KR20160126312A - 무선 전력 송신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 기술적 측면에 따른 무선 전력 송신 방법은 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에서 수행된다. 상기 무선 전력 송신 방법은, 상기 무선 전력 수신 장치를 웨이크 업 시키기 위한 롱 비콘 신호를 송출하는 단계, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 변화량이 상기 기준 범위 내이면 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR POWER TRANSMITTING WIRELESSLY}
본 발명은 무선 전력 송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 기술의 발전에 따라, 무선 기술은 데이터 전송에서 전력 전송까지 다양한 기능을 제공하도록 발전되고 있다. 최근에는 비 접촉으로도 전자 기기의 충전이 가능한 무선 전력 전송 기술이 주요한 이슈가 되고 있다.
무선 전력 전송 기술은 전자 기기와 충전 기기의 물리적인 연결 없이 자유롭게 충전을 제공할 수 있다. 따라서, 충전의 편리성 및 자유도가 높아 무선 전력 전송 기술에 대한 다양한 적용 및 응용이 이루어지고 있다.
한편, 이러한 무선 전력 전송을 위한 다양한 무선 충전 표준이 제정되고 있다. 이러한 무선 충전 표준의 예로서, 무선 충전 시, 별도의 근거리 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP) 외에도, 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)이 모두 적용되고 있다.
이로 인하여, 현재에는 서로 다른 무선 충전 표준을 이용하는 기기 간에는 무선 충전이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
이러한 전원 무선 전력 송신 장치 및 방법과 관련된 종래 기술로는 한국 공개특허공보 제2013-0006363호 또는 한국 공개특허공보 제2012-0138828호 등을 참조하여 이해할 수 있다.
한국 공개특허공보 제2013-0006363호 한국 공개특허공보 제2012-0138828호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 일 실시예는 근거리 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준에서도, 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준을 지원할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 기술적 측면은 무선 전력 송신 방법의 일 실시예를 제안한다. 상기 무선 전력 송신 방법은 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에서 수행된다. 상기 무선 전력 송신 방법은, 상기 무선 전력 수신 장치를 웨이크 업 시키기 위한 롱 비콘 신호를 송출하는 단계, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 변화량이 상기 기준 범위 내이면 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치의 일 실시예를 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신할 수 있다. 상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 자기적으로 결합하는 송신 코일을 포함하는 공진부, 상기 송신 코일에 연결되고, 상기 송신 코일이 롱 비콘 신호 또는 전력을 무선으로 송신하도록 스위칭 동작하는 송전부, 상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 제1 감지 전압을 검출하는 검출부 및 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않고 상기 제1 감지 전압이 이 기준 범위 내이면, 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하도록 상기 송전부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치의 다른 일 실시예를 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신할 수 있다. 상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 자기적으로 결합하는 송신 코일을 포함하는 공진부, 상기 송신 코일에 연결되는 복수의 스위치를 포함하고 증폭 회로를 포함하고, 상기 증폭 회로는 상기 송신 코일이 롱 비콘 신호 또는 전력을 무선으로 송신하도록 스위칭 동작하는 송전부, 상기 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압을 검출하는 검출부 및 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않고 상기 제2 감지 전압이 이 기준 범위 내이면, 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하도록 상기 송전부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 근거리 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준에서도, 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준을 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신장치를 도시하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 전력 송신 장치에서 송출되는 비콘 신호의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 송전부 내지 검출부의 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 도 3의 송전부 내지 검출부의 다른 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 도 3의 송전부 내지 검출부의 또 다른 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)에 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(200)는 무선으로 수신한 전력을 전자 기기(300)에 공급할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(100)는 송신 코일을 포함하고 있으며, 송신 코일은 무선 전력 수신 장치(100)의 수신 코일과 공진 또는 공명하여 수신 코일에 무선 전력을 제공할 수 있다. 도시된 예에서 송신 코일은 한 개가 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서 무선 전력 송신 장치(100)는 복수개의 송신 코일을 구비할 수도 있다.
무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)가 지원하는 무선 충전 표준이 어떠한 것이라도, 전력을 무선으로 송신할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 수신 장치(200)가 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP)을 지원하는 경우이면, 무선 전력 송신 장치(100)는 해당 무선 충전 표준에 따라 무선 전력을 제공할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(200)가 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)을 지원하는 경우라도, 무선 전력 송신 장치(100)는 해당 무선 충전 표준에 따라 무선 전력을 제공할 수 있다.
이러한 무선 전력 송신 장치(100)에 대하여 이하 도 2 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 도시하는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 송전부(120), 공진부(130), 검출부(140), 제어부(150) 및 무선 통신부(160)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 전원 공급부(110)를 더 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 무선 전력 송신 장치(100)의 각 구성요소에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(110)는 상용 교류 전원을 입력받아, 다양한 직류 전원으로 변환하여 제공하는 전원 공급 모듈일 수 있다.
송전부(120)는 공진부(130)의 송신 코일에 연결되고, 송신 코일이 비콘 신호-숏 비콘 신호 또는 롱 비콘 신호- 또는 전력을 무선으로 송신하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 송전부(120)는 복수의 스위치를 포함하는 증폭 회로를 포함할 수 있다. 증폭 회로는 복수의 스위치에 대한 스위칭 동작을 통하여, 송신 코일에 전류를 제공하여 송신 코일이 비콘 신호 또는 전력을 무선 전력 수신 장치(200)에 제공하도록 할 수 있다.
공진부(130)는 송신 코일을 포함할 수 있다. 송신 코일은 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일과 자기적으로 결합하여 비콘 신호- 숏 비콘 신호 또는 롱 비콘 신호-를 전송하거나, 전력을 무선으로 송신할 수 있다.
검출부(140)는 전류로부터 감지 전압을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 검출부(140)는 송신 코일에 흐르는 전류로부터 제1 감지 전압을 검출할 수 있다. 본 일 실시예에서, 제어부(150)는 제1 감지 전압의 변화량을 이용하여 송신 코일의 임피던스의 변화량을 판단할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 검출부(140)는 송전부(120)의 증폭 회로의 출력 전류로부터 제2 감지 전압을 검출할 수 있다. 본 일 실시예에서, 제어부(150)는 제2 감지 전압의 변화량을 이용하여 송신 코일의 임피던스의 변화량을 판단할 수 있다
제어부(150)는 송전부(120)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(150)는 무선 전력 수신 장치(200)로부터 롱 비컨 신호에 대한 응답 신호가 무선 통신부(160)를 통하여 수신되는지를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(150)는 상기 롱 비콘 신호가 송출된 시점으로부터 기 설정된 시간 내에 무선 통신부(160)를 통하여 응답 신호가 수신되지 않으면, 응답 신호가 수신되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
만일 상기 응답 신호가 수신되면, 제어부(150)는 무선 충전 시 근거리 무선 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP)에 따라 무선 전력을 송신하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 제어부(150)는 송신 코일의 임피던스 변화량을 판단하고, 임피던스의 변화량이 일정한 범위 이내이면 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)에 따라 무선 전력을 송신하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다. 이는, 임피던스의 변화량이 일정한 범위 이내이면 공진부(130)의 수신 코일과 무선 전력 수신 장치(200)의 송신 코일이 어느 수준 이상으로 자기적 결합이 가능한 상태일 수 있다. 따라서, 제어부(150)는 임피던스의 변화량이 일정 범위 이내라는 것은, 무선 전력 송신 장치(100)에 인접한 사물이 단순 오브젝트가 아니라 무선 전력 수신 장치(200)로 판단하는 것이다.
결국, 롱 비컨 신호에 대한 응답 신호는 수신되지 않으나, 송신 코일의 임피던스의 변화량이 일정 범위 이내이면, 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)을 지원하는 무선 전력 수신 장치(200)일 것이므로, 제어부(150)는 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)에 따라 무선 전력을 송신하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(150)는 검출부(140)에서 검출된 감지 전압을 기초로 송신 코일의 임피던스 변화량을 판단할 수 있다. 제어부(150)는 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하고, 상기 변화량이 상기 기준 범위 내이면 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 송신하도록 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 감지 전압이 기 설정된 범위 이내이면, 송신 코일의 임피던스의 변화량이 일정 범위 이내인 것으로 판단할 수 있다. 이는, 송신 코일의 임피던스가 급격하게 변화하는 경우, 송신 코일의 전류량 또는 송신 코일과 연결된 송전부(120)의 증폭 회로의 출력 전류량이 크게 유도되기 때문이다.
즉, 송신 코일의 전류량 또는 송신 코일과 연결된 송전부(120)의 증폭 회로의 출력 전류량이 일정 범위 이내인 경우인지를 감지 전압을 통하여 확인할 수 있으며, 일정 범위 이내이면 임피던스의 변화량이 일정한 수준 이하가 되므로 무선 충전이 가능할 수 있다.
따라서, 제어부(150)는 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않고 상기 감지 전압이 이 기준 범위 내에 속하는 동안, 근거리 무선 통신 회선을 이용하지 않는 제2 무선 충전 표준에 따라 전력을 전송하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(150)는 검출부(140)에서 검출된 감지 전압이 과전류 보호 레벨을 초과하면, 전력을 송신하지 않도록 하거나 또는 송신을 중단하도록 할 수 있다. 제어부(150)는 감지 전압이 검출되는 위치에 따라 다르게 설정된 과전류 보호 레벨을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(150)는 무선으로 전력을 송신하다가 무선 전력 수신 장치(200)의 전력이 일정한 수준 이상으로 충전되면 전력 송신을 중단하도록 할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신 장치(200)에 전력이 일정 이상 충전되는 경우, 송신 코일의 전류 또는 증폭 회로의 출력 전류가 감소하게 된다.
따라서, 제어부(150)는 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 송신하는 중에, 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 제1 감지 전압이 제1 최소 전압 레벨 미만이면 전력 송신을 중단하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
또는, 제어부(150)는 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 송신하는 중에, 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최소 전압 레벨 미만이면 전력 송신을 중단하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 제어부(150)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
무선 통신부(160)는 무선 전력 수신 장치(200)와 근거리 무선 통신 회선을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(160)는 블루투스 방식으로 무선 전력 수신 장치(200)와 근거리 무선 통신 회선을 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 충전 시 근거리 무선 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP)을 지원하는 무선 전력 수신 장치(200)를 도시하고 있다.
무선 전력 수신 장치(200)는 수신 코일을 포함하는 공진부(210)를 포함할 수 있다. 공진부(210)를 통하여 유도된 전력은 정류부(220)를 통하여 정류되고, 변환부(230)에 의하여 변환되어 부하에 제공될 수 있다. 제어부(240)는 정류뷰(220) 또는 변환부(230)의 동작을 제어할 수 있으며, 롱 비컨 신호가 수신되는 경우, 무선 통신부(250)를 이용하여 그에 대한 응답 신호를 근거리 무선 통신 회선으로 전송할 수 있다.
도 2에 도시된 무선 충전 시 근거리 무선 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP)을 지원하는 무선 전력 수신 장치(200)외에도, 도시되지는 않았으나 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)을 지원하는 다른 타입의 무선 전력 수신 장치(200)도 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전력을 수신받을 수 있음은 이미 상술한 바와 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 전력 송신 장치에서 송출되는 비콘 신호의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 3에 도시된 비콘 신호는 공진부(130)를 통하여 전송되는 신호들이다.
도 3을 더 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 주기적으로 숏 비콘 신호(S)들을 송출할 수 있다. 숏 비콘 신호(S')를 송출한 송신 코일에 흐르는 전류에 변화가 발생하면, 무선 전력 송신 장치(100) 근처에 어떠한 물체가 접근한 것일 수 있다. 따라서, 제어부(150)는 검출부(140)에서 제공된 송신 코일 전류에 대한 감지 전압이 변화하면, 롱 비콘 신호(L)를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
이후, 제어부(150)는 롱 비콘 신호(L)에 대한 응답 신호가 무선 통신부(160)를 통하여 수신되는지 확인하고, 응답 신호가 수신되지 않으면 상술한 바와 같이 송신 코일의 임피던스 변화량을 확인하여 전력을 무선으로 송신할 지 판단할 수 있다. 이는, 상기 응답 신호가 수신되지 않고 상기 임피던스의 변화량이 일정 범위 이상인 경우, 무선 전력 송신 장치(100)에 인접한 물체는 무선 전력 수신 장치(200)가 아니므로, 제어부(150)는 이러한 경우 일정 시간 후에 다시 숏 비콘 신호(S)를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 롱 비콘 신호(L)에 대한 응답 신호가 무선 통신부(160)를 통하여 수신되거나, 또는 상기 응답 신호가 수신되지 않더라도 송신 코일의 임피던스 변화량이 일정 범위 이내이면, 무선으로 전력을 송신하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 송전부 내지 검출부의 일 예를 도시하는 회로도이다.
도 4 내지 도 6을 더 참조하면, 공진부(130)는 송신 코일(L) 및 커패시터(C)를 포함하는 LC 공진 탱크를 포함할 수 있다.
송전부(120)는 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)를 포함하는 증폭 회로를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)는 서로 직렬 연결되어, 전압원과 루프를 형성할 수 있다. 제2 스위치(Q2)는 상기 공진 탱크와 병렬 연결될 수 있다.
제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)는 교번적으로 스위칭되어, 전압원의 전력을 이용하여 공진 탱크를 공진시킬 수 있다.
검출부(140)는 감지 저항을 포함할 수 있다. 검출부(140)의 위치에 따라 도 4 내지 도 6에 도시된 실시예들이 구분될 수 있다.
도 4에 도시된 일 실시예에서, 검출부(140)는 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 연결 접점에 일단이 연결되고, 타단이 상기 공진 탱크의 일단에 연결되는 제1 감지 저항(R1)을 포함할 수 있다. 검출부(140)는 제1 감지 저항(R1)을 이용하여 송신 코일(L)에 흐르는 전류로부터 감지 전압을 검출할 수 있다.
도 5에 도시된 일 실시예에서, 검출부(140)는 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 연결 접점에 일단이 연결되고, 타단이 공진 탱크의 일단에 연결되는 제2 감지 저항(R2)를 포함할 수 있다. 검출부(140)는 제2 감지 저항(R2)을 이용하여 증폭 회로의 출력 전류로부터 감지 전압을 검출할 수 있다.
도 6에 도시된 일 실시예에서, 검출부(140)는 상기 제1 감지 저항(R1) 및 상기 제2 감지 저항(R2)을 모두 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제어부(150)는 제1 감지 저항(R1)에서 검출된 제1 감지 전압이 일정한 범위를 벗어나거나, 또는 제2 감지 저항(R2)에서 검출된 제2 감지 전압이 일정한 범위를 벗어나면, 송신 코일의 임피던스가 일정한 범위를 벗어난 것으로 판단하고, 전력을 송신하지 않도록 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 방법을 설명하는 순서도이다. 도 7을 참조하여 설명할 무선 전력 송신 방법은 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 무선 전력 송신 장치(100)에서 수행된다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 숏 비콘 신호를 송출할 수 있다(S710).
무선 전력 송신 장치(100)는 숏 비콘 신호를 송출한 송신 코일 또는 증폭 회로의 전류 변화를 감지하고(S720), 변화가 감지 되지 않으면(S720, 아니오) 일정 주기로 숏 비콘 신호를 재 송출할 수 있다(S710).
만약 변화가 감지 되면(S720, 예), 무선 전력 송신 장치(100)는 롱 비콘 신호를 송출할 수 있다(S730).
무선 전력 송신 장치(100)는 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 판단하고(S740), 상기 응답 신호가 수신되면(S740, 예), 무선 충전 시 근거리 무선 통신 회선을 이용하는 무선 충전 표준(예컨대, Alliance for Wireless Power, A4WP)에 따라 무선으로 전력을 송신할 수 있다(S750).
한편, 상기 응답 신호가 수신되지 않으면(S740, 아니오) 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S760).
무선 전력 송신 장치(100)는 상기 변화량이 상기 기준 범위 내이면(S760, 예) 상기 무선 전력 수신 장치에 무선 충전 시 별도의 근거리 통신 회선을 이용하지 않는 무선 충전 표준(예컨대, Wireless Power Consortium, WPC 등)에 따라 전력을 무선으로 송신할 수 있다(S770).
한편, 상기 변화량이 상기 기준 범위를 벗어나면(S760, 아니오), 일정 시간 후에 다시 숏 비콘 신호를 송출할 수 있다(S710).
단계 S740에 대한 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 근거리 무선 통신 회선을 통하여 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 근거리 무선 통신 회선을 오픈하고, 상기 근거리 무선 통신 회선을 통하여 상기 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S740에 대한 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 롱 비콘 신호가 송출된 시점으로부터 기 설정된 시간 내에 상기 근거리 무선 통신 회선을 통하여 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 응답 신호가 수신되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
단계 S760에 대한 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 코일에 흐르는 전류를 이용하여 송신 코일의 임피던스 변화량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 제1 감지 전압이 제1 최대 전압 레벨을 초과하면, 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
단계 S760에 대한 다른 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 증폭 회로의 출력 전류 전류를 이용하여 송신 코일의 임피던스 변화량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최대 전압 레벨을 초과하면 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
단계 S760에 대한 다른 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 코일에 흐르는 전류 및 증폭 회로의 출력 전류 전류를 이용하여 송신 코일의 임피던스 변화량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 제1 감지 전압이 제1 최대 전압 레벨을 초과하거나, 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최대 전압 레벨을 초과하면, 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 과전류에 대하여 보호 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 상기 제1 감지 전압이 과전류 보호 레벨을 초과하면, 전력 송신을 중단할 수 있다.
다른 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 상기 제2 감지 전압이 과전류 보호 레벨을 초과하면, 전력 송신을 중단할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)의 충전 정도에 따라 전력 송신을 중단할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 송신한 후에, 상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 상기 제1 감지 전압이 제1 최소 전압 레벨 미만이면 상기 전력 송신을 중단할 수 있다.
다른 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 송신한 후에,증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최소 전압 레벨 미만이면 상기 전력 송신을 중단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100 : 무선 전력 송신 장치
110 : 전원 공급부
120 : 송전부
130 : 공진부
140 : 검출부
150 : 제어부
160 : 무선 통신부
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 공진부
220 : 정류부
230 : 변환부
240 : 제어부
250 : 무선 통신부

Claims (19)

  1. 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치에서 수행되는 무선 전력 송신 방법에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치를 웨이크 업 시키기 위한 롱 비콘 신호를 송출하는 단계;
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 변화량이 상기 기준 범위 내이면 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계는
    근거리 무선 통신 회선을 오픈하는 단계; 및
    상기 근거리 무선 통신 회선을 통하여 상기 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계는
    상기 롱 비콘 신호가 송출된 시점으로부터 기 설정된 시간 내에 상기 근거리 무선 통신 회선을 통하여 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 응답 신호가 수신되지 않은 것으로 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 제1 감지 전압이 제1 최대 전압 레벨을 초과하면, 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계는
    증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최대 전압 레벨을초과하면 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일의 임피던스 변화량이 기준 범위 내인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 제1 감지 전압이 제1 최대 전압 레벨을 초과하거나, 증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최대 전압 레벨을 초과하면, 상기 임피던스 변화량이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 방법은
    상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 상기 제1 감지 전압이 과전류 보호 레벨을 초과하면, 전력 송신을 중단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 방법은
    증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 상기 제2 감지 전압이 과전류 보호 레벨을 초과하면, 전력 송신을 중단하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 방법은
    상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 단계 후에,
    상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 얻어진 상기 제1 감지 전압이 제1 최소 전압 레벨 미만이면 상기 전력 송신을 중단하는 단계;
    더 를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 방법은
    상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 단계 후에,
    증폭 회로의 출력 전류로부터 얻어진 제2 감지 전압이 제2 최소 전압 레벨 미만이면 상기 전력 송신을 중단하는 단계;
    더 를 포함하는 무선 전력 송신 방법.
  11. 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 자기적으로 결합하는 송신 코일을 포함하는 공진부;
    상기 송신 코일에 연결되고, 상기 송신 코일이 롱 비콘 신호 또는 전력을 무선으로 송신하도록 스위칭 동작하는 송전부;
    상기 송신 코일에 흐르는 전류로부터 제1 감지 전압을 검출하는 검출부; 및
    상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않고 상기 제1 감지 전압이 이 기준 범위 내이면, 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하도록 상기 송전부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    상기 무선 전력 수신 장치와 근거리 무선 통신 회선을 형성하는 무선 통신부; 를 더 포함하고,
    상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호는
    상기 근거리 무선 통신 회선으로 수신되는 무선 전력 송신 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 롱 비콘 신호가 송출된 시점으로부터 기 설정된 시간 내에 상기 근거리 무선 통신 회선을 통하여 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 응답 신호가 수신되지 않은 것으로 판단하는 무선 전력 송신 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되면, 상기 근거리 무선 통신 회선을 이용하는 제1 무선 충전 표준에 따라 전력을 전송하도록 상기 송전부를 제어하는 무선 전력 송신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 제1 감지 전압이 이 기준 범위 내에 속하는 동안 상기 근거리 무선 통신 회선을 이용하지 않는 제2 무선 충전 표준에 따라 전력을 전송하도록 상기 송전부를 제어하는 무선 전력 송신 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 공진부는
    상기 송신 코일 및 커패시터를 포함하는 LC 공진 탱크; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 송전부는
    서로 직렬 연결되어, 전압원과 루프를 형성하는 제1 및 제2 스위치; 를 포함하고,
    상기 제2 스위치는 상기 공진 탱크와 병렬 연결된 무선 전력 송신 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 검출부는
    상기 제1 및 제2 스위치의 연결 접점에 일단이 연결되고, 타단이 상기 공진 탱크의 일단에 연결되는 감지 저항; 을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  19. 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 자기적으로 결합하는 송신 코일을 포함하는 공진부;
    상기 송신 코일에 연결되는 복수의 스위치를 포함하고 증폭 회로를 포함하고, 상기 증폭 회로는 상기 송신 코일이 롱 비콘 신호 또는 전력을 무선으로 송신하도록 스위칭 동작하는 송전부;
    상기 증폭 회로의 출력 전류로부터 제2 감지 전압을 검출하는 검출부; 및
    상기 롱 비콘 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않고 상기 제2 감지 전압이 이 기준 범위 내이면, 상기 무선 전력 수신 장치에 전력을 무선으로 송신하도록 상기 송전부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
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