부 스마트폰의 경우, 스마트 폰의 다른 구성들(예를들어 friendly metal)로 인하여 이물질이 배치되지 않더라도 품질 인자 값이 너무 작을 수 있다. 품질 인자가 작을 경우 이물질 유무에 따른 품질인자 값의 차이가 작아 오판할 수 있는 확률이 높아진다. First, in the case of the quality factor, not only does the value vary widely depending on the configuration and type of the wireless charging device, but in the case of some smartphones equipped with wireless power receivers, other configurations of the smartphone (eg friendly metal) As a result, the quality factor value may be too small even if foreign matter is not disposed. When the quality factor is small, the difference in quality factor values according to the presence or absence of foreign substances is small, and the probability of misjudgment increases.

이러한 오판은 발열의 직접적인 원인이 될 뿐만 아니라 기기 파손을 발생시킬 수 있다. 또는 이물질이 없음에도 불구하고, 스마트폰을 이물질로 판단하여 충전이 개시되지 않는 문제점을 발생시킬 수 있다.This misjudgment can cause heat generation as well as damage to the device. Alternatively, even though there is no foreign matter, the smartphone may be judged as a foreign matter and charging may not be started.

둘째, 품질 인자의 경우, 이물질의 종류에 따라 이물질 배치 전후 측정되는 품질 인자 값의 변화량이 매우 작은 문제점이 있다. Second, in the case of the quality factor, there is a problem in that the amount of change in the value of the quality factor measured before and after placement of the foreign material is very small depending on the type of the foreign material.

만약, 품질 인자의 변화가 적은 이물질이 배치되는 경우, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 이물질이 배치되었음에도 불구하고, 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 오판은 발열의 직접적인 원인이 될 뿐만 아니라 기기 파손 및 전력 손실을 발생시킬 수 있다.If a foreign material having a small change in quality factor is disposed, the wireless power transmitter may determine that the foreign material does not exist even though the foreign material is disposed in the charging area. This misjudgment not only directly causes heat generation, but also may cause device damage and power loss.

셋째, 품질 인자의 경우, 무선 전력 수신기에 장착되는 수신 코일의 종류에 따라, 일부 무선 전력 수신기는 이물질이 존재하지 않음에도 불구하고 충전 영역에 배치 전후 품질 인자의 변화가 매우 클 수도 있다. Third, in the case of the quality factor, depending on the type of receiving coil mounted in the wireless power receiver, some wireless power receivers may have a very large change in quality factor before and after placement in the charging area even though there are no foreign substances.

이 경우, 무선 전력 송신기는 실제 충전 영역에 이물질이 배치되지 않았음에도 불구하고, 이물질이 배치된 것으로 오판할 수 있다. 이는 충전이 중단되므로, 사용자의 불편을 야기시킬 수 있다. In this case, the wireless power transmitter may misjudge that a foreign material is disposed in the charging area even though the foreign material is not actually disposed in the charging area. Since charging is stopped, this may cause inconvenience to the user.

이하에서는 무선 전력 송신기의 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때 품질 인자 값의 변화량

Figure 112018086694321-pct00047
과 공진 주파수 대역폭 변화량
Figure 112018086694321-pct00048
중 어느 것이 더 큰지를 설명하기로 한다. Hereinafter, the amount of change in the quality factor value when a foreign substance is placed in the charging area of the wireless power transmitter
Figure 112018086694321-pct00047
Over-resonance frequency bandwidth change amount
Figure 112018086694321-pct00048
Let's explain which one is bigger.

품질 인자 값의 변화량

Figure 112018086694321-pct00049
과 공진 주파수 대역폭 변화량
Figure 112018086694321-pct00050
의 차이 값은 하기 수학식 4로 표현될 수 있다.Change in quality factor value
Figure 112018086694321-pct00049
Over-resonance frequency bandwidth change amount
Figure 112018086694321-pct00050
The difference value of may be expressed by Equation 4 below.

Figure 112018086694321-pct00051
<수학식 4>
Figure 112018086694321-pct00051
<Equation 4>

여기서,

Figure 112018086694321-pct00052
은 측정 품질 인자 값이고,
Figure 112018086694321-pct00053
는 기준 품질 인자 값이다.
Figure 112018086694321-pct00054
은 측정 공진 주파수이고,
Figure 112018086694321-pct00055
은 기준 공진 주파수이다.here,
Figure 112018086694321-pct00052
is the measurement quality factor value,
Figure 112018086694321-pct00053
is the reference quality factor value.
Figure 112018086694321-pct00054
is the measured resonant frequency,
Figure 112018086694321-pct00055
is the reference resonant frequency.

만약, 충전 영역에 이물질이 존재하면,

Figure 112018086694321-pct00056
이고,
Figure 112018086694321-pct00057
가 된다.If there is a foreign substance in the charging area,
Figure 112018086694321-pct00056
ego,
Figure 112018086694321-pct00057
becomes

만약,

Figure 112018086694321-pct00058
가 1이라고 가정하면-즉, 이물질 배치에 따라 공진 주파수 이동이 없다고 가정하면-,
Figure 112018086694321-pct00059
Figure 112018086694321-pct00060
이 되어,if,
Figure 112018086694321-pct00058
Assuming that is 1 - that is, assuming that there is no resonant frequency shift with the foreign material placement -,
Figure 112018086694321-pct00059
go
Figure 112018086694321-pct00060
become,

상기 수학식 4는

Figure 112018086694321-pct00061
로 표현될 수 있다.Equation 4 above is
Figure 112018086694321-pct00061
can be expressed as

여기서,

Figure 112018086694321-pct00062
Figure 112018086694321-pct00063
보다 작다고 가정하면, here,
Figure 112018086694321-pct00062
this
Figure 112018086694321-pct00063
Assuming it is smaller than

상기 수학식 4는

Figure 112018086694321-pct00064
이 되고,
Figure 112018086694321-pct00065
이므로,
Figure 112018086694321-pct00066
이 된다. Equation 4 above is
Figure 112018086694321-pct00064
becomes,
Figure 112018086694321-pct00065
Because of,
Figure 112018086694321-pct00066
becomes

따라서, 공진 주파수 대역폭 변화량

Figure 112018086694321-pct00067
이 항상 품질 인자 값의 변화량
Figure 112018086694321-pct00068
보다 클 수 있다.Therefore, the amount of change in the resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00067
This is always the amount of change in the value of the quality factor.
Figure 112018086694321-pct00068
can be bigger

만약,

Figure 112018086694321-pct00069
가 1보다 크다고 가정하면-즉, 이물질 배치에 따라 공진 주파수 이동이 있다고 가정하면-,
Figure 112018086694321-pct00070
Figure 112018086694321-pct00071
로 표현될 수 있다.if,
Figure 112018086694321-pct00069
Assuming that is greater than 1 - that is, assuming that there is a resonant frequency shift depending on the foreign matter placement -,
Figure 112018086694321-pct00070
go
Figure 112018086694321-pct00071
can be expressed as

이하, 이물질 배치에 따라 공진 주파수 이동이 없을 때의 공진 주파수 대역폭을

Figure 112018086694321-pct00072
, 이물질 배치에 따라 공진 주파수 이동이 있을 때의 공진 주파수 대역폭을
Figure 112018086694321-pct00073
라 가정한다.Hereinafter, the resonant frequency bandwidth when there is no resonant frequency shift depending on the placement of the foreign matter is
Figure 112018086694321-pct00072
, the resonant frequency bandwidth when there is a resonant frequency shift according to the placement of foreign matter
Figure 112018086694321-pct00073
Assume that

이때, 이물질 배치에 따른 공진 주파수 대역폭 변화량은 하기의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.In this case, the amount of change in the resonance frequency bandwidth according to the placement of the foreign material may be expressed as in Equation 5 below.

Figure 112018086694321-pct00074
<수학식 5>
Figure 112018086694321-pct00074
<Equation 5>

이때,

Figure 112018086694321-pct00075
Figure 112018086694321-pct00076
보다 작으면,At this time,
Figure 112018086694321-pct00075
this
Figure 112018086694321-pct00076
If less than

상기 수학식 5는

Figure 112018086694321-pct00077
이 되므로,
Figure 112018086694321-pct00078
는 항상
Figure 112018086694321-pct00079
보다 크다.Equation 5 above is
Figure 112018086694321-pct00077
becomes,
Figure 112018086694321-pct00078
is always
Figure 112018086694321-pct00079
bigger than

상기한 설명을 종합해 볼때, 충전 영역에 이물질이 배치되는 경우, 공진 주파수 대역폭 변화량

Figure 112018086694321-pct00080
이 항상 품질 인자 값의 변화량
Figure 112018086694321-pct00081
보다 큰 것을 알 수 있다.Considering the above description, when a foreign substance is placed in the charging area, the amount of change in the resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00080
This is always the amount of change in the value of the quality factor.
Figure 112018086694321-pct00081
larger ones can be found.

상기한 수학식 5에서 충전 영역에 이물질이 배치되지 않으면,

Figure 112018086694321-pct00082
Figure 112018086694321-pct00083
는 동일하고,
Figure 112018086694321-pct00084
Figure 112018086694321-pct00085
도 동일하게 된다. 따라서, 공진 주파수 대역폭 변화량
Figure 112018086694321-pct00086
이 항상 품질 인자 값의 변화량
Figure 112018086694321-pct00087
은 서로 같다.In Equation 5 above, if no foreign matter is placed in the charging area,
Figure 112018086694321-pct00082
class
Figure 112018086694321-pct00083
is the same,
Figure 112018086694321-pct00084
class
Figure 112018086694321-pct00085
also becomes the same. Therefore, the amount of change in the resonant frequency bandwidth
Figure 112018086694321-pct00086
This is always the amount of change in the value of the quality factor.
Figure 112018086694321-pct00087
are equal to each other

이상을 살펴보면, 이물질이 없을 때는 BW와 Q가 변화량이 같고, 이물질이 있을 때에는 BW가 항상 Q의 변화량보다 크다는 것을 알 수 있다. 이는 이물질 존재여부 판단시, BW가 더 이물질이 존재함을 판단하기 용이하다는 것을 의미한다.Looking at the above, it can be seen that the change in BW and Q is the same when there is no foreign matter, and the change in BW is always greater than the change in Q when the foreign matter is present. This means that when determining whether or not a foreign material is present, it is easier for BW to determine that a foreign material is present.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining the structure of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1900)는 안테나(1910), 전력 변환기(1920), 변복조기(1930), 메모리(1950) 및 제어기(1960)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 19 , a wireless power transmitter 1900 may include an antenna 1910, a power converter 1920, a modem 1930, a memory 1950, and a controller 1960.

안테나(1910)는 전력 변환기(1920)로부터 교류 전력 신호가 수신되면, 구비된 공진 회로를 통해 무선으로 출력할 수 있다.When an AC power signal is received from the power converter 1920, the antenna 1910 can output it wirelessly through a resonant circuit provided therein.

전력 변환기(1920)는 외부 전원으로부터 인가된 전력 신호를 특정 주파수의 교류 전력 신호로 변환할 수 있다.The power converter 1920 may convert a power signal applied from an external power source into an AC power signal of a specific frequency.

여기서, 교류 전력 신호의 주파수는 기 정의된 동작 주파수 대역 내에서 제어기(1960)가 선택하여 제어할 수 있다.Here, the frequency of the AC power signal may be selected and controlled by the controller 1960 within a predefined operating frequency band.

변복조기(1930)는 안테나(1910)를 통해 수신되는 신호를 복조하여 제어기(1960)에 전달할 수 있다. 일 예로, 변복조기(1930)는 안테나(1910)를 통해 감지되는 진폭 변조 신호-즉, 인밴드 신호-를 복조하여 제어기(1960)에 전달할 수 있다.The modem 1930 may demodulate a signal received through the antenna 1910 and transmit the demodulated signal to the controller 1960. For example, the modem 1930 may demodulate an amplitude-modulated signal detected through the antenna 1910, that is, an in-band signal, and transmit the demodulated signal to the controller 1960.

또한, 변복조기(1930)는 제어기(1960)에 의해 생성된 신호를 변조-예를 들면, 진폭 변조일 수 있으나, 이에 한정되지는 않음-하여 안테나(1910)에 전달할 수 있다.In addition, the modem 1930 may modulate the signal generated by the controller 1960 - for example, but not limited to amplitude modulation - and transmit the signal to the antenna 1910.

이상의 도 19의 설명에서는 변복조기(1930)가 인밴드 통신 신호를 변조하거나 복조하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 변복조기(1930)는 근거리 무선 통신을 통해 송수신되는 신호를 처리할 수도 있다. 이를 위해, 안테나(1910)에는 무선 전력 전송을 위한 충전 안테나뿐만 아니라 근거리 무선 통신을 위한 통신 안테나가 추가로 구비될 수도 있다.In the description of FIG. 19 above, the modem 1930 is described as modulating or demodulating an in-band communication signal, but this is only one embodiment, and the modem 1930 according to another embodiment performs short-range wireless communication. It can also process signals transmitted and received through it. To this end, the antenna 1910 may additionally include a communication antenna for short-range wireless communication as well as a charging antenna for wireless power transmission.

변복조기(1930)는 협상 단계에 진입하면, 이물질 검출 상태 패킷을 복조하여 제어기(1960)에 전달할 수 있다. When the modem 1930 enters the negotiation phase, it can demodulate and transmit the foreign matter detection status packet to the controller 1960.

일 예로, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 상기한 도 10a 내지 10b에 도시된 바와 같이, 기준 공진 품질 인자(Reference Resonance Quality Factor)(또는 기준 품질 인자(Reference Quality Factor) 및/또는 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)가 수신할 수 있다. As an example, the wireless power transmitter transmits a reference resonance quality factor (or reference quality factor and/or reference resonance quality factor) as shown in FIGS. 10A to 10B through a foreign matter detection status packet. A frequency (Reference Resonance Frequency) can be received.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 상기한 도 10c에 도시된 바와 같이, 기준 공진 주파수 대역폭을 수신할 수도 있다. As another example, the wireless power transmitter may receive the reference resonant frequency bandwidth through the foreign matter detection status packet as shown in FIG. 10C.

또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷을 통해 기준 공진 품질 인자(Reference Resonance Quality Factor)(또는 기준 품질 인자(Reference Quality Factor) 및/또는 기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency) 및 기준 공진 주파수 대역폭을 수신할 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter provides a Reference Resonance Quality Factor (or a Reference Quality Factor and/or a Reference Resonance Frequency) and a Reference Resonance Frequency through a foreign matter detection status packet. Bandwidth may be received.

제어기(1960)는 품질 인자 값을 측정할 수 있다.Controller 1960 can measure the quality factor value.

제어기(1960)는 충전 영역에 배치된 물체를 감지하면, 핑 단계로의 진입 이전에 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 이때, 제어기(1960)는 동작 주파수 대역 내 일정 주파수 단위로 품질 인자를 제어할 수 있다.When the controller 1960 detects an object placed in the charging area, it may measure a quality factor value before entering the ping step. In this case, the controller 1960 may control the quality factor in units of a predetermined frequency within an operating frequency band.

제어기(1960)는 송신 코일에 걸리는 피크 전압의 진폭을 이용하여 공진 주파수를 결정할 수 있다. The controller 1960 may determine the resonant frequency using the amplitude of the peak voltage applied to the transmission coil.

제어기(1960)는 측정된 공진 주파수와 공진 품질 인자에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출할 수 있다.The controller 1960 may calculate a resonance frequency bandwidth based on the measured resonance frequency and the resonance quality factor.

또한, 제어기(1960)는 기준 공진 주파수와 기준 공진 품질 인자에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출할 수도 있다.Also, the controller 1960 may calculate the reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance frequency and the reference resonance quality factor.

제어기(1960)는 공진 주파수 대역폭 변화량(또는 변화 비율)을 산출할 수 있다. The controller 1960 may calculate the amount of change (or rate of change) of the resonant frequency bandwidth.

공진 주파수 대역폭 변화량은 공진 주파수 대역폭에서 기준 공진 주파수 대역폭을 차감하여 계산될 수 있다.The amount of change in the resonant frequency bandwidth may be calculated by subtracting the reference resonant frequency bandwidth from the resonant frequency bandwidth.

공진 주파수 대역폭 변화 비율은 공진 주파수 대역폭에서 기준 공진 주파수 대역폭을 뺀 후 기준 공진 주파수 대역폭으로 나누어 계산될 수 있다.The resonant frequency bandwidth change ratio may be calculated by subtracting the reference resonant frequency bandwidth from the resonant frequency bandwidth and dividing it by the reference resonant frequency bandwidth.

여기서, 공진 주파수 대역폭 및 공진 주파수 대역폭 변화 비율을 산출하는 방법은 상기한 도면의 설명으로 대체한다.Here, the method for calculating the resonant frequency bandwidth and the resonant frequency bandwidth change ratio is replaced with the description of the above drawings.

제어기(1960)는 산출된 공진 주파수 대역폭 변화량(또는 변화 비율)을 소정 임계값(또는 임계 비율)과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.The controller 1960 may compare the calculated resonant frequency bandwidth change amount (or change rate) with a predetermined threshold value (or threshold rate) to determine whether a foreign substance is present.

일 예로, 산출된 공진 주파수 대역폭 변화량(또는 변화 비율)이 소정 임계값(또는 임계 비율)을 초과하면, 제어기(1960)는 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. For example, when the calculated resonant frequency bandwidth change amount (or change rate) exceeds a predetermined threshold value (or threshold ratio), the controller 1960 may determine that a foreign material is present in the charging area.

반면, 산출된 공진 주파수 대역폭 변화량(또는 변화 비율)이 소정 임계값(또는 임계 비율)보다 작으면, 제어기(1960)는 충전 영역에 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the calculated resonant frequency bandwidth change amount (or change rate) is smaller than a predetermined threshold value (or threshold ratio), the controller 1960 may determine that there is no foreign material in the charging area.

공진 주파수 대역폭 변화량(또는 변화 비율)과 비교되는 임계값(또는 임계 비율)은 무선 전력 전송 장치의 종류에 상관없이 고정된 값일 수 있으나, 이는 하나의 실시 에에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 임계값(또는 임계 비율)은 무선 전력 전송 장치의 종류 및(또는) 식별된 무선 전력 수신 장치의 종류에 따라 상이하게 설정될 수도 있음을 주의해야 한다. The threshold value (or threshold ratio) compared with the resonant frequency bandwidth change amount (or change ratio) may be a fixed value regardless of the type of wireless power transmission device, but this is only one embodiment, and a threshold value according to another embodiment It should be noted that the (or threshold ratio) may be set differently according to the type of wireless power transmitter and/or the identified wireless power receiver.

또 다른 예로, 제어기(1960)는 기준 공진 주파수 대역폭을 기반으로 임계값을 결정할 수 있다. 이 임계값은 품질인자와 공진 주파수를 한꺼번에 비교할 수 있는 단일화된 임계값이다. 제어기(1960)는 단일화된 임계값과 측정 공진 주파수 대역폭을 비교하여 이물질 존재 유무를 판단할 수 있다.As another example, the controller 1960 may determine the threshold based on the reference resonant frequency bandwidth. This threshold is a unified threshold that can compare the quality factor and the resonant frequency at once. The controller 1960 may compare the unified threshold and the measured resonant frequency bandwidth to determine the presence or absence of foreign matter.

제어기(1960)는 이물질 검출 결과에 따라 소정 응답 신호를 생성하고, 생성된 응답 신호를 변복조기(1930)를 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.The controller 1960 may generate a predetermined response signal according to the foreign matter detection result and transmit the generated response signal to a corresponding wireless power receiver through the modem 1930.

일 예로, 제어기(1960)는 이물질이 검출된 경우, ACK 응답 신호를 생성하고, 이물질이 검출되지 않은 경우, NACK 응답 신호를 생성할 수 있다.For example, the controller 1960 may generate an ACK response signal when a foreign substance is detected, and generate a NACK response signal when a foreign substance is not detected.

응답 신호 전송 후의 제어기(1960) 동작은 상술한 도면들의 설명으로 대체한다.The operation of the controller 1960 after transmitting the response signal is replaced with the description of the above-described drawings.

메모리(1950)는 무선 전력 전송 장치(1900)의 동작에 필요한 프로그램 및 각종 레지스터 값이 기록될 수 있다.The memory 1950 may store programs necessary for the operation of the wireless power transmitter 1900 and various register values.

무선 전력 전송 장치(1900)가 부팅되면, 제어기(1950)는 메모리(1950)에 저장된 프로그램을 로딩하여 무선 전력 전송 장치(1900)의 동작 및 입출력을 제어할 수 있다.When the wireless power transmitter 1900 is booted, the controller 1950 may load a program stored in the memory 1950 to control the operation and input/output of the wireless power transmitter 1900.

또한, 메모리(1950)에는 측정된 품질 인자 값, 측정 공진 주파수, 측정 공진 주파수 대역폭 등에 관한 정보가 기록될 수도 있다. Also, information about the measured quality factor value, the measured resonance frequency, the measured resonance frequency bandwidth, and the like may be recorded in the memory 1950 .

도 20은 송신기 타입 별 다양한 이물질에 대한 이물질 검출 실험 결과를 보여준다.20 shows foreign material detection test results for various foreign materials for each transmitter type.

도 20을 참조하면, 도면 번호 2010은 송신기 타입 별 다양한 이물질에 대해 측정된 품질 인자 값의 변화 패턴을 보여주고, 도면 번호 2020은 송신기 타입 별 다양한 이물질에 대해 측정된 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 보여준다.Referring to FIG. 20 , reference numeral 2010 shows a change pattern of measured quality factor values for various foreign substances per transmitter type, and reference numeral 2020 shows a change pattern of a resonant frequency bandwidth measured for various foreign substances per transmitter type. .

상세하게, 본 실험 결과는 구비된 송신 코일의 타입이 상이한 3개의 서로 다른 송신기-즉, 제1 내지 제3 송신기(2011, 2012, 2013)-에서 4개의 서로 다른 이물질-즉, FO#1, FO#2, FO#3, FO#4-에 대해 측정한 품질 인자 값의 변화 패턴 및 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 보여준다.In detail, the results of this experiment show that four different foreign substances—that is, FO#1, FO#1, It shows the change pattern of the measured quality factor value and the change pattern of the resonance frequency bandwidth for FO#2, FO#3, and FO#4-.

도면 번호 2010을 참조하면, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 모든 이물질에 대해 품질 인자 값아 낮아지는 것을 보여준다. Referring to reference number 2010, it is shown that when foreign substances are placed in the filling area, the quality factor value for all foreign substances is lowered.

또한, 도면 번호 2010은 이물질의 종류 및 송신기의 종류에 따라 품질 인자 값이 낮아지는 비율이 상이한 것을 보여준다.Also, reference numeral 2010 shows that the rate at which the quality factor value is lowered is different depending on the type of foreign matter and the type of transmitter.

특히, 도면 번호 2010은 제1 송신기(2011)상에 FO#4가 배치되었을 때 품질 인자 값의 강하 비율이 가장 낮은 것을 보여준다. In particular, reference numeral 2010 shows that the drop rate of the quality factor value is the lowest when FO#4 is disposed on the first transmitter 2011.

도면 번호 2020을 참조하면, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 송신기의 타입 및 이물질의 종류에 상관 없이 공진 주파수 대역폭이 증가하는 것을 보여준다. Referring to reference number 2020, when a foreign material is placed in the charging area, the resonance frequency bandwidth increases regardless of the type of transmitter and the type of foreign material.

또한, 도면 번호 2020은 송신기의 타입 및 이물질의 종류에 따라 공진 주파수 대역폭이 증가하는 비율이 상이한 것을 보여준다.Also, reference numeral 2020 shows that the rate at which the resonance frequency bandwidth increases is different depending on the type of transmitter and the type of foreign matter.

특히, 도면 번호 2010은 제1 송신기(2011)상에 FO#4가 배치되었을 때 공진 주파수 대역폭의 증가 비율이 가장 낮은 것을 보여준다. In particular, reference numeral 2010 shows that the increase rate of the resonance frequency bandwidth is the lowest when FO#4 is disposed on the first transmitter 2011.

송신기 타입 별 충전 영역에 배치된 이물질의 종류에 따른 품질 인자 값의 변화 비율과 공진 주파수 대역폭의 변화 비율을 비교하면, 공진 주파수 대역폭의 변화 비율이 품질 인자 값의 변화 비율보다 상대적으로 큰 것을 알 수 있다.When comparing the rate of change of the quality factor value and the rate of change of the resonance frequency bandwidth according to the type of foreign matter placed in the charging area for each transmitter type, it can be seen that the rate of change of the resonance frequency bandwidth is relatively larger than the rate of change of the quality factor value. there is.

특히, FO#4가 제1 송신기(2011)의 충전 영역에 배치되는 경우, 품질 인자 값의 변화 비율이 매우 낮아 해당 송신기가 이물질 검출에 실패할 확률이 높아질 수 있다.In particular, when FO#4 is disposed in the charging area of the first transmitter 2011, the rate of change of the quality factor value is very low, and thus the probability that the corresponding transmitter fails to detect the foreign matter may increase.

도면 번호 2010 및 2020을 참조하면, 최소 품질 인자 변화 비율

Figure 112018086694321-pct00088
(2014)보다 최소 공진 주파수 대역폭 변화 비율
Figure 112018086694321-pct00089
(2021)이 2배 이상 큰 것을 알 수 있다.Referring to drawing numbers 2010 and 2020, the minimum quality factor change rate
Figure 112018086694321-pct00088
(2014) minimum resonant frequency bandwidth change ratio
Figure 112018086694321-pct00089
It can be seen that (2021) is more than twice as large.

따라서, 본 발명에 따른 공진 주파수 대역폭에 기반한 이물질 검출 방법이 종래의 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 방법에 비해 보다 정확하게 이물질을 검출할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the foreign material detection method based on the resonant frequency bandwidth according to the present invention has the advantage of being able to more accurately detect the foreign material compared to the conventional foreign material detection method based on the quality factor value.

도 21은 수신기 타입 별 다양한 이물질에 대한 이물질 검출 실험 결과를 보여준다.21 shows foreign material detection test results for various foreign materials for each receiver type.

도 21을 참조하면, 도면 번호 2110은 수신기 타입 별 다양한 이물질에 대해 측정된 품질 인자 값의 변화 패턴을 보여주고, 도면 번호 2120은 수신기 타입 별 다양한 이물질에 대해 측정된 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 보여준다.Referring to FIG. 21 , reference numeral 2110 shows a change pattern of measured quality factor values for various foreign substances for each receiver type, and reference numeral 2120 shows a change pattern of a resonant frequency bandwidth measured for various foreign substances for each receiver type. .

상세하게, 본 실험 결과는 특정 송신기의 충전 영역에 타입이 상이한 5개의 서로 다른 수신기-즉, 제1 내지 제5 수신기-와 4개의 서로 다른 이물질-즉, FO#1, FO#2, FO#3, FO#4-가 배치되었을 때 측정한 품질 인자 값의 변화 패턴 및 공진 주파수 대역폭의 변화 패턴을 보여준다.In detail, the results of this experiment show that five different receivers of different types—namely, first to fifth receivers—and four different foreign substances—namely, FO#1, FO#2, and FO#—in the charging area of a specific transmitter. 3, shows the change pattern of the measured quality factor value and the change pattern of the resonance frequency bandwidth when FO#4- is placed.

도면 번호 2110을 참조하면, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 수신기의 타입및 이물질의 종류에 상관 없이 품질 인자 값아 낮아지는 것을 보여준다. Referring to reference numeral 2110, it is shown that when a foreign substance is placed in the charging area, the quality factor value is lowered regardless of the type of receiver and the kind of foreign substance.

또한, 도면 번호 2110은 이물질의 종류 및 수신기의 종류에 따라 품질 인자 값이 낮아지는 비율이 상이한 것을 보여준다.Also, reference numeral 2110 shows that the rate at which the quality factor value is lowered is different depending on the type of foreign matter and the type of receiver.

특히, 도면 번호 2110은 송신기의 충전 영역에 제1 수신기와 FO#4가 배치되었을 때 품질 인자 값의 강하 비율이 가장 낮은 것을 보여준다. In particular, reference numeral 2110 shows that the drop rate of the quality factor value is the lowest when the first receiver and FO#4 are disposed in the charging area of the transmitter.

도면 번호 2120을 참조하면, 충전 영역에 이물질이 배치되면, 수신기의 타입 및 이물질의 종류에 상관 없이 공진 주파수 대역폭이 증가하는 것을 보여준다. Referring to reference numeral 2120, when a foreign material is placed in the charging area, the resonant frequency bandwidth increases regardless of the type of receiver and the type of foreign material.

또한, 도면 번호 2120은 충전 영역에 배치되는 수신기 타입 및 이물질의 종류에 따라 공진 주파수 대역폭이 증가하는 비율이 상이한 것을 보여준다.Also, reference numeral 2120 shows that the rate at which the resonant frequency bandwidth increases is different depending on the type of receiver and the type of foreign matter disposed in the charging area.

특히, 도면 번호 2120은 충전 영역에 제1 수신기와 FO#4가 배치되었을 때 공진 주파수 대역폭의 증가 비율이 가장 낮은 것을 보여준다. In particular, reference numeral 2120 shows that the increase rate of the resonant frequency bandwidth is the lowest when the first receiver and FO#4 are disposed in the charging area.

충전 영역에 배치된 수신기의 타입과 이물질의 종류에 따른 품질 인자 값의 변화 비율과 공진 주파수 대역폭의 변화 비율을 비교하면, 공진 주파수 대역폭의 변화 비율이 품질 인자 값의 변화 비율보다 상대적으로 큰 것을 알 수 있다.Comparing the rate of change of the quality factor value and the rate of change of the resonance frequency bandwidth according to the type of receiver and the type of foreign matter placed in the charging area, it can be seen that the rate of change of the resonance frequency bandwidth is relatively larger than the rate of change of the quality factor value. can

특히, Q 값이 35인 제1 수신기와 FO#4가 충전 영역에 배치되는 경우, 품질 인자 값의 변화 비율이 매우 낮아 해당 송신기가 이물질 검출에 실패할 확률이 높아질 수 있다.In particular, when the first receiver having a Q value of 35 and FO#4 are disposed in the charging area, the rate of change of the quality factor value is very low, and thus the probability that the corresponding transmitter fails to detect the foreign matter may increase.

도면 번호 2110 및 2120을 참조하면, 최소 품질 인자 변화 비율

Figure 112018086694321-pct00090
(2111)보다 최소 공진 주파수 대역폭 변화 비율
Figure 112018086694321-pct00091
(2121)이 2배 이상 큰 것을 알 수 있다.Referring to drawing numbers 2110 and 2120, the minimum quality factor change ratio
Figure 112018086694321-pct00090
Minimum resonant frequency bandwidth change ratio than (2111)
Figure 112018086694321-pct00091
It can be seen that (2121) is more than twice as large.

따라서, 본 발명에 따른 공진 주파수 대역폭에 기반한 이물질 검출 방법이 종래의 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 방법에 비해 보다 정확하게 이물질을 검출할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the foreign material detection method based on the resonant frequency bandwidth according to the present invention has the advantage of being able to more accurately detect the foreign material compared to the conventional foreign material detection method based on the quality factor value.

또한, 본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치는 보다 정확하게 이물질을 검출함으로써, 이물질에 의한 발열 및 전력 손실을 미연에 차단할 수 있을 뿐만 아니라 발열에 의한 기기 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the wireless power transmission device according to the present invention has the advantage of being able to prevent heat generation and power loss due to foreign substances in advance and prevent damage to the device due to heat generation by more accurately detecting foreign substances.

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.

본 발명은 무선 충전에 관한 것으로서, 특히, 이물질 검출 기능이 탑재되는 무선 전력 송신기에 적용될 수 있다.The present invention relates to wireless charging, and is particularly applicable to a wireless power transmitter equipped with a foreign matter detection function.

Claims (10)

무선 전력 송신 장치의 무선 전력 송신 방법에 있어서,
공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계;
무선 전력 수신 장치로부터 기준 공진 품질 인자 및 기준 공진 주파수를 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계;
상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계;
상기 기준 공진 품질 인자 및 상기 기준 공진 주파수에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계; 및
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는,
공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
In the wireless power transmission method of the wireless power transmission device,
measuring a resonance quality factor and a resonance frequency;
Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonance quality factor and a reference resonance frequency from a wireless power receiver;
calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency;
calculating a reference resonance frequency bandwidth based on the reference resonance quality factor and the reference resonance frequency; and
Determining whether a foreign substance is present based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth
including,
Determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth,
Determining the existence of a foreign substance by comparing the fluctuation rate of the resonance frequency bandwidth with a threshold rate
Wireless power transmission method comprising a.
무선 전력 송신 장치의 무선 전력 송신 방법에 있어서,
공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계;
무선 전력 수신 장치로부터 기준 공진 주파수 대역폭이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계;
상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계;
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는,
공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
In the wireless power transmission method of the wireless power transmission device,
measuring a resonance quality factor and a resonance frequency;
Receiving a foreign matter detection status packet including a reference resonant frequency bandwidth from a wireless power receiver;
calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency;
Determining whether a foreign substance is present based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth
including,
Determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth,
Determining the existence of a foreign substance by comparing the fluctuation rate of the resonance frequency bandwidth with a threshold rate
Wireless power transmission method comprising a.
무선 전력 송신 장치의 무선 전력 송신 방법에 있어서,
공진 품질 인자와 공진 주파수를 측정하는 단계;
무선 전력 수신 장치로부터 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭을 포함하는 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계;
상기 공진 품질 인자 및 상기 공진 주파수에 기반하여 공진 주파수 대역폭을 산출하는 단계;
상기 기준 공진 품질 인자, 기준 공진 주파수 및 기준 공진 주파수 대역폭 중 적어도 하나에 기반하여 기준 공진 주파수 대역폭을 확정하는 단계; 및
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 공진 주파수 대역폭과 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는,
공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
In the wireless power transmission method of the wireless power transmission device,
measuring a resonance quality factor and a resonance frequency;
Receiving a foreign matter detection state packet including a reference resonance quality factor, a reference resonance frequency, and a reference resonance frequency bandwidth from a wireless power receiver;
calculating a resonance frequency bandwidth based on the resonance quality factor and the resonance frequency;
determining a reference resonance frequency bandwidth based on at least one of the reference resonance quality factor, the reference resonance frequency, and the reference resonance frequency bandwidth; and
Determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth
including,
Determining whether a foreign substance exists based on the resonance frequency bandwidth and the reference resonance frequency bandwidth,
Determining the existence of a foreign substance by comparing the fluctuation rate of the resonance frequency bandwidth with a threshold rate
Wireless power transmission method comprising a.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 주파수는 공진기 증폭 비율이 최대인 주파수이고, 상기 공진 품질 인자는 상기 공진 주파수에의 공진기 증폭 비율에 기반하여 산출되는 무선 전력 송신 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
The resonant frequency is a frequency at which the resonator amplification ratio is maximum, and the resonant quality factor is calculated based on the resonator amplification ratio to the resonant frequency.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 주파수는 공진기의 피크 투 피크 전압이 최대인 주파수이고, 상기 공진 품질 인자는 상기 공진 주파수에의 피크 투 피크 전압에 기반하여 산출되는 무선 전력 송신 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
The resonance frequency is a frequency at which the peak-to-peak voltage of the resonator is maximum, and the resonance quality factor is calculated based on the peak-to-peak voltage at the resonance frequency.
삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율은 상기 공진 주파수 대역폭에서 상기 기준 공진 주파수 대역폭을 뺀 값을 상기 기준 공진 주파수 대역폭으로 나누어 산출되는 무선 전력 송신 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
The wireless power transmission method in which the variation ratio of the resonance frequency bandwidth is calculated by dividing a value obtained by subtracting the reference resonance frequency bandwidth from the resonance frequency bandwidth by the reference resonance frequency bandwidth.
제7항에 있어서,
상기 임계 비율은 25%보다 크고 35%보다 작은 값 중 어느 하나의 값으로 설정되는 무선 전력 송신 방법.
According to claim 7,
The threshold ratio is set to any one of values greater than 25% and less than 35%.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율을 임계 비율과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는,
상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율이 상기 임계 비율을 초과하면, 이물질이 존재하는 것으로 판단하여 NACK 응답을 전송하는 단계; 및
상기 공진 주파수 대역폭의 변동 비율이 상기 임계 비율보다 작으면, 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하여 ACK 응답을 전송하는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
Determining whether a foreign substance is present by comparing the fluctuation rate of the resonant frequency bandwidth with a threshold rate,
determining that a foreign substance is present and transmitting a NACK response when the variation rate of the resonant frequency bandwidth exceeds the threshold rate; and
determining that no foreign matter exists and transmitting an ACK response when the variation ratio of the resonant frequency bandwidth is less than the threshold ratio
Wireless power transmission method comprising a.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 무선 전력 송신 방법에 기반하여 상기 무선 전력 수신 장치에게 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치.A wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to the wireless power receiver based on the wireless power transmission method according to any one of claims 1 to 3.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131629B (en) * 2019-12-31 2024-02-06 圣邦微电子(北京)股份有限公司 Wireless charging device and detection module thereof
KR20210101525A (en) 2020-02-10 2021-08-19 삼성전자주식회사 Apparatus and method for stabilizing communication performance during wireless power transmission
CN112865341B (en) * 2021-04-13 2024-05-24 浙江泰米电子科技有限公司 Foreign matter detection method of LC series topology wireless charging system
WO2023017970A1 (en) * 2021-08-12 2023-02-16 삼성전자 주식회사 Wireless power transmission device detecting foreign material, and operation method
WO2023146112A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 삼성전자 주식회사 Method for detecting foreign material of wireless power transmission apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180115197A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Nxp Usa, Inc. Foreign object detection

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9178361B2 (en) * 2012-09-27 2015-11-03 ConvenientPower, Ltd. Methods and systems for detecting foreign objects in a wireless charging system
KR102329581B1 (en) * 2013-10-02 2021-11-23 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 Wireless power transmission device for vehicle and wireless charging method
KR101750870B1 (en) * 2014-06-20 2017-06-26 엘지전자 주식회사 Wireless power transfer method, apparatus and system
KR102617560B1 (en) * 2016-08-23 2023-12-27 엘지이노텍 주식회사 Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor
KR102018268B1 (en) * 2016-10-18 2019-11-14 엘지이노텍 주식회사 Inductance Mapping Method and Apparatus for Wireless Charging

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180115197A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Nxp Usa, Inc. Foreign object detection

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