KR20170130974A - Method of Operating Apparatus for Receiving Wireless Power in Multi-mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 전자기 공진 방식과 전자기 유도 방식으로 동시에 무선 전력 수신이 가능한 멀티 모드 수신기의 동작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wireless power transmission technique, and more particularly, to a method of operating a multimode receiver capable of receiving wireless power simultaneously with an electromagnetic resonance method and an electromagnetic induction method.
최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.Recently, as the information and communication technology rapidly develops, a ubiquitous society based on information and communication technology is being made.
언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다. In order for information communication devices to be connected anytime and anywhere, sensors equipped with a computer chip having a communication function must be installed in all facilities of the society. Therefore, power supply problems of these devices and sensors are becoming a new challenge. In addition, mobile devices such as Bluetooth handsets and iPods, as well as mobile phones, have been rapidly increasing in number, and charging the battery has required users time and effort. As a way to solve this problem, wireless power transmission technology has recently attracted attention.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. The wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology to transmit electric energy from the transmitter to the receiver wirelessly using the induction principle of the magnetic field. In the 1800s, electric motor or transformer And thereafter, a method of transmitting electrical energy by radiating electromagnetic waves such as high frequency, microwave, and laser has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to the present, energy transmission using radio may be roughly classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short wavelength radio frequency.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.In the magnetic induction method, when two coils are adjacent to each other and a current is supplied to one coil, a magnetic flux generated at this time causes an electromotive force to the other coils. As a technology, . The magnetic induction method has the disadvantage that it can transmit power of up to several hundred kilowatts (kW) and the efficiency is high, but the maximum transmission distance is 1 centimeter (cm) or less, so it is usually adjacent to the charger or the floor.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents. The self-resonance method is advantageous in that it is safe to other electronic devices or human body since it is hardly influenced by the electromagnetic wave problem. On the other hand, it can be used only at a limited distance and space, and has a disadvantage that energy transfer efficiency is somewhat low.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short wavelength wireless power transmission - simply, RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in radio wave form. This technology is a RF power transmission system using a rectenna. Rectena is a combination of an antenna and a rectifier, which means a device that converts RF power directly into direct current power. That is, the RF method is a technique of converting an AC radio wave into DC and using it. Recently, as the efficiency has improved, commercialization has been actively researched.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be applied not only to mobile, but also to various industries such as IT, railroad, and household appliance industry.
무선 전력 수신기 중 전자기 공진 모드와 전자기 유도 모드로 동시에 전력을 수신할 수 있는 멀티 모드 수신기의 동작에서, 특정 모드로 전력을 수신 중 다른 모드로 전력을 수신할 수 있음이 감지된 경우 아무런 사전 준비없이 다른 모드로도 전력을 수신하게 되면 과전압, 과전류, 과전력을 유발할 수 있어 수신기의 손상이 발생할 수 있다.In the operation of a multimode receiver capable of simultaneously receiving power in an electromagnetic resonance mode and an electromagnetic induction mode of a wireless power receiver, when it is detected that power can be received in another mode while receiving power in a particular mode, Receiving power in other modes may cause overvoltage, overcurrent, and overcurrent, which may cause damage to the receiver.
또한, 이러한 현상을 막기 위해 특정 모드로 전력 전송 중 다른 모드로 전력을 전혀 수신하지 않을 경우, 두 가지 모드에 의한 동시 충전이 가능한 멀티 모드 수신기의 장점을 전혀 이용하지 못하는 문제점이 있다.Also, in order to prevent such a phenomenon, there is a problem that when the power is not received in any other mode during the power transmission in the specific mode, the advantage of the multimode receiver capable of simultaneous charging by the two modes can not be utilized at all.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 멀티 모드 수신기의 동작 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of operating a multimode receiver.
본 발명의 다른 목적은 특정 모드로 전력 수신 중 다른 모드에 의한 전력 수신이 가능할 경우, 무선 전력 전송 모드를 최적화할 수 있는 멀티 모드 송신기의 동작 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of operating a multimode transmitter capable of optimizing a wireless power transmission mode when power reception by another mode is possible during power reception in a specific mode.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명은 멀티 모드 송신기의 동작 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method of operating a multimode transmitter.
본 발명의 일 실시예에 따른 공진 모드와 유도 모드로 동시에 무선으로 전력을 수신할 수 있는 멀티 모드 수신기의 동작 방법은, 상기 공진 모드에 의한 충전 중 유도 모드에 관한 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 이벤트가 발생된 경우, 상기 유도 모드에 의한 전력을 수신하는 단계; 상기 공진 모드에 의해 수신된 전력에 따른 공진 전압과 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력에 따른 유도 전압을 각각 측정하는 단계; 및 상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합을, 부하로 인가되는 전압이 초과 전압으로 되는 임계 전압값인 임계 전압과 비교하여 상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전할지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a multimode receiver capable of wirelessly receiving power simultaneously in a resonant mode and an inductive mode according to an embodiment of the present invention includes determining whether an event related to a charging inductive mode by the resonant mode occurs, ; Receiving power by the induction mode when the event is generated; Measuring a resonance voltage according to the power received by the resonance mode and an induced voltage according to the power received by the induction mode; And determining whether to simultaneously charge the sum of the resonance voltage and the induced voltage by comparing the sum of the resonance voltage and the induced voltage with the threshold voltage that is a threshold voltage value that causes the voltage applied to the load to become an over voltage, .
실시예에 따라, 상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력이 동시에 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Controlling the first switch and the second switch such that when the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage, the resonance mode and the power received by the induction mode are simultaneously transferred to the load, As shown in FIG.
실시예에 따라, 상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 공진 전압과 상기 유도 전압 중 최대 전압을 상기 임계 전압과 비교하여, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드 중 어느 모드로 충전할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the sum of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or greater than the threshold voltage, the maximum voltage among the resonance voltage and the induced voltage is compared with the threshold voltage, And determining whether to charge the battery.
실시예에 따라, 상기 최대 전압이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 최대 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, if the maximum voltage is less than the threshold voltage, controlling the first switch and the second switch such that the power received by the mode corresponding to the maximum voltage is transferred to the load.
실시예에 따라, 상기 최대 전압이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 최소 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, when the maximum voltage is equal to or higher than the threshold voltage, controlling the first switch and the second switch such that the power received by the mode corresponding to the minimum voltage is transferred to the load.
실시예에 따라, 상기 이벤트는 상기 멀티 모드 수신기로 상기 유도 모드에 따른 식별 신호가 수신되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the event may be that an identification signal according to the guidance mode is received by the multimode receiver.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공진 모드와 유도 모드로 동시에 무선으로 전력을 수신할 수 있는 멀티 모드 수신기의 동작 방법은, 상기 공진 모드에 의한 충전 중 유도 모드에 관한 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 이벤트가 발생된 경우, 상기 유도 모드에 의한 전력을 수신하는 단계; 상기 공진 모드에 의해 수신된 전력에 따른 공진 전압과 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력에 따른 유도 전압을 각각 측정하는 단계; 상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합을, 부하로 인가되는 전압이 초과 전압으로 되는 임계 전압값인 임계 전압과 비교하여, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전할지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전이 불가능한 경우, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드 중 어느 하나의 모드로 충전하면서, 다른 하나의 모드에 대한 송신 전력의 감소를 요청하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a multimode receiver capable of simultaneously receiving power wirelessly in a resonant mode and an inductive mode according to another embodiment of the present invention includes the steps of determining whether an event related to the in- ; Receiving power by the induction mode when the event is generated; Measuring a resonance voltage according to the power received by the resonance mode and an induced voltage according to the power received by the induction mode; Comparing the sum of the resonance voltage and the induced voltage with a threshold voltage that is a threshold voltage value that causes a voltage applied to the load to become an excess voltage to determine whether to simultaneously charge the resonance mode and the induction mode; And requesting reduction of the transmission power for the other mode while charging in either the resonance mode or the induction mode when simultaneous charging in the resonance mode and the induction mode is impossible .
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치 및 이의 전력 제어 방법에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the wireless power transmission apparatus and the power control method according to the present invention will be described as follows.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법에 의하면, 멀티 모드 수신기가 공진 모드로 충전 중 동시 충전 가능한 상태로 변경될 경우 이를 감지하여 과전압이 발생되지 않는 범위에서 최적의 무선 전력 수신 모드를 선택하여 충전을 수행할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, when the multimode receiver is changed from a resonance mode to a chargeable state during charging, it is detected that an optimal wireless power reception mode Can be selected to perform charging.
아울러, 과전압이 발생될 것으로 예상되는 경우, 하나의 무선 전력 수신 모드로 충전을 진행하면서, 멀티 모드 송신기와 연동하여 다른 무선 전력 수신 모드에 대응하는 수신기의 출력 전압을 감소시킴으로써 동시 충전 모드로 동작할 수 있어 최대의 전력 전송 효율을 나타낼 수 있다.In addition, when the overvoltage is expected to occur, the charging operation is performed in one wireless power receiving mode while the output voltage of the receiver corresponding to the other wireless power receiving mode is decreased in conjunction with the multimode transmitter, thereby operating in the simultaneous charging mode And can exhibit the maximum power transmission efficiency.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드를 지원하는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 5에 따른 유도 수신기와 연동되는 유도 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 7은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver supporting multi-mode according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a structure of a resonant receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram for explaining a structure of an inductive transmitter interlocked with the inductive receiver according to FIG.
5 is a block diagram illustrating a structure of an inductive receiver according to an embodiment of the present invention.
6 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
7 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the PMA standard.
8 is a state transition diagram of a wireless power receiver supporting an electromagnetic resonance method according to an embodiment of the present invention.
9 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in a wireless power transmitter supporting an electric resonance system according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining the operation of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating an operation method of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating an operation method of a multimode receiver according to another embodiment of the present invention.
13 is a block diagram illustrating a structure of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus equipped with a function of transmitting wireless power on a wireless charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, , A transmitting side, a wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Further, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, A receiver, a receiver, and the like can be used in combination.
본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power can also be transmitted. To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmitting means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. Here, the wireless power transmission means may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA), which are standard wireless charging technologies.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.Also, a receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means, and may receive wireless power from two or more transmitters at the same time. Here, the wireless power receiving means may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA), which are standard wireless charging technologies.
본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. The receiver according to the present invention may be used in a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, A portable electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing rod, a smart watch, etc. However, the present invention is not limited thereto. It suffices.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(20)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, the unidirectional communication may be that the wireless
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다. The wireless
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.In particular, the wireless
또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다. Also, the user of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드를 지원하는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver supporting multi-mode according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선 전력 수신기(200)는 도 1에 도시된 무선 전력 수신단(20)에 대응될 수 있다. 무선 전력 수신기(200)는 크게 공진수신기(210), 유도수신기(220), 주제어부(230), 제1 스위치(240), 제2 스위치(250), DC/DC 컨버터(260), 및 부하(270)를 포함하여 구성될 수 있으나. 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 2, the
공진수신기(210)는 전자기 공진 방식으로 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 장치이며, A4WP 표준에 따라 동작할 수 있다. 공진수신기(210)의 상세한 구성과 동작은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.The
유도수신기(220)는 전자기 유도 방식으로 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 장치이며, PMA 또는 WPC 표준에 따라 동작할 수 있다. 유도수신기(220)의 상세한 구성과 동작은 도 4 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
주제어부(230)는 무선 전력 수신기(200)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 특히, 주제어부(230)는 무선 전력 수신기의 상태(예컨대, 온도, 과전압/과전류/과전력 등)에 기반하여 적응적으로 무선 전력 수신 모드를 결정하고, 결정된 무선 전력 수신 모드에 따라 공진수신기(210), 유도수신기(220), 제1 스위치(240) 및 제2 스위치(250)를 제어할 수 있다. The
무선 전력 수신기(200)는 전자기 유도 방식 및 전자기 공진 방식을 모두 지원하는 멀티 모드 수신기이며, 멀티 모드 수신기는 전자기 유도 방식 및 전자기 공진 방식을 모두 지원하는 멀티 모드 송신기뿐만 아니라 단일 모드 송신기로부터 무선 충전 서비스를 제공받을 수 있다. 이때, 멀티 모드 수신기는 적어도 하나의 송신기로부터 전력을 수신할 수 있다.The
멀티 모드 송신기와 멀티 모드 수신기 사이에서 이루어지는 무선 충전 모드 선택 및 전환 절차는 사용자의 별도 개입 없이 사용자에 투명하게 이루어질 수 있다.The wireless charging mode selection and switching procedure between the multi-mode transmitter and the multi-mode receiver can be transparent to the user without any user intervention.
멀티 모드 수신기는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식으로의 동시 전력 전송 가능 여부에 따라 제1 멀티 모드 수신기와 제2 멀티 모드 수신기로 구분될 수 있다.The multimode receiver can be divided into a first multimode receiver and a second multimode receiver depending on whether simultaneous power transmission to an electromagnetic resonance system and an electromagnetic induction system is possible.
제1 멀티 모드 수신기는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식으로 동시에 전력을 수신할 수 있다. The first multimode receiver may simultaneously receive power in an electromagnetic resonance mode and an electromagnetic induction mode.
제1 멀티 모드 수신기는 시분할 인터리빙(interleaving)하여 수행되는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식에 정의된 수신기 감지 절차에 따라 무선 전력 송신기와 신호를 송수신하며, 먼저 감지된 무선 충전 모드로 무선 전력 송신기와의 세션 설정 절차를 수행할 수 있다. 이때, 세션 설정 절차가 개시되면 수신기 감지 절차는 바로 종료될 수 있다. 수신기 감지를 위한 전자기 공진 방식과 전자기 유도 방식의 시분할 인터리빙에 있어서의 무선 충전 모드 별 수신기 감지 신호가 전송되는 시간 및 순서는 별도의 제약 사항은 없으나, 각각의 무선 충전 모드에 대응되는 표준에 정의된 시간 요구 사항들을 만족시킬 수 있도록 정의되어야 한다.The first multimode receiver transmits and receives signals to and from a wireless power transmitter in accordance with a receiver sensing procedure defined by an electromagnetic resonance method and an electromagnetic induction method performed by time division interleaving, A session establishment procedure can be performed. At this time, if the session establishment procedure is started, the receiver detection procedure may be immediately terminated. There is no particular restriction on the time and order in which the receiver detection signal is transmitted according to the wireless charging mode in the electromagnetic resonance method for receiver detection and the electromagnetic induction method for time division interleaving. However, Should be defined to meet time requirements.
또한, 제1 멀티 모드 수신기는 단일 모드 송신기와 전자기 공진 방식 또는 전자기 유도 방식에 정의된 수신기 감지 절차에 따라 무선 전력 송신기와 신호를 송수신하며, 단일 모드 송신기에 대응하는 무선 충전 모드로 송신기와의 세션 설정 절차를 수행할 수 있다.The first multimode receiver also transmits and receives signals to and from a wireless power transmitter in accordance with a receiver sensing procedure defined by a single mode transmitter and an electromagnetic resonance or electromagnetic induction method and provides a session with the transmitter in a wireless charging mode corresponding to a single mode transmitter, You can perform the setup procedure.
만약, 세션 설정 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 제1 멀티 모드 수신기에 대해 수신기 감지 절차가 재개될 수 있다.If the session establishment procedure is not normally completed, the receiver detection procedure may be resumed for the first multimode receiver.
제1 멀티 모드 수신기는 멀티 모드 송신기 측으로 멀티 모드 수신기임을 알리는 소정의 응답 신호를 송신할 수 있다. 멀티 모드 송신기는 멀티 모드 수신기임을 확인한 경우, 대안 모드로의 전환이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 대안 모드로의 전환이 필요하면, 멀티 모드 송신기는 대안 모드로의 소정 전환 절차를 수행할 수 있다. 반면, 대안 모드로의 전환이 필요하지 않은 경우, 멀티 모드 송신기는 현재 동작 모드를 유지하여 무선 충전 서비스를 제공할 수 있다.The first multimode receiver may transmit a predetermined response signal indicating that it is a multimode receiver to the multimode transmitter side. When it is confirmed that the multimode transmitter is a multimode receiver, it can be determined whether switching to the alternative mode is necessary. As a result of the determination, if it is necessary to switch to the alternative mode, the multimode transmitter can perform a predetermined switching procedure to the alternative mode. On the other hand, if switching to the alternative mode is not required, the multimode transmitter may maintain the current operating mode and provide a wireless charging service.
제1 멀티 모드 수신기는 어느 하나의 무선 충전 모드로 무선 전력을 수신하고 있는 상태에서, 다른 무선 충전 모드에 의한 식별 신호(예컨대, 디지털핑)가 수신되면 상기 다른 무선 충전 모드에 따른 세션을 설정하고 다른 무선 충전 모드로도 무선 전력을 동시에 수신할 수 있다.The first multimode receiver sets a session according to the different wireless charging mode when receiving an identification signal (for example, digital ping) from another wireless charging mode while receiving wireless power in any wireless charging mode Other wireless charging modes can also receive wireless power simultaneously.
제2 멀티 모드 수신기는 어느 한 시점에 어느 하나의 무선 충전 모드로만 동작할 수 있다. The second multimode receiver may only operate in any one of the wireless charging modes at any one time.
제2 멀티 모드 수신기는 어느 하나의 무선 충전 모드로 무선 전력을 수신하고 있는 상태에서는, 다른 무선 충전 모드에 대한 수신기 감지 절차에 응답하지 않을 수 있다. The second multimode receiver may not respond to the receiver sensing procedure for the other wireless charging mode while receiving the wireless power in any one of the wireless charging modes.
제1 멀티 모드 수신기 또는 제2 멀티 모드 수신기는 현재 활성화된 무선 충전 모드를 사용자가 식별 가능하게 하기 위한 소정 사용자 인터페이스를 제공할 수도 있다. 일 예로, 현재 활성화된 무선 충전 모드는 서로 상이한 색을 가지는 LED를 이용하여 표시될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 액정 디스플레이를 통해 현재 활성화된 무선 충전 모드가 표시될 수도 있다. The first multimode receiver or the second multimode receiver may provide a predetermined user interface for enabling the user to identify the currently active wireless charging mode. For example, the currently active wireless charging modes may be displayed using LEDs having different colors, but this is only one embodiment, and another embodiment of the present invention is a wireless charging system, Mode may be displayed.
상기한 제1 멀티 모드 수신기 및 제2 멀티 모드 수신기는 멀티 모드 캐퍼빌러티(Multimode Capability)를 송신기에 알리기 위한 소정 수신기 멀티 모드 방송 메시지를 방송할 수 있다. 여기서, 수신기 멀티 모드 방송 메시지는 지원 가능한 무선 충전 모드를 식별하기 위한 정보, 지원 가능한 무선 충전 모드 별 전력 등급에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.The first multimode receiver and the second multimode receiver may broadcast a predetermined receiver multimode broadcast message for informing the transmitter of the multimode capability. Here, the receiver multi-mode broadcast message may include information for identifying a wireless charging mode that can be supported, information about a power rating for each wireless charging mode that can be supported, and the like.
멀티 모드 수신기는 활성화된 무선 충전 모드에 따라 송신기로 전송하는 충전 상태 정보를 나타내는 메시지가 상이할 수 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식인 A4WP 표준에서는 충전이 완료되었음을 송신기에 보고하기 위한 PRU(Power Receiving Unit) Alert 메시지가 정의되어 있다. 반면, 전자기 유도 방식인 PMA 표준에는 충전이 완료되었음을 송신기에 보고하기 위한 EOC(End of Charge) request 메시지가 정의되어 있다.The multimode receiver may be different from the message indicating the charging status information transmitted to the transmitter according to the activated wireless charging mode. For example, in the A4WP standard of the electromagnetic resonance method, a PRU (Power Receiving Unit) Alert message for reporting to the transmitter that charging is completed is defined. On the other hand, an EOC (End of Charge) request message for reporting to the transmitter that charging is completed is defined in the electromagnetic induction PMA standard.
본 명세서에서, 무선 전력 수신기(200)는 상기 제1 멀티 모드 수신기 임을 전제로 하여 설명하기로 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 등에 기반하여 적응적으로 무선 전력 수신 모드를 결정하게 된다.In this specification, the
일 예로, 무선 전력 수신기(200)에 접속된 무선 전력 송신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 모드가 전자기 공진 모드이고 전자기 공진 모드에 따른 전력이 수신되면, 주제어부(230)는 공진 수신기(210)로 수신되는 전력이 DC-DC 변환기(260)에 공급될 수 있도록 제1 스위치(240)를 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 수신기(200)에 접속된 무선 전력 송신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 모드가 전자기 유도 모드이고 전자기 유도 모드에 따른 전력이 수신되면, 주제어부(230)는 유도 수신기(220)로 수신되는 전력이 DC-DC 변환기(260)에 공급될 수 있도록 제2 스위치(250)를 제어할 수 있다. 또 다른 일 예로, 무선 전력 수신기(200)에 접속된 무선 전력 송신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 모드가 전자기 유도 모드와 전자기 공진 모드이며 동시에 송신 가능한 수신기인 것이 확인되면, 주제어부(230)는 공진 수신기(210) 및 유도 수신기(220)로 수신되는 전력이 동시에 DC-DC 변환기(260)에 공급될 수 있도록 제1 스위치(240) 및 제2 스위치(250)를 제어할 수 있다. For example, when the wireless power transmission mode supported by the wireless power transmitter connected to the
그리고, 무선 전력 수신기(200)에 접속된 무선 전력 송신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 모드가 전자기 유도 모드와 전자기 공진 모드이며 동시에 송신 가능한 수신기인 것이 확인된 경우, 무선 전력 수신기(200)는 부하(270)에 과전압/과전류/과전력이 공급되지 않고 최대의 전력전송효율을 얻기 위해 소정의 알고리즘을 통해 최적의 무선 전력 수신 모드를 결정할 수 있다.If it is determined that the wireless power transmission mode supported by the wireless power transmitter connected to the
제1 스위치(240) 및 제2 스위치(250) 각각은 주제어부(230)의 제어에 따라 개폐될 수 있으며, 각각 공진 수신기(210) 및 유도 수신기(220)가 출력하는 전력을 DC-DC 변환기(260)로 전달 또는 차단하는 기능을 수행할 수 있다. Each of the
제1 스위치(240) 및 제2 스위치(250) 각각은 소정의 전압 범위 내에서 하나의 방향으로만 전하를 통과시키는 다이오드(diode) 등의 방향성 소자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제너다이오드(Zener Diode), 쇼트키다이오드(Schottky Diode), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED), TVS다이오드(Transient Voltage Suppression Diode), 트랜지스터(예컨대, MOSFET) 등으로 구현될 수 있다.Each of the
DC-DC 변환기(260)는 공진 수신기(210) 및/또는 유도 수신기(220)로부터 전달되는 정류된 DC 전압을 부하(270)에 요구되는 특정 DC 전압으로 변환할 수 있다. 즉, 공진 수신기(210) 또는 유도 수신기(220)의 출력단은 도 3의 정류기(354) 또는 도 5의 정류기(520)가 되며, 비록 도 3 및 도 5에서는 DC-DC 변환기(356, 530)와 부하(358, 540)가 수신기에 포함되는 것으로 도시되어 있으나 이는 설명의 편의를 위한 것이다.The DC-
부하(270)는 DC-DC 변환기(260)로부터 전달되는 전력을 이용해 충전 또는 작동할 수 있으며 도 1의 전자 기기(30)의 일부로도 구현될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of a resonant receiver according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신기(300)와 무선 전력 수신기(350)를 포함하여 구성될 수 있다. 무선 전력 수신기(300)는 도 2에 도시된 공진 수신기(210)에 대응될 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power transmission system may include a
상기 도 3에는 무선 전력 송신기(300)가 하나의 무선 전력 수신기(200)에 무선 파워를 전송하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는 복수의 무선 전력 수신기(350)에 무선 파워를 전송할 수도 있다. 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기(350)는 복수의 무선 전력 송신기(300)로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있음을 주의해야 한다.3, the
무선 전력 송신기(300)는 특정 전력 전송 주파수를 이용하여 자기장을 발생시켜 무선 전력 수신기(350)에 전력을 송신할 수 있다.The
무선 전력 수신기(350)는 무선 전력 송신기(300)에 의해 사용되는 주파수와 동일한 주파수로 동조하여 전력을 수신할 수 있다.The
일 예로, 전력 전송을 위한 주파수는 6.78MHz 대역일 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.As an example, the frequency for power transmission may be, but is not limited to, the 6.78 MHz band.
즉, 무선 전력 송신기(300)에 의해 전송된 전력은 무선 전력 송신기(300)와 공진을 이루는 무선 전력 수신기(350)에 전달될 수 있다.That is, the power transmitted by the
하나의 무선 전력 송신기(300)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신기(350)의 최대 개수는 무선 전력 송신기(300)의 최대 전송 파워 레벨, 무선 전력 수신기(350)의 최대 전력 수신 레벨, 무선 전력 송신기(300) 및 무선 전력 수신기(350)의 물리적인 구조에 기반하여 결정될 수 있다.The maximum number of
무선 전력 송신기(300)와 무선 전력 수신기(350)는 무선 전력 전송을 위한 주파수 대역-즉, 공진 주파수 대역-과는 상이한 주파수 대역으로 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 양방향 통신은 반이중 방식의 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜이 사용될 수 있다.The
무선 전력 송신기(300)와 무선 전력 수신기(350)는 상기 양방향 통신을 통해 서로의 특성 및 상태 정보-즉, 전력 협상 정보-를 교환할 수 있다. The
일 예로, 무선 전력 수신기(350)는 무선 전력 송신기(300)로부터 수신되는 전력 레벨을 제어하기 위한 소정 전력 수신 상태 정보를 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(300)에 전송할 수 있으며, 무선 전력 송신기(300)는 수신된 전력 수신 상태 정보에 기반하여 동적으로 전송 전력 레벨을 제어할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기(300)는 전력 전송 효율을 최적화시킬 수 있을 뿐만 아니라 과전압(Over-Voltage)에 따른 부하 파손을 방지하는 기능, 저전압(Under-Voltage)에 따라 불필요한 전력이 낭비되는 것을 방지하는 기능 등을 제공할 수 있다. In one example, the
또한, 무선 전력 송신기(300)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(350)에 대한 인증 및 식별하는 기능, 호환되지 않는 장치 또는 충전이 불가능한 물체를 식별하는 기능, 유효한 부하를 식별하는 기능 등을 수행할 수도 있다. The
이하에서는, 보다 구체적으로 공진 방식의 무선 전력 전송 과정을 설명한다.Hereinafter, the wireless power transmission process of the resonance method will be described in more detail.
무선 전력 송신기(300)는 전원공급부(power supplier, 302), 전력변환부(Power Conversion Unit, 304), 매칭회로(Matching Circuit, 306), 송신공진기(Transmission Resonator, 308), 송신기 제어부(transmitter controller, 310) 및 통신부(Communication Unit, 312)를 포함하여 구성될 수 있다.The
전원공급부(302)는 송신기 제어부(310)의 제어에 따라 전력변환부(304)에 특정 공급 전압을 공급할 수 있다. 이때, 공급 전압은 DC 전압 또는 AC 전압일 수 있다. The
전력변환부(304)는 송신기 제어부(310)의 제어에 따라 전력공급부(302)로부터 수신된 전압을 특정 전압으로 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 전력변환부(304)는 DC/DC 변환기, AC/DC 변환기, 파워 증폭기 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The
매칭회로(306)는 전력 전송 효율을 극대화시키기 위해 전력변환부(304)와 송신공진기(308) 사이의 임피던스를 정합하는 회로이다.The
송신공진기(308)는 매칭회로(306)로부터 인가된 전압에 따라 특정 공진 주파수를 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다. The transmitting
무선 전력 수신기(350)는 수신공진기(Reception Resonator, 352), 정류기(Rectifier, 354), DC-DC 변환기(DC-DC Converter, 356), 부하(Load, 358), 제1 제어부(First Controller, 360) 및 통신부(Communication Unit, 362)를 포함하여 구성될 수 있다.The
수신공진기(352)는 공진 현상을 통해 송신공진기(308)에 의해 송출된 전력을 수신할 수 있다.The
정류기(354)는 수신공진기(352)로부터 인가되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The
DC-DC 변환기(356)는 정류된 DC 전압을 부하(358)에 요구되는 특정 DC 전압으로 변환할 수 있다.The DC-to-
제1 제어부(360)는 정류기(354) 및 DC-DC 변환기(356)의 동작을 제어하거나 무선 전력 수신기(350)의 특성 및 상태 정보를 생성하여 통신부(362)에 전송할 수 있다. 일 예로, 제1 제어부(360)는 정류기(354)와 DC-DC 변환기(356)에서의 출력 전압 및 전류의 세기를 모니터링하여 정류기(354) 및 DC-DC 변환기(356)의 동작을 제어할 수 있다. The
모니터링된 출력 전압 및 전류의 세기 정보는 통신부(362)를 통해 무선 전력 송신기(300)에 실시간으로 전송될 수 있다. The monitored output voltage and current intensity information can be transmitted to the
또한, 제1 제어부(360)는 정류된 DC 전압을 소정 기준 전압과 비교하여 과전압 상태(Over-Voltage State)인지 저전압 상태(Under-Voltage State)인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 소정 시스템 오류 상태가 감지되면, 감지 결과를 통신부(362)를 통해 무선 전력 송신기(300)에 전송할 수도 있다.In addition, the
또한, 제1 제어부(360)는 시스템 오류 상태가 감지되면, 부하의 훼손을 방지하기 위해 정류기(354) 및 DC-DC 변환기(356)의 동작을 제어하거나 스위치 또는(및) 제너 다이오드를 포함한 소정 과전류 차단 회로를 이용하여 부하(358)에 인가되는 전력을 제어할 수도 있다.The
상기한 도 3에서는 송수신기 각각의 제어부(310 또는 360)와 통신부(312 또는 362)가 각각 서로 다른 모듈로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 제어부(310 또는 360)와 통신부(312 또는 362)가 각각 하나의 모듈로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.3, the
본 발명에 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는 충전 중 충전 영역에 새로운 무선 전력 수신기가 추가되거나, 충전 중인 무선 전력 수신기와의 접속이 해제되거나, 무선 전력 수신기의 충전이 완료되는 등의 이벤트가 감지되면, 나머지 충전 대상 무선 전력 수신기들을 위한 전력 재분배 절차를 수행할 수도 있다. 이때, 전력 재분배 결과는 대역외 통신을 통해 접속된 무선 전력 수신기(들)에 전송될 수 있다.The
도 4는 도 5에 따른 유도 수신기와 연동되는 유도 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram for explaining a structure of an inductive transmitter interlocked with the inductive receiver according to FIG.
도 4를 참조하면, 무선 전력 송신기(400)는 크게, 전력 변환부(410), 전력 전송부(420), 통신부(430), 송신기 제어부(440), 센싱부(450)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(400)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. 4, the
도 4에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(410)는 전원부(460)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 4, when the power is supplied from the
이를 위해, 전력 변환부(410)는 DC/DC 변환부(411), 증폭기(412)를 포함하여 구성될 수 있다.For this, the
DC/DC 변환부(411)는 전원부(450)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(440)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The DC /
이때, 센싱부(450)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(440)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(450)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(400)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(440)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(440)는 센싱부(450)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(450)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(412)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(410)의 일측에는 전원부(450)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(412)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.At this time, the
증폭기(412)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(440)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(440)는 통신부(430)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(412)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. The
전력 전송부(420)는 다중화기(421)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(422)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(420)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The
반송파 생성기는 다중화기(421)를 통해 전달 받은 증폭기(412)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 설명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(421)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(412) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다. The carrier generator may generate a specific frequency for converting the output DC power of the
본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. 본 발명의 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.It should be noted that the frequencies of the AC power delivered to each transmit coil in accordance with an embodiment of the present invention may be different from each other. In another embodiment of the present invention, the resonance frequency of each transmission coil may be set differently by using a predetermined frequency controller having a function of controlling LC resonance characteristics for different transmission coils.
전력 전송부(420)는 증폭기(412)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(421)와 복수의 송신 코일(422)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(440)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(400)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(440)는 다중화기(421)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(412) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.The
제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(422)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(421)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(440)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(455)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(421)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(450)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(440)에 송출할 수 있으며, 제어부(440)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(421)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(432)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(421)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(421)를 제어할 수도 있다. In addition, the
변조부(431)는 제어부(440)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(421)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
복조부(432)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(440)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC:Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.The
또한, 복조부(432)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(440)에 제공할 수도 있다. The
또한, 복조부(432)는 송신 코일(823)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(440)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 신호 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함할 수 있다. The
일 예로, 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.For example, the
또한, 무선 전력 송신기(400)는 송신 코일(422)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(422)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(400)는 송신 코일(422)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, the
이상이 도 4의 설명에서는 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.In the description of FIG. 4, the
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기의 요청에 따라 고속 충전 모드 및 일반 저전력 충전 모드를 적응적으로 제공할할 수도 있다.In particular, the
무선 전력 송신기(400)는 고속 충전 모드가 지원 가능한 경우, 소정 패턴의 신호-이하 설명의 편의를 위해, 제1 패킷이라 명함-를 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷이 수신되면, 접속중인 무선 전력 송신기(400)가 고속 충전이 가능함을 식별할 수 있다. The
특히, 무선 전력 수신기는 고속 충전이 필요한 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 무선 전력 송신기(400)에 전송할 수 있다.In particular, the wireless power receiver may send a first response packet to the
특히, 무선 전력 송신기(400)는 상기 제1 응답 패킷이 수신 후 소정 시간이 경과하면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다.In particular, the
일 예로, 무선 전력 송신기(400)의 제어부(440)는 후술할 도 6 내지 도 7의 전력 전송 단계(640 또는 740)로 천이한 경우, 제1 패킷이 송신 코일(422)을 통해 송출되도록 제어할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 예는 상기 도 6의 식별 및 구성 단계(630) 또는 도 7의 식별 단계(730)에서 제1 패킷이 송출될 수도 있다.For example, when the
본 발명의 또 다른 일 실시예는 무선 전력 송신기(400)가 송출하는 디지털 핑 신호에 고속 충전 지원 가능 여부를 식별할 수 있는 정보가 인코딩되어 전송될 수도 있음을 주의해야 한다.It should be noted that another embodiment of the present invention may transmit encoded information that can identify whether or not fast charge support is possible to the digital ring signal transmitted by the
무선 전력 수신기는 전력 전송 단계의 어느 시점에서든 고속 충전이 필요하면, 충전 모드가 고속 충전으로 설정된 소정 충전 모드 패킷을 무선 전력 송신기(400)에 전송할 수도 있다. 물론, 무선 전력 송신기(800)와 무선 전력 수신기는 충전 모드가 고속 충전 모드로 변경된 경우, 고속 충전 모드에 상응하는 전력이 송출 및 수신 가능할 수 있도록 내부 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단 기준, 과열(Over Temperature) 판단 기준, 저전압(Low Voltage)/고전압(High Voltage) 판단 기준, 최적 전압 레벨(Optimum Voltage Level), 전력 제어 옵셋 등의 값이 변경 설정될 수 있다. The wireless power receiver may send a predetermined charging mode packet to the
일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단을 위한 임계 전압이 고속 충전이 가능하도록 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 과열 발생 여부를 판단하기 임계 온도가 고속 충전에 따른 온도 상승을 고려하여 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 송신단에서의 전력이 제어되는 최소 레벨을 의미하는 전력 제어 옵셋 값은 고속 충전 모드에서 빠르게 원하는 목표 전력 레벨로 수렴 가능하도록 일반 저전력 충전 모드에 비해 큰 값으로 설정될 수도 있다.For example, when the charging mode is changed from the normal low-power charging mode to the fast-charging mode, the threshold voltage for determining the overvoltage may be set to be high enough to enable fast charging. As another example, the critical temperature for determining whether overheating occurs may be set high considering the temperature rise due to fast charging. As another example, the power control offset value, which means the minimum level at which the power at the transmitting end is controlled, may be set to a larger value as compared with the general low power charging mode so as to be able to quickly converge to a desired target power level in the fast charging mode.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a structure of an inductive receiver according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 무선 전력 수신기(500)는 수신 코일(510), 정류기(520), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 530), 부하(540), 센싱부(550), 통신부(560), 제2 제어부(570)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(560)는 복조부(561) 및 변조부(562)를 포함하여 구성될 수 있다. 무선 전력 수신기(500)는 도 2에 도시된 유도 수신기(220)에 대응될 수 있다.5, the
상기한 도 5의 예에 도시된 무선 전력 수신기(500)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(400)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통신부(560)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다. Although the
수신 코일(510)을 통해 수신된 AC 전력은 정류부(520)에 전달될 수 있다. 정류기(520)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(530)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(530)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(540)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(540)에 전달할 수 있다.AC power received via the receive
센싱부(550)는 정류기(520) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 제2 제어부(570)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(550)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(510)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 제2 제어부(570)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(550)는 무선 전력 수신기(500)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 제2 제어부(570)에 제공할 수도 있다. The
일 예로, 제2 제어부(570)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(562)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(562)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(510) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기(400)에 전송될 수 있다. 또한, 제2 제어부(570)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(562)를 통해 무선 전력 송신기(400)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.다른 일 예로, 복조부(561)는 수신 코일(510)과 정류기(520) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(520) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 제2 제어부(570)에 제공할 수 있다. 이때, 제2 제어부(570)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(561)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the
특히, 본 발명의 실시예에 따른 제2 제어부(570)는 복조부(560)에 의해 복조된 정보에 기반하여 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전이 가능한 무선 전력 송신기인지 여부를 판단할 수도 있다. In particular, the
또한, 제2 제어부(570)는 상기 도 1의 전자 기기(30)로부터 고속 충전을 요청하는 소정 고속 충전 요청 신호가 수신된 경우, 수신된 고속 충전 요청 신호에 대응되는 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(561)에 전송할 수 있다. 여기서, 전자 기기로부터의 고속 충전 요청 신호는 소정 사용자 인터페이스상에서의 사용자 메뉴 선택에 따라 수신될 수 있다.1, the
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 제어부(570)는 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인된 경우, 배터리 잔량에 기반하여 자동으로 무선 전력 송신기에 고속 충전을 요청하거나 무선 전력 송신기가 고속 충전을 중단하고 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 제어할 수도 있다.The
또 다른 일 실시예에 따른 제2 제어부(570)는 일반 저전력 충전 모드로의 충전 중 전기 기기의 소비 전력을 실시간 모니터링할 수도 있다. 만약, 전자 기기의 소비 전력이 소정 기준치 이상인 경우, 제2 제어부(570)는 고속 충전 모드로의 전환을 요청하는 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(561)에 전송할 수도 있다.The
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제2 제어부(570)는 센싱부(550)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 고속 충전 중 과열이 발생된 경우, 제2 제어부(570)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 충전 모드 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다.The
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제2 제어부(570)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하면, 상기 변경할 충전 모드 값이 포함된 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.The
도 6은 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.6 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
도 6을 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 610), 핑 단계(Ping Phase, 620), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 630), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 640) 단계로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 6, power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC standard is largely divided into a
선택 단계(610)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(610)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(620)로 천이할 수 있다(S601). 선택 단계(610)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The
핑 단계(620)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(620)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(610)로 천이할 수 있다(S602). 또한, 핑 단계(620)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(610)로 천이할 수도 있다(S603).In
핑 단계(620)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(630)로 천이할 수 있다(S604).Once the
식별 및 구성 단계(630)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(610)로 천이할 수 있다(S605).In the identifying and configuring
수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(640)로 천이할 수 있다(S606).Once the identification and configuration for the receiver is complete, the transmitter may transition to
전력 전송 단계(640)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(610)로 천이할 수 있다(S607).In the
또한, 전력 전송 단계(640)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(630)로 천이할 수 있다(S608).Further, in the
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be set based on the status and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter status information may include information on the maximum amount of transmittable power, information on the maximum number of receivable receivers, and the receiver status information may include information on the requested power and the like.
도 7은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.7 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the PMA standard.
도 7을 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 710), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 720), 식별 단계(Identification Phase, 730), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 740) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 750)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 7, power transmission from a transmitter to a receiver according to the PMA standard is largely divided into a
대기 단계(710)는 파워 전송을 위한 수신기 식별 절차를 수행하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 대기 단계(710)에서 송신기는 충전 표면(Charging Surface)에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되거나 RXID 재시도가 진행중인 경우, 디지털 핑 단계(720)로 천이할 수 있다(S701). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(710)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping)을 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.The waiting
디지털 핑 단계(720)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신단에 충분한 전력이 공급되는 경우, 수신기는 수신된 디지털 핑 신호를 PMA 통신 프로토콜에 따라 변조하여 소정 응답 시그널을 송신기에 전송할 수 있다. 여기서, 응답 시그널은 수신기에 수신된 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 지시자가 포함될 수 있다. 디지털 핑 단계(720)에서 수신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(730)로 천이할 수 있다(S702).The transmitter transited to the
만약, 디지털 핑 단계(720)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(710)로 천이할 수 있다(S703). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.If the response signal is not received or it is determined that it is not a PMA compliant receiver, i.e., it is a Foreign Object Detection (FOD), at
식별 단계(730)에서, 송신기는 수신기 식별 절차가 실패하거나 수신기 식별 절차를 재수행하여야 하는 경우 및 미리 정의된 시간 동안 수신기 식별 절차를 완료하지 못한 경우에 대기 단계(710)로 천이할 수 있다(S704).In the identifying
송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(730)에서 전력 전송 단계(740)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S705).If the transmitter succeeds in identifying the receiver, the transmitter can transition to
전력 전송 단계(740)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(710)으로 천이할 수 있다(S706).In a
또한, 전력 전송 단계(740)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(750)로 천이할 수 있다(S707).In addition, in the
충전 완료 단계(750)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(710)으로 천이할 수 있다(S709).In the
또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(750)에서 디지털 핑 단계(720)로 천이할 수 있다(S710).Also, if the measured temperature drops below the reference value after a predetermined time elapses in the over temperature state, the transmitter may transition from the charging
디지털 핑 단계(720) 또는 전력 전송 단계(740)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(750)로 천이할 수도 있다(S708 및 S711).In the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.8 is a state transition diagram of a wireless power receiver supporting an electromagnetic resonance method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 무선 전력 수신기의 상태는 크게 비활성화 상태(Disable State, 810), 부트 상태(Boot State, 820), 활성화 상태(Enable State, 830)(또는, On state) 및 시스템 오류 상태(System Error State, 840)를 포함하여 구성될 수 있다.8, the state of the wireless power receiver is largely divided into a disable state 810, a
이때, 무선 전력 수신기의 상태는 무선 전력 수신기의 정류기단에서의 출력 전압의 세기-이하, 설명의 편의를 위해 VRECT이라 명함-에 기반하여 결정될 수 있다.At this time, the state of the wireless power receiver may be determined based on the intensity of the output voltage at the rectifier end of the wireless power receiver - hereinafter referred to as V RECT for convenience of explanation.
활성화 상태(830)는 VRECT의 값에 따라 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 831), 저전압 상태(Low Voltage State, 832) 및 고전압 상태(High Voltage State, 833)로 구분될 수 있다.The
비활성화 상태(810)의 무선 전력 수신기는 측정된 VRECT 값이 미리 정의된 VRECT_BOOT 값보다 크거나 같으면, 부트 상태(820)로 천이할 수 있다. The wireless power receiver in the deactivation state 810 may transition to the
부트 상태(820)에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기와의 대역외 통신 링크를 설정하고 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달할 때까지 대기할 수 있다.In the
부트 상태(820)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달된 것이 확인되면, 활성화 상태(830)로 천이하여 충전을 시작할 수 있다.The wireless power receiver in the
활성화 상태(830)의 무선 전력 수신기는 충전이 완료되거나 충전이 중단된 것이 확인되면, 부트 상태(820)로 천이될 수 있다.The wireless power receiver in the
또한, 활성화 상태(830)의 무선 전력 수신기는 소정 시스템 오류가 감지되면, 시스템 오류 상태(840)로 천이할 수 있다. 여기서, 시스템 오류는 과전압, 과전류 및 과열뿐만 아니라 미리 정의된 다른 시스템 오류 조건이 포함될 수 있다.In addition, the wireless power receiver in the
또한, 활성화 상태(830)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT_BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(810)로 천이될 수도 있다.In addition, the wireless power receiver in the
또한, 부트 상태(820) 또는 시스템 오류 상태(840)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT_BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(810)로 천이될 수도 있다.In addition, the wireless power receiver in the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.9 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in a wireless power transmitter supporting an electric resonance system according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 무선 전력 송신기의 상태는 크게 구성 상태(Configuration State, 910), 전력 절약 상태(Power Save State, 920), 저전력 상태(Low Power State, 930), 전력 전송 상태(Power Transfer State, 940), 로컬 장애 상태(Local Fault State, 950) 및 잠금 장애 상태(Latching Fault State, 960)을 포함하여 구성될 수 있다.9, the state of the wireless power transmitter is largely divided into a
무선 전력 송신기에 전력이 인가되면, 무선 전력 송신기는 구성 상태(910)로 천이할 수 있다. 무선 전력 송신기는 구성 상태(910)에서 소정 리셋 타이머가 만료되거나 초기화 절차가 완료되면, 전력 절약 상태(920)로 천이할 수 있다.When power is applied to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter can transition to the
전력 절약 상태(920)에서, 무선 전력 송신기는 비콘 시퀀스를 생성하여 공진 주파수 대역을 통해 전송할 수 있다.In the
여기서, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(920)에 진입한 후 소정 시간 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(920) 천이 후 50ms 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.Here, the wireless power transmitter can control the beacon sequence to be started within a predetermined time after entering the
전력 절약 상태(920)에서, 무선 전력 송신기는 충전 영역상에 전도성 물체의 존재 여부를 감지하기 위한 제1 비콘 시퀀스(First Beacon Sequence)를 주기적으로 생성하여 전송하고, 수신 공진기의 임피던스 변화-즉, Load Variation-를 감지할 수 있다. In the
또한, 전력 절약 상태(920)에서, 무선 전력 송신기는 감지된 물체를 식별하기 위한 소정 제2 비콘 시퀀스(Second Beacon Sequence) 주기적으로 생성하여 전송할 수도 있다. 이때, 제1 비콘 시퀀스와 제2 비콘 시퀀스는 서로 중첩되지 않도록 해당 비콘의 전송 타이밍이 결정될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1 비콘 시퀀스와 제2 비콘 시퀀스를 각각 숏 비콘 시퀀스(Short Beacon Sequence)와 롱 비콘 시퀀스(Long Beacon Sequence)라 명하기로 한다.Also, in the
특히, 숏 비콘 시퀀스는 충전 영역상에 전도성 물체가 감지되기 전까지 무선 전력 송신기의 대기 전력이 절약될 수 있도록 짧은 구간 동안(tSHORT _BEACON) 일정 시간 간격(tCYCLE)으로 반복 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, tSHORT _BEACON은 30ms이하, tCYCLE은 250ms ±5 ms로 각각 설정될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 숏 비콘 시퀀스에 포함된 각각의 숏 비콘의 전류 세기는 소정 기준치 이상이고, 일정 시간 구간 동안 점증적으로 증가될 수 있다. In particular, the short beacon sequence can be transmitted is generated repeatedly with a conductive object, the standby power of the wireless power transmitter for a short interval so that it can be saved (t SHORT _BEACON) a predetermined time interval (t CYCLE) until it is detected on the charging area . For example, t SHORT _BEACON is less than 30ms, t CYCLE. However, each can be set to 250ms ± 5 ms but is not limited to this. Also, the current intensity of each short beacon included in the short beacon sequence is greater than a predetermined reference value, and can be gradually increased during a predetermined time period.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 숏 비콘 수신에 따른 수신 공진기에서의 리액턴스(reactance) 및 저항(resistance) 변화를 감지하기 위한 소정 센싱 수단이 구비될 수 있다.The wireless power transmitter according to the present invention may be provided with a predetermined sensing means for sensing reactance and resistance change in the reception resonator according to short beacon reception.
또한, 전력 절약 상태(920)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 부팅(Booting) 및 응답에 필요한 충분한 전력을 공급하기 위한 상기 제2 비콘 시퀀스-즉, 롱 비콘 시퀀스-를 주기적으로 생성하여 전송할 수 있다. In addition, in the
즉, 무선 전력 수신기는 롱 비콘 시퀀스를 통해 부팅이 완료되면, 대역외 통신 채널을 통해 소정 응답 신호를 브로드캐스팅하여 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.That is, when the wireless power receiver is booted through the long beacon sequence, it can broadcast an appropriate response signal over the out-of-band communication channel and transmit it to the wireless power transmitter.
특히, 롱 비콘 시퀀스는 무선 전력 수신기의 부팅에 필요한 충분한 전원을 공급하기 위해 숏 비콘 시퀀스에 비해 상대적으로 긴 구간 동안(tLONG_BEACON)동안 일정 시간 간격(tLONG _BEACON_PERIOD)으로 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, tLONG _BEACON은 105 ms+5 ms, tLONG _BEACON_PERIOD 은 850ms로 각각 설정될 수 있으며, 각각의 롱 비콘의 전류 세기는 숏 비콘의 전류 세기에 비해 상대적으로 강할 수 있다. 또한, 롱 비콘은 전송 구간 동안 전력 세기가 일정하게 유지될 수 있다. In particular, the long beacon sequence can be generated at a predetermined time interval (t LONG _BEACON_PERIOD) while for a relatively long period (t LONG_BEACON) than the short beacon sequence can be transmitted so as to provide sufficient power required by the boot of the wireless power receiver. For example, t LONG _BEACON may be set to 105 ms + 5 ms, and t LONG _BEACON_PERIOD may be set to 850 ms, respectively. The current intensity of each long beacon may be relatively strong compared to the current intensity of the short beacon. In addition, the long beacon can maintain a constant power intensity during a transmission period.
이 후, 무선 전력 송신기는 수신 공진기의 임피던스 변화가 감지되면, 롱 비콘 전송 구간 동안 소정 응답 신호의 수신을 대기할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 응답 신호를 광고 신호(Advertisement Signal)라 명하기로 한다. 여기서, 무선 전력 수신기는 공진 주파수 대역과는 상이한 대역외 통신 주파수 대역을 통해 광고 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmitter may wait for reception of a predetermined response signal during the long beacon transmission period, if the impedance change of the reception resonator is detected. Hereinafter, for convenience of explanation, the response signal is referred to as an advertisement signal. Here, the wireless power receiver may broadcast an advertisement signal over an out-of-band communication frequency band that is different from the resonant frequency band.
일 예로, 광고 신호는 해당 대역외 통신 표준에 정의된 메시지를 식별하기 위한 메시지 식별 정보, 무선 전력 수신기가 적법한 또는 해당 무선 전력 송신기에 호환 가능한 수신기인지를 식별하기 위한 고유한 서비스 식별 정보 또는 무선 전력 수신기 식별 정보, 무선 전력 수신기의 출력 파워 정보, 부하에 인가되는 정격 전압/전류 정보, 무선 전력 수신기의 안테나 이득 정보, 무선 전력 수신기의 카테고리를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기 인증 정보, 과전압 보호 기능의 탑재 여부에 관한 정보, 무선 전력 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나 또는 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the advertisement signal may include message identification information for identifying a message defined in the out-of-band communication standard, unique service identification information for identifying whether the wireless power receiver is legitimate or compatible with the wireless power transmitter, Information for identifying the category of the wireless power receiver, wireless power receiver authentication information, an overvoltage protection function, and an overvoltage protection function. And software version information mounted on the wireless power receiver.
무선 전력 송신기는 광고 신호가 수신되면, 전력 절약 상태(920)에서 저전력 상태(930)로 천이한 후, 무선 전력 수신기와의 대역외 통신 링크를 설정할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 설정된 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 대한 등록 절차를 수행할 수 있다. 일 예로, 대역외 통신이 블루투스 저전력 통신인 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 블루투스 페어링을 수행하고, 페어링된 블루투스 링크를 통해 서로의 상태 정보, 특성 정보 및 제어 정보 중 적어도 하나를 교환할 수 있다. The wireless power transmitter may establish an out-of-band communication link with the wireless power receiver after transitioning from a
무선 전력 송신기가 저전력 상태(930)에서 대역외 통신을 통해 충전을 개시하기 위한 소정 제어 신호-즉, 무선 전력 수신기가 부하에 전력을 전달하도록 요청하는 소정 제어 신호-를 무선 전력 수신기에 전송하면, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(930)에서 전력 전송 상태(940)로 천이될 수 있다.If the wireless power transmitter transmits a predetermined control signal to initiate charging via out-of-band communication in the
만약, 저전력 상태(930)에서 대역외 통신 링크 설정 절차 또는 등록 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(930)에서 전력 절약 상태(920)에 천이될 수 있다.If the out-of-band communication link establishment procedure or registration procedure in the
무선 전력 송신기는 각 무선 전력 수신기와의 접속을 위한 별도의 분리된 링크 만료 타이머(Link Expiration Timer)가 구동될 수 있으며, 무선 전력 수신기는 소정 시간 주기로 무선 전력 송신기에 자신이 존재함을 알리는 소정 메시지를 링크 만료 타이머가 만료되기 이전에 전송해야 한다. 링크 만료 타이머는 상기 메시지가 수신될 때마다 리셋되며, 링크 만료 타이머가 만료되지 않으면 무선 전력 수신기와 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크는 유지될 수 있다.The wireless power transmitter may be driven with a separate Link Expiration Timer for connection to each wireless power receiver and the wireless power receiver may transmit a predetermined message indicating that it is present in the wireless power transmitter at a predetermined time period Should be sent before the link expiration timer expires. The link expiration timer is reset each time the message is received, and the out-of-band communication link established between the wireless power receiver and the wireless power receiver may be maintained if the link expiration timer does not expire.
만약, 저전력 상태(930) 또는 전력 전송 상태(940)에서, 무선 전력 송신기와 적어도 하나의 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크에 대응되는 모든 링크 만료 타이머가 만료된 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 전력 절약 상태(920)로 천이될 수 있다.If all of the link expiration timers corresponding to the out-of-band communication link established between the wireless power transmitter and the at least one wireless power receiver have expired in the
또한, 저전력 상태(930)의 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 신호가 수신되면 소정 등록 타이머를 구동시킬 수 있다. 이때, 등록 타이머가 만료되면, 저전력 상태(930)의 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(920)로 천이할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 등록에 실패하였음을 알리는 소정 알림 신호를 무선 전력 송신기에 구비된 알림 표시 수단-예를 들면, LED 램프, 디스플레이 화면, 비퍼(beeper) 등을 포함함-을 통해 출력할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter in the
또한, 전력 전송 상태(940)에서, 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기의 충전이 완료되면, 저전력 상태(930)로 천이될 수 있다. Further, in the
특히, 무선 전력 수신기는 구성 상태(910), 로컬 장애 상태(950) 및 잠금 장애 상태(960)를 제외한 나머지 상태에서 새로운 무선 전력 수신기의 등록을 허용할 수 있다.In particular, the wireless power receiver may allow registration of a new wireless power receiver in states other than the
또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(940)에서 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 전송 전력을 동적으로 제어할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter can dynamically control the transmit power based on state information received from the wireless power receiver in the power transmit
이때, 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 요구 전력 정보, 정류기 후단에서 측정된 전압 및/또는 전류 정보, 충전 상태 정보, 과전류 및/또는 과전압 및/또는 과열 상태를 통보하기 위한 정보, 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단이 활성화되었는지 여부를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 수신기 상태 정보는 미리 지정된 주기로 전송되거나 특정 이벤트가 발생될 때마다 전송될 수 있다. 또한, 상기 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단은 ON/OFF 스위치, 제너다이오드 중 적어도 하나를 이용하여 제공될 수 있다.At this time, the receiver status information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter may include information on required power information, voltage and / or current information measured at the rear end of the rectifier, charge status information, overcurrent and / or overvoltage and / Information indicating whether or not the means for interrupting or reducing the electric power delivered to the load in accordance with the information, the overcurrent, or the overvoltage is activated. At this time, the receiver status information may be transmitted at a predetermined period or transmitted every time a specific event is generated. In addition, the means for interrupting or reducing the electric power delivered to the load in accordance with the overcurrent or overvoltage may be provided using at least one of an ON / OFF switch and a zener diode.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 무선 전력 수신기에 유선으로 외부 전원이 연결되었음을 알리는 정보, 대역외 통신 방식이 변경되었음을 알리는 정보-일 예로, NFC(Near Field Communication)에서 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신으로 변경될 수 있음- 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.The receiver status information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention includes information indicating that the external power is connected to the wireless power receiver by wire, information indicating that the out-of-band communication method is changed, And may be changed from NFC (Near Field Communication) to BLE (Bluetooth Low Energy) communication.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 자신의 현재 가용한 전력, 무선 전력 수신기 별 우선 순위, 접속된 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 무선 전력 수신기 별 수신해야 할 파워 세기를 적응적으로 결정할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신기 별 파워 세기는 해당 무선 전력 수신기의 정류기에서 처리 가능한 최대 파워 대비 얼마의 비율로 파워를 수신해야 하는지로 결정될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.In accordance with another embodiment of the present invention, a wireless power transmitter may be configured to determine a power intensity to be received by a wireless power receiver based on at least one of the current available power, the priority of each wireless power receiver, May be adaptively determined. Here, the power intensity of each wireless power receiver can be determined, but not limited to, how much power should be received at a ratio of the maximum power that can be processed by the rectifier of the wireless power receiver.
이 후, 무선 전력 송신기는 결정된 파워 세기에 관한 정보가 포함된 소정 전력 제어 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기에 의해 결정된 파워 세기로 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과를 소정 전력 제어 응답 메시지를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may then send a predetermined power control command to the wireless power receiver that includes information regarding the determined power strength. At this time, the wireless power receiver can determine whether power control is possible based on the power intensity determined by the wireless power transmitter, and transmit the determination result to the wireless power transmitter through the predetermined power control response message.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기의 전력 제어 명령에 따라 무선 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 소정 수신기 상태 정보를 상기 전력 제어 명령을 수신하기 이전에 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.The wireless power receiver according to another embodiment of the present invention transmits predetermined receiver state information indicating whether or not the wireless power control is possible according to the power control command of the wireless power transmitter to the wireless power transmitter before receiving the power control command It is possible.
전력 전송 상태(940)는 접속된 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태에 따라 제1 상태(941), 제2 상태(942) 및 제3 상태(943) 중 어느 하나의 상태일 수 있다.The
일 예로, 제1 상태(941)는 무선 전력 송신기에 접속된 모든 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 정상 전압인 상태임을 의미할 수 있다.In one example, the
제2 상태(942)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 상태이고 고전압 상태인 무선 전력 수신기가 존재하지 않음을 의미할 수 있다.The
제3 상태(943)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 고전압 상태임을 의미할 수 있다.The
무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(920) 또는 저전력 상태(930) 또는 전력 전송 상태(940)에서 시스템 오류가 감지되면, 잠금 장애 상태(960)로 천이될 수 있다The wireless power transmitter may transition to a
잠금 장애 상태(960)의 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 것으로 판단되면, 구성 상태(910) 또는 전력 절약 상태(920)로 천이할 수 있다.The wireless power transmitter of the
또한, 잠금 장애 상태(960)에서, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 감지되면, 로컬 장애 상태(950)로 천이할 수 있다. 여기서, 로컬 장애 상태(950)인 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 다시 잠금 장애 상태(960)로 천이될 수 있다.Further, in the
반면, 구성 상태(910), 전력 절약 상태(920), 저전력 상태(930), 전력 전송 상태(940) 중 어느 하나의 상태에서 로컬 장애 상태(950)로 천이된 경우, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 구성 상태(910)로 천이될 수 있다. On the other hand, when transitioning from a state of either
무선 전력 송신기는 로컬 장애 상태(950)로 천이되면, 무선 전력 송신기에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등의 장애가 감지되면 로컬 장애 상태(950)로 천이될 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. The wireless power transmitter may shut off the power supplied to the wireless power transmitter if it transitions to the
일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기에 의해 수신되는 전력의 세기를 감소시키기 위한 소정 전력 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.For example, the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command to the connected at least one wireless power receiver to reduce the strength of the power received by the wireless power receiver, if an over-current, over-voltage,
다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기의 충전을 중단시키기 위한 소정 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.In another example, the wireless power transmitter may send a predetermined control command to the connected at least one wireless power receiver to stop the charging of the wireless power receiver if an overcurrent, overvoltage, overheating, or the like is sensed.
상기와 같은 전력 제어 절차를 통해, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등에 따른 기기 파손을 미연에 방지할 수 있다.Through the above-described power control procedure, the wireless power transmitter can prevent the device from being damaged due to overvoltage, overcurrent, overheat or the like.
무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이상인 경우, 잠금 장애 상태(960)로 천이할 수 있다. 이때, 잠금 장애 상태(960)로 천이된 무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기를 미리 지정된 시간 동안 기준치 이하가 되도록 시도할 수 있다. 여기서, 상기 시도는 미리 지정된 회수 동안 반복 수행될 수 있다. 만약, 반복 수행에도 불구하고, 잠금 장애 상태(960)가 해제되지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 소정 알림 수단을 이용하여 사용자에게 잠금 장애 상태(960)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 송출할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기의 충전 영역에 위치한 모든 무선 전력 수신기가 사용자에 의해 충전 영역에서 제거되면, 잠금 장애 상태(960)가 해제될 수 있다.The wireless power transmitter may transition to the
반면, 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 미리 지정된 시간 이내에 기준치 이하로 떨어지거나 상기 미리 지정된 반복 수행 동안 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이하로 떨어지는 경우, 잠금 장애 상태(960)는 자동으로 해제될 수 있으며, 이때, 무선 전력 송신기의 상태는 잠금 장애 상태(960)에서 전력 절약 상태(920)로 자동 천이되어 무선 전력 수신기에 대한 감지 및 식별 절차가 다시 수행될 수 있다.On the other hand, if the intensity of the output current of the transmission resonator falls below the reference value within a predetermined time, or if the intensity of the output current of the transmission resonator falls below the reference value during the predetermined repetitive execution, the
전력 전송 상태(940)의 무선 전력 송신기는 연속된 전력을 송출하고, 무선 전력 수신기의 상태 정보 및 미리 정의된 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터에 기반하여 적응적으로 송출 전력을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter in the
일 예로, 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터는 저전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 최적 전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 고전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 과전압 영역을 식별하기 위한 파라메터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the Optimal Voltage Region setting parameter may include at least one of a parameter for identifying the low voltage region, a parameter for identifying the optimum voltage region, a parameter for identifying the high voltage region, and a parameter for identifying the overvoltage region .
무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 영역에 있으면, 송출 전력을 증가시키고, 고전압 영역에 있으면, 송출 전력을 감소시킬 수 있다. The wireless power transmitter can increase the transmission power if the power reception state of the wireless power receiver is in the low voltage region, and reduce the transmission power if it is in the high voltage region.
또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 효율이 최대화되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter may also control the transmit power to maximize the power transmission efficiency.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량의 편차가 기준치 이하가 되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter may also control the transmit power so that the deviation of the amount of power required by the wireless power receiver is below a reference value.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압이 소정 과전압 영역에 도달한 경우-즉, Over Voltage가 감지된 경우-, 전력 전송을 중단할 수도 있다.The wireless power transmitter may also stop transmitting power when the rectifier output voltage of the wireless power receiver reaches a predetermined overvoltage range-that is, when Over Voltage is detected.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the operation of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기(1000)는 도 2에 도시된 무선 전력 수신기(200)에 대응된다. 공진 충전 영역과 유도 충전 영역이 도시되어 있는데, 공진 충전 영역은 공진 수신기(210)가 전자기 공진 방식에 의해 무선 전력 수신이 가능한 영역을 의미하고, 유도 충전 영역은 유도 수신기(220)가 전자기 유도 방식에 의해 무선 전력 수신이 가능한 영역을 의미한다.Referring to FIG. 10, a
공진 충전 영역은 유도 충전 영역보다 넓은 영역을 가지고, 유도 충전 영역은 공진 충전 영역과 오버랩(overlap)되어 위치한다. 즉, 유도 충전 영역에서는 전자기 공진 방식 및 전자기 유도 방식 모두에 의해 무선 전력 수신이 가능하다.The resonance charge area has a larger area than the induction charge area, and the induction charge area overlaps with the resonance charge area. That is, in the inductive charging region, wireless power reception is possible by both the electromagnetic resonance method and the electromagnetic induction method.
도 10의 위 그림처럼 멀티 모드 수신기(1000)가 유도 충전 영역이 아닌 공진 충전 영역에 위치하고 있다고 가정한다. 따라서, 멀티 모드 송신기는 전자기 유도 방식에 의해서는 멀티 모드 수신기(1000)를 감지 및 식별할 수 없으며, 전자기 공진 방식에 의해 멀티 모드 수신기(1000)를 감지 및 식별하여 멀티 모드 수신기(1000)로 전력을 전송할 수 있다.As shown in FIG. 10, it is assumed that the
이후, 도 10의 아래 그림처럼 멀티 모드 수신기(1000)가 유도 충전 영역으로 이동하였다고 가정한다. 이동되는 경우는 사용자에 의해 위치가 조정되거나, 차량 내부의 흔들림 등이 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, it is assumed that the
멀티 모드 송신기는 멀티 모드 수신기(1000)로부터 수신된 수신기 멀티 모드 방송 메시지로부터 멀티 모드 수신기(1000)가 전자기 공진 방식과 전자기 유도 방식으로 동시에 충전 가능한 제1 멀티 모드 수신기임을 인식할 수 있다. 멀티 모드 송신기는 전자기 공진 방식에 의한 무선 충전 중이라도 유도 수신기(220)의 수신 코일을 감지하기 위한 아날로그 핑을 일정 주기로 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area) 즉, 유도 충전 영역에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.The multimode transmitter can recognize from the receiver multimode broadcast message received from the
멀티 모드 수신기(1000)는 후술할 도 11 또는 도 12의 소정 알고리즘을 통해 전자기 공진 방식에 의한 충전(공진 모드), 전자기 유도 방식에 의한 충전(유도 모드) 및 전자기 공진 방식과 전자기 유도 방식 모두에 의한 동시 충전(동시 모드) 중 어느 모드에 의해 무선 전력을 수신할지를 결정할 수 있다.The
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an operation method of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 멀티 모드 수신기는 공진 모드에 의한 충전 중 유도 모드에 관한 특정 이벤트가 발생함을 인식할 수 있다(S1100). 여기서, 멀티 모드 수신기는 도 2의 멀티 모드 수신기(200)임을 전제로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 11, the multimode receiver can recognize that a specific event related to the inductive charging mode by the resonance mode occurs (S 1100). Here, it is assumed that the multimode receiver is the
도 10의 예시처럼 멀티 모드 수신기가 공진 충전 영역에 위치하고 있다가 유도 충전 영역으로 이동하게 되면, 멀티 모드 송신기는 유도 충전 영역에 물체가 존재함을 감지할 수 있다. 멀티 모드 수신기는 멀티 모드 송신기로부터 전자기 유도 방식에 의한 충전을 지원하는 수신기인지 식별하기 위한 식별 신호(예컨대, 디지털 핑)를 수신하게 되는데, 상기 특정 이벤트는 이처럼 공진 모드에 의한 무선 충전 중 멀티 모드 수신기가 전자기 유도 방식에 따른 식별 신호를 수신하는 것을 의미할 수 있다.As shown in FIG. 10, when the multimode receiver is located in the resonance charging area and then moves to the induction charging area, the multimode transmitter can sense that an object exists in the induction charging area. The multimode receiver receives an identification signal (e.g., digital ping) to identify whether it is a receiver that supports charging by electromagnetic induction from a multimode transmitter, May mean receiving an identification signal according to the electromagnetic induction method.
멀티 모드 수신기는 식별 신호에 대응하여 응답 시그널(예컨대, 신호 세기 지시자)을 멀티 모드 송신기로 송신할 수 있다(S1110). 이후, 멀티 모드 수신기와 멀티 모드 송신기는 전자기 유도 방식에 의한 전력 전송을 위한 식별 및 구성을 수행할 수 있다.The multimode receiver may transmit a response signal (e.g., a signal strength indicator) to the multimode transmitter in response to the identification signal (S1110). Then, the multimode receiver and the multimode transmitter can perform identification and configuration for power transmission by the electromagnetic induction method.
멀티 모드 송신기와의 식별 및 구성이 완료되면, 멀티 모드 수신기는 유도 모드에 의한 전력을 멀티 모드 송신기로부터 수신할 수 있다(S1120). 이때, 멀티 모드 수신기는 수신되는 유도 모드에 의한 전력이 DC-DC 변환기(260)에 전달되어 부하(270)에 과전압이 발생하는 현상을 방지하기 위해 제2 스위치(250)가 오픈(open)되도록 제어할 수 있다. 제2 스위치(250)는 공진 모드에 의한 전력이 수신되는 중에도 오픈된 상태로 유지될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.When the identification and the configuration with the multimode transmitter are completed, the multimode receiver can receive power by the multimode transmitter from the multimode transmitter (S1120). At this time, the multimode receiver is turned on so that the
멀티 모드 송신기는 공진 전압과 유도 전압을 각각 측정할 수 있다(S1130). 여기서, 공진 전압은 공진 송신기(210)의 출력 전압을 의미하고 유도 전압은 유도 송신기(220)의 출력 전압을 의미한다.The multimode transmitter can measure the resonance voltage and the induced voltage, respectively (S1130). Herein, the resonance voltage means the output voltage of the
멀티 모드 송신기는 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S1140). 여기서, 임계 전압은 부하(270)로 인가되는 전압이 초과 전압(overvoltage)으로 되는 임계 전압값을 의미하며, 부하(270)의 요구 전압 및 DC-DC 변환기(260)의 변환 이득을 고려하여 미리 결정될 수 있다. 다른 실시예에 따라 임계 전압은 부하(270)로 인가되는 전압이 초과 전압으로 되는 임계 전압값과 완전히 동일하지 않을 수 있으며, 초과 전압을 보다 확실하게 방지하기 위해 임계 전압값보다 다소 낮게 설정될 수도 있다.The multimode transmitter can determine whether the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (S1140). Here, the threshold voltage means a threshold voltage value in which the voltage applied to the
공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만인지 여부를 판단하는 이유는, 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 이상이라면 부하(270) 측의 초과 전압이 발생되기 때문에 공진 모드와 유도 모드 중 어느 하나로만 무선 전력을 수신하여야 하고, 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만이면 부하(270) 측의 초과 전압이 발생되지 않기 때문에 공진 모드와 유도 모드를 통해 동시에 무선 전력을 수신하는 것(동시 충전 모드)이 전력 전송 효율을 높일 수 있기 때문이다.The reason for determining whether the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage is that if the sum of the resonance voltage and the induced voltage is greater than the threshold voltage, If the sum of the resonance voltage and the induction voltage is less than the threshold voltage, the excess voltage at the side of the
공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만일 경우(S1140의 Yes), 멀티 모드 수신기는 동시 충전 모드를 위해 제2 스위치(250)를 쇼트(short) 상태로 변경할 수 있다. 이로 인해 멀티 모드 수신기는 공진 수신기(210) 및 유도 수신기(220) 각각으로 수신되는 전력이 부하(270)로 전달되는 동시 충전 모드로 동작할 수 있다.When the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (Yes in S1140), the multimode receiver can change the
공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 이상일 경우(S1140의 No), 멀티 모드 수신기는 공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압(더 큰 전압)이 임계 전압 미만인지 판단할 수 있다(S1160).If the sum of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or higher than the threshold voltage (No in S1140), the multimode receiver can determine whether the maximum voltage (larger voltage) of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (S1160).
공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압이 임계 전압 미만일 경우(S1160의 Yes), 공진 모드 및 유도 모드 중 어느 모드에 의해 충전을 수행하더라도 과전압이 발생하지 않을 것이 예상되므로 전력 전송 효율이 더 좋은 최대 전압에 대응하는 모드로 충전이 수행될 수 있다(S1170).When the maximum voltage of the resonance voltage and the induction voltage is less than the threshold voltage (Yes in S1160), it is expected that the overvoltage will not be generated regardless of which mode the resonance mode or the induction mode is performed. Charging may be performed in the corresponding mode (S1170).
예컨대, 공진 전압이 최대 전압일 때, 멀티 모드 수신기는 공진 모드로 충전을 수행하기 위해 제1 스위치(240)를 쇼트 상태로, 제2 스위치(250)를 오픈 상태로 유지할 수 있다. 또한, 유도 전압이 최대 전압일 때, 멀티 모드 수신기는 유도 모드로 충전을 수행하기 위해 제1 스위치(240)를 오픈 상태로, 제2 스위치(250)를 쇼트 상태로 변경할 수 있다.For example, when the resonance voltage is the maximum voltage, the multimode receiver can keep the
공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압이 임계 전압 이상일 경우(S1160의 No), 최대 전압에 대응하는 모드에 의해 충전을 수행하게 되면 과전압이 발생할 것이 예상되므로 최소 전압(더 작은 전압)에 대응하는 모드로 충전이 수행될 수 있다(S1180).If the maximum voltage of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or higher than the threshold voltage (No in S1160), it is expected that the overvoltage will occur when the charging is performed by the mode corresponding to the maximum voltage. The charging may be performed (S1180).
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법에 의하면, 멀티 모드 수신기가 공진 모드로 충전 중 동시 충전 가능한 상태로 변경될 경우 이를 감지하여 과전압이 발생되지 않는 범위에서 최적의 무선 전력 수신 모드를 선택하여 충전을 수행할 수 있다.According to the method of operating a multimode receiver according to an embodiment of the present invention, when the multimode receiver is changed from a resonance mode to a state capable of simultaneously charging during charging, Can be selected to perform charging.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating an operation method of a multimode receiver according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 멀티 모드 수신기는 공진 모드에 의한 충전 중 특정 이벤트가 발생함을 인식할 수 있다(S1200). 여기서, 멀티 모드 수신기는 도 2의 멀티 모드 수신기(200)임을 전제로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 12, the multimode receiver can recognize that a specific event occurs during charging by the resonance mode (S1200). Here, it is assumed that the multimode receiver is the
도 10의 예시처럼 멀티 모드 수신기가 공진 충전 영역에 위치하고 있다가 유도 충전 영역으로 이동하게 되면, 멀티 모드 송신기는 유도 충전 영역에 물체가 존재함을 감지할 수 있다. 멀티 모드 수신기는 멀티 모드 송신기로부터 전자기 유도 방식에 의한 충전을 지원하는 수신기인지 식별하기 위한 식별 신호(예컨대, 디지털 핑)를 수신하게 되는데, 상기 특정 이벤트는 이처럼 공진 모드에 의한 무선 충전 중 멀티 모드 수신기가 전자기 유도 방식에 따른 식별 신호를 수신하는 것을 의미할 수 있다.As shown in FIG. 10, when the multimode receiver is located in the resonance charging area and then moves to the induction charging area, the multimode transmitter can sense that an object exists in the induction charging area. The multimode receiver receives an identification signal (e.g., digital ping) to identify whether it is a receiver that supports charging by electromagnetic induction from a multimode transmitter, May mean receiving an identification signal according to the electromagnetic induction method.
멀티 모드 수신기는 식별 신호에 대응하여 응답 시그널(예컨대, 신호 세기 지시자)을 멀티 모드 송신기로 송신할 수 있다(S1210). 이후, 멀티 모드 수신기와 멀티 모드 송신기는 전자기 유도 방식에 의한 전력 전송을 위한 식별 및 구성을 수행할 수 있다.The multimode receiver may transmit a response signal (e.g., a signal strength indicator) to the multimode transmitter in response to the identification signal (S1210). Then, the multimode receiver and the multimode transmitter can perform identification and configuration for power transmission by the electromagnetic induction method.
멀티 모드 송신기와의 식별 및 구성이 완료되면, 멀티 모드 수신기는 유도 모드에 의한 전력을 멀티 모드 송신기로부터 수신할 수 있다(S1220). 이때, 멀티 모드 수신기는 수신되는 유도 모드에 의한 전력이 DC-DC 변환기(260)에 전달되어 부하(270)에 과전압이 발생하는 현상을 방지하기 위해 제2 스위치(250)가 오픈되도록 제어할 수 있다. 제2 스위치(250)는 공진 모드에 의한 전력이 수신되는 중에도 오픈된 상태로 유지될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.When the identification and the configuration with the multimode transmitter are completed, the multimode receiver can receive the power by the inductive mode from the multimode transmitter (S1220). At this time, the multimode receiver can control the
멀티 모드 송신기는 공진 전압과 유도 전압을 각각 측정할 수 있다(S1230). The multimode transmitter can measure the resonance voltage and the induced voltage, respectively (S1230).
멀티 모드 송신기는 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S1240). The multimode transmitter can determine whether the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (S1240).
여기서, 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만인지 여부를 판단하는 이유는, 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 이상이라면 부하(270) 측의 초과 전압이 발생되기 때문에 공진 모드와 유도 모드 중 어느 하나로만 무선 전력을 수신하여야 하고, 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만이면 부하(270) 측의 초과 전압이 발생되지 않기 때문에 공진 모드와 유도 모드를 통해 동시에 무선 전력을 수신하는 것(동시 충전 모드)이 전력 전송 효율을 높일 수 있기 때문이다.The reason why the sum of the resonance voltage and the induced voltage is judged to be less than the threshold voltage is that if the sum of the resonance voltage and the induced voltage is greater than the threshold voltage, If the sum of the resonance voltage and the induction voltage is less than the threshold voltage, an excess voltage at the side of the
공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 미만일 경우(S1240의 Yes), 멀티 모드 수신기는 동시 충전 모드를 위해 제2 스위치(250)를 쇼트 상태로 변경할 수 있다. 이로 인해 멀티 모드 수신기는 공진 수신기(210) 및 유도 수신기(220) 각각으로 수신되는 전력이 부하(270)로 전달되는 동시 충전 모드로 동작할 수 있다.When the sum of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (Yes in S1240), the multimode receiver can change the
공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압 이상일 경우(S1240의 No), 멀티 모드 수신기는 공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압(더 큰 전압)이 임계 전압 미만인지 판단할 수 있다(S1260).If the sum of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or higher than the threshold voltage (No in S1240), the multimode receiver can determine whether the maximum voltage (larger voltage) of the resonance voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage (S1260).
공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압이 임계 전압 미만일 경우(S1260의 Yes), 공진 모드 및 유도 모드 중 어느 모드에 의해 충전을 수행하더라도 과전압이 발생하지 않을 것이 예상되므로 전력 전송 효율이 더 좋은 최대 전압에 대응하는 모드로 충전이 수행될 수 있다(S1270).When the maximum voltage of the resonance voltage and the induction voltage is less than the threshold voltage (Yes in S1260), it is expected that the overvoltage will not occur even if the charging is performed by either the resonance mode or the induction mode. Charging may be performed in a corresponding mode (S1270).
예컨대, 공진 전압이 최대 전압일 때, 멀티 모드 수신기는 공진 모드로 충전을 수행하기 위해 제1 스위치(240)를 쇼트 상태로, 제2 스위치(250)를 오픈 상태로 유지할 수 있다. 또한, 유도 전압이 최대 전압일 때, 멀티 모드 수신기는 유도 모드로 충전을 수행하기 위해 제1 스위치(240)를 오픈 상태로, 제2 스위치(250)를 쇼트 상태로 변경할 수 있다.For example, when the resonance voltage is the maximum voltage, the multimode receiver can keep the
멀티 모드 수신기는 최대 전압에 대응하는 모드로 충전을 진행하면서, 멀티 모드 송신기로 최소 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력을 줄이도록 하기 위한 피드백 신호를 전송할 수 있다(S1275). 상기 피드백 신호는 멀티 모드 송신기의 송신 전력의 세기를 감소시킬 것을 요청하는 신호를 의미한다. The multimode receiver may transmit a feedback signal to reduce the transmission power of the transmitter corresponding to the minimum voltage to the multimode transmitter while charging the multimode receiver in a mode corresponding to the maximum voltage in operation S1275. The feedback signal means a signal requesting to decrease the intensity of the transmission power of the multi-mode transmitter.
멀티 모드 송신기의 공진 송신기를 제어하기 위해 멀티 모드 수신기는 공진 수신기(210)를 통해 피드백 신호(예컨대, 다이나믹 파라미터(dynamic parameter))를 전송할 수 있다.To control the resonant transmitter of the multimode transmitter, the multimode receiver may transmit a feedback signal (e.g., a dynamic parameter) through the
멀티 모드 송신기의 유도 송신기를 제어하기 위해 멀티 모드 수신기는 유도 수신기(220)를 통해 피드백 신호(예컨대, 제어 오류 패킷)를 전송할 수 있다.To control the inductive transmitter of the multimode transmitter, the multimode receiver may transmit a feedback signal (e.g., a control error packet) through the
S1275 단계가 수행됨으로써 최소 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력이 감소되며, 그에 대응하여 최소 전압도 감소하게 된다. 또한, S1230, S1240, S1260, S1270, 및 S1275 단계가 반복되면 어느 시점에서 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압보다 작아지게 될 수 있다. 즉, 최소 전압이 계속하여 감소하게 되면, 멀티 모드 수신기가 동시 충전 모드로 동작할 수 있게 된다.The transmission power of the transmitter corresponding to the minimum voltage is reduced by performing step S1275, and the minimum voltage is also decreased correspondingly. If the steps S1230, S1240, S1260, S1270, and S1275 are repeated, the sum of the resonance voltage and the induced voltage may become smaller than the threshold voltage at any point in time. That is, as the minimum voltage continues to decrease, the multimode receiver can operate in the simultaneous charging mode.
공진 전압과 유도 전압 중 최대 전압이 임계 전압 이상일 경우(S1260의 No), 최대 전압에 대응하는 모드에 의해 충전을 수행하게 되면 과전압이 발생할 것이 예상되므로 최소 전압(더 작은 전압)에 대응하는 모드로 충전이 수행될 수 있다(S1280).If the maximum voltage of the resonance voltage and the induction voltage is equal to or higher than the threshold voltage (No in S1260), it is expected that the overvoltage will occur when the charging is performed by the mode corresponding to the maximum voltage. Charging may be performed (S1280).
멀티 모드 수신기는 최소 전압에 대응하는 모드로 충전을 진행하면서, 멀티 모드 송신기로 최대 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력을 줄이도록 하기 위한 피드백 신호를 전송할 수 있다(S1285). 상기 피드백 신호는 멀티 모드 송신기의 송신 전력의 세기를 감소시킬 것을 요청하는 신호를 의미한다. The multimode receiver may transmit a feedback signal to reduce the transmit power of the transmitter corresponding to the maximum voltage to the multimode transmitter while charging the multimode receiver in a mode corresponding to the minimum voltage (S1285). The feedback signal means a signal requesting to decrease the intensity of the transmission power of the multi-mode transmitter.
멀티 모드 송신기의 공진 송신기를 제어하기 위해 멀티 모드 수신기는 공진 수신기(210)를 통해 피드백 신호(예컨대, 다이나믹 파라미터)를 전송할 수 있다.To control the resonant transmitter of the multimode transmitter, the multimode receiver may transmit a feedback signal (e.g., a dynamic parameter) through the
멀티 모드 송신기의 유도 송신기를 제어하기 위해 멀티 모드 수신기는 유도 수신기(220)를 통해 피드백 신호(예컨대, 제어 오류 패킷)를 전송할 수 있다.To control the inductive transmitter of the multimode transmitter, the multimode receiver may transmit a feedback signal (e.g., a control error packet) through the
S1285 단계가 수행됨으로써 최대 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력이 감소되며, 그에 대응하여 최대 전압도 감소하게 된다. 또한, S1230, S1240, S1260, S1280, 및 S1285 단계가 반복되면, 어느 시점에서 공진 전압과 유도 전압의 합이 임계 전압보다 작아지게 될 수 있다. 즉, 최대 전압이 계속하여 감소하게 되면, 멀티 모드 수신기가 동시 충전 모드로 동작할 수 있게 된다.The transmission power of the transmitter corresponding to the maximum voltage is reduced by performing step S1285, and the maximum voltage is also decreased correspondingly. If the steps S1230, S1240, S1260, S1280, and S1285 are repeated, the sum of the resonance voltage and the induced voltage may become smaller than the threshold voltage at any point in time. That is, as the maximum voltage continues to decrease, the multimode receiver can operate in the simultaneous charging mode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 동작 방법에 의하면, 멀티 모드 수신기가 공진 모드로 충전 중 동시 충전 가능한 상태로 변경될 경우 이를 감지하여 과전압이 발생되지 않는 범위에서 최적의 무선 전력 수신 모드를 선택하여 충전을 수행할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, when the multimode receiver is changed from a resonance mode to a chargeable state during charging, it is detected that an optimal wireless power reception mode Can be selected to perform charging.
아울러, 과전압이 발생될 것으로 예상되는 경우, 하나의 무선 전력 수신 모드로 충전을 진행하면서, 멀티 모드 송신기와 연동하여 다른 무선 전력 수신 모드에 대응하는 수신기의 출력 전압을 감소시킴으로써 동시 충전 모드로 동작할 수 있어 최대의 전력 전송 효율을 나타낼 수 있다.In addition, when the overvoltage is expected to occur, the charging operation is performed in one wireless power receiving mode while the output voltage of the receiver corresponding to the other wireless power receiving mode is decreased in conjunction with the multimode transmitter, thereby operating in the simultaneous charging mode And can exhibit the maximum power transmission efficiency.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 모드 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.13 is a block diagram illustrating a structure of a multimode receiver according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 멀티 모드 수신기(1300)는 주제어부(1310), 공진 모드 통신부(1320), 유도 모드 통신부(1330), 이벤트 발생 판단부(1340), 공진 전압 측정부(1350), 유도 전압 측정부(1360), 스위치 제어부(1370), 및 최종 모드 결정부(1380)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 13에 도시된 멀티 모드 수신기(1300)의 각 구성은 도 2 내지 도 5에 도시된 각 구성의 적어도 하나와 대응될 수 있다.13, the
주제어부(1310)는 멀티 모드 수신기(1300)의 전체적인 동작을 제어하고, 특히, 모드 별 상태를 관리할 수 있다. 주제어부(1310)는 도 2에 도시된 주제어부(230)를 의미할 수 있으나, 실시예에 따라 공진 수신기(350)의 제1 제어부(360) 및 유도 수신기(500)의 제2 제어부(570)와 함께 하나의 모듈로 구현될 수도 있다.The
공진 모드 통신부(1320)는 공진 모드 활성화 시 설정된 공진 모드 통신 세션을 통해 각종 제어 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 공진 모드 통신 세션은 대역외 통신 채널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 공진 모드 통신부(1320)에 의해 송수신되는 제어 신호는 상술한 도 1 내지 도 12의 설명으로 대체한다.The resonance
유도 모드 통신부(1330)는 유도 모드 활성화 시 설정된 유도 모드 통신 세션을 통해 각종 제어 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 유도 모드 통신 세션은 인밴드 통신 채널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 유도 모드 통신부(1330)에 의해 송수신되는 제어 신호는 상술한 도 1 내지 도 12의 설명으로 대체한다.The induction
이벤트 발생 판단부(1340)는 특정 모드로의 전력 전송 중 다른 모드의 식별 신호가 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이벤트 발생 판단부(1340)의 세부 동작 및 기능은 상술한 도 10 내지 도 12의 설명으로 대체한다.The event
공진 전압 측정부(1350)는 공진 수신기(210)의 출력 전압 즉, 공진 수신기(210)와 제1 스위치(240) 사이의 노드(node)의 전압을 측정할 수 있다. The resonance
유도 전압 측정부(1360)는 유도 수신기(220)의 출력 전압 즉, 유도 수신기(220)와 제2 스위치(250) 사이의 노드의 전압을 측정할 수 있다.The induced
최종 모드 결정부(1370)는 도 11 또는 도 12에서 공진 전압과 유도 전압의 합또는 최대 전압을 임계 전압과 비교하여, 최종 모드를 결정할 수 있다. The final
주제어부(1310)는 결정된 최종 모드에 따라 동적으로 공진 모드 및 유도 모드의 상태뿐만 아니라 전력 수신을 제어할 수 있다. 주제어부(1310)의 세부 동작 및 기능은 상술한 도 1 내지 도 12의 설명으로 대체한다.The
스위치 제어부(1370)는 주제어부(1310)의 제어에 따라 전자기 공진 방식으로 수신된 전력 또는 전자기 유도 방식으로 수신된 전력이 부하로 전달되는 것을 제어할 수 있다.The
본 명세서에서는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 모드 송신기의 동작 방법이 공진 전압, 유도 전압, 최대 전압, 최소 전압, 임계 전압 등 주요한 파라미터가 전압임을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고 전류 또는 전력이 파라미터로 이용될 수 있음은 자명하다.In the present specification, the operation method of the multimode transmitter according to the embodiment of the present invention is explained by taking as an example that the principal parameters such as resonance voltage, induced voltage, maximum voltage, minimum voltage and threshold voltage are voltage, It is clear that current or power can be used as parameters.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The method according to the above-described embodiments may be implemented as a program to be executed by a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD- , A floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional program, code, and code segments for implementing the above-described method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the embodiment belongs.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (14)
상기 공진 모드에 의한 충전 중 유도 모드에 관한 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계;
상기 이벤트가 발생된 경우, 상기 유도 모드에 의한 전력을 수신하는 단계;
상기 공진 모드에 의해 수신된 전력에 따른 공진 전압과 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력에 따른 유도 전압을 각각 측정하는 단계; 및
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합을, 부하로 인가되는 전압이 초과 전압으로 되는 임계 전압값인 임계 전압과 비교하여 상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.A method of operating a multimode receiver capable of wirelessly receiving power simultaneously in a resonant mode and an inductive mode,
Determining whether an event related to a charging induction mode by the resonance mode occurs;
Receiving power by the induction mode when the event is generated;
Measuring a resonance voltage according to the power received by the resonance mode and an induced voltage according to the power received by the induction mode; And
And comparing the sum of the resonance voltage and the induced voltage with a threshold voltage that is a threshold voltage value that causes the voltage applied to the load to exceed the voltage to determine whether to simultaneously charge the resonance mode and the induction mode. Mode receiver.
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력이 동시에 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.The method according to claim 1,
And controlling the first switch and the second switch such that the power received by the resonant mode and the induction mode are simultaneously delivered to the load when the sum of the resonant voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage, Mode receiver.
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 공진 전압과 상기 유도 전압 중 최대 전압을 상기 임계 전압과 비교하여, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드 중 어느 모드로 충전할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.The method according to claim 1,
Determines whether the resonance mode or the induction mode is to be charged by comparing the resonance voltage and the maximum voltage of the induced voltage with the threshold voltage when the sum of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or greater than the threshold voltage Further comprising the steps of:
상기 최대 전압이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 최대 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.3. The method of claim 2,
And controlling the first switch and the second switch such that power received by the mode corresponding to the maximum voltage is delivered to the load when the maximum voltage is less than the threshold voltage.
상기 최대 전압이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 최소 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising controlling the first switch and the second switch such that power received by the mode corresponding to the minimum voltage is delivered to the load when the maximum voltage is greater than or equal to the threshold voltage.
상기 이벤트는 상기 멀티 모드 수신기로 상기 유도 모드에 따른 식별 신호가 수신되는 것인 멀티 모드 수신기의 동작 방법.The method according to claim 1,
Wherein the event is an identification signal according to the inductive mode is received by the multimodal receiver.
상기 공진 모드에 의한 충전 중 유도 모드에 관한 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계;
상기 이벤트가 발생된 경우, 상기 유도 모드에 의한 전력을 수신하는 단계;
상기 공진 모드에 의해 수신된 전력에 따른 공진 전압과 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력에 따른 유도 전압을 각각 측정하는 단계;
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합을, 부하로 인가되는 전압이 초과 전압으로 되는 임계 전압값인 임계 전압과 비교하여, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전할지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 공진 모드와 상기 유도 모드로 동시 충전이 불가능한 경우, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드 중 어느 하나의 모드로 충전하면서, 다른 하나의 모드에 대한 송신 전력의 감소를 요청하는 단계를 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.A method of operating a multimode receiver capable of wirelessly receiving power simultaneously in a resonant mode and an inductive mode,
Determining whether an event related to a charging induction mode by the resonance mode occurs;
Receiving power by the induction mode when the event is generated;
Measuring a resonance voltage according to the power received by the resonance mode and an induced voltage according to the power received by the induction mode;
Comparing the sum of the resonance voltage and the induced voltage with a threshold voltage that is a threshold voltage value that causes a voltage applied to the load to become an excess voltage to determine whether to simultaneously charge the resonance mode and the induction mode; And
And requesting reduction of the transmission power for the other mode while charging in one of the resonance mode and the induction mode when simultaneous charging in the resonance mode and the induction mode is impossible, Lt; / RTI >
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드에 의해 수신된 전력이 동시에 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.8. The method of claim 7,
And controlling the first switch and the second switch such that the power received by the resonant mode and the induction mode are simultaneously delivered to the load when the sum of the resonant voltage and the induced voltage is less than the threshold voltage, Mode receiver.
상기 공진 전압과 상기 유도 전압의 합이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 공진 전압과 상기 유도 전압 중 최대 전압을 상기 임계 전압과 비교하여, 상기 공진 모드와 상기 유도 모드 중 어느 모드로 충전할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.8. The method of claim 7,
Determines whether the resonance mode or the induction mode is to be charged by comparing the resonance voltage and the maximum voltage of the induced voltage with the threshold voltage when the sum of the resonance voltage and the induced voltage is equal to or greater than the threshold voltage Further comprising the steps of:
상기 최대 전압이 상기 임계 전압 미만인 경우, 상기 최대 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.10. The method of claim 9,
And controlling the first switch and the second switch such that power received by the mode corresponding to the maximum voltage is delivered to the load when the maximum voltage is less than the threshold voltage.
상기 송신 전력의 감소를 요청하는 단계는,
상기 공진 전압과 상기 유도 전압 중 최소 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력을 줄이도록 하기 위한 피드백 신호를 전송하는 단계를 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of requesting the reduction of the transmission power comprises:
And transmitting a feedback signal to reduce the transmit power of the transmitter corresponding to the minimum voltage of the resonance voltage and the induced voltage.
상기 최대 전압이 상기 임계 전압 이상인 경우, 상기 최소 전압에 대응하는 모드에 의해 수신된 전력이 부하로 전달되도록 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.10. The method of claim 9,
Further comprising controlling the first switch and the second switch such that power received by the mode corresponding to the minimum voltage is delivered to the load when the maximum voltage is greater than or equal to the threshold voltage.
상기 송신 전력의 감소를 요청하는 단계는,
상기 최대 전압에 대응하는 송신기의 송신 전력을 줄이도록 하기 위한 피드백 신호를 전송하는 단계를 포함하는 멀티 모드 수신기의 동작 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the step of requesting the reduction of the transmission power comprises:
And transmitting a feedback signal to reduce the transmit power of the transmitter corresponding to the maximum voltage.
상기 이벤트는 상기 멀티 모드 수신기로 상기 유도 모드에 따른 식별 신호가 수신되는 것인 멀티 모드 수신기의 동작 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the event is an identification signal according to the inductive mode is received by the multimodal receiver.
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