KR20180027104A

KR20180027104A - 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법

Info

Publication number: KR20180027104A
Application number: KR1020160114266A
Authority: KR
Inventors: 이윤복; 손정남
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-14

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법은, AC 변환부로 입력되는 DC 전력의 전압을 요구 전압으로 조정하는 단계; 상기 AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력을 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출하는 단계; 상기 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 단계; 및 상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법{Wireless Power Transmitter, and Method For Self-Calibration and Operation of Wireless Power Transmitter}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전을 위한 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

무선 전력 전송이 효율적으로 진행되기 위해서, 무선 전력 송신기는 감지되는 대상이 무선 전력 수신이 가능한 기기인지, 정상적인 전력 수신이 가능한지 지속적으로 모니터링하게 된다. 이러한 모니터링이 정확하게 이루어지지 않을 경우, 무선 전력이 수신기에 정상적으로 전달되지 못하고 FO(Foreign Object)가 무선 전력을 흡수하는 현상이 발생할 수 있다.

따라서, 무선 전력 송신기가 보다 정확하게 FO를 검출할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전을 위한 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 무선 전력 수신기와는 무관하게 FO 검출을 위한 임계치를 보정할 수 있는 전력 손실을 획득 가능한 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법을 제공하는 것이다.

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.

본 발명은 무선 충전을 위한 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법 및 무선 전력 송신기의 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기는, AC 변환부로 입력되는 DC 전력의 전압을 요구 전압으로 조정하고, 상기 AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력을 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출하도록 제어하는 제어부; 및 상기 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 유기 전력 검출 코일 선택부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기의 동작 방법은, AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력이 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 단계; 상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계; 및 상기 변환 손실에 따라 FO(Foreign Object) 검출을 위한 임계치를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

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.

본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 무선 전력 수신기와는 독립적으로 무선 전력 송신기 내의 AC 변환시의 손실을 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 미리 저장된 손실 테이블을 활용하여 FO 검출을 위한 임계치를 보정함으로써 보다 정확하고 신속하게 무선 전력 송신기의 AC 변환 손실이 임계치에 반영될 수 있다.

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.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 송출 코일과 검출 코일을 선택하는 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션(calibration) 방법을 간략히 나타낸 흐름도이다.
도 11은 특정 코일에 대해 각 요구 전압에서 산출된 변환 손실을 나타낸 그래프이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

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(30)로 구성될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.

이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.

일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.

상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.

만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.

도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 4를 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(410)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(410)에서 송신기는 충전 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것을 감지하면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송할 수 있으며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 충전 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)-즉, 충전 가능 영역-에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(420)에서 송신기는 물체를 감지하면, 수신기를 활성화-즉, 부팅(booting)-시키고, 수신기가 WPC 표준에 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고, 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).

식별 및 구성 단계(430)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(410)로 천이할 수 있다(S405).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(440)로 천이할 수 있다(S406).

전력 전송 단계(440)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(410)로 천이할 수 있다(S407).

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).

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.

도 5는 WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 5를 참조하면, WPC(Qi) 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다.

선택 단계(510)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(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.

핑 단계(520)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.

식별 및 구성 단계(530)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(510)로 천이할 수 있다.

송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD(Foreign Object Detection) 검출 절차를 수행할 수 있다.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.

협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다.

송신기는 결정된 FO 검출을 위한 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.

전력 전송 단계(560)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(510)로 천이할 수 있다.

또한, 전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 DC 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환기(611), 인버터(612) 및 주파수 생성기(613)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 인버터(612)는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 전력을 특정 동작 주파수를 가지는 교류 전력으로 변환할 수 있는 회로 구성이면 족하다.

DC/DC 변환기(611)는 전원부(660)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(660)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 인버터(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(660)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 인버터(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 더 구비될 수도 있다.

인버터(612)는 DC/DC 변환기(611)로부터 출력된 직류 전력을 주파수 생성기(613)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(640)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)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 동작 주파수를 결정하고, 결정된 동작 주파수가 생성되도록 주파수 생성기(613)를 동적으로 제어할 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.

전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일부(622)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일부(622)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 캐리어 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 인버터(612)의 출력 교류 전력과 믹싱하기 위한 특정 캐리어 주파수로 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 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 공진 주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.

다중화기(621)는 제어부(640)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(640)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)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(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해서만 교류 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 동안 DC/DC 변환기(611)의 출력 직류 전력의 세기를 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.

제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감신 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지될 때마다, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)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(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)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(621)를 제어할 수도 있다.

통신부(630)는 변조부(631)와 복조부(632) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)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.

복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)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.

또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다.

또한, 복조부(632)는 송신 코일(623)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(640)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.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)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.

또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일부(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일부(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 송신 코일부(622)의 제1 내지 제n 송신 코일에 각각 대응되는 별도의 코일이 무선 전력 송신기(600)에 추가로 구비될 수 있으며, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.

이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)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.

또한, 이상의 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)의 전력 전송부(620)가 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)을 포함하나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 전력 전송부(620)는 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.

수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다.

센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다.

일 예로, 주제어부(770)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(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)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(762)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 블록도이다.

도 8을 참조하면, 무선 전력 송신기(800)는 DC/DC 변환기(810), V/I 센서(820), 풀브릿지 회로(830), 드라이버 회로(840), 코일 선택 회로(850), 코일부(860), 유기 전력 검출 코일 선택부(870) 및 제어부(880)를 포함할 수 있다. 여기서, 풀브릿지 회로(830), 드라이버 회로(840) 및 코일 선택 회로(850)는 DC 전력을 특정 주파수를 가진 AC 전력으로 변환할 수 있는 AC 변환부(825)로 정의될 수 있다.

무선 전력 송신기(800)는 FO 검출에 필요한 AC 변환부(825)의 손실을 자체적으로 산출해 낼 수 있으며, 도 8에는 이러한 동작을 위해 필요한 구성을 중심으로 무선 전력 송신기(800)가 도시되어 있으나, 도 6의 무선 전력 송신기(600)의 다른 구성을 포함할 수 있음은 물론이다.

DC/DC 변환기(810)는 도 6의 DC/DC 변환기(611)와 동일한 구성으로서, 외부 전원(예컨대, 차량, 이동 단말 등의 배터리의 공급전원)으로부터 공급된 DC 전력을 제어부(880)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환할 수 있다. DC/DC 변환기(810)는 벅 컨버터(Buck Converter)로 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

V/I 센서(820)는 변환된 DC 전력의 전압/전류를 측정하여 제어부(880)에 제공할 수 있고, 변환된 DC 전력을 바이패스(bypass)하여 AC 변환부(825)에 전달할 수 있다. V/I 센서(820)는 도 6에서 센싱부(650)의 일부로 구현될 수 있다.

AC 변환부(825)는 풀브릿지 회로(830), 드라이버 회로(840) 및 코일 선택 회로(850)로 구성된다.

풀브릿지 회로(830)는 변환된 DC 전력을 드라이버 회로(840)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(880)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 제어부(880)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다.

드라이버 회로(840)는 제어부(880)의 제어 신호에 따라 기준 교류 신호를 생성할 수 있으며, 기준 교류 신호는 풀브릿지 회로(830)에 포함된 스위치(예컨대, 트랜지스터)를 제어하여 특정 주파수, 특정 위상을 갖는 교류 신호가 생성되도록 할 수 있다.

코일 선택 회로(850)는 제어부(880)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(880)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다. 또한, 제어부(880)는 도 10에 도시된 무선 전력 송신기(800)의 자체 캘리브레이션(calibration) 절차 내에서 전력 송출 코일을 선택하도록 코일 선택 회로(850)를 제어할 수 있다. 코일 선택 회로(850)는 도 6의 다중화기(621)의 기능을 수행할 수 있으며, 코일 선택 회로(850)와 제어부(880) 사이에는 변조부(631)가 더 포함될 수 있다.

송신 코일부(860)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 코일을 포함하는 것으로 설명되나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 송신 코일 중 코일 선택 회로(850)에 의해 선택된 송신 코일은 코일 선택 회로(850)로부터 전달된 교류 전력을 송출할 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 각 송신 코일이 WPC 표준을 따르는 것으로 설명되나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

제1 내지 제3 송신 코일 중 어느 하나로부터 송출되는 전력이 다른 코일로 유기되는 비율인 전력 유기 비율은 미리 결정될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 송신 코일의 크기, 재질, 턴수, 송신 코일 간의 상대적인 위치는 WPC 표준에 따르게 되므로, 제1 내지 제3 송신 코일 간의 전력 유기 비율은 일정하게 유지될 수 있다. 다만, 전력 유기 비율은 DC 전력에 따라 달라질 수 있으므로, 제어부(880)는 요구 전압과 선택된 송신 코일 별로 송신 코일마다 전력 유기 비율을 미리 저장하고 있을 수 있다. 여기서, 요구 전압은 DC 전력의 전압(Vrail)이 동일해지도록 제어부(880)에 의해 의도되는 특정 전압을 의미하며, 후술할 DC 전압 제어부(881)에 의해 DC 전력의 전압(Vrail)과 요구 전압은 서로 동일해질 수 있다.

제어부(880)가 저장할 수 있는 전력 유기 비율 테이블의 일 예는 다음의 표 1과 같다.

요구 전압	선택된 송신코일	전력 유기 비율
요구 전압	선택된 송신코일	제1 코일	제2 코일	제3 코일
1V	제1 코일	-	Ra1	Ra2
	제2 코일	Ra3	-	Ra4
	제3 코일	Ra5	Ra6	-
2V	제1 코일	-	Rb1	Rb2
	제2 코일	Rb3	-	Rb4
	제3 코일	Rb5	Rb6	-
…	…	…	…	…
12V	제1 코일	-	Rl1	Rl2
	제2 코일	Rl3	-	Rl4
	제3 코일	Rl5	Rl6	-

표 1에는 요구 전압이 1V에서 12V 까지 1V 씩 증가할 때 각 요구 전압 별로 선택된 송신 코일을 제외한 나머지 코일의 전력 유기 비율이 도시되어 있다. 각 전력 유기 비율은 선택된 코일로 송출되는 전력과 다른 코일에 유기되는 전력 간의 비율로 정의될 수 있다. 선택된 코일로 송출되는 전력과 다른 코일에 유기되는 전력은 각각 교류 전력의 실효치(Root Mean Square)일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

유기 전력 검출 코일 선택부(870)는 제어부(880)의 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 코일 중 유기 전력 검출 코일을 선택하고, 선택된 유기 전력 검출 코일로부터 검출된 교류 전력을 감지하고 감지된 교류 전력에 대응하는 실효치를 계산하여 제어부(880)에 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 유기 전력 검출 코일 선택부(870)는 선택된 유기 전력 검출 코일로부터 검출된 교류 전력을 그대로 제어부(880)에 전달하고, 제어부(880)가 감지된 교류 전력에 대응하는 실효치를 계산할 수도 있다.

제어부(880)는 무선 전력 송신기(800)의 전반적인 동작을 제어하며, DC 전압 제어부(881), 전력 유기 비율 테이블 저장부(882), AC 변환부 손실 계산부(883) 및 손실 테이블 저장부(884)를 포함할 수 있다.

DC 전압 제어부(881)는 DC/DC 변환기(810)가 외부 전원을 특정 전압을 갖는 DC 전력으로 변환하도록 제어하고, V/I 센서(820)로부터 제공되는 변환된 DC 전력의 전압(Vrail)을 기초로, 실제로 DC/DC 변환기(810)로부터 출력되는 DC 전력이 상기 특정 전압을 갖는지 모니터링 할 수 있다. 만일, V/I 센서(820)로부터 제공되는 변환된 DC 전력의 전압(Vrail)이 상기 특정 전압 전압(이하 “요구 전압”)과 동일하지 않을 경우, DC 전압 제어부(881)는 DC 전력의 전압(Vrail)이 요구 전압과 동일해질 때까지 DC/DC 변환기(810)를 제어할 수 있다. DC 전력의 전압(Vrail)이 요구 전압과 동일해질 때까지 DC 전압 제어부(881)가 DC/DC 변환기(810)를 제어하는 동작을 전압 조정이라 할 수 있다.

예컨대, 요구 전압이 1V일 경우, DC 전압 제어부(881)는 DC/DC 변환기(810)가 1V를 출력하도록 하는 제어 신호를 전달하고, DC/DC 변환기(810)가 출력하는 DC 전력의 전압(Vrail)을 V/I 센서(820)로부터 제공받아 요구 전압과 비교하여 동일한지 판단할 수 있다. DC 전력의 전압(Vrail)이 0.5V 일 경우, DC 전압 제어부(881)는 DC/DC 변환기(810)가 1.5V를 출력하도록 하는 제어 신호를 전달하고, DC/DC 변환기(810)가 출력하는 DC 전력의 전압(Vrail)을 V/I 센서(820)로부터 제공받아 요구 전압과 비교하여 동일한지 판단할 수 있다. 이러한 과정을 반복하면서, DC 전압 제어부(881)는 DC 전력의 전압(Vrail)이 요구 전압과 동일해질 때까지 DC/DC 변환기(810)를 제어하게 되며, 여기서 동일해질 때까지의 의미는 일정 범위의 오프셋(예컨대, 0.1 V) 이내인 것을 의미할 수 있다.

전력 유기 비율 테이블 저장부(882)는 상기의 표 1에서 설명된 전력 유기 비율 테이블을 저장할 수 있고, AC 변환부 손실 계산부(883)의 요청에 따라 해당 전력 유기 비율을 제공할 수 있다.

AC 변환부 손실 계산부(883)는 AC 변환부(825)에 의해 발생되는 전력 손실을 산출하여 손실 테이블 저장부(884)에 저장할 수 있다. AC 변환부(825)에 의해 발생되는 전력 손실은 요구 전압과 코일 선택 회로(850)에 의해 선택된 송신 코일에 따라 달라지게 되므로, AC 변환부 손실 계산부(883)는 AC 변환부(825)에 의해 발생되는 전력 손실을 요구 전압과 송신 코일 별로 저장할 수 있다.

DC 전압 제어부(881)의 전압 조정이 완료된 이후, AC 변환부 손실 계산부(883)는 다음의 수학식 1에 따라 AC 변환부(825)에 의해 발생되는 전력 손실을 계산할 수 있다.

[수학식 1]

유기 전력=요구 전압 *a*전력 유기 비율

여기서, 유기 전력은 유기 전력 검출 코일 선택부(870)에 의해 선택된 검출 코일로부터 검출된 교류 전력에 대응하는 실효치를 의미하고, 요구 전압은 DC 전압 제어부(881)에 의해 결정된 현재의 요구 전압을 의미하며 DC 전압 제어부(881)의 전압 조정에 의해 DC 전력의 전압(Vrail)과 동일하다고 가정한다.

그리고, a는 AC 변환부(825)에 의해 발생되는 전력 손실을 나타내는 비율인 변환 손실을 의미하며, DC 전력의 전압(Vrail)과 선택된 코일로 송출되는 전력의 실효치 간의 비율이다.

전력 유기 비율은 상기의 표 1에서 설명된 바와 같이, 제1 내지 제3 송신 코일 중 어느 하나로부터 송출되는 전력이 다른 코일로 유기되는 비율을 의미하며, 상기 다른 코일은 유기 전력에 대응하는 코일에 해당한다.

AC 변환부 손실 계산부(883)는 유기 전력 검출 코일 선택부(870)로부터 유기 전력을 수신하고, DC 전압 제어부(881)로부터 요구 전압을 수신하고, 요구 전압 및 현재 선택된 송출 코일(코일 선택 회로(850)에 의해 선택된 코일)과 검출 코일(유기 전력 검출 코일 선택부(870)에 의해 선택된 코일)에 해당하는 전력 유기 비율을 전력 유기 비율 테이블 저장부(882)로부터 검색 및 수신하여, 상기의 수학식 1에 의해 변환 손실(a)을 산출할 수 있다.

변환 손실(a)은 요구 전압 및 송출 코일에 따라 달라질 수 있으며, 손실 테이블 저장부(884)는 요구 전압 및 송출 코일 별로 변환 손실을 저장할 수 있다. 손실 테이블 저장부(884)가 저장하는 손실 테이블의 일 예는 다음의 표 2와 같을 수 있다.

요구 전압	선택된 송신코일	변환 손실(a)
1V	제1 코일	La1
	제2 코일	La2
	제3 코일	La3
2V	제1 코일	Lb1
	제2 코일	Lb2
	제3 코일	Lc3
…	…	…
12V	제1 코일	Ll1
	제2 코일	Ll2
	제3 코일	Ll3

표 2에는 요구 전압이 1V에서 12V 까지 1V 씩 증가할 때 각 요구 전압 별로 선택된 송신 코일에 해당하는 변환 손실(a)이 도시되어 있다.

표 1과 표 2에서 1V 단위로 1V에서 12V 까지의 요구 전압에 대해 도시된 것은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

도 9는 송출 코일과 검출 코일을 선택하는 예시를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제1 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우, 제2 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우, 및 제3 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우가 차례대로 도시되어 있다.

제1 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우, 제어부(880)는 제1 코일에 인접한 제2 코일을 검출 코일로 선택하여 제1 코일을 통해 전력이 송출될 때 제2 코일로 유기되는 전력을 유기 전력 검출 코일 선택부(870)를 통해 감지하고 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제1 코일에 대한 변환 손실을 계산할 수 있다. 이때, 전력 유기 비율 테이블 저장부(882)는 제3 코일에 대한 전력 유기 비율 역시 저장하고 있으므로, 제2 코일이 아닌 제3 코일이 검출 코일로 선택될 수도 있고, 또는 제2 코일과 제3 코일을 순차적으로 선택하여 각 코일로부터 유기 전력을 감지하여 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제1 코일에 대한 변환 손실을 계산함으로써 변환 손실의 정확도를 높일 수도 있다.

제2 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우, 제어부(880)는 제2 코일에 인접한 제3 코일을 검출 코일로 선택하여 제2 코일을 통해 전력이 송출될 때 제3 코일로 유기되는 전력을 유기 전력 검출 코일 선택부(870)를 통해 감지하고 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제2 코일에 대한 변환 손실을 계산할 수 있다. 이때, 전력 유기 비율 테이블 저장부(882)는 제1 코일에 대한 전력 유기 비율 역시 저장하고 있으므로, 제3 코일이 아닌 제1 코일이 검출 코일로 선택될 수도 있고, 또는 제1 코일과 제3 코일을 순차적으로 선택하여 각 코일로부터 유기 전력을 감지하여 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제2 코일에 대한 변환 손실을 계산함으로써 변환 손실의 정확도를 높일 수도 있다.

제3 코일이 코일 선택 회로(850)에 의해 선택될 경우, 제어부(880)는 제3 코일에 인접한 제2 코일을 검출 코일로 선택하여 제3 코일을 통해 전력이 송출될 때 제2 코일로 유기되는 전력을 유기 전력 검출 코일 선택부(870)를 통해 감지하고 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제3 코일에 대한 변환 손실을 계산할 수 있다. 이때, 전력 유기 비율 테이블 저장부(882)는 제1 코일에 대한 전력 유기 비율 역시 저장하고 있으므로, 제2 코일이 아닌 제1 코일이 검출 코일로 선택될 수도 있고, 또는 제1 코일과 제2 코일을 순차적으로 선택하여 각 코일로부터 유기 전력을 감지하여 이를 기초로 특정 요구 전압 및 제3 코일에 대한 변환 손실을 계산함으로써 변환 손실의 정확도를 높일 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션(calibration) 방법을 간략히 나타낸 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법은 무선 전력 수신기로부터 수신되는 정보 없이 자체적으로 무선 전력 송신기의 AC 변환 손실을 산출하는 방법이다.

무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법은 도 5에 도시된 WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차 중 보정 단계(550) 내에서 수행될 수도 있고, WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차와는 무관하게 독자적으로 진행될 수도 있다.

무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법이 수행된 결과인 손실 테이블은 도 5에서 설명된 FO 검출을 위한 임계치를 보정하는데 이용될 수 있다. FO의 정확한 검출을 위해서는 무선 전력 송신기의 송신 코일로부터 실제 출력되는 전력과 무선 전력 수신기의 수신 코일에 실제 수신되는 전력의 정확한 비교가 필요한데, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신된 현재 측정된 품질 인자 값과 요구 전압을 비교하여야 한다. 이러한 비교를 위해서는 무선 전력 송신기의 AC 변환 손실과 무선 전력 수신기의 DC 변환 손실이 반영되어야 하며, 이를 반영하는 파라미터가 FO 검출을 위한 임계치이다.

즉, 보정 단계(550)에서 FO 검출을 위한 임계치를 보정하기 위해서는 특정 요구 전압 및 특정 송신 코일에 대한 AC 변환 손실이 필요한데, 이때 손실 테이블이 이용될 수 있으며 무선 전력 송신기는 별도의 캘리브레이션 절차 없이 미리 저장된 손실 테이블을 참조하여 임계치를 보정할 수 있으므로 무선 전력 송신기의 동작 속도가 향상될 수 있다.

이하에서는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

자체 캘리브레이션 방법이 실행되면 제어부(880)는 특정 요구 전압(예컨대, 1V)을 결정하고, DC/DC 변환기(810)의 출력(또는 AC 변환부(825)의 입력)인 DC 전력의 전압(Vrail)이 요구 전압과 동일해질 때까지 DC/DC 변환기(810)를 제어하는 전압 조정을 수행할 수 있다(S1001).

제어부(880)의 전압 조정이 완료되면 DC 전력의 전압(Vrail)과 요구 전압은 서로 동일하게 되며, 제어부(880)는 코일 선택 회로(850)를 제어하여 제1 내지 제3 코일 중 어느 하나의 코일(예컨대, 제1 코일)을 송출 코일로 선택하고, 송출 코일로 AC 변환된 전력이 송출되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(880)는 유기 전력 검출 코일 선택부(870)를 제어하여 송출 코일로 선택된 코일을 제외한 적어도 하나의 코일(예컨대, 제2 코일)을 검출 코일로 선택하고, 검출 코일로 유기되는 전력을 나타내는 유기 전력을 유기 전력 검출 코일 선택부(870)로부터 수신할 수 있다(S1002).

제어부(880)는 유기 전력 검출 코일 선택부(870)로부터 유기 전력을 수신하고, DC 전압 제어부(881)로부터 요구 전압을 수신하고, 요구 전압 및 현재 선택된 송출 코일과 검출 코일에 해당하는 전력 유기 비율을 전력 유기 비율 테이블 저장부(882)로부터 수신하여, 상기의 수학식 1에 의해 변환 손실(a)을 계산할 수 있다(S1003).

제어부(880)는 모든 요구 전압(예컨대, 1V~12V)에 대해 유기 전력의 측정 및 변환 손실(a)의 계산이 완료되었는지 판단할 수 있다(S1004).

만일 모든 요구 전압에 대해 유기 전력의 측정 및 변환 손실(a)의 계산이 완료되지 않은 경우(S1004의 아니오), 제어부(880)는 현재의 요구 전압을 다른 요구 전압(예컨대, 2V)으로 변경하고(S1005), S1001 내지 S1004 단계가 다시 수행될 수 있다.

만일 모든 요구 전압에 대해 유기 전력의 측정 및 변환 손실(a)의 계산이 완료된 경우(S1004의 예), 제어부(880)는 모든 코일(예컨대, 제1 내지 제3 코일)이 송출 코일로 선택되었는지 판단할 수 있다(S1006).

만일 모든 코일이 송출 코일로 선택되지 못한 경우(S1006의 아니오), 제어부(880)는 송출 코일을 다른 코일(예컨대, 제2 코일)로 변경하고 검출 코일도 다른 코일(예컨대, 제3 코일)로 변경하고(S1007), S1001 내지 S1006 단계가 다시 수행될 수 있다.

만일 모든 코일이 송출 코일로 선택된 경우(S1006의 예), 모든 요구 전압 및 모든 송출 코일에 대한 변환 손실이 산출되었으므로, 제어부(880)는 손실 테이블의 저장을 완료하고 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 절차를 종료할 수 있다(S1008).

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 이의 자체 캘리브레이션 방법에 의하면, 무선 전력 수신기와는 독립적으로 무선 전력 송신기 내의 AC 변환시의 손실을 산출할 수 있는 효과가 있다.

도 11은 특정 코일에 대해 각 요구 전압에서 산출된 변환 손실을 나타낸 그래프이다.

도 11을 참조하면, 특정 코일(예컨대, 제1 코일)이 송출 코일로 선택되고, 각 요구 전압(예컨대, 1V~12V)에서 산출된 변환 손실이 La1~Ll1라고 가정한다.

제어부(880)는 산출된 La1~Ll1로부터 제1 곡선(CV1)을 추정할 수 있으며, 제1 곡선(CV1)을 통해 요구 전압으로 선택되지 않았던 전압(예컨대, 1.5V, 2.5V)에 대한 변환 손실을 추정할 수 있다. 변환 손실은 교류 전력에 연관된 값이므로 제1 곡선(CV1)은 요구 전압에 대해 지수 함수(exponential function)로 표현될 수 있으나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

제어부(880)는 손실 테이블에 각 송출 코일에 맵핑하여 제1 곡선(CV1)을 저장하고, 특정 요구 전압(예컨대, 1.5V)에 대한 변환 손실이 요구될 경우 제1 곡선(CV1)에 대한 계산식을 이용해 변환 손실을 계산할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제어부(880)는 주요 요구 전압에 대해 제1 곡선(CV1)에 대한 계산식을 이용해 변환 손실을 계산하여 손실 테이블에 미리 저장할 수도 있다.

각 요구 전압(예컨대, 1V~12V)에서 산출된 변환 손실을 이용한 제1 곡선(CV1)을 이용하면, 특정 요구 전압에 대한 변환 손실이 보다 정확하게 산출되어 정확한 FO 검출에 이용될 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법들은 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.

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.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

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.

Claims

무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법에 있어서,
AC 변환부로 입력되는 DC 전력의 전압을 요구 전압으로 조정하는 단계;
상기 AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력을 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출하는 단계;
상기 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 단계; 및
상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계를 포함하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제1항에 있어서,
상기 AC 변환부로 입력되는 DC 전력의 전압을 요구 전압으로 조정하는 단계는,
외부 전원을 특정 DC 전압으로 변환하는 DC/DC 변환기가 출력하는 DC 전력의 전압을 상기 요구 전압에 따라 제어하는 단계; 및
상기 DC 전력의 전압을 감지한 결과에 따라, 상기 DC 전력의 전압이 상기 요구 전압과 동일해질 때까지 상기 DC/DC 변환기를 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제1항에 있어서,
상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계는, 상기 무선 전력 송신기의 모든 요구 전압 및 모든 송신 코일에 대해 변환 손실이 산출될 때까지 반복되는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제1항에 있어서,
상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계는,
상기 요구 전압, 상기 송출 코일 및 상기 검출 코일에 해당하는 전력 유기 비율을 검색하는 단계; 및
상기 전력 유기 비율, 상기 요구 전압 및 상기 유기 전력을 기초로 상기 변환 손실을 산출하는 단계를 포함하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제4항에 있어서,
상기 변환 손실은, 하기의 수학식 1 에 의해 산출되는,
[수학식 1]
유기 전력=요구 전압 *변환 손실*전력 유기 비율
무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제4항에 있어서,
상기 유기 전력은 상기 검출 코일로부터 검출된 교류 전력에 대응하는 실효치이고,
상기 전력 유기 비율은 상기 송출코일로부터 송출된 전력과 상기 검출 코일로 유기된 전력의 비율인 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
제1항에 있어서,
모든 요구 전압 및 모든 송신 코일에 대해 변환 손실이 산출되면, 상기 변환 손실로부터 추정되는 제1 곡선을 산출하는 단계; 및
상기 제1 곡선으로부터 상기 모든 요구 전압이 아닌 요구 전압에 대한 변환 손실을 추정하는 단계를 더 포함하는 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법.
프로세서에 의해 실행되며, 제1항의 무선 전력 송신기의 자체 캘리브레이션 방법을 실현하기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기에 있어서,
AC 변환부로 입력되는 DC 전력의 전압을 요구 전압으로 조정하고, 상기 AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력을 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출하도록 제어하는 제어부; 및
상기 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 유기 전력 검출 코일 선택부를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
외부 전원을 특정 DC 전압으로 변환하는 DC/DC 변환기가 출력하는 DC 전력의 전압을 상기 요구 전압에 따라 제어하고, 상기 DC 전력의 전압을 감지한 결과에 따라, 상기 DC 전력의 전압이 상기 요구 전압과 동일해질 때까지 상기 DC/DC 변환기를 제어하는 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 무선 전력 송신기의 모든 요구 전압 및 모든 송신 코일에 대해 변환 손실이 산출될 때까지 반복적으로 변환 손실을 산출하는 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 요구 전압, 상기 송출 코일 및 상기 검출 코일에 해당하는 전력 유기 비율을 검색하고, 상기 전력 유기 비율, 상기 요구 전압 및 상기 유기 전력을 기초로 상기 변환 손실을 산출하는 무선 전력 송신기.
제12항에 있어서,
상기 변환 손실은, 하기의 수학식 1 에 의해 산출되는,
[수학식 1]
유기 전력=요구 전압 *변환 손실*전력 유기 비율
무선 전력 송신기.
제12항에 있어서,
상기 유기 전력은 상기 검출 코일로부터 검출된 교류 전력에 대응하는 실효치이고,
상기 전력 유기 비율은 상기 송출코일로부터 송출된 전력과 상기 검출 코일로 유기된 전력의 비율인 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 모든 요구 전압 및 모든 송신 코일에 대해 변환 손실이 산출되면, 상기 변환 손실로부터 추정되는 제1 곡선을 산출하고, 상기 제1 곡선으로부터 상기 모든 요구 전압이 아닌 요구 전압에 대한 변환 손실을 추정하는 무선 전력 송신기.
무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 송신기의 동작 방법에 있어서,
AC 변환부로부터 출력되는 AC 전력이 복수의 송신 코일들 중 선택된 송출 코일을 통해 송출된 전력이 상기 복수의 송신 코일들 중 선택된 검출 코일로 유기되는 유기 전력을 감지하는 단계;
상기 유기 전력을 기초로 상기 요구 전압 및 상기 송출 코일에 대한 상기 AC 변환부의 변환 손실을 산출하는 단계; 및
상기 변환 손실에 따라 FO(Foreign Object) 검출을 위한 임계치를 보정하는 단계를 포함하는 무선 전력 송신기의 동작 방법.