KR20170044495A - 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 기술적 측면에 따른 무선 전력 송신 장치는, 가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 전송부 및 상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하고 상기 클래스 정보에 따라 상기 가변 공진기의 공진 주파수를 변경하도록 상기 무선 전력 전송부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 {APPARATUS FOR TRANSMITING POWER WIRELESSLY AND CONTROL METHOD USING THE SAME}
본 발명은 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근에는 비 접촉 상태에서도 전자 기기에 전력 충전이 가능한 무선 전력 충전 기술이 다양한 분야에 적용되고 있다.
이와 같이, 무선 전력 충전이 다양한 분야에 적용됨에 따라, 무선 전력을 수신하는 장치의 특성에 따라 무선 충전의 다양한 설정이 요구된다.
그러나, 종래에는 각 무선 전력 수신 장치마다 전용의 무선 전력 송신장치를 사용하여야만 하였다.
한국 공개특허공보 제2013-0005571호 한국 공개특허공보 제2012-0078676호
본 발명에 따른 일 실시형태의 목적은, 다양한 무선 전력 수신 장치에 대해서도 효율적으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치를 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치는, 가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 전송부 및 상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하고 상기 클래스 정보에 따라 상기 가변 공진기의 공진 주파수를 변경하도록 상기 무선 전력 전송부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 일 기술적 측면은 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 제안한다. 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은 무선 전력 송신 장치에서 수행된다. 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 핑 신호를 송출하는 단계, 상기 핑 신호에 대한 상기 무선 전력 수신 장치의 응답 신호가 수신되면 상기 응답 신호에서 상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하는 단계 및 상기 클래스 정보에 대응하여, 가변 공진기의 임피던스를 변경시키는 단계를 포함한다.
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 따른 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법은 다양한 무선 전력 수신 장치에 대해서도 효율적으로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법은 전력 전송의 개시 시점부터 높은 효율로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일 적용예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 다른 일 적용예를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 구성도이다.
도 4는 무선 전력 전송의 각 페이즈(Phase)를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 송전부의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 구성도이다.
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 장치의 일 적용예를 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 다른 일 적용예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 일 적용예에서 무선 전력 송신 장치(100)는 모바일 단말(310)을 대상으로 충전을 하는 예를 도시하고 있고, 도 2에 도시된 일 적용예에서 무선 전력 송신 장치(100)는 웨어러블 기기(320)를 대상으로 충전을 수행한다.
모바일 단말(310)과 웨어러블 기기(320)는 각각 무선 전력 수신 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여, 모바일 단말(310) 또는 웨어러블 기기(320)에 필요한 전력을 제공할 수 있다.
무선 전력 수신 장치는 도시된 모바일 단말(310) 또는 웨어러블 기기(320) 외에도 다양한 장치에 적용 가능하다.
이와 같이, 무선 전력 수신 장치는 다양한 장치에 적용될 수 있으며, 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 이러한 다양한 장치에 적용된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 무선 충전 설정을 가변한다.
일 예로, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치와 통신하여 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하고, 확인된 상기 클래스 정보에 따라 무선 전력 송신 장치의 가변 공진기를 조절할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 8을 참조하며 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 전원 공급부(110), 송전부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 외부에서 입력되는 전원을 이용하여, 소정 레벨의 전력을 생성할 수 있다. 전원 공급부(110)에서 제공된 전력은 송전부(120)에 제공된다.
송전부(120)는 전원 공급부(110)에서 제공된 전력을 이용하여 가변 공진기(122)를 동작시켜, 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
송전부(120)는 인버터(121), 가변 공진기(122) 및 커패시턴스 제어기(123)를 포함할 수 있다.
인버터(121)는 제어부(130)의 제어에 따라 동작하여 전원 공급부(110)에서 제공된 전력을 이용하여 가변 공진기(122)를 동작시킬 수 있다.
가변 공진기(122)는 가변 커패시터와 인덕터를 포함할 수 있다. 가변 공진기(122)는 가변적인 임피던스를 제공할 수 있으므로, 다양한 종류의 무선 전력 수신 장치와 자기적으로 결합하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
커패시턴스 제어기(123)는 가변 공진기(122)에 포함된 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절할 수 있다.
제어부(130)는 전원 공급부(110) 내지 송전부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(130)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 제어부(130)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 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. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
제어부(130)는 가변 공진기(122)의 임피던스 변화가 감지되면 핑 신호를 송출하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다. 상기 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호가 수신되면, 제어부(130)는 상기 응답 신호로부터 상기 클래스 정보를 확인할 수 있다.
제어부(130)는 확인된 상기 클래스 정보에 따라 가변 공진기(122)의 임피던스를 조절하도록 송전부(120)를 제어할 수 있다.
상기 클래스 정보는 무선 전력 수신 장치의 종류, 요구 전력 및 임피던스 정보 중 적어도 하나에 따라 구분되는 복수의 클래스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(130)는 각 클래스에 따라 기 설정된 임피던스 정보를 저장한 임피던스 설정 데이터를 가지고 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 클래스 정보에 의하여 무선 전력 수신 장치의 클래스가 확인되면, 확인된 클래스에 해당하는 임피던스 값을 상기 임피던스 설정 데이터로부터 확인한 후, 확인된 임피던스 값이 되도록 가변 공진기(122)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 클래스 정보는 N(N은 자연수)개의 비트로 표시될 수 있고, 가변 공진기(122)에 포함된 가변 커패시터 또한 병렬 연결된 N개의 커패시터를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 클래스 정보는 병렬 연결된 N개의 커패시터를 제어하는 제어 신호로서 사용될 수 있다.
도 4는 무선 전력 전송의 각 페이즈(Phase)를 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 전송을 위해서 최초 셀렉션 페이즈(Selection Phase)가 수행된다.
셀렉션 페이즈는 가변 공진기를 통하여 아날로그 핑 신호를 송출하고, 상기 아날로그 핑 신호에 대한 변화-예를 들어, 임피던스의 변화나 기타 변화 등-를 확인하여, 특정 물체가 무선 전력 송신 장치의 주변에 위치한 것을 판단하는 단계이다.
본 명세서에서 아날로그 핑 신호는 외부 물체의 접근을 판단하기 위한 신호를 통칭하는 것이므로, 그 표현에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 표준이나 실시예에 따라 다른 표현으로 사용되는 신호-예컨대, 비콘 신호 등-도 특정 물체가 무선 전력 송신 장치의 주변에 위치한 것을 판단하는 것이라면 상기 아날로그 핑 신호에 해당한다.
셀렉션 페이즈에서 소정의 물체가 인접한 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치는 핑 신호를 송출하여 대상 물체가 무선 전력 수신 장치인지 확인할 수 있다. 이를 핑 페이즈(PING Phase)라 한다.
핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호를 수신하면, 무선 전력 송신 장치는 응답 신호를 통하여 무선 충전의 대상 및 전력 요구를 확인할 수 있다. 이를 인식 및 구성 페이즈(Identification & Configuration Phase)라 한다.
이후, 확인된 정보에 따라 가변 공진기를 조절, 즉, 가변 공진기의 임피던스를 변경하고, 변경된 임피던스에 따라 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 이를 전력 전송 페이즈(Power transfer Phase)라 한다.
상술한 각 단계에서 각 신호들은 소정의 패킷 단위로 구분될 수 있으며, 표 1은 각 페이즈에서 사용되는 패킷의 종류 및 사이즈의 일 예를 도시하고 있다.
Header Packet Types Message Size
Ping Phase
0x01 Signal Strength 1
0x02 End Power Transfer 1
Identification & Configuration Phase
0x06 Power Control Hold-off 1
0x51 Configuration 5
0x71 Identification 7
0x81 Extended Identification 8
Power transfer Phase
0x02 End Power Transfer 1
0X03 Control Error 1
0x04 Received Power 1
0x05 Charge Status 1
본 발명의 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 핑 신호에 대한 응답 신호, 즉, 핑 페이즈(Ping Phase)와 인식 및 구성 페이즈(Identification & Configuration Phase)를 통하여 무선 전력 수신 장치에 대한 정보를 확인할 수 있다.
이하의 표 2 내지 표 5는 인식 및 구성 페이즈(Identification & Configuration Phase)의 각 패킷들을 도시하고 있으며, 도시된 패킷들은 핑 신호에 대한 응답 신호로서, 무선 전력 송신 장치에서 송출되는 패킷의 일 예에 해당한다.
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
B0 Power Control Hold-off Time
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
B0 Power Class Maximum Power
B1 Reserved
B2 Prop Reserved ZERO Count
B3 Window Size Window Offset
B4 Reserved
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
B0 Major Version Minor Version
B1 (msb) Manufacturer Code
B2 (lsb)
B3 Ext (msb)
? Basic Device Identifier
B6 (lsb)
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
B0 (msb) Extended Device Identifier
?
B7 (lsb)
표 2은 파워 컨트롤(Power Control Hold-off) 패킷을 나타내고, 표 3 은 구성(Configuration) 패킷을 나타낸다. 표 4는 인식(Identification) 패킷을 나타내고, 표 5는 확장 인식(Extended Identification) 패킷을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에서는, 무선 전력 수신 장치의 요구에 따라, 무선 전력 수신 장치를 복수의 클래스로 구분할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 클래스를 확인하고, 확인된 클래스에 따라 설정된 임피던스를 가지도록 가변 공진기를 변경시킬 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신 장치에 대한 클래스 정보는 표 3에 도시된 인식(Identification) 패킷을 통하여 확인될 수 있다.
표 3에 도시된 바와 같이, 인식(Identification) 패킷은 적어도 하나의 리저브(Reserved) 영역을 포함할 수 있다. 리저브 영역은 무선 통신 표준-예를 들어, WPC(Wireless Power Consortium) 등-에서 지정되지 않은 영역에 해당된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 인식(Identification) 패킷의 리저브 영역을 이용하여 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 전달할 수 있다.
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
B0 Power Class Maximum Power
B1 Reserved Class
B2 Prop Reserved ZERO Count
B3 Window Size Window Offset
B4 Reserved
표 6은 구성(Configuration) 패킷의 제2 블록에 포함된 하위 4개의 비트에 클래스 정보가 저장된 예를 도시하고 있다.
무선 전력 수신 장치의 제어부(130, 도 3에 도시)는 인식(Identification) 패킷의 리저브 영역(표 3의 예) 또는 클래스 정보(표 6의 예)을 확인하여, 무선 전력 수신 장치의 클래스를 확인할 수 있다. 도시된 예에서 알 수 있듯이, 상기 클래스 정보는 N(N은 자연수)개의 비트로 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 핑 신호나 그에 대한 응답 신호는 인 밴드 통신 방식으로 송신 또는 수신될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치는 자기적으로 결합되어 있으므로, 결합된 상태에서 신호에 모듈레이션을 수행하여 데이터를 인 밴드 방식으로 제공할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상술한 핑 신호나 그에 대한 응답 신호는 별도의 근거리 통신방식(예컨대, 블루투스 등)을 통하여 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이에서 송신 또는 수신될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 송전부의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 송전부(120)는 인버터(121), 가변 공진기(122) 및 커패시턴스 제어기(123)를 포함할 수 있다.
인버터(121)는 복수의 스위치를 포함한다. 인버터(121)는 제어부(130, 도 3에 도시)의 제어에 따라 스위칭 동작하여 가변 공진기(122)를 동작시킬 수 있다.
도시된 예에서, 인버터(121)는 2개의 스위치(Q2, Q3)가 직렬 연결된 하프 브리지 인버터이나, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 인버터(121)는 풀 브리지 인버터 등의 다른 종류의 인버터도 적용 가능하다. 인버터(121)는 고정 주파수 방식, 가변 주파수 방식, 시비율 변조 방식, 위상 천이 방식 등으로 제어될 수 있다.
가변 공진기(122)는 가변 커패시터와 인덕터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 가변 공진기(122)는 레더 구조의 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 예와 같이, 가변 공진기(122)는 병렬 연결된 복수의 커패시터(C, C1 내지 C3)와, 복수의 커패시터 중 적어도 일부에 각각 직렬 연결된 복수의 스위치(SW1 내지 SW3)를 포함할 수 있다. 가변 공진기(122)는 가변 커패시터에 의하여 커패시턴스가 가변됨에 따라, 공진 임피던스가 변경된다.
커패시턴스 제어기(123)는 제어부(130, 도 3에 도시)에서 제공된 제어 신호에 따라 가변 공진기(122)의 커패시턴스를 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 클래스 정보의 비트 수와 가변 커패시터에서 병렬 연결된 커패시터의 개수는 동일할 수 있다. 이러한 경우, 클래스 정보에 해당하는 비트값을 가변 커패시터에서 병렬 연결된 커패시터의 스위칭 신호로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 표 6에서 클래스 정보는 4개의 비트로 구성되고, 도 5에 도시된 병렬 커패시터의 개수는 4개이다. 이러한 예의 경우, 클래스 정보의 하위 3비트는 각각 SW1 내지 SW3의 스위칭 제어 신호로서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서는 제어부가 별도의 연산 처리 없이 가변 커패시턴스를 조절할 수 있는 효과가 있다.
상술한 도 5에 도시된 예에서는 커패시턴스를 변경하여 임피던스가 변경되는 가변 공진기(122)를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 가변 공진기(122)는 인덕턴스를 변경하여 임피던스를 변경하도록 변형 실시될 수도 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 일 예를 도시하는 순서도이다. 도 6에서 도시된 셀렉션 페이즈는 아날로그 핑을 내보내어 물체의 접근을 감지하는 방식을 예로 사용하였다. 도 6에 도시된 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은 도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 무선 전력 송신 장치에서 수행된다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 아날로그 핑 신호를 송출할 수 있다(S610).
무선 전력 송신 장치는 아날로그 핑 신호에 변화가 감지되면 소정의 장치-예컨대, 무선 전력 수신 장치-가 접근한 것을 감지할 수 있다(S620, 예). 장치의 접근이 감지되지 않으면(S620, 아니오), 무선 전력 송신 장치는 주기적으로 아날로그 핑 신호를 송출할 수 있다(S610).
무선 전력 송신 장치는 핑 신호를 송출할 수 있다(S630).
상기 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호가 수신되면(S640, 예), 무선 전력 송신 장치는 상기 응답 신호에서 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인할 수 있다(S650).
상기 핑 신호에 대한 무선 전력 수신 장치의 응답 신호가 수신되지 않으면(S640, 아니오), 무선 전력 송신 장치는 핑 신호를 재 송출할 수 있다(S630).
무선 전력 송신 장치는 상기 클래스 정보에 대응하여, 가변 공진기의 임피던스를 변경시킬 수 있다(S660).
일 실시예에서, 클래스 정보는 상기 무선 전력 수신 장치의 종류, 요구 전력 및 임피던스 정보 중 적어도 하나에 따라 구분되는 복수의 클래스를 포함할 수 있다.
이하의 표 7은 이러한 클래스의 일 예를 도시하고 있다.
Class 구분 비고
0000 Phone Mobile Phone
0001 Wearable Mobile Phone 과 다른 임피던스를 가지는 제품군
nnnnn 기타 총 4개 bit 로 16가지로 구분할수 있음.
단계 S650에 대한 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 상기 응답 신호에 포함된 구성(Configuration) 패킷의 리저브(Reserved) 영역에서 상기 클래스 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 표 6에서 도시된 예와 같이, 상기 클래스 정보는 상기 구성(Configuration) 패킷의 제2 블록에 포함된 하위 4개의 비트에 해당할 수 있다.
단계 S660에 대한 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는, 확인된 상기 클래스 정보에 해당하는 제1 임피던스를 확인하고, 가변 공진기가 상기 제1 임피던스를 가지도록, 상기 가변 공진기의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 이러한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 각 클래스 정보에 따른 임피던스 값을 사전에 저장하거나 또는 외부로부터 입력받을 수 있다.
단계 S660에 대한 다른 일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 확인된 상기 클래스 정보에 해당하는 복수의 비트를 확인하고, 상기 복수의 비트를 상기 가변 공진기에 포함된 복수의 스위치의 제어 신호로 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 임피던스가 변경된 상기 가변 공진기를 상기 무선 전력 수신 장치의 공진기와 자기적으로 결합시켜 무선으로 전력을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 도시하는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수전부(210), 정류부(220) 를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 무선 전력 수신 장치(200)는 변환부(230) 또는 제어부(240)를 더 포함할 수 있다.
수전부(210)는 무선 전력 송신 장치의 송전부와 자기적으로 결합하여, 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
정류부(220)는 수전부(210)에서 수신된 전력을 정류할 수 있다.
변환부(230)는 정류된 전력을 부하에서 요구하는 레벨로 변환할 수 있다.
제어부(240)는 정류부(220) 또는 변환부(230)의 동작을 제어하여, 전력을 무선으로 수신하도록 하거나 또는 수신된 전력을 변환하여 부하에 제공하도록 할 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
121 : 인버터
122 : 가변 공진기
123 : 커패시턴스 제어기
130 : 제어부
200 : 무선 전력 수신 장치
210 : 수전부
220 : 정류부
230 : 변환부
240 : 제어부

Claims (15)

  1. 가변 공진기를 이용하여 무선 전력 수신 장치에 무선으로 전력을 송신하는 송전부; 및
    상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하고, 상기 클래스 정보에 따라 상기 가변 공진기의 임피던스를 변경하도록 상기 송전부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클래스 정보는
    상기 무선 전력 수신 장치의 종류, 요구 전력 및 임피던스 정보 중 적어도 하나에 따라 구분되는 복수의 클래스를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 가변 공진기의 임피던스 변화가 감지되면 핑 신호를 송출하도록 상기 송전부를 제어하고, 상기 핑 신호에 대한 상기 무선 전력 수신 장치의 응답 신호로부터 상기 클래스 정보를 확인하는 무선 전력 송신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 송전부는
    가변 커패시터를 포함하는 상기 가변 공진기;
    상기 가변 공진기에 연결된 복수의 스위치를 포함하는 인버터; 및
    상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하는 커패시턴스 제어기; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 커패시턴스 제어기는
    상기 제어부로부터 제공된 제어 신호에 따라 상기 커패시턴스를 조절하는 무선 전력 송신 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
    병렬 연결된 복수의 커패시터; 및
    상기 복수의 커패시터 중 적어도 일부에 각각 직렬 연결된, 복수의 스위치; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 클래스 정보는
    N (N은 자연수)개의 비트로 표시되고,
    상기 가변 커패시터는
    병렬 연결된 상기 N 개의 커패시터를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 클래스 정보를 상기 제어 신호로서 상기 커패시턴스 제어기에 제공하는 무선 전력 송신 장치.
  9. 무선 전력 송신 장치에서 수행되는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법에 있어서,
    핑 신호를 송출하는 단계;
    상기 핑 신호에 대한 상기 무선 전력 수신 장치의 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호에서 상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 클래스 정보에 대응하여, 가변 공진기의 임피던스를 변경시키는 단계; 를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 클래스 정보는
    상기 무선 전력 수신 장치의 종류, 요구 전력 및 임피던스 정보 중 적어도 하나에 따라 구분되는 복수의 클래스를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 무선 전력 수신 장치의 클래스 정보를 확인하는 단계는
    상기 응답 신호에 포함된 구성(Configuration) 패킷의 리저브(Reserved) 영역에서 상기 클래스 정보를 획득하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 클래스 정보는
    상기 구성(Configuration) 패킷의 제2 블록에 포함된 하위 4개의 비트에 해당하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 가변 공진기의 임피던스를 변경시키는 단계는
    확인된 상기 클래스 정보에 해당하는 제1 임피던스를 확인하는 단계; 및
    상기 가변 공진기가 상기 제1 임피던스를 가지도록, 상기 가변 공진기의 커패시턴스를 변경하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 가변 공진기의 임피던스를 변경시키는 단계는
    확인된 상기 클래스 정보에 해당하는 복수의 비트를 확인하는 단계; 및
    상기 복수의 비트를 상기 가변 공진기에 포함된 복수의 스위치의 제어 신호로 적용하는 단계;
    를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은
    임피던스가 변경된 상기 가변 공진기를 상기 무선 전력 수신 장치의 공진기와 자기적으로 결합시켜 무선으로 전력을 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
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