KR20140076626A - 무선 충전 환경에서 복수의 전력 수신기들을 충전하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 충전 환경에서 복수의 전력 수신기들을 충전하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 전력 충전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 상기 시스템은 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하도록 구성된 전력 송신기를 포함한다. 상기 전력 송신기는 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하고, 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 송신하고, 응답이 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각으로부터 수신되는지의 여부를 결정하도록 구성되는 신호 제어 유닛을 포함한다. 상기 전력 송신기는 응답으로 제공된 전력 수신기들의 수에 기초하여 송신될 라디에이션의 양을 조절하도록 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 레귤레이터 유닛 및 상기 레귤레이터 유닛에 연결되며 에너지 라디에이션들을 송신함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 전력 변환 유닛을 더 포함한다.

Description

무선 충전 환경에서 복수의 전력 수신기들을 충전하기 위한 시스템 및 방법{A SYSTEM AND A METHOD FOR CHARGINGMULTIPLE POWER RECEIVERS IN A WIRELESS CHARGING ENVIRONMENT}
본 발명은 무선 전력 충전 시스템들에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 전력 충전 시스템을 필요로 하는 복수의 디바이스들을 탐색하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
에어(무선 수단)를 통해 전자 기기를 충전하는 것은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 통상적으로, 무선 충전 시스템들은 전력 송신기 및 전력 수신기를 포함한다. 예를 들어, 전력 전송은 송신기와 수신기 사이에 확립되는 유도 결합으로 인해 발생할 수 있다. 무선 전력 충전에는 진화한 여러 가지 방법들이 존재한다.
무선 전력 충전 방법들 중 하나는 전력 송신기와 전력 수신기 사이에 공진 유도 결합을 확립하는 것에 의한 것이다. 전력 송신기의 1차 코일의 전자기장은 전력 수신기의 전기장 변화를 생성하는 주파수에서 공진하거나 진동하며, 이에 의하여 2차 코일에서 전류 흐름을 야기한다.
전력 송신기들은 전력 수신기들을 무시하는 것으로 더러 인식될 수 있다. 즉, 전력 수신기들의 임의의 정보와 관계없이, 전력 송신기들은 일정한 공진 주파수의 전자기장 생성할 수 있다. 외부 전력 수신기들이 부여된 경우라도 일정한 크기의 전기가 전달되기 때문에, 이것은 무선 수단을 통해 전기 에너지를 전달하는 비효율적인 모드가 될 수 있다. 여기에서 외부 전력 수신기들은 전력 송신기의 경계 이내에서 전자기장을 실시하는 원치 않는 전자 또는 전기 디바이스들을 지칭할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 무선 충전 환경에서 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하는 단계와, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 브로드캐스팅하는 단계와, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각으로부터 상기 요청에 대한 응답을 수신하는 단계와, 상기 응답을 수신시에 상기 하나 이상의 전력 수신기들에게 유니캐스트 확인(unicast confirmation)을 송신하는 단계와, 상기 유니캐스트 확인에 대응하여 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터 확인응답(acknowledgement)을 수신시에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들 중의 적어도 하나를 충전하도록 라디에이션(radiation)을 송신하는 단계를 포함한다.
다른 실시 예에서는, 무선 전력 충전 시스템이 제공된다. 상기 무선 전력 충전 시스템은 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하도록 구성된 전력 송신기를 포함한다. 상기 전력 송신기는 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하고, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 송신하고, 응답이 임계 응답 시간 내에 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각으로부터 수신되는지의 여부를 결정하도록 구성되는 신호 제어 유닛을 포함한다. 상기 무선 전력 충전 시스템은 응답으로 제공된 전력 수신기들의 수에 기초하여 송신될 라디에이션의 양을 조절하도록 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 레귤레이터 유닛 및 상기 레귤레이터 유닛에 연결되며 에너지 라디에이션들을 송신함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 전력 변환 유닛을 더 포함한다.
도 1은 유도 결합 기반 무선 전력 충전 환경을 도시,
도 2는 무선 전력 충전을 위한 전력 송신기와 하나 이상의 수신기들 사이의 공진 유도 결합을 도시,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 전력 송신기와 전력 수신기 사이의 공진 유도 결합을 도시,
도 4는 본 발명의 예시적 일 실시예에 따른, 전력 송신기와 전력 수신기 사이의 통신 모드의 개략도,
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법을 도시,
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법을 도시,
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 하나 보다 많은 디바이스를 탐색하는 방법을 도시,
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 예시적 일 상황을 도시,
도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 다른 예시적 상황을 도시,
도 5f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 또 다른 예시적 상황을 도시,
도 5g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 또 다른 예시적 상황을 도시,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전력 송신기의 예시적 일 시스템 구성을 도시하는 블록도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전력 수신기 또는 전력 수신기의 예시적 일 시스템 구성을 도시하는 블록도,
상기 간략 기술된 도면들은 본질적으로 예시적이며, 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 많은 변형들이 본 명세서에서 예상될 수 있으며, 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 첨부된 하나 이상의 청구항들로부터 해석되어야 한다.
도 1은 유도 결합 기반 무선 전력 충전 환경(100)을 도시한다.
종래, 유도 결합 기반 전력 충전 환경(100)은 전력 송신기(102) 및 전력 수신기(104)를 포함한다. 전력 송신기(102)는 전력 수신기(104)와의 유도 결합(110)을 확립하는 것에 의해 에너지를 전달하도록 구성된다. 전력 송신기(102)의 1차 유도 코일(104)은 전력 수신기(106)의 2차 유도 코일에 유도 결합된다. 1차 유도 코일(104)의 전자기 유도의 변화는 2차 유도 코일(108)의 유도의 변화를 야기한다. 상기 유도는 1차 코일(104)에서 2차 코일(108)로의 라디에이션((radiation)) 전달로 인해 발생한다. 그 후, 유도 변화는 (컨버터(112)에 의해) 비례 직류(DC)로 변환된다. 전류의 흐름으로 인해 발생한 전하(Q)는 사용을 위해서 전력 수신기(106)에 존재하는 배터리(114)에 저장된다. 이러한 방법을 통한 전자기 유도 및 전기 에너지 전달에 관한 더 자세한 사항들은 당업자에게 알려져 있으므로 설명하지 않을 것이다.
도 2는 무선 전력 충전을 위한 전력 송신기(102)와 하나 이상의 전력 수신기들(106) 사이의 공진 유도 결합(200)을 도시한다.
전력 송신기(102)와 하나보다 많은 전력 수신기들(106) 사이의 공진 기반 유도 결합(200)도 또한 본 기술분야에 알려져 있다. 이 기술에서, 전력 송신기(102)는 충전 동작을 수행하기 위한 다수의 전력 수신기들(106)에게 특정 주파수로 에너지 라디에이션을 송신한다. 전력 수신기들(106)과 전력 송신기(102) 사이에는 양방향 통신이 확립되어 있다. 전력 수신기들(106)의 충전은 전력 송신기(102)와 전력 수신기들(106) 사이의 공진 유도 결합으로 인해 발생한다. 이러한 공진 유도 결합 방법은 전기 에너지의 근거리 무선 송신들 중 하나이다.
공진 유도 결합에서, 전력 송신기(102)의 1차 코일(104)과 전력 수신기들(106)의 2차 코일(108)은 동일한 전자기 라디에이션 주파수에서 공진하도록 구성된다. 1차 코일의 공진(104)은 전력 송신기(102)에서 생성된 진동 전류의 존재로 인하여 발생한다. 1차 코일(104)에서의 진동이나 공진의 변화는 2차 코일(108)의 공진에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 충전을 위한 전력 송신기(300a)와 전력 수신기(300b) 사이의 공진 유도 결합을 도시한다.
본 실시예에서, 전력 송신기(300a) 및 전력 수신기(300b)는 공진 유도 결합을 통해 서로 연결된다. (도 3에 나타낸 바와 같이) 하나의 전력 수신기(300b)만이 존재하더라도, 전력 송신기(300a)에 커플링될 수 있는 임의 개수의 전력 수신기들(예를 들면, 300b)이 존재할 수 있음에 유의한다.
일 실시예에서, 전력 송신기(300a)는 제 1 신호 제어 유닛(302), 송신기와 레귤레이터 유닛(304), 및 전력 변환 유닛(306)을 포함한다. 동일한 실시예에서, 전력 수신기(300b)는 제 2 신호 제어 유닛(308), 전력 픽업(pickup) 유닛(310), 및 배터리(312)를 포함한다. 제 1 신호 제어 유닛(302) 및 제 2 신호 제어 유닛(308)은 양방향 통신을 수행한다. 예를 들어, 제 1 신호 제어 유닛(302) 및 제 2 신호 제어 유닛(308) 사이의 이 양방향 통신은 NFCIP(Near Field Communication Interface Protocol)와 같은 네트워킹 프로토콜 하에서 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 전력 송신기(300a)의 작동 원리가 제공된다. 신호 제어 유닛(302)은 전력 수신기(300b)와 전력 송신기(300a)의 통신을 용이하게 하도록, 보다 구체적으로는, 전력 수신기(300b)를 탐색하는 것에 의해서 상기 통신을 용이하게 하도록 구성된다. 이 통신은 상기 주파수 내에서 탐색되는 디바이스들(300a를 포함하는 전력 수신기들)의 개수 또는 무선 충전 패드에 존재하는 디바이스들의 개수를 제공한다. 송신기 및 레귤레이터 유닛(304)은 전력 수신기들(300b 포함)에 대한 이 카운트(count)를 수신하여 공진 라디에이션의 설정을 결정할 수 있다. 그 후에, 1차 코일(314)을 포함한 전력 변환 유닛(300a)은, 설정과 관련된 정보를 수신하고, 공진 유도를 통해 전력 또는 전하를 송신한다.
다른 실시예에서, 전력 수신기(300b)의 작동 원리가 제공된다. 제 2 신호 제어 유닛(308)은 전력 수신기(300b)의 충전 및 탐색을 용이하게 하기 위해 제 1 신호 제어 유닛(302)과 통신한다. (공진 유도로 인해 야기된) 송신기(300a)로부터의 라디에이션은 전력 픽업 유닛(310)에서 수신된다. 일 실시예에서, 제 2 신호 제어 유닛(308) 및 전력 픽업 유닛(310)은 내부적으로 연결된다. 2차 코일(304)을 통해 수신된 전하는 전력 픽업 유닛(310)에 의해 변환되며, 그 전하가 배터리(312)에 저장된다.
도 4는 본 발명의 예시적 일 실시예에 따른 전력 송신기(300a)와 전력 수신기(300b)사이의 통신 모드의 개략도이다.
전력 송신기(300a) 및 전력 수신기(300b)는 충전 패드(410)에 위치된다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 전력 송신기(300a) 및 전력 수신기(300b)는 데이터 링크 계층(406)을 통해 통신한다. 일 실시예에서, 네트워크 구성 중의 MAC(Media Access Control) 서브 계층(408)은 통신을 위한 네트워크 계층으로서 사용된다. 다른 실시예에서, 전력 송신기(300a) 및 전력 수신기(300b) 사이의 네트워크 통신은 MAC 계층이 될 수 있다(미도시). 또 다른 실시예에서, 네트워크 통신의 계층이 전력 송신기(300a)와 전력 수신기(300b) 사이의 통신을 위해 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들면, 전력 송신기(300a)와 전력 수신기(300b) 사이의 MAC 서브 계층(408)에서의 정보 전송은 프레임들의 형태(프레임들은 MAC 서브 계층(408)에서 데이터 패킷들의 형태임)로 발생한다. 그러나, 이 실시예 및 다른 실시예들에서 제공된 프레임들은 다만 데이터 통신의 일 실시예이며, 임의의 데이터 포맷이 전력 송신기(300a)와 전력 수신기(300b) 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 이러한 변화들 및 작은 변형은 통신 네트워크의 당업자에게 알려져 있다.
현재의 실시예에서, 제 1 신호 제어 유닛(302)은 제 1 프레임 디코딩 모듈(402)을 포함한다. 제 1 프레임 디코딩 모듈(402)은 전력 수신기(300b)로부터 수신된 프레임을 디코딩 또는 인터프리팅하도록 구성된다. 프레임들은 신호 제어 유닛(302)에서 송신기 판독가능한 신호들로 인터프리팅된다. 또한, 제 2 신호 제어 유닛(308)은, 전력 송신기(300a)로부터의 프레임들을 수신기 판독가능한 신호들로 인터프리팅하도록 구성된 제 2 프레임 디코딩 모듈(404)을 포함한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 전력 수신기(300b)를 탐색하는 방법(500a)을 도시한다.
방법(500a)에서는, 단계(502)에서, 전력 송신기(300a)에 의해 디바이스-탐색 요청 프레임이 전력 수신기(300b)로 전송된다. 전력 수신기(300b)는, 송신기(300a)로부터 요청 프레임을 수신하는 경우, 단계(504)에서 대기 시간을 결정한다. 일 실시예에서, 전력 수신기(300b)에 의해 결정된 대기 시간은 임계 응답 시간(Td) 미만이다. 예를 들어, 임계 응답 시간은 충전 패드(410)(도 4 참조), 임계 반응 시간 값들의 히스토리(송신기(300a)에 의해 설정), 및 디바이스 탐색 결과들에 존재하는 전력 수신기들의 어서트된(asserted) 수에 기초하여 전력 송신기(300a)에 의해 할당된다. 단계(506)에서, 전력 수신기(300b)는 다른 전력 수신기들 및 전력 송신기(300a)의 네트워크에서 식별을 용이하게 하기 위한 랜덤 아이디(random id)를 결정한다. 단계(508)에서, 전력 수신기(300b)는 전력 송신기(300a)에게 디바이스 탐색 확인응답 프레임을 전송한다. 디바이스 탐색 확인응답 프레임은 전력 수신기(300b)에 특정한 랜덤 아이디를 포함한다. 디바이스 탐색 확인응답 프레임은 전력 송신기(300a)에 의해 할당된 임계 반응 시간(Td) 내에 전송됨에 유의해야 한다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법(500b)을 도시한다.
방법(500b)은 (도 5a에서 상세히 설명된) 방법(500a)의 연속인 것으로 인식될 수 있다.
단계(510)에서는, 단계(502)에서 전력 수신기(300b)에 의해 제공된 랜덤 아이디가 전력 송신기(300a)에 의해 추출된다. 단계(512)에서는, 랜덤 아이디가 전력 수신기(300a)에 대해 고유한 디바이스 아이디로 매핑된다. 단계(514)에서는, 디바이스 탐색 확인 프레임이 전력 수신기(300b)에게 전송된다. 디바이스 탐색 확인 프레임은 랜덤 아이디 및 고유 디바이스 아이디를 포함한다. 단계(516)에서, 전력 수신기(300b)는 고유한 디바이스 아이디를 추출한다. 그 후에, 수신기(300b)는 전력 송신기(300a)에게 디바이스 탐색 확인응답 프레임을 전송한다. 디바이스 탐색 확인응답 프레임은 전력 수신기(300b)에 대한 고유 디바이스 아이디를 포함한다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 하나보다 많은 디바이스를 탐색하는 방법(500c)을 도시한다.
일 실시예에서, 전력 송신기(300a)는 다음과 같은 하나 이상의 단계들을 수행하는 것에 의해 전력 수신기들(300b 및 500x)을 탐색한다.
단계(520)에서, 디바이스 탐색 요청 프레임은 2개의 전력 수신기들(300b 및 500x)에게 전송된다. 단계(522)에서, 전력 수신기들(300b 및 500x)은 전력 송신기(300a)에게 디바이스 탐색 응답 프레임을 전송하며, 여기서 디바이스 탐색 응답 프레임들은 각 전력 수신기들(300b 및 500x)의 랜덤 아이디를 포함한다. 단계(524)에서, 전력 송신기(300a)는 전력 수신기(300b 및 500x) 양쪽 모두의 랜덤 아이디들을 추출한다. 단계(526)에서, 전력 송신기(300a)는 랜덤 아이디들이 전력 수신기들(300b 및 500x)의 각각에 대해 고유한지의 여부를 결정한다. 그 후에, 528에서, 전력 수신기들의 랜덤 아이디들은 전력 수신기들의 각각에 대해 고유한 디바이스 아이디들로 매핑된다. 단계(530)에서, 전력 송신기는 전력 수신기들(300b 및 500x)에게 디바이스 탐색 확인 프레임을 전송한다. 534에서는, 전력 수신기들(300b 및 500x)로부터의 디바이스 탐색 확인응답 프레임들이 전력 송신기(300a)에 의해 수신된다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 예시적 상황(500d)을 도시한다.
본 실시예에서는, 전력 송신기(300a)가 다수의 전력 수신기들(300b를 포함)과의 통신을 시도하는 경우, 도 5d에 도시된 바와 같은 예시적 상황(500d)이 발생할 수 있다. 그러나, 이해를 돕기 위해, 단일의 전력 수신기(300b)가 사용된다. 가능한 다수의 전력 수신기들을 추가하고 여전히 동일한 단계들을 수행한다는 것을 당업자는 알 것이다.
단계(536)에서는, 전력 송신기(300a)가 전력 수신기(300b)에게 디바이스 탐색 요청 프레임을 전송한다. 그 후에, 전력 송신기(300a)는 임계 응답 시간(Td)을 기다린다. 전력 수신기(300b)로부터 응답이 없는 경우, 단계(538)에서, 전력 송신기(300)는 요청을 재전송한다. 동일한 절차가 단계(540)에서 이어진다. 단계(542)에서, 임계 횟수(예를 들어, 3회) 이후에, 전력 송신기는 전력 수신기(300b)에게 디바이스 탐색 요청 프레임을 전송하는 것을 중단한다.
도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 다른 예시적 상황(500e)을 도시한다.
전력 송신기(300a)가 전력 수신기(300b)에게 디바이스 탐색 요청 프레임을 전송하는 경우, 단계(544)에서 예시적 상황(500e)이 시작된다. 단계들(546 및 548)에서, 전력 송신기(300a)는 Td가 끝날 때까지 대기한 이후에 전력 송신기(300a)에게 디바이스 탐색 요청 프레임을 재송신한다. 그 후에, 전력 송신기(300a)는 전력 수신기(300b)에 대한 Td를 재설정하며, 이것이 단계(550)로 표시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전력 수신기(300b)로부터 응답이 없는 경우, 디바이스 탐색 요청 프레임이 재송신된다. 디바이스 탐색 응답 프레임이 수신되는 경우, 다른 디바이스 탐색 요청 프레임은 다음 탐색 단계 중에 발행된다. 또한, Td의 설정은 양쪽 모두의 경우들, 즉 디바이스 탐색 요청 프레임의 재송신 및 새로운 탐색 페이스(face)에서의 요청 프레임의 다른 송신을 위해 적용된다. 단계(552)에서, 전력 송신기(300a)는 재설정된 Td를 가지고 디바이스 탐색 요청 프레임을 전송하며, 도 5e에서 Td는 Tdnew로 라벨링되어 있다. 절차는 Tdnew의 완료 이후에 디바이스에게 요청 프레임을 재송신하는 것에 의해 반복된다. 일 실시예에서, 재설정된 Td를 가진 요청 프레임의 재송신은 임계 횟수 동안 수행된 이후에, 전력 송신기(300a)에 의해 중단된다.
상기 설명은 Td의 재설정이 이루어지는 모든 시나리오에 대해 상황을 제공하지 않음이 인식될 수 있다. 이들은 단지 예시의 목적을 위한 것이다. Td의 재설정이 이루어지는 다양한 조합들과 조건들을 예측하는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
도 5f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 또 다른 예시적 상황(500f)을 도시한다.
단계(556)에서, 디바이스 탐색 요청 프레임은 전력 송신기(300a)에 의해 전력 수신기(300b 및 500x)에게 전송된다. 단계(558)에서, 전력 수신기(300b 및 500x)는 전력 송신기에게 응답 프레임들을 송신하기 위한 대기 시간을 결정한다. 단계(558)에서, 양쪽 모두의 전력 수신기들이 동일한 대기 시간을 결정하여 전력 송신기(300a)에게 동일한 신호 주파수에서 송신했기 때문에, 그 전력 수신기들(300b 및 500x)에 의해 전송된 응답 프레임들 사이에 충돌이 발생한다. 디바이스 탐색 응답 프레임들에서의 충돌 때문에, 단계(560)에서, 전력 송신기(500x)는 양쪽 모두의 디바이스 탐색 응답 프레임을 무시하고, 562 및 564에서 탐색 요청 프레임들을 재송신한다. 새로운 탐색 요청 프레임은 동일한 Td를 가지거나 그렇지 않을 수도 있다.
도 5g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 무선 전력 충전을 위한 디바이스를 탐색하는 방법의 또 다른 예시적 상황(500g)을 도시한다.
디바이스 탐색 요청 프레임들은 전력 송신기(300a)에 의해 전력 수신기들(300b 및 500x)에게 전송된다. 이 단계는 566으로 표시되어 있다. 단계(568)에서, 전력 수신기들(300b 및 500x)은 대기 시간을 결정한다. 이 실시예에서, 전력 수신기들(300b 및 500x)은 동일한 랜덤 아이디를 결정하고, 전력 송신기(300a)에게 디바이스 탐색 응답 프레임들을 송신한다. 이 단계는 570으로 표시되어 있다. 동일한 랜덤 아이디 결정으로 인해, 단계(572)에서, 전력 송신기(300a)는 전력 수신기들로부터의 디바이스 탐색 응답 프레임들을 무시한다. 단계(574)에서, 전력 송신기(300a)는 전력 수신기들(300b 및 500x)에게 디바이스 탐색 요청 프레임을 재송신한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전력 송신기(300a)의 예시적 시스템 구성을 도시한 블록도이다.
전력 송신기(300a)는 메모리(600), 프로세서(602), ROM(read only memory)(608), 송신기 유닛(610), 버스(604), 및 수신기 유닛(612)을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 프로세서(602)는 임의 타입의 연산 회로, 예를 들면 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 복합 명령 세트 컴퓨팅 마이크로프로세서, 축소 명령 세트 컴퓨팅 마이크로프로세서, 매우 긴 명령어 마이크로프로세서, 명시적 병렬 명령 컴퓨팅 마이크로프로세서, 그래픽 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 또는 임의의 다른 타입의 프로세싱 회로를 의미하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 프로세서(602)는 임베디드 컨트롤러들, 예를 들어 일반 또는 프로그래머블 로직 디바이스들이나 어레이들, 응용 주문형 집적 회로들, 단일칩 컴퓨터들, 스마트 카드들 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(600)는 전력 송신기(300a)에 의해 도 5a 내지 도 5g에서 수행되는 모든 단계들을 수행할 수 있는 제 1 신호 제어 유닛(302)을 포함한다. 메모리(600)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리일 수 있다. 다양한 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 메모리 소자들에 저장되어 액세스 될 수 있다. 메모리 소자들은 데이터 및 기계 판독가능 명령들, 예를 들어 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), 하드 드라이브, 메모리 카드들을 처리하기 위한 이동식 매체 드라이브, Memory SticksTM 등을 저장하기 위한 임의의 적절한 메모리 디바이스(들)을 포함할 수 있다.
본 발명의 주된 내용의 실시예들은, 태스크들을 수행하거나 추상 데이터 타입 또는 로우-레벨 하드웨어 컨텍스트들을 정의하기 위한 기능들, 절차들, 데이터 구조들, 및 응용 프로그램들을 포함하여, 모듈들과 함께 구현될 수 있다. 전술한 저장 매체 중의 어느 것에 저장된 기계 판독가능 명령들은 프로세서(602)에 의해 실행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전력 수신기 또는 전력 수신기의 예시적 시스템 구성을 도시한 블록도이다.
전력 수신기(300b)는 메모리(700), 프로세서(702), 버스(704), 통신 인터페이스(706), ROM(Read Only Memory)(708), 송신기 유닛(710), 및 수신기 유닛(712)을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는, 프로세서(702)는 임의 타입의 연산 회로 예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 복합 명령 세트 컴퓨팅 마이크로프로세서, 축소 명령 세트 컴퓨터 마이크로프로세서, 매우 긴 명령어 마이크로 프로세서, 명시적 병렬 명령 컴퓨팅 마이크로프로세서, 그래픽 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 또는 임의의 다른 타입의 프로세싱 회로를 의미하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 프로세서(602)는 임베디드 컨트롤러들, 예를 들어 일반 또는 프로그래머블 로직 디바이스들이나 어레이들, 응용 주문형 집적 회로들, 단일칩 컴퓨터들, 스마트 카드들 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(700)는 전력 수신기(300b)(또한 전력 수신기(500x))에 의해 도 5a 내지 도 5g에서 수행되는 모든 단계들을 수행할 수 있는 제 2 신호 제어 유닛(308)을 포함한다. 메모리(700)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리일 수 있다. 다양한 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 메모리 소자들에 저장되고 액세스될 수 있다. 메모리 소자들은 데이터 및 기계 판독가능 명령들, 예를 들어 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), 하드 드라이브, 메모리 카드들을 처리하기 위한 이동식 매체 드라이브, Memory SticksTM 등을 저장하기 위한 임의의 적절한 메모리 디바이스(들)을 포함할 수 있다.
본 발명의 주된 내용의 실시예들은, 태스크들을 수행하거나 추상 데이터 타입 또는 로우-레벨 하드웨어 컨텍스트들을 정의하기 위한 기능들, 절차들, 데이터 구조들, 및 응용 프로그램들을 포함하여, 모듈들과 함께 구현될 수 있다. 전술한 저장 매체 중의 어느 것에 저장된 기계 판독가능 명령들은 프로세서(702)에 의해 실행될 수 있다.
특정한 예시적 실시예들을 참조하여 본 실시예들을 기술하였으며, 상기 각종 실시예들의 광의의 사상 및 범위로부터 일탈함 없이 이 실시예들에 대한 각종 변형 및 변경들이 이루어질 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 각종 디바이스, 모듈, 선택기, 추정기 등은 하드웨어 회로, 예를 들어 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리회로, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 기계 판독가능 매체에 구현된 소프트웨어의 조합을 사용하여 인에이블되어 동작될 수 있다. 예를 들어, 각종 전기적 구조 및 방법들은 트랜지스터, 논리 게이트, 및 전기적 회로, 예컨대 응용 주문형 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다.

Claims (33)

  1. 무선 충전 환경에서 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 방법으로서,
    전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하는 단계;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각으로부터 상기 요청에 대한 응답을 수신하는 단계;
    상기 응답을 수신시에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들에게 유니캐스트 확인(unicast confirmation)을 송신하는 단계; 및
    상기 유니캐스트 확인에 대응하여 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터 확인응답(acknowledgement)을 수신시에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들 중의 적어도 하나를 충전하도록 라디에이션(radiation)을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탐색하는 것에 관한 요청에 대한 상기 응답은, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각과 관련된 랜덤 아이디(random id)를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유니캐스트 확인은, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각과 관련된 랜덤 아이디 및 디바이스 아이디(device id)를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터 상기 응답을 수신하기 위한 임계 응답 시간을 할당하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 수신기들에 대한 상기 임계 응답 시간을 할당하는 단계는, 충전 패드에 놓인 전력 수신기들의 수, 임계 응답 시간 값들의 히스토리 및 디바이스 탐색 결과들을 어서팅(asserting)하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 랜덤 아이디를 포함하는 상기 응답이 임계 응답 시간 이내에 수신되었는지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 수신기들과 관련된 상기 응답으로부터 랜덤 아이디를 추출하는 단계; 및
    상기 고유의 디바이스 아이디와 상기 랜덤 아이디의 일대일 매칭을 수행하는 것에 의하여, 각 수신기에 대해 고유의 디바이스 아이디를 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 수신기들 중의 적어도 하나를 충전하도록 라디에이션을 송신하는 단계는, 상기 확인응답을 수신시에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들에 대한 전력 전송을 개시하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 동일한 랜덤 아이디들을 가진 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답들을 수신하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 전력 수신기들을 탐색하는 것에 관한 요청을 재송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 송신기에 의해 설정된 임계 응답 시간 값들 및 관련 디바이스 탐색 결과들에 기초하여 상기 하나 이상의 전력 수신기들에 할당된 임계 응답 시간을 재설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 무선 충전 환경에서 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 방법으로서,
    전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하는 단계;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답이 임계 응답 시간 이내가 아닌 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 전력 수신기들을 탐색하는 것에 관한 요청을 재송신하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 무선 충전 환경에서 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 방법으로서,
    전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하는 단계;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 요청을 브로드캐스팅하기 위한, 미리결정된 횟수의 상기 요청을 브로드캐스팅하는 시도 이후에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답이 존재하지 않는 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 전력 수신기들을 외부 디바이스(foreign device)로 결정함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 탐색을 중단하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 무선 전력 충전 방법으로서,
    전력 송신기로부터 디바이스 탐색 요청을 수신하는 단계;
    임계 응답 시간 이내에 상기 요청에 대한 응답을 송신하는 단계(상기 응답은 디바이스 탐색을 용이하게 하는 랜덤 아이디를 포함함);
    상기 전력 송신기로부터 디바이스 탐색 확인을 수신시에, 확인응답을 송신하는 단계; 및
    에너지 저장 디바이스를 충전하기 위하여 상기 전력 송신기로부터의 라디에이션을 전류로 변환하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 디바이스 탐색 요청에 대한 응답을 송신하기 위한 대기 시간을 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 응답을 송신하기 위한 대기 시간은 상기 전력 송신기에 의해 할당된 상기 임계 응답 시간 미만인 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 전력 송신기에 대한 응답으로 제공될 상기 랜덤 아이디를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 전력 송신기에 의해 제공되는 상기 디바이스 탐색 확인으로부터 고유의 디바이스 아이디를 추출하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 확인응답은 상기 랜덤 아이디, 및 고유의 디바이스 아이디를 포함하는 방법.
  18. 무선 전력 충전 시스템으로서,
    하나 이상의 전력 수신기들을 충전하도록 구성된 전력 송신기를 포함하고,
    상기 전력 송신기는,
    신호 제어 유닛;
    응답으로 제공된 전력 수신기들의 수에 기초하여 송신될 라디에이션의 양을 조절하도록 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 레귤레이터 유닛; 및
    상기 레귤레이터 유닛에 연결되며, 에너지 라디에이션들을 송신함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 전력 변환 유닛을 포함하고,
    상기 신호 제어 유닛은,
    상기 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하고;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 송신하고;
    상기 응답이 임계 응답 시간 내에 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각으로부터 수신되는지의 여부를 결정하도록 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 응답을 수신한 이후에 상기 하나 이상의 전력 수신기들에게 유니캐스트 확인을 송신하도록 더 구성되고, 상기 유니캐스트 확인은 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각과 관련된 랜덤 아이디 및 디바이스 아이디를 포함하는 무선 전력 충전 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 유니캐스트 확인에 대응하여 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터 확인응답을 수신하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 확인응답을 수신시에 상기 하나 이상의 전력 수신기들에 대한 전력 전송을 개시하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 동일한 랜덤 아이디들을 가진 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답들을 수신하고; 또한 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 탐색하는 것에 관한 요청을 재송신하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 전력 수신기로부터 상기 응답을 수신하기 위한 상기 임계 응답 시간을 할당하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 충전 패드에 놓인 전력 수신기들의 수, 임계 응답 시간 값들의 히스토리 및 디바이스 탐색 결과들을 어서팅하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 이전에 설정된 임계 응답 시간 값 및 디바이스 탐색 결과들에 기초하여 상기 하나 이상의 전력 수신기들에 할당된 상기 임계 응답 시간을 재설정하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  26. 제 18 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각과 관련된 상기 응답으로부터 상기 랜덤 아이디를 추출하고; 또한 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각에 대해 고유의 디바이스 아이디를 할당하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  27. 무선 전력 충전 시스템으로서,
    하나 이상의 전력 수신기들을 충전하도록 구성된 전력 송신기를 포함하고,
    상기 전력 송신기는,
    신호 제어 유닛;
    응답으로 제공된 전력 수신기들의 수에 기초하여 송신될 라디에이션의 양을 조절하도록 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 레귤레이터 유닛; 및
    상기 레귤레이터 유닛에 연결되며, 에너지 라디에이션들을 송신함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 전력 변환 유닛을 포함하고,
    상기 신호 제어 유닛은,
    상기 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하고;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 송신하고;
    임계 응답 시간 이내에 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답이 존재하지 않는 것으로 결정하고; 또한
    상기 하나 이상의 전력 수신기들을 탐색하는 것에 관한 상기 요청을 재송신하도록 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  28. 무선 전력 충전 시스템으로서,
    하나 이상의 전력 수신기들을 충전하도록 구성된 전력 송신기를 포함하고,
    상기 전력 송신기는,
    신호 제어 유닛;
    응답으로 제공된 전력 수신기들의 수에 기초하여 송신될 라디에이션의 양을 조절하도록 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 레귤레이터 유닛; 및
    상기 레귤레이터 유닛에 연결되며, 에너지 라디에이션들을 송신함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 충전하는 전력 변환 유닛을 포함하고,
    상기 신호 제어 유닛은,
    상기 전력 송신기의 무선 주파수 범위 내에 존재하는 상기 하나 이상의 전력 수신기들을 검출하고;
    상기 하나 이상의 전력 수신기들의 각각을 탐색하는 것에 관한 요청을 송신하고;
    미리결정된 횟수의 상기 요청을 송신하는 시도들 이후에, 상기 하나 이상의 전력 수신기들로부터의 응답이 존재하지 않는 것으로 결정하고; 또한
    상기 하나 이상의 전력 수신기들을 외부 디바이스로 결정함으로써 상기 하나 이상의 전력 수신기들의 탐색을 중단하도록 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  29. 무선 전력 충전 시스템으로서,
    에너지 라디에이션들을 송신하는 전력 송신기;
    상기 에너지 라디에이션들을 수신하기 위해 상기 전력 송신기에 연결되는 하나 이상의 전력 수신기들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 전력 수신기들은,
    신호 제어 유닛;
    상기 전력 송신기로부터의 상기 에너지 라디에이션들을 전류 또는 전하로 변환하기 위해 상기 신호 제어 유닛에 연결되는 전력 픽업 유닛; 및
    상기 전하를 저장하기 위해 상기 전력 픽업 유닛에 연결되는 에너지 저장 유닛을 포함하고,
    상기 신호 제어 유닛은,
    상기 전력 송신기로부터 디바이스 탐색 요청을 수신하고;
    상기 요청에 대한 응답을 송신하되, 상기 응답은 랜덤 아이디를 포함하고; 또한
    상기 전력 송신기로부터 디바이스 탐색 확인을 수신시에 확인응답을 송신하도록 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 디바이스 탐색 요청에 대한 상기 응답을 송신하기 위한 대기 시간을 결정하도록 더 구성되고, 상기 응답을 송신하기 위한 대기 시간은 상기 전력 송신기에 의해 할당되는 임계 응답 시간 미만인 무선 전력 충전 시스템.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 전력 송신기에 대한 상기 응답으로 제공될 랜덤 아이디를 결정하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  32. 제 29 항에 있어서, 상기 신호 제어 유닛은, 상기 전력 송신기에 의해 제공되는 상기 디바이스 탐색 확인으로부터 고유의 디바이스 아이디를 추출하도록 더 구성되는 무선 전력 충전 시스템.
  33. 제 29 항에 있어서, 상기 확인응답은 상기 랜덤 아이디, 및 고유의 디바이스 아이디를 포함하는 무선 전력 충전 시스템.
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