KR102576401B1 - Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 회로가 구비된 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 단계와 감지 신호를 송출하여 무선 전력 수신기를 식별하는 단계와 식별된 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 가중치가 적용되어 결정될 수 있다. 따라서, 본 발명은 보다 효과적이고 정확하게 이물질을 검출할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a method for detecting foreign matter and an apparatus and system therefor. The method for detecting foreign matter in a wireless power transmitter equipped with a resonance circuit for wirelessly transmitting power according to an embodiment of the present invention is provided by a method for detecting foreign matter in a charging area. Detecting an object, and when the object is detected, measuring a quality factor value of the resonance circuit, transmitting a detection signal to identify a wireless power receiver, and a reference quality factor value received from the identified wireless power receiver. A step of determining a threshold value for detecting foreign matter based on It can be determined by applying a weight that increases accordingly. Therefore, the present invention has the advantage of detecting foreign substances more effectively and accurately.

Description

이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템{Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor}Foreign object detection method and apparatus and system therefor {Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전 시스템상에서의 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to wireless power transmission technology, and more specifically, to a method for detecting foreign matter in a wireless charging system and devices and systems therefor.

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

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다. In order for information and communication devices to be connected anytime, anywhere, sensors with computer chips with communication functions must be installed in all social facilities. Therefore, the problem of power supply to these devices and sensors is becoming a new challenge. Additionally, as the number of mobile devices, including not only mobile phones but also Bluetooth handsets and music players such as iPods, has rapidly increased, charging the battery has become more time-consuming and labor-intensive for users. Wireless power transmission technology has recently been receiving attention as a way to solve these problems.

무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. Wireless power transmission or wireless energy transfer is a technology that wirelessly transmits electrical energy from a transmitter to a receiver using the principle of magnetic field induction. Electric motors and transformers using the principle of electromagnetic induction were already used in the 1800s. Afterwards, methods of transmitting electrical energy by radiating electromagnetic waves such as high frequency, microwave, and laser were also attempted. The electric toothbrushes and some cordless razors that we commonly use are actually charged using the principle of electromagnetic induction.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.To date, energy transfer methods using wireless can be broadly divided into magnetic induction, electromagnetic resonance, and RF transmission using short-wavelength radio frequencies.

자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.The magnetic induction method is a technology that uses the phenomenon of placing two coils adjacent to each other and sending current through one coil, and the resulting magnetic flux generates electromotive force in the other coil. It is rapidly commercialized mainly in small devices such as mobile phones. is in progress. The magnetic induction method can transmit up to hundreds of kilowatts (kW) of power and has high efficiency, but the maximum transmission distance is less than 1 centimeter (cm), so it has the disadvantage of generally having to be placed close to a charger or the floor.

자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The magnetic resonance method has the characteristic of using electric or magnetic fields instead of using electromagnetic waves or currents. The magnetic resonance method has the advantage of being safe for other electronic devices and the human body because it is almost unaffected by electromagnetic wave problems. On the other hand, it has the disadvantage of being able to be used only at limited distances and spaces and having somewhat low energy transfer efficiency.

단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short-wavelength wireless power transmission - simply RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in the form of radio waves. This technology is an RF wireless power transmission method using a rectenna. Rectenna is a compound word of antenna and rectifier and refers to an element that directly converts RF power into direct current power. In other words, the RF method is a technology that converts AC radio waves into DC, and as efficiency has recently improved, research on commercialization is actively underway.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be used in a variety of industries, including mobile, IT, railway, and home appliance industries.

무선 충전 가능 영역에 무선 전력 수신기가 아닌 전도체-즉, 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.If 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 may be induced in the FO, causing the temperature to rise. As an example, FO may include coins, clips, pins, ballpoint pens, etc.

만약, 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 사이에 FO가 존재하는 경우, 무선 충전 효율이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 FO 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, not only does the wireless charging efficiency decrease significantly, but the temperature of the wireless power receiver and the wireless power transmitter may also increase due to an increase in the temperature around the FO. If the FO located in the charging area is not removed, not only may power be wasted, but it may also cause damage to the wireless power transmitter and wireless power receiver due to overheating.

따라서, 충전 영역에 위치한 FO를 정확히 검출하는 것은 무선 충전 기술 분야에서 중요한 이슈로 부각되고 있다.Therefore, accurately detecting 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 충전을 위한 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was designed to solve the problems of the prior art described above, and the purpose of the present invention is to provide a method for detecting foreign substances for wireless charging and a device and system therefor.

본 발명의 다른 목적은 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 결정되는 가중치를 반영하여 동적으로 이물질을 검출하기 위한 임계 값 또는 임계 범위를 결정함으로써, 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to dynamically determine the threshold value or threshold range for detecting foreign substances by reflecting the weight determined linearly or exponentially according to the standard quality factor value, thereby enabling wireless power to detect foreign substances more accurately. Providing a transmission device.

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 technical problems mentioned above, 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 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for detecting foreign substances and a device and system therefor.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 회로가 구비된 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 단계와 감지 신호를 송출하여 무선 전력 수신기를 식별하는 단계와 식별된 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 가중치가 적용되어 결정될 수 있다.A method of detecting foreign substances in a wireless power transmitter equipped with a resonance circuit for wirelessly transmitting power according to an embodiment of the present invention includes the steps of detecting an object placed in a charging area, and when the object is detected, the resonance circuit Measuring a quality factor value, identifying a wireless power receiver by transmitting a detection signal, determining a threshold value for detecting foreign matter based on a reference quality factor value received from the identified wireless power receiver, and measuring the quality factor. and determining whether a foreign substance exists by comparing the determined quality factor value with the determined threshold value, wherein the threshold value may be determined by applying a weight that increases according to the reference quality factor value.

여기서, 상기 가중치는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다.Here, the weight may be increased linearly or exponentially according to the reference quality factor value.

또한, 상기 임계 값의 결정에 상기 무선 전력 송신기에 대응하는 구성 인자 및 미리 정의된 허용 오차가 더 적용되고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값과 상기 구성 인자를 곱한 값에 상기 허용 오차를 더한 후 상기 가중치를 차감하여 결정될 수 있다.In addition, a configuration factor and a predefined tolerance corresponding to the wireless power transmitter are further applied to determine the threshold value, and the threshold value is obtained by multiplying the reference quality factor value and the configuration factor plus the tolerance. It can then be determined by subtracting the weight.

또한, 상기 이물질 검출 방법은 상기 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 상기 식별된 무선 전력 수신기로의 충전을 개시하는 단계와 상기 판단 결과, 이물질이 존재하면, 상기 공진 회로를 통한 전력 전송을 중단하고, 이물질이 감지되었음을 지시하는 소정 알람 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the foreign matter detection method includes starting charging of the identified wireless power receiver if there is no foreign matter as a result of the determination, and stopping power transmission through the resonance circuit if there is a foreign matter as a result of the determination. , the step of outputting a predetermined alarm signal indicating that a foreign substance has been detected may be further included.

또한, 상기 전력 전송 중단되면 상기 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계로 회귀할 수 있다.Additionally, when the power transmission is stopped, the process may return to the step of detecting an object placed in the charging area.

또한, 상기 이물질 검출 방법은 상기 회귀 후 측정한 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 상기 결정된 임계 값과 비교하여, 감지된 상기 이물질이 상기 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the foreign matter detection method may further include comparing the quality factor value of the resonance circuit measured after the regression with the determined threshold value to check whether the detected foreign matter has been removed from the charging area. .

또한, 상기 확인 결과, 상기 이물질이 제거된 경우, 상기 중단된 전력 전송이 재개될 수 있다.Additionally, as a result of the confirmation, if the foreign matter is removed, the interrupted power transmission may be resumed.

또한, 상기 기준 품질 인자 값은 협상 단계에서 수신되는 이물질 검출 상태 패킷에 포함되어 수신될 수 있다.Additionally, the reference quality factor value may be received by being included in a foreign substance detection status packet received in the negotiation stage.

또한, 상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는 상기 측정된 품질 인자 값이 상기 임계 값을 초과하면 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값이 상기 임계 값 이하이면 이물질이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of determining whether the foreign matter exists includes determining that no foreign matter exists if the measured quality factor value exceeds the threshold value, and determining that the foreign matter exists if the measured quality factor value is less than the threshold value. It may include a step of determining whether to do so.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 회로가 구비된 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 방법은 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 단계와 감지 신호를 송출하여 무선 전력 수신기를 식별하는 단계와 식별된 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 범위를 결정하는 단계와 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 범위를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 임계 범위는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 상한 가중치와 하한 가중치가 적용되어 결정될 수 있다.A method of detecting foreign substances in a wireless power transmitter equipped with a resonance circuit for wirelessly transmitting power according to another embodiment of the present invention includes the steps of detecting an object placed in a charging area, and when the object is detected, the resonance circuit measuring a quality factor value, transmitting a detection signal to identify a wireless power receiver, and determining a threshold range for detecting foreign substances based on a reference quality factor value received from the identified wireless power receiver. Comparing the measured quality factor value and the determined critical range to determine whether a foreign substance exists, wherein the critical range may be determined by applying an upper limit weight and a lower limit weight that increase according to the reference quality factor value.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치는 공진 캐패시터와 공진 인덕터를 포함하는 공진 회로와 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부와 식별된 무선 전력 수신기로부터 수신되는 이물질 검출 상태 패킷의 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하고, 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 가중치가 적용되어 결정될 수 있다.A foreign matter detection device according to another embodiment of the present invention includes a resonance circuit including a resonance capacitor and a resonance inductor, a sensing unit that detects an object placed in a charging area, and a quality factor value of the resonance circuit when the object is detected. Determine a threshold value for detecting foreign matter based on the standard quality factor value of the foreign matter detection status packet received from the measurement unit that measures and the identified wireless power receiver, and compare the measured quality factor value with the determined threshold value. It includes a control unit that determines whether a foreign substance exists, and the threshold value can be determined by applying a weight that increases according to the reference quality factor value.

여기서, 상기 가중치는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값과 상기 무선 전력 송신기에 대응하는 구성 인자를 곱한 값에 미리 정의된 허용 오차를 더한 후 상기 가중치를 차감하여 결정될 수 있다.Here, the weight increases linearly or exponentially according to the reference quality factor value, and the threshold value is a predefined tolerance equal to the product of the reference quality factor value and a configuration factor corresponding to the wireless power transmitter. It can be determined by adding and then subtracting the weight.

또한, 상기 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 제어부가 상기 식별된 무선 전력 수신기로의 충전을 개시하고, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 제어부가 상기 공진 회로를 통한 전력 전송을 중단하고, 이물질이 감지되었음을 지시하는 소정 알람 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.In addition, when it is determined that the foreign matter does not exist, the control unit starts charging the identified wireless power receiver, and when it is determined that the foreign matter exists, the control unit stops transmitting power through the resonance circuit. , it can be controlled to output a predetermined alarm signal indicating that a foreign substance has been detected.

또한, 상기 제어부가 상기 전력 전송 중단 후 선택 단계로 회귀하여 측정한 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 상기 결정된 임계 값과 비교하여, 감지된 상기 이물질이 상기 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 확인할 수 있다.Additionally, the control unit may return to the selection step after the power transmission is stopped and compare the measured quality factor value of the resonance circuit with the determined threshold value to check whether the detected foreign matter has been removed from the charging area.

또한, 상기 확인 결과, 상기 이물질이 제거된 경우, 상기 제어부가 상기 중단된 전력 전송이 재개되도록 제어할 수 있다.Additionally, if the foreign matter is removed as a result of the confirmation, the control unit may control the interrupted power transmission to resume.

또한, 상기 이물질 검출 장치는 전원으로부터 인가된 직류 전력을 특정 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 변환기와 상기 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 측정부에 의한 측정이 완료되면, 상기 무선 전력 수신기를 식별하기 위한 디지털 핑이 주기적으로 송출되도록 상기 직류-직류 변환기 및 상기 인버터를 제어하고, 상기 디지털 핑에 대응되는 신호 세기 지시자가 수신되면, 상기 무선 전력 수신기를 식별할 수 있다.In addition, the foreign matter detection device further includes a DC-DC converter that converts direct current power applied from a power source into specific direct current power and an inverter that converts the converted direct current power into alternating current power, wherein the control unit determines the power of the measuring unit. When the measurement is completed, the DC-DC converter and the inverter are controlled so that a digital ping for identifying the wireless power receiver is periodically transmitted, and when a signal strength indicator corresponding to the digital ping is received, the wireless power receiver is can be identified.

또한, 상기 측정부가 상기 공진 캐패시터 양단에서 측정된 전압에 기반하여 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정할 수 있다.Additionally, the measuring unit may measure a quality factor value of the resonance circuit based on the voltage measured across both ends of the resonance capacitor.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치는 공진 캐패시터와 공진 인덕터를 포함하는 공진 회로와 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부와 상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부와 식별된 무선 전력 수신기로부터 수신되는 이물질 검출 상태 패킷의 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 범위를 결정하고, 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 범위를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 임계 범위는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 상한 가중치와 하한 가중치가 적용되어 결정될 수 있다.A foreign matter detection device according to another embodiment of the present invention includes a resonance circuit including a resonance capacitor and a resonance inductor, a sensing unit that detects an object placed in a charging area, and a quality factor value of the resonance circuit when the object is detected. Determine a critical range for detecting foreign matter based on the reference quality factor value of the foreign matter detection status packet received from the measuring unit that measures and the identified wireless power receiver, and compare the measured quality factor value with the determined critical range. It includes a control unit that determines whether a foreign substance exists, and the critical range can be determined by applying an upper limit weight and a lower limit weight that increase according to the reference quality factor value.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 이물질 검출 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.Another embodiment of the present invention may provide a computer-readable recording medium on which a program for executing any one of the above foreign matter detection 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 reflecting the technical features of the present invention will be described in detail 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.The effects of the method, device, and system according to the present invention will be described as follows.

본 발명은 무선 충전을 위한 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a method for detecting foreign substances for wireless charging and a device and system therefor.

또한, 본 발명은 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a method for detecting foreign substances and a device and system for detecting foreign substances more accurately.

또한, 본 발명은 불필요한 전력 낭비 및 이물질에 의한 발열 현상을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of minimizing unnecessary power waste and heat generation caused by foreign substances.

또한, 본 발명은 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 결정되는 가중치를 반영하여 동적으로 이물질을 검출하기 위한 임계 값 또는 임계 범위를 결정함으로써, 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention is a wireless power transmission capable of detecting foreign substances more accurately by dynamically determining a threshold or threshold range for detecting foreign substances by reflecting weights that are linearly or exponentially determined according to the reference quality factor value. There are advantages to providing a device.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from 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 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 상태 패킷(Foreign Object Detection Status Packet)의 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치에서의 이물질 검출을 위한 상태 천이 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 이물질 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 이물질 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16 및 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때의 수신기 타입 별 기준 품질 인자 값 대비 품질 인지 값이 떨어지는 정도를 보여주는 실험 결과 그래프이다.Figure 1 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver linked with the wireless power transmitter according to FIG. 6.
Figure 8 is a diagram for explaining a method of modulating and demodulating a wireless power signal according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram for explaining a packet format according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram for explaining types of packets according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a block diagram for explaining the structure of a foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram for explaining the message structure of a Foreign Object Detection Status Packet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state transition procedure for detecting foreign matter in a foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign matter in a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign matter in a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.
Figures 16 and 17 are graphs of experimental results showing the degree to which the perceived quality value decreases compared to the standard quality factor value for each receiver type when foreign substances are placed in the charging area according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, devices 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 “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves.

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 (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) means that the two components are in direct contact with each other or It includes everything formed by placing one or more other components between two components. Additionally, when expressed as “top (above) or bottom (bottom),” it can 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. 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 the description of the embodiment, a device equipped with a function for transmitting wireless power on a wireless charging system is a wireless power transmitter, a wireless power transmitting device, a wireless power transmitting device, a wireless power transmitter, a transmitting stage, a transmitter, and a transmitting device for convenience of explanation. , it is decided to use the transmitter, wireless power transmission device, and wireless power transmitter interchangeably. In addition, it is an expression for a device equipped with the function of receiving wireless power from a wireless power transmitting device. For convenience of explanation, it is referred to as a wireless power receiving device, a wireless power receiver, a wireless power receiving device, a wireless power receiver, a receiving terminal, a receiving side, Receiving devices, receivers, etc. 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. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The transmitter according to the present invention may be configured in the form of a pad, a holder, an Access Point (AP), a small base station, a stand, a ceiling-embedded form, a wall-mounted form, etc., and one transmitter can be connected to a plurality of wireless power receiving devices. Power can also be transmitted. To this end, the transmitter may be equipped with at least one wireless power transmission means. Here, the wireless power transmission means generates a magnetic field in the power transmitting end coil and charges using the electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the receiving end coil under the influence of the magnetic field. Various wireless power transmission standards based on electromagnetic induction can be used. Here, the wireless power transmission means may include electromagnetic induction wireless charging technology defined by WPC (Wireless Power Consortium) and PMA (Power Matters Alliance), which are wireless charging technology standard organizations.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.Additionally, the receiver according to an embodiment of the present invention may be equipped with at least one wireless power receiving means and may simultaneously receive wireless power from two or more transmitters. Here, the wireless power receiving means may include electromagnetic induction wireless charging technology defined by WPC (Wireless Power Consortium) and PMA (Power Matters Alliance), which are wireless charging technology standard organizations.

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 used in mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, PDAs (Personal Digital Assistants), PMPs (Portable Multimedia Players), navigation, MP3 players, and electric It can be used in 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 to this, and is not limited to any device equipped with a wireless power receiving means according to the present invention and capable of charging a battery. It's enough.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. Figure 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 largely consists of a wireless power transmitter 10 that transmits power wirelessly, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 30 that receives the received power. It 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 to exchange information using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission.

인밴드 통신에 있어써, 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 transmitting end 10 is received by the wireless power receiving end 20, the wireless power receiving end 20 modulates the received power signal and modulates the modulated power signal. A 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 transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 perform out-of-band communication in which information is exchanged using a separate frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission. It 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. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다. As an example, information exchanged between the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 may include not only each other's status information but also control information. Here, the status information and control information exchanged between the transmitting and receiving ends will become clearer through descriptions 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 out-of-band communication may provide two-way communication, but are not limited thereto, and in other embodiments, one-way 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)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. As an example, one-way communication may be where the wireless power receiving end 20 transmits information only to the wireless power transmitting end 10, but is not limited to this, and the wireless power transmitting end 10 transmits information to the wireless power receiving end 20. It may be transmitting .

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 allows two-way communication between the wireless power receiving end 20 and the wireless power transmitting end 10, but has the characteristic of allowing information to 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. 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. The wireless power receiving end 20 according to an embodiment of the present invention may obtain various state information of the electronic device 30. As an example, the status information of the electronic device 30 may include, but is limited to, current power usage information, information for identifying running applications, CPU usage information, battery charging state information, and battery output voltage/current information. This does not apply, and information that can be obtained from the electronic device 30 and used 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. 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. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다. In particular, the wireless power transmitter 10 according to an embodiment of the present invention may transmit a packet indicating whether to support fast charging to the wireless power receiver 20. If it is confirmed that the connected wireless power transmitting end 10 supports the fast charging mode, the wireless power receiving end 20 may notify the electronic device 30 of this. The electronic device 30 may display that fast charging is possible through a provided display means (for example, it may be a liquid crystal display).

또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다. Additionally, the user of the electronic device 30 may control the wireless power transmitter 10 to operate in the fast charging mode by selecting a predetermined fast charging request button displayed on the liquid crystal display means. In this case, when the fast charging request button is selected by the user, the electronic device 30 may transmit a predetermined fast charging request signal to the wireless power receiving end 20. The wireless power receiving end 20 generates a charging mode packet corresponding to the received fast charging request signal and transmits it to the wireless power transmitting end 10, thereby converting the general low-power charging mode to the fast charging mode.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.Figure 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. 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. As an example, as shown in reference numeral 200a, the wireless power receiving terminal 20 may be composed of a plurality of wireless power receiving devices, and a plurality of wireless power receiving devices are connected to one wireless power transmitting terminal 10 to wirelessly transmit power. Charging can also be performed. 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 to this. 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 송신 장치(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 receiving devices that can be connected to one wireless power transmitting device 10 depends on at least one of the amount of power required for each wireless power receiving device, the battery charging state, the power consumption of the electronic device, and the available power amount of the wireless power transmitting device. It can be determined adaptively based on

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 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. 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. As another example, as shown in reference numeral 200b, the wireless power transmission terminal 10 may be composed of a plurality of wireless power transmission devices. In this case, the wireless power receiving end 20 can be connected to a plurality of wireless power transmitting devices at the same time, and can also perform charging by simultaneously receiving power from the connected wireless power transmitting devices. At this time, the number of wireless power transmitting devices connected to the wireless power receiving terminal 20 is adaptively adjusted based on the required power amount of the wireless power receiving terminal 20, battery charging status, power consumption of electronic devices, and available power amount of the wireless power transmitting device. can be decided.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다. Figure 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. As an example, a wireless power transmitter may be equipped with three transmission coils 111, 112, and 113. Each transmitting coil may overlap in some areas with other transmitting coils, and the wireless power transmitter may generate predetermined detection signals 117 and 127 for detecting the presence of the wireless power receiver through each transmitting coil - for example, Digital ping signals are sequentially transmitted 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. 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. As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary detection signal transmission procedure shown in drawing number 110, and receives a signal strength indicator (Signal) from the wireless power receiver 115. Strength Indicator, 116) can identify the received transmission coils (111, 112). Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in drawing number 120, and transmits power among the transmission coils 111 and 112 where the signal strength indicator 126 is received. It is possible to identify a transmitting coil with good efficiency (or charging efficiency) - that is, the alignment between the transmitting coil and the receiving coil - and control it so that power is transmitted through the identified transmitting coil - that is, wireless charging occurs. .

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 two detection signal transmission procedures is to more accurately identify which transmitting coil the receiving coil of the wireless power receiver is well aligned with.

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 the signal strength indicators 116 and 126 are received at the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, as shown in drawing numbers 110 and 120 of FIG. 3, the wireless power transmitter Selects the best aligned transmitting coil based on the signal strength indicator 126 received in each of the first transmitting coil 111 and the second transmitting coil 112, and performs wireless charging using the selected transmitting coil.

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

도 4를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다. Referring to FIG. 4, power transmission from the transmitter to the receiver largely consists of a selection phase (Selection Phase, 410), a ping phase (420), an identification and configuration phase (Identification and Configuration Phase, 430), and a power transmission phase ( Power Transfer Phase, 440) can be divided into stages.

선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 충전 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것을 감지하면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송할 수 있으며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 충전 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)-즉, 충전 가능 영역-에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The selection step 410 may be a transition step when a specific error or specific event is detected while starting or maintaining power transmission. Here, specific errors and specific events will become clear through the following description. Additionally, in selection step 410, the transmitter may monitor whether an object is present on the charging interface surface. If the transmitter detects that an object has been placed on the charging interface surface, it can transition to the ping step 420 (S401). In the selection step 410, the transmitter may transmit a very short pulse analog ping signal, and may transmit a very short pulse to the active area (i.e., chargeable area) of the charging interface surface based on the current change in the transmitting coil. It can detect whether an object exists.

핑 단계(420)에서 송신기는 물체를 감지하면, 수신기를 활성화-즉, 부팅(booting)-시키고, 수신기가 WPC 표준에 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403). In the ping step 420, when the transmitter detects an object, it activates the receiver - that is, boots it - and transmits a digital ping to identify whether the receiver is compatible with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal to the digital ping - for example, a signal strength indicator - from the receiver in the ping step 420, it can transition back to the selection step 410 (S402). Additionally, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission has been completed from the receiver in the ping step 420 - that is, a charging completion signal - it may transition to the selection step 410 (S403).

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고, 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404). Once the ping step 420 is completed, the transmitter can transition to the identification and configuration step 430 to identify the receiver and collect receiver configuration and status information (S404).

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(S405). In the identification and configuration step 430, the transmitter detects that an undesired 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 a power transmission agreement is reached. If this is not set (no power transfer contract), it can transition to the selection step 410 (S405).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(440)로 천이할 수 있다(S406). Once the identification and configuration of the receiver is completed, the transmitter may transition to the power transmission step 440, in which wireless power is transmitted (S406).

전력 전송 단계(440)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 천이할 수 있다(S407). In the power transmission step 440, the transmitter receives an undesired 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 transfer contract violation), when charging is completed, the process can proceed to the selection step (410) (S407).

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408). Additionally, in the power transmission step 440, the transmitter may transition to the identification and configuration step 430 if there is a need to reconfigure the power transmission contract according to a change in transmitter status, etc. (S408).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. The power transmission contract described above can be established based on the status and characteristic information of the transmitter and receiver. For example, the transmitter status information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver status information may include information about the required power.

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

도 5를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다. Referring to FIG. 5, power transmission from the transmitter to the receiver largely consists of a selection phase (510), a ping phase (520), an identification and configuration phase (530), and a negotiation phase (Negotiation phase). It can be divided into Phase 540), Calibration Phase 550, Power Transfer Phase 560, and Renegotiation Phase 570.

선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)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. The selection step 510 may be a transition step when a specific error or specific event is detected while starting or maintaining power transmission. Here, specific errors and specific events will become clear through the following description. Additionally, in selection step 510, the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the transmitter detects that an object has been placed on the interface surface, it may transition to the ping step 520. In the selection step 510, the transmitter transmits a very short pulse analog ping signal and detects an object in the active area of the interface surface based on the current change in the transmitting coil or primary coil. It is possible to detect the presence of .

핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다. In the ping step 520, when an object is detected, the transmitter activates the receiver and transmits a digital ping to identify whether the receiver is compatible with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal to the digital ping - for example, a signal strength packet - from the receiver in the ping step 520, it may transition back to the selection step 510. Additionally, in the ping step 520, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission has been completed from the receiver - that is, a charging completion packet - the transmitter may transition to the selection step 510.

핑 단계(520)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다. Once the ping phase 520 is complete, the transmitter may transition to the identification and configuration phase 530 to identify the receiver and collect receiver configuration and status information.

식별 및 구성 단계(530)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(510)로 천이할 수 있다. In the identification and configuration step 530, the transmitter detects that an undesired packet is received (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), there is a packet transmission error (transmission error), or a power transmission contract is entered. If this is not set (no power transfer contract), the process may proceed to the selection step 510.

송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다. The transmitter can check whether entry into the negotiation step 540 is necessary based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다. As a result of confirmation, if negotiation is necessary, the transmitter may enter the negotiation step 540 and perform a predetermined FOD detection procedure.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. On the other hand, if negotiation is not necessary as a result of confirmation, the transmitter may immediately enter the power transmission stage 560.

협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다. 일 예로, 송신기는 기준 품질 인자 값을 매개 변수로 하는 소정 임계 생성 함수를 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값 또는 임계 범위를 결정할 수 있다. 여기서, 임계 생성 함수에 의해 산출되는 임계 값 또는 임계 범위는 기준 품질 인자 값보다 작은 값이다. 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 임계 값(FO_Threshold)은 기준 품질 인자 값(RQF_Value), 해당 무선 전력 송신기에 상응하여 미리 설정된 구성 인자(Design_factor), 표준에 정의된 허용 오차(tolerence) 및 가중치에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 가중치는 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다. 즉, 이물질 검출을 위한 임계 값은 하기 수식 1:In the negotiation step 540, the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet containing a reference quality factor value. At this time, the transmitter may determine a threshold for FO detection based on the reference quality factor value. As an example, the transmitter may determine a threshold value or threshold range for determining the presence of a foreign substance using a predetermined threshold generation function that uses a reference quality factor value as a parameter. Here, the threshold value or threshold range calculated by the threshold generation function is a value smaller than the reference quality factor value. The threshold value (FO_Threshold) for detecting foreign substances according to an embodiment is based on the reference quality factor value (RQF_Value), the preset configuration factor (Design_factor) corresponding to the corresponding wireless power transmitter, and the tolerance (tolerance) and weight defined in the standard. It can be decided based on Here, the weight may be increased linearly or exponentially depending on the reference quality factor value. That is, the threshold value for detecting foreign substances is Equation 1 below:

FO_Threshold = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - 가중치 (수식 1) FO_Threshold = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - weight (Equation 1)

에 의해 결정될 수 있다. It can be determined by .

일반적으로 충전 영역에 이물질이 배치되면 송신기의 공진 회로에서 측정되는 품질 인자 값은 이물질 배치되기 이전에 비해 떨어진다. 실제 무선 충전 시스템에서 충전 영역에 이물질이 배치되는 경우, 기준 품질 인자 값 대비 측정된 품질 인자 값이 감소되는 비율은 충전 영역에 배치된 수신기의 타입-즉, 해당 무선 전력 수신기의 기준 품질 인자 값-에 따라 상이할 수 있다. 특히, 기준 품질 인자 값이 클수록 이물질 배치에 따른 품질 인자 값의 감소 비율은 급격히 높아지는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 송신기는 기준 품질 인자 값이 큰 무선 전력 수신기일수록 기준 품질 인자 값 대비 이물질을 검출하기 위한 임계 값의 비율이 낮아지도록 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다. 이를 통해, 송신기가 이물질 검출에 실패할 확률이 낮아질 수 있다. Generally, when foreign matter is placed in the charging area, the quality factor value measured in the resonance circuit of the transmitter drops compared to before the foreign matter was placed. In an actual wireless charging system, when a foreign object is placed in the charging area, the rate at which the measured quality factor value is reduced compared to the reference quality factor value depends on the type of receiver placed in the charging area - that is, the reference quality factor value of the wireless power receiver - It may differ depending on. In particular, the larger the standard quality factor value, the faster the decrease rate of the quality factor value due to the placement of foreign substances. Accordingly, the transmitter according to the present invention can determine the threshold value (or threshold range) so that the ratio of the threshold value for detecting foreign substances to the reference quality factor value is lowered in a wireless power receiver with a larger reference quality factor value. Through this, the probability that the transmitter fails to detect foreign substances can be lowered.

송신기는 물체 감지 후 측정된 품질 인자 값과 FO 검출을 위해 결정된 임계 값을 비교하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 판단할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 송신기는 전력 전송을 중단할 수 있으며, FO가 검출되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 출력할 수 있다. The transmitter can determine whether FO exists in the charging area by comparing the quality factor value measured after object detection and the threshold value determined for FO detection, and control power transmission according to the FO detection result. For example, when FO is detected, the transmitter may stop transmitting power and output a warning alarm indicating that FO has been detected.

FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다. If a FO is detected, the transmitter may return to selection step 510. On the other hand, if FO is not detected, the transmitter may go through the correction step 550 and enter the power transmission step 560. In detail, if FO is not detected, the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end in the correction step 550, and calculates the power loss at the receiving end and the transmitting end to determine the strength of the power transmitted from the transmitting end. It can be measured. That is, in the correction step 550, the transmitter can predict power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver. The transmitter according to one embodiment may correct the threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.

전력 전송 단계(560)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(510)로 천이할 수 있다. In the power transfer step 560, the transmitter receives an undesired packet (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transfer contract occurs (power transfer contract violation), when charging is completed, the process may proceed to the selection step (510).

또한, 전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다. Additionally, in the power transmission step 560, the transmitter may transition to the renegotiation step 570 if it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to a change in transmitter status, etc. At this time, if renegotiation is completed normally, the transmitter may return to the power transmission step 560.

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract described above can be established based on the status and characteristic information of the transmitter and receiver. For example, the transmitter status information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver status information may include information about the required power.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다. Figure 6 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. Referring to FIG. 6, the wireless power transmitter 600 may largely include a power conversion unit 610, a power transmission unit 620, a communication unit 630, a control unit 640, and a sensing unit 650. . It should be noted that the configuration of the wireless power transmitter 600 described above is not necessarily an essential configuration, and may be configured to include more or fewer components.

도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 DC 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. As shown in FIG. 6, when DC power is supplied from the power supply unit 660, the power conversion unit 610 may perform the function of converting it into AC power of a predetermined strength.

이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 인버터(612) 및 주파수 생성기(613)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 인버터(612)는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 전력을 특정 동작 주파수를 가지는 교류 전력으로 변환할 수 있는 회로 구성이면 족하다. To this end, the power converter 610 may be configured to include a DC/DC converter 611, an inverter 612, and a frequency generator 613. Here, the inverter 612 may be a half-bridge inverter or a full-bridge inverter, but is not limited thereto, and any circuit configuration that can convert direct current power into alternating current power with a specific operating frequency is sufficient.

DC/DC 변환부(611)는 전원부(650)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. The DC/DC converter 611 may perform the function of converting DC power supplied from the power supply unit 650 into DC power of a specific intensity according to a control signal from the control unit 640.

이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다. At this time, the sensing unit 650 can measure the voltage/current, etc. of the DC converted power and provide it to the control unit 640. Additionally, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 600 to determine whether overheating has occurred and provide the measurement result to the control unit 640. As an example, the control unit 640 may adaptively block the power supply from the power unit 650 or block power from being supplied to the amplifier 612 based on the voltage/current value measured by the sensing unit 650. You can. To this end, a power blocking circuit may be further provided on one side of the power converter 610 to cut off the power supplied from the power supply unit 650 or to block the power supplied to the amplifier 612.

인버터(612)는 DC/DC 변환된 직류 전력을 주파수 생성기(613)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(640)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 동작 주파수를 결정하고, 결정된 동작 주파수가 생성되도록 주파수 생성기(613)를 동적으로 제어할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. The inverter 612 may convert the DC/DC converted direct current power into alternating current power based on the reference alternating current signal generated by the frequency generator 613. At this time, the frequency of the reference alternating current signal - that is, the operating frequency - may be dynamically changed according to the control signal from the control unit 640. The wireless power transmitter 600 according to an embodiment of the present invention may adjust the intensity of transmitted power by adjusting the operating frequency. As an example, the control unit 640 may receive power reception status information or/and a power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 630, based on the received power reception status information or/and power control signal. Thus, the operating frequency can be determined, and the frequency generator 613 can be dynamically controlled so that the determined operating frequency is generated. As an example, the power reception status information may include information on the intensity of the rectifier output voltage, information on the intensity of the current applied to the receiving coil, etc., but is not limited thereto. The power control signal may include a signal for requesting a power increase, a signal for requesting a power decrease, etc.

전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일부(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일부(622)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 캐리어 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 인버터(612)의 출력 교류 전력과 믹싱하기 위한특정 캐리어 주파수로 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. 본 발명의 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진 주파수를 상이하게 설정할 수도 있다. The power transmission unit 620 may include a multiplexer 621 (or multiplexer) and a transmission coil unit 622. Here, the transmitting coil unit 622 may be composed of first to nth transmitting coils. Additionally, the power transmission unit 620 may further include a carrier wave generator (not shown) for generating a specific carrier frequency for power transmission. In this case, the carrier generator can generate a specific carrier frequency for mixing with the output AC power of the inverter 612 received through the multiplexer 621. It should be noted that in one embodiment of the present invention, the frequency of AC power delivered to each transmission coil may be different. Another embodiment of the present invention may set the resonance frequency for each transmission coil to be different using a predetermined frequency controller equipped with a function to differently adjust the LC resonance characteristics for each transmission coil.

다중화기(621)는 제어부(640)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(640)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다. The multiplexer 621 may perform a switch function to transfer AC power to the transmission coil selected by the control unit 640. The control unit 640 may select a transmitting coil to be used for power transmission to the corresponding wireless power receiver based on the signal strength indicator received for each transmitting coil.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해서만 교류 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안 DC/DC 변환기(611)의 출력 직류 전력의 세기를 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다. When a plurality of wireless power receivers are connected, the control unit 640 according to an embodiment of the present invention may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil. For example, when three wireless power receivers - that is, first to third wireless power receivers - are identified in the wireless power transmitter 600 through three different transmitting coils - that is, first to third transmitting coils. , the control unit 640 can control the multiplexer 621 so that AC power can be transmitted only through a specific transmission coil at a specific time slot. At this time, the amount of power transmitted to the wireless power receiver may be controlled depending on the length of the time slot allocated to each transmitting coil, but this is only one embodiment, and another example is during the time slot allocated to each transmitting coil. By controlling the intensity of the output direct current power of the DC/DC converter 611, the transmission power of each wireless power receiver can be controlled.

제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감신 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지될 때마다, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. The control unit 640 may control the multiplexer 621 so that detection signals are sequentially transmitted through the first to nth transmission coils 622 during the first detection signal transmission procedure. At this time, the control unit 640 can identify the time when the detection signal will be transmitted using the timer 655, and when the detection signal transmission time arrives, it controls the multiplexer 621 to transmit the detection signal through the corresponding transmission coil. It can be controlled so that it can be transmitted. As an example, the timer 650 may transmit a specific event signal to the control unit 640 at a predetermined period during the ping transmission phase, and the control unit 640 controls the multiplexer 621 whenever the corresponding event signal is detected. It can be controlled so that a digital ping is transmitted through the corresponding transmitting coil.

또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. In addition, the control unit 640 provides a predetermined transmitting coil identifier and a corresponding transmitting coil to identify through which transmitting coil the signal strength indicator was received from the demodulator 632 during the first detection signal transmission procedure. It is possible to receive a signal strength indicator received through. Subsequently, in the second detection signal transmission procedure, the control unit 640 controls the multiplexer 621 so that the detection signal is transmitted only through the transmission coil(s) for which the signal strength indicator was received during the first detection signal transmission procedure. You may. As another example, when there are a plurality of transmitting coils on which a signal strength indicator is received during the first detection signal transmission procedure, the control unit 640 transmits the second detection signal through the transmission coil on which the signal strength indicator with the largest value is received. In the procedure, the transmitting coil that will transmit the detection signal first is determined, and the multiplexer 621 can be controlled according to the decision result.

통신부(630)는 변조부(631)와 복조부(632) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The communication unit 630 may be configured to include at least one of a modulation unit 631 and a demodulation unit 632.

변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The modulator 631 may modulate the control signal generated by the control unit 640 and transmit it to the multiplexer 621. Here, the modulation method for modulating the control signal is FSK (Frequency Shift Keying) modulation method, Manchester Coding modulation method, PSK (Phase Shift Keying) modulation method, Pulse Width Modulation method, differential 2 It may include, but is not limited to, a differential bi-phase modulation method.

복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC:Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다. When the demodulator 632 detects a signal received through the transmission coil, it can demodulate the detected signal and transmit it to the control unit 640. Here, the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an End Of Charge (EOC) indicator, an overvoltage/overcurrent/overheat indicator, etc. , but is not limited to this, and may include various status information to identify the status of the wireless power receiver.

또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. Additionally, the demodulator 632 can identify which transmission coil the demodulated signal is received from, and may provide the control unit 640 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.

또한, 복조부(632)는 송신 코일(623)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 신호 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조된 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함하는 신호일 수 있다. Additionally, the demodulator 632 may demodulate the signal received through the transmission coil 623 and transmit it to the control unit 640. As an example, the demodulated signal may include a signal strength indicator, but is not limited to this, and the demodulated signal may be a signal including various status information of the wireless power receiver.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다. As an example, the wireless power transmitter 600 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that communicates with a wireless power receiver using the same frequency used for wireless power transmission.

또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일부(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일부(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 송신 코일부(622)의 제1 내지 제n 송신 코일에 각각 대응되는 별도의 코일이 무선 전력 송신기(600)에 추가로 구비될 수 있으며, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다. In addition, the wireless power transmitter 600 can not only transmit wireless power using the transmission coil unit 622, but also exchange various control signals and status information with the wireless power receiver through the transmission coil unit 622. . As another example, separate coils corresponding to the first to nth transmission coils of the transmission coil unit 622 may be additionally provided in the wireless power transmitter 600, and wireless power may be generated using the separate coils provided. It should be noted that in-band communication may be performed with the receiver.

이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다. In the above description of FIG. 6, the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver perform in-band communication as an example, but this is only one embodiment, and the frequency band used for wireless power signal transmission Short-distance two-way communication can be performed through different frequency bands. As an example, short-distance two-way communication may be any one of low-power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and ZigBee communication.

또한, 이상의 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)의 전력 전송부(620)가 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)을 포함하나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 전력 전송부(620)는 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. In addition, in the above description of FIG. 6, the power transmission unit 620 of the wireless power transmitter 600 includes a multiplexer 621 and a plurality of transmission coils 622, but this is only one embodiment and does not It should be noted that the power transmission unit 620 according to the embodiment may be composed of one transmission coil.

도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 7 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver linked with the wireless power transmitter according to FIG. 6.

도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the wireless power receiver 700 includes a receiving coil 710, a rectifier 720, a DC/DC converter (730), a load 740, a sensing unit 750, and a communication unit ( 760) and a main control unit 770. Here, the communication unit 760 may be configured to include at least one of a demodulation unit 761 and a modulation unit 762.

상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다. The wireless power receiver 700 shown in the example of FIG. 7 above is shown as being capable of exchanging information with the wireless power transmitter 600 through in-band communication, but this is only one embodiment, and the present invention The communication unit 760 according to another embodiment may provide short-distance two-way communication through a frequency band different from the frequency band used for wireless power signal transmission.

수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다. AC power received through the receiving coil 710 may be transmitted to the rectifier 720. The rectifier 720 can convert AC power into DC power and transmit it to the DC/DC converter 730. The DC/DC converter 730 can convert the intensity of the rectifier output DC power into a specific intensity required by the load 740 and then transmit it to the load 740.

센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다. The sensing unit 750 may measure the intensity of the output DC power of the rectifier 720 and provide this to the main control unit 770. Additionally, the sensing unit 750 may measure the strength of the current applied to the receiving coil 710 according to wireless power reception and transmit the measurement result to the main control unit 770. Additionally, the sensing unit 750 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 700 and provide the measured temperature value to the main control unit 770.

일 예로, 주제어부(770)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. As an example, the main control unit 770 may determine whether an overvoltage has occurred by comparing the measured intensity of the rectifier output DC power with a predetermined reference value. As a result of the determination, if overvoltage has occurred, a packet notifying that overvoltage has occurred can be generated and transmitted to the modulator 762. Here, the signal modulated by the modulator 762 may be transmitted to the wireless power transmitter 600 through the receiving coil 710 or a separate coil (not shown). In addition, the main control unit 770 may determine that a detection signal has been received when the intensity of the rectifier output DC power is greater than a predetermined reference value, and when the detection signal is received, the signal intensity indicator corresponding to the detection signal is displayed in the modulator 762. ) can be controlled to be transmitted to the wireless power transmitter 600. As another example, the demodulator 761 demodulates the AC power signal between the receiving coil 710 and the rectifier 720 or the DC power signal output from the rectifier 720 to identify whether the detection signal is received and then controls the identification result. It can be provided to unit 770. At this time, the main control unit 770 can control the signal strength indicator corresponding to the detection signal to be transmitted through the modulation unit 762.

무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 송신 제어부(112)는 상기 변조된 무선 전력 신호(52)를 포락선 The power transmission control unit 112 on the wireless power transmitter 100 converts the modulated wireless power signal 52 into an envelope

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다. Figure 8 is a diagram for explaining a method of modulating and demodulating a wireless power signal according to an embodiment of the present invention.

도 8의 도면 번호 810에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클락 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다. As shown in reference number 810 of FIG. 8, the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 may encode or decode a transmission target packet based on an internal clock signal having the same period.

이하에서는 상기 도 1 내지 도 8을 참조하여, 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of encoding a packet to be transmitted will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

상기 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이, 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 신호일 수 있다. 반면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 42에 도시된 바와 같이, 특정 변조 방식으로 변조된 교류 신호일 수 있다. 일 예로, 변조 방식은 진폭 변조 방식, 주파수 변조 방식, 주파수 및 진폭 변조 방식, 위상 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Referring to FIG. 1, when the wireless power transmitting end 10 or the wireless power receiving end 20 does not transmit a specific packet, the wireless power signal is modulated with a specific frequency, as shown at number 41 in FIG. 1. It may be an unused AC signal. On the other hand, when the wireless power transmitting end 10 or the wireless power receiving end 20 transmits a specific packet, the wireless power signal may be an alternating current signal modulated by a specific modulation method, as shown in drawing number 42 in FIG. 1. For example, the modulation method may include, but is not limited to, an amplitude modulation method, a frequency modulation method, a frequency and amplitude modulation method, and a phase modulation method.

무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 820과 같이 차등 2단계 인코딩(Differential bi-phase encoding) 이 적용될 수 있다. 상세하게, 차등 2단계 인코딩은 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다. Differential bi-phase encoding may be applied to the binary data of the packet generated by the wireless power transmitting end 10 or the wireless power receiving end 20, as shown in figure 820. In detail, differential two-level encoding requires two state transitions to encode data bit 1 and one state transition to encode data bit 0. That is, data bit 1 is encoded so that transition between HI and LO states occurs at the rising edge and falling edge of the clock signal, and data bit 0 is HI at the rising edge of the clock signal. It may be encoded so that transitions between states and LO states occur.

인코딩된 이진 데이터는 상기 도면 번호 830에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 830을 참조하면, 일 실시예에 따른 바이트 인코딩 기법은 8비트의 인코딩된 이진 비트 스트림에 대해 해당 비트 스트림의 시작과 종류를 식별하기 위한 시작 비트(Start Bit) 및 종료 비트(Stop Bit), 해당 비트 스트림(바이트)의 오류 발생 여부를 감지하기 위한 페리티 비트(Parity Bit)를 삽입하는 방법일 수 있다.A byte encoding technique, as shown in reference numeral 830 above, may be applied to the encoded binary data. Referring to drawing number 830, the byte encoding technique according to one embodiment includes a start bit and a stop bit for identifying the start and type of the bit stream for an 8-bit encoded binary bit stream. , This may be a method of inserting a parity bit to detect whether an error has occurred in the corresponding bit stream (byte).

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.Figure 9 is a diagram for explaining a packet format according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(900)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 910) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 920) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 930) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위한 체크썸(Checksum, 940) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 9, the packet format 900 used for information exchange between the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 is used to obtain synchronization for demodulating the packet and to identify the correct start bit of the packet. A preamble field (910) for the packet, a header field (920) for identifying the type of message included in the packet, and a message for transmitting the contents (or payload) of the packet. It may be configured to include a 930) field and a checksum (940) field to check whether an error has occurred in the corresponding packet.

패킷 수신단은 헤더(920) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(930)의 크기를 식별할 수도 있다. The packet receiving end may identify the size of the message 930 included in the packet based on the header 920 value.

또한, 헤더(920)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(920) 값은 무선 전력 전송 절차의 서로 다른 단계에서 동일한 값을 가지도록 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있음을 주의해야 한다. Additionally, the header 920 may be defined at each stage of the wireless power transfer procedure, and some header 920 values may be defined to have the same value at different stages of the wireless power transmission procedure. As an example, referring to FIG. 10, it should be noted that the header value corresponding to the end power transfer of the ping stage and the end of power transfer of the power transfer stage may be the same as 0x02.

메시지(930)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(930) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The message 930 includes data to be transmitted by the transmitting end of the packet. As an example, data included in the message 930 field may be a report, request, or response to the other party, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다. The packet 900 according to another embodiment of the present invention may further include at least one of transmitting end identification information for identifying the transmitting end that transmitted the packet and receiving end identification information for identifying the receiving end that will receive the packet. Here, the transmitting end identification information and the receiving end identification information may include, but are not limited to, IP address information, MAC address information, product identification information, etc., and any information that can distinguish the receiving end and the transmitting end in the wireless charging system is sufficient.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수도 있다.The packet 900 according to another embodiment of the present invention may further include predetermined group identification information to identify the corresponding receiving group when the packet is to be received by multiple devices.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송되는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating types of packets transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷은 감지된 핑 신호의 세기 정보를 전송하기 위한 신호 세기(Signal Strength) 패킷, 송신기가 전력 전송을 중단하도록 요청하기 위한 전력 전송 종류(End Power Transfer), 제어 제어를 위한 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력을 조정하기까지 대기하는 시간 정보를 전송하기 위한 전력 제어 보류(Power Control Hold-off) 패킷, 수신기의 구성 정보를 전송하기 위한 구성 패킷, 수신기 식별 정보를 전송하기 위한 식별 패킷 및 확장 식별 패킷, 일반 요구 메시지를 전송하기 위한 일반 요구 패킷, 특별 요구 메시지를 전송하기 위한 특별 요구 패킷, FO 검출을 위한 기준 품질 인자 값을 전송하기 위한 FOD 상태 패킷, 송신기의 송출 전력을 제어하기 위한 제어 오류 패킷, 재협상 개시를 위한 재협상 패킷, 수신 전력의 세기 정보를 전송하기 위한 24비트 수신 전력 패킷 및 8비트 수신 전력 패킷 및 현재 부하의 충전 상태 정보를 전송하기 위한 충전 상태 패킷을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the packet transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter is a Signal Strength packet for transmitting strength information of the detected ping signal and a power transmission type for requesting the transmitter to stop transmitting power. (End Power Transfer), a Power Control Hold-off packet to transmit information on the waiting time to adjust the actual power after receiving a control error packet for control control, and a configuration to transmit configuration information of the receiver. Packets, identification packets and extended identification packets for transmitting receiver identification information, general request packets for transmitting general request messages, special request packets for transmitting special request messages, and transmitting reference quality factor values for FO detection. FOD status packet, control error packet to control the transmitter's transmitted power, renegotiation packet to initiate renegotiation, 24-bit received power packet and 8-bit received power packet to transmit received power intensity information, and charging status information of the current load. It may include a charging status packet for transmitting.

상기한 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷들은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 이용한 인밴드 통신을 이용하여 전송될 수 있다. Packets transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter may be transmitted using in-band communication using the same frequency band as that used for wireless power transmission.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다. Figure 11 is a block diagram for explaining the structure of a foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 이물질 검출 장치(1100)는 전원부(1101), 직류-직류 변환기(DC-DC Converter, 1110), 인버터(Inverter, 1120), 공진 회로(1130), 측정부(1140), 통신부(1160), 센싱부(1170) 및 제어부(1180)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 이물질 검출 장치(1100)는 무선 전력 송신 장치에 장착될 수 있다.Referring to FIG. 11, the foreign matter detection device 1100 includes a power supply unit 1101, a DC-DC converter (1110), an inverter (1120), a resonance circuit 1130, a measurement unit 1140, It may be configured to include a communication unit 1160, a sensing unit 1170, and a control unit 1180. The foreign matter detection device 1100 according to this embodiment can be mounted on a wireless power transmission device.

공진 회로(1130)는 공진 캐패시터(1131) 및 공진 인덕터(1132)를 포함하여 구성되고, 통신부(1160)는 복조부(1161)와 변조부(1162) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The resonance circuit 1130 may include a resonance capacitor 1131 and a resonance inductor 1132, and the communication unit 1160 may include at least one of a demodulation unit 1161 and a modulation unit 1162.

전원부(1101)는 외부 전원 단자를 통해 DC 전력을 인가 받아 직류-직류 변환기(1110)에 전달할 수 있다.The power supply unit 1101 may receive DC power through an external power terminal and transmit it to the DC-DC converter 1110.

직류-직류 변환기(1110)는 제어부(1180)의 제어에 따라 전원부(1101)로부터 입력되는 직류 전력의 세기를 특정 세기의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 예로, 직류-직류 변환기(1110)는 전압의 세기 조절이 가능한 가변 전압기로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The DC-DC converter 1110 may convert the strength of DC power input from the power supply unit 1101 into DC power of a specific strength under the control of the control unit 1180. As an example, the DC-DC converter 1110 may be configured as a variable voltage device capable of adjusting the intensity of voltage, but is not limited to this.

인버터(1120)는 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 인버터(1120)는 구비된 복수의 스위치 제어를 통해 입력되는 직류 전력 신호를 교류 전력 신호로 변환하여 출력할 수 있다. The inverter 1120 can convert the converted direct current power into alternating current power. The inverter 1120 can convert an input direct current power signal into an alternating current power signal through control of a plurality of switches and output the converted signal.

일 예로, 인버터(1120)는 풀 브릿지(Full Bridge) 회로를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 하프 브리지(Half Bridge)를 포함하여 구성될 수도 있다.As an example, the inverter 1120 may be configured to include a full bridge circuit, but is not limited to this, and may also be configured to include a half bridge.

다른 일 예로, 인버터(1120)는 하프 브릿지 회로와 풀 브릿지 회로를 모두 포함하여 구성될 수도 있으며, 이 경우, 제어부(1180)는 인터버(1120)를 하프 브릿지로 동작시킬지 풀 브릿지로 동작시킬지 동적으로 결정하여 제어할 수 있다. As another example, the inverter 1120 may be configured to include both a half-bridge circuit and a full-bridge circuit. In this case, the control unit 1180 dynamically determines whether to operate the inverter 1120 as a half bridge or a full bridge. It can be controlled by deciding.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에 의해 요구되는 전력의 세기에 따라 적응적으로 인버터(1120)의 브릿지 모드를 제어할 수 있다. 여기서, 브릿지 모드는 하프 브리짓 모드 및 풀 브릿지 모드를 포함한다. The wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention can adaptively control the bridge mode of the inverter 1120 according to the intensity of power required by the wireless power reception device. Here, the bridge mode includes half bridge mode and full bridge mode.

일 예로, 무선 전력 수신 장치가 5W의 저전력을 요구하는 경우, 제어부(1180)는 인버터(1120)가 하프 브릿지 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 반면, 무선 전력 수신 장치가 15W의 전력을 요구하는 경우, 제어부(1180)는 풀 브릿지 모드로 동작되도록 제어할 수 있다. For example, when the wireless power receiving device requires low power of 5W, the control unit 1180 may control the inverter 1120 to operate in half-bridge mode. On the other hand, when the wireless power receiving device requires 15W of power, the control unit 1180 can control it to operate in full bridge mode.

다른 일 예로, 무선 전력 송신 장치는 감지된 온도에 따라 적응적으로 브릿지 모드를 결정하고, 결정된 브릿지 모드에 따라 인버터(1120)를 구동시킬 수도 있다. 일 예로, 하프 브리지 모드를 통해 무선 전력을 전송하는 중 무선 전력 송신 장치의 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 제어부(1180)는 하프 브리지 모드를 비활성화시키고 풀 브릿지 모드가 활성화되도록 제어할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 동일 세기의 전력 전송을 위해 풀 브릿지 회로를 통해 전압은 상승시키고, 공진 회로(1130)에 흐르는 전류의 세기는 감소시킴으로써, 무선 전력 송신 장치의 내부 온도가 소정 기준치 이하를 유지하도록 제어할 수 있다.As another example, the wireless power transmission device may adaptively determine a bridge mode according to the sensed temperature and drive the inverter 1120 according to the determined bridge mode. For example, if the temperature of the wireless power transmission device exceeds a predetermined standard value while transmitting wireless power through the half-bridge mode, the controller 1180 may disable the half-bridge mode and control the full-bridge mode to be activated. That is, the wireless power transmission device increases the voltage through the full bridge circuit for power transmission of the same intensity and reduces the intensity of the current flowing in the resonance circuit 1130, so that the internal temperature of the wireless power transmission device is below a predetermined standard value. You can control it to maintain it.

일반적으로, 전자 기기에 장착되는 전자 부품에 발생되는 열의 양은 해당 전자 부품에 인가되는 전압의 세기보다 전류의 세기에 보다 민감할 수 있다. In general, the amount of heat generated by electronic components mounted on electronic devices may be more sensitive to the intensity of current than to the intensity of voltage applied to the electronic component.

또한, 인버터(1120)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있을 뿐만 아니라 교류 전력의 세기를 변경시킬 수도 있다.Additionally, the inverter 1120 can not only convert direct current power into alternating current power but also change the intensity of the alternating current power.

일 예로, 인버터(1120)는 제어부(1180)의 제어에 따라 교류 전력 생성에 사용되는 기준 교류 신호(Reference Alternating Current Signal)의 주파수를 조절하여 출력되는 교류 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 이를 위해, 인버터(1120)는 특정 주파수를 가지는 기준 교류 신호를 생성하는 주파수 발진기를 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 주파수 발진기가 인버터(1120)와 별개로 구성되어 이물질 검출 장치(1100)의 일측에 장착될 수 있다.For example, the inverter 1120 may adjust the intensity of the output AC power by adjusting the frequency of the reference alternating current signal (Reference Alternating Current Signal) used to generate AC power under the control of the controller 1180. To this end, the inverter 1120 may be configured to include a frequency oscillator that generates a reference alternating current signal with a specific frequency, but this is only one embodiment, and another example is that the frequency oscillator is separate from the inverter 1120. It can be installed on one side of the foreign matter detection device 1100.

다른 일 예로, 이물질 검출 장치(1100)는 인버터(1120)에 구비된 스위치를 제어하기 위한 게이트 드라이버(Gate Driver, 미도시) 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 게이트 드라이버는 제어부(1180)로부터 적어도 하나의 펄스 폭 변조 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 펄스 폭 변조 신호에 따라 인버터(1120)의 스위치를 제어할 있다. 제어부(1180)는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클(Duty Cycle)-즉, 듀티 레이트(Duty Rate)- 및 위상(Phase)를 제어하여 인버터(1120) 출력 전력의 세기를 제어할 수 있다. 제어부(1180)는 무선 전려 수신 장치로부터 수신되는 피드백 신호에 기반하여 적응적으로 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클 및 위상을 제어할 수 있다. As another example, the foreign matter detection device 1100 may be configured to further include a gate driver (not shown) for controlling a switch provided in the inverter 1120. In this case, the gate driver may receive at least one pulse width modulation signal from the control unit 1180 and control the switch of the inverter 1120 according to the received pulse width modulation signal. The controller 1180 may control the intensity of the output power of the inverter 1120 by controlling the duty cycle (i.e., duty rate) and phase of the pulse width modulation signal. The control unit 1180 may adaptively control the duty cycle and phase of the pulse width modulation signal based on the feedback signal received from the wireless power reception device.

측정부(1140)는 제어부(1180)의 제어 신호에 따라 공진 캐패시터(1131) 양단의 전압, 전류, 임피던스 중 적어도 하나를 측정하여 공진 회로(1130)에 대한 품질 인자 값을 산출할 수 있다. 이때, 산출된 품질 인자 값은 제어부(1180)에 전달되고, 제어부(1180)는 소정 기록 영역에 측정부(1140)로부터 전달 받은 품질 인자 값을 임시 저장할 수도 있다. 일 예로, 제어부(1180)는 선택 단계에서 충전 영역상에 물체가 감지되면, 핑 단계로 진입하기 이전에 측정부(1140)가 품질 인자 값을 산출하도록 제어할 수 있다. The measurement unit 1140 may calculate a quality factor value for the resonance circuit 1130 by measuring at least one of voltage, current, and impedance at both ends of the resonance capacitor 1131 according to a control signal from the controller 1180. At this time, the calculated quality factor value is delivered to the control unit 1180, and the control unit 1180 may temporarily store the quality factor value received from the measurement unit 1140 in a predetermined recording area. For example, if an object is detected on the charging area in the selection stage, the control unit 1180 may control the measurement unit 1140 to calculate a quality factor value before entering the ping stage.

제어부(1180)는 협상 단계에서 변조부(1162)로부터 FOD 상태 패킷이 수신되면, FOD 상태 패킷에 포함된 정보에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다. When an FOD status packet is received from the modulator 1162 in the negotiation phase, the control unit 1180 may determine a threshold value (or threshold range) for determining whether a foreign substance exists based on the information included in the FOD status packet.

일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 임계 값(FO_Threshold)은 기준 품질 인자 값(RQF_Value), 해당 무선 전력 송신기에 상응하여 미리 설정된 구성 인자(Design_factor), 표준에 정의된 허용 오차(tolerence) 및 가중치에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 가중치는 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다. 즉, 제어부(1180)는 하기 수식 1:The threshold value (FO_Threshold) for detecting foreign substances according to an embodiment is based on the reference quality factor value (RQF_Value), the preset configuration factor (Design_factor) corresponding to the corresponding wireless power transmitter, and the tolerance (tolerance) and weight defined in the standard. It can be decided based on Here, the weight may be increased linearly or exponentially depending on the reference quality factor value. That is, the control unit 1180 uses the following equation 1:

FO_Threshold = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - 가중치 (수식 1) FO_Threshold = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - weight (Equation 1)

에 의해 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정할 수 있다.The threshold value for detecting foreign substances can be determined by .

일 예로, 가중치는 기준 품질 인자 값을 매개 변수로 하는 소정 일차 함수에 의해 산출될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 2차 이상의 고차 함수에 의해 산출될 수도 있다. As an example, the weight may be calculated by a predetermined linear function using a standard quality factor value as a parameter, but the weight is not limited to this, and may be calculated by a secondary or higher order function.

다른 일 예로, 가중치는 무선 전력 수신기 타입 별 미리 정의되어 이물질 검출 장치(1100)의 소정 기록 영역-예를 들면, 비휘발성 메모리-에 기록되어 유지될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기 타입 별 가중치는 매핑 테이블의 형태로 유지될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As another example, the weight may be predefined for each wireless power receiver type and recorded and maintained in a predetermined recording area of the foreign matter detection device 1100 - for example, non-volatile memory. At this time, the weight for each wireless power receiver type may be maintained in the form of a mapping table, but is not limited to this.

다른 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 임계 범위는 상한 임계 값(FO_Theshold_Upper_Limit)과 하한 임계 값(FO_Theshold_Lower_Limit)로 식별되며, 기준 품질 인자 값(RQF_Value), 해당 무선 전력 송신기에 상응하여 미리 설정된 구성 인자(Design_factor), 표준에 정의된 허용 오차(tolerence), 상한 가중치 및 하한 가중치에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 상한 가중치 및 하한 가중치는 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다. 즉, 제어부(1180)는 하기 수식 2:The threshold range for detecting foreign substances according to another embodiment is identified with an upper threshold value (FO_Theshold_Upper_Limit) and a lower threshold value (FO_Theshold_Lower_Limit), a reference quality factor value (RQF_Value), and a preset configuration factor corresponding to the corresponding wireless power transmitter ( Design_factor), tolerance defined in the standard, and can be determined based on the upper limit weight and lower limit weight. Here, the upper limit weight and the lower limit weight may increase linearly or exponentially according to the reference quality factor value. That is, the control unit 1180 uses Equation 2 below:

FO_Threshold_Upper_Limit = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - 상한 가중치 FO_Threshold_Upper_Limit = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - upper limit weight

FO_Threshold_Lower_Limit = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - 하한 가중치 (수식 2) FO_Threshold_Lower_Limit = (RQF_Value*Design_factor) + tolerance - lower limit weight (Equation 2)

에 의해 이물질 검출을 위한 임계 범위를 결정할 수 있다. 제어부(1180)는 측정된 품질 인자 값이 상한 임계 값과 하한 임계 값 사이의 값인 경우, 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The critical range for detecting foreign substances can be determined by . If the measured quality factor value is between the upper limit threshold and the lower limit threshold, the control unit 1180 may determine that a foreign substance exists.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 임계 값(FO_Threshold)은 하기 표 1에 도시된 바와 같이, 기준 품질 인자(RQF) 값의 크기에 따라 차등적으로 비율이 적용되어 결정될 수도 있다. The threshold value (FO_Threshold) for detecting foreign substances according to another embodiment of the present invention may be determined by differentially applying a ratio according to the size of the reference quality factor (RQF) value, as shown in Table 1 below.

일 예로, 하기 표 1을 참조하면, 기준 품질 인자(RQF) 값이 80을 초과하면, 차등 비율(Diff Ratio)이 40%로 적용되고, 이때의 이물질 검출을 위한 임계 값(FO_Threshold)은 RQFx0.6 + 허용 오차(tolerance)로 계산될 수 있다. As an example, referring to Table 1 below, if the standard quality factor (RQF) value exceeds 80, the differential ratio (Diff Ratio) is applied at 40%, and the threshold value (FO_Threshold) for detecting foreign substances at this time is RQFx0. It can be calculated as 6 + tolerance.

다른 일 예로, 하기 표 1을 참조하면, 기준 품질 인자(RQF) 값이 50보다 크고 60이하인 경우, 차등 비율(Diff Ratio)이 10%로 적용되고, 이때의 이물질 검출을 위한 임계 값(FO_Threshold)은 RQFx0.9 + 허용 오차(tolerance)로 계산될 수 있다. As another example, referring to Table 1 below, when the reference quality factor (RQF) value is greater than 50 and less than 60, the differential ratio (Diff Ratio) is applied as 10%, and at this time, the threshold value for detecting foreign substances (FO_Threshold) can be calculated as RQFx0.9 + tolerance.

기준 품질 인자 (RQF)Reference Quality Factor (RQF) Diff ratioDiff ratio FO_ThresholdFO_Threshold > 80>80 40%40% 30%30% 20%20% 10%10% 5%5%

무선 전력 송신기는 협상 단계에서 FOD 상태 패킷을 통해 기준 품질 인자 값을 수신하며, 수신된 기준 품질 인자 값에 따라 적응적으로 FO_Threshold를 결정할 수 있다. 상기 표 1에 도시된 바와 RQF 값이 클수록 RQF 값과 FO_Threshold 사이의 차이 값은 해당 RQF 값에 대응되는 차등 비율에 따라 증가한다. 반면, RQF 값이 작아질수록 RQF 값과 FO_Threshold 사이의 차이 값은 해당 RQF 값에 대응되는 차등 비율에 따라 감소한다. 상기 표 1은 하나의 실시예에 불과할 뿐 RQF 값에 따른 차등 비율은 당업자의 설계 및 디바이스의 구성 태양에 따라 상이하게 결정될 수도 있음을 주의해야 한다. The wireless power transmitter receives the reference quality factor value through the FOD status packet in the negotiation stage, and can adaptively determine FO_Threshold according to the received reference quality factor value. As shown in Table 1, as the RQF value increases, the difference between the RQF value and FO_Threshold increases according to the differential ratio corresponding to the RQF value. On the other hand, as the RQF value becomes smaller, the difference between the RQF value and FO_Threshold decreases according to the difference ratio corresponding to the RQF value. It should be noted that Table 1 above is only an example and that the differential ratio according to the RQF value may be determined differently depending on the design of the person skilled in the art and the configuration of the device.

일반적으로 충전 영역에 이물질이 배치되면 송신기의 공진 회로에서 측정되는 품질 인자 값은 이물질 배치되기 이전에 비해 떨어진다. 실제 무선 충전 시스템에서 충전 영역에 이물질이 배치되는 경우, 기준 품질 인자 값 대비 측정된 품질 인자 값이 감소되는 비율은 충전 영역에 배치된 수신기의 타입-즉, 해당 무선 전력 수신기의 기준 품질 인자 값-에 따라 상이할 수 있다. Generally, when foreign matter is placed in the charging area, the quality factor value measured in the resonance circuit of the transmitter drops compared to before the foreign matter was placed. In an actual wireless charging system, when a foreign object is placed in the charging area, the rate at which the measured quality factor value is reduced compared to the reference quality factor value depends on the type of receiver placed in the charging area - that is, the reference quality factor value of the wireless power receiver - It may differ depending on.

특히, 기준 품질 인자 값이 클수록 이물질 배치에 따른 품질 인자 값의 감소 비율은 급격히 높아지는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제어부(1180)는 기준 품질 인자 값이 큰 무선 전력 수신기일수록 기준 품질 인자 값 대비 이물질을 검출하기 위한 임계 값의 비율이 낮아지도록 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다. 이를 통해, 송신기가 이물질 검출에 실패할 확률이 낮아질 수 있다. In particular, the larger the standard quality factor value, the faster the decrease rate of the quality factor value due to the placement of foreign substances. Accordingly, the control unit 1180 according to the present invention may determine the threshold value (or threshold range) so that the ratio of the threshold value for detecting foreign substances to the reference quality factor value decreases as the wireless power receiver has a larger reference quality factor value. Through this, the probability that the transmitter fails to detect foreign substances can be lowered.

제어부(1180)는 물체 감지 후 측정된 품질 인자 값과 FO 검출을 위해 결정된 임계 값을 비교하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 판단할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. The control unit 1180 can determine whether FO exists in the charging area by comparing the quality factor value measured after detecting the object and the threshold value determined for FO detection, and control power transmission according to the FO detection result.

일 예로, FO가 검출된 경우, 제어부(1180)는 전력 전송을 중단할 수 있으며, FO가 검출되었음을 지시하는 소정 경고 알람이 출력되도록 제어할 수 있다. 여기서, 경고 알람은 이물질 검출 장치(1100)에 구비되는 비퍼, LED 램프, 진동 소자 및 액정 디스플레이 중 적어도 하나를 통해 출력될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. For example, when FO is detected, the control unit 1180 may stop power transmission and control a warning alarm to be output indicating that FO has been detected. Here, the warning alarm may be output through at least one of a beeper, an LED lamp, a vibration element, and a liquid crystal display provided in the foreign matter detection device 1100, but is not limited thereto.

일 예로, 제어부(1180)는 선택 단계에서 물체 감지 후 핑 단계로 진입하기 이전에 측정된 품질 인자 값이 결정된 임계 값보다 작은 경우, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.For example, if the quality factor value measured after detecting an object in the selection phase and before entering the ping phase is less than the determined threshold value, the controller 1180 may determine that a foreign substance exists in the charging area.

다른 일 예로, 제어부(1180)는 선택 단계에서 물체 감지 후 핑 단계로 진입하기 이전에 측정된 품질 인자 값이 결정된 임계 범위에 포함되는 경우, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수도 있다. As another example, the control unit 1180 may determine that a foreign substance exists in the charging area when the quality factor value measured after detecting an object in the selection phase and before entering the ping phase is within a determined critical range.

FOD 상태 패킷에 포함되는 기준 품질 인자 값은 표준 성능 테스트를 위해 지정된 무선 전력 송신기의 충전 베드의 특정 위치에서 해당 무선 전력 수신기에 대응하여 산출된 품질 인자 값들 중 가장 작은 값으로 결정될 수 있다.The reference quality factor value included in the FOD status packet may be determined as the smallest value among quality factor values calculated for the corresponding wireless power receiver at a specific location of the charging bed of the wireless power transmitter designated for standard performance testing.

또한, 제어부(1180)는 협상단계에서 이물질이 감지되면, 선택 단계로 회귀하며, 소정 주기로 공진 회로(1130)의 품질 인자 값을 산출하도록 측정부(1140)를 제어할 수 있다. Additionally, if a foreign substance is detected in the negotiation stage, the control unit 1180 returns to the selection stage and can control the measurement unit 1140 to calculate the quality factor value of the resonance circuit 1130 at a predetermined period.

이때, 제어부(1180)는 이물질이 감지된 상태에서 획득된 품질 인자 값을 기 결정된 임계 값(또는 임계 범위)와 비교하여 기 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지를 판단할 수 있다. At this time, the control unit 1180 may determine whether the previously detected foreign material has been removed from the charging area by comparing the quality factor value obtained when the foreign material is detected with a predetermined threshold value (or threshold range).

일 예로, 제어부(1180)는 이물질이 감지된 상태에서 측정된 품질 인자 값이 기 결정된 임계 값보다 크면, 이물질이 제거된 것으로 판단할 할 수 있다. 다른 일 예로, 제어부(1180)는 이물질이 감지된 상태에서 측정된 품질 인자 값이 상한 임계치를 초과하면, 이물질이 제거된 것으로 판단할 수도 있다.For example, if the quality factor value measured while a foreign substance is detected is greater than a predetermined threshold value, the control unit 1180 may determine that the foreign substance has been removed. As another example, the control unit 1180 may determine that the foreign material has been removed if the measured quality factor value exceeds the upper limit threshold while the foreign material is detected.

또한, 제어부(1180)는 상기한 표 1-이하 설명의 편의를 위해 '임계 값 결정 테이블'이라 명함-을 참조하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 적응적으로 결정할 수도 있다.Additionally, the control unit 1180 may adaptively determine a threshold value for detecting foreign substances by referring to Table 1 above (hereinafter referred to as a 'threshold value determination table' for convenience of description).

상기한 표 1은 이물질 검출 장치(1180)에 구비된 메모리(미도시)의 소정 기록 영역에 유지될 수 있으며, 제어부(1180)는 협상 단계에서 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD 상태 패킷이 수신되면, 수신된 기준 품질 인자 값 및 임계 값 결정 테이블을 참조하여, 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하고, 결정된 임계 값을 기 측정된 품질 인자 값과 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.The above Table 1 can be maintained in a predetermined recording area of the memory (not shown) provided in the foreign matter detection device 1180, and the control unit 1180 receives the FOD status packet containing the standard quality factor value in the negotiation stage. , a threshold value for detecting a foreign substance may be determined by referring to the received standard quality factor value and a threshold value determination table, and the presence of a foreign substance may be determined by comparing the determined threshold value with a previously measured quality factor value.

여기서, 임계 값 결정 테이블은 갱신될 수 있다. 일 예로, 이물질 검출 장치는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 특정 서버와 연결될 수 있으며, 해당 서버와 연동하여 임계 값 결정 테이블을 갱신할 수 있다. 다른 일 예로, 이물질 검출 장치는 접속된 무선 전력 수신기로부터 임계 값 결정 테이블을 수신하거나 갱신할 수도 있다. Here, the threshold decision table can be updated. As an example, the foreign matter detection device may be connected to a specific server through a wired or wireless network, and may update the threshold decision table in conjunction with the server. As another example, the foreign matter detection device may receive or update a threshold determination table from a connected wireless power receiver.

임계 값 결정 테이블은 무선 전력 수신기의 타입 별로 생성될 수 있으며, 이물질 검출 장치는 식별된 무선 전력 수신기의 타입에 대응되는 임계 값 결정 테이블을 참조하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정할 수도 있다.A threshold decision table may be created for each type of wireless power receiver, and the foreign matter detection device may determine a threshold for detecting foreign matter by referring to the threshold decision table corresponding to the type of the identified wireless power receiver.

일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에는 무선 전력 송신기 타입 별 임계 값 결정 테이블이 유지될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 식별된 무선 전력 송신기의 타입에 대응되는 임계 값 결정 테이블을 해당 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 수신된 임계 값 결정 테이블에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정할 수도 있다.The wireless power receiver according to one embodiment may maintain a threshold determination table for each wireless power transmitter type. In this case, the wireless power receiver may transmit a threshold value determination table corresponding to the type of the identified wireless power transmitter to the corresponding wireless power transmitter. The wireless power transmitter may determine a threshold value for detecting foreign matter based on a received threshold determination table.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치는 무선 전력 수신기의 타입 또는(및) 무선 전력 송신기의 타입에 대응되는 임계 값 결정 테이블을 참조하여 적응적으로 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정할 수 있다.As described above, the foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention adaptively determines the threshold for foreign matter detection by referring to the threshold determination table corresponding to the type of wireless power receiver or/and/or type of wireless power transmitter. The value can be determined.

판단 결과, 이물질이 제거된 경우, 제어부(1180)는 전력 전송 단계로 다시 진입하여 해당 무선 전력 수신 장치로의 충전이 재개되도록 제어할 수 있다. As a result of the determination, if the foreign matter is removed, the control unit 1180 can control the device to re-enter the power transmission phase and resume charging of the corresponding wireless power receiving device.

복조부(1161)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 인밴드 신호를 복조하여 제어부(1180)에 전달한다. 일 예로, 복조부(1161)는 상기한 도 10에서 설명된 패킷을 복조하여 제어부(1180)에 전달할 수 있다. The demodulator 1161 demodulates the in-band signal received from the wireless power receiver and transmits it to the control unit 1180. As an example, the demodulator 1161 may demodulate the packet described in FIG. 10 above and transmit it to the control unit 1180.

센싱부(1170)는 이물질 검출 장치(1100)(또는 무선 전력 송신 장치)의 특정 단자, 특정 소자, 특정 위치 등에서의 전압, 전류, 전력, 임피던스 및 온도 등을 측정할 수 있다. The sensing unit 1170 can measure voltage, current, power, impedance, and temperature at a specific terminal, specific element, or specific location of the foreign matter detection device 1100 (or wireless power transmission device).

일 예로, 센싱부(1170)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(1180)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(1170)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신 장치의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(1180)에 제공할 수도 있다. 이 경우, 제어부(1180)는 센싱부(1170)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원으로부터의 전원 공급을 차단하거나, 공진 회로(1130)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 이물질 검출 장치(1100)의 일측에는 전원부(1101)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 인버터(1120)에 공급되는 직류 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 더 구비될 수도 있다.As an example, the sensing unit 1170 may measure the voltage/current of DC converted power and provide the measurement to the control unit 1180. Additionally, the sensing unit 1170 may measure the internal temperature of the wireless power transmission device to determine whether overheating has occurred and provide the measurement result to the control unit 1180. In this case, the control unit 1180 may adaptively block power supply from the power source or block power from being supplied to the resonance circuit 1130 based on the voltage/current value measured by the sensing unit 1170. . To this end, a power blocking circuit may be further provided on one side of the foreign matter detection device 1100 to cut off power supplied from the power unit 1101 or direct current power supplied to the inverter 1120.

센싱부(1170)는 홀 센서, 압력 센서 등을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 충전 영역에 물체가 존재하는지 여부는 홀 센서 또는 압력 센서 등을 통해 감지될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The sensing unit 1170 may further include a Hall sensor, a pressure sensor, etc. In this case, whether an object exists in the charging area may be detected through a Hall sensor or a pressure sensor, but is not limited to this.

센싱부(1170)는 선택 단계에서 아날로그 핑 신호를 전송 중 공진 회로(1130)의 전류, 전압, 임피던스 등의 변화를 감지하여 충전 영역에 물체가 존재하는지를 감지할 수도 있다. The sensing unit 1170 may detect the presence of an object in the charging area by detecting changes in the current, voltage, impedance, etc. of the resonance circuit 1130 while transmitting an analog ping signal in the selection step.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이물질 검출 장치(1100)는 선택 단계에서 물체가 감지되면, 핑 단계로의 진입 이전에 공진 회로의 품질 인자 값을 측정(또는 산출)하고, 협상 단계에서 결정된 임계 값(또는 임계 범위)와 측정된 품질 인자 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단함으로써, 이물질 검출에 실패할 확률을 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다. As described above, when an object is detected in the selection stage, the foreign matter detection device 1100 according to the present invention measures (or calculates) the quality factor value of the resonance circuit before entering the ping stage, and determines the quality factor in the negotiation stage. There is an advantage in that the probability of failing to detect foreign substances can be significantly lowered by determining the presence or absence of foreign substances by comparing the threshold value (or critical range) and the measured quality factor value.

또한, 본 발명에 따른 이물질 검출 장치(1100)는 이물질 검출을 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 해당 무선 전력 수신기에 대응되는 기준 품질 인자 값에 따라 동적으로 결정함으로써, 해당 무선 전력 수신기에 최적화된 이물질 검출을 수행할 수 있다.In addition, the foreign matter detection device 1100 according to the present invention dynamically determines the threshold value (or threshold range) for detecting foreign matter according to the reference quality factor value corresponding to the wireless power receiver, thereby Foreign matter detection can be performed.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 상태 패킷(Foreign Object Detection Status Packet)의 메시지 구조를 설명하기 위한 도면이다.Figure 12 is a diagram for explaining the message structure of a Foreign Object Detection Status Packet according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, FOD 상태 패킷 메시지(1200)는 2바이트의 길이를 가질 수 있으며, 6비트 길이의 예약(Reserved, 1201) 필드, 2비트 길이의 모드(Mode, 1202) 필드 및 1바이트 길이의 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value, 1203) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 예약(1201) 필드의 모든 비트는 0으로 기록된다. Referring to FIG. 12, the FOD status packet message 1200 may have a length of 2 bytes, including a 6-bit Reserved (1201) field, a 2-bit long Mode (1202) field, and a 1-byte length. It may be configured to include a Reference Quality Factor Value (1203) field. Here, all bits of the reservation (1201) field are recorded as 0.

도면 번호 1204에 보여지는 바와 같이, 모드(1202) 필드가 이진수 ‘00’으로 설정되면, 기준 품질 인자 값(1203) 필드에 해당 무선 전력 수신기의 전원이 OFF된 상태에서 측정되어 결정된 기준 품질 인자 값이 기록되었음을 의미할 수 있다. As shown in drawing number 1204, when the mode 1202 field is set to binary '00', the reference quality factor value field 1203 contains a reference quality factor value determined by measurement with the corresponding wireless power receiver turned off. This may mean that it was recorded.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치에서의 이물질 검출을 위한 상태 천이 절차를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a state transition procedure for detecting foreign matter in a foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 이물질 검출 장치는 선택 단계(1310)에서 물체가 감지되면, 공진 회로의 품질 인자 값을 측정 및 저장한 후 핑 단계(1320)로 진입할 수 있다. 핑 단계(1320)에서 이물질 검출 장치는 무선 전력 수신기를 식별하기 위한 소정 전력 신호-예를 들면, 디지털 핑-을 주기적으로 전송할 수 있다.Referring to FIG. 13, when an object is detected in the selection step 1310, the foreign matter detection device may measure and store the quality factor value of the resonance circuit and then enter the ping step 1320. In the ping step 1320, the foreign matter detection device may periodically transmit a predetermined power signal - for example, a digital ping - to identify the wireless power receiver.

이물질 검출 장치는 핑 단계(1320)에서 디지털 핑에 대응되는 신호 세기 지시자가 수신되면, 식별 및 구성 단계(1330)로 진입하여 무선 전력 수신기를 식별하고, 식별된 무선 전력 수신기를 위한 각종 구성 파라메터를 설정할 수 있다.When the signal strength indicator corresponding to the digital ping is received in the ping step 1320, the foreign matter detection device enters the identification and configuration step 1330 to identify the wireless power receiver and set various configuration parameters for the identified wireless power receiver. You can set it.

무선 전력 수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 이물질 검출 장치는 협상 단계(1340)로 진입하여 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다.Once the identification and configuration of the wireless power receiver is completed, the foreign matter detection device may enter the negotiation step 1340 and receive an FOD status packet containing a reference quality factor value.

이물질 검출 장치는 FOD 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정하고, 저장된 품질 인자 값과 결정된 임계 값(또는 임계 범위)을 비교하여 충전 영역에 이물질이 존재하는지를 판단할 수 있다.The foreign matter detection device determines a threshold value (or threshold range) for determining the presence of foreign matter based on the reference quality factor value included in the FOD status packet, and compares the stored quality factor value with the determined threshold value (or threshold range). Thus, it is possible to determine whether foreign substances exist in the charging area.

상기 도 11에서 설명된 바와 같이, 기준 품질 인자 값이 낮은 무선 전력 수신기일수록 충전 영역에 이물질이 배치되면, 해당 기준 품질 인자 값 대비 품질 인자 값이 강하 크기 및 비율이 기준 품질 인자 값이 큰 무선 전력 수신기에 비해 상대적으로 작거나 낮은 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 일 실시예에 따른 이물질 검출 장치는 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 따라 적응적으로 이물질 검출을 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다.As explained in FIG. 11, when foreign substances are placed in the charging area of a wireless power receiver with a lower standard quality factor value, the quality factor value decreases compared to the corresponding standard quality factor value. It has the characteristic of being relatively small or low compared to the receiver. Accordingly, the foreign matter detection device according to an embodiment of the present invention may adaptively determine a threshold value (or threshold range) for detecting foreign matter according to the reference quality factor value received from the wireless power receiver.

판단 결과, 이물질이 존재하면, 이물질 검출 장치는 전력 전송을 중단하고 선택 단계(1310)로 회귀할 수 있다. 반면, 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 이물질 검출 장치는 전력 전송 단계(1350)에 진입하여 해당 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전을 개시할 수 있다. As a result of the determination, if a foreign substance exists, the foreign substance detection device may stop transmitting power and return to the selection step 1310. On the other hand, as a result of the determination, if there is no foreign matter, the foreign matter detection device may enter the power transmission step 1350 and initiate wireless charging for the corresponding wireless power receiver.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 이물질 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 14 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign matter in a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 14을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 선택 단계에서 충전 영역상에 물체가 감지되면, 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하여 소정 기록 영역에 저장할 수 있다(S1401).Referring to FIG. 14, when an object is detected on the charging area in the selection step, the wireless power transmission device can measure the quality factor value of the resonance circuit and store it in a predetermined recording area (S1401).

무선 전력 송신 장치는 핑 단계로 진입하여 무선 전력 수신기를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 무선으로 송출할 수 있다(S1402).The wireless power transmission device may enter the ping stage and wirelessly transmit a digital ping signal to identify the wireless power receiver (S1402).

무선 전력 송신 장치는 디지털 핑 신호에 대응하여 신호 세기 지시자가 수신되면, 식별 및 구성 단계로 진입하며, 무선 전력 수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면 협상 단계로 천이할 수 있다(S1403).When a signal strength indicator is received in response to a digital ping signal, the wireless power transmission device enters the identification and configuration phase, and may transition to the negotiation phase when identification and configuration of the wireless power receiver are completed (S1403).

무선 전력 송신 장치는 협상 단계에서 수신되는 FOD 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다(S1404). 여기서, 임계 값 및 임계 범위를 결정하는 방법은 상술한 도 11 내지 도 13의 설명으로 대체한다. 무선 전력 송신 장치는 협상 단계에서 소정 세기의 전력 신호를 무선으로 송출할 수 있다. The wireless power transmission device may determine a threshold value (or threshold range) for determining whether a foreign substance exists based on the reference quality factor value included in the FOD status packet received in the negotiation phase (S1404). Here, the method for determining the threshold value and threshold range is replaced with the description of FIGS. 11 to 13 described above. The wireless power transmission device can wirelessly transmit a power signal of a predetermined intensity during the negotiation stage.

무선 전력 송신 장치는 저장된 품질 인자 값과 결정된 임계 값(또는 임계 범위)를 비교하여 충전 영역상에 이물질이 존재하는지를 판단할 수 있다(S1405).The wireless power transmission device may compare the stored quality factor value and the determined threshold value (or threshold range) to determine whether a foreign substance exists in the charging area (S1405).

판단 결과, 이물질이 존재하는 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 신호 송출을 중단하고, 이물질이 검출되었음을 지시하는 소정 경고 알람이 출력되도록 제어할 수 있다(S1406 내지 S1407).As a result of the determination, if a foreign substance exists, the wireless power transmission device can be controlled to stop transmitting the power signal and output a predetermined warning alarm indicating that the foreign substance has been detected (S1406 to S1407).

상기한 1405 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않는 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계로 진입하여 해당 무선 전력 수신기에 대한 충전을 개시할 수 있다(S1408).If, as a result of the determination in step 1405, there is no foreign matter, the wireless power transmission device may enter the power transmission phase and start charging the wireless power receiver (S1408).

도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 이물질 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 15 is a flowchart for explaining a method for detecting foreign matter in a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 선택 단계에서 충전 영역상에 물체가 감지되면, 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하여 소정 기록 영역에 저장할 수 있다(S1501).Referring to FIG. 15, when an object is detected on the charging area in the selection step, the wireless power transmission device can measure the quality factor value of the resonance circuit and store it in a predetermined recording area (S1501).

무선 전력 송신 장치는 이전에 이물질이 감지된 상태인지 여부를 확인할 수 있다(S1502).The wireless power transmission device can check whether a foreign substance was previously detected (S1502).

확인 결과, 이물질이 감지된 상태가 아닌 경우, 무선 전력 송신 장치는 핑 단계로 진입하여 무선 전력 수신기를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 무선으로 송출할 수 있다(S1503).As a result of the confirmation, if no foreign matter is detected, the wireless power transmission device may enter the ping stage and wirelessly transmit a digital ping signal to identify the wireless power receiver (S1503).

무선 전력 송신 장치는 디지털 핑 신호에 대응하여 신호 세기 지시자가 수신되면, 식별 및 구성 단계로 진입하며, 무선 전력 수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면 협상 단계로 천이할 수 있다(S1504).When a signal strength indicator is received in response to a digital ping signal, the wireless power transmission device enters the identification and configuration phase, and may transition to the negotiation phase when identification and configuration of the wireless power receiver are completed (S1504).

무선 전력 송신 장치는 협상 단계에서 수신되는 FOD 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 임계 값(또는 임계 범위)를 결정할 수 있다(S1505). 여기서, 임계 값 및 임계 범위를 결정하는 방법은 상술한 도 11 내지 도 13의 설명으로 대체한다. 무선 전력 송신 장치는 협상 단계에서 소정 세기의 전력 신호를 무선으로 송출할 수 있다. The wireless power transmission device may determine a threshold value (or threshold range) for determining whether a foreign substance exists based on the reference quality factor value included in the FOD status packet received in the negotiation phase (S1505). Here, the method for determining the threshold value and threshold range is replaced with the description of FIGS. 11 to 13 described above. The wireless power transmission device can wirelessly transmit a power signal of a predetermined intensity during the negotiation stage.

무선 전력 송신 장치는 저장된 품질 인자 값과 결정된 임계 값(또는 임계 범위)를 비교하여 충전 영역상에 이물질이 존재하는지를 판단할 수 있다(S1506).The wireless power transmission device may compare the stored quality factor value and the determined threshold value (or threshold range) to determine whether a foreign substance exists in the charging area (S1506).

판단 결과, 이물질이 존재하는 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 신호 송출을 중단하고, 이물질이 검출되었음을 지시하는 소정 경고 알람이 출력되도록 제어할 수 있다(S1507 내지 S1508). 이 후, 무선 전력 송신 장치는 상기한 1501 단계로 회귀할 수 있다.As a result of the determination, if a foreign substance exists, the wireless power transmission device can be controlled to stop transmitting a power signal and output a predetermined warning alarm indicating that the foreign substance has been detected (S1507 to S1508). After this, the wireless power transmission device may return to step 1501 described above.

상기한 1506 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않는 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계로 진입하여 해당 무선 전력 수신기에 대한 충전을 개시할 수 있다(S1509).If, as a result of the determination in step 1506, there is no foreign matter, the wireless power transmission device may enter the power transmission phase and start charging the wireless power receiver (S1509).

상기한 1502 단계의 확인 결과, 이물질이 이미 감지된 상태인 경우, 무선 전력 송신 장치는 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지 판단할 수 있다(S1510). 여기서, 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지 여부에 대한 판단 방법은 상술한 도 11 내지 도 13의 설명으로 대체한다. As a result of the confirmation in step 1502, if the foreign matter has already been detected, the wireless power transmission device can determine whether the detected foreign matter has been removed from the charging area (S1510). Here, the method of determining whether the detected foreign matter has been removed from the charging area is replaced with the description of FIGS. 11 to 13 described above.

판단 결과, 감지된 이물질이 제거된 경우, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계로 진입하여 해당 무선 전력 수신기로의 충전을 재개할 수 있다.As a result of the determination, if the detected foreign matter is removed, the wireless power transmission device may enter the power transmission phase and resume charging of the corresponding wireless power receiver.

상기한 1510 단계의 판단 결과, 감지된 이물질이 제거되지 않은 경우, 무선 전력 송신 장치는 상기한 1501 단계를 수행할 수 있다. If the detected foreign matter has not been removed as a result of the determination in step 1510 described above, the wireless power transmission device may perform step 1501 described above.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때의 수신기 타입 별 기준 품질 인자 값 대비 품질 인지 값이 떨어지는 정도를 보여주는 실험 결과 그래프이다.Figure 16 is a graph showing the results of an experiment showing the degree to which the perceived quality value decreases compared to the standard quality factor value for each receiver type when a foreign substance is placed in the charging area according to an embodiment of the present invention.

도 16에 보여지는 실험 결과는 충전 영역에 10센트 동전이 배치되었을 때의 실험 결과이다.The experimental results shown in Figure 16 are the experimental results when a 10 cent coin was placed in the charging area.

도 16의 도면 번호 1610 및 1630을 참조하면, 충전 영역에 10센트 동전을 배치한 후 기준 품질 인자 값 대비 품질 인자 값이 떨어지는 절대적인 양(diff1)은 기준 품질 인자 값이 증가함에 따라 증가되는 것을 보여준다. 이때, 이물질이 배치되지 않았을 때 측정된 품질 인자(NO_FO) 값-즉, 기준 품질 인자(RFQ) 값-과 diff1과의 관계는 도면 번호 1611의 수식으로 근사화시킬 수 있다. 상기한 도면 번호 1611은 2차 방정식으로 근사화되었으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 1차 방정식, 다른 고차 방정식, 지수 방정식 등으로 근사화될 수도 있음을 주의해야 한다.Referring to drawing numbers 1610 and 1630 in FIG. 16, the absolute amount (diff1) by which the quality factor value decreases compared to the reference quality factor value after placing a 10 cent coin in the charging area shows that it increases as the reference quality factor value increases. . At this time, the relationship between the quality factor (NO_FO) value measured when the foreign matter is not placed - that is, the reference quality factor (RFQ) value - and diff1 can be approximated by the formula in drawing number 1611. Although the drawing number 1611 described above has been approximated as a quadratic equation, it should be noted that this is only one example and may be approximated as a linear equation, other higher-order equations, exponential equations, etc.

도 16의 도면 번호 1620 및 1630을 참조하면, 충전 영역에 10센트 동전을 배치한 후 기준 품질 인자 값 대비 품질 인자 값이 떨어지는 비율(%diff1)은 기준 품질 인자 값이 증가함에 따라 증가되는 것을 보여준다. 이때, 이물질이 배치되지 않았을 때 측정된 품질 인자(NO_FO) 값-즉, 기준 품질 인자(RFQ) 값-과 %diff1과의 관계는 도면 번호 1621의 수식으로 근사화시킬 수 있다. 상기한 도면 번호 1621은 2차 방정식으로 근사화되었으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 1차 방정식, 다른 고차 방정식, 지수 방정식 등으로 근사화될 수도 있음을 주의해야 한다.Referring to drawing numbers 1620 and 1630 in Figure 16, the ratio (%diff1) of the quality factor value falling compared to the reference quality factor value after placing a 10 cent coin in the charging area shows that it increases as the reference quality factor value increases. . At this time, the relationship between the quality factor (NO_FO) value measured when the foreign matter is not placed - that is, the reference quality factor (RFQ) value - and %diff1 can be approximated by the formula in drawing number 1621. Although the drawing number 1621 described above has been approximated by a quadratic equation, it should be noted that this is only one example and can also be approximated by a linear equation, other higher-order equations, exponential equations, etc.

도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 충전 영역에 이물질이 배치되었을 때의 수신기 타입 별 기준 품질 인자 값 대비 품질 인지 값이 떨어지는 정도를 보여주는 실험 결과 그래프이다.Figure 17 is a graph showing the results of an experiment showing the degree to which the perceived quality value decreases compared to the standard quality factor value for each receiver type when a foreign substance is placed in the charging area according to another embodiment of the present invention.

도 17에 보여지는 실험 결과는 충전 영역에 25센트 동전이 배치되었을 때의 실험 결과이다.The experimental results shown in Figure 17 are the experimental results when a 25 cent coin was placed in the charging area.

도 17의 도면 번호 1710 및 1730을 참조하면, 충전 영역에 25센트 동전을 배치한 후 기준 품질 인자 값 대비 품질 인자 값이 떨어지는 절대적인 양(diff2)은 기준 품질 인자 값이 증가함에 따라 증가되는 것을 보여준다. 이때, 이물질이 배치되지 않았을 때 측정된 품질 인자(NO_FO) 값-즉, 기준 품질 인자(RFQ) 값-과 diff2와의 관계는 도면 번호 1711의 수식으로 근사화시킬 수 있다. 상기한 도면 번호 1711은 2차 방정식으로 근사화되었으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 1차 방정식, 다른 고차 방정식, 지수 방정식 등으로 근사화될 수도 있음을 주의해야 한다.Referring to drawing numbers 1710 and 1730 in FIG. 17, the absolute amount (diff2) of the drop in quality factor value compared to the reference quality factor value after placing a 25 cent coin in the charging area shows that the absolute amount (diff2) increases as the reference quality factor value increases. . At this time, the relationship between the quality factor (NO_FO) value measured when the foreign matter is not placed - that is, the reference quality factor (RFQ) value - and diff2 can be approximated by the formula in drawing number 1711. Although the drawing number 1711 described above has been approximated as a quadratic equation, it should be noted that this is only one example and may be approximated as a linear equation, other higher-order equations, exponential equations, etc.

도 17의 도면 번호 1720 및 1730을 참조하면, 충전 영역에 25센트 동전을 배치한 후 기준 품질 인자 값 대비 품질 인자 값이 떨어지는 비율(%diff2)은 기준 품질 인자 값이 증가함에 따라 증가되는 것을 보여준다. 이때, 이물질이 배치되지 않았을 때 측정된 품질 인자(NO_FO) 값-즉, 기준 품질 인자(RFQ) 값-과 %diff2와의 관계는 도면 번호 1721의 수식으로 근사화시킬 수 있다. 상기한 도면 번호 1721은 2차 방정식으로 근사화되었으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 1차 방정식, 다른 고차 방정식, 지수 방정식 등으로 근사화될 수도 있음을 주의해야 한다.Referring to drawing numbers 1720 and 1730 in FIG. 17, the ratio (%diff2) of the quality factor value falling compared to the standard quality factor value after placing a 25 cent coin in the charging area shows that it increases as the standard quality factor value increases. . At this time, the relationship between the quality factor (NO_FO) value measured when the foreign matter is not placed - that is, the reference quality factor (RFQ) value - and %diff2 can be approximated by the formula in drawing number 1721. Although the drawing number 1721 described above has been approximated by a quadratic equation, it should be noted that this is only one example and can also be approximated by a linear equation, other higher-order equations, exponential equations, etc.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치는 선택 단계에서 물체가 감지되면, 핑 단계로의 진입 이전에 공진 회로의 품질 인자 값을 측정(또는 산출)하고, 협상 단계에서 수신된 FOD 상태 패킷에 기반하여 결정된 임계 값과 측정된 품질 인자 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단함으로써, 이물질 검출에 실패할 확률을 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.As described above, when an object is detected in the selection stage, the wireless power transmission device according to the present invention measures (or calculates) the quality factor value of the resonance circuit before entering the ping stage, and FOD received in the negotiation stage By comparing the threshold value determined based on the status packet and the measured quality factor value to determine whether a foreign substance exists, there is an advantage in significantly lowering the probability of failing to detect the foreign substance.

상술한 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The methods according to the above-described embodiments can be produced as programs to be executed on a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, and magnetic tape. , floppy disks, optical data storage devices, etc., and also includes those implemented in the form of carrier waves (for example, transmission via the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected to a network, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method can be easily deduced by programmers in the technical field to which the embodiment belongs.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features 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 restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (18)

무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 회로가 구비된 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 방법에 있어서,
충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계;
상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 단계;
감지 신호를 송출하여 무선 전력 수신기를 식별하는 단계;
식별된 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하는 단계; 및
상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 가중치가 적용되어 결정되는, 이물질 검출 방법.In a method of detecting foreign matter in a wireless power transmitter equipped with a resonance circuit for wirelessly transmitting power,
Detecting an object placed in the charging area;
When the object is detected, measuring a quality factor value of the resonance circuit;
Identifying a wireless power receiver by transmitting a detection signal;
determining a threshold value for detecting foreign matter based on a reference quality factor value received from the identified wireless power receiver; and
Comparing the measured quality factor value and the determined threshold value to determine whether a foreign substance is present.
A method for detecting foreign substances, wherein the threshold value is determined by applying a weight that increases according to the reference quality factor value. 제1항에 있어서,
상기 가중치는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 선형적 또는 지수적으로 증가하는, 이물질 검출 방법.According to paragraph 1,
A method for detecting foreign substances, wherein the weight increases linearly or exponentially according to the reference quality factor value. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 상기 식별된 무선 전력 수신기로의 충전을 개시하는 단계; 및
상기 판단 결과, 이물질이 존재하면, 상기 공진 회로를 통한 전력 전송을 중단하고, 이물질이 감지되었음을 지시하는 소정 알람 신호를 출력하는 단계
를 더 포함하는, 이물질 검출 방법.According to paragraph 1,
As a result of the determination, if there is no foreign matter, starting charging of the identified wireless power receiver; and
As a result of the determination, if a foreign substance exists, stopping power transmission through the resonance circuit and outputting a predetermined alarm signal indicating that the foreign substance has been detected.
A method for detecting foreign substances, further comprising: 제4항에 있어서,
상기 전력 전송 중단 후 상기 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계로 회귀하는, 이물질 검출 방법.According to paragraph 4,
A method for detecting foreign substances, returning to the step of detecting an object placed in the charging area after stopping the power transmission. 제5항에 있어서,
상기 회귀 후 측정한 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 상기 결정된 임계 값과 비교하여, 감지된 상기 이물질이 상기 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는, 이물질 검출 방법.According to clause 5,
A foreign matter detection method further comprising comparing the quality factor value of the resonance circuit measured after the regression with the determined threshold value to determine whether the detected foreign matter has been removed from the charging area. 제6항에 있어서,
상기 확인 결과, 상기 이물질이 제거된 경우, 상기 중단된 전력 전송을 재개하는, 이물질 검출 방법.According to clause 6,
As a result of the confirmation, if the foreign matter is removed, the interrupted power transmission is resumed. 제1항에 있어서,
상기 기준 품질 인자 값은 상기 무선 전력 수신기가 전송하는 이물질 검출 상태 패킷에 포함되어 수신되는, 이물질 검출 방법.According to paragraph 1,
The reference quality factor value is received by being included in a foreign matter detection status packet transmitted by the wireless power receiver. 제1항에 있어서,
상기 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계는
상기 측정된 품질 인자 값이 상기 임계 값을 초과하면 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하는 단계; 및
상기 측정된 품질 인자 값이 상기 임계 값 이하이면 이물질이 존재하는 것으로 판단하는 단계
를 포함하는, 이물질 검출 방법.According to paragraph 1,
The step of determining whether the foreign substance exists is
determining that no foreign matter exists when the measured quality factor value exceeds the threshold value; and
If the measured quality factor value is less than or equal to the threshold value, determining that a foreign substance exists
A method for detecting foreign substances, including. 무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 회로가 구비된 무선 전력 송신기에서의 이물질 검출 방법에 있어서,
충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계;
상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 단계;
감지 신호를 송출하여 무선 전력 수신기를 식별하는 단계;
식별된 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 범위를 결정하는 단계; 및
상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 범위를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 단계
를 포함하고, 상기 임계 범위는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 상한 가중치와 하한 가중치가 적용되어 결정되는, 이물질 검출 방법.In a method of detecting foreign matter in a wireless power transmitter equipped with a resonance circuit for wirelessly transmitting power,
Detecting an object placed in the charging area;
When the object is detected, measuring a quality factor value of the resonance circuit;
Identifying a wireless power receiver by transmitting a detection signal;
determining a threshold range for foreign matter detection based on a reference quality factor value received from the identified wireless power receiver; and
Comparing the measured quality factor value with the determined critical range to determine whether a foreign substance is present.
A method for detecting foreign substances, wherein the critical range is determined by applying an upper limit weight and a lower limit weight that increase according to the reference quality factor value. 공진 캐패시터와 공진 인덕터를 포함하는 공진 회로;
충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부;
상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부; 및
식별된 무선 전력 수신기로부터 수신되는 이물질 검출 상태 패킷의 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하고, 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 제어부
를 포함하고, 상기 임계 값은 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 가중치가 적용되어 결정되는, 이물질 검출 장치.A resonant circuit including a resonant capacitor and a resonant inductor;
A sensing unit that detects an object placed in the charging area;
a measuring unit that measures a quality factor value of the resonance circuit when the object is detected; and
Determine a threshold value for detecting foreign matter based on the standard quality factor value of the foreign matter detection status packet received from the identified wireless power receiver, and determine whether a foreign matter exists by comparing the measured quality factor value with the determined threshold value. control unit that does
and wherein the threshold value is determined by applying a weight that increases according to the reference quality factor value. 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 상기 제어부가 상기 식별된 무선 전력 수신기로의 충전을 개시하고, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 제어부가 상기 공진 회로를 통한 전력 전송을 중단하고, 이물질이 감지되었음을 지시하는 소정 알람 신호가 출력되도록 제어하는, 이물질 검출 장치.According to clause 11,
If it is determined that the foreign matter does not exist, the control unit starts charging the identified wireless power receiver, and if it is determined that the foreign matter exists, the control unit stops transmitting power through the resonance circuit, and the foreign matter A foreign substance detection device that controls output of a predetermined alarm signal indicating that it has been detected. 제13항에 있어서,
상기 제어부가 상기 전력 전송 중단 후 선택 단계로 회귀하여 측정한 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 상기 결정된 임계 값과 비교하여, 감지된 상기 이물질이 상기 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 확인하는, 이물질 검출 장치.According to clause 13,
A foreign matter detection device in which the control unit returns to the selection step after the power transmission is stopped and compares the measured quality factor value of the resonance circuit with the determined threshold value to determine whether the detected foreign matter has been removed from the charging area. . 제14항에 있어서,
상기 확인 결과, 상기 이물질이 제거된 경우, 상기 제어부가 상기 중단된 전력 전송이 재개되도록 제어하는, 이물질 검출 장치.According to clause 14,
As a result of the confirmation, if the foreign matter is removed, the control unit controls the interrupted power transmission to resume. 제11항에 있어서,
상기 이물질 검출 장치는
전원으로부터 인가된 직류 전력을 부하에 의해 요구되는 세기로 변환하는 직류-직류 변환기; 및
상기 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터
를 더 포함하고,
상기 제어부가
상기 측정부에 의한 측정이 완료되면, 상기 무선 전력 수신기를 식별하기 위한 디지털 핑이 주기적으로 송출되도록 상기 직류-직류 변환기 및 상기 인버터를 제어하고, 상기 디지털 핑에 대응되는 신호 세기 지시자가 수신되면, 상기 무선 전력 수신기를 식별하는, 이물질 검출 장치.According to clause 11,
The foreign matter detection device is
A direct current-to-direct current converter that converts direct current power applied from a power source into the intensity required by the load; and
An inverter that converts the converted direct current power into alternating current power.
It further includes,
The control unit
When the measurement by the measuring unit is completed, the DC-DC converter and the inverter are controlled to periodically transmit a digital ping for identifying the wireless power receiver, and when a signal strength indicator corresponding to the digital ping is received, A foreign matter detection device that identifies the wireless power receiver. 제11항에 있어서,
상기 측정부가 상기 공진 캐패시터 양단에서 측정된 전압에 기반하여 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는, 이물질 검출 장치.According to clause 11,
A foreign matter detection device wherein the measuring unit measures a quality factor value of the resonance circuit based on the voltage measured across the resonance capacitor. 공진 캐패시터와 공진 인덕터를 포함하는 공진 회로;
충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 센싱부;
상기 물체가 감지되면, 상기 공진 회로의 품질 인자 값을 측정하는 측정부; 및
식별된 무선 전력 수신기로부터 수신되는 이물질 검출 상태 패킷의 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 범위를 결정하고, 상기 측정된 품질 인자 값과 상기 결정된 임계 범위를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하는 제어부
를 포함하고, 상기 임계 범위는 상기 기준 품질 인자 값에 따라 증가하는 상한 가중치와 하한 가중치가 적용되어 결정되는, 이물질 검출 장치.A resonant circuit including a resonant capacitor and a resonant inductor;
A sensing unit that detects an object placed in the charging area;
a measuring unit that measures a quality factor value of the resonance circuit when the object is detected; and
Determine a critical range for detecting foreign matter based on the standard quality factor value of the foreign matter detection status packet received from the identified wireless power receiver, and determine whether foreign matter exists by comparing the measured quality factor value with the determined critical range. control unit that does
and wherein the critical range is determined by applying an upper limit weight and a lower limit weight that increase according to the reference quality factor value.
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