KR20120098616A

KR20120098616A - 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법

Info

Publication number: KR20120098616A
Application number: KR1020127009556A
Authority: KR
Inventors: 준이찌 레끼모또; 시게루 다지마
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-09-05
Also published as: US20120185708A1; EP2491472A1; BR112012008972A2; CN102549522A; WO2011048777A1; IN2012DN03244A; TW201124832A; JP2011091954A; RU2012114785A

Abstract

전력 서버, 클라이언트 및 방법은 전력을, 상기 클라이언트에 받아들여질 수 있는 형식(format)으로, 전력 서버로부터 클라이언트로 선택 가능하게 공급하도록 협동한다. 상기 클라이언트 장치는 상기 클라이언트 장치에 송신된 상기 전력 서버의 ID에 기초하여, 상기 전력 서버를 다른 전력 서버와 구별할 수 있다. 그 후, 상기 클라이언트 장치는 상기 클라이언트 장치에 의한 궁극적인 소비를 위해 상기 클라이언트 장치에 반송될 에너지의 형식을 상기 특정 전력 서버로부터 특정 또는 선택할 수 있다. 에너지의 반송은 도체를 통해 또는 무선으로 제공된다.

Description

전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법{POWER SUPPLY DEVICE, POWER RECEIVING DEVICE, AND POWER SUPPLY METHOD}

본 발명은 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법에 관한 것이다.

퍼스널 컴퓨터 및 게임기와 같은 전자 기기의 대부분은, 기기의 동작 및 배터리의 충전을 위해, 상용 전원으로부터 교류(AC) 전력을 입력해서 기기에 맞는(compatible) 형식(format)으로 전력을 출력하는 AC 어댑터를 이용하고 있다. 통상적으로, 전자 기기는 직류(DC)에 의해 동작되지만, 전압 및 전류는 기기마다 상이하다. 따라서, 각각의 기기에 맞는 전력을 출력하는 AC 어댑터도 각 기기마다 서로 상이하다. 따라서, AC 어댑터가 유사한 형상을 갖더라도, 이들은 서로 호환성을 갖지 않게 되고, 기기의 개수의 증가에 따라 AC 어댑터의 개수도 증가하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 배터리 및 AC 어댑터 등의 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 블록과, 전력 공급 블록으로부터 전력을 수전하는 전력 소비 블록을 공통 DC 버스 라인에 접속한 전력 버스 시스템이 제안되어 있다(예를 들면, 아래 기재되어 있는 특허 문헌1 및 2). 이러한 전력 버스 시스템에서는, DC 전류가 버스 라인을 통해 흐른다. 또한, 전력 버스 시스템에서는, 각 블록은 자신이 오브젝트(object)로서 기술되고, 각 블록의 오브젝트가 버스 라인을 통해 서로 정보(상태 데이터)의 송수신을 행한다. 각 블록의 오브젝트는 다른 블록의 오브젝트로부터의 요구에 기초해서 정보(상태 데이터)를 생성하고, 회답 데이터로서 정보를 송신한다. 회답 데이터를 수신한 블록의 오브젝트는, 수신된 회답 데이터의 내용에 기초해서 전력의 공급 및 소비를 제어할 수 있다.

특허 문헌1: 특개2001-306191호

특허 문헌2: 특개2008-123051호

예를 들면 특허 문헌1 및 2에 개시되어 있는 전력 버스 시스템에서는, 서버와 클라이언트 간의 모든 통신은 버스 라인을 통해 행해진다. 한편, 전력 송전의 방식으로서, 자력선 등을 이용하는 무선(wireless) 전력 전송이 있고, 무선 전력 전송과 같은 전력 송전 방식을 전력 버스 시스템에 포함시키는 경우, 유선 기반 통신을 전제로 하는 것은 부적당하다. 본 발명자들은 이러한 종래의 접근법에서는 클라이언트 기기가, 클라이언트 기기로 전력을 무선으로 또는 직접 반송(convey)하기 위한 상이한 전력 형식을 제공할 수도 있는 상이한 전력 서버를 구별하지 못한다는 것을 인식했다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대해서 나타내는 설명도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대해서 설명하는 설명도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대해서 나타내는 설명도이다.
도 4a는 버스 라인(10)에서 관측되는 전압의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 4b는 버스 라인(10)에서 관측되는 전압의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에서의, 동기 패킷을 수신한 서버 및 클라이언트에서의 전압 검출 처리에 대해서 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(2)에 대해서 나타내는 설명도이다.
도 7은 클라이언트에 전력을 공급하는데 사용하도록 전력 서버가 전력을 클라이언트에 공급하기 전에, 전력 서버와 클라이언트 간에 통신하는 방법의 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 예시적 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 첨부 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 이러한 구성 요소에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

설명은 이하의 순서로 행해진다.

<1. 제1 실시 형태>

[1-1. 전력 공급 시스템의 구성]

[1-2. 전력 공급 시스템에 의한 전력 공급 처리]

[1-3. 전원 서버의 구성예]

[1-4. 전원 서버의 동작예]

<2. 제2 실시 형태>

[2-1. 전력 공급 시스템의 구성]

[2-2. 전력 공급 시스템의 동작]

<3. 결론>

<1. 제1 실시 형태>

[1-1. 전력 공급 시스템의 구성]

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대해서 나타내는 설명도이다. 이하, 도 1을 이용하여 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대해서 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전력 공급 시스템(1)은 전원 서버(100)와, 클라이언트(200)를 포함하도록 구성된다. 전원 서버(100)와 클라이언트(200)는, 도시된 바와 같이 별도의 도체를 포함할 수 있는 버스 라인(10)을 통해 서로 접속되어 있다.

전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 대하여 DC 전력을 공급한다. 전원 서버(100)는 또한 클라이언트(200)로 정보 신호를 송신하고, 클라이언트로부터 정보 신호를 수신한다. 본 실시 형태에서는, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 DC 전력의 공급 및 정보 신호의 송수신은 버스 라인(10) 상에서 공용된다.

전원 서버(100)는 정보 신호의 송수신을 위한 통신용 모뎀, 전력의 공급을 제어하기 위한 마이크로프로세서, 및 DC 전력의 출력을 제어하는 스위치를 포함하도록 구성되어 있다. 그러나, 프로세서는 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 PLA(programmable logic array) 등의 로직 기반 기기일 수도 있다.

클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 DC 전력의 공급을 받는다. 또한, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)로 정보 신호를 송신하고, 전원 서버로부터 정보 신호를 수신한다. 도 1에서는, 2개의 클라이언트(200)를 도시하고 있다. 이하의 설명에서는, 설명의 편의상, 2개의 클라이언트(200)를 각각 CL1 또는 CL2로 구별한다.

클라이언트(200)는 정보 신호의 송수신을 위한 통신용 모뎀, 전력의 공급을 제어하기 위한 마이크로프로세서, 및 DC 전력의 출력을 제어하는 스위치를 포함하도록 구성되어 있다.

도 1에 나타낸 전력 공급 시스템(1)에서는, 1개의 전원 서버(100)와, 2개의 클라이언트(200)를 도시하고 있다. 그러나, 본 발명에서는, 전원 서버의 개수와 클라이언트의 개수는 실시예에 도시되는 특정 개수에 한정되지 않는다.

도 1에 나타낸 전력 공급 시스템(1, 2)에서의 전력의 공급 방법에 대해서는 특개2008-123051호에 설명되어 있으므로, 특개2008-123051호의 전체 내용 각각이 본 명세서에 참조로서 원용된다. 그러나, 이하에서, 일 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의해 행해지는 처리에 대해서 간단히 설명한다.

[1-2. 전력 공급 시스템에 의한 전력 공급 처리]

도 2는 본 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대해 설명하는 설명도이다. 이하, 도 2를 이용하여, 본 발명의 상기 각 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대해서 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전원 서버(100)는 버스 라인(10)에 대하여 정기적으로 동기 패킷 A1, A2, A3, 및 ...을 출력한다. 또한, 전원 서버(100)는, 클라이언트(200)에 전력을 공급하기 위해, 정보 패킷 B1, B2, B3, 및 ... 및 전력 패킷 C1, C2, C3, 및 ...을 출력한다. 정보 패킷 B1, B2, B3, 및 ... 은 클라이언트(200)로 송신되고 클라이언트로부터 수신되는 정보 신호이고, 전력 패킷 C1, C2, C3, 및 ...은 전력 에너지를 패킷화(packetizing)하여 얻어진다. 한편, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 전력의 공급을 받기 위해, 전원 서버(100)로 송신되고 전원 서버로부터 수신되는 정보 신호인 정보 패킷 D1, D2, D3, 및 ...을 출력한다.

전원 서버(100)는 소정의 간격(예를 들면, 1초 간격)의 타임 슬롯의 개시 시에 동기 패킷 A1, A2, A3, 및 ...을 출력한다. 타임 슬롯은, 정보 패킷이 송신되는 정보 슬롯과, 전력 패킷이 송신되는 전력 슬롯을 포함한다. 정보 슬롯 IS1, IS2, IS3, 및 ...은, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이에 정보 패킷의 교환이 행해지는 구간이다. 전원 슬롯 PS1, PS2, PS3, 및 ...은, 전원 서버(100)로부터 클라이언트(200)에 공급되는 전력 패킷 C1, C2, C3, 및 ...이 출력되는 구간이다. 정보 패킷은, 정보 슬롯 IS1, IS2, IS3, 및 ...의 구간에서만 출력 가능한 패킷이다. 따라서, 1개의 정보 슬롯에서 정보 패킷의 송수신이 완료되지 않은 경우에는, 복수의 정보 슬롯에 걸쳐 정보 패킷이 송신된다. 한편, 전력 패킷은, 전원 슬롯 PS1, PS2, PS3, 및 ...의 구간에서만 출력 가능한 패킷이다.

전원 서버(100)는, 자신이 공급 가능한 전력 사양(specification)을 나타내는 서버 전원 프로파일을 1 또는 2 이상 갖는다. 예시적인 전력 사양은 전압 범위, 전류의 세기, 사용률(duty cycle), AC 주파수 또는 DC의 파라미터를 포함할 수 있다. 클라이언트(200)는, 자신의 사양에 적합한 전력을 공급 가능한 전원 서버(100)로부터 전력의 공급을 받는다. 이 때, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 서버 전원 프로파일을 취득하고, 클라이언트(200) 자신에 대한 전원 서버(100)의 사양(서버 전원 프로파일)을 결정한다. 구체적으로, 우선 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)에 출력되는 동기 패킷 A1을 검출하고, 동기 패킷 A1에 포함되는 전원 서버(100)의 어드레스를 취득한다. 어드레스는 예를 들면 MAC 어드레스일 수 있다. 다음, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)에 대하여, 전원 서버(100)가 갖는 서버 전원 프로파일의 개수의 송신을 요구하는 정보 패킷 D1을 송신한다.

정보 패킷 D1을 수신한 전원 서버(100)는, 정보 패킷 B1에서의 서버 전원 프로파일 개수를 송신한다. 서버 전원 프로파일 개수는 전원 서버(100)의 서버 전원 프로파일의 개수이다. 정보 패킷 B1을 수신한 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)의 서버 전원 프로파일의 개수와 동일한 개수를 갖는 서버 전원 프로파일의 내용을 전원 서버(100)로부터 취득한다. 예를 들면 전원 서버(100)가 2개의 서버 전원 프로파일을 갖는 경우, 클라이언트(200)는 우선 2개의 서버 전원 프로파일 중 하나를 취득한다. 2개의 서버 전원 프로파일 중 하나를 취득한 클라이언트(200)는, 서버 전원 프로파일을 전원의 사용을 요구하는 정보 패킷 D2로서 전원 서버(100)에 송신한다.

정보 패킷 D2을 수신한 전원 서버(100)는, 제1 서버 전원 프로파일을 정보 패킷 B2로서 클라이언트(200)에 송신한다. 제1 서버 전원 프로파일은, 전원 서버(100)에 포함된 기억부(도시하지 않음)에 기억된다. 전원 서버(100)로부터 정보 패킷 B2을 수신한 클라이언트(200)는, 제2 서버 전원 프로파일을 취득하기 위한 정보 패킷을 송신한다. 그러나, 이 시점에서는 정보 슬롯 IS1이 종료하고, 전원 패킷을 송신하기 위한 전원 슬롯 PS1이 개시하고 있다. 따라서, 이 정보 패킷은 다음 정보 슬롯 IS2에서 송신된다. 전원 슬롯 PS1에서는, 클라이언트(200)가 전원 서버(100)로부터 전력의 공급을 받는 전원 사양이 확정되어(determined) 있지 않으므로, 전력의 공급은 행해지지 않는다.

전원 슬롯 PS1이 종료하고, 다음 타임 슬롯의 개시를 나타내는 동기 패킷 A2가 전원 서버(100)로부터 출력된다. 그 후, 전원 서버(100)로부터 정보 패킷 B2을 수신한 클라이언트(200)는, 제2 서버 전원 프로파일을 취득하기 위한 정보를 정보 패킷 D3으로서 송신한다.

정보 패킷 D3을 수신한 전원 서버(100)는 제2 서버 전원 프로파일을 정보 패킷 B3으로서 클라이언트(200)에 송신한다. 제2 서버 전원 프로파일은 전원 서버(100)에 포함된 기억부(예를 들어, 반도체 메모리 등의 메모리이며, 도시되지 않음)에 기억된다. 정보 패킷 B3을 수신하여 전원 서버(100)의 2개의 서버 전원 프로파일을 취득한 클라이언트(200)는, 클라이언트(200) 자신에 적합한 전원 사양을 갖는 서버 전원 프로파일을 선택한다. 그리고, 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)에 대하여, 선택된 서버 전원 프로파일을 확정하기 위한 정보 패킷 D4을 송신한다.

정보 패킷 D4을 수신한 전원 서버(100)는, 클라이언트(200)에 대하여 제1 서버 전원 프로파일의 확정의 완료를 통지하기 위해서, 정보 패킷 B4로서 기능하고 전원 사양이 확정된 응답을 나타내는 정보를 클라이언트(200)에 송신한다. 그 후, 정보 슬롯 IS2가 종료해서 전원 슬롯 PS2가 개시하면, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 대하여 전원 패킷 C1을 출력하고 전원 공급을 행한다. 전력 패킷의 송신의 타이밍에 대해서는, 송신 개시 시간 설정 요구를 나타내는 정보를 이용함으로써, 전력 공급 개시 시간을 클라이언트(200)에 의해 전원 서버(100)로 지정할 수 있다.

이상, 상기 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대해서 설명했다.

상술한 바와 같이, 전력 공급 시스템(1)에서는, 시스템 전체를 통합하는 동기 서버가 있다. 동기 서버가 버스 라인에 대하여 동기 패킷을 출력하기 시작하고, 동기 패킷을 검출한 다른 서버 및 클라이언트가 시스템의 멤버로서 등록된다. 다음으로, 클라이언트 및 서버가, 공급되는 전력의 사양에 대해서 버스 라인을 통해 협상(negotiation)을 행한다. 이하에서는, 동기 서버로부터의 패킷의 송신, 및 클라이언트와 서버 간의 협상을 무선 통신에 의해 실행하는 경우를 설명한다.

예를 들면 특허 문헌2에 개시된 시스템에서는, 신호와 전력이, 동일한 버스 라인 상에서 흐르므로, 클라이언트 및 서버는 동기 서버로부터의 동기 패킷을 수신함으로써, 동기 패킷이 소정의 시스템 상에 있다는 것을 자동적으로 인식하게 된다. 또한, 복수의 전력 서버에 대한 인식이 없으므로, 복수의 전력 서버가 존재한다면 클라이언트는 전력 서버 간에 식별을 행할 수 없다. 한편, 통신 경로가 무선일 경우, 클라이언트 및 서버가 동기 패킷을 수신하더라도, 그 동기 패킷이, 전력을 공급하는 동일한 전력 계통에 접속되어 있는 동기 서버로부터 송신된 것인지는 불분명하다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 무선 통신을 사용하여, 각 디바이스가 동일한 전원 라인 상에 있다는 것을 검출하는 방식에 대해서 설명한다. 본 실시 형태는 전력의 공급이 유선으로 행해지는 것을 전제로 한다. 우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전원 서버의 구성예에 대해서 설명한다.

[1-3. 전원 서버의 구성예]

도 3은 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대해 나타내는 설명도이다. 이하, 도 3을 이용하여, 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대해서 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)는 커넥터(101)와, 접속선(102, 106)과, 주 스위치(103)와, 모뎀(104)과, 마이크로프로세서(105)와, 전력 공급원(107)과, 퓨즈(109)와, 안테나(110)와, 부 스위치(111)와, 저항(112)과, 부 전압원(113)을 포함하도록 구성된다. 커넥터(101), 접속선(102, 106) 및 안테나(110)의 서브 세트 또는 모두는 전기 인터페이스의 부분일 수 있다.

커넥터(101)는 커넥터(11)에 접속됨으로써 전원 서버 본체 및 버스 라인(10)(공통 매체의 예)을 접속한다. 접속선(102)은 커넥터(101)와, 전원 서버 본체를 접속하기 위해 사용된다. 주 스위치(103)는 전력의 출력을 제어한다. 주 스위치(103)가 온되어 있으면, 전원 서버(100)는 전력 공급원(107)으로부터의 전력을, 클라이언트에 동작 전력을 제공하는데 사용될 수 있는 버스 라인(10)에 공급할 수 있다. 한편, 동작 전력은 클라이언트에 의해 즉시 이용될 필요는 없으며, 클라이언트에 저장되어 이후에 사용될 수 있다. 한편, 주 스위치(103)가 오프되어 있으면, 전원 서버(100)는 전력 공급원(107)으로부터의 전력의 공급을 정지할 수 있다.

모뎀(104)은, 본 경우에는 버스 라인(10)인 공통 매체를 통해 다른 전원 서버 및 클라이언트로 정보를 송신하고, 다른 전원 서버 및 클라이언트로부터 정보를 수신하도록 사용된다. 모뎀(104)은 안테나(110)에 대하여 통신 신호를 송신하고, 또한 모뎀(104)은 안테나(110)에 의해 무선으로 수신된 통신 신호를 수신한다.

마이크로프로세서(105)는 전원 서버(100)의 동작을 제어한다. 전원 서버(100)와 클라이언트(예를 들어, 도 1의 클라이언트(200)) 간의 협상이 완료되면, 마이크로프로세서(105)는 전력 공급원(107)으로부터 전력을 공급하기 위해 주 스위치(103)를 턴 온함으로써, 전력을 버스 라인(10)에 공급할 수 있다.

접속선(106)은, 전원 서버 본체와 전력 공급원(107)을 접속하도록 사용된다. 전력 공급원(107)은, DC 전압을 포함하는 전력을 공급할 수 있다. 전원 서버(100)의 주 스위치(103)가 온으로 되어 있으면, DC 전력을 버스 라인(10)에 공급할 수 있다. 퓨즈(109)는 높은 전류로부터 회로를 보호하도록 사용된다. 정격 전류보다 큰 전류가 흐르면, 퓨즈(109)는 스스로 발생하는 열에 의해 절단되어, 높은 전류가 흐르는 것을 방지한다.

안테나(110)는 무선으로 신호를 송수신한다. 안테나(110)는 다른 서버(동기 서버 또는 전원 서버) 및 클라이언트로부터 무선으로 송신되는 신호를 수신하고, 다른 서버 및 클라이언트에 대하여 무선으로 신호를 송신한다. 안테나(110)가 다른 서버 및 클라이언트로부터 신호를 무선으로 수신하면, 신호는 모뎀(104)으로 송신되어, 모뎀(104)에서 복조 처리가 실시된다. 모뎀(104)에서 변조 처리가 실시된 신호는 안테나(110)로부터 무선으로 송신되어, 다른 서버 및 클라이언트에 도달한다.

부 스위치(111)는 접속선(102)과 저항(112) 사이의 접속을 전환하며, 마이크로프로세서(105)의 제어에 의해 온과 오프로 전환되도록 구성되어 있다. 저항(112)은 및 부 전압원(113)은 부 스위치(111)의 접속에 의해 부 전압원(113)으로부터의 소정의 DC 전압 V를 버스 라인(10)에 공급하도록 사용된다. 소정의 전압 V는 고정 또는 가변이어도 된다. 저항(112)은 전원 서버(100) 내에서 단락이 발생함에 의해 전원 서버(100) 내부의 디바이스가 파괴되는 것을 방지하도록 설치된다.

이상, 도 3을 이용하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대해서 설명했다. 다음으로, 제1 실시 형태에 따른 전원 서버(100)의 동작에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 전원 서버(100)가 동기 서버로서도 동작하는 경우의 전원 서버(100)의 동작에 대해서 설명한다.

[1-4. 전원 서버의 동작예]

전력 공급 시스템(1)에서, 클라이언트와 서버 간의 협상이 완료되고, 클라이언트가 어떤 서버와 통신하고 있는지 알게 되어, 전력 공급 사양을 설정하면, 전원 서버는 전력의 공급을 개시하고, 클라이언트는 전력의 공급을 받을 수 있는 상태로 된다. 또한, 협상 시에, 전력 공급 시스템을 고유하게(uniquely) 특정하기 위한 고유 ID의 정보를 클라이언트와 서버 간에 공유해도 좋다. 전원 서버(100)가 동기 서버로서 동작하는 경우에는, 마이크로프로세서(105)는 동기 패킷(메시지 내용)을 모뎀(104) 및 안테나(110)를 통해 무선으로 송신한다. 그리고, 마이크로프로세서(105)는 어떤 적당한 시간(예를 들면, 전력 공급 시스템(1)에 의해 정의되는 전력 패킷 간의 가드(guard) 시간) 동안 부 스위치(111)를 턴온한다. 부 스위치(111)는 특정한 임피던스(저항(112))를 통해 소정의 전압 V를 출력하는 부 전압원(113)에 접속된다. 그 때문에, 상기 시간 동안, 버스 라인(10)에는 부 전압원(113)으로부터의 소정의 전압 V가 나타나게 된다.

따라서, 전력 공급 시스템(1)에의 접속은, 동기 패킷을 무선으로 수신하는 타이밍에서 부 전압원(113)으로부터의 전압 V가 검출 가능한지의 여부에 의해 판정될 수 있다. 전압 V의 값은, 안테나(110)로부터 무선으로 송신되는 동기 패킷의 파라미터로서 방송(broadcast)된다. 또한, 전압 V의 값은 동기 패킷의 송신 타이밍마다 변화시켜도 좋다.

부 전압원(113)으로부터의 전압 V가 버스 라인(10)에 나타나는 것에 의해, 복수의 무선 동기 패킷이 존재할지라도, 버스 라인(10)에 연결되는 각 서버 및 클라이언트는, 서버 및 클라이언트가 접속되어 있는 송배전 계통을 특정할 수 있고, 또는 접속되어 있지 않은지를 특정할 수 있다. 동기 서버로서 동작하고 있는 전원 서버(100)가 송신하는 동기 패킷은, 전원 서버(100)가 속해 있는 전력 공급 시스템(1)의 고유 ID를 포함하여 송신된다. 따라서, 전원 서버(100)로부터의 동기 패킷을 수신한 각 서버 및 클라이언트는 송배전 계통을 고유하게 특정할 수 있다.

도 4a는 버스 라인(10)에서 관측되는 전압의 변화를 나타내는 설명도이다. 도 4a는 부 전압원(113)으로부터의 전압 V가 존재하지 않는 (종래의) 전력 공급 시스템에서의 버스 라인 상의 전압의 변화를 나타내고 있다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 예를 들면 특허 문헌2에 개시된 시스템에서는, 전원 서버로부터의 전력이 공급되는 슬롯 간에, 전압이 존재하지 않는 무 전압 구간(가드(guard) 구간)이 존재한다.

도 4b는 버스 라인(10)에서 관측되는 전압의 변화를 나타내는 설명도이다. 도 4b는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에서의, 버스 라인(10)에서 관측되는 전압의 변화를 나타내고 있다. 도 4b는 동일한 시간 축에서 동기 서버(전원 서버(100))로부터 무선으로 송신되는 동기 패킷에 대해서도 도시하고 있다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 가드 구간에서 동기 서버(전원 서버(100))로부터 공급되는 소정의 전압 V가 관측된다. 동기 서버(전원 서버(100))로부터 무선 송신되는 동기 패킷은 전압 V의 정보와, 전력 공급 시스템(1)의 고유 ID를 포함하고 있다. 따라서, 버스 라인에 전압 V가 나타난 타이밍에서 수신된 동기 패킷에 포함되는 전압값의 정보와, 버스 라인에 나타난 전압 V의 전압값이 서로 일치하고 있으면, 도 4b에 도시한 바와 같은 전압이 관측되는 버스 라인에 연결되어 있는 서버 및 클라이언트는, 이들이 속하는 전력 송배전 계통을 특정할 수 있다.

도 5는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(1)에서의 동기 패킷을 수신한 서버 및 클라이언트에서의 전압 검출 처리에 대해서 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 5를 이용하여, 동기 패킷을 수신한 서버 및 클라이언트에서의 전압 검출 처리에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 동기 서버로부터의 내용을 무선으로 수신하는 서버 및 클라이언트를 간단히 "디바이스"라 칭한다.

우선, 전력 공급 시스템(1) 하의 디바이스는, 동기 서버로부터 무선 송신되는 동기 패킷(예를 들어, 메시지 내용)을 수신한다(스텝 S101). 동기 패킷을 수신 한 디바이스는 동기 패킷을 모뎀으로 복조하고, 이 동기 패킷을 마이크로프로세서에 의해 해독함으로써, 시스템 ID의 정보를 취득하고(스텝 S102), 이와 함께, 동기 패킷에 포함되는 전압 데이터를 취득한다(스텝 S103).

그리고, 디바이스는 동기 패킷을 수신한 타이밍에서 버스 라인(10)에 나타나는 전압을 측정하여(스텝 S104), 측정 결과 및 스텝 S103에서 취득한 전압 데이터가 서로 일치하는지를 판정한다(스텝 S105). 스텝 S105의 판정의 결과, 측정 결과가 상기 스텝 S103에서 취득한 전압 데이터와 일치하지 않으면, 플로우는 상기 스텝 S101로 되돌아가고, 디바이스는 동기 서버로부터 무선 송신되는 동기 패킷을 수신한다. 한편, 스텝 S105에서의 판정의 결과, 측정 결과가 상기 스텝 S103에서 취득된 전압 데이터와 일치하면, 디바이스는 상기 스텝 S102에서 취득된 전력 공급 시스템의 ID를 확정한다(스텝 S106).

특허 문헌2 등에 개시된 시스템에서, 전력 공급 시스템은 시스템을 고유하게 특정하기 위한 ID를 갖지 않는다. 이는, 종래예에서는, 정보와 전력이 동일한 버스 라인 상에서 유선으로 흐르고 있어, 하나의 버스 라인 상에는 원칙으로서 1개의 전력 공급 시스템만이 존재하고 있으므로, 시스템을 고유하게 특정하는 정보가 필요하지 않기 때문이다. 한편, 본 실시 형태에서는, 동기 패킷은 무선 송신되므로, 동기 패킷을 수신한 서버 및 클라이언트는, 동기 패킷이 동기 서버들 중 특정한 동기 서버로부터 송신된 것을 특정한다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 동기 서버(전원 서버(100))로부터 출력된 적당한 DC 전압이, 가드 구간 동안 버스 라인(10)에 출력되는 소정의 임피던스(저항(112))를 갖는다. DC 전압을 검출하는 서버 및 클라이언트는, 높은 입력 임피던스를 갖고 버스 라인(10)에 존재하는 전압의 판정을 실행한다.

복수의 디바이스가 동시에 버스 라인(10)의 전압을 모니터하고, 디바이스의 합계 임피던스에 의해, 약간의 전압 저하가 일어날 수 있다. 이 경우에도, 검출 전압 펄스의 전압은 동기 서버로부터 송신되는 동기 패킷에 기술되어 있으므로, 동기 패킷에 기술되어 있는 전압값의 추이(transition)로부터 전압값의 판정을 용이하게 행할 수 있다. 다른 서버 및 클라이언트에서는, 가드 구간에서 버스 라인(10)에 나타나는 전압 레벨을 검출하는 전압 검출 수단을 준비하는 것에 의해, 통신 계통이 완전히 무선인 경우에도, 각 전원 서버 및 클라이언트가 하나의 전력 송배전 계통에 접속되어 있는지 또는 이들이 접속되어 있지 않은지를 판별할 수 있다.

상기 방식에 의해, 각 디바이스는 무선 커넥션을 이용하여 유선 전력 커넥션의 그룹을 특정할 수 있고, 동기 서버의 결정, 시스템 상에 존재하는 전원 서버 및 전원 클라이언트의 특정, 서버와 클라이언트 간의 협상, 및 전력의 송전 및 수전 등의 상기 특허 문헌2 등에 개시된 방식의 사용을 가능하게 한다.

상기 설명에서는, 서버와 클라이언트가 동일한 유선 버스 라인에 존재하는 것을 알기 위해, 동기 서버가 전력 슬롯 간의 가드 구간에 대해 적당한 DC 전압을 보내고, 다른 서버 및 클라이언트에서 이 DC 전압을 검출하는 방식을 나타냈다. 이하의 방법에서는, 가드 기간에서의 DC 전압의 출력은 행하지 않고, 전력 공급 시스템을 고유하게 식별하는 ID만을 이용하고, 이 ID를 무선 통신 링크에서 송수신한다.

상기 방식에서는, 전력 공급 시스템에 ID를 준비하고, 이 ID가 파라미터로서 무선 송신에 의해 방송되는 시스템을 상정한다. 이 파라미터는 동기 패킷의 파라미터인 것이 적절하고, 동기 패킷을 수신하는 서버 및 클라이언트는 자신이 속하는 전력 버스 시스템의 ID를 인식할 수 있다. 이 ID는 전 세계에서 고유하게 식별될 수 있도록 충분히 길게 설정될 수 있거나 또는 더 짧게 설정될 수 있지만, 특정 근방에서의 중복을 방지하도록 충분히 크다.

ID를 갖는 전력 공급 시스템에 접속되는 서버 및 클라이언트에서는, 시스템의 구축에서, 인간(예를 들면, 시스템의 관리자)이 미리 이 ID를 설정한다. 즉, 복수의 무선 신호 링크를 갖는 전력 공급 시스템이 존재하면, 서버 및 클라이언트가 어떤 시스템에 접속할지는 수동으로 설정된다. 이러한 구성에 따르면, 서버와 클라이언트 간에 실제의 전력 전송이 행해지지 않아도, 시스템이 동일한 ID를 갖는다면, 이들은 동일 시스템에 속하는 것으로 확인될 수 있다.

따라서, 특허 문헌2에 설명된 시스템에서와 달리, 전력 공급 시스템의 ID는 무선 송신 동기 패킷에 파리미터로서 제공되며, ID는 수동으로 설정될 수 있다.

ID만을 무선으로 송수신하는 방식을 이용하는 전력 공급 시스템에서, 서버 및 클라이언트에 대하여 ID의 설정 에러가 발생하면, 서버와 클라이언트 간에 전력 전송이 행해지는 것이 불가능하게 될 수 있다. ID의 설정 에러가 발생하는 서버 또는 클라이언트에서는, 상기 특허 문헌2 등에 개시된 전력 공급 시스템에 나타내어진 프로토콜에서 시스템이 존재하지 않는 것으로 판정되고, 그에 따라 해당 서버 또는 클라이언트는 시스템으로부터 자동적으로 분리된다. 따라서, 이 경우에는, 해당 서버 또는 클라이언트는 "시스템에 접속되지 않는다"는 취지를 표시해서 유저에 통지함으로서, 유저는 트러블을 알 수 있다.

<2. 본 발명의 제2 실시 형태>

이상의 설명에서는, 전력이 유선으로 공급되지만, 정보의 송수신은 무선으로 행해지는 전력 공급 시스템에 대해서 설명했다. 다음, 전력의 공급 및 정보의 송수신 모두가 무선으로 행해지는 전력 공급 시스템에 대해서 설명한다. ID를 설정하는 다른 자동화된 방법을 사용할 수 있지만, 이하의 설명에서는 전력 공급 시스템의 ID는 수동으로 설정되는 것을 전제로 한다.

전력 전송 라인이 버스 라인이 아니라 공간(예를 들어, 공기 갭 또는 다른 전파 매체)이므로, 전송 가능한 전력은 DC가 아니라 AC이다. 그럼에도 불구하고, 이 공간은 정보 및 전자기 에너지를 공급하기 위한 일종의 매체이다. 본 실시 형태에서는, 에너지가 공급되는 형태는 제한되지 않으므로, 전기 에너지의 형태는, 안테나를 자극하여(excite) 전자기 에너지(전기 또는 자기 에너지를 포함함)를 생성 또는 받아들이도록 사용될 수 있는 AC일 수 있다. 그러나, 전력이 DC인 경우에도, 하나의 버스 라인과, 전력을 송수신하기를 원하는 다른 버스 라인이 존재하는 것만으로도, 버스 라인 사이에 효율적인 전력 전송의 메카니즘을 구축하는 것에 변화를 가져온다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 전력의 교환에 전력 커플러(일종의 인터페이스)를 이용하여, 무선으로 전력의 공급 및 정보의 송수신을 행할 수 있는 경우에 대해서 설명한다.

[2-1. 전력 공급 시스템의 구성]

도 6은 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(2)을 나타내는 설명도이다. 이하, 도 6을 이용하여, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(2)의 구성에 대해서 설명한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 시스템(2)은 전원 서버(300)와, 클라이언트(400)를 포함하도록 구성되어 있다.

전원 서버(300)는 커넥터(301)와, 접속선(302, 306)과, 주 스위치(303)와, 모뎀(304)과, 마이크로프로세서(305)와, 전력 공급원(307)과, 드라이버(309)와, 안테나(310)와, 커플링 코일(311)과, 무선 송수신 회로(312)를 포함하도록 구성된다.

클라이언트(400)는 커넥터(401)와, 접속선(402, 406)과, 주 스위치(403)와, 모뎀(404)과, 마이크로프로세서(405)와, 부하(407)와, AC/DC 컨버터(408)와, 배터리(409)와, 안테나(410)와, 커플링 코일(411)과, 무선 송수신 회로(412)를 포함하도록 구성된다.

우선, 전원 서버(300)의 각 부품의 구성에 대해 설명한다. 커넥터(301)는 전원 서버 본체와 버스 라인(30)을 접속하는데 사용된다. 접속선(302)은 커넥터(301)와, 전원 서버 본체를 접속하는데 사용된다. 주 스위치(303)는 전력의 출력을 제어한다. 주 스위치(303)가 "a" 위치에 있으면, 버스 라인(30)으로 유선을 통한 전력 공급이 가능해진다. 주 스위치(303)가 "c" 위치에 있으면, 전력 커플러를 통해 무선에 의한 전력 공급이 가능해진다. 주 스위치(303)가 "b" 위치에 있으면, 유선 및 무선의 전력의 공급을 정지한다. 주 스위치(303)로서는, 기계적인(mechanical) 스위치를 이용해도 된다.

모뎀(304)은 다른 전원 서버와 클라이언트 사이에서 유선을 통해 정보의 송수신을 행하는데 사용된다. 무선 송수신 회로(312)는 다른 전원 서버와 클라이언트 사이에서 안테나(310)를 통해 무선에 의한 정보의 송수신을 행하는데 사용된다. 무선 송수신 회로(312)는 안테나(310)에 대하여 통신 신호를 송신하고, 안테나(310)에 의해 무선으로 수신된 통신 신호를 수신한다.

마이크로프로세서(305)는 전원 서버(300)의 동작을 제어하는데 사용된다. 예를 들면, 전원 서버(300)와 클라이언트(400) 간의 협상이 완료된면, 마이크로프로세서(305)는 전력 공급원(307)으로부터 전력을 공급하기 위해서 주 스위치(303)를 "c" 위치로 설정함으로써, 커플링 코일(311, 411)을 통해 전력을 클라이언트(400)에 공급할 수 있다.

접속선(306)은 전원 서버 본체와 전력 공급원(307)을 접속하는데 사용된다. 전력 공급원(307)은 AC 전압을 포함하는 전력을 공급할 수 있다. 전원 서버(300)의 주 스위치(403)가 "a" 위치 또는 "c" 위치로 설정되면, 전력을 유선 또는 무선으로 공급할 수 있다.

드라이버(309)는 전력 공급원(307)으로부터의 전력을 커플링 코일(311)에 최적화된 주파수로 구동한다. 드라이버(309)에 의해, 커플링 코일(311)에 최적화된 주파수에 의한 AC 전력이 커플링 코일(311)에 출력된다.

안테나(310)는 무선에 의해 신호를 송수신한다. 안테나(310)는 다른 서버(동기 서버 및 전원 서버) 및 클라이언트로부터 무선으로 송신되는 신호를 수신하고, 다른 서버 및 클라이언트에 대하여 무선으로 신호를 송신한다. 안테나(310)가 다른 서버 및 클라이언트로부터 신호를 무선으로 수신하면, 그 신호는 무선 송수신 회로(312)에 송신되어, 무선 송수신 회로(312)에서 복조 처리가 실시된다. 무선 송수신 회로(312)에서 복조 처리가 실시된 신호는 안테나(310)로부터 무선 송신되어, 다른 서버 및 클라이언트에 도달한다.

이상, 전원 서버(300)의 각 부품의 구성에 대해서 설명했다. 다음, 클라이언트(400)의 구성에 대해서 설명한다. 커넥터(401)는 클라이언트 본체와 버스 라인(40)을 접속한다. 접속선(402)은 커넥터(401)와, 클라이언트 본체를 접속하는데 사용된다. 주 스위치(403)는 전력의 입력을 제어한다. 주 스위치(403)가 "a" 위치에 있으면, 버스 라인(40)으로부터의 유선에 의한 전력 공급을 받는 것이 가능해지고, 주 스위치(403)가 "c" 위치에 있으면, 전력 커플러를 통한 무선에 의한 전력 공급을 받는 것이 가능하게 된다. 주 스위치(403)가 "b" 위치에 있으면, 유선 및 무선의 전력의 공급이 정지되게 된다. 주 스위치(403)로서는, 기계적인 스위치를 이용해도 된다.

모뎀(404)은 다른 전원 서버와 클라이언트 사이에서 정보의 송수신을 행하는데 사용된다. 무선 송수신 회로(412)는 다른 전원 서버와 클라이언트 사이에서 안테나(410)를 통해 무선에 의한 정보의 송수신을 행하는데 사용된다. 무선 송수신 회로(412)는 안테나(410)에 대하여 통신 신호를 송신하고, 안테나(410)에 의해 무선으로 수신된 통신 신호를 수신한다.

마이크로프로세서(405)는 클라이언트(400)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 전원 서버(300)와 클라이언트(400) 간의 협상이 완료되면, 마이크로프로세서(405)는 전원 서버(300)로부터 공급된 전력을 받기 위해서 주 스위치(403)를 "c" 위치로 설정함으로써, 전원 서버(300)로부터 커플링 코일(311, 411)을 통해 공급된 전력을 받을 수 있게 된다.

접속선(406)은 클라이언트 본체와 부하(407)를 접속하는데 사용된다. 부하(407)는 전원 서버로부터 공급된 전력을 소비하는 블록이다. AC/DC 컨버터(408)는 커플링 코일(311, 411)을 통해 전원 서버(300)로부터 공급되는 AC 전류를 전압이 다른 DC 전류로 변환하는데 사용되는 정류 회로이다. 배터리(409)는 전원 서버로부터 공급된 전력을 저장한다. 도 6에는 도시하지는 않지만, 클라이언트(400)는 배터리(409)의 충방전을 제어하는 충전(charge) 제어 회로를 포함하고 있어도 좋다.

안테나(410)는 무선에 의해 신호를 송수신한다. 안테나(410)는 다른 서버(동기 서버 및 전원 서버) 및 클라이언트로부터 무선으로 송신되는 신호를 수신하고, 다른 서버 및 클라이언트에 대하여 무선으로 신호를 송신한다. 안테나(410)가 다른 서버 및 클라이언트로부터 신호를 무선으로 수신하면, 그 신호는 무선 송수신 회로(412)에 송신되어, 무선 송수신 회로(412)에서 복조 처리가 실시된다. 무선 송수신 회로(412)에서 복조 처리가 실시된 신호는 안테나(410)로부터 무선으로 송신되어, 다른 서버 및 클라이언트에 도달한다.

커플링 코일(411)은 커플링 코일(311)과 쌍을 이루도록 설치된다. 커플링 코일(311, 411)은 전력 커플러를 구성한다.

이상, 클라이언트(400)의 구성에 대해서 설명했다. 다음, 도 6에서 나타낸 상기 구성을 갖는 전원 서버(300) 및 클라이언트(400)의 동작에 대해서 설명한다. 본 예에서는, 이미 클라이언트(400)에 적당한 어드레스를 할당하여, 전원 서버(300)로부터의 전력을 받을 수 있는 상태에 있다.

도 7은 전력 서버가 전력을 클라이언트에 반송하기 전에 전력 서버 ID와 리턴 데이터를 교환하는 것을 나타내는 흐름도이다. 공정은 단계 S1000에서 시작되는데, 여기에서 서버는 메시지를 준비하고, 그 후 단계 S1001에서 전력 서버 ID와 함께 메시지를 송신한다. 그 후 공정은 단계 S1002로 진행하는데, 여기서 클라이언트는 리턴 데이터를 송신한다. 이 리턴 데이터는 특정 클라이언트 장치에 대해 요구되는 전력 프로파일을 나타낼 수 있다. 그 후 공정은 단계 S1003으로 진행하는데, 여기에서 전력 서버는 전력을 요구되는 형식으로 클라이언트에 반송한다. 그 후 공정은 단계 S1004로 진행하는데, 여기에서 클라이언트는 전력 서버로부터 반송되는 전력을 사용하여 동작된다.

[2-2. 전력 공급 시스템의 동작]

전원 서버(300)가 동작을 개시하면, 전원 서버(300)는 무선 신호 링크(예를 들면, 안테나(310))를 통해 동기 패킷을 수신하고, 버스 라인(20) 측에 존재하는 동기 서버에 대하여 자신을 전원 서버로서 등록한다. 즉, 전원 서버(300)는 안테나(310)로부터 동기 서버에 대한 등록 패킷을 송신하고, 안테나(410)를 통해 전원 서버(300)로부터의 등록 패킷을 수신한 클라이언트(400)는 모뎀(404) 및 마이크로프로세서(405)를 통해, 전원 서버(300)로부터 수신한 등록 패킷을 동기 서버에 송신한다.

전원 서버(300)에 어드레스가 할당되고, 새로운 전원 서버(300)가 버스 라인(20)에 접속된다는 정보가, 버스 라인(20)에 접속되어 있는 서버 및 클라이언트로 동기 서버로부터 방송된다. 이 정보는 안테나(310)를 통해 전원 서버(300)에도 통지되지만, 전원 서버(300)는 이 정보에 응답하지 않는다. 그 결과, 클라이언트(400)는 새로운 전원 서버(300)의 추가를 알 수 있다. 클라이언트(400)는 전력의 공급을 받지 않고 있었으므로, 클라이언트(400)는 등록된 전원 서버(300)에 대한 협상을 개시한다.

전원 서버(300)와 클라이언트(400) 간의 협상이 성공적으로 행해지면, 전원 서버(300) 및 클라이언트(400)는 각각 주 스위치(303, 403)를 c 측에 설정하고, 전력 커플러에 의한 무선의 전력 공급이 가능하게 된다. 그리고, 전원 서버(300)와 클라이언트(400) 간에 커플링 코일(311, 411)을 통해 전력이 보내진다. 전력의 송수전 타이밍은 버스 라인(20)에 접속되어 있는 동기 서버(도시 생략)에 의해 제어되므로, 버스 라인(20)의 전력 슬롯을 할당하고, 전력 슬롯의 시간을 사용한다.

커플링 코일(311, 411) 간의 결합 상황에 따라서는, 전원 서버(300)와 클라이언트(400) 간의 협상에 의해 얻어진 것과 유사한 사양을 갖는 전력이 얻어지지 않는다. 따라서, 클라이언트(400)는 전원 서버(300)로부터 수전된 전력의 내용을 (예를 들면, 마이크로프로세서(405)에 의해) 체크하도록 해도 된다. 체크의 결과, 전력을 조정할 때, 클라이언트(400)는 전원 서버(300)와 다시 협상하고, 전원 서버(300)가 전력을 조정하는 기구를 구비하고 있다면, 수전단(power receiving end)에서 최적인 전력이 되도록, 전원 서버(300) 측에서 전력 사양을 변경해도 좋다. 물론, 전원 서버(300)가 전력을 조정하는 기구를 구비하지 않는다면, 클라이언트(400)는 약간의 전력을 수전한 후, 전원 서버(300)로부터의 수전을 포기해도 좋다. 그러나, 무선으로 전력을 공급할 수 있는 전원 서버에서는, 무선 링크에 의한 전력 상황의 변동에 대응하기 위해서, 조정 가능한 전력 능력을 제공하는 것이 바람직하다. 전기적 "전력"의 무선 공급(또는 반송)을 언급하는 경우, 이 기재는 수전 장치에 동작 전력을 제공하기 위해 추후에 사용되는 장치 간에(from one device to another) 에너지를 반송하는 것을 포함한다.

이상, 전원 서버(300) 및 클라이언트(400)의 동작에 대해서 설명했다. 도 6에 도시한 구성을 갖는 전원 서버(300) 및 클라이언트(400)에서는, 주 스위치(303, 403)를 전환함으로써, 유선을 통해 전력의 송수전이 가능해지고, 전원 서버(300) 및 클라이언트(400)는 기존의 전력 공급 시스템에 그대로 접속하는 것이 가능하다.

제2 실시 형태에서는, 전력 링크가 사용하는 타임 슬롯은 버스 라인(20)을 중심으로 한 전력 공급 시스템의 완전한 제어하에 있다. 그러나, 커플링 코일(311, 411)에 의한 전력 링크는 버스 라인(20)을 중심으로 한 전력 공급 시스템과는 완전히 독립적으로 동작 가능하다. 따라서, 무선 전력 링크를 갖는 한 쌍의 서버 및 클라이언트에서는, 서버와 클라이언트 간의 협상에 의해 합의가 얻어진 후에는, 전력 커플러에 의한 전력 링크의 접속이 유지되는 사용 방법이 구현될 수 있다.

상기 사용 방법에 대응하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 서버 및 클라이언트의 프로파일 중에, "무선 전력 링크" 및 "접속 가능 링크 개수"라고 하는 파라미터를 준비한다. 그리고, 무선 전력 링크를 갖는 한 쌍의 서버 및 클라이언트 간의 협상 조건이 "항시 접속" 및 "서버와 클라이언트 간의 합의에 의한 접속 및 접속 해제" 등의 조건을 포함하도록 확장된다. 이 경우의 "항시 접속"은 어디까지나 마이크로프로세서(305, 405)의 제어 하에서 행해지고, 전력선을 영구 접속하는 것은 아니다. 즉, "항시 접속"은, 전력 링크는 마이크로프로세서(305, 405)에 의해 의도된 대로 언제나 절단될 수 있지만, 당면해서는(for a time) 그 사용 방법이 계속된다는 것을 의미한다.

제2 실시 형태에서는, 무선 전력 링크는 한 쌍이 제공되며, 일대일의 무선 전력 링크가 존재한다. 그러나, 자계를 이용하는 전력 링크에서는, 효율을 약간 양보하면, 일 대 다수(one-to-many) 및 다수 대 다수의 링크를 구성할 수 있다. 무선 전력 링크가 일 대 다수(송전측: 1, 수전측: 다수)인 경우, 타임 슬롯을 설치하고, 복수의 클라이언트에 대하여 시분할로 또는 동시에 전력을 보낼 수 있다. 시분할로 전력을 보내는 경우에는, 전술한 바와 같은 동작을 실행하는 프로토콜을 이용함으로써, 서버와 클라이언트 간에 합의된 전력 사양을 사용하는 것이 가능하다. 한편, 복수의 클라이언트에 대한 동시 송전에서는, 각 클라이언트에 대한 최적화를 실행할 수는 없지만, 모든 클라이언트가 사용 가능하게 되는 전력 사양을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 전력 사양에 맞지 않는 클라이언트에 대해서는, 클라이언트 측에서 전력을 수전하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

<3. 결론>

이상 설명한 각 실시 형태에 따르면, 통신을 전력 전송과는 별도로 실행하고, 통신을 무선으로 실행하는 서버, 클라이언트 및 이들 서버 및 클라이언트를 포함하는 전력 공급 시스템을 구성할 수 있다. 또한, 전력을 유선뿐만 아니라 무선에 의해서도 전송하는 것이 가능하게 된다.

당업자는 첨부된 청구범위 또는 그 균등물의 범위 이내라면 설계 요건들 및 다른 요인에 따라 다양한 변형, 조합, 서브조합 및 변경이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 출원은 2009년 10월 23일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009-244424호에 개시된 요지를 포함하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 원용된다.

본 발명은 전력 공급 장치, 전력 수전 장치, 전력 공급 시스템 및 전력 공급 방법에 적용 가능하다.

1, 2: 전력 공급 시스템
100: 전원 서버
101: 커넥터
102: 접속선
103: 주 스위치
104: 모뎀
105: 마이크로프로세서
106: 접속선
107: 전력 공급원
109: 퓨즈
110: 안테나
111: 부 스위치
112: 저항
113: 부 전압원
200: 클라이언트
300: 전원 서버
301: 커넥터
302, 306: 접속선
303: 주 스위치
304: 모뎀
305: 마이크로프로세서
307: 전력 공급원
309: 드라이버
310: 안테나
311: 커플링 코일
312: 무선 송수신 회로
400: 클라이언트
401: 커넥터
402, 406: 접속선
403: 주 스위치
404: 모뎀
405: 마이크로프로세서
407: 부하
408: AC/DC 컨버터
409: 배터리
410: 안테나
411: 커플링 코일
412: 무선 송수신 회로

Claims

전력 서버로서,
상기 전력 서버의 ID(identification)를 포함하는 메시지 내용을 준비하는 프로세서와,
상기 ID와 함께 상기 메시지 내용을 클라이언트에 송신하고 상기 클라이언트로부터 리턴 데이터를 수신하며, 상기 클라이언트에 동작 전력을 제공하기 위해 매체를 통해 상기 클라이언트에 에너지를 반송(convey)하도록 구성되는 전기적 인터페이스를 포함하는, 전력 서버.
제1항에 있어서,
상기 전기적 인터페이스는, 상기 메시지 내용을 송신하고 상기 리턴 데이터를 수신하는 안테나를 포함하고,
상기 매체는 전도체를 포함하는, 전력 서버.
제1항에 있어서,
상기 전기적 인터페이스는 상기 메시지 내용을 무선으로 송신하고,
상기 매체는, 상기 에너지를 상기 클라이언트에 반송하는 공기층(air space)을 포함하는, 전력 서버.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 소프트웨어 프로그래밍 가능한 프로세서인, 전력 서버.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 로직 기반 프로세서인, 전력 서버.
제1항에 있어서, 상기 전기적 인터페이스는 상기 에너지를 상기 클라이언트에 도체를 통해 반송하기 위한 유선 매체와, 상기 에너지를 상기 클라이언트에 무선으로 반송하기 위한 무선 매체 간에 선택하도록 제어 가능한, 전력 서버.
제1항에 있어서, 상기 ID는 상기 전력 서버를 다른 전력 서버와 구별하는 고유한 ID인, 전력 서버.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 클라이언트로부터 수신된 상기 리턴 데이터에 기초하여, 상기 클라이언트에 반송되는 상기 에너지의 사양을 조정하도록 구성되는, 전력 서버.
클라이언트 장치로서,
전력 서버의 ID를 포함하는 메시지 내용을 수신하도록 구성되는 전기적 인터페이스와,
상기 전기적 인터페이스를 통해 상기 전력 서버로 송신되는 리턴 데이터를 준비하는 프로세서를 포함하고,
상기 전기적 인터페이스는, 상기 클라이언트 장치에 동작 전력을 제공하기 위해 매체를 통해 상기 전력 서버로부터 에너지를 받아들이도록(accept) 구성되는, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서,
상기 전기적 인터페이스는, 상기 리턴 데이터를 송신하고 상기 메시지 내용을 수신하는 안테나를 포함하고,
상기 매체는 전도체를 포함하는, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서,
상기 전기적 인터페이스는 상기 메시지 내용을 무선 전송으로 수신하고,
상기 매체는, 상기 에너지를 상기 전력 서버를 통해 반송하는 공기층을 포함하는, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는 소프트웨어 프로그래밍 가능한 프로세서인, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는 로직 기반 프로세서인, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서, 상기 전기적 인터페이스는 상기 에너지를 상기 전력 서버로부터 도체를 통해 받아들이기 위한 유선 매체와, 상기 에너지를 상기 전력 서버로부터 무선으로 받아들이기 위한 무선 매체 간에 선택하도록 제어 가능한, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서, 상기 ID는 상기 전력 서버를 다른 전력 서버와 구별하는 고유한 ID인, 클라이언트 장치.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 클라이언트 장치로부터 송신된 상기 리턴 데이터에 지시된 대로, 상기 전력 서버로부터 반송될 상기 에너지의 사양을 지시하도록 구성되는, 클라이언트 장치.
에너지를 클라이언트 장치에 반송하기 위한 컴퓨터 구현 방법으로서,
전력 서버의 ID를 포함하는 메시지 내용을 상기 전력 서버에서 준비하는 단계와,
상기 클라이언트 장치에 상기 ID와 함께 상기 메시지 내용을 송신하는 단계와,
상기 클라이언트로부터 상기 전력 서버로 리턴 데이터를 송신하는 단계와,
상기 전력 서버로부터 매체를 통해 상기 클라이언트로 에너지를 반송하는 단계와,
상기 반송하는 단계에서 반송된 상기 에너지를 이용하여, 상기 클라이언트에 전력을 공급하기 위한 동작 전력을 제공하는 단계를 포함하는, 에너지를 클라이언트 장치에 반송하기 위한 컴퓨터 구현 방법.
제17항에 있어서,
상기 메시지 내용을 송신하는 단계는 상기 메시지 내용을 무선으로 송신하는 단계를 포함하고,
상기 에너지를 반송하는 단계는 상기 에너지를 전도체 상에서 반송하는 단계를 포함하는, 에너지를 클라이언트 장치에 반송하기 위한 컴퓨터 구현 방법.
제17항에 있어서,
상기 메시지 내용을 송신하는 단계는 상기 메시지 내용을 무선으로 송신하는 단계를 포함하고,
상기 에너지를 반송하는 단계는 상기 에너지를 무선으로 반송하는 단계를 포함하는, 에너지를 클라이언트 장치에 반송하기 위한 컴퓨터 구현 방법.
제17항에 있어서,
상기 반송하는 단계에서 반송될 상기 에너지에 대한 전력 사양 - 상기 전력 사양은 상기 클라이언트 장치의 필요 전력(power requirements)과 양립 가능한 적어도 하나의 파라미터를 식별함 - 을 상기 리턴 데이터에 특정하는 단계를 더 포함하는, 에너지를 클라이언트 장치에 반송하기 위한 컴퓨터 구현 방법.