KR20140017768A - Wireless power transfer network and wireless power transfer method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wireless power transfer network and a wireless power transfer method and more specifically, to a wireless power transfer network which wirelessly transfers power using a magnetic field and performs in-band communication through the magnetic field used for the wireless power transfer, and a wireless power transfer method using the same. According to an embodiment of the present invention, the wireless power transfer method is performed by a base station in a wireless power transfer network which performs wireless power transfer using a magnetic field and the in-band communications through the magnetic field and comprises the base station and one or more electronic components which receive power. The wireless power transfer method comprises a step of determining the priority of multiple electronic devices; a step of scheduling one or more time slots which divide a power transfer section based on the priority; and a step of supplying the power to the multiple electronic devices using the magnetic field. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S1100) Formation of a wireless power transfer network; (S1200) Collection of information about electronic components; (S1300) Setting of priority based on the information about electronic components; (S1400) Execution of scheduling for wireless power transfer based on the priority; (S1500) Execution of wireless power supply

Description

무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법{WIRELESS POWER TRANSFER NETWORK AND WIRELESS POWER TRANSFER METHOD}[0001] WIRELESS POWER TRANSFER NETWORK AND WIRELESS POWER TRANSFER METHOD [0002]

본 발명은 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 무선 전력 전송에 이용되는 자기장을 통해 인-밴드(in-band) 통신을 수행하는 무선 전력 전송 네트워크 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method, and more particularly, to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method that transmit power wirelessly using a magnetic field and perform in-band communication through a magnetic field used for wireless power transmission. And a wireless power transmission method using the same.

무선 전력 전송 기술은 전원과 전자 기기 사이에 선이나 접점 없이 전력을 전달하는 기술로서, 향후 가전, 의료, 레저, 로봇, 자동차 등을 비롯한 다양한 분야에서 활용될 것이 예상되고 있다. Wireless power transmission technology is a technology to transfer power between a power source and an electronic device without wires or contacts. It is expected to be utilized in various fields including home appliances, medical care, leisure, robots, automobiles and the like.

무선 전력 전송 기술은 크게 자기 유도(inductive coupling) 방식과 자기 공명(resonant magnietic coupling) 방식으로 분류된다. Wireless power transmission technologies are largely divided into inductive coupling and resonant magnietic coupling.

자기 유도 방식은 전자기 유도 원리를 이용하여 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도함으로써 에너지를 전달하는 방식으로, 최근에는 자기 유도 방식을 이용하는 무접점 충전 시스템(non-contact charging sytstem)이 전동 칫솔이나 무선 면도기 등에 활용되고 있다. The magnetic induction method is a method of transferring energy by inducing a current from one coil to another through a magnetic field by using an electromagnetic induction principle. Recently, a non-contact charging system using a magnetic induction method has been developed It is used in electric toothbrushes and wireless shavers.

그러나, 자기 유도 방식은 두 코일 간의 거리나 상대적인 위치에 매우 민감하여 조금만 멀어지거나 틀어져도 전송 효율이 급격히 나빠지므로, 이를 이용한 무접점 충전 시스템은 충전 거리가 수 cm 이하의 고정된 지점으로만 한정되는 제약을 가지고 있다.However, since the magnetic induction method is very sensitive to the distance between the two coils or the relative position thereof, the transfer efficiency is drastically deteriorated even if it is slightly distant or twisted. Therefore, the non-contact charging system using the magnetic induction method is limited to the fixed point It has constraints.

이에 반해 자기 공명 방식은 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체를 배제하고 서로 간에 커플링하려는 경향을 가지는 원리를 이용한 것으로, 기존 자기 유도 방식에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 장점을 가지고 있어 차세대 무선 전력 전송 기술로 각광받고 있다.
On the other hand, the magnetic resonance method is based on the principle that two resonant bodies having the same frequency exclude other non-resonant bodies around them and have a tendency to couple to each other. And it is attracting attention as next generation wireless power transmission technology.

특허문헌 1: 미국 등록 특허 제7,741,735호Patent Document 1: U.S. Patent No. 7,741,735

본 발명의 일 과제는 우선 순위가 높은 기기에 우선적으로 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법을 제공하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide a wireless power transmission network and a wireless power transmission method that preferentially perform wireless power transmission to a device having a high priority.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problem, the objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings. .

본 발명의 일 양상에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 상기 복수의 전자 기기에 대하여 우선 순위를 판단하는 단계; 상기 우선 순위에 근거하여 전력 전송 구간을 분할하는 적어도 하나의 타임 슬롯의 스케쥴링을 수행하는 단계; 및 상기 복수의 전자 기기로 상기 자기장을 이용하여 전력을 공급하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices A wireless power transmission method performed by the base station in a wireless power transmission network, the method comprising: determining a priority for the plurality of electronic devices; Performing scheduling of at least one time slot dividing a power transmission interval based on the priority; And supplying power to the plurality of electronic devices using the magnetic field.

본 발명에 의하면, 전자 기기에 관한 정보 등을 판단된 우선 순위에 따라 우선 순위가 높은 전자 기기에 우선적으로 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라 충전이 긴급히 필요한 전자 기기를 그렇지 않은 전자 기기보다 먼저 충전할 수 있어 사용자 편의성이 증대될 수 있다.According to the present invention, it is possible to preferentially supply power to electronic equipment having a higher priority according to the determined priority of information about the electronic equipment and the like. As a result, the electronic equipment which is urgently required to be charged can be charged earlier than the electronic equipment which is not required to be charged, thereby enhancing user convenience.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 송신 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 수신 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크의 구성도이다.
도 5는 도 4의 무선 전력 전송 네트워크의 충전 영역과 통신 영역을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다.
도 8은 도 7의 무선 전력 전송 네트워크를 구성하는 단계의 세부 순서도이다.
도 9는 도 7의 전자 기기가 충전 영역 및 통신 영역 중 어느 영역에 포함되는지에 관한 정보를 수집하는 단계의 세부 순서도이다.1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of the transmitting apparatus of FIG.
3 is a configuration diagram of the receiving apparatus of FIG.
4 is a block diagram of a wireless power transmission network according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a charging area and a communication area of the wireless power transmission network of FIG.
6 is a configuration diagram of a super frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
8 is a detailed flowchart of the steps of configuring the wireless power transmission network of FIG.
FIG. 9 is a detailed flowchart of a step of collecting information on which area of the charging area and the communication area the electronic device of FIG. 7 is included.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative of the present invention and not to limit the scope of the invention. Should be interpreted to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the invention.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms used in the present specification and the accompanying drawings are for easily explaining the present invention, and the shapes shown in the drawings are exaggerated and displayed to help understanding of the present invention as necessary, and thus, the present invention is used herein. It is not limited by the terms and the accompanying drawings.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 일 양상에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 상기 복수의 전자 기기에 대하여 우선 순위를 판단하는 단계; 상기 우선 순위에 근거하여 전력 전송 구간을 분할하는 적어도 하나의 타임 슬롯의 스케쥴링을 수행하는 단계; 및 상기 복수의 전자 기기로 상기 자기장을 이용하여 전력을 공급하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices A wireless power transmission method performed by the base station in a wireless power transmission network, the method comprising: determining a priority for the plurality of electronic devices; Performing scheduling of at least one time slot dividing a power transmission interval based on the priority; And supplying power to the plurality of electronic devices using the magnetic field.

여기서, 상기 복수의 전자 기기로 상기 복수의 전자 기기의 정보를 요청하는 요청 패킷을 상기 자기장을 이용하여 송신하는 단계; 및 상기 복수의 전자 기기로부터 상기 요청 패킷에 대한 응답 패킷으로 상기 자기장을 이용하여 수신하는 단계;를 더 포함하고, 상기 우선 순위를 판단하는 단계에서, 상기 응답 패킷에 포함된 상기 복수의 전자 기기의 정보에 근거하여 상기 우선 순위를 판단할 수 있다.Transmitting a request packet for requesting information of the plurality of electronic devices to the plurality of electronic devices using the magnetic field; And receiving, from the plurality of electronic devices, a response packet for the request packet using the magnetic field, wherein in the determining the priority, the plurality of electronic devices included in the response packet The priority can be determined based on the information.

또한, 상기 응답 패킷에 포함되는 상기 복수의 전자 기기의 정보는, 기기 종류, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 상기 베이스 스테이션으로부터의 이격 거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The information of the plurality of electronic devices included in the response packet may include at least one of a device type, a rated voltage, a charging voltage, a battery status, a transmission efficiency, a transmission gain, and a separation distance from the base station .

또한, 상기 우선 순위를 판단하는 단계에서, 기기 종류, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 상기 베이스 스테이션으로부터의 이격 거리 중 적어도 하나를 포함하는 상기 복수의 전자 기기의 특성에 근거하여 상기 우선 순위를 판단할 수 있다.In the step of determining the priority, the characteristics of the plurality of electronic devices including at least one of a device type, a rated voltage, a charging voltage, a battery state, a transmission efficiency, a transmission gain, and a separation distance from the base station The priority can be determined based on the priority.

또한, 상기 스케쥴링은, 상기 전력 전송 구간을 상기 적어도 하나의 타임 슬롯으로 분할하고, 각 타임 슬롯에 상기 복수의 전자 기기 중 적어도 하나를 할당하여 수행될 수 있다.The scheduling may be performed by dividing the power transmission period into at least one time slot and assigning at least one of the plurality of electronic devices to each time slot.

또한, 상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위에 근거하여 상기 적어도 하나의 타임 슬롯의 길이를 결정할 수 있다.Also, in the scheduling step, the length of the at least one time slot may be determined based on the priority.

또한, 상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯의 시간 길이가 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯보다 시간 길이보다 길게 결정될 수 있다.In addition, in the scheduling step, a time length of a time slot assigned to the electronic apparatus having a higher priority may be determined to be longer than a time slot assigned to the electronic apparatus having the lower priority.

또한, 상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위에 근거하여 상기 복수의 전자 기기 중 특정 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯의 개수를 결정할 수 있다.In the scheduling step, the number of time slots allocated to a specific electronic device among the plurality of electronic devices may be determined based on the priority.

또한, 상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기에는 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기에 비하여 더 많은 수의 타임 슬롯이 할당될 수 있다.Also, in the scheduling, a higher number of timeslots may be allocated to the higher priority electronic device than the lower priority electronic device.

또한, 상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기는 타임 슬롯을 독점하고, 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기는 하나의 타임 슬롯을 여러 대가 공유하도록 스케쥴링될 수 있다.In addition, in the scheduling step, the electronic apparatus having the higher priority monopolizes the time slot, and the electronic apparatus having the lower priority can be scheduled to share a plurality of one time slot.

또한, 상기 타임 슬롯의 할당 정보를 포함하는 전력 전송 준비 요청 패킷을 상기 자기장을 이용하여 송신하는 단계;를 더 포함하고, 상기 전력을 공급하는 단계는, 상기 전력 전송 구간 동안 상기 적어도 하나의 타임 슬롯에서 해당 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기로 상기 자기장을 이용하여 전력을 공급할 수 있다.Transmitting a power transmission preparation request packet including allocation information of the timeslot using the magnetic field, wherein the step of supplying power comprises the steps of: during the power transmission period, It is possible to supply power to the electronic device that has been allocated the corresponding time slot using the magnetic field.

또한, 상기 복수의 전자 기기는, 상기 전력 전송 구간 동안 할당받은 타임 슬롯에서는 활성화되고, 할당받지 않은 타임 슬롯에서는 비활성화할 수 있다. In addition, the plurality of electronic devices may be activated in a time slot allocated for the power transmission interval, and deactivated in a non-allocated time slot.

또한, 사용자 입력 정보를 획득하는 단계; 및 상기 사용자 입력 정보에 따라 상기 우선 순위를 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Acquiring user input information; And calculating the priority according to the user input information.

또한, 상기 복수의 전자 기기가 상기 사용자 정보를 입력받고, 상기 복수의 전자 기기로부터, 자율 구간 동안 상기 사용자 정보를 포함하는 자기장 신호를 수신하는 단계;를 더 포함하되, 상기 자율 구간은, 상기 복수의 전자 기기가 상기 베이스 스테이션의 요청 없이도 상기 자기장 신호를 송신하는 구간일 수 있다.
Receiving the user information from the plurality of electronic devices and receiving a magnetic field signal including the user information during an autonomous period from the plurality of electronic devices, The electronic device of the base station may transmit the magnetic field signal without request of the base station.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power transmission system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.

무선 전력 전송 시스템(1000)은 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 전력 전송에 이용되는 자기장을 통해 인-밴드(in-band) 통신을 수행할 수 있다.The wireless power transmission system 1000 can transmit power wirelessly using a magnetic field and perform in-band communication through a magnetic field used for power transmission.

이에 따라 무선 전력 전송 시스템(1000)은 각종 전자 기기(2200)들에 전선이나 전원 케이블과 같은 선 없이 무선으로 전력을 공급할 수 있다. 또 무선 전력 전송 시스템(1000)은 복수의 전자 기기(2200)에 전력을 공급하는 경우 통신을 수행하여 보다 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.Accordingly, the wireless power transmission system 1000 can wirelessly supply power to various electronic devices 2200 without wires such as electric wires or power cables. In addition, the wireless power transmission system 1000 can communicate more efficiently when power is supplied to a plurality of electronic devices 2200.

무선 전력 전송 시스템(1000)에서 전력 전송은 자기 공명 방식에 의해 수행될 수 있다. 자기 공명 방식이란 자기장의 공진에 의해 수신단과 송신단이 서로 커플링되어 송신단으로부터 수신단으로 에너지가 전달되는 현상을 이용하는 무선 전력 전송 방식으로, 기존의 자기 유도 방식에 비하여 비교적 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 장점이 있다. In the wireless power transmission system 1000, the power transmission can be performed by a magnetic resonance method. The magnetic resonance method is a wireless power transmission method in which a receiving end and a transmitting end are coupled to each other by a resonance of a magnetic field to transfer energy from a transmitting end to a receiving end. It can transmit energy to a relatively long distance There are advantages.

한편, 무선 전력 전송 시스템(1000)이 전력을 전송하는 방식이 자기 공명 방식으로 한정되는 것은 아니므로, 무선 전력 전송 시스템(1000)이 자기 유도 방식을 이용해 무선 전력 전송을 수행하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 무선 전력 전송이 자기 공명 방식에 따라 수행되는 것을 기준으로 설명한다. Meanwhile, since the manner in which the wireless power transmission system 1000 transmits power is not limited to the magnetic resonance method, it is also possible for the wireless power transmission system 1000 to perform wireless power transmission using the magnetic induction method. Hereinafter, for convenience of description, the description will be made on the basis that the wireless power transmission is performed according to the magnetic resonance method.

또 무선 전력 전송 시스템(1000)에서 통신은 전력 전송에 이용되는 주파수 대역의 자기장을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 동일한 주파수 대역의 자기장을 이용하여 전력 전송 및 인-밴드 통신을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 무선 전력 전송을 위한 송수신 모듈을 그대로 이용하여 인-밴드 통신을 수행할 수 있고, 이에 따라 별도의 통신 모듈이 추가적으로 필요하지 않아 경제성 및 설계 편의성에 장점이 있다.
In the wireless power transmission system 1000, communication may be performed using a magnetic field of a frequency band used for power transmission. That is, the wireless power transmission system 1000 can perform power transmission and in-band communication together using a magnetic field of the same frequency band. Accordingly, the wireless power transmission system 1000 can perform in-band communication using the transmission / reception module for wireless power transmission as it is, and accordingly, a separate communication module is not additionally required, which is advantageous in economy and design convenience .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 1000 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 송신 장치(1100) 및 수신 장치(1200)를 포함할 수 있다. 송신 장치(1100)는 전력을 공급하고, 수신 장치(1200)는 송신 장치(1100)로부터 무선으로 전력을 공급받는다. 수신 장치(1200)는 하나 또는 복수(1200-1, 1200-2, … , 1200-n)로 제공될 수 있다. 전력의 전송은 자기 공명 방식에 따라 수행될 수 있다. 또 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200)는 전력의 전송에 이용되는 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신에 따라 서로 정보를 주고 받을 수 있다. Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system 1000 may include a transmitting apparatus 1100 and a receiving apparatus 1200. The transmitting apparatus 1100 supplies electric power, and the receiving apparatus 1200 receives power wirelessly from the transmitting apparatus 1100. The receiving apparatus 1200 may be provided as one or a plurality of (1200-1, 1200-2, ..., 1200-n). The transmission of power can be performed according to a magnetic resonance method. Also, the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 can exchange information with each other according to in-band communication using a magnetic field of a frequency band used for power transmission.

송신 장치(1100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 설치되는 형태, 실외의 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 송신 장치(1100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다. The transmitting apparatus 1100 may be provided in a fixed or mobile manner. Examples of the stationary type include a form installed in a ceiling of a room, a wall surface or a furniture such as a table, a form installed in an outdoor form at an outdoor bus stop or a subway station, and a form installed in a transportation means such as a vehicle or a train. The mobile transmitting device 1100 may be implemented as part of another device, such as a portable device of a movable weight or size, a lid of a notebook computer, or the like.

수신 장치(1200)의 예로는 이동 통신 단말기, 스마트폰(smart phone), 휴대 전자 기기(portable terminal), 개인 정보 전자 기기(PDA: personal digital assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: portable media player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 텔레비전(television), 입체 영상 텔레비전(3D-TV), 인터넷 텔레비전(IP-TV: interet protocol television), 텔레메틱스(telemetics) 단말기, 네비게이션 단말기(navigation terminal), 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 전기 차량 등과 같이 배터리를 구비하는 각종 전자 기기들 및 전원 케이블 대신 무선으로 공급받는 전원으로 구동되는 가전 기기 등이 있다.
Examples of the receiving apparatus 1200 include a mobile communication terminal, a smart phone, a portable terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable media player (PMP) (Wibro) terminal, a television, a 3D-TV, an inter-protocol television (IP-TV), a telemetics terminal, a navigation terminal, a digital camera, Various electronic apparatuses including a battery such as a computer and an electric vehicle, and household appliances driven by a power source supplied wirelessly instead of a power cable.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치(1100) 및 수신 장치(1200)의 구성에 관하여 설명한다. Hereinafter, configurations of the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 2는 도 1의 송신 장치(1100)의 구성도이다.Fig. 2 is a configuration diagram of the transmitting apparatus 1100 of Fig.

도 2를 참조하면, 송신 장치(1100)는 전력 변환 모듈(1120), 제1 통신 모듈(1130), 제1 안테나(1110) 및 제1 제어 모듈(1140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the transmitting apparatus 1100 may include a power conversion module 1120, a first communication module 1130, a first antenna 1110, and a first control module 1140.

전력 변환 모듈(1120)은 외부의 전력 공급원(R)으로부터 공급되는 전력을 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200) 간의 공진 주파수 대역의 교류 전력을 변환할 수 있다. 제1 통신 모듈(1130)은 자기장 통신 프로토콜에 따라 수신 장치(1200)와 인-밴드 통신을 수행하기 위한 신호 처리를 수행할 수 있다. 제1 안테나(1110)는 자기 공명 방식을 이용하여 전력 변환 모듈(1120)에서 변환된 공진 주파수 대역의 전력이나 제1 통신 모듈(1130)에서 처리된 자기장 신호를 송신하거나 수신 장치(1200)로부터 자기장 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 제1 안테나(1110)는 한 쌍의 자기 코일로 구현될 수 있다. 제1 제어 모듈(1140)은 송신 장치(1100)의 구성요소들을 제어할 수 있다. The power conversion module 1120 can convert the AC power in the resonance frequency band between the transmission device 1100 and the reception device 1200 to the power supplied from the external power source R. [ The first communication module 1130 may perform signal processing for performing in-band communication with the receiving apparatus 1200 according to a magnetic field communication protocol. The first antenna 1110 transmits the power of the resonant frequency band converted by the power conversion module 1120 or the magnetic field signal processed by the first communication module 1130 using the magnetic resonance method, Signal can be received. Here, the first antenna 1110 may be implemented as a pair of magnetic coils. The first control module 1140 may control the components of the transmitting apparatus 1100.

도 3은 도 2의 수신 장치(1200)의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the receiving apparatus 1200 of FIG.

도 3을 참조하면, 수신 장치(1200)는 제2 통신 모듈(1230), 제2 안테나(1210), 전력 관리 모듈(1220), 배터리(1250) 및 제2 제어 모듈(1240)을 포함할 수 있다. 3, the receiving device 1200 may include a second communication module 1230, a second antenna 1210, a power management module 1220, a battery 1250, and a second control module 1240 have.

제2 통신 모듈(1230)은 자기장 통신 프로토콜에 따라 송신 장치(1100)와 인-밴드 통신을 수행하기 위한 신호 처리를 수행할 수 있다. 제2 안테나(1210)는 자기 공명 방식을 이용하여 송신 장치(1100)로부터 전력인 자기장 신호를 수신하거나 제2 통신 모듈(1230)에서 처리된 자기장 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 제2 안테나(1210)는 한 쌍의 자기 코일로 구현될 수 있다. 전력 관리 모듈(1220)은 송신 장치(1100)로부터 공급된 전력을 관리한다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(1220)은 공급된 전력을 직류로 변환하여 배터리(1250)로 공급할 수 있다. 배터리(1250)는 공급되는 전력을 저장할 수 있다. 제2 제어 모듈(1240)은 수신 장치(1200)의 구성요소들을 제어할 수 있다. The second communication module 1230 may perform signal processing for performing in-band communication with the transmitting apparatus 1100 according to a magnetic field communication protocol. The second antenna 1210 may receive a magnetic field signal that is a power from the transmitting device 1100 or may transmit a magnetic field signal processed by the second communication module 1230 using a magnetic resonance method. Here, the second antenna 1210 may be implemented as a pair of magnetic coils. The power management module 1220 manages the power supplied from the transmission device 1100. For example, the power management module 1220 may convert the supplied power to DC and supply it to the battery 1250. The battery 1250 can store the supplied power. The second control module 1240 may control the components of the receiving device 1200. [

한편, 수신 장치(1200)에서 배터리(1250)가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 수신 장치(1200)에 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 수신 장치(1200)는 배터리(1250) 대신 다양한 구동 수단을 포함하고, 공급 받은 전력을 이용하여 구동 수단을 구동시켜 다양한 기능을 수행할 수 있다. On the other hand, the battery 1250 is not necessarily included in the receiving apparatus 1200. For example, the battery may be provided in an external configuration in a detachable form in the receiving apparatus 1200. For example, the receiving apparatus 1200 may include various driving means in place of the battery 1250, and may perform various functions by driving the driving means using the supplied power.

이외에도 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200)는 사용자로부터 입력을 받는 입력 인터페이스나 디스플레이나 스피커 같은 출력 인터페이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 may further include an input interface for receiving input from a user or an output interface such as a display or a speaker.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크(2000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power transmission network 2000 according to an embodiment of the present invention will be described.

무선 전력 전송 네트워크(WPTN: wireless power transfer network, 2000)는 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 전력 전송에 이용되는 자기장을 이용하여 인-밴드 통신을 수행하는 네트워크로, 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000)을 이용하여 구현될 수 있다. A wireless power transfer network (WPTN) 2000 is a network that transmits power wirelessly using a magnetic field and performs in-band communication using a magnetic field used for power transmission. The wireless power transfer network System 1000 as shown in FIG.

예를 들어, 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 약 30~300KHz의 저주파 대역을 동작 주파수 대역으로 하고, 128KHz를 동작 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 전력을 전송하고, 동일한 주파수 대역의 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 변조 방식은 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying)를 이용할 수 있다. 코딩 방식은 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩을 이용할 수 있다. 이러한 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 수 미터에 이르는 거리까지 수 kbps의 데이터 전송율을 제공할 수 있다. For example, the wireless power transmission network 2000 transmits a power using a magnetic wave having a low frequency band of about 30 to 300 KHz as an operation frequency band and a frequency of 128 KHz as an operation center frequency, It is possible to transmit and receive information. The modulation scheme can use binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK). The coding scheme may use Manchester coding or non-return-to-zero level coding (NZR-L). Such a wireless power transmission network 2000 can provide a data rate of several kbps up to a distance of several meters.

한편, 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 동작 주파수 대역, 변조 방식, 코딩 방식이 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.
Meanwhile, the operating frequency band, the modulation method, and the coding method of the wireless power transmission network 2000 are not limited to the above examples.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 구성도이다.4 is a block diagram of a wireless power transmission network 2000 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 다양한 기기들에 의해 형성될 수 있다. 각 기기들은 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 노드를 이루는데, 노드는 그 기능에 따라 베이스 스테이션 노드(WPTN-B: wireless power transfer network base station, 2100) 및 전자 기기 노드(WPTN-D: wireless power transfer network device, 2200)로 나뉘어질 수 있다. Referring to FIG. 4, the wireless power transmission network 2000 may be formed by various devices. Each device forms a node of the wireless power transmission network 2000. The node has a wireless power transfer network base station (WPTN-B) and an electronic device node (WPTN-D) transfer network device, 2200).

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 베이스 스테이션 노드(2100)는 오직 하나만 존재하고, 전자 기기 노드(2200)는 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 형성될 때 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 이루는 노드 중 베이스 스테이션 노드(2100)가 먼저 정해지고, 다음으로 나머지 노드가 전자 기기 노드(2200)로 결정될 수 있다. 여기서, 베이스 스테이션 노드(2100)는 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000)의 송신 장치(1100)에 해당할 수 있고, 전자 기기 노드(2200)는 수신 장치(1200)에 해당할 수 있다. In the wireless power transmission network 2000, there is only one base station node 2100, and the electronic device node 2200 may be provided in one or more. When the wireless power transmission network 2000 is formed, the base station node 2100 among the nodes constituting the wireless power transmission network 2000 may be determined first, and then the remaining nodes may be determined as the electronic device node 2200. The base station node 2100 may correspond to the transmitting apparatus 1100 of the wireless power transmission system 1000 and the electronic apparatus node 2200 may correspond to the receiving apparatus 1200. [

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)에 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 관리할 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 설정 및 해제나 전자 기기 노드(2200)의 접속 및 분리를 관리할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송이나 인-밴드 통신을 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다. The base station 2100 can transmit power wirelessly to the electronic device 2200. The base station 2100 may also manage the wireless power transmission network 2000. For example, the base station 2100 can manage the establishment and release of the wireless power transmission network 2000, and the connection and disconnection of the electronic device node 2200. In another example, base station 2100 may perform scheduling for wireless power transmission or in-band communication.

전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또 전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)과 인-밴드 통신을 수행할 수 있다.
The electronic device 2200 can receive power from the base station 2100. In addition, the electronic device 2200 can perform in-band communication with the base station 2100.

무선 전력 전송 네트워크(2000)는 물리적으로 충전 영역(charging zone, Zp)과 통신 영역(communication zone, Zc)으로 나뉠 수 있다.  The wireless power transmission network 2000 may be physically divided into a charging zone (Zp) and a communication zone (Zc).

충전 영역(Zp)은 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 공급받을 수 있는 영역을 의미한다. 물론, 충전 영역(Zp)에 있는 전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)과 인-밴드 통신을 하는 것도 가능하다. 통신 영역(Zc)은 전자 기기(2200)와 베이스 스테이션(2100) 간의 자기장 통신은 가능하지만, 전력 공급은 불가능한 영역을 의미한다. The charging area Zp refers to an area where the electronic device 2200 can receive power from the base station 2100. [ Of course, it is also possible for the electronic device 2200 in the charging zone Zp to perform in-band communication with the base station 2100. The communication area Zc means an area where electromagnetic communication is possible between the electronic device 2200 and the base station 2100, but power supply is impossible.

전자 기기(2200)가 자기장을 통해 공급되는 전력을 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동하기 위해서는 공급되는 전력이 문턱치(threshold value)보다 커야 하며, 그렇지 않은 경우에는 배터리(1250)를 충전하거나 전자 기기(2200)를 구동시킬 수 없다. 이에 반해 자기장 통신은 이러한 제약이 없거나 적다. 자기장을 이용하는 무선 전력 전송은 거리에 따라 전송되는 전력의 양이 감소하므로, 결과적으로 무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 전력 전송이 가능한 범위는 자기장 통신이 가능한 범위보다 작게 된다. The power supplied to the electronic device 2200 in order to charge or drive the battery 1250 using the electric power supplied through the magnetic field must be greater than a threshold value, The device 2200 can not be driven. On the other hand, magnetic field communication has no or minimal restriction. The wireless power transmission using the magnetic field reduces the amount of power transmitted over the distance, so that the range in which the power transmission is possible in the wireless power transmission network 2000 becomes smaller than the range in which the magnetic field communication is possible.

다시 말해 충전 영역(Zp)이란 해당 영역 내의 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)과 자기장을 이용하여 정상적으로 통신 패킷을 송수신할 수 있음은 물론, 무선 전력 전송을 위한 자기장 신호를 정상적으로 수신, 이를 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동 수단을 구동시킬 수 있는 영역이다. 또 통신 영역(Zc)이란 해당 영역 내의 전자 기기(2200)가 정상적인 통신 패킷의 송수신은 가능하지만, 무선 전력 전송을 위한 자기장 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나 수신하더라도 이를 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동 수단을 구동시키지는 못하는 영역이다.In other words, the electronic device 2200 in the charging area Zp can normally transmit and receive a communication packet using the magnetic field with the base station 2100, and can receive and transmit a magnetic field signal for wireless power transmission normally To charge the battery 1250 or to drive the driving means. Also, the communication area Zc can transmit and receive a normal communication packet by the electronic device 2200 in the corresponding area. However, if the wireless device does not normally receive or receives the magnetic field signal for wireless power transmission, it can charge the battery 1250 It is an area which can not drive the driving means.

전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)으로부터 수신된 자기장 신호에 근거하여 영역(Zp) 및 통신 영역(Zc) 중 어느 영역에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 자기장 신호의 특성에 근거하여 배터리(1250) 충전이나 구동 수단의 구동을 위한 전력 전송이 정상적으로 수행될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 자기장 신호의 특성은 수신된 자기장 신호의 세기, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The electronic device 2200 can determine whether it belongs to the area Zp or the communication area Zc based on the magnetic field signal received from the base station 2100. [ Specifically, based on the characteristics of the magnetic field signal, it is possible to determine whether power transmission for charging the battery 1250 or for driving the driving means can be normally performed. Here, the characteristics of the magnetic field signal may include at least one of the strength, amplitude, and frequency of the received magnetic field signal.

예를 들어, 전자 기기(2200)는 자기장 신호의 특성을 고려하여 자기장 신호를 통해 공급되는 전력량이 미리 정해진 값 이상인지를 판단할 수 있다. 미리 정해진 값 이상인 경우에는 전자 기기(2200)는 정상적인 전력 전송이 가능한 것으로 판단하여 충전 영역(Zp)에 포함되는 것으로 판단하고, 미리 정해진 값 이하인 경우에는 전자 기기(2200)는 정상적인 전력 전송이 불가능하여 통신 영역(Zc)에 포함되는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 배터리(1250)를 충전하기 위해서는 배터리(1250)의 특성에 따른 문턱치(threshold value) 이상의 전력이 공급되어야 하는데, 미리 정해진 값은 배터리(1250) 충전이나 최소한의 구동을 위한 정격 전력과 같은 문턱치일 수 있다. For example, in consideration of the characteristics of the magnetic field signal, the electronic device 2200 can determine whether the amount of power supplied through the magnetic field signal is equal to or greater than a predetermined value. The electronic device 2200 determines that normal power transmission is possible and is included in the charging area Zp. If the electronic device 2200 is less than the predetermined value, the electronic device 2200 can not transmit normal power It can be determined that it is included in the communication area Zc. Here, in order to charge the battery 1250, power exceeding the threshold value according to the characteristics of the battery 1250 must be supplied. The predetermined value is a threshold value such as the charging power of the battery 1250 or the rated power for the minimum driving Lt; / RTI >

다른 예를 들어, 전자 기기(2200)는 수신되는 자기장 신호에 따른 무선 전력 전송의 전송 효율, 전송 이득, 전자 기기(2200)에 수신된 자기장 신호의 수신 전압, 수신 전류 중 적어도 하나를 고려하여 무선 전력이 정상적으로 공급되는지 여부는 결정될 수 있다. For example, the electronic device 2200 may be configured to receive at least one of the transmission efficiency of the wireless power transmission according to the received magnetic field signal, the transmission gain, the reception voltage of the magnetic field signal received at the electronic device 2200, Whether or not power is normally supplied can be determined.

여기서, 전송 효율은 베이스 스테이션(2100)의 전송 전력 과 전자 기기(2200)의 수신 전력 간의 비율일 수 있다. 전자 기기(2200)는 수신 전압 정보 및 수신 전류 정보를 근거로 수신 전력을 검출할 수 있다. 수신 전압 및 수신 전류는 제2 제어 모듈(1240)이나 전력 관리 모듈(1220)에 의해 수행될 수 있다. Here, the transmission efficiency may be a ratio between the transmission power of the base station 2100 and the reception power of the electronic device 2200. The electronic device 2200 can detect the reception power based on the reception voltage information and the reception current information. The reception voltage and the reception current may be performed by the second control module 1240 or the power management module 1220.

또, 전송 이득은 베이스 스테이션(2100)의 송신 전압에 대한 전자 기기(2200)의 수신 전압 간의 비율일 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(2200)의 수신 전압이 미리 정해진 값보다 큰지 작은지 여부에 따라 무선 전력 전송이 정상적으로 수행될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 값은 충전 전압, 배터리 규격, 제조사의 설계값 등에 따라 결정될 수 있다. The transmission gain may be a ratio between the reception voltage of the electronic device 2200 to the transmission voltage of the base station 2100. [ For example, whether or not the wireless power transmission can be normally performed can be determined depending on whether or not the reception voltage of the electronic device 2200 is larger or smaller than a predetermined value. Here, the predetermined value may be determined according to the charging voltage, the battery standard, the design value of the manufacturer, and the like.

도 5는 도 4의 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)을 도시한 도면이다. 도 5는 전자 기기(2200) 중 일부(2200-1, 2200-2, 2200-4)는 충전 영역(Zp)에 포함되고, 다른 일부(2200-3, 2200-5)는 통신 영역(Zc)에 포함되는 것을 도시하고 있다. 다만, 도 5에서는 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)이 공간적으로 정확히 분리되는 것으로 도시하고 있으나, 실제로는 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)은 전자 기기(2200)의 특성에 따라 변경될 수 있는 것이므로, 동일한 위치이더라도 특정 전자 기기(2200)에 대해서는 충전 영역(Zp)이고, 다른 전자 기기(2200)에 대해서는 통신 영역(Zc)일 수 있다. FIG. 5 is a diagram showing a charging area Zp and a communication area Zc of the wireless power transmission network 2000 of FIG. 5 shows that some of the electronic apparatuses 2200-1, 2200-2 and 2200-4 are included in the charging area Zp while the other parts 2200-3 and 2200-5 are included in the communication area Zc. As shown in Fig. 5, the charging area Zp and the communication area Zc are shown as being spatially separated from each other in spatially. However, in reality, the charging area Zp and the communication area Zc are different depending on the characteristics of the electronic device 2200 It can be the charged area Zp for the specific electronic device 2200 and the communication area Zc for the other electronic device 2200 even at the same position.

한편, 충전 영역(Zp)이라고 지칭하지만, 충전 영역(Zp)에 있는 전자 기기(2200)가 공급 받은 전력을 반드시 배터리(1250) 충전에만 사용해야 하는 것은 아니며, 전자 기기(2200)는 공급 받은 전력을 전자 기기(2200)의 구동에 사용할 수도 있다.
The electric power supplied to the electronic device 2200 in the charging area Zp is not necessarily used only for charging the battery 1250. The electronic device 2200 supplies the supplied electric power It may be used for driving the electronic device 2200. [

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 무선 전력 전송 및 인-밴드 통신은 슈퍼 프레임 구조를 이용하여 수행될 수 있다. 슈퍼 프레임 구조는 시간 분할 다중 접속(TDMA: time division multiple access) 방식을 응용하는 프레임으로, 슈퍼 프레임 구조를 이용하면 하나의 베이스 스테이션(2100)이 복수의 전자 기기(2200)에 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다. In wireless power transmission network 2000, wireless power transmission and in-band communication may be performed using a superframe structure. The super frame structure is a frame to which a time division multiple access (TDMA) scheme is applied. When a super frame structure is used, one base station 2100 can supply power to a plurality of electronic devices 2200 There are advantages.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임 구조에 관하여 설명한다. Hereinafter, a super frame structure according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a super frame according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 슈퍼 프레임은 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간을 포함한다. 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간이 시간에 따라 차례대로 배치될 수 있다. 따라서, 슈퍼 프레임은 요청 구간으로 시작하여, 응답 구간을 거쳐 자율 구간으로 종료될 수 있다. 여기서, 요청 구간과 응답 구간의 시간 길이는 가변적으로 조절될 수 있다. Referring to FIG. 6, the superframe includes a request period, a response period, and an autonomous period. The request period, the response period, and the autonomous period may be sequentially arranged according to time. Therefore, the superframe may start with the request period, end with the response period, and end with the autonomous period. Here, the length of time of the request period and the response period can be variably adjusted.

요청 구간에서는 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)로 요청 패킷(request packet)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 요청 구간에 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 설정을 위한 패킷을 브로드 캐스팅(broad casting)할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 요청 구간에 무선 전력 전송 네트워크(2000)에 접속 또는 분리를 요청하는 패킷을 전자 기기(2200)로 송신할 수 있다. In the request period, the base station 2100 may transmit a request packet to the electronic device 2200. For example, the base station 2100 may broadcast a packet for setting up the wireless power transmission network 2000 during a request interval. For another example, the base station 2100 may send a packet to the electronic device 2200 requesting connection or disconnection to the wireless power transmission network 2000 during the request period.

응답 구간에서는 전자 기기(2200)로 베이스 스테이션(2100)으로 응답 패킷(response packet)을 전송할 수 있다. 또 전력 전송 시에는 응답 구간에서 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)로 전력을 전송할 수 있다. 응답하거나 전력을 전송받을 전자 기기(2200)가 없는 경우에는 응답 구간이 존재하지 않는 것도 가능하다. In the response period, the electronic device 2200 can transmit a response packet to the base station 2100. Also, during power transmission, the base station 2100 can transmit power to the electronic device 2200 in a response period. It is also possible that there is no response section if there is no electronic device 2200 to respond or receive power.

자율 구간에서는 베이스 스테이션(2100)의 요청 없이 전자 기기(2200)가 자율적으로 베이스 스테이션(2100)으로 정보를 전송할 수 있다. 자율 구간은 응답 패킷의 전송이나 전력의 전송이 종료된 시점 또는 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과하면 시작될 수 있다. 자율 구간은 베이스 스테이션(2100)이 요청 패킷을 전송하면 종료될 수 있다. 예를 들어, 자율 구간에서는 전자 기기(2200)가 사용자로부터의 입력과 같은 시스템 인터럽트(system interrupt)에 따라 그에 대응하는 패킷을 베이스 스테이션(2100)으로 송신할 수 있다. The electronic device 2200 can autonomously transmit information to the base station 2100 without requesting the base station 2100 in the autonomous period. The autonomous period may be started when a certain time has elapsed from the transmission of the response packet or the transmission of the power or the end of the transmission of the response packet. The autonomous period may be terminated when the base station 2100 transmits a request packet. For example, in an autonomous period, the electronic device 2200 may send a packet corresponding to it to the base station 2100 according to a system interrupt, such as an input from a user.

다시 도 6을 참조하면, 응답 구간은 타임 슬롯으로 분할 될 수 있다. 타임 슬롯은 하나 또는 복수일 수 있으며, 각 타임 슬롯의 길이는 가변적일 수 있다. 베이스 스테이션(2100)은 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)에 타임 슬롯을 할당할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 각 타임 슬롯의 길이를 결정할 수 있다. 응답 구간에 대한 타임 슬롯의 분할과 전자 기기(2200)에 대한 타임 슬롯의 할당은 각 슈퍼 프레임마다 동적으로 변경될 수 있다. Referring again to FIG. 6, the response interval may be divided into time slots. The time slot may be one or more, and the length of each time slot may be variable. The base station 2100 may divide the response interval into time slots and assign a time slot to the electronic device 2200. [ The base station 2100 can also determine the length of each time slot. The division of the time slot for the response interval and the allocation of the time slot for the electronic device 2200 can be changed dynamically for each super frame.

응답 구간에 대한 타임 슬롯의 분할 및 타임 슬롯에 대한 전자 기기(2200)의 할당은 전자 기기(2200)에 대한 우선 순위에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)에는 그렇지 못한 전자 기기(2200)보다 많은 개수의 타임 슬롯이 할당될 수 있다. 다른 예를 들어, 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)에 할당된 타임 슬롯은 우선 순위가 낮은 전자 기기(2200)에 할당된 타임 슬롯보다 그 시간 길이가 길 수 있다. 이에 따라 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)가 우선적으로 전력을 공급받는 것이 가능해질 수 있다.The division of the time slot for the response interval and the assignment of the electronic device 2200 to the time slot may be performed according to the priority for the electronic device 2200. For example, a higher priority electronic device 2200 may be assigned a larger number of timeslots than the non-priority electronic device 2200. In another example, a time slot assigned to the electronic device 2200 having a higher priority may be longer than a time slot assigned to the electronic device 2200 having a lower priority. Accordingly, the electronic apparatus 2200 having a high priority can be supplied with power preferentially.

응답 구간 동안 전자 기기(2200)는 할당받은 타임 슬롯을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(2200)는 할당된 타임 슬롯 동안 베이스 스테이션(2100)으로 응답 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)이 전력을 전송하면, 전자 기기(2200)는 할당받은 타임 슬롯 동안 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 전송받을 수 있다. During the response interval, the electronic device 2200 may use the assigned time slot. For example, the electronic device 2200 may send a response packet to the base station 2100 during the assigned timeslot. In another example, when the base station 2100 transmits power, the electronic device 2200 can receive power from the base station 2100 during the allocated time slots.

무선 전력 전송 네트워크(2000)는 타임 슬롯으로 분할된 응답 구간을 가지는 슈퍼 프레임을 이용하여, 무선 전력 전송 네트워크(2000) 내에 다수의 전자 기기 노드(2200)가 있는 경우에 효율적으로 무선 전력 전송을 수행할 수 있다.
The wireless power transmission network 2000 efficiently performs wireless power transmission when there are a plurality of electronic device nodes 2200 in the wireless power transmission network 2000 using a super frame having a response interval divided into time slots can do.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에 관하여 설명한다. 무선 전력 전송 방법에 관해서는 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000), 무선 전력 전송 네트워크(2000) 및 슈퍼 프레임을 이용하여 설명한다. 다만, 무선 전력 전송 방법에 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 동일 유사한 다른 시스템, 네트워크, 프레임을 이용하여 수행될 수도 있다. Hereinafter, a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention will be described. The wireless power transmission method will be described using the wireless power transmission system 1000, the wireless power transmission network 2000 and the super frame described above. However, the present invention is not limited to the wireless power transmission method, and may be performed using another similar system, network, or frame.

또한, 이하에서 설명하는 무선 전력 방법에서 베이스 스테이션 노드(2100)에 의해 수행되는 단계는 베이스 스테이션(2100)에 해당하는 송신 장치(1100)의 제1 제어 모듈(1140)에 의해 수행되고, 전자 기기 노드(2200)에 의해 수행되는 단계는 전자 기기(2200)에 해당하는 수신 장치(1200)의 제2 제어 모듈(1240)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. The steps performed by the base station node 2100 in the wireless power method described below are also performed by the first control module 1140 of the transmitting device 1100 corresponding to the base station 2100, The steps performed by the node 2200 may be understood to be performed by the second control module 1240 of the receiving device 1200 corresponding to the electronic device 2200. [

제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 각각 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. The first control module 1140 and the second control module 1240 may each be implemented as a computer or similar device using hardware, software, or a combination thereof.

제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 하드웨어적으로는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board), 직접 회로(IC: integrated circuit), 프로세서, 마이크로 프로세서, 제어기(controller)나 이들과 유사한 제어 기능을 수행하는 전기적인 수단으로 구현될 수 있다.The first control module 1140 and the second control module 1240 may be implemented in hardware by application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) (FPGA), a printed circuit board (PCB), an integrated circuit (IC), a processor, a microprocessor, a controller, or an electrical means of performing similar control functions Can be implemented.

또 제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 소프트웨어적으로는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 코드 또는 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어에 의해 실행될 있다.
Also, the first control module 1140 and the second control module 1240 may be implemented by software code or software applications written in one or more programming languages in software. The software can be executed by hardware.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다. 7 is a flowchart of a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 무선 전력 전송 방법은 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계(S1100), 전자 기기(2200)에 관한 정보를 수집하는 단계(S1200), 전자 기기(2200)에 관한 정보에 근거하여 우선 순위를 설정하는 단계(S1300), 우선 순위를 고려하여 무선 전력 전송을 위한 스케쥴링을 수행하는 단계(S1400) 및 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행하는 단계(S1500)을 포함할 수 있다. 다만, 무선 전력 전송 방법에서 상술한 단계가 모두 필수적인 것은 아니므로, 무선 전력 전송 방법은 일부 단계를 생략하고 수행될 수 있으며, 상술한 단계가 반드시 설명되는 순서대로만 수행되어야 하는 것은 아니므로, 나중에 설명되는 단계가 먼저 설명된 단계보다 앞서 수행되는 것도 가능하다.
Referring to FIG. 7, the wireless power transmission method includes a step S1100 of configuring a wireless power transmission network 2000, a step S1200 of collecting information on the electronic device 2200, information on the electronic device 2200 (S1300), a step S1400 of performing scheduling for wireless power transmission in consideration of the priority, and a step S1500 of performing wireless power supply to the electronic device 2200 can do. However, since the above-described steps are not essential in the wireless power transmission method, the wireless power transmission method can be performed by omitting some steps, and since the above-described steps are not necessarily performed in the order described, It is also possible that the step to be performed is preceded by the step previously described.

이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each of the above-described steps will be described in detail.

먼저 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성한다(S1100). First, the wireless power transmission network 2000 is configured (S1100).

도 8은 도 7의 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계(S1100)의 세부 순서도이다.FIG. 8 is a detailed flowchart of the step S1100 of configuring the wireless power transmission network 2000 of FIG.

도 8을 참조하면, 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 이룰 범위 내에 있는 기기 중 베이스 스테이션(2100)이 결정된다(S1110). 이때, 범위 내의 기기 중 송신 장치(1100)에 해당하는 기기를 베이스 스테이션(2100)으로 결정할 수 있다. 범위 내에 복수의 송신 장치(1100)가 있는 경우에도 오직 하나의 송신 장치(1100)가 베이스 스테이션(2100)으로 결정될 수 있다. 베이스 스테이션(2100)이 결정되면 나머지 기기들이 전자 기기 노드(2200)로 결정된다. 이에 따라 하나의 베이스 스테이션(2100)과 적어도 하나의 전자 기기(2200)를 가지는 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8, the base station 2100 among devices within the range of the wireless power transmission network 2000 is determined (S1110). At this time, the base station 2100 can determine a device corresponding to the transmitting apparatus 1100 among the apparatuses within the range. Even if there are a plurality of transmitting apparatuses 1100 in the range, only one transmitting apparatus 1100 can be determined as the base station 2100. Once the base station 2100 is determined, the remaining devices are determined as the electronic device node 2200. Accordingly, a wireless power transmission network 2000 having one base station 2100 and at least one electronic device 2200 can be formed.

무선 전력 전송 네트워크(2000)가 형성되면, 베이스 스테이션(2100)은 슈퍼 프레임의 요청 구간 중에 합류 요청 패킷(association request packet)을 송신한다(S1120). 이때 패킷 전송은 브로드 캐스팅 방식에 따라 수행될 수 있다. 합류 요청 패킷에는 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 식별하는 네트워크 식별자(WPTN-ID: wireless power transfer network identifier)가 포함될 수 있다. 네트워크 식별자는 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 고유한 값을 가질 수 있다. When the wireless power transmission network 2000 is formed, the base station 2100 transmits an association request packet during the request period of the superframe (S1120). At this time, the packet transmission can be performed according to the broadcasting scheme. The join request packet may include a wireless power transfer network identifier (WPTN-ID) that identifies the wireless power transmission network 2000. The network identifier may have a unique value of the wireless power transmission network (2000).

베이스 스테이션(2100)이 전송하는 자기장의 수신 범위 내에 위치하는 기기는 합류 요청 패킷을 수신한다(S1130). 여기서, 자기장의 수신 범위는 통신 영역(Zc)에 해당할 수 있다. 합류 요청 패킷을 수신한 기기는 네트워크 식별자에 근거하여 합류 요청 패킷을 송신한 베이스 스테이션(2100)이 합류하고자 하는 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 베이스 스테이션(2100)인지를 판단할 수 있다. The device located within the reception range of the magnetic field transmitted by the base station 2100 receives the joining request packet (S1130). Here, the reception range of the magnetic field may correspond to the communication area Zc. The device receiving the joining request packet can determine whether the base station 2100 that has transmitted the join request packet based on the network identifier is the base station 2100 of the wireless power transmission network 2000 to which the base station 2100 joins.

합류 요청 패킷을 수신한 기기는 판단 결과 전자 기기 노드(2200)로써 응답 구간에 합류 응답 패킷(association response packet)을 전송할 수 있다(S1140). 합류 응답 패킷에는 제조사 등에 의해 기기 자체에 할당된 고유의 값인 고유 식별자(unique identifier)가 포함될 수 있다. Upon receiving the joining request packet, the device can transmit an association response packet to the response period using the electronic device node 2200 (S1140). The confluence response packet may include a unique identifier that is a unique value assigned to the device itself by the manufacturer or the like.

베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷을 수신하고(S1150), 각 전자 기기 노드(2200)에 노드 식별자(node identifier)를 할당한다(S1160). 베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷을 송신한 전자 기기 노드(2200)로 합류 확인 패킷(association acknowledge packet)을 송신한다(S1170). 이때, 베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷에 포함된 고유 식별자를 이용하여 전자 기기 노드(2200)를 구분하여 전자 기기 노드(2200)로 합류 응답 패킷을 송신할 수 있다. 합류 응답 패킷에는 각 전자 기기(2200)에 할당된 노드 식별자가 포함될 수 있다. The base station 2100 receives the join response packet (S1150) and assigns a node identifier to each electronic device node 2200 (S1160). The base station 2100 transmits an association acknowledge packet to the electronic device node 2200 that has transmitted the join response packet (S1170). At this time, the base station 2100 can distinguish the electronic device node 2200 using the unique identifier included in the merging response packet and transmit the merging response packet to the electronic device node 2200. The joining response packet may include a node identifier assigned to each electronic device 2200. [

전자 기기(2200)는 합류 확인 패킷을 수신하고(S1180), 할당된 노드 식별자를 자신의 노드 식별자로 설정한다(S1190). 이에 따라 베이스 스테이션 노드(2100) 및 전자 기기 노드(2200)에 주소가 할당되고, 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 구성될 수 있다. The electronic device 2200 receives the confluence confirmation packet (S1180) and sets the assigned node identifier as its node identifier (S1190). Accordingly, an address is assigned to the base station node 2100 and the electronic device node 2200, and the wireless power transmission network 2000 can be configured.

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 노드 식별자에 따라 주소가 할당되면, 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)의 인식을 위한 요청 패킷을 요청 구간에 송신할 수 있다. If an address is assigned according to the node identifier in the wireless power transmission network 2000, the base station 2100 may transmit a request packet for recognizing the electronic device 2200 in the request period.

이상에서는 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계에 대해 최초로 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 상황을 기준으로 설명하였으나, 이미 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 구성된 상태에서 미 합류한 전자 기기(2200)가 새로이 합류하는 상황에도 적용될 수 있다.
The above description has been made on the basis of a situation in which the wireless power transmission network 2000 is configured for the first time in the wireless power transmission network 2000. However, The present invention can be applied to a situation in which the mobile terminal 2200 newly joins.

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)에 관한 정보를 수집한다(S1200). 베이스 스테이션(2100)은 요청 구간 동안 전자 기기(2200)에 관한 정보를 요청하는 요청 패킷을 전자 기기(2200)로 송신할 수 있다. 전자 기기(2200)는 요청 패킷을 수신하면, 응답 구간 동안 전자 기기(2200)에 정보에 관한 응답 패킷을 송신할 수 있다, 응답 패킷에는 전자 기기(2200)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 여기서, 전자 기기(2200)의 기기 종류, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 전자 기기(2200)의 위치 및 충전 영역과 통신 영역 중 어느 영역에 있는지 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The base station 2100 collects information about the electronic device 2200 (S1200). The base station 2100 may send a request packet to the electronic device 2200 requesting information about the electronic device 2200 during the request interval. When the electronic device 2200 receives the request packet, it may send a response packet regarding the information to the electronic device 2200 during the response period. The response packet may include information on the electronic device 2200. [ Here, it includes at least one of a device type, a rated voltage, a charging voltage, a battery state, a transmission efficiency, a transmission gain, and a position of the electronic device 2200 and whether or not the electronic device 2200 is in a charging area and a communication area can do.

베이스 스테이션(2100)은 응답 패킷을 수신하고, 전자 기기(2200)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 이로써 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)에 관한 정보를 수집할 수 있다. The base station 2100 may receive the response packet and obtain information about the electronic device 2200. This allows the base station 2100 to collect information about the electronic device 2200.

한편, 이상에서는 단계 S1100과 단계 S1200이 별개로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 단계 S1100 및 단계 S1200은 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 S1100과 단계 S1200은 하나의 슈퍼 프레임을 이용해 이루어질 수 있다. 즉, 합류 요청 패킷과 전자 기기(2200)에 정보를 요청하는 요청 패킷은 동일한 패킷으로 동시에 송수신될 수 있다. 또 합류 응답 패킷과 전자 기기(2000)의 정보를 포함하는 응답 패킷은 동일한 패킷으로 동시에 송수신될 수 있다.
Although it has been described above that steps S1100 and S1200 are performed separately, steps S1100 and S1200 may be performed simultaneously. For example, steps S1100 and S1200 may be performed using one super frame. That is, the join request packet and the request packet for requesting information to the electronic device 2200 can be simultaneously transmitted and received in the same packet. In addition, the response packet including the confluence response packet and the information of the electronic device 2000 can be simultaneously transmitted and received in the same packet.

정보 수집이 종료되면, 우선 순위를 설정할 수 있다(S1300).When the information collection ends, the priority order can be set (S1300).

베이스 스테이션(2100)은 수집된 정보에 근거하여 전자 기기(2200)에 우선 순위를 설정할 수 있다. 여기서, 우선 순위는 어느 전자 기기(2200)에 우선적으로 전력 전송을 수행할 것인지를 지시하는 값일 수 있다. 예를 들어, 긴급한 충전을 요하는 전자 기기(2200)는 우선 순위가 높아야 하고, 배터리(1250)가 완전 충전된 전자 기기(2200)는 우선 순위가 낮을 수 있다. The base station 2100 may set priorities to the electronic device 2200 based on the collected information. Here, the priority may be a value indicating which electronic device 2200 preferentially performs power transmission. For example, the electronic device 2200 requiring urgent charging must have a high priority, and the electronic device 2200 having the battery 1250 fully charged may have a low priority.

베이스 스테이션(2100)는 수집한 정보를 미리 정해진 알고리즘을 이용해 평가함으로써 우선 순위를 설정할 수 있다. The base station 2100 can set priorities by evaluating the collected information using a predetermined algorithm.

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)의 기기 종류, 배터리 상태, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 상기 베이스 스테이션으로부터의 이격 거리 등을 고려하여 각 전자 기기(2200)의 우선 순위를 결정할 수 있다. The base station 2100 is connected to each electronic device 2200 in consideration of a device type of the electronic device 2200, a battery state, a rated voltage, a charging voltage, a battery state, a transmission efficiency, a transmission gain, Can be determined.

예를 들어, 배터리가 완충인 전자 기기(2200)에 대해서는 우선 순위를 낮게 평가한다. 반대로 배터리의 양이 적을수록 우선 순위를 높게 평가할 수 있다. For example, the priorities are evaluated to be low for the electronic device 2200 whose battery is buffered. Conversely, the lower the amount of battery, the higher the priority can be evaluated.

다른 예를 들어, 기기 종류가 가정에 고정되는 형태이면 우선 순위가 낮을 수 있다. 반대로 기기 종류가 휴대폰과 같이 이동형인 경우에는 우선 순위를 높게 매길 수 있다. For another example, if the device type is fixed to the assumption, the priority may be low. Conversely, if the device type is mobile, such as a mobile phone, the priority can be increased.

한편, 전자 기기(2200)는 사용자 입력 등과 같은 시스템 인터럽트를 받을 수 있는데, 여기에는 사용자에 의해 지정되는 우선 순위에 관한 정보가 포함될 수 있다. 전자 기기(2200)는 이를 베이스 스테이션(2100)에 제공할 수 있다. 이때 전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)의 요청 없이 자율적으로 자율 구간에 자기장 신호를 송신할 수 있다. 베이스 스테이션(2100)은 사용자 인터럽트에 따른 정보를 더 고려해 우선 순위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 알고리즘 상 우선 순위가 낮거나 또는 높더라도, 사용자의 요청에 따라 높거나 낮게 정해질 수 있다.
On the other hand, the electronic device 2200 may receive a system interrupt such as a user input or the like, and may include information on a priority specified by a user. The electronic device 2200 may provide it to the base station 2100. At this time, the electronic device 2200 can autonomously transmit the magnetic field signal to the autonomous section without the request of the base station 2100. The base station 2100 can determine the priority by further considering the information according to the user interruption. For example, even if the predetermined algorithm priority is low or high, it can be set high or low according to the user's request.

우선 순위가 설정되면, 무선 전력 전송을 위한 스케쥴링을 수행한다(S1400).If the priority is set, scheduling for wireless power transmission is performed (S1400).

베이스 스테이션(2100)은 수집된 정보를 이용하여 무선 전력 전송을 위한 슈퍼 프레임의 응답 구간을 스케쥴링할 수 있다. The base station 2100 may schedule the response period of the superframe for wireless power transmission using the collected information.

베이스 스테이션(2100)은 전력 전송을 위한 슈퍼 프레임의 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)에 타임 슬롯을 할당한다. 이때, 베이스 스테이션(2100)은 우선 순위를 고려하여 타임 슬롯의 분할과 할당을 수행할 수 있다. The base station 2100 divides the response period of the superframe for power transmission into time slots and assigns time slots to the electronic device 2200. [ At this time, the base station 2100 can perform the time slot division and allocation in consideration of the priority.

베이스 스테이션(2100)은 우선 순위를 고려하여 타임 슬롯의 속성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)에 할당되는 타임 슬롯은 그 시간 길이가 길고, 반대로 우선 순위가 낮은 전자 기기(2200)에 할당되는 타임 슬롯은 그 시간 길이가 짧을 수 있다. The base station 2100 can adjust the attributes of the time slots in consideration of the priority. For example, the time slot assigned to the electronic device 2200 having a high priority is long, and the time slot assigned to the electronic device 2200 having a low priority may be short.

또, 베이스 스테이션(2100)은 우선 순위를 고려하여 타임 슬롯을 할당할 수 있다. 예를 들어, 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)에는 많은 수의 타임 슬롯을 할당할 수 있고, 반대로 우선 순위가 낮은 전자 기기(2200)에는 적은 수의 타임 슬롯을 할당할 수 있다. 만약, 어느 전자 기기(2200)의 배터리(1250)가 완전 충전되면, 베이스 스테이션(2100)은 이를 감지하고 그 전자 기기(2200)의 우선 순위를 ‘0’으로 평가하고, 전력 전송을 위한 응답 구간 동안 그 전자 기기(2200)에는 타임 슬롯을 할당할지 않을 수도 있다. In addition, the base station 2100 can allocate time slots in consideration of priority. For example, a high number of timeslots can be allocated to the electronic device 2200 having a high priority, and a small number of timeslots can be allocated to the electronic device 2200 having a low priority. If the battery 1250 of any electronic device 2200 is fully charged, the base station 2100 senses it, evaluates the priority of the electronic device 2200 to '0' The electronic device 2200 may not allocate a time slot.

또, 본 발명에서는 하나의 타임 슬롯에 동시에 여러 대의 전자 기기(2200)가 할당되는 것도 가능한데, 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)는 타임 슬롯을 독점하고, 우선 순위가 낮은 전자 기기들(2200)은 하나의 타임 슬롯을 공유할 수 있다. In the present invention, it is also possible that a plurality of electronic devices 2200 are assigned to one time slot at the same time. The electronic device 2200 having a higher priority monopolizes the time slot, and the electronic devices 2200 having a lower priority, May share one time slot.

이러한 스케쥴링에 따라 베이스 스테이션(2100)은 우선 순위가 낮은 전자 기기(2100)에 대하여 우선 순위가 높은 전자 기기(2200)에 우선적으로 전력을 공급할 수 있게 된다.
According to this scheduling, the base station 2100 can supply power to the electronic equipment 2200 having a low priority with priority to the electronic equipment 2200 having a high priority.

스케쥴링에 따라 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행한다(S1500).The wireless power is supplied to the electronic device 2200 according to the scheduling (S1500).

도 9는 도 7의 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행하는 단계(S1500)의 세부 순서도이다.FIG. 9 is a detailed flowchart of a step S1500 of performing wireless power supply to the electronic device 2200 of FIG.

도 9를 참조하면, 베이스 스테이션(2100)은 슈퍼 프레임의 요청 구간에 전력 전송 준비 요청 패킷(power transfer ready request packet)을 송신한다(S1510). 전력 전송 준비 요청 패킷에는 단계 S1400에서 수행된 스케쥴링에 따른 타임 슬롯 할당 정보가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 9, the base station 2100 transmits a power transfer ready request packet to a request period of a superframe (S1510). The power transmission preparation request packet may include time slot allocation information according to the scheduling performed in step S1400.

전자 기기(2200)는 충전 준비 요청 패킷을 수신한다(S1520). 전자 기기(2200)는 수신된 충전 준비 요청 패킷에 따라 해당 전자 기기(2200)에 할당된 타임 슬롯을 판단할 수 있다. The electronic device 2200 receives the charge preparation request packet (S1520). The electronic device 2200 can determine the time slot allocated to the electronic device 2200 according to the received charge preparation request packet.

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)로 전력 전송을 위한 자기장 신호를 송출한다(S1530). 이때 특정 타임 슬롯 동안 전송되는 자기장 신호는 그 타임 슬롯 동안 전력을 수신할 전자 기기(2200)에 대응되는 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 타임 슬롯 동안 전송되는 자기장 신호는 그 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기(2200)의 정격 전압, 전류, 전력 또는 충전 전압, 전류, 전력을 가지도록 제공될 수 있다. 자기장 신호의 특성은 수집한 정보에 근거하여 송신 장치(1100)의 전력 변환 모듈(1120)에서 조절될 수 있다. The base station 2100 transmits a magnetic field signal for power transmission to the electronic device 2200 (S1530). Where the magnetic field signal transmitted during a particular timeslot may have characteristics corresponding to the electronic device 2200 that will receive power during that time slot. For example, a magnetic field signal transmitted during a particular time slot may be provided to have a rated voltage, current, power, or charging voltage, current, and power of the electronic device 2200 to which the time slot is assigned. The characteristics of the magnetic field signal can be adjusted in the power conversion module 1120 of the transmitter 1100 based on the collected information.

응답 구간 동안 전자 기기(2200)는 응답 구간 동안 할당받은 타임 슬롯에서는 전력을 수신하도록 활성화하고(S1540), 할당받지 않은 타임 슬롯에서는 전력을 수신하지 않도록 비활성화될 수 있다50). During the response interval, the electronic device 2200 may be enabled to receive power in the assigned timeslot during the response interval (S1540), and deactivated to not receive power in the unassigned timeslot.

여기서, 활성화는 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)과 자기 공명 방식에 따라 전력 전송을 받을 수 있는 상태이고, 비활성화는 그렇지 않은 상태일 수 있다. 구체적으로는 수신 장치(1200)의 제2 안테나(1210) 또는 자기 코일을 베이스 스테이션(2100)과 공명시킴으로써 전자 기기(2200)가 활성화되고, 반대로 이를 비활성화시킴으로써 전자 기기(2200)가 비활성화될 수 있다. Here, the activation may be a state in which the electronic device 2200 can receive the power transmission according to the base station 2100 and the magnetic resonance method, and the inactivation state may not be. Specifically, the electronic device 2200 can be deactivated by activating the electronic device 2200 by resonating the second antenna 1210 of the receiving device 1200 or the magnetic coil with the base station 2100, and vice versa .

자기 공명 방식을 이용해 무선 전력 전송을 수행하는 경우에 전자 기기(2200) 각각이 공진체로 동작할 수 있는데, 전력을 공급받아야 하는 전자 기기(2200) 외의 다른 전자 기기(2200)가 활성되는 경우에는 의도치 않는 공진체로 동작하여 전력 전송 효율이 저하될 수 있다. 이에 대하여 각 전자 기기(2200)가 할당받지 않은 타임 슬롯 동안에는 비활성화되어, 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기(2200)로 전력이 전송되는 것을 방해하는 것이 방지될 수 있다.Each of the electronic devices 2200 may operate as a resonator when performing wireless power transmission using a magnetic resonance method. In the case where an electronic device 2200 other than the electronic device 2200 to be supplied with electric power is activated, So that the power transmission efficiency may be lowered. In contrast, each electronic device 2200 is inactivated during a time slot that is not allocated, thereby preventing the power from being transmitted to the electronic device 2200 to which the time slot is allocated.

이처럼 베이스 스테이션(2100)이 응답 구간에 전자 기기(2200)에 자기장을 이용하여 전력을 공급할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)의 인식 결과 및 전자 기기(2200)에 관한 정보에 근거하여 타임 슬롯에 전자 기기(2200)에 할당하여 하나의 응답 구간에서 동시에 복수의 전자 기기(2200)로 전력을 효율적으로 전송할 수 있다.
As described above, the base station 2100 can supply power to the electronic device 2200 using a magnetic field during a response period. The base station 2100 also divides the response period into time slots and assigns the time slot to the electronic device 2200 based on the recognition result of the electronic device 2200 and the information about the electronic device 2200, Power can be efficiently transmitted to a plurality of electronic devices 2200 at the same time.

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. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

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.
Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

1000: 무선 전력 전송 시스템
1100: 송신 장치
1110: 제1 안테나
1120: 전력 변환 모듈
1130: 제1 통신 모듈
1140: 제1 제어 모듈
1200: 수신 장치
1210: 제2 안테나
1220: 전력 관리 모듈
1230: 제2 통신 모듈
1240: 제2 제어 모듈
1250: 배터리
2000: 무선 전력 전송 네트워크
2100: 베이스 스테이션 노드
2200: 전자 기기 노드
R: 전원 공급원
Zp: 충전 영역
Zc: 통신 영역
1000: Wireless power transmission system
1100: Transmitting device
1110: First antenna
1120: Power conversion module
1130: First communication module
1140: First control module
1200: Receiver
1210: Second antenna
1220: Power management module
1230: Second communication module
1240: second control module
1250: Battery
2000: Wireless Power Transmission Network
2100: Base Station Node
2200: Electronic device node
R: Power source
Zp: charging area
Zc: communication area

Claims (14)

자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서,
상기 복수의 전자 기기에 대하여 우선 순위를 판단하는 단계;
상기 우선 순위에 근거하여 전력 전송 구간을 분할하는 적어도 하나의 타임 슬롯의 스케쥴링을 수행하는 단계; 및
상기 복수의 전자 기기로 상기 자기장을 이용하여 전력을 공급하는 단계;를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
In a wireless power transmission network that includes a base station that provides power and uses a magnetic field to perform in-band communication using wireless power transmission and the magnetic field, and a plurality of powered electronic devices, In a wireless power transmission method performed by a station,
Determining a priority order for the plurality of electronic devices;
Performing scheduling of at least one time slot dividing a power transmission interval based on the priority; And
Supplying power to the plurality of electronic devices using the magnetic field;
Wireless power transmission method.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 전자 기기로 상기 복수의 전자 기기의 정보를 요청하는 요청 패킷을 상기 자기장을 이용하여 송신하는 단계; 및
상기 복수의 전자 기기로부터 상기 요청 패킷에 대한 응답 패킷으로 상기 자기장을 이용하여 수신하는 단계;를 더 포함하고,
상기 우선 순위를 판단하는 단계에서, 상기 응답 패킷에 포함된 상기 복수의 전자 기기의 정보에 근거하여 상기 우선 순위를 판단하는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1,
Transmitting a request packet requesting information of the plurality of electronic devices to the plurality of electronic devices using the magnetic field; And
And receiving the response packet for the request packet from the plurality of electronic devices using the magnetic field,
In the step of determining the priority, the priority is determined based on information of the plurality of electronic devices included in the response packet
Wireless power transmission method.
제2 항에 있어서,
상기 응답 패킷에 포함되는 상기 복수의 전자 기기의 정보는, 기기 종류, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 상기 베이스 스테이션으로부터의 이격 거리 중 적어도 하나를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
The method of claim 2,
Wherein the information of the plurality of electronic devices included in the response packet includes at least one of a device type, a rated voltage, a charging voltage, a battery state, a transmission efficiency, a transmission gain, and a separation distance from the base station
Wireless power transmission method.
제1 항에 있어서,
상기 우선 순위를 판단하는 단계에서, 기기 종류, 정격 전압, 충전 전압, 배터리 상태, 전송 효율, 전송 이득 및 상기 베이스 스테이션으로부터의 이격 거리 중 적어도 하나를 포함하는 상기 복수의 전자 기기의 특성에 근거하여 상기 우선 순위를 판단하는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein, in the step of determining the priority, based on the characteristics of the plurality of electronic devices including at least one of a device type, a rated voltage, a charging voltage, a battery state, a transmission efficiency, a transmission gain and a separation distance from the base station And determines the priority
Wireless power transmission method.
제1 항에 있어서,
상기 스케쥴링은, 상기 전력 전송 구간을 상기 적어도 하나의 타임 슬롯으로 분할하고, 각 타임 슬롯에 상기 복수의 전자 기기 중 적어도 하나를 할당하여 수행되는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1,
The scheduling is performed by dividing the power transmission interval into the at least one time slot and assigning at least one of the plurality of electronic devices to each time slot
Wireless power transmission method.
제5 항에 있어서,
상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위에 근거하여 상기 적어도 하나의 타임 슬롯의 길이를 결정하는
무선 전력 전송 방법.
6. The method of claim 5,
In the scheduling step, the length of the at least one time slot is determined based on the priority
Wireless power transmission method.
제6 항에 있어서,
상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯의 시간 길이가 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯보다 시간 길이보다 길게 결정되는
무선 전력 전송 방법.
The method of claim 6,
In the scheduling, a time length of a time slot allocated to the electronic apparatus having a higher priority is determined to be longer than a time slot allocated to the electronic apparatus having the lower priority
Wireless power transmission method.
제5 항에 있어서,
상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위에 근거하여 상기 복수의 전자 기기 중 특정 전자 기기에 할당되는 타임 슬롯의 개수를 결정하는
무선 전력 전송 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein, in the scheduling, the number of time slots allocated to a specific electronic device among the plurality of electronic devices is determined based on the priority
Wireless power transmission method.
제8 항에 있어서,
상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기에는 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기에 비하여 더 많은 수의 타임 슬롯이 할당되는
무선 전력 전송 방법.
The method of claim 8,
In the scheduling, a higher number of timeslots are assigned to the higher priority electronic device than the lower priority electronic device
Wireless power transmission method.
제5 항에 있어서,
상기 스케쥴링하는 단계에서, 상기 우선 순위가 높은 전자 기기는 타임 슬롯을 독점하고, 상기 우선 순위가 낮은 전자 기기는 하나의 타임 슬롯을 여러 대가 공유하도록 스케쥴링되는
무선 전력 전송 방법.
6. The method of claim 5,
In the scheduling, the high-priority electronic device monopolizes a time slot, and the low-priority electronic device is scheduled to share a plurality of one time slot
Wireless power transmission method.
제5 항에 있어서,
상기 타임 슬롯의 할당 정보를 포함하는 전력 전송 준비 요청 패킷을 상기 자기장을 이용하여 송신하는 단계;를 더 포함하고,
상기 전력을 공급하는 단계는, 상기 전력 전송 구간 동안 상기 적어도 하나의 타임 슬롯에서 해당 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기로 상기 자기장을 이용하여 전력을 공급하는
무선 전력 전송 방법.
6. The method of claim 5,
And transmitting a power transmission preparation request packet including allocation information of the timeslot using the magnetic field,
Wherein the step of supplying power includes supplying power to the electronic device allocated the corresponding time slot in the at least one timeslot during the power transmission period using the magnetic field
Wireless power transmission method.
제11 항에 있어서,
상기 복수의 전자 기기는, 상기 전력 전송 구간 동안 할당받은 타임 슬롯에서는 활성화되고, 할당받지 않은 타임 슬롯에서는 비활성화하는
무선 전력 전송 방법.
12. The method of claim 11,
The plurality of electronic devices are activated in a time slot allocated for the power transmission period, and deactivated in an unallocated time slot
Wireless power transmission method.
제1 항에 있어서,
사용자 입력 정보를 획득하는 단계; 및
상기 사용자 입력 정보에 따라 상기 우선 순위를 산출하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1,
Acquiring user input information; And
Calculating the priority according to the user input information;
Wireless power transmission method.
제13 항에 있어서,
상기 복수의 전자 기기가 상기 사용자 정보를 입력받고,
상기 복수의 전자 기기로부터, 자율 구간 동안 상기 사용자 정보를 포함하는 자기장 신호를 수신하는 단계;를 더 포함하되,
상기 자율 구간은, 상기 복수의 전자 기기가 상기 베이스 스테이션의 요청 없이도 상기 자기장 신호를 송신하는 구간인
무선 전력 전송 방법.

The method of claim 13,
The plurality of electronic devices receive the user information,
Receiving a magnetic field signal including the user information during the autonomous period from the plurality of electronic devices;
The autonomous period may be a period during which the plurality of electronic devices transmit the magnetic field signal without the request of the base station
Wireless power transmission method.

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