KR20150050745A

KR20150050745A - 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20150050745A
Application number: KR1020130131144A
Authority: KR
Inventors: 문연국; 김균탁
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-11

Abstract

무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법은, 충전지의 충전 효율을 증대시키기 위한 것으로, 상기 장치는 무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하여 수신된 전력 신호를 이용하여 충전지를 충전하고, 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하여 검출된 수신 전력값과 기준 전력 값의 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하는 무선 충전 모듈; 및 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 상기 송신 전력 정보를 수신하여 상기 무선 충전 모듈로 기준 전력값으로 제공하는 근거리 무선 통신 모듈을 포함한다.

Description

무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법{Apparatus and method for charging power in wireless charging device}

본 발명은 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈이 장착된 무선 충전 디바이스에서 근거리 무선 통신 모듈을 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 송신 전력 정보를 수신하고, 수신된 송신 전력 값에 상응하는 기준 전력값과 무선 충전 모듈을 통해 수신되는 현재 수신 전력 값을 비교하여 그 결과에 따라 최적의 전력이 무선 충전 모듈의 충전지에 충전될 수 있도록 안테나의 임피던스값을 조정하도록 한 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 무선 충전 디바이스 예를 들면, 이동통신단말기가 작동하기 위해서는 전원 공급을 필요로 하고, 이를 위해서는 배터리가 장착되어야 하며, 이동통신단말기용 배터리로는 1회용이 아닌 충전식 배터리가 널리 사용되고 있다.

이동통신단말기용 배터리의 충전에는 전통적으로 유선충전방식이 널리 사용되어 왔으나, 유선충전은 이동통신단말기의 최대 장점인 이동성을 제한할 뿐만 아니라, 반복적 탈착으로 인한 충전단자의 노쇠 등으로 인하여 충전 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이런 배경에 따라, 대표적인 이동통신단말기인 휴대전화기의 충전에 무접점(무선) 충전 방식이 도입되었다.

가장 일반적인 무접점 충전의 원리는 유도전류이며, 무접점 충전기에 설치된 1차 코일 위에 2차 코일을 내장한 휴대전화기를 올려놓으면, 1차 코일과 2차 코일 사이에 수백 kHz(예, 300kHz 이하) 주파수 대역에서 유도기전력이 발생하여 휴대전화기의 배터리가 충전되는 원리이다.

이러한 무접점 충전은 개발회사 마다 다양한 통신방식이 진행되어 서로 호환성을 갖지 못하는 문제점이 있었으나, 최근에 WPC(Wireless Power Consortium)를 통해 국제 표준화가 이루어졌다.

이와 같이 이동통신단말기에 무접점 충전을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 코일, 즉 나선형 코일 형태의 루프 안테나(이하, 안테나라고 한다)를 필요로 한다.

일반적으로 무접점 충전용 안테나는 휴대전화기의 배터리 커버에 설치되는 바, 최근 안테나가 연결되는 충전회로가 소형화되어 휴대전화기 본체에 내장됨에 따라, 배터리 커버에는 단지 안테나(부)만 남게 되었다.

이동통신단말기에는 무접점 충전의 환경과는 별도로 RFID(Radio Frequency Identification: 무선식별)의 무선환경이 널리 활용되고 있는바, 예를 들어 휴대전화기에 근거리무선통신(Near Field Communication: NFC)을 실현하는 NFC 칩을 설치하고, 여기에 USIM 카드와 같은 비접촉식 스마트카드를 장착하여 외부의 RF 리더기에 접근시키면, 근거리무선통신에 의해 휴대전화기의 USIM 카드의 정보가 RF 리더기에 의해 판독되고 필요한 정보를 기록함으로써 예를 들어 전자화폐기능과 같은 탑재된 기능(예, 전자화폐기능)이 실현된다.

이때, NFC 칩과 리더기 사이의 정보교환은, 리더기에 설치된 1차 코일(안테나)과 휴대전화기에 설치된 NFC 칩의 코일(안테나) 사이의 13.56MHz에서의 유도 기전력에 의해 USIM 카드의 구동을 위한 전력을 공급함으로써 이루어진다.

아울러 휴대전화기에 설치된 NFC 칩은, 리더기로서도 작동하여 외부의 RFID 태그 등에 기록된 정보를 판독할 수 있도록 개발되어 있다. NFC 칩이 리더기로 작동할 경우 NFC 칩에 연결된 안테나(코일)가 1차 코일로 작용하여 전력을 송출하게 되고, 외부에 있는 태그 등에 설치된 코일(안테나)에서 유도기전력이 발생하여 무선통신이 실현될 수 있도록 한다.

즉, 이동통신단말기에 NFC 시스템을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 나선형 코일 형태의 루프 안테나가 필요하게 된다. NFC용 안테나도 배터리 커버에 설치된다.

결과적으로, 휴대전화기로 대표되는 이동통신단말기에 무접점 충전 기능과 근거리무선통신 기능을 모두 탑재하기 위해서는 각각에 기전력을 유도하기 위한 2개의 안테나(코일)가 필요하게 되고, 따라서 배터리 커버에는 2개의 안테나가 장착된다.

이와 같이 두개의 안테나를 이용하여 무선 충전 기능과 근거리 무선 통신 기능을 선택적으로 수행하고자 하는 경우, 선택되는 기능에 대응되는 해당 안테나를 선택적으로 활성화하고 무선 충전과 근거리 무선 통신 모듈을 각각 선택적으로 활성화시켜야된다.

상기와 같이 2개의 안테나가 설치되는 경우 하나의 안테나는 무선 충전을 위한 안테나이고, 다른 하나의 안테나는 근거리 무선 통신을 위한 안테나이다.

만약, 사용자가 무선 충전 디바이스의 충전을 위해 충전 전력을 송신하는 무선 충전 송신기에 접촉하는 경우 무선 충전 송신기의 안테나와 무선 충전 디바이스(수신기)의 안테나의 임피던스 매칭이 중요하다.

만약, 무선 충전 송신기의 안테나와 무선 충전 디바이스의 안테나의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지지 않을 경우에는 충전 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 사용자가 무선 충전 송신기의 안테나와 무선 충전 디바이스의 안테나가 정확하게 매칭시켜 충전 효율을 높이기 위해서는 사용자가 무선 충전 디바이스의 위치를 수동으로 조정하여야 하는 문제점이 발생한다.

이와 같이 사용자가 위치를 조정한다해도 안테나간 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지지 않기 때문에 무선 충전 송신기에서 전송되는 전력값과 동일한 전력값을 무선 충전 디바이스에서 수신할 수 없어 무선 충전 효율이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 이러한 무선 충전 효율을 개선하기 위한 연구 개발이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈이 장착된 무선 충전 디바이스에서 근거리 무선 통신 모듈을 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 송신 전력 정보를 수신하고, 수신된 송신 전력 정보에 상응하는 기준 전력값과 무선 충전 모듈을 통해 수신되는 현재 수신 전력 값을 비교하여 그 결과에 따라 최적의 전력이 무선 충전 모듈의 충전지에 충전될 수 있도록 안테나의 임피던스값을 조정함으로써, 충전지의 전력 충전 효율을 증대시킬 수 있도록 한 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치의 일 측면에 따르면, 무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하여 수신된 전력 신호를 이용하여 충전지를 충전하고, 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하여 검출된 수신 전력값과 기준 전력 값의 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하는 무선 충전 모듈; 및 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 상기 송신 전력 정보를 수신하여 상기 무선 충전 모듈로 기준 전력값으로 제공하는 근거리 무선 통신 모듈을 포함한다.

상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기는 WPC 통신 방식으로 접속되고, 상기 제2 안테나와 무선 충전 송신기는 NFC 통신 방식으로 접속된다.

상기 무선 충전 모듈은, 제1 안테나를 통해 수신되는 전력 신호를 이용하여 충전지에 전력을 충전하는 충전부; 상기 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 전력 검출부; 상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 근거리 무선 통신 모듈로부터 제공되는 기준 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하여 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 매칭부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 근거리 무선 통신 모듈로부터 제공되는 기준 전력값의 비교 결과 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 대응되는 임피던스 조정 제어신호를 상기 매칭부로 제공한다.

상기 근거리 무선 통신 모듈은, 상기 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 송신 전력 정보를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부에서 수신되는 송신 전력 정보를 상기 무선 통신 모듈로 기준 전력값으로 제공하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스의 전력 충전장치의 다른 측면에 따르면, 무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하여 수신된 전력 신호를 이용하여 충전지를 충전하는 충전부; 상기 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 전력 검출부; 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 상기 송신 전력 정보를 수신하여 수신된 송신 전력 정보를 기준 전력값으로 제공하는 정보 제공부; 상기 정보 제공부에서 제공되는 기준 전력값과 상기 검출된 수신 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부에서 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하여 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 매칭부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 정보 제공부에서 제공되는 기준 전력값의 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 대응되는 임피던스 보정 제어신호를 상기 매칭부로 제공한다.

한편, 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법의 일 측면에 따르면, 무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하고 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력값을 수신하는 단계; 상기 제1 안테나를 통해 수신된 수신 전력값과 상기 기준 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정하는 단계; 제1 안테나의 매칭에 따라 제1 안테나를 통해 수신되는 전력신호에 따라 충전지에 전력을 충전하는 단계를 포함한다.

상기 임피던스값을 조정하는 단계는, 상기 검출된 수신 전력값과 상기 기준 전력값을 비교하는 단계; 상기 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정하는 단계를 포함한다.

상기 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 크기 않은 경우 제1 안테나에 대한 임피던스값을 현 상태로 유지한다.

또한, 무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈을 포함하는 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전방법의 다른 측면에 따르면, 무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 무선 충전 모듈에서 수신하고, 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력값을 근거리 무선 통신 모듈에서 수신한 후, 수신된 기준 전력값을 상기 무선 통신 모듈로 제공하는 단계; 상기 무선 충전 모듈에 의해, 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 단계; 상기 무선 충전 모듈에 의해, 상기 근거리 무선 통신 모듈에서 제공되는 기준 전력값과 상기 검출된 수신 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하는 단계; 상기 임피던스값 조정에 따라 상기 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 단계 및 제1 안테나를 통해 수신되는 전력신호를 이용하여 충전지의 전력 충전을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 임피던스값을 조정하는 단계에서 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정한다.

상기 임피던스값을 조정하는 단계에서 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 크기 않은 경우 제1 안테나에 대한 임피던스값을 현 상태로 유지한다.

본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법에 따르면, 무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈이 장착된 무선 충전 디바이스에서 근거리 무선 통신 모듈을 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 송신 전력 정보를 수신하고, 수신된 송신 전력 값과 무선 충전 모듈을 통해 수신되는 현재 수신 전력 값을 비교하여 그 결과에 따라 최적의 전력이 무선 충전 모듈의 충전지에 충전될 수 있도록 안테나의 임피던스값을 조정함으로써, 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치의 블록 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.

이하, 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치 및 그 방법에 대한 바람직할 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치(100)는 제1,2 안테나(10, 40), 매칭부(20), 무선 충전 모듈(30) 및 근거리 무선 통신 모듈(50)을 포함한다. 여기서, 무선 충전 모듈(30)은 충전부(31), 전력 검출부(33), 제어부(34) 및 충전지(35)를 포함하고, 근거리 무선 통신 모듈(50)은 수신부(51) 및 제어부(52)를 포함한다.

제1 안테나(10)는 무선 충전 모듈(30)의 충전지(32)에 전력을 충전하기 위하여 무선 충전 송신기(미도시)로부터 전송되는 전력신호를 수신하는 안테나로서, 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 전력신호를 매칭부(20)를 통해 무선 충전 모듈(30)로 제공한다. 여기서, 제1 안테나(10)는 무선 충전 송신기와 WPC 통신 방식으로 전력 신호를 송수신한다.

제2 안테나(40)는 근거리 무선 통신 모듈(50)을 통해 무선 충전 송신기와 근거리 데이터 통신을 위한 데이터의 송,수신 안테나로서, 상기 제1 안테나(10)를 통해 무선 충전 모듈(30)의 충전지(32)에 전력 충전이 시작되는 경우 무선 충전 송신기로부터 현재 무선 충전 송신기에서 전송되는 전력값(전력 세기) 정보를 수신하여 근거리 무선 통신모듈(50)로 제공한다. 여기서, 제2 안테나(40)는 무선 충전 송신기와 NFC 통신 방식에 따라 데이터를 송수신한다.

매칭부(20)는 상기 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 전력신호를 무선 충전 모듈(30)로 제공하고, 무선 충전 모듈(30)의 제어에 따라 최적의 전력신호를 수신하기 위하여 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기 안테나(미도시)의 매칭을 위한 임피던스값을 조정한다.

무선 충전 모듈(30)은 무선 충전 송신기와 접속되어 무선 충전동작이 시작되면, 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 전력신호를 이용하여 충전지(32)에 전력을 충전하게 되는데, 이때, 무선 충전 모듈(30)은 충전지(32)에 충전되는 즉, 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 현재의 전력 신호 세기를 검출하고, 검출된 전력 신호 세기값과 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값과 비교한다. 여기서, 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값은 제2 안테나(40)를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 전력 송신 정보 즉, 실질적으로 무선 충전 송신기에서 전송되는 전력 신호 세기값이다.

무선 충전 모듈(30)은 기준 전력 신호 세기값과 현재 수신되는 전력 신호 세기값의 비교 결과에 따라 매칭부(20)의 임피던스값을 조정하여 제1 안테나(10)를 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 실제의 전력 신호 세기와 동일한 세기의 전력 신호가 수신될 수 있도록 한다.

이러한 무선 충전 모듈(30)의 상세 구성 및 상세 동작을 살펴보면, 먼저, 충전부(31)는 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 전력신호를 충전지(32)에 충전하고, 전력 검출부(33)는 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 현재의 수신 전력의 세기를 검출하여 제어부(34)로 제공한다. 여기서, 충전부(31)에서 충전지(32)에 전력을 충전하는 구성 및 방법은 이미 공지된 기술로서 상세 설명을 생략하기로 한다.

제어부(34)는 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값과 전력 검출부(33)에서 제공되는 현재 수신되는 전력 세기값을 비교하여, 두 값이 동일한 경우 매칭부(20)의 임피던스 조정을 수행하지 않고 현재 수신된 전력신호에 따라 충전지(32)에 전력을 충전하도록 제어한다.

그러나, 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값보다 전력 검출부(33)에서 제공되는 현재 수신되는 전력 세기값이 큰 경우 제어부(34)는 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기의 안테나의 매칭이 정확하게 이루어지지 않은 것으로 판단하여 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기의 안테나가 정확하게 매칭되도록 매칭부(20)의 임피던스값을 조정한다.

한편, 근거리 무선 통신 모듈(50)의 수신부(51)는 제2 안테나(40)를 통해 기준 송신 전력 정보를 수신하여 제어부(52)로 제공한다. 여기서, 기준 송신 전력 정보는 현재 무선 충전 송신기에서 현재 전송되는 실질적 전력 송신 정보를 의미한다.

근거리 무선 통신 모듈(50)의 제어부(50)는 수신부(51)를 통해 수신되는 기준 송신 전력 정보를 전력 세기값으로 변환하여 무선 충전 모듈(30)의 제어부(34)로 제공한다. 여기서, 근거리 무선 통신 모듈(50)의 근거리 데이터 송수신을 위한 구성 및 동작은 이미 공지된 기술로서 그 상세 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치의 동작을 구체적으로 설명해 보기로 하자.

먼저, 사용자가 무선 충전 디바이스(100)의 충전지(32)에 전력을 무선으로 충전하기 위하여 무선 충전 송신기와 접촉 또는 비접촉 방식으로 전력 충전 동작이 시작되면, 제1 안테나(10)는 WPC 통신 방식에 따라 무선 충전 송신기의 안테나를 통해 전송되는 전력신호를 수신하여 매칭부(20)를 통해 무선 충전 모듈(30)로 제공한다.

그리고 상기 제1 안테나(10)를 통해 무선 충전 모듈(30)의 충전지(32)에 전력 충전이 시작 시점과 동일한 시점에 제2 안테나(40)를 통해 NFC 통신 방식으로 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력 송신 정보 즉, 무선 충전 송신기에서 전송되는 현재 전력 송신 정보(현재 전송되는 전력 세기 정보)를 수신하여 근거리 무선 통신모듈(50)로 제공한다.

근거리 무선 통신 모듈(50)의 수신부(51)는 제2 안테나(40)를 통해 기준 송신 전력 정보를 수신하여 제어부(52)로 제공한다.

그리고, 근거리 무선 통신 모듈(50)의 제어부(50)는 수신부(51)를 통해 수신되는 기준 송신 전력 정보를 전력 세기값으로 변환하여 무선 충전 모듈(30)의 제어부(34)로 제공한다. 여기서, 근거리 무선 통신 모듈(50)의 근거리 데이터 송수신을 위한 구성 및 동작은 이미 공지된 기술로서 그 상세 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이어, 무선 충전 모듈(30)의 충전부(31)는 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 전력신호를 충전지(32)에 충전하고, 전력 검출부(33)는 제1 안테나(10)를 통해 수신되는 현재의 수신 전력의 세기를 검출하여 제어부(34)로 제공한다.

무선 충전 모듈(30)의 제어부(34)는 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값과 상기 전력 검출부(33)에서 검출된 현재 수신되는 전력 세기값을 비교하여, 두 값이 동일한 경우 매칭부(20)의 임피던스 조정을 수행하지 않고 수신된 전력신호에 따라 충전지(32)에 전력을 충전하도록 제어한다.

그러나, 근거리 무선 통신 모듈(50)로부터 제공되는 기준 전력 세기값보다 전력 검출부(33)에서 제공되는 현재 수신되는 전력 세기값이 큰 경우 제어부(34)는 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기의 안테나의 매칭이 정확하게 이루어지지 않은 것으로 판단하여 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기의 안테나가 정확하게 매칭되도록 매칭부(20)로 상기 두 전력 세기의 차이값에 대응되는 임피던스 조정신호를 매칭부(20)로 제공한다.

따라서, 매칭부(20)는 무선 충전 모듈(30)의 제어부(34)로부터 제공되는 임피던스 조정값에 따라 최적의 전력신호를 수신하기 위하여 제1 안테나(10)와 무선 충전 송신기 안테나(미도시)의 매칭을 위한 임피던스값을 조정한다.

이하, 상기한 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법에 대하여 도 2에 도시된 동작 플로우챠트를 이용하여 단계적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 제1,2 안테나, 무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저 사용자가 무선 충전 디바이스(100)의 충전지(32)에 전력을 무선으로 충전하기 위하여 무선 충전 송신기와 접촉 또는 비접촉 방식으로 전력 충전 모드를 실행한다(S101).

무선 충전 모드가 실행되면, 제1 안테나는 WPC 통신 방식에 따라 무선 충전 송신기의 안테나를 통해 전송되는 전력신호를 수신하고, 상기 제1 안테나를 통해 무선 충전 모듈의 충전지에 전력 충전이 시작되는 시점과 동일한 시점에 제2 안테나를 통해 NFC 통신 방식으로 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력 송신 정보 즉, 무선 충전 송신기에서 전송되는 현재 전력 송신 정보(현재 전송되는 전력 세기 정보)를 수신한다(S102).

이어, 무선 충전 모듈은 제1 안테나를 통해 수신되는 전력 신호를 이용하여 충전지에 전력을 충전한다(S103). 여기서, 충전지에 전력을 충전하는 방법은 이미 공지된 기술로서 상세 설명은 생략하기로 한다.

상기 충전지에 전력을 충전하는 중에 무선 충전 모듈은 상기 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값(전력세기)을 검출한다(S104).

이어, 무선 충전 모듈은 제2 안테나를 통해 수신되는 기준 송신 전력값을 근거리 무선 통신 모듈로부터 수신하고, 수신된 기준 송신 전력값과 상기 검출된 현재 수신되는 전력 세기값을 비교한다(S105).

비교 결과, 기준 송신 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰지를 판단한다(S106).

판단 결과, 기준 송신 전력값이 검출된 수신 전력값보다 크지 않은 경우 즉, 수신 전력값이 기준 송신 전력값에 대한 설정된 오차 범위내에 포함되는 경우 제1 안테나 매칭을 위한 임피던스값을 현재 상태로 유지한다(S107). 즉, 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나의 매칭이 잘 이루어진 상태로 판단하여 현 상태로 제1 안테나를 통해 전력 신호를 수신하여 충전지에 전력을 충전하는 것이다.

그러나, S106단계에서의 판단 결과, 기준 송신 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나가 서로 매칭이 정확하게 이루어지지 않은 상태로 판단하여 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나가 정확하게 매칭되도록 상기 기준 송신 전력값과 검출된 수신 전력값에 대한 차이값에 대응되도록 제1 안테나의 임피던스값을 조정한다(S108).

따라서, 제1 안테나를 통해 최적의 전력 신호를 수신하여 충전지에 전력을 충전하는 것이다.

이상에서, 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 권리 범위는 상기에서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 제1 안테나 20 : 매칭부
30 : 무선 충전 모듈 31 : 충전부
32 : 충전지 33 : 전력 검출부
34 : 제어부 40 : 제2 안테나
50 : 근거리 무선 통신 모듈 51 : 수신부
52 : 제어부

Claims

무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치에 있어서,
무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하여 수신된 전력 신호를 이용하여 충전지를 충전하고, 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하여 검출된 수신 전력값과 기준 전력 값의 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하는 무선 충전 모듈; 및
제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 상기 송신 전력 정보를 수신하여 상기 무선 충전 모듈로 기준 전력값으로 제공하는 근거리 무선 통신 모듈;
을 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기는 WPC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 안테나와 무선 충전 송신기는 NFC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 무선 충전 모듈은,
제1 안테나를 통해 수신되는 전력 신호를 이용하여 충전지에 전력을 충전하는 충전부;
상기 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 전력 검출부;
상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 근거리 무선 통신 모듈로부터 제공되는 기준 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부에서 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하여 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 매칭부;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 근거리 무선 통신 모듈로부터 제공되는 기준 전력값의 비교 결과 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 대응되는 임피던스 조정 제어신호를 상기 매칭부로 제공하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치.
제1항에 있어서,
상기 근거리 무선 통신 모듈은.
상기 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기에서 전송되는 송신 전력 정보를 수신하는 수신부; 및
상기 수신부에서 수신되는 송신 전력 정보를 상기 무선 통신 모듈로 기준 전력값으로 제공하는 제어부;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
무선 충전 디바이스의 전력 충전장치에 있어서,
무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하여 수신된 전력 신호를 이용하여 충전지를 충전하는 충전부;
상기 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 전력 검출부;
제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 상기 송신 전력 정보를 수신하여 수신된 송신 전력 정보를 기준 전력값으로 제공하는 정보 제공부;
상기 정보 제공부에서 제공되는 기준 전력값과 상기 검출된 수신 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부에서 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하여 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 매칭부;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기는 WPC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 안테나와 무선 충전 송신기는 NFC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전력 검출부에서 검출된 수신 전력값과 상기 정보 제공부에서 제공되는 기준 전력값의 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 대응되는 임피던스 보정 제어신호를 상기 매칭부로 제공하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전장치.
무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법에 있어서,
무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 수신하고 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력값을 수신하는 단계;
상기 제1 안테나를 통해 수신된 수신 전력값과 상기 기준 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정하는 단계;
제1 안테나의 매칭에 따라 제1 안테나를 통해 수신되는 전력신호에 따라 충전지에 전력을 충전하는 단계;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기는 WPC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제11항에 있어서,
상기 제2 안테나와 무선 충전 송신기는 NFC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제11항에 있어서,
상기 임피던스값을 조정하는 단계는,
상기 검출된 수신 전력값과 상기 기준 전력값을 비교하는 단계;
상기 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정하는 단계;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제14항에 있어서,
상기 비교 결과, 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 크기 않은 경우 제1 안테나에 대한 임피던스값을 현 상태로 유지하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
무선 충전 모듈과 근거리 무선 통신 모듈을 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전방법에 있어서,
무선 충전 송신기로부터 전송되는 송신 전력 신호를 제1 안테나를 통해 무선 충전 모듈에서 수신하고, 제2 안테나를 통해 무선 충전 송신기로부터 전송되는 기준 전력값을 근거리 무선 통신 모듈에서 수신한 후, 수신된 기준 전력값을 상기 무선 통신 모듈로 제공하는 단계;
상기 무선 충전 모듈에 의해, 제1 안테나를 통해 수신되는 현재의 수신 전력값을 검출하는 단계;
상기 무선 충전 모듈에 의해, 상기 근거리 무선 통신 모듈에서 제공되는 기준 전력값과 상기 검출된 수신 전력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 안테나의 임피던스값을 조정하는 단계;
상기 임피던스값 조정에 따라 상기 무선 충전 송신기의 안테나와 제1 안테나간 주파수 매칭을 수행하는 단계 및
제1 안테나를 통해 수신되는 전력신호를 이용하여 충전지의 전력 충전을 수행하는 단계;
를 포함하는 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기는 WPC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제16항에 있어서,
상기 제2 안테나와 무선 충전 송신기는 NFC 통신 방식으로 접속하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제16항에 있어서,
상기 임피던스값을 조정하는 단계에서 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 큰 경우에는 제1 안테나의 매칭이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 상기 수신 전력값과 기준 전력값의 차이값에 따라 상기 제1 안테나와 무선 충전 송신기의 안테나와의 매칭을 위한 임피던스값을 조정하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.
제16항에 있어서,
상기 임피던스값을 조정하는 단계에서 기준 전력값이 검출된 수신 전력값보다 크기 않은 경우 제1 안테나에 대한 임피던스값을 현 상태로 유지하는 것인 무선 충전 디바이스에서의 전력 충전 방법.