KR20130128514A - 시분할 무선 전력 전송 방법 및 무선 전력 전송 장치 - Google Patents

시분할 무선 전력 전송 방법 및 무선 전력 전송 장치 Download PDF

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KR20130128514A
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한민석
김영선
박운규
이지형
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

시분할 무선 전력 전송 시스템이 제공된다. 무선 전력 전송 시스템은, 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치와, 상기 전력을 무선으로 수신하는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송과 데이터 통신을 병행 수행하며, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치 별로 통신을 위한 시분할 구간을 할당하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 할당된 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 송신 장치로 데이터를 전송한다.

Description

시분할 무선 전력 전송 방법 및 무선 전력 전송 장치{Method and Device for Time Divisional Wireless Power Transmission}
본 발명은 시분할 무선 전력 전송 방법 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.
최근 에너지-IT 융합기술에 대한 관심도가 증가하고 있다. 에너지-IT 융합기술이란 종래의 에너지 기술에 급속히 발달하고 있는 IT 기술을 융합하는 것을 말하며, 이러한 에너지-IT 융합 기술의 한 분야로서 무선전력전송(Wireless Power Transfer, WPT) 기술이 있다. 무선전력전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 가전기기나 전기자동차에 전원을 공급하는 기술을 말하며, 종래에 가전기기 등을 충전하기 위해서 전원 콘센트로부터 가전기기 또는 충전기기로 유선으로 된 전원 케이블을 연결하지 않고도 무선으로 가전기기 등을 충전할 수 있다는 장점 때문에 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화 또는 연구 중인 무선전력전송 기술은 크게 4가지 방식으로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 고출력 마이크로파 방사 방식으로서, 이 방식은 수 GHz 대의 주파수를 사용하여 고출력 전송이 가능하므로 원거리 전송을 할 수 있는 반면에, 인체에의 유해성 및 직진성 등의 문제로 인해 상용화되지 못하고 있다. 다른 하나는 방사(radiative) 방식의 근거리 전송 방식으로서, 이 방식은 UHF(Ultra High Frequency) 대역의 RFID/USN 주파수 대역 또는 2.4 GHz ISM 대역을 이용한 RFID 서비스이며, 현재는 유통 및 물류 분야 등의 일정 분야에서 상용화된 상태이며, 방사 손실에 의해 최대 수십 mW의 전력 전송만이 가능하다는 단점이 있다. 한편, 유도 결합을 이용하는 접촉식 전송 방식은 수 mm ~ 수 cm 의 거리에서 접촉식으로 수 W의 전력을 전송하는 방식으로서, 125kHz 또는 135kHz 등의 주파수를 사용하고 있으며, 현재는 교통카드, 무선 면도기, 전동 칫솔 등에 적용되고 있다. 한편, 비방사(non-radiated) 자기공명 방식은 공진 결합(resonant coupling) 방식을 기반으로 하는 방식이다. 공진 결합이란, 자기공명의 경우에 두 매체가 같은 주파수로 공진하게 되면 전자파가 근거리 자기장을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 현상을 말하며, 이 방식은 수 m 이내의 거리에서 수십 W의 대전력 전송이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 실제 구현을 위해서는 공진기의 Q(Quality Factor)값을 높게 유지할 필요가 있다.
한편, 종래의 무선 전력 전송 시스템에서는 WPC에서 규정된 WPC 통신 프로토콜을 이용하여 송전기와 수전기 간에 통신을 수행한다. 이 경우, 두 개 이상의 수전기가 하나의 송전기로부터 전력을 수신하게 되면, 송전기에서의 송전 전력 파형에 복수의 수전기에 의한 진폭 변동 파형이 혼재되어, 송전기 측에서 데이터 해석이 불가능해지는 문제점이 있었다.
따라서, 하나의 송전기에 두 개 이상의 수전기를 매칭시켜서 무선 전력 전송을 수행하는 경우에도 데이터 통신을 용이하게 처리할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2011-0131954호, "무선 전력 전송 장치 및 그 방법"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 하나의 송전기와 복수의 수전기 간의 데이터 통신을 원활하게 구현할 수 있는 시분할 무선 전력 전송 방법 및 무선 전력 전송 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 전력 송신 장치에 대한 무선 전력 수신 장치의 개수의 변화에 용이하게 대응할 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 시분할 무선 전력 전송 시스템은, 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치와, 상기 전력을 무선으로 수신하는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치를 포함하고, 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송과 데이터 통신을 병행 수행하며, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치 별로 통신을 위한 시분할 구간을 할당하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 할당된 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 송신 장치로 데이터를 전송한다.
여기서, 상기 할당된 시분할 구간의 개수는 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치의 개수의 합 이상일 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신이 중단된 경우에 해당되는 시분할 구간을 제거하고, 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 경우에 새로운 시분할 구간을 할당할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 송신 장치는 전력 전송시의 소모 전력량을 감지하여, 부하가 증가하면 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 것으로 판단하고, 부하가 감소하면 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 수가 감소된 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치에 대해 식별 ID를 할당하며, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 식별 ID를 기초로 할당된 시분할 구간을 구별할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 송신 장치는 할당된 시분할 구간에 하나 이상의 상기 무선 전력 수신 장치로 데이터를 송신하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 자신에게 할당된 시분할 구간에 상기 무선 전력 송신 장치로 데이터를 송신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치는, 외부 전원을 정류하여 DC 전원으로 변환하는 정류 회로, 상기 DC 전원을 고주파 AC 전원으로 변환하는 D/A 변환 회로, 무선 전력 수신 장치로 송신할 송신 데이터를 생성하는 제어 회로, 상기 송신 데이터를 이용하여 상기 고주파 AC 전원을 변조하여 송전용 전력 신호를 생성하는 변조 회로 및 상기 송전용 전력 신호를 무선으로 방사하는 송전 안테나를 포함하고, 상기 송전 안테나는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신하고, 상기 송신 데이터의 송신과 상기 수신 데이터의 수신은 상이한 시분할 구간에서 순차적으로 수행된다.
여기서, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 데이터를 복조하여 상기 제어 회로에 전송하는 복조 회로를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치가 전력을 수신하는 경우에 각각의 무선 전력 수신 장치에 대해 상이한 시분할 구간을 할당할 수 있다.
여기서, 상기 변조 회로는 주파수 변조 또는 진폭 변조 중 어느 하나를 이용하여 상기 고주파 AC 전원을 변조할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 전력 전송시의 소모 전력량을 감시하여, 부하 증가시에 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 것으로 판단하고, 부하 감소시에 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 수가 감소된 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치별로 식별 ID를 할당하고, 상기 제어 회로는 상기 송신 데이터에 특정 무선 전력 수신 장치에 대한 식별 ID를 포함하여 상기 변조 회로로 전달할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 상기 무선 전력 송신 장치 및 전력 수신 중인 각각의 무선 전력 수신 장치에 대해 시분할 구간을 각각 할당하고, 상기 무선 전력 송신 장치는 할당된 시분할 구간 중에 송신 데이터를 전송하고, 각각의 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 중에 대응되는 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 전송되는 수신 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 무선 전력 수신 장치로의 전력 전송을 중단하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어 회로는 상기 전력 전송이 중단된 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 송신된 송전용 전력 신호를 수신하는 수전 안테나, 상기 송전용 전력 신호로부터 제1 데이터를 추출하는 복조 회로, 상기 제1 데이터에 대응되는 제2 데이터를 생성하는 제어 회로 및 상기 제2 데이터를 이용하여 수신 중인 송전용 전력 신호를 부하 변조하는 변조 회로를 포함하고, 상기 수전 안테나는 상기 무선 전력 송신 장치로 제2 데이터를 전송하고, 상기 제1 데이터의 송신과 상기 제2 데이터의 수신은 상이한 시분할 구간에서 순차적으로 수행된다.
여기서, 상기 제어 회로는 상기 무선 전력 송신 장치에 할당된 시분할 구간 동안 상기 제1 데이터를 수신하고, 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 동안 상기 제2 데이터를 송신할 수 있다.
여기서, 상기 제1 데이터는 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 식별 ID를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 식별 ID를 기초로 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간을 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 시분할 통신 제어를 이용한 무선 전력 전송 방법은, 무선 전력 송신 장치에서 송신 데이터를 이용하여 변조된 임시 전력 신호를 방사하는 단계, 상기 임시 전력 신호에 응답하여 무선 전력 수신 장치로부터 응답 신호를 수신하는 단계, 상기 응답 신호를 수신한 상기 무선 전력 송신 장치에 제1 시분할 구간을 할당하는 단계, 상기 응답 신호를 송신한 상기 무선 전력 수신 장치에 제2 시분할 구간을 할당하는 단계, 상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제1 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로 송신 데이터를 전송하는 단계 및 상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제2 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 임시 전력 신호를 방사하는 단계는, 무선으로 전력을 수신 중인 무선 전력 수신 장치가 없는 경우에 상기 무선 전력 송신 장치가 주기적 또는 비주기적으로 임시 전력 신호를 방사하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 응답 신호를 수신하는 단계는, 상기 임시 전력 신호의 방사 후 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호의 수신을 대기하는 단계 및 상기 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호가 수신되지 않으면 제2 시간 간격 동안 상기 임시 전력 신호의 방사를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 응답 신호를 수신하는 단계는, 상기 임시 전력 신호의 방사 후 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호의 수신을 대기하는 단계 및 상기 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호가 수신되지 않으면 제2 시간 간격 동안 상기 임시 전력 신호의 방사를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신 데이터를 수신하는 단계는, 상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제2 시분할 구간 동안 상기 수신 데이터가 수신되지 않으면 상기 제2 시분할 구간을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신 데이터를 수신하는 단계 이후에, 상기 무선 전력 송신 장치가 새로운 무선 전력 수신 장치를 감지하면 상기 새로운 무선 전력 수신 장치에 제3 시분할 구간을 할당하는 단계 및 상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제3 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로부터 제2 수신 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3 시분할 구간을 할당하는 단계는, 상기 무선 전력 송신 장치가 부하 변동을 감시하여, 상기 부하가 증가하는 경우 새로운 무선 전력 수신 장치가 감지된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 수신 데이터를 수신하는 단계는, 상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제3 시분할 구간 동안 상기 제2 수신 데이터가 수신되지 않으면 상기 제3 시분할 구간을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 전력 송신 장치에서의 무선 전력 전송 방법은, 무선 전력 수신 장치를 감지하는 단계, 송전 안테나의 자세를 변경하며 상기 무선 전력 수신 장치로의 전력 전송량의 변화를 측정하는 단계, 상기 측정된 전력 전송량의 변화에 기초하여 상기 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 생성하는 단계, 상기 송전 안테나가 상기 위치 정보에 해당되는 방향을 향하도록 제어부가 자세 제어 신호를 생성하는 단계, 구동부가 상기 자세 제어 신호에 응답하여 상기 송전 안테나의 자세를 조절하는 단계 및 상기 송전 안테나가 상기 무선 전력 수신 장치로부터 전력을 수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 위치 정보를 생성하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 송전 안테나에 대한 위치 정보를 수신하는 단계 및 상기 수신된 송전 안테나에 대한 위치 정보를 반영하여 상기 무선 전력 수신 장치의 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 위치 정보를 생성하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 장치가 하나 이상인 경우에 각각의 무선 전력 수신 장치에 대한 하나 이상의 위치 정보를 생성하는 단계 및 상기 생성된 하나 이상의 위치 정보를 상기 각각의 무선 전력 수신 장치별로 할당된 식별 ID와 매칭하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 무선 전력 전송 방법은, 무선 전력 송신 장치를 감지하는 단계, 수전 안테나의 자세를 변경하며 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 전력 전송량의 변화를 측정하는 단계, 상기 측정된 전력 전송량의 변화에 기초하여 상기 무선 전력 송신 장치의 송전 안테나에 대한 위치 정보를 생성하는 단계, 상기 수전 안테나가 상기 위치 정보에 해당하는 방향을 향하도록 제어부가 자세 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 자세 제어 신호에 따라 구동부가 상기 수전 안테나의 자세를 조절하는 단계 및 상기 수전 안테나가 상기 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 위치 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 생성된 위치 정보를 상기 무선 전력 송신 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 무선 전력 전송 시스템에서 하나의 무선 전력 송신 장치와 다수의 무선 전력 수신 장치 간의 통신을 원활하게 구현할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 무선 전력 전송 시스템에서 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 개수의 변화에 무선 전력 송신 장치가 용이하게 대응할 수 있어서 불필요한 전력 전송을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 도시한 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 세부 구성도이다.
도 5a, 5b는 무선 전력 송신 장치에서의 진폭 변조 및 주파수 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 무선 전력 수신 장치에서의 부하 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 7b, 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 무선 전력 수신 장치는 충전 가능한 배터리를 장착한 충전 장치로서, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션 등과 같은 이동 가능한 단말일 수 있으며, 또는 벽걸이 TV, 스탠드, 전자 액자, 청소기 등의 전자 기기일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(이하, 송전기)(10)와 무선 전력 수신 장치(이하, 수전기)(20) 간에 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식으로 전력을 전송한다.
송전기(10)는 외부의 입력 전원(12)으로부터 입력된 AC 전원을 DC 정류 회로를 통해 DC 전원으로 정류하고, 이후, 무선 전력 전송을 위해 DC-AC 변환 회로를 통해 고주파 AC 전원(예를 들어, 10V, 200kHz)으로 재변환하여 송전 안테나(11)를 통해 수전기(20)로 전송한다.
수전기(20)는 송전기(10)로부터 전송된 전자파 신호를 수신한다. 이를 위하여 수전기(20)는 수전 안테나(21)를 구비할 수 있다.
자기 공명 방식의 경우, 송전 안테나(11)와 수전 안테나(21)의 공진 주파수는 동일하거나 거의 동일한 것이 바람직하다. 이 경우, 송전 안테나(11)와 수전 안테나(21) 간에는 공진 결합(resonant coupling)에 의해 에너지 전달 채널이 형성된다. 송전 안테나(11)로부터 방출된 전자파는 에너지 전달 채널을 통해 수전 안테나(21)로 전송되며, 수전 안테나(21)를 통해 입력된 전자파는 수전기(20) 내부에서 임피던스 매칭 회로, 정류 회로, 안정화 회로 등을 거친 후 사용 가능한 전력으로 변환된다. 변환된 전력은 수전기(20)에 연결된 부하 기기(30)로 전달되어 부하 기기(30)를 충전시키거나 수전기(20)에 구동 전력을 제공한다.
자기 유도 방식을 이용하는 경우에는 송전 안테나(11)와 수전 안테나(21)의 공진 주파수가 거의 동일한 주파수일 필요는 없지만, 송전 안테나(11)와 수전 안테나(21)의 공진 주파수를 거의 동일하게 매칭시킴으로써 양단간의 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 상기 설명한 무선 전력 전송 방법을 기초로, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 도시한 개요도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시에 따른 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 상기 무선 전력 송신 장치(100)를 통해 전력을 공급받는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)를 포함한다.
본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 하나의 무선 전력 송신 장치(100)로부터 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)로 전력이 전송된다.
종래의 무선 전력 전송 시스템은 WPC에서 규정된 WPC 통신 프로토콜을 이용하여 송전기와 수전기 간에 통신을 수행한다. 이 경우, 수전기에서 송전기로의 데이터 통신이 부하 변조 방식으로 이뤄지는 경우에, 송전기와 수전기가 1대1로 매칭되도록 구성되어야만 통신이 가능하다는 문제점이 있었다.
반면에, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 시분할 방식의 통신 제어 방식을 적용함으로써, 하나의 무선 전력 송신 장치(100)로부터 복수 개의 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)가 전력을 수신하는 경우에도 무선 전력 송신 장치(100)와 각각의 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3) 간에 원활하게 통신이 이루어질 수 있다.
구체적으로, 무선 전력 송신 장치(100)는 자신 및 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)에 대해 각각 시분할 구간을 할당하고, 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)는 자신에게 할당된 시분할 구간 동안 전송하고자 하는 데이터를 송신할 수 있다.
이때, 할당되는 시분할 구간의 개수는 무선 전력 송신 장치의 개수와 무선 전력 수신 장치의 개수의 합보다 같거나 그 이상인 것이 바람직하다.
이 경우, 전력 수신 중인 무선 전력 수신 장치(200)에 대해서만 시분할 구간이 할당되며, 전력을 수신 중인 무선 전력 수신 장치(200)가 전력 수신을 중단하는 경우에는 해당 무선 전력 수신 장치(200)에 할당된 시분할 구간은 제거될 수 있다.
또한, 전력 수신 중인 무선 전력 수신 장치(200)가 없는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 전력 전송을 중단하고, 주기적 또는 비주기적으로 미리 정의된 시간 동안 임시 전력 신호를 전송한 후, 일정 시간 동안 부하 변동을 감시하거나 무선 전력 수신 장치(200)로부터의 응답 신호의 수신 여부를 감시할 수 있다.
또한, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 간의 통신 여부에 관계없이 무선 전력 전송이 수행될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 구성하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 세부 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 송전 안테나(110), DC 전원 회로(120), DC-AC 변환 회로(130), 매칭 회로(140), 변조 회로(150), 제어 회로(160) 및 복조 회로(170)를 포함할 수 있다.
DC 전원 회로(120)는 외부의 AC 전원을 입력받아 DC 전원으로 정류한다. 정류된 DC 전원은 DC-AC 변환 회로(130)에 의해 무선 전력을 전송을 위한 고주파 AC 전원(예를 들어, 19V 200kHz)으로 재변환된다. 이때, 제어 회로(160)는 상기 고주파 AC 전원이 원하는 주파수 및 전압이 되도록 DC-AC 변환 회로(130)를 제어할 수 있다.
변조 회로(150)는 고주파 AC 전원에 송신 데이터가 포함되도록 변조하여 송전용 전력 신호를 생성한다. 예를 들어, 변조 회로(150)는 발진 회로(미도시)에서 생성된 일정한 주파수의 신호에 따라 송전 안테나(110)에 고주파 AC 전원을 인가하여 송전 안테나(110)를 통해 송전용 전력 신호가 방사되도록 할 수 있다. 이때, 발진 회로(미도시)가 발신하는 신호의 주파수는 제어 회로(160)에 의해 조정될 수 있다. 또한, 매칭 회로(140)는 송전 안테나(110)에 대한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
변조 회로(150)는 주파수 변조 또는 진폭 변조 등을 이용하여 송신 데이터를 무선 전력 수신 장치(200)로 전송한다. 부하 변조 및 주파수 변조에 대해서는 도 5a, 5b에 도시되어 있다.
도 3 및 도 5a를 참조하면, 변조 회로(150)는 DC-AC 변환 회로(130)에서 변환된 고주파 AC 신호에 대해 진폭 변조를 수행한다. 예를 들어, 도 5a에서 작은 진폭은 "0" 을 나타내고 큰 진폭은 "1" 을 나타낸다. 상기의 진폭은 사전에 설정될 수 있다. 진폭 변조된 송전용 전력 신호는 송전 안테나(110)에 의해 무선 전력 수신 장치(200)로 전송되며, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신된 송전용 전력 신호의 파형 진폭의 변화를 검출하여 이를 "0" 과 "1"의 디지털 신호로 변환시켜 송신 데이터를 복원한다.
한편, 도 3 및 도 5b를 참조하면, 변조 회로(150)는 고주파 AC 신호에 대해 주파수 변조를 수행한다. 예를 들어, 도 5b에서 상대적으로 저주파인 신호는 "0"을 나타내고 상대적으로 고주파인 신호는 "1"을 나타내는 것으로 사전에 설정될 수 있다. 주파수 변조된 송전용 전력 신호는 송전 안테나(110)에 의해 무선 전력 수신 장치(200)로 전송된다.
본 명세서에서는 무선 전력 송신 장치(100)에서 무선 전력 수신 장치(200)로의 데이터 전송의 일례로 진폭 변조 및 주파수 변조를 설명하였지만 다른 변조 방식에 의해서도 이와 동일한 효과를 얻을 수 있다면 본 발명의 권리범위에 포함된다고 볼 것이다.
다시 도 3에서, 제어 회로(160)는 무선 전력 수신 장치로 송신할 송신 데이터를 생성한다. 생성된 송신 데이터는 변조 회로(150)에 의해 전력과 함께 무선 전력 수신 장치로 전송된다.
또한, 제어 회로(160)는 무선 전력 전송 중의 전력 소모량의 변화를 통해 부하 변동을 감지할 수 있으며, 이를 통해 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 개수의 변화를 판단할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)에서 송신되는 전력량이 증가한 경우에 제어 회로(160)는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)가 증가한 것으로 판단할 수 있고, 반대로, 전력 소모량이 감소한 경우에 제어 회로(160)는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)가 감소한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어 회로(160)는 무선 전력 송신 장치(100)가 무선 전력 수신 장치(200)로 데이터를 전송하기 위한 시분할 구간을 할당할 수 있으며, 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)에 대해 각각 상이한 시분할 구간을 할당할 수 있다.
이 경우, 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200-1~200-3)는 할당된 시분할 구간을 구분하기 위하여 식별 ID를 이용할 수 있다. 이때, 식별 ID는 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)에서 할당될 수 있다. 각각의 장치들은 수신된 데이터가 어느 시분할 구간에 수신되었는지를 판단하여 상기 데이터를 전송한 장치를 판단할 수 있다.
한편, 복조 회로(170)는 무선 전력 수신 장치(200)로부터 수신된 수신 데이터를 복조하여 디지털 신호로 변환하고, 이를 제어 회로(160)에 전달한다.
다음으로, 무선 전력 수신 장치(200)의 세부 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(200)의 세부 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신 장치(200)는 수전 안테나(210), 복조 회로(220), 매칭 회로(230), AC-DC 정류 회로(240), 안정화 회로(250), 제어부(270) 및 변조 회로(280)를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신된 전력을 축적하는 배터리부(260)를 더 포함할 수 있다.
수전 안테나(210)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신한다. 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전송된 송전용 전력 신호는 수전 안테나(210)에 포섭되고, AC-DC 정류 회로(240)에 의해 DC 전원으로 정류된다. AC-DC 정류 회로(240)를 통해 정류된 DC 전원은 안정화 회로(250)를 거쳐 배터리부(260)에 축적될 수 있다. 이때, 매칭 회로(230)에 의해 수전 안테나(210)의 임피던스 매칭이 수행될 수 있다.
한편, 수전 안테나(210)에서 수신된 송전용 전력 신호는 복조 회로(220)에 의해 디지털 신호로 변환되어 송신 데이터로 복구된다. 이후, 복구된 송신 데이터는 제어부(270)로 전달된다. 제어부(270)는 수신된 송신 데이터에 응답하는 수신 데이터를 생성하고, 변조 회로(280)를 제어하여 수신 데이터를 부하 변조하고 이를 무선 전력 송신 장치(100)로 전송한다.
이때, 제어부(270)는 무선 전력 수신 장치(200)에 할당된 시분할 구간 동안 수신 데이터를 전송할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)는 수신 데이터의 수신 여부를 기초로 무선 전력 수신 장치(200)의 전력 수신 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 제어 회로(160)는 무선 전력 수신 장치(200)로부터의 수신 데이터의 전송이 유지되는 동안 상기 무선 전력 수신 장치(200)로 전력 전송을 유지할 수 있다.
한편, 제어부(270)는 무선 전력 수신 장치(200)의 제어 회로(160)에서 할당된 식별 ID를 이용하여 무선 전력 수신 장치(200)에 할당된 시분할 구간을 구분할 수 있다.
변조 회로(280)는 부하 변조 방식을 이용하여 수신 데이터를 무선 전력 송신 장치(100)로 전송한다. 구체적으로, 변조 회로(280)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전력을 수신하는 동안에 부하 변조를 통해 무선 전력 송신 장치(100) 측의 송전용 전력 신호의 진폭에 영향을 주어 변조시킨다.
도 6에는 이러한 부하 변조를 수행하는 무선 전력 수신 장치(200)의 변조 회로(280)의 구성이 예시되어 있다.
도 6에서, 변조 회로(280)는 수전 안테나(210)의 양단에 병렬 연결되며, 변조 회로(280)는 FET 또는 트랜지스터로 이루어진 스위칭 소자(282)와 부하 소자(284)로 구성된 스위칭 가능한 부하를 하나 이상 포함하고 있다.
변조 회로(280)는 제어부(270)로부터 전달받은 수신 데이터에 기초하여 스위칭 소자(282)를 제어하여, 수전 안테나(210) 양단에 걸리는 부하를 조절할 수 있다. 스위칭 소자(282)의 제어에 의해 수전 안테나(210) 양단의 부하가 변동되면, 이로 인해 무선 전력 송신 장치(100)의 송전 안테나(110)에서 방사되는 송전용 전력 신호의 진폭이 변동된다. 이러한 송전용 전력 신호의 진폭의 변동은 무선 전력 송신 장치(100)의 복조 회로(170)에서 디지털 신호로 변환되어 수신 데이터로 복구된다.
다음으로, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 간의 시분할 통신 방법을 설명하기로 한다.
도 7a, 7b, 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)가 없는 경우, 무선 전력 수신 장치(200)가 한 개 있는 경우 및 무선 전력 수신 장치(200)가 두 개 있는 경우의 시분할 통신 방법을 각각 나타내고 있다.
도 7a에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 송전용 전력 신호를 외부로 방사한다. 이때, 전력 수신 중인 무선 전력 수신 장치가 없는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 미리 정의된 시간(T2) 동안에만 임시 전력 신호를 방사하고, 미리 정의된 시간(T3) 동안 무선 전력 수신 장치로부터의 응답 신호를 수신 대기한다. T3 시간 이내에 무선 전력 수신 장치로부터 응답 신호가 전송되지 않은 경우에는 일정 시간(T4) 동안 전력 송신이 중단하여 불필요한 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 T4 시간 경과 후에 다시 T2 시간 동안 임시 전력 신호를 외부에 방사하여 무선 전력 수신 장치를 감지할 수 있다.
이때, 송전용 전력 신호 또는 임시 전력 신호에는 송신 데이터가 변조되어 함께 외부로 방사될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)는 송신 데이터에 "0" 을 포함시킬 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 송신 장치의 식별 ID는 "0"이 될 수 있다.
한편, 무선 전력 송신 장치(100)는 응답 신호의 수신 여부를 통해 무선 전력 수신 장치를 감지하는 대신에, T3 시간 동안 무선 전력을 송신하며 무선 전력 수신 장치에 의한 부하 변동을 감시하여 무선 전력 수신 장치를 감지할 수도 있다.
만일, 무선 전력 수신 장치(200-1)로부터 응답 신호가 수신된 경우에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 상호간의 통신이 수행되는 한 사이클(시구간)을 두 개의 시분할 구간(T2, T5)으로 분할하여 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200-1)에 각각 할당한다. 이때, 무선 전력 송신 장치(100)에 할당된 시분할 구간(T2)은 상기 임시 전력 신호의 방사 시간과 동일하거나 다를 수 있다.
이때, 송전용 전력 신호 또는 임시 전력 신호에 포함되는 송신 데이터에는 시분할 구간이 할당된 무선 전력 수신 장치의 개수가 포함될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)는 송신 데이터에 상기 "0"에 1을 더한 "1"을 포함시킬 수 있으며, 이 경우, 새로운 무선 전력 수신 장치(200-1)의 식별 ID는 "1"이 될 수 있다.
이후, 무선 전력 송신 장치(100)는 시분할 구간(T2) 동안 무선 전력 수신 장치로 송신 데이터를 전송할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(200-1)는 시분할 구간(T5) 동안 무선 전력 송신 장치(100)로 수신 데이터를 전송할 수 있다. 모든 장치는 자신에게 할당된 시분할 구간에만 데이터를 전송할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(200-1)가 자신에게 할당된 시분할 구간 동안 데이터를 전송하지 않은 경우에는 무선 전력 송신 장치(100)는 해당 무선 전력 수신 장치(200-1)에 대한 전력 송신을 중단하고 할당된 시분할 구간을 제거할 수 있다.
도 7c에는 무선 전력 수신 장치(200-1)로의 무선 전력 전송 중에 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)가 감지된 경우가 도시되어 있다.
이 경우, 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)는 새로운 시분할 구간(T6)을 임시로 생성하고, 시분할 구간(T6) 동안 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)로부터의 응답 신호를 기다릴 수 있다. 만일, 시분할 구간(T6) 동안 응답 신호가 수신되지 않으면, 제어 회로(160)는 생성된 시분할 구간(T6)를 제거하고, 응답 신호가 수신된 경우에는 해당 시분할 구간(T6)을 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)에 할당한다. 이때, 무선 전력 송신 장치(100)의 제어 회로(160)는 송신 데이터에 상기 "1"에 1을 더한 "2"를 포함시킬 수 있으며, 이 경우, 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)의 식별 ID는 "2"가 될 수 있다.
이와 같이, 각각의 무선 전력 수신 장치에 대해 시분할 구간이 할당되고, 각각의 무선 전력 수신 장치는 할당된 시분할 구간에만 데이터를 송신할 수 있어서, 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 송신하는 경우에도 각각의 무선 전력 수신 장치와 데이터를 송수신 할 수 있다.
또한, 각각의 장치들은 자신들에게 할당된 식별 ID를 이용하여 시분할 구간을 구분할 수 있다.
다음으로, 상기의 구성에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 전송 방법을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 전력 수신 중인 무선 전력 수신 장치(200)가 없는 경우에, 무선 전력 송신 장치(100)는 주기적 또는 비주기적으로 임시 전력 신호를 전송한다(S102). 이때, 무선 전력 송신 장치(100)는 임시 전력 신호에 수신 데이터를 포함시켜서 함께 전송할 수 있다(S104).
이후, 무선 전력 송신 장치(100)는 일정 시간 동안 상기 임시 전력 신호에 응답하는 응답 신호의 수신을 대기한다(S106).
만일, 임시 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신 장치(200-1)로부터 응답 신호가 전송되면(S108), 무선 전력 송신 장치(100)는 자신 및 무선 전력 수신 장치(200-1)에 각각 시분할 구간을 할당한다(S112). 이때, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 시분할 구간을 식별하기 위하여, 시분할 구간에 대응되는 식별 ID를 각각 할당할 수 있다(S110).
만일, 일정 시간 동안 응답 신호가 수신되지 않으면, 무선 전력 송신 장치(100)는 미리 정해진 시간 동안 전력 송신을 중지할 수 있다.
이후, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200-1)는 각각 할당된 시분할 구간 동안 데이터를 전송할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 데이터의 수신 시에, 상기 데이터가 수신된 시분할 구간을 판단하여 데이터를 전송한 무선 전력 수신 장치를 파악할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 전송 중에 부하 변동의 발생을 감시할 수 있다(S114).
만일, 부하가 감소한 경우에는 무선 전력 수신 장치(200-1)에서 전력 수신이 중단된 것으로 판단하고(S116), 해당 무선 전력 수신 장치(200-1)에 대한 전력 송신을 중단하고 할당된 시분할 구간을 제거한다(S118).
만일, 부하가 증가한 경우에는 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)가 감지된 것으로 판단하고(S120), 감지된 새로운 무선 전력 수신 장치(200-2)에 대해 새로운 시분할 구간을 할당하고, 식별 ID를 할당할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (25)

  1. 시분할 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
    무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치와,
    상기 전력을 무선으로 수신하는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치를 포함하고,
    상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송과 데이터 통신을 병행 수행하며,
    상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치 별로 통신을 위한 시분할 구간을 할당하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 할당된 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 송신 장치로 데이터를 전송하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당된 시분할 구간의 개수는 상기 무선 전력 송신 장치와 상기 무선 전력 수신 장치의 개수의 합 이상인,
    무선 전력 전송 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치의 전력 수신이 중단된 경우에 해당되는 시분할 구간을 제거하고, 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 경우에 새로운 시분할 구간을 할당하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 장치는 전력 전송시의 소모 전력량을 감지하여, 부하가 증가하면 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 것으로 판단하고, 부하가 감소하면 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 수가 감소된 것으로 판단하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 장치는 상기 무선 전력 수신 장치에 대해 식별 ID를 할당하며, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 식별 ID를 기초로 할당된 시분할 구간을 구별하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신 장치는 할당된 시분할 구간에 하나 이상의 상기 무선 전력 수신 장치로 데이터를 송신하고, 상기 무선 전력 수신 장치는 자신에게 할당된 시분할 구간에 상기 무선 전력 송신 장치로 데이터를 송신하는,
    무선 전력 전송 시스템.
  7. 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    외부 전원을 정류하여 DC 전원으로 변환하는 정류 회로,
    상기 DC 전원을 고주파 AC 전압으로 변환하는 D/A 변환 회로,
    무선 전력 수신 장치로 송신할 송신 데이터를 생성하는 제어 회로,
    상기 송신 데이터를 이용하여 상기 고주파 AC 전압으로 변조하여 송전용 전력 신호를 생성하는 변조 회로 및
    상기 송전용 전력 신호를 무선으로 방사하는 송전 안테나
    를 포함하고,
    상기 송전 안테나는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신하고,
    상기 송신 데이터의 송신과 상기 수신 데이터의 수신은 상이한 시분할 구간에서 순차적으로 수행되는,
    무선 전력 송신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 수신 데이터를 복조하여 상기 제어 회로에 전송하는 복조 회로를 더 포함하는,
    무선 전력 송신 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치가 전력을 수신하는 경우에 각각의 무선 전력 수신 장치에 대해 상이한 시분할 구간을 할당하는,
    무선 전력 송신 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 변조 회로는 주파수 변조 또는 진폭 변조 중 어느 하나를 이용하여 상기 고주파 AC 전원을 변조하는,
    무선 전력 송신 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 전력 전송시의 소모 전력량을 감시하여, 부하 증가시에 새로운 무선 전력 수신 장치가 연결된 것으로 판단하고, 부하 감소시에 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 수가 감소된 것으로 판단하는,
    무선 전력 송신 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치별로 식별 ID를 할당하고,
    상기 제어 회로는 상기 송신 데이터에 특정 무선 전력 수신 장치에 대한 식별 ID를 포함하여 상기 변조 회로로 전달하는,
    무선 전력 송신 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 무선 전력 송신 장치 및 전력 수신 중인 각각의 무선 전력 수신 장치에 대해 시분할 구간을 각각 할당하고,
    상기 무선 전력 송신 장치는 할당된 시분할 구간 중에 송신 데이터를 전송하고, 각각의 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 중에 대응되는 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신하는,
    무선 전력 송신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 중에 상기 무선 전력 수신 장치로부터 전송되는 수신 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 무선 전력 수신 장치로의 전력 전송을 중단하도록 제어하는,
    무선 전력 송신 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 전력 전송이 중단된 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간을 제거하는,
    무선 전력 송신 장치.
  16. 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치에 있어서,
    무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 송신된 송전용 전력 신호를 수신하는 수전 안테나,
    상기 송전용 전력 신호로부터 제1 데이터를 추출하는 복조 회로,
    상기 제1 데이터에 대응되는 제2 데이터를 생성하는 제어 회로 및
    상기 제2 데이터를 이용하여 수신 중인 송전용 전력 신호를 부하 변조하는 변조 회로를 포함하고,
    상기 수전 안테나는 상기 무선 전력 송신 장치로 제2 데이터를 전송하고,
    상기 제1 데이터의 송신과 상기 제2 데이터의 수신은 상이한 시분할 구간에서 순차적으로 수행되는,
    무선 전력 수신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 무선 전력 송신 장치에 할당된 시분할 구간 동안 상기 제1 데이터를 수신하고, 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간 동안 상기 제2 데이터를 송신하는,
    무선 전력 수신 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 데이터는 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 식별 ID를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 식별 ID를 기초로 상기 무선 전력 수신 장치에 할당된 시분할 구간을 선택하는,
    무선 전력 수신 장치.
  19. 시분할 통신 제어를 이용한 무선 전력 전송 방법에 있어서,
    무선 전력 송신 장치에서 송신 데이터를 이용하여 변조된 임시 전력 신호를 방사하는 단계,
    상기 임시 전력 신호에 응답하여 무선 전력 수신 장치로부터 응답 신호를 수신하는 단계,
    상기 응답 신호를 수신한 상기 무선 전력 송신 장치에 제1 시분할 구간을 할당하는 단계,
    상기 응답 신호를 송신한 상기 무선 전력 수신 장치에 제2 시분할 구간을 할당하는 단계,
    상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제1 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로 송신 데이터를 전송하는 단계 및
    상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제2 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신 데이터를 수신하는 단계
    를 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 임시 전력 신호를 방사하는 단계는,
    무선으로 전력을 수신 중인 무선 전력 수신 장치가 없는 경우에 상기 무선 전력 송신 장치가 주기적 또는 비주기적으로 임시 전력 신호를 방사하는 단계인,
    무선 전력 전송 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 응답 신호를 수신하는 단계는,
    상기 임시 전력 신호의 방사 후 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호의 수신을 대기하는 단계 및
    상기 제1 시간 간격 동안 상기 응답 신호가 수신되지 않으면 제2 시간 간격 동안 전력 송신을 중지하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 수신 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제2 시분할 구간 동안 상기 수신 데이터가 수신되지 않으면 상기 제2 시분할 구간을 제거하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 수신 데이터를 수신하는 단계 이후에,
    상기 무선 전력 송신 장치가 새로운 무선 전력 수신 장치를 감지하면 상기 새로운 무선 전력 수신 장치에 제3 시분할 구간을 할당하는 단계 및
    상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제3 시분할 구간 동안 상기 무선 전력 수신 장치로부터 제2 수신 데이터를 수신하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제3 시분할 구간을 할당하는 단계는,
    상기 무선 전력 송신 장치가 부하 변동을 감시하여, 상기 부하가 증가하는 경우 새로운 무선 전력 수신 장치가 감지된 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제2 수신 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 무선 전력 송신 장치가 상기 제3 시분할 구간 동안 상기 제2 수신 데이터가 수신되지 않으면 상기 제3 시분할 구간을 제거하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 전력 전송 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114175453A (zh) * 2019-08-19 2022-03-11 欧姆龙株式会社 无线电力传输系统

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