KR20170105354A - 기기 간 무선 에너지 전송 장치 및 무선 에너지 전송 방법 - Google Patents

기기 간 무선 에너지 전송 장치 및 무선 에너지 전송 방법 Download PDF

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Abstract

기기 간 무선 에너지 전송 장치 및 무선 에너지 전송 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치는, 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여, 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드로 결정하는 결정부와, 상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결하는 연결부와, 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신하는 송수신부, 및 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체하는 제어부를 포함한다.

Description

기기 간 무선 에너지 전송 장치 및 무선 에너지 전송 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERING WIRELESS ENERGY BETWEEN DEVICES}
본 발명은 무선 에너지 전송 기술에 관한 것으로, 각종 전자/전기 기기 사이에서 무선으로 에너지를 용이하게 송수신 함으로써, 필요 시 기기 간에 전원 공급이 자유롭게 이루어질 수 있도록 지원하는 기기 간 무선 에너지 전송 장치 및 무선 에너지 방법에 관한 것이다.
현재 다양한 기기에 무선으로 에너지(전력)을 공급하기 위한 연구가 진행 중에 있으며, 스마트 폰이나 태블릿 PC와 같은 일부 모바일 기기에서 무선으로 충전을 수행하는 기술은 상용화 되어 있다.
지금까지 무선 에너지 전송 기술은 크게 두 가지 방식으로 연구, 개발되고 있으며, 첫 번째는 자기유도 방식을 이용하는 기술과 두 번째는 자기공명 방식을 이용하는 기술이다.
먼저, 자기유도 방식을 이용한 무선 에너지 전송 기술은, 가장 오래되어 상용화가 빨리 진행되고 있는 상태이며, 현재까지 개발된 수준으로는 대략 1cm 미만의 초근접 거리에서 높은 효율로 무선 에너지를 전송할 수 있다.
다음으로, 자기유도 방식을 이용한 무선 에너지 전송 기술에 따르면, 2007년부터 새롭게 등장한 자기공명 방식을 이용하여 대략 수 m 미만의 근거리에서의 무선 에너지 전송을 가능하게 할 수 있다.
자기유도 방식을 이용하는 기기에서 무선 에너지 전송을 위한 송수신 코일은, 초근접 거리 전송을 가능하게 하기 위해 수십 이하의 낮은 Q 값을 갖도록 구성될 수 있으며, 자기공명 방식을 이용하는 기기에서의 송수신 코일은, 100 이상의 높은 Q 값을 갖도록 구성되어 근거리 전송을 가능하게 할 수 있다.
한편, 종래에는 기기 사이에서 무선 에너지를 전송 시, 특정한 어느 하나의 방식으로 무선 에너지를 전송하게 되므로, 상이한 방식을 이용하는 기기 간에 무선 에너지의 자유로운 송수신이 어렵다는 문제점이 있을 수 있다.
이에 따라, 통신 규격이나 기기 종류에 관계 없이 필요 시에 주변의 기기로부터 무선 에너지를 수신하거나 에너지를 필요로 하는 주변의 기기에 무선 에너지를 전송할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 전자 기기 및 전기 기기 사이에서 무선으로 에너지를 용이하게 송수신할 수 있도록 하여, 필요 시에 전원 공급이 기기 간에 자유롭게 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 이중모드 수신기와 이중모드 송신기를 선택적으로 동작시켜, 필요 시에, 주변의 기기로부터 무선으로 에너지를 수신하여 전원을 공급 받고, 에너지의 공급이 필요한 주변의 기기에 무선으로 에너지를 전송해 전원을 공급할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 이중모드 수신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 수신기로 구성하고, 이중모드 송신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 송신기로 구성 함으로써, 무선 에너지의 송수신 시, 통신 규격이나 기기 종류 등에 관계 없이 기기 간에 전원 공급이 자유롭게 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치는, 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여, 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드로 결정하는 결정부와, 상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결하는 연결부와, 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신하는 송수신부, 및 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치는, 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여, 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드로 결정하는 단계와, 상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결하는 단계와, 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신하는 단계, 및 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 전자 기기 및 전기 기기 사이에서 무선으로 에너지를 용이하게 송수신할 수 있도록 하여, 필요 시에 전원 공급이 기기 간에 자유롭게 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이중모드 수신기와 이중모드 송신기를 선택적으로 동작시켜, 필요 시에, 주변의 기기로부터 무선으로 에너지를 수신하여 전원을 공급 받고, 에너지의 공급이 필요한 주변의 기기에 무선으로 에너지를 전송해 전원을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이중모드 수신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 수신기로 구성하고, 이중모드 송신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 송신기로 구성 함으로써, 무선 에너지의 송수신 시, 통신 규격이나 기기 종류 등에 관계 없이 기기 간에 전원 공급이 자유롭게 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 이중모드 송신기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 이중모드 수신기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 6은 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하기 위한 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 주변 기기로 무선 에너지를 송신하기 위한 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치는, 다양한 전자 기기 및 전자 기기 사이에서의 자유로운 무선 에너지 전송을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 무선 에너지 전송 장치는, 주변 기기로 무선 에너지를 전송하기 위한 이중모드 송신기와, 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하기 위한 이중모드 수신기를 각각 구비하고, 하나의 송수신 이중모드 공용코일(공진기)을 이용하여 무선 에너지의 송수신을 수행할 수 있다.
여기서, 이중모드 송신기와 이중모드 수신기는 각각, 자기유도 방식과 자기공명 방식의 송신기 및 자기유도 방식과 자기공명 방식의 수신기를 각각 내장하여, 두 가지 방식을 선택하여 무선 에너지를 송수신할 수 있다.
기기 간 무선 에너지 전송 장치는, '에너지 트랜스폰더'로서 명명될 수 있으며, 각종 전자 기기와 전기 기기에 내장되어, 주변 환경에 따라 무선 에너지의 송신 혹은 수신을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치(100)는 결정부(110), 연결부(120), 송수신부(130), 제어부(140), 전원부(150) 및 배터리부(160)를 포함하여 구성할 수 있다.
결정부(110)는 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여, 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치(제1 스위치)에 대한 모드를, 수신 모드로 결정한다.
결정부(110)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(100)에서 하나의 송수신 이중모드 공용코일을 이용하여, 무선 에너지를 포함하는 신호의 송신과 수신을 전환하여 수행할 수 있도록, 송수신 이중모드 공용코일과 연결된 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드와, 송신 모드 및 대기 상태 중 적어도 하나로 결정할 수 있다.
즉, 결정부(110)는 주변 기기로부터 수신 신호를 수신하려는 경우, 모드결정 스위치에 대한 모드를 수신 모드로 결정하여 모드결정 스위치가 이중모드 수신기와 연결되도록 하고, 주변 기기로 송신 신호를 송신하려는 경우, 모드결정 스위치에 대한 모드를 송신 모드로 결정하여 모드결정 스위치가 이중모드 송신기와 연결되도록 할 수 있다.
또한, 결정부(110)는 외부로부터 공급되는 유선 전원이 중단될 경우, 일정 시간(예컨대, '3분') 동안 모드결정 스위치에 대한 모드를 대기 상태로 결정하여, 모드결정 스위치가 이중모드 송신기와 이중모드 수신기 어느 것과도 연결되지 않도록 할 수도 있다.
즉, 결정부(110)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(100)와 유선으로 연결되거나 또는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(100)를 포함하는 임의의 장치로부터 공급되는 외부 전원의 중단을 감지할 경우, 상기 모드결정 스위치의 모드를 대기 상태로 결정한다. 여기서, '대기 상태'는 외부로부터 전원이 공급되지 않는 상태를 지칭할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(100)는 대기 상태에서 전원부(150)에 남아 있는 전원을 이용하여 최소한의 카운터 동작을 수행할 수 있으며, 외부 전원의 공급 중단이 일시적인지 여부를 확인하기 위해, 외부 전원의 공급이 중단되어 상기 대기 상태를 유지하는 시간이, 일정 시간(예컨대, '3분')을 경과하는지 확인할 수 있다.
외부 전원의 공급이 중단되는 대기 상태에서 일정 시간이 경과하면, 결정부(110)는 모드결정 스위치를 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하여 상기 외부 전원을 대체할 수 있도록, 모드결정 스위치에 대한 모드를 수신 모드로 결정할 수 있다.
연결부(120)는 상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결한다.
즉, 연결부(120)는 모드결정 스위치를 통해 송수신 이중모드 공용코일과 이중모드 수신기를 연결하여, 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하여 상기 외부 전원이 대체되도록 할 수 있다.
일례로, 결정부(110)는 상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치(제3 스위치)에 대한 모드를, 상기 주변 기기의 통신 규격을 고려하여 결정하고, 연결부(120)는 결정된 상기 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 이중모드 수신기를 구성하는 자기유도 수신기 또는 자기공명 수신기와 연결할 수 있다.
이때, 상기 이중모드 수신기가, 자기유도 수신기를 적어도 포함하여 구성되는 경우, 결정부(110)는 상기 모드를, 자기유도방식 모드로 결정하고, 연결부(120)는 결정된 상기 자기유도방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기공명 수신기에 앞서, 상기 자기유도 수신기와 연결할 수 있다.
여기서, 이중모드 수신기는 서로 다른 통신 규격(일례로 자기유도 방식, 자기공명 방식 등)으로 동작하는 복수의 수신기와, 상기 복수의 수신기를 스위칭하여 연결하는 내부 스위치(제3 스위치)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이중모드 수신기가 자기유도 수신기와 자기공명 수신기를 포함하여 구성되는 경우, 연결부(120)는 자기유도 수신기에 우선적으로 제3 스위치를 연결할 수 있다.
송수신부(130)는 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신한다.
일례로, 송수신부(130)는 상기 범위 내에서 핑(Ping) 신호를 감지 함에 따라, 상기 핑 신호를 전송하는 자기유도 송신기를, 상기 주변 기기로서 검색하고, 검색된 상기 자기유도 송신기에 의해 전송되는 수신 신호를, 자기유도 수신기를 통해 수신할 수 있다.
예를 들어, 송수신부(130)는 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1cm) 이내에서 핑 신호를 감지할 경우 자기유도 방식에 따른 응답 동작을 수행하고, 상기 핑 신호를 전송하는 자기유도 송신기 또는 상기 자기유도 송신기를 포함하는 임의의 장치를 상기 주변 기기로서 검색하고, 이중모드 수신기 내 자기유도 수신기를 통해 상기 주변 기기로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다.
이때, 상기 자기유도 송신기가 일정 시간(또는 일정 횟수) 이내에 검색되지 않는 경우, 결정부(110)는 상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치(제3 스위치)에 대한 모드를, 자기공명방식 모드로 결정하고, 연결부(120)는 결정된 상기 자기공명방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기유도 수신기로부터 자기공명 수신기로 전환하여 연결할 수 있다.
즉, 연결부(120)는 상기 범위 내에서 자기유도 송신기가 검색되지 않을 경우, 상기 자기유도 수신기에 연결된 제3 스위치를, 자기공명 수신기로 전환하여 연결할 수 있다.
또한, 송수신부(130)는 선정된 범위(일례로, 1m) 내에서 비콘(beacon) 신호를 감지할 경우, 자기공명 방식에 따른 응답 동작을 수행하고, 상기 비콘 신호를 전송하는 자기공명 송신기 또는 상기 자기공명 송신기를 포함하는 임의의 장치를, 상기 주변 기기로서 검색하고, 이중모드 수신기 내 자기공명 수신기를 통해 상기 주변 기기로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다.
한편, 상기 주변 기기로서 상기 자기공명 송신기도 일정 시간(일정 검색 횟수) 이내에 검색되지 않는 경우, 후술하는 제어부(140)에서는, 주변 기기 없음을 사용자에게 알림할 수 있다.
제어부(140)는 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체한다. 다시 말해, 제어부(140)는 외부 전원이 유지되는 전원부(150)에, 상기 외부 전원을 대신하여 상기 무선 에너지를 공급(입력)할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 상기 무선 에너지의 일부를, 배터리부(160)의 충전에 이용할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 상기 외부 전원의 공급이 중단 됨에 따라, 배터리부(160)에 유지되는 전원을, 상기 이중모드 수신기에 공급하되, 상기 무선 에너지가 전원부(150)에 유지됨에 따라, 상기 무선 에너지를 상기 이중모드 수신기에 공급할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 무선 에너지 전송 장치(100)로 상기 외부 전원이 재공급 되는 경우, 재공급된 외부전원을, 상기 이중모드 송신기에 공급할 수도 있다.
이를 위해, 연결부(120)는 외부 전원의 공급이 중단되는 대기 상태가 일정 시간을 경과 함에 따라, 무선 에너지 전송 장치(100)가 배터리부(160)에 유지된 전원을 이용하여 주변 기기로부터 무선 에너지를 공급 받기 위한 수신 모드로서 동작할 수 있도록, 전원 스위치를 배터리부(160)에 연결할 수 있다.
또한, 연결부(120)는 무선 에너지 전송 장치(100)가 주변 기기로부터 무선 에너지를 공급 받게 되면, 전원부(150)에 유지된 무선 에너지를 주변 기기에 공급하기 위한 송신 모드로서 동작할 수 있도록, 전원 스위치를 배터리부(160)에서 전원부(150)로 전환하여 연결할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 외부 전원이 재공급 되는 경우, 연결부(120)는 상기 모드결정 스위치를, 상기 이중모드 수신기로부터 이중모드 송신기로 전환하여 연결하고, 송수신부(130)는 재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기를 통해, 무선 에너지의 공급을 필요로 하는 주변 기기로 송신할 수 있다.
이때, 연결부(120)는 상기 주변 기기의 통신 규격(예, 자기유도 방식, 자기공명 방식 등)을 고려하여, 상기 이중모드 송신기 내 내부 스위치(제2 스위치)를, 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기와 연결할 수 있다.
예를 들어, 연결부(120)는 주변 기기의 통신 규격을 확인하고, 그에 따라 이중모드 송신기 내 제2 스위치를 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기와 연결할 수 있다.
또한, 연결부(120)는 이중모드 송신기를 구성하는 자기유도 송신기와 자기공명 송신기 중, 자기유도 송신기를 우선적으로 제2 스위치와 연결하고, 주변 기기로서 자기유도 방식의 수신기가 검색되지 않을 경우, 상기 제2 스위치를 자기공명 송신기로 전환하여 연결할 수도 있다.
따라서, 송수신부(130)는 상기 이중모드 송신기 내 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기를 선택적으로 이용하여, 무선 에너지의 공급을 필요로 하는 다양한 통신 규격에 따르는 주변 기기로 송신 신호를 송신할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 전자 기기 및 전기 기기 사이에서 무선으로 에너지를 용이하게 송수신할 수 있도록 하여, 필요 시에 전원 공급이 기기 간에 자유롭게 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이중모드 수신기와 이중모드 송신기를 선택적으로 동작시켜, 필요 시에, 주변의 기기로부터 무선으로 에너지를 수신하여 전원을 공급 받고, 에너지의 공급이 필요한 주변의 기기에 무선으로 에너지를 전송해 전원을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이중모드 수신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 수신기로 구성하고, 이중모드 송신기를 다양한 통신 규격에 따른 복수의 송신기로 구성 함으로써, 무선 에너지의 송수신 시, 통신 규격이나 기기 종류 등에 관계 없이 기기 간에 전원 공급이 자유롭게 이루어지도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 에너지 전송 장치(200)는, 송수신 이중모드 공용코일(210), 제1 스위치(220), 이중모드 송신기(230), 이중모드 수신기(240), 통합 제어기(250), 기기 전원부(260), 보조 배터리(270) 및 전원 스위치(280)를 포함하여 구성될 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(200)는 주변 환경에 따른 통합 제어기(250)의 명령에 따라, 제1 스위치(220)를 동작시켜 동작 모드를 선택할 수 있다. 즉, 제1 스위치(220)는 무선 에너지 전송 장치(200)의 동작 모드에 따라 이중모드 송신기(230) 또는 이중모드 수신기(240)와 연결될 수 있다.
통합 제어기(250)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)가 주변 기기로의 에너지 송신을 위한 '송신 모드'로 동작할 경우, 제1 스위치(220)를 이중모드 송신기(230)와 연결하고, 주변 기기로부터 에너지를 수신하기 위한 '수신 모드'로 동작할 경우, 제1 스위치(220)를 이중모드 수신기(240)로 연결할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(200)가 '송신 모드'일 경우, 통합 제어기(250)는 기기 전원부(260)를 제어하여 이중모드 송신기(230)에 전원을 공급하고, '수신 모드'일 경우에는 기기 전원부(260)에 유지되는 전원이 이중모드 수신기(240)에 공급되도록 제어할 수 있다.
일례로, 통합 제어기(250)는 외부로부터 유선 전원(외부 전원)이 입력되지 않는 경우 무선 에너지 전송 장치(200)가 수신 모드로 동작하도록 제1 스위치(220)를 제어하고, 전원 스위치(280)를 제어하여 보조 배터리(270)에 유지되는 전원을 이용할 수 있다. 즉, 통합 제어기(250)는 전원 스위치(280)를 통해 연결된 보조 배터리(270)로부터 전원을 공급 받을 수 있다.
이때, 외부 전원이 무선 에너지 전송 장치(200)에 입력되는 경우, 통합 제어기(250)는 무선 에너지 전송 장치(200)가 송신 모드로 동작하도록 제1 스위치(220)를 제어하고, 전원 스위치(280)를 제어하여, 입력된 외부 전원이 유지되는 기기 전원부(260)로부터 전원을 공급 받을 수 있다.
또한, 보조 배터리(270)는 외부 전원이 무선 에너지 전송 장치(200)에 입력되어 주변 기기에 무선 에너지를 송신 가능한 송신 모드일 경우, 또는 주변 기기로부터 충분한 무선 에너지가 수신되는 수신 모드일 경우, 기기 전원부(260)에 유지되는 전원을 이용하여 충전될 수 있으며, 기기 전원부(260)에 유지되는 전원이 기준치 이하가 되면, 통합 제어기(250)는 기기 전원부(260)를 대신하여 보조 배터리(270)로부터 전원을 공급 받을 수 있다.
도 3은 이중모드 송신기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 이중모드 송신기(230)는 다양한 통신 규격(자기유도, 자기공명)에 따라 무선 에너지를 송신 가능한 복수의 송신기를 선택적으로 이용 가능하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 이중모드 송신기(230)는 제2 스위치(310), 자기유도 송신기(320) 및 자기공명 송신기(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2 스위치(310)는 주변 기기의 통신 규격을 고려하여 자기유도 송신기(320) 또는 자기공명 송신기(330)와 연결될 수 있다.
자기유도 송신기(320)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 일정 거리 이내에 위치하는 자기유도 수신기(주변 기기)에, 자기유도 방식으로 무선 에너지를 포함한 송신 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 자기유도 송신기(320)는 자기유도 신호발생기(321), 자기유도 인버터(322) 및 자기유도 정합회로(323)를 포함하여 구성될 수 있다.
자기공명 송신기(330)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 일정 거리 이내에 위치하는 자기공명 수신기(주변 기기)에, 자기공명 방식으로 무선 에너지를 포함한 송신 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 자기공명 송신기(330)는 자기공명 신호발생기(331), 자기공명 인버터(332) 및 자기공명 정합회로(333)를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 제2 스위치(310)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기의 통신 규격이 자기유도 방식이면 자기유도 송신기(320)와 연결되고, 상기 주변 기기의 통신 규격이 자기공명 방식이면 자기공명 송신기(330)와 연결될 수 있다.
다른 일례로, 제2 스위치(310)는 우선적으로 자기유도 송신기(320)와 연결되고, 본 발명의 무선 에너지 전송 장치 주변에 자기유도 방식으로 무선 에너지를 수신 가능한 주변 기기, 즉 자기유도 수신기가 검색되지 않으면, 자기공명 송신기(330)로 전환하여 연결될 수 있다.
여기서, 자기유도 정합회로(323)와 자기공명 정합회로(333)는 하나의 송수신 이중모드 공용코일(도 2의 210)를 이용하여 자기유도 혹은 자기공명 두 가지 방식으로 무선 에너지의 송신을 가능하도록, 제2 스위치(310)와 연결된 송신기의 종류에 맞는 공진주파수 및 공진 Q값을 생성할 수 있다.
이중모드 송신기(230)는, 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(에너지 트랜스폰더)를 내장하는 기기가, 외부의 유선 전원을 이용할 수 있는 환경에 있고, 주변 기기로부터 무선 에너지의 전송이 요청될 경우, 통합 제어기(도 2의 250)의 제어에 따라 기기 전원부(도 2의 260)로부터 전원을 공급 받아 주변 기기로 무선 에너지를 공급하기 위한 송신 신호를 발생시킬 수 있다.
이때, 이중모드 송신기(230)는 주변 기기의 종류 또는 통신 규격에 맞도록, 자기유도 방식 또는 자기공명 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하는 송신기를 선택하여 무선 에너지를 전송할 수 있다.
도 4는 이중모드 수신기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 이중모드 수신기(240)는 다양한 통신 규격(자기유도, 자기공명)에 따라 무선 에너지를 수신 가능한 복수의 수신기를 선택적으로 이용 가능하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 이중모드 수신기(240)는 제3 스위치(410), 자기유도 수신기(420) 및 자기공명 수신기(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
제3 스위치(410)는 주변 기기의 통신 규격을 고려하여 자기유도 수신기(420) 또는 자기공명 수신기(430)와 연결될 수 있다.
자기유도 수신기(420)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 일정 거리 이내에 위치하는 자기유도 송신기(주변 기기)로부터, 자기유도 방식으로 전송되는 무선 에너지를 포함한 수신 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 자기유도 수신기(420)는 자기유도 부하 인터페이스(421), 자기유도 정류기(422) 및 자기유도 정합회로(423)를 포함하여 구성될 수 있다.
자기공명 수신기(430)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 일정 거리 이내에 위치하는 자기공명 송신기(주변 기기)로부터, 자기공명 방식으로 전송되는 무선 에너지를 포함한 수신 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 자기유도 수신기(420)는 자기공명 부하 인터페이스(431), 자기공명 정류기(432) 및 자기공명 정합회로(433)를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 제3 스위치(410)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치로부터 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기의 통신 규격이 자기유도 방식이면 자기유도 송신기(420)와 연결되고, 상기 주변 기기의 통신 규격이 자기공명 방식이면 자기공명 송신기(430)와 연결될 수 있다.
다른 일례로, 제3 스위치(410)는 우선적으로 자기유도 수신기(420)와 연결되고, 본 발명의 무선 에너지 전송 장치 주변에 자기유도 방식으로 무선 에너지를 송신 가능한 자기유도 송신기가 검색되지 않으면, 자기공명 수신기(430)로 전환하여 연결될 수 있다.
여기서, 자기유도 정합회로(423)와 자기공명 정합회로(433)는 하나의 송수신 이중모드 공용코일(도 2의 210)을 이용하여 자기유도 혹은 자기공명 두 가지 방식으로 무선 에너지의 수신을 가능하도록, 제3 스위치(410)와 연결된 수신기의 종류에 맞는 공진주파수 및 공진 Q값을 생성할 수 있다.
이중모드 수신기(240)는, 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(에너지 트랜스폰더)를 내장하는 기기가, 외부의 유선 전원을 이용할 수 없는 환경에 있을 경우, 주변 기기의 종류 또는 통신 규격에 맞도록, 자기유도 방식 또는 자기공명 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하는 수신기를 선택하여, 주변 기기로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 통합 제어기(도 2의 250)는 상기 수신 신호에 포함되는 무선 에너지를 이용하여 기기 전원부(도 2의 260)에 전원이 유지되도록 할 수 있다.
이하, 도 5에서는 본 발명의 실시예들에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 방법은 상술한 무선 에너지 전송 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계(510)에서, 무선 에너지 전송 장치(100)는 외부로부터의 전원 공급이 중단되는지를 감지한다.
단계(520)에서, 무선 에너지 전송 장치(100)는 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여, 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치(제1 스위치)에 대한 모드를, 수신 모드로 결정한다.
일례로, 무선 에너지 전송 장치(100)는 임의의 장치(본 발명의 무선 에너지 전송 장치(100)와 유선으로 연결되거나 또는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(100)를 포함하는 장치)로부터 공급되는 유선 전원의 중단을 감지할 경우, 상기 모드결정 스위치의 모드를 대기 상태로 결정한다. 여기서, '대기 상태'는 외부로부터 전원이 공급되지 않는 상태를 지칭할 수 있다.
무선 에너지 전송 장치(100)는 대기 상태에서 전원부에 남아 있는 전원을 이용하여 최소한의 카운터 동작을 수행할 수 있으며, 외부 전원의 공급 중단이 일시적인지 여부를 확인하기 위해, 외부 전원의 공급이 중단되어 상기 대기 상태를 유지하는 시간이, 일정 시간(예컨대, '3분')을 경과하는지 확인할 수 있다.
외부 전원의 공급이 중단되는 대기 상태에서 일정 시간이 경과하면, 무선 에너지 전송 장치(100)는 모드결정 스위치를 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하여 상기 외부 전원을 대체할 수 있도록, 모드결정 스위치에 대한 모드를 수신 모드로 결정할 수 있다.
단계(530)에서, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결한다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(100)는 모드결정 스위치를 통해 송수신 이중모드 공용코일과 이중모드 수신기를 연결하여, 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하여 상기 외부 전원이 대체되도록 할 수 있다.
여기서, 이중모드 수신기는 서로 다른 통신 규격(일례로 자기유도 방식, 자기공명 방식 등)으로 동작하는 복수의 수신기와, 상기 복수의 수신기를 스위칭하여 연결하는 제3 스위치를 포함하여 구성될 수 있으며, 이중모드 수신기가 자기유도 수신기와 자기공명 수신기를 포함하여 구성되는 경우, 무선 에너지 전송 장치(100)는 자기유도 수신기에 우선적으로 제3 스위치를 연결할 수 있다.
단계(540)에서, 무선 에너지 전송 장치(100)는 선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신한다.
예를 들어, 무선 에너지 전송 장치(100)는 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1cm) 이내에서 핑 신호를 감지할 경우 상기 핑 신호를 전송하는 자기유도 송신기 또는 상기 자기유도 송신기를 포함하는 장치를 상기 주변 기기로서 검색하고, 이중모드 수신기 내 자기유도 수신기를 통해, 상기 주변 기기로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다.
이때, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 범위 내에서 자기유도 송신기가 검색되지 않을 경우, 상기 자기유도 수신기에 연결된 제3 스위치를, 자기공명 수신기로 전환하여 연결하고, 선정된 범위(일례로, 1m) 내에서 비콘 신호를 감지할 경우, 상기 비콘 신호를 전송하는 자기공명 송신기 또는 상기 자기공명 송신기를 포함하는 장치를, 상기 주변 기기로서 검색하고, 이중모드 수신기 내 자기공명 수신기를 통해 상기 주변 기기로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다.
단계(550)에서, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체한다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(100)는 외부 전원이 유지되는 전원부에, 상기 외부 전원을 대신하여 상기 무선 에너지를 공급(입력)하고, 상기 무선 에너지의 일부를, 배터리부의 충전에 이용할 수 있다.
또한, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 외부 전원의 공급이 중단되는 경우, 배터리부에 유지되는 전원을 상기 이중모드 수신기에 공급하고, 상기 무선 에너지가 전원부에 유지되면, 상기 무선 에너지를 상기 이중모드 수신기에 공급하고, 무선 에너지 전송 장치(100)로 상기 외부 전원이 재공급 되는 경우, 재공급된 외부전원을, 상기 이중모드 송신기에 공급할 수 있다.
실시예에 따라, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 모드결정 스위치를, 상기 이중모드 수신기로부터 이중모드 송신기로 전환하여 연결하고, 재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기를 통해, 무선 에너지의 공급을 필요로 하는 주변 기기로 송신할 수 있다.
이때, 무선 에너지 전송 장치(100)는 상기 이중모드 송신기 내 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기를 선택적으로 이용하여, 무선 에너지의 공급을 필요로 하는 다양한 통신 규격에 따르는 주변 기기로 송신 신호를 송신할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 전자 기기 및 전기 기기 사이에서 무선으로 에너지를 용이하게 송수신할 수 있도록 하여, 필요 시에 전원 공급이 기기 간에 자유롭게 이루어지도록 할 수 있다.
도 6은 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하기 위한 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 방법은, 상술한 무선 에너지 전송 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)가 '대기 상태'에서 '수신 모드'로 전환하여 동작하는 과정을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 단계(601)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)와 유선으로 연결되거나 또는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)를 포함하는 임의의 장치로부터 공급되는 외부 전원의 중단을 감지할 경우, 무선 에너지 전송 장치(200) 내 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 제1 스위치의 모드를 대기 상태로 결정한다. 여기서, '대기 상태'는 외부로부터 전원이 공급되지 않는 상태를 지칭할 수 있다.
이에 따라, 무선 에너지 전송 장치(200)는 대기 상태의 상기 제1 스위치를, 무선 에너지 전송 장치(200)에 구비된 이중모드 송신기 및 이중모드 수신기 중 어느 것과도 연결하지 않도록 제어할 수 있다.
단계(602)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 대기 상태에서 일정 시간(예컨대, '3분')이 경과하는지 확인하고, 확인 결과, 일정 시간 이내이면 대기 상태를 유지한다.
무선 에너지 전송 장치(200)는 대기 상태에서 기기 전원부에 남아 있는 전원을 이용하여 최소한의 카운터 동작을 수행할 수 있으며, 외부 전원의 공급 중단이 일시적인지 여부를 확인하기 위해, 외부 전원의 공급이 중단되어 상기 대기 상태를 유지하는 시간이, 일정 시간(예컨대, '3분')을 경과하는지 확인할 수 있다.
이때, 일정 시간이 경과하기 이전에 무선 에너지 전송 장치(200)로 외부 전원이 재공급되면, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 외부 전원을 이용하여, 도 7에 도시된 단계(703) 이하를 수행할 수 있다.
외부 전원의 공급이 중단되는 대기 상태에서 일정 시간이 경과하면, 단계(603)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 제1 스위치를 제어하여 수신 모드를 동작한다.
본 단계(603)에서 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 제1 스위치에 대한 모드를 수신 모드로 결정하고, 상기 수신 모드의 제1 스위치를 이중모드 수신기와 연결할 수 있다. 즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 주변 기기로부터 무선 에너지를 수신하여 상기 외부 전원을 대체할 수 있도록, 제1 스위치를 통해 송수신 이중모드 공용코일과 이중모드 수신기를 연결할 수 있다.
이때, 무선 에너지 전송 장치(200)는 수신 모드로의 동작을 위해 외부 전원의 공급이 중단되는 동안 배터리부에 유지된 전원을 이용할 수 있다.
단계(604)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 이중모드 수신기 내 제3 스위치를 자기유도 수신기로 연결한다.
여기서, 이중모드 수신기는 서로 다른 통신 규격(일례로 자기유도 방식, 자기공명 방식 등)으로 동작하는 복수의 수신기와, 상기 복수의 수신기를 스위칭하여 연결하는 내부 스위치(이하, 제3 스위치)를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 이중모드 수신기가 자기유도 수신기와 자기공명 수신기를 포함하여 구성되는 경우, 무선 에너지 전송 장치(200)는 자기유도 수신기에 우선적으로 제3 스위치를 연결할 수 있다.
단계(605)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 주변에 자기유도 송신기가 존재하는지 여부를 확인한다.
본 단계(605)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1cm) 이내에 자기유도 방식으로 무선 에너지를 공급해 줄 수 있는 주변 기기(자기유도 송신기)가 존재하는지 검색할 수 있다.
구체적으로, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 범위 내에서 핑 신호를 감지할 경우, 자기유도 방식에 따른 응답 동작을 수행하고, 상기 핑 신호를 전송하는 자기유도 송신기 또는 상기 자기유도 송신기를 포함하는 임의의 장치를, 상기 주변 기기로서 검색할 수 있다.
단계(605)에서의 확인 결과, 주변에 자기유도 송신기가 존재하는 경우, 단계(606 내지 607)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 자기유도 송신기로부터 무선 에너지를 수신하고, 기기 전원부에 무선 에너지를 공급한다.
즉, 본 단계(606)에서 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 주변 기기로서 검색된 상기 자기유도 송신기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 자기유도 수신기를 통해 수신하고, 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를, 상기 외부 전원을 대체하여 기기 전원부에 공급(입력)할 수 있다.
또는, 단계(605)에서의 확인 결과, 주변에 자기유도 송신기가 존재하지 않는 것으로 확인되는 경우, 단계(608 내지 609)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 자기유도 송신기에 연결된 제3 스위치를, 자기공명 수신기로 전환하여 연결하고, 주변에 자기공명 송신기 존재하는지 여부를 확인한다.
본 단계(609)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 제3 스위치를 자기공명 수신기로 전환하여 연결 함에 따라, 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1m) 이내에 자기공명 방식으로 무선 에너지를 공급해 줄 수 있는 주변 기기(자기공명 송신기)가 존재하는지 검색할 수 있다.
구체적으로, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 범위 내에서 비콘 신호를 감지할 경우, 자기공명 방식에 따른 응답 동작을 수행하고, 상기 비콘 신호를 전송하는 자기공명 송신기 또는 상기 자기공명 송신기를 포함하는 임의의 장치를, 상기 주변 기기로서 검색할 수 있다.
단계(609)에서의 확인 결과, 주변에 자기공명 송신기가 존재하는 것으로 확인되면, 무선 에너지 전송 장치(200)는 단계(610)에서 자기공명 송신기로부터 무선 에너지를 수신하고, 단계(607)에서 기기 전원부에 무선 에너지를 공급한다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 주변 기기로서 검색된 상기 자기공명 송신기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 자기공명 수신기를 통해 수신하고, 상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를, 상기 외부 전원을 대체하여 기기 전원부에 공급(입력)할 수 있다.
단계(609)에서의 확인 결과, 주변에 자기공명 송신기도 존재하지 않는 것으로 확인되면, 단계(611)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 정해진 통신 규격으로 무선 에너지를 공급해 줄 수 있는 주변 기기(자기유도 송신기 또는 자기공명 수신기)가 선정된 범위 이내에 없음을 사용자에게 알림하고, 단계(604)로 이동하여, 상기 제3 스위치를 상기 자기유도 수신기로 연결한 뒤 단계(605) 이하를 반복할 수 있다. 또는, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 제3 스위치를 상기 자기공명 수신기에 연결한 상태에서 단계(609) 이하를 반복 수행할 수도 있다.
실시예에 따라, 무선 에너지 전송 장치(200)는 주변에 자기공명 방식의 송신기도 검색되지 않으면, 선정된 횟수(예, 5회)를 반복하여 주변의 송신기를 검색한 후, 무선 에너지를 전송 가능한 송신기가 상기 범위 내에서 검색되지 않으면, 주변에 송신기가 존재하지 않음을 알리고 대기 상태로 전환할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 자기유도 방식과 자기공명 방식 중 자기유도 방식을 우선 모드로 선정하여 동작하는 과정을 기술하였으나, 향후 기술 발전 방향에 따라 우선 모드는 변경 가능하며, 사용자의 필요에 따라 각각의 통신 규격에서 주변 기기를 검색하는 시간이나 횟수 또한 자유롭게 변경 가능하다.
도 7은 주변 기기로 무선 에너지를 송신하기 위한 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 기기 간 무선 에너지 전송 방법은 상술한 무선 에너지 전송 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 7에는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)가 '대기 상태'에서 '송신 모드', 또는 '대기 상태'에서 '수신 모드'를 거쳐 '송신 모드'로 전환하여 동작하는 과정을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 단계(701)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)와 유선으로 연결되거나 또는 본 발명의 무선 에너지 전송 장치(200)를 포함하는 임의의 장치로부터 공급되는 외부 전원의 중단을 감지 함에 따라 무선 에너지 전송 장치(200) 내 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 제1 스위치의 모드를 대기 상태로 결정한다.
이때, 무선 에너지 전송 장치(200)는 대기 상태의 상기 제1 스위치를, 무선 에너지 전송 장치(200)에 구비된 이중모드 송신기 및 이중모드 수신기 중 어느 것과도 연결하지 않도록 제어할 수 있다.
단계(702)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 '대기 상태'에서 외부로부터 전원이 입력(재공급)되는지 확인한다. 즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 임의의 장치로부터 유선 전원이 기기 전원부로 입력되는지 감지할 수 있다.
단계(702)에서의 확인 결과, 무선 에너지 전송 장치(200)에 외부 전원이 입력(재공급)되지 않는 것으로 확인되는 경우, 무선 에너지 전송 장치(200)는 '대기 상태'를 유지할 수 있다.
실시예에 따라, 무선 에너지 전송 장치(200)는 도 6에서 설명한 바와 같이 '대기 상태'에서 '수신 모드'로 전환하여 동작하는 동안, 외부로부터 전원이 재공급되는지 확인할 수도 있다. 이 경우, 무선 에너지 전송 장치(200)는 외부 전원이 입력(재공급)되지 않는 것으로 확인되는 경우, '수신 모드'를 유지할 수 있다.
또는, 단계(702)에서의 확인 결과, 무선 에너지 전송 장치(200)에 외부 전원이 입력(재공급)되는 것으로 확인되는 경우, 단계(703 내지 704)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 외부 전원의 입력을 알림하고, 전원 스위치를 제어하여 보조 배터리에서 외부 전원으로 전환한다.
다시 말해, 무선 에너지 전송 장치(200)는 외부 전원의 입력이 확인되면, 전원 스위치를 보조 배터리에서 기기 전원부로 연결하여, 기기 전원부에 입력되는 상기 외부 전원을 이용하여 동작할 수 있다.
단계(705)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 제1 스위치를 제어하여 송신 모드로 전환한다.
일례로, 무선 에너지 전송 장치(200)는 대기 상태의 제1 스위치의 모드를 송신 모드로 결정하고, 상기 제1 스위치를, 무선 에너지 전송 장치(200)에 구비된 이중모드 송신기와 연결할 수 있다.
다른 일례로, 무선 에너지 전송 장치(200)는 수신 모드의 제1 스위치의 모드를 송신 모드로 결정하고, 이중모드 수신기와 연결된 제1 스위치를, 이중모드 송신기와 연결할 수 있다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 재공급되는 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를 주변 기기에 전송하여 무선 에너지를 공급할 수 있도록, 제1 스위치를 통해 송수신 이중모드 공용코일과 이중모드 송신기를 연결할 수 있다.
단계(706)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 제2 스위치를 자기유도 송신기로 연결한다.
여기서, 이중모드 송신기는 서로 다른 통신 규격(일례로 자기유도 방식, 자기공명 방식 등)으로 동작하는 복수의 송신기와, 상기 복수의 송신기를 스위칭하여 연결하는 내부 스위치(이하, 제2 스위치)를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 이중모드 송신기가 자기유도 송신기와 자기공명 송신기를 포함하여 구성되는 경우, 무선 에너지 전송 장치(200)는 자기유도 송신기에 우선적으로 제2 스위치를 연결할 수 있다.
단계(707 내지 708)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 자기유도 방식의 핑 신호를 외부로 전송하여, 주변에 자기유도 수신기가 존재하는지 여부를 확인한다.
무선 에너지 전송 장치(200)는 자기유도 송신기를 통해, 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1cm) 이내에 핑 신호를 전송하고, 상기 핑 신호에 응답하는 자기유도 수신기 또는 상기 자기유도 수신기를 포함하는 장치를, 무선 에너지를 공급하려는 주변 기기로서 검색할 수 있다.
단계(708)에서의 확인 결과, 주변에 자기유도 수신기가 존재하는 것으로 확인되면, 단계(709)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 무선 에너지를 상기 자기유도 수신기로 전송한다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기 내 자기유도 송신기를 통해, 상기 검색한 주변 기기(자기유도 수신기)로 송신할 수 있다.
또는, 단계(708)에서의 확인 결과, 주변에 자기유도 수신기가 존재하지 않는 것으로 확인되면, 단계(710 내지 712)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 자기유도 송신기와 연결된 제2 스위치를, 자기공명 송신기로 전환하여 연결하고, 자기공명 방식의 비콘 신호를 외부로 전송하여, 무선 에너지 전송 장치(200)는 주변에 자기공명 수신기가 존재하는지 여부를 확인한다.
즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 자기공명 송신기를 통해, 현 위치로부터 선정된 범위(일례로, 1m) 이내에 비콘 신호를 전송하고, 상기 비콘 신호에 응답하는 자기공명 수신기 또는 상기 자기공명 수신기를 포함하는 장치를, 무선 에너지를 공급하려는 주변 기기로서 검색할 수 있다.
단계(712)에서의 확인 결과, 주변에 자기공명 수신기가 존재하는 것으로 확인되면, 무선 에너지 전송 장치(200)는 무선 에너지를 상기 자기공명 수신기로 전송한다(단계(709)).
즉, 무선 에너지 전송 장치(200)는 재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기 내 자기공명 송신기를 통해, 상기 검색한 주변 기기(자기공명 수신기)로 송신할 수 있다.
또는, 단계(712)에서의 확인 결과, 주변에 자기공명 수신기도 존재하지 않는 것으로 확인되면, 단계(713)에서, 무선 에너지 전송 장치(200)는 정해진 통신 규격으로 무선 에너지를 공급 받을 수 있는 주변 기기(자기유도 송신기 또는 자기공명 수신기)가 선정된 범위 이내에 없음을 사용자에게 알림하고, 단계(706)로 이동하여, 상기 제2 스위치를 상기 자기유도 송신기로 연결한 뒤 단계(707) 이하를 반복할 수 있다. 또는, 무선 에너지 전송 장치(200)는 상기 제2 스위치를 상기 자기공명 송신기에 연결한 상태에서 단계(711) 이하를 반복 수행할 수도 있다.
실시예에 따라, 무선 에너지 전송 장치(200)는 주변에 자기공명 방식의 수신기도 검색되지 않으면, 선정된 횟수(예, 5회)를 반복하여 주변의 수신기를 검색한 후, 무선 에너지를 수신 가능한 수신기가 상기 범위 내에서 검색되지 않으면, 주변에 수신기가 존재하지 않음을 알리고 대기 상태 또는 수신 모드로 전환할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 자기유도 방식과 자기공명 방식 중 자기유도 방식을 우선 모드로 선정하여 동작하는 과정을 기술하였으나, 향후 기술 발전 방향에 따라 우선 모드는 변경 가능하며, 사용자의 필요에 따라 각각의 통신 규격에서 주변 기기를 검색하는 시간이나 횟수 또한 자유롭게 변경 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 무선 에너지 전송 장치
110: 결정부 120: 연결부
130: 송수신부 140: 제어부
150: 전원부 160: 배터리부

Claims (18)

  1. 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여,
    송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드로 결정하는 결정부;
    상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결하는 연결부;
    선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신하는 송수신부; 및
    상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체하는 제어부
    를 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정부는,
    상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치에 대한 모드를, 상기 주변 기기의 통신 규격을 고려하여 결정하고,
    상기 연결부는,
    결정된 상기 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 이중모드 수신기를 구성하는 자기유도 수신기 또는 자기공명 수신기와 연결하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이중모드 수신기가, 자기유도 수신기를 적어도 포함하여 구성되는 경우,
    상기 결정부는,
    상기 모드를, 자기유도방식 모드로 결정하고,
    상기 연결부는,
    결정된 상기 자기유도방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기공명 수신기에 앞서, 상기 자기유도 수신기와 연결하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송수신부는,
    상기 범위 내에서 핑 신호를 감지 함에 따라, 상기 핑 신호를 전송하는 자기유도 송신기를, 상기 주변 기기로서 검색하고,
    검색된 상기 자기유도 송신기에 의해 전송되는 수신 신호를, 자기유도 수신기를 통해 수신하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기유도 송신기가 일정 시간 이내에 검색되지 않는 경우,
    상기 결정부는,
    상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치에 대한 모드를, 자기공명방식 모드로 결정하고,
    상기 연결부는,
    결정된 상기 자기공명방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기유도 수신기로부터 자기공명 수신기로 전환하여 연결하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송수신부는,
    상기 범위 내에서 비콘 신호를 감지 함에 따라, 상기 비콘 신호를 전송하는 자기공명 송신기를, 상기 주변 기기로서 검색하고,
    검색된 상기 자기공명 송신기에 의해 전송되는 수신 신호를, 자기공명 수신기를 통해 수신하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자기공명 송신기가 일정 시간 이내에 검색되지 않는 경우,
    상기 제어부는,
    주변 기기 없음을 사용자에게 알림하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 전원의 공급이 중단 됨에 따라, 배터리부에 유지되는 전원을, 상기 이중모드 수신기에 공급하되, 상기 무선 에너지가 전원부에 유지됨에 따라, 상기 무선 에너지를 상기 이중모드 수신기에 공급하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무선 에너지의 일부를, 상기 배터리부의 충전에 이용하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 전원이 재공급 됨에 따라,
    상기 연결부는,
    상기 모드결정 스위치를, 상기 이중모드 수신기로부터 이중모드 송신기로 전환하여 연결하고,
    상기 송수신부는,
    재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기를 통해, 상기 주변 기기로 송신하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 주변 기기의 통신 규격을 고려하여, 상기 이중모드 송신기 내 내부 스위치를, 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기와 연결하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 재공급된 외부전원을, 상기 이중모드 송신기에 공급하는
    기기 간 무선 에너지 전송 장치.
  13. 외부 전원의 공급이 중단 됨에 연동하여,
    송수신 이중모드 공용코일과 연결되는 모드결정 스위치에 대한 모드를, 수신 모드로 결정하는 단계;
    상기 수신 모드의 모드결정 스위치를, 이중모드 수신기와 연결하는 단계;
    선정된 범위 내에 위치하는 주변 기기에 의해 전송되는 수신 신호를, 상기 이중모드 수신기를 통해 수신하는 단계; 및
    상기 수신 신호로부터 획득되는 무선 에너지를 이용하여, 상기 외부 전원을 대체하는 단계
    를 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치에 대한 모드를, 상기 주변 기기의 통신 규격을 고려하여 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 이중모드 수신기를 구성하는 자기유도 수신기 또는 자기공명 수신기와 연결하는 단계
    를 더 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이중모드 수신기가, 자기유도 수신기를 적어도 포함하여 구성되는 경우,
    상기 모드를, 자기유도방식 모드로 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 자기유도방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기공명 수신기에 앞서, 상기 자기유도 수신기와 연결하는 단계
    를 더 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주변 기기로서 자기유도 송신기가 일정 시간 이내에 검색되지 않는 경우,
    상기 이중모드 수신기 내 내부 스위치에 대한 모드를, 자기공명방식 모드로 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 자기공명방식 모드에 따라, 상기 내부 스위치를, 상기 자기유도 수신기로부터 상기 자기공명 수신기로 전환하여 연결하는 단계
    를 더 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 외부 전원이 재공급 됨에 따라,
    상기 모드결정 스위치를, 상기 이중모드 수신기로부터 이중모드 송신기로 전환하여 연결하는 단계; 및
    재공급된 상기 외부 전원을 이용하여 생성한 송신 신호를, 상기 이중모드 송신기를 통해, 상기 주변 기기로 송신하는 단계
    를 더 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 주변 기기의 통신 규격을 고려하여, 상기 이중모드 송신기 내 내부 스위치를, 자기유도 송신기 또는 자기공명 송신기와 연결하는 단계
    를 더 포함하는 기기 간 무선 에너지 전송 방법.
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