KR20180102036A - 무선 충전 장치 및 그 방법 - Google Patents

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채용석
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Abstract

본 실시 예는 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로, 특히 고속 무선 충전이 가능한 무선 충전 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 실시 예에 따른 무선전력 송신기는 송신 코일을 포함하는 전력 전송부; 외부로부터 인가되는 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부; 무선전력 수신기에 대한 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제어 오류 패킷의 제어 오류값의 절대치가 양(+)의 제1 임계치 이상 또는 음(-)의 제1 임계치 이하의 값을 연속으로 수신하는 경우, 상기 수신된 제어 오류값의 절대치가 제2 임계치 이상의 절대 오류값을 가지면 송신 전력에 가중치를 반영하고, 상기 가중치가 반영된 전력으로 상기 무선전력 수신기에 전송한다.

Description

무선 충전 장치 및 그 방법{WIRELESS CHARGING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 실시 예는 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로, 특히 고속 무선 충전이 가능한 무선 충전 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템" 이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신기 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신기 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 Airfuel(구, A4wp) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.
한편, 기존 케이블을 이용한 유선 충전의 시간에 준하는 고속의 무선 충전 기술이 제시되고 있다. 이러한 고속 무선 충전 시에는 수신기와 송신기의 정렬 상태에 따라 높은 전력 레벨이 전송됨에 따라 충전에 소요되는 시간이 단축되고, 효율이 높을 수 있다. 하지만, 수신기의 이동에 따라 능동적으로 대처하지 못하는 경우 수신기에 과도한 전력인 인가되거나, 그로 인한 수신기의 손상이 발생할 수 잇는 문제점이 있었다.
본 실시 예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 실시 예의 목적은 무선 충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 실시 예의 다른 목적은 고속 무선 충전이 가능한 무선 충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 실시 예의 또 다른 목적은 무선전력 수신장치의 상태 및 요구에 따라 적응적으로 충전 상태를 변경하는 것이 가능한 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 실시 예의 또 다른 목적은 고속 충전 중 무선전력 수신장치의 상태에 따라 무선전력 수신장치에 손상을 주지 않는 안정적인 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 실시 예에 따른 무?전력 송신기는 송신 코일을 포함하는 전력 전송부, 외부로부터 인가되는 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부, 무선전력 수신기에 대한 송신 전력량을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 패킷에 기반하여 상기 송신 전력에 가중치가 반영된 전력량을 상기 무선전력 수신기에 전송한다.
또한, 제어 오류 패킷의 제어 오류값의 절대치가 제1 임계치보다 큰 양(+)의 값 및 음(-)의 값을 연속적으로 수신하는 경우 상기 송신 전력에 가중치를 반영한다.
또한 제어 오류 패킷의 상기 제어 오류 값의 절대치가 제2 임계치보다 큰 절대 제어 오류 값을 가지면 상기 송신 전력에 가중치를 반영한다
또한, 상기 제어부는 상기 절대 제어 오류 값이 양수이면 제1 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성하고 상기 절대 오류 값이 음수이면 제2 가중치를 반영하여 상기 제2 전력값을 생성한다.
또한 상기 제1 가중치는 1 미만의 값을 가지며, 상기 상기 제2 가중치는 1초과의 값을 가진다.
본 실시 예에 따른 무선전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신방법에 있어서, 전력 전송 단계에서 상기 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 패킷을 수신하는 단계, 상기 제어 오류 패킷의 제어 오류 값의 절대치가 제1 임계치를 초과하는 양(+)의 값 및 음(-)의 값을 연속으로 가지는지 판단하는 단계; 상기 송신 전력에 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성하는 단계; 상기 가중치가 반영되어 생성된 상기 제2 전력값으로 전력 전송을 실행하는 단계를 포함한다.
또한 상기 제어 오류 값의 절대치가 제2 임계치를 초과하는 절대 제어 오류 값을 가지는지 판단하는 단계;를 더 포함한다,
또한, 상기 절대 제어 오류 값이 양수이면 제1 가중치를 반영하여 상기 제2 전력값을 생성하고, 상기 절대 오류 값이 음수이면 제2 가중치를 반영하여 상기 제2 전력값을 생성한다.
또한 상기 제 1가중치는 1미만의 값을 가지며, 상기 제2 가중치는 1초과의 값을 가진다.
본 실시 예에 따른 무선 충전 장치 및 그 방법에 대한 효과는 다음과 같다.
본 실시 예는 무선 충전 장치 및 그 방법을 제공하는 장점이 있다.
또한 본 실시 예는 고속 무선 충전을 통해 충전 시간을 최소화시키는 것이 가능하다.
또한 본 실시 예는 고속 무선 충전 중 무선전력 수신장치의 상태에 적응적으로 대응하여 전력 전송을 실행할 수 있는 것이 가능하다.
또한 본 실시 예는 고속 무선 충전 중 무선전력 수신장치의 과전압 등에 의한 내부 손상을 최소화하면서도 높은 충전 효율을 가질 수 있도록 하는 것이 가능하다.
또한 본 실시 예는 고속 무선 충전에서 안정적으로 전력을 제어할 수 있다.
또한 본 실시 예는 복수의 송신 코일을 이용하여 보다 넓은 충전 영역을 가질 수 있으며, 그에 따른 전력 전송 효율을 증대시킬 수 있어 사용자 편의 성이 높다.
또한, 본 발명은 복수개의 동일한 회로를 하나만 이용할 수 있어 무선 전력 송신기 자체의 크기를 줄일 수 있고, 사용되는 부품이 줄어 원가 절감의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 공표된 무선 전력 전송 표준에 정의된 부품 소자를 이용할 수 있어, 이미 정의된 표준에 따를 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.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 무선충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 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 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시에에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시에에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 전력 전송 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.
도 17은 일 실시 에에 따른 무선전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템 상에서의 무선충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 다른 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 예를 나타낸 도면이다.
도 23 및 24는 다른 실시 예에 따라 무선전력 송신기의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 다른 실시 예에 따라 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 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.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래" 및 "전(앞) EH는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
실시예에 따른 무선충전장치는 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 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다.
실시예에 따른 단말은 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 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 실시예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, 전자기기라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 AirFuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 AirFuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송신된 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.
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, 일 실시 예에 따른 무선전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선전력 수신단(20)은 접속된 무선전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우 이를 전자기기(30)에 알릴 수 있다. 전자기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레일 수 잇음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 잇다.
또한 전자기기(30) 사용자는 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우 전자기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선전력 송신단(10)에 전송함으로써, 고속충전 모드를 실행할 수 있다.
또한, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선전력 송신기(10)와 무선전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 고속 충전 모드로 동작 및 전환 할 수 있다. 또한, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선전력 송신기(10)와 무선전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 일반 저전력 모드로 동작 및 전환 할 수 있다.
또한, 무선전력 송신기(10)는 고속 충전 모드로 동작 시 무선전력 수신기(20)로부터 수신기의 상태 정보를 수집하고, 상기 상태 정보에 기반하여, 고속 충전 모드에 상응하여 전송되는 전력량을 제어할 수 있다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 무선충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
일 예로 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이 무선전력 수신단(20)은 복수의 무선전력 수신장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선전력 송신단(10)에 복수의 무선전력 수신장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때 무선전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선전력 수신장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 일 예로 무선전력 송신단(10)은 무선전력 수신장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선전력 수신장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.
이때 하나의 무선전력 소신장치에 연결 가능한 무선전력 수신장치의 개수는 무선전력 수신장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자기기의 전력 소비량 및 무선전력 송신장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
다른 일 예로 도 200b에 도시된 바와 같이 무선전력 송신단(10)은 복수의 무선전력 송신장치로 구성될 수도 잇다. 이 경우 무선전력 수신단(20)은 복수의 무선전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며 연결된 무선전력 송신장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때 무선전력 수신단(20)과 연결된 무선전력 송신장치의 개수는 무선전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자기기의 전력 소비량, 무선전력 송신장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 잇다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선충전 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)(또는 신호 세기 패킷)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 송신되도록-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, 본 발명의 일 실시예에 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), 협상 단계(Negotiation Phase, 440), 보정 단계(Calibration Phase, 450), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 460) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 470)로 구분될 수 있다.
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S402, S404, S408, S410, S412를 포함함-일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다. 선택 단계(410)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.
선택 단계(410)에서 물체가 감지되는 경우, 무선 전력 송신기는 무선전력 공진 회로, 예를 들어 무선 전력 전송을 위한 송신 코일 및/또는 공진 캐패시터의 품질 인자를 측정할 수 있다.
무선 전력 송신기는 무선전력 공진 회로(예를 들어 전력전송 코일 및/또는 공진 캐패시터)의 인덕턴스를 측정할 수 있다.
자세한 측정 방법에 대해서는 다른 도면을 통해 대신 설명할 것이다.
품질계수 및/또는 인덕턴스는 향후 협상단계(440)에서 이물질 존재 여부를 판단하는데 사용될 수 있다.
핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다(S401). 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S402).
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S403).
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(S404).
송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(440)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.
확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(440)로 진입할 수 있다(S405). 협상 단계(440)에서 송신기는 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.
반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S406).
협상 단계(440)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 인덕턴스 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 품질 인자 값 및 기준 인덕턴스 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 품질 인자 임계치를 결정할 수 있다. 송신기는 기준 인덕턴스 값에 기반하여 FO 검출을 위한 인덕턴스 임계치를 결정할 수 있다.
송신기는 결정된 FO 검출을 위한 품질 인자 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값-예를 들면, 핑 단계 이전에 측정된 품질 인자 값일 수 있음-을 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.
송신기는 결정된 FO 검출을 위한 인덕턴스 임계치 및 현재 측정된 인덕턴스 값-예를 들면, 핑 단계 이전에 측정된 인덕턴스 값일 수 있음-을 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(410)로 회귀할 수 있다(S408). 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)를 거쳐 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S407 및 S409). 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(450)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(460)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(S410).
또한, 전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수 있다(S411). 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(460)로 회귀할 수 있다(S413).
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.
송신기는 재협상이 정상적으로 완료되지 않으면, 해당 수신기로의 전력 전송을 중단하고, 선택 단계로(410) 천이할 수도 있다(S412).
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5를 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 510), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 520), 식별 단계(Identification Phase, 530), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 540) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 550)로 구분될 수 있다.
대기 단계(510)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(510)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(520)로 천이할 수 있다(S501). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(510)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.
디지털 핑 단계(520)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신기에 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(520)에서 송신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(530)로 천이할 수 있다(S502).
만약, 디지털 핑 단계(520)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(510)로 천이할 수 있다(S503). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.
식별 단계(530)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(510)로 천이할 수 있다(S504).
송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(530)에서 전력 전송 단계(540)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S505).
전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(510)으로 천이할 수 있다(S506).
또한, 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수 있다(S507).
충전 완료 단계(550)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(510)으로 천이할 수 있다(S509).
또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(550)에서 디지털 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S510).
디지털 핑 단계(520) 또는 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수도 있다(S508 및 S511).
도 6은 일 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 무선전력 송신기(600)는 크게 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 잇다. 상기한 무선전력 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 전원이 공급되면 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC변환부(611), 증폭기(612)를 포함하여 구성될 수 있다.
DC/DC변환부(611)는 전원부(660)로부터 공급된 DC전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 센싱부(650)는 DC변환된 전력의 전압. 전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위한 무선전력 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(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 더 구비될 수 있다.
또한 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 무선전력 송신기(600)에서 무선전력 수신기로 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 이를 위해 제어부(640)는 무선전력 수신기로부터 수신되는 수신기의 상태 정보에 기초하여 무선전력 송신기(600)에서 무선전력 수신기로 전송되는 전력값에 가중치를 부여하여 전력을 순차적으로 증가하여 공급하거나 감소시켜 공급되도록 할 수 있다.
증폭기(612)는 DC/DC변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 조정할 수 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 증폭기(612)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.
전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 잇다
반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 증폭기(612)의 출력 DC전력을 특정 주파수를 갖는 AC전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 발명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(621)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하여 다른 일 예로 증폭기(612) 이전 단 또는 이후 단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다.
전력 전송부(620)는 증폭기(612)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선전력 수신기가 연결된 경우 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어 무선전력 송신기(600)에 3개의 무선전력 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 통해 전력이 송신될 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 실시 예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(612) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송신 전력을 제어할 수도 있다.
제어부(641)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제 n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 잇도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 시호가 송출될 수 있도록 제어할 수 잇다. 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 감지되면 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 잇도록 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 잇도록 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 시호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 숟 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, 무선전력 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 무선전력 송신기(600)는 송신 코일(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(622)을 통해 무선전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선전력 송신기(600)는 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있다.
이상 도 6의 설명에서는 무선전력 송신기(600)와 무선전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 무선전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID통신, UWB통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 잇다.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선전력 송신기와 연동되는 무선전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 무선전력 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 실시 예에 불과하며, 다른 일 실시 예에 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. 또한 수신 코일(710)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시 예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 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 송신기에 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 무선전력 송신기에 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.
또한, 주제어부(770)는 복조부(760)에 의해 복조된 정보에 기반하여 접속된 무선전력 송신기가 고속 충전이 가능한 무선전력 송신기인지 여부를 판단할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 센싱부(750)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 고속 충전 중 과열이 발생된 경우, 주제어부(770)는 무선전력 송신기에 전력량 제어를 요청하는 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 상태의 변경 또는 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 충전 상태 또는 모드의 변경이 필요하면 상기 변경할 상태 값이 포함된 패킷을 생성하여 상기 무선전력 송신기에 전송할 수도 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 무선전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 도면번호 810에 도시된 바와 같이 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클락 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다.
이하에서는 상기 도1 내지 도 8을 참조하여 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다.
상기 도 1을 참조하면, 무선전력 송신단(10) 또는 무선전력 수신단(20)가 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 진호일 수 있다. 반면, 무선전력 송신단(10) 또는 무선전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우 무선전력 신호는 도 1의 도면 번호 42에 도시된 바와 같이 특정 변조 방식으로 변조된 교류 신호일 수 있다. 일 예로, 변조 방식은 진폭 변조 방식, 주파수 변조 방식, 주파수 및 진폭 변조 방식, 위상 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선전력 송신단(10) 또는 무선전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 820과 같이 차등 2단계 인코딩(Differential bi-phase encoding) 이 적용될 수 있다. 상세하게, 차등 2단계 인코딩은 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.
인코딩된 이진 데이터는 상기 도면 번호 830에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 830을 참조하면, 일 실시 예에 따른 바이트 인코딩 기법은 8비트의 인코딩된 이진 비트 스트림에 대해 해당 비트 스트림의 시작과 종류를 식별하기 위한 시작 비트(Start Bit) 및 종료 비트(Stop Bit), 해당 비트 스트림(바이트)의 오류 발생 여부를 감지하기 위한 페리티 비트(Parity Bit)가 삽입하는 방법일 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20) 사이이 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(900)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 910) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 920) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 930) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 식별하기 위한 체크썸(Checksum, 940) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 패킷 수신단은 헤더(920) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(930)의 크기를 식별할 수도 있다.
또한 헤더(920)는 무선전력 전송 절차의 각 단계별로 전의도리 수 있으며, 일부 헤더(920) 값은 서로 다른 단계에서 동일한 갑이지만 다른 종류의 메시지로 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 9를 참조하면, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있다.
메시지(930)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(930) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report). 요청 사항(request) 도는 응답 사항(response) 일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
다른 일 실시 예에 따른 패킷(9000)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정본ㄴ IP주소 정보, MAC주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 잇으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 시스템 상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.
또 다른 일 실시 예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이 핑 단계에서 무선전력 수신장치는 신호 세기 패킷 또는 전력 전송 중단 패킷을 전송할 수 있다.
도 10의 도면 번호 1001을 참조하면 일 실시 예에 따른 신호 세기 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 신호 세기 값(Signal Strength Value)로 구성될 수 있다. 신호 세기 값은 송신 코일과 수신 코일 사이의 정합도(Degree of Coupling)을 가리킬 수 있으며, 디지털 핑 구간에서의 정류기 출력 전압, 출력 차단 스위치 등에서 측정된 개방 회로 전압, 수신 전력의 세기 등에 기반하여 산출된 값일 수 있다. 신호 세기 값은 최저 0에서 최고 255범위까지의 범위를 가질 수 있으며, 특정 변수에 대한 실제 측정 값(U)이 해당 변수의 최대 값(Umax)과 동일한 경우 255의 값을 가질 수 있다.
일 예로, 신호 세기 값(Signal Strength Value)은 U/Umax*256로 산출될 수 있다.
상기 도 10의 도면 번호 1002를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전력 전송 중단 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성될 수 있다.
무선전력 수신 장치가 전력 전송 중단을 무선전력 송신기에 요청하는 이유는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 손상(Battery Failure), 재구성(Reconfigure) 및 응답 없음(No Response), 노이즈 전류(Noise Current) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 전송 중단 코드는 새로운 전력 전송 중단 이유 각각에 대응하여 추가 정의될 수도 있음을 주의해야 한다.
충전 완료는 수신기 배터리의 충전이 완료되었음을 사용될 수 있다. 내부 오류는 수신기 내부 동작에 있어서의 소프트웨어적 또는 논리적인 오류가 감지되었을 때 사용될 수 있다.
과열/과전압/과전류는 수신기에서 측정된 온도/전압/전류 값이 각각에 대해 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.
배터리 손상은 수신기 배터리에 문제가 발생된 것으로 판단되었을 경우 사용될 수 있다.
재구성은 전력 전송 조건에 대한 재협상이 필요한 경우 사용될 수 있다.
응답 없음은 제어 오류 패킷에 대한 송신기의 응답-즉, 전력의 세기를 증가시키거나 감소시키는 것을 의미함-이 정상적이지 않은 것으로 판단된 경우 사용될 수 있다.
노이즈 전류는 과전류와 달리 인버터에서 스위칭 시 발생하는 노이즈로 수신기에서 측정된 노이즈 전류 값이 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 식별 패킷의 메시지 포맷은 버전 정보(Version Information) 필드, 제조사 정보(Manufacturer Information) 필드, 확장 지시자(Extension Indicator) 필드 및 기본 디바이스 식별 정보(Basic Device Identification Information) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.
버전 정보 필드에는 해당 무선전력 수신장치에 적용된 표준의 개정 버전 정보가 기록될 수 있다.
제조사 정보 필드에는 해당 무선전력 수신장치를 제조한 제조사를 식별하기 위한 소정 식별 코드가 기록될 수 있다.
확장 지시자 필드는 확장 디바이스 식별 정보를 포함하는 확장 식별 패킷이 존재하는지를 식별하기 위한 지시자일 수 있다. 일 예로, 확장 지시자 값이 0이면, 확장 식별 패킷이 존재하지 않음을 의미하고, 확장 지시자 값이 1이면, 확장 식별 패킷이 식별 패킷 이후에 존재함을 의미할 수 있다.
도면 번호 1101 내지 1102를 참조하면, 확장 지시자 값이 0이면, 해당 무선전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보와 기본 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다. 반면, 확장 지시자 값이 1이면, 해당 무선 전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보, 기본 디바이스 식별 정보 및 확장 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 도면 번호 1201에 도시된 바와 같이, 구성 패킷의 메시지 포맷은 5바이트의 길이를 가질 수 있으며, 전력 등급(Power Class) 필드, 최대 전력(Maximum Power) 필드, 전력 제어(Power Control) 필드, 카운트(Count) 필드, 윈도우 사이즈(Window Size) 필드, 윈도우 옵셋(Window Offset) 필드 등을 포함하여 구성될 수 있다.
전력 등급 필드에는 해당 무선 전력 수신기에 할당된 전력 등급이 기록될 수 있다.
최대 전력 필드에는 무선 전력 수신기의 정류기 출력단에서 제공할 수 있는 최대 전력의 세기 값이 기록될 수 있다.
일 예로, 전력 등급이 a이고 최대 전력이 b인 경우에 있어서, 무선 전력 수신 장치의 정류기 출력단에서 제공되길 바라는 최대 전력량(Pmax)는 (b/2)*10a로 산출될 수 있다.
전력 제어 필드에는 무선전력 송신기에서의 전력 제어가 어떤 알고리즘에 따라 이루어져야 하는지를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 필드 값이 0이면, 표준에 정의된 전력 제어 알고리즘 적용을 의미하고, 전력 제어 필드 값이 1이면, 제조사에 의해 정의된 알고리즘에 따라 전력 제어가 이루어지는 것을 의미할 수 있다.
카운트 필드는 무선 전력 수신 장치가 식별 및 구성 단계에서 전송할 옵션 구성 패킷의 개수를 기록하기 위해 사용될 수 있다.
윈도우 사이즈 필드는 평균 수신 파워 산출을 위한 윈도우 크기를 기록하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 윈도우 사이즈는 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.
윈도우 옵셋 필드는 평균 수신 파워 산출 윈도우 종료 시점부터 다음 수신 전력 패킷의 전송 시작 시점까지의 시간을 식별하기 위한 정보가 기록될 수 있다. 일 예로, 윈도우 옵셋은 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.
도면 번호 1202를 참조하면, 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷은 전력 제어 보류 시간(T_delay)을 포함하여 구성될 수 있다. 전력 제어 보류 패킷은 식별 및 구성 단계 동안 복수개가 전송될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 보류 패킷은 7개까지 전송될 수 있다. 전력 제어 보류 시간(T_delay)은 미리 정의된 전력 제어 보류 최소 시간(T_min: 5ms)과 전력 제어 보류 최대 시간(T_max: 205ms) 사이의 값을 가질 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계에서 마지막으로 수신된 전력 제어 보류 패킷의 전력 제어 보류 시간을 이용하여 전력 제어를 수행할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치는 식별 및 구성 단계에서 전력 제어 보류 패킷이 수신되지 않은 경우, 상기 T_min 값을 T_delay 값으로 사용할 수 있다.
전력 제어 보류 시간은 무선 전력 송신 장치가 가장 최근의 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력 제어를 수행하기 이전에 전력 제어를 수행하지 않고 대기해야 하는 시간을 의미할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 충전 모드 패킷의 헤더 값은 현재 무선 충전 표준에 정의된 패킷 헤더 값 중 정의되지 않은 값 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 일 예로, 충전 모드 패킷의 헤더 값은 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 0x18로 정의될 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위함이지 반드시 그 값일 필요는 없음을 주의해야 한다.
헤더 값 0x18에 상응하는 메시지 크기는 1바이트일 수 있다.
충전 모드 패킷의 메시지 필드에는 변경하고자 하는 충전 모드에 관한 정보가 기록될 수 있다. 일 예로, 도면 번호 1350을 참조하면, 일반 저전력 충전 모드로 충전 중 고속 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0xff가 기록하여 전송할 수 있다. 반면, 고속 충전 모드로 충전 중 일반 저전력 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0x00을 기록하여 전송할 수 있다. 상기 도면 번호 1350에 도시된 예는 본 발명의 이해를 돕기 위함일 뿐 메시지 값이 반드시 그렇게 정의되어야 하는 것은 아니다.
도 14는 일 실시에에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 전력 전송 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선전력 수신장치가 전송 가능한 패킷은 제어 오류 패킷(Control Error Packet; CEP), 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet), 수신 전력 패킷(Received Power Packet), 충전 상태 패킷(Charge Status Packet), 제조사 별 정의된 패킷 등을 포함할 수 있다.
도면 번호 1401은 1바이트의 제어 오류 값(Control Error Value)로 구성된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 여기서, 제어 오류 값은 -128부터 +127까지의 범위의 정수 값일 수 있다. 제어 오류 값이 음이면, 무선 전력 송신 장치의 송신 전력이 내려가고, 양이면, 무선 전력 송신 장치의 송신 전력이 올라갈 수 있다. 제어 오류 값이 0이면 무선 전력 송신 장치의 송신 전력은 올라가거나 내려가지 않을 수 있다. 특히, 제어 오류 값이 0인 제어 오류 패킷(CEP)를 안정 제어 오류 패킷으로 지칭할 수 있다. 한편, 제어 오류 값이 -1 또는 1인 경우도 무선전력 송신 장치의 송신 전력은 올라가거나 내려가지 않을 수 있다. 즉, 제어 오류 값 0을 기준으로 임계 범위를 설정하고 상기 임계범위 이내의 제어 오류 값이 감지되면 안정 제어 오류 패킷으로 정의할 수 있다. 이는 한정되지 않으며, 설정 기준에 따라 가변될 수 있다.
또한 제어 오류 값 -128부터 +127을 소정 범위로 분류하고, 분류된 범위에 따라 송신 전력의 증가 및 감소 정도를 상이하게 할 수 있다. 특히 본 실시 예에서는 제어 오류 값을 포함하는 기준 값들을 기반하여 송신 전력의 증가 및 감소 정도를 가중치를 반영하여 제어할 수 있잇다.
도면 번호 1402는 1바이트의 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성된 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)의 메시지 포맷을 보여준다.
도면 번호 1403은 1바이트의 수신 파워 값(Received Power Value)으로 구성된 수신 전력 패킷의 메시지 포맷(Received Power Packet)을 보여준다. 여기서, 수신 파워 값은 소정 구간 동안 산출된 평균 정류기 수신 전력 값에 대응될 수 있다. 실제 수신된 전력량(Received)은 구성 패킷(1201)에 포함된 최대 전력(Maximum Power) 및 전력 등급(Power Class)에 기반하여 산출될 수 있다. 일 예로, 실제 수신된 전력량은 (수신 파워 값/128)*(최대 전력/2)*(10전력등급)에 의해 산출될 수 있다.
도면 번호 1404는 바이트의 충전 상태 값(Charge Status Value)로 구성된 충전 상태 패킷(Charge Status Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 충전 상태 값은 무선 전력 수신 장치의 배터리 충전량을 가리킬 수 있다. 일 예로, 충전 상태 값 0은 완전 방전 상태를 의미하고, 충전 상태 값 50은 50% 충전 상태, 충전 상태 값 100은 만충 상태를 의미할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 충전 배터리를 포함하지 않거나 충전 상태 정보를 제공할 수 없는 경우, 충전 상태 값은 OxFF로 설정될 수 있다.
도 15는 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 종류 및 그것의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이 메시지 필드는 송신 전력 가중치(1501 )을 포함할 수 있다.
여기서 송신 전력 가중치(1501)은 무선전력 송신기가 무선전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신할 경우 상기 수신 전력 패킷에 포함되는 수신 전력 값에 반영되는 소정의 값으로 정의할 수 있다.
구체적으로, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신되는 수신 전력 패킷, 제어 오류 패킷, 충전 상태 값 등을 포함하는 수신기 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보에 기초하여 송신 전력을 감소시켜 전송하거나 증가시켜 전송되도록 제어할 수 있다. 즉, 실시 예에서는 무선전력 송신기가 무선전력 수신기의 충전 상태가 변경되는 경우를 상기 수신기 상태 정보에 기반하여 감지하고, 그에 따른 송신 전력 값에 가중치를 반영하여 전송하게 할 수 있다.
상기 송신 전력 가중치는 기 설정된 적용 시간 동안 송신 전력에 반영되거나, 목표 전력량의 도달 시점까지 적용되도록 할 수 있다. 여기서 송신 전력 가중치 적용 시간 또는 목표 전력량은 미리 정의되거나 무선전력 수신기에 의해 결정된 후 무선전력 송신기에 전달 될 수 있다.
송신 전력 가중치는 0 이상 2 이하의 값으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 송신 전력 가중치가 1인 경우 무선전력 송신기는 수신 전력 패킷의 수신 전력값을 유지하여 전력 전송을 실행한다.
한편, 송신 전력 가중치가 1보다 작은 경우 무선전력 송신기는 수신된 수신 전력 패킷의 수신 전력 값보다 낮은 레벨의 수신 전력 값으로 생성한다. 이후, 상기 가중치가 반영되어 낮은 레벨로 생성된 전력 값을 무선전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때 송신 전력 가중치는 특정된 값으로 정의될 수 있다. 또는 제어 오류 패킷, 전력 손실(Power Loss) 등에 대응하는 값으로 정의될 수 있다.
한편, 송신 전력 가중치가 1보다 큰 경우 무선전력 송신기는 수신된 수신 전력 패킷의 수신 전력 값보다 높은 레벨의 수신 전력 값으로 생성한다. 이후, 상기 가중치가 반영되어 높은 레벨로 생성된 전력 값을 무선전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때 송신 전력 가중치는 특정 값으로 정의될 수 있다. 도는 제어 오류 패킷, 전력 손실(Power Loss)등에 대응하는 값으로 정의될 수 있다.
상기 송신 전력 가중치는 상기 예에 제한되지 않으며 전력 전송 조건의 환경에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.
도 16을 참조하면, 상기 도 4 및 도 5의 전력 전송 단계(440, 540)는 일반 저전력 충전이 이루어지는 제1 충전 모드(1610)와 고속 충전이 이루어지는 제2 충전 모드(1620)를 포함할 수 있다.
제1 충전 모드(1610)와 제2 충전모드(1620)는 소정 조건이 만족되면 상호 전환 될 수 있다. 일 예로 무선전력 수신기는 제1 충전모드(1610)로 충전 수행 중 전자기기로부터 제2 충전 모드(1720)로의 전환 요청이 수신된 경우 무선전력 송신기에 제2 충전 모드(1620)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송하여 충전 모드를 변경시킬 수 있다. 다른 일 예로 무선전력 수신기는 제2 충전모드(1620)로의 충전 수행 중 배터리 충전량이 소정 기준치에 도달한 경우 제1 충전모드(1610)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 무선전력 송신기에 전송할 수 있다.
또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기로 전력을 송신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기가 새롭게 접속되거나, 기존 무선 전력 수신기와의 접속이 해제된 경우, 현재 접속중인 무선 전력 수신기(들)에 대한 전력 재분배 절차를 수행할 수도 있다. 만약, 전력 재분배 결과, 제2 충전 모드로 충전중인 무선 전력 수신기에 더 이상 고속 충전을 제공할 수 없는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기에 제2 충전 모드(1620)에서 제1 충전 모드(1610)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송할 수도 있다.
이상의 실시 예에서는 충전 모드가 제1 충전 모드(1610)와 제2 충전 모드(1620)로 구분되는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 새로운 충전 모드(제3충전 모드, 미도시)가 정의되어 추가될 수도 있다.
일 예로, 고속 충전을 위한 제2 충전모드(1620)는 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전모드(미도시)로 세분화될 수도 있다. 예를 들어, 중간 전력 고속 충전 모드(미도시)는 평균 9W의 전력을 송신할 수 있다. 고전력 고속 충전모드(미도시)는 평균 15W의 전력을 송신할 수 있다. 상기 예에 제한 되는 것은 아니고 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전모드(미도시)는 다른 의미로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따른 초기 충전모드는 상기 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 상기 도 5의 식별 단계(530)에서의 무선전력 송신기와 무선전력 수신기 사이의 상태 정보 교환 또는 협상 등을 통해 결정될 수도 있다.
일 예로, 상기 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 상기 도 5의 식별 단계(530)에서 상기 무선전력 송신기는 자신이 고속 충전모드 지원이 가능한 기기인지 여부를 식별하기 위한 소정 정보를 무선전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선전력 수신기는 자신이 고속 충전이 가능한 기기이고 배터리 충전량이 소정 기준치 이하인 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 패킷을 무선전력 송신기에 전송할 수 있다. 무선전력 송신기는 정상적으로 전력 전송 단계에 진입하면, 무선전력 수신기의 요청에 따라 고속 충전모드로 전환하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따른 초기 충전모드는 전력 전송 단계에서 결정될 수도 있다. 일 예로, 무선전력 송신기는 최초 전력 제어 요청 패킷-예를 들면, WPC 표준에 정의된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)일 수 있으나 이에 한정되지는 않음-이 수신되면, 전력 전송 단계로 진입하여 고속 충전 지원 여부를 식별하기 위한 제1 패킷을 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷을 수신하여 접속된 무선전력 송신기가 고속 충전을 지원하는 것이 확인된 경우, 고속 충전 개시 여부를 판단하고, 판단 결과가 포함된 소정 제1 응답 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 즉, 제1 응답 패킷에 기반하여 초기 충전 모드가 결정될 수 있다.
도 17은 일 실시 에에 따른 무선전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 무선전력 송신기는 전력 전송 단계에 진입하면 무선전력 수신기의 상태 정보를 수집한다. 구체적으로, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신되는 전력 전송 단계에서 수신하는 전력 및 수신기의 상태에 대한 정보를 포함하는 상태 정보를 취득할 수 있다.(S1701)
무선전력 송신기는 수집된 무선전력 수신기의 상태 정보를 확인할 수 있다.(S1702)
무선전력 송신기는 수집된 무선전력 수신기의 상태 정보에 기반하여 송신 전력 제어가 필요한지 여부를 판단할 수 있다.(S1703)
일 예로. 무선전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보는 수선 전력 패킷, 제어 오류 패킷, 충전 상태 값 등을 포함할 수 있다. 이는 한정되지 않으며, 전력 전송 단계에서 전력 전송의 상태를 통지할 수 있는 다양한 형태의 데이터 패킷이 포함될 수 있다.
수신 전력 패킷은 무선전력 송신기에서 전송된 전력에 대한 수신 전력에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어 오류 패킷은 무선전력 수신기가 전력 수신 시 전력량의 증가 또는 감소를 요청 하기 위한 제어 오류 값을 포함하는 정보를 포함할 수 있다.
충전 상태 값은 무선전력 수신기가 전력 수신 시 충전되는 배터리의 충전 정도를 나타내는 값을 포함할 수 있다.
특히 본 실시 예에서는 무선전력 송신기가 무선전력 수신기로부터 수신되는 수신 전력 패킷과 제어 오류 패킷에 기반하여 송신 전력을 제어할 수 있다. 즉, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신되는 수신 전력 패킷과 제어 오류 패킷에 기반하여 무선전력 수신기의 위치의 가변 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 송신 전력을 증가하거나 감소시켜 전송되도록 할 수 잇다. 특히, 송신 전력의 증가 또는 감소 시 가중치가 반영되어, 증가되는 전력량, 감소되는 전력 량에 대한 값을 상이하게 정의하여 제어할 수 있다. 상기 송신 전력 제어 동작은 이하 도 19 및 도 20을 참조하여 상세하게 설명한다.
무선전력 송신기는 1703단계에서와 같이 무선전력 수신기로부터 수신한 상태 정보에 기반하여 송신 전력 제어가 필요하다고 판단되면, 송신 전력의 값을 판단결과에 기반하여 가중치를 반영하여 증가하거나 감소시킬 수 있다.(S1704)
즉, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신된 전력 손실 및 제어 오류 값을 포함하는 상태 정보에 기반하여 송신 전력의 가중치를 반영하고, 송신 전력량을 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 이때 송신 전력량을 감소시키기 위한 가중치는 송신 전력량을 증가시키기 위한 가중치 보다 높은 가중치를 가질 수 있다. 따라서, 일정 시간을 기준으로 감소되는 전력량이 증가되는 전력량에 비해 높게 정의 될 수 있다.
무선전력 송신기는 상기와 같이 제어된 송신 전력량으로 무선전력 수신기에 전력을 송신할 수 있다.(S1705)
도 18은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템 상에서의 무선충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 무선전력 송신기(1810)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로 천이한다. 무선전력 송신기(1810)는 무선전력 수신기(1820)로부터 상태 정보를 수신할 수 있다.(S1801 내지 S1803)
무선전력 송신기(1810)는 무선전력 수신기(1820)로부터 일정 간격으로 수신 전력 패킷을 수신할 수 있다.(S1801) 무선전력 송신기(1810)는 수신 전력 패킷에 기반하여 무선전력 송신기(1810)에서 송신한 전력 대비 무선전력 수신기(1820)에서 수신한 전력량에 대한 정보를 확인할 수 있다. 즉, 무선전력 송신기(1810)는 상기 수신 전력 패킷에 기반하여 전력 손실량(Power Loss)를 확인할 수 있다. 예를 들어 수신 전력 패킷은 4000ms 이하의 시간 간격으로 수신될 수 있다. 예를 들어 수신 전력 패킷은 1500ms 간격으로 수신될 수 있다.
무선전력 송신기(1810)는 무선전력 수신기(1820)로부터 일정 간격으로 제어 오류 패킷을 수신할 수 있다.(S1802) 무선전력 송신기(1810)는 제어 오류 패킷에 포함되는 제어 오류 값을 확인할 수 있다. 상기 제어 오류 값은 기 설명된 바와 같이 음(-)의 값부터 양(+)의 값으로 정의될 수 있다. 따라서 무선전력 송신기(1810)는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 무선전력 수신기(1820)에 송신되는 전력량을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어 오류 패킷은 350ms 이하의 시간 간격으로 수신될 수 있다. 예를 들어 제어 올 패킷은 250ms간격으로 수신될 수 있다.
무선전력 송신기(1810)는 무선전력 수신기(1820)로부터 일정간격으로 충전 상태 값을 수신할 수 있다.(S1803) 무선전력 송신기(1810)는 전송되는 전력에 기반하여 무선전력 수신기(1820)에서 충전되는 배터리의 충전량 정보를 포함하여 충전 상태 값을 취득할 수 있다.
무선전력 송신기(1810)는 상기와 같이 무선전력 수신기(1820)로부터 수신 상태정보를 취득하고, 상기 취득된 상태 정보에 기초하여 송신 전력을 제어할 수 있다.(S1804) 구체적으로, 송신 전력 제어는 상기 수신된 상태 정보에 기반하여 기 송신되고 있는 전력 레벨에 가중치를 반영하게 된다. 상기 가중치는 상기 상태 정보에 기반하여 송신 전력량을 증가 시키거나 감소시키기 위한 소정의 값으로 정의 될 수 있다.
무선전력 송신기(1810)는 송신 전력 제어 시 송신 전력량에 반영되는 가중치를 적용하고, 상기 가중치가 적용된 전력량으로 전력 전송을 실행할 수 있다.(S1805)
한편, 본 실시 예에서는 무선전력 송신기(1810)가 무선전력 수신기(1820)로부터 수신하는 상태 정보를 수신 전력 패킷, 제어 오류 패킷, 충전 상태 값의 순으로 수신되는 것을 예를 들어 설명하였다. 하지만 상기 상태 정보에 포함되는 패킷의 수신 순서는 가변 될 수 있으며, 특히 표준에 정의된 패킷 또는 패킷 전송 순서에 정의에 따라 실행될 수 잇다.
이하 도 19 및 도 20을 참조하여 본 실시 예에 따른 송신 전력 제어 동작에 대해 상세하게 설명한다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신된 상태 정보를 확인한다.(S1901) 구체적으로, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신한 제어 오류 패킷에 포함되는 제어 오류 값을 확인할 우선 확인할 수 있다. 무선전력 송신기는 확인된 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 음(-)의 값인지 양(+)의 값인지를 확인하게 된다. 무선전력 송신기는 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 양(+)의 값인지를 판단할 수 잇다.(S1902)
무선전력 송신기는 판단결과 제어 오류 값이 양(+)의 값인 경우 수신 전력 패킷에 기반하여 전력 손실량을 확인할 수 있다. 이때 무선전력 송신기는 전력 손실량이 기준량 이상인지를 판단할 수 있다.(1903)
무선전력 송신기는 전력 손실량이 기준량 이상인 경우 송신되는 전력량에 제1 가중치를 반영하여 제2 전력 값을 생성할 수 있다.(S1904) 구체적으로, 무선전력 송신기는 제어 오류 값이 양(+)의 값인 경우 무선전력 송신기의 송신 전력을 증가시키게 된다. 또한 전력 손실량이 기준량 이상인 경우 무선전력 송신기에서 송신된 전력이 무선전력 수신기에 안정적으로 수신되지 않는 것을 의미할 수 있다. 이는, 무선전력 송신기와 상기 무선전력 수신기의 정렬 상태가 우수하지 않은 것으로 정의할 수 있다. 따라서 무선전력 송신기는 송신되는 전력량에 가중치를 반영하여 증가시킬 수 있다. 이때, 송신 전력량에 반영되는 가중치는 0 초과 1 미만으로 적용될 수 있다. 구체적으로 전력량 증가를 위한 가중치는 목표 송신 전력량에 도달하기까지 낮게 적용될 수 있다. 즉, 전력의 증가 속도를 느리게 해줌으로써, 전자기기가 급격하게 증가되는 송신 전력에 의해 받을 수 있는 손상을 최소화할 수 있다. 이때, 송신 전력량에 반영되는 가중치는 송신 전력량의 x 1/4 수준으로 정의될 수 있다. 상기의 가중치는 한정되지 않으며, 실시 형태에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
무선전력 송신기는 제1 가중치가 반영되어 생성된 제2 전력값으로 무선전력 수신기에 전력을 송신할 수 있다.(S1905)
무선전력 송신기는 제2 전력값으로 전력을 송신하면서, 지속적으로 수신 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한 무선전력 송신기는 상기 수신 상태 정보에 기반하여 목표 전력량에 도달하였는지 판단할 수 있다.(S1906)
무선전력 송신기는 목표 전력량에 도달한 것으로 판단하면, 전력량 제어를 종료할 수 있다.(S1907)
반면, 무선전력 송신기는 도면번호 1902에 도시된 바와 같이 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 양(+)의 값이 아니면, 도면 번호 1908에 도시된 바와 같이 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 음(-)의 값인지를 판단할 수 있다.(S1908)
무선전력 송신기는 제어 오류 값이 음(-)의 값인 경우 무선전력 수신기로부터 수신된 수신 전력 패킷에 기반하여 전력 손실량이 기준 값 미만인지를 판단할 수 있다.(S1909)
무선전력 송신기는 전력 손실량이 기준량 미만인 경우 송신되는 전력량에 제2 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다.(S1910) 구체적으로, 무선전력 송신기는 제어 오류 값이 음(-)의 값인 경우 무선전력 송신기의 송신 전력을 감소시키게 된다. 또한 전력 손실량이 기준량 미만인 경우 무선전력 송신기에서 송신된 전력이 무선전력 수신기에 안정적으로 수신되고 있다는 것을 의미할 수 있다. 이는 무선전력 송신기와 무선전력 수신기의 정렬 상태가 우수한 것으로 정의할 수 있다. 따라서 무선전력 송신기는 송신되는 전력량에 가중치를 반영하여 감소시킬 수 있다. 이때 송신 전력량에 반영되는 가중치는 1을 초과하여 적용될 수 있다. 구체적으로 전력량을 감소 시키기 위한 가중치는 목표 송신 전력량에 도달하기 까지 높게 적용될 수 있다. 즉, 전력의 감소 속도를 빠르게 해줌으로써, 전자기기에 송신되는 전력량에 의해 손상을 최소화 할 수 있다. 이때 송신 전력량에 반영되는 가중치는 송신 전력량의 x2 수준으로 정의될 수 있다. 상기의 가중치는 한정되지 않으며, 실시 형태에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
무선전력 송신기는 제2 가중치가 반영되어 생성된 제2 전력값으로 무선전력 수신기에 전력을 송신할 수 있다.(S1911)
무선전력 송신기는 제2 전력값으로 전력을 송신하면서 지속적으로 수신상태 정보를 확인할 수 있다. 또한 무선전력 송신기는 상기 수신 상태 정보에 기반하여 목표 전력량에 도달하였는지 판단할 수 있다.(S1906)
무선전력 송신기는 목표 전력량에 도달한 것으로 판단하면, 전력량 제어를 종료할 수 있다.
본 실시 예에서는 무선전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 제어 오류 값이 양(+)의 값인지 음(-)의 값 인지와 전력량 손실에 기반하여 기 설정된 가중치를 적용하여 송신 전력값을 증가 또는 감소 시킬 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 제어 오류 값이 양(+)의 값인지 음(-)의 값인지를 판단하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 상기 제어 오류 값이 0으로 확인된 경우 전송되고 있는 전력량에 가중치를 1로 적용하게 된다. 이 경우 전송되는 전력량을 유지하여 전송되도록 할 수 있다.
본 실시 예에서는 가중치 반영 정도를 목표 전력량에 도달한 시점까지로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 가중치 적용 시간을 정의하고 상기 시간 동안 가중치를 적용하도록 실시 할 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 제어 오류 패킷을 확인하고 이후 전력 손실량을 확인하는 순서로 예를 들어 설명하였으나, 상기 실행 순서는 한정되지 않으며 실시 형태에 따라 동작 순서가 변경될 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 제어 오류 패킷, 송신 전력 패킷에 기반하여 송신 전력 가중치를 결정하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이외에도 무선전력 송신기에서 감지되는 송신 코일의 전류 변화 정도를 송신 전력 가중치를 결정하는 요소로 반영할 수 있다.
이하 도 20에서는 상기 도 19에서 설명한 실시 예와는 다른 실시 형태의 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명한다.
도 20은 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신된 상태 정보를 확인한다.(S2001) 구체적으로, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신한 제어 오류 패킷에 포함되는 제어 오류 값을 확인할 우선 확인할 수 있다.
무선전력 송신기는 확인된 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 음(-)의 값인지 양(+)의 값인지를 확인하게 된다. 특히, 무선전력 송신기는 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 양(+)의 N 값인지를 판단할 수 잇다.(S2002) 제어 오류 패킷 값은 상술한 바와 같이 -128부터 +127의 값을 가질 수 있다. 따라서, 무선전력 송신기는 제어 오류 값을 확인할 때 +N 값인지를 확인할 수 있다.
무선전력 송신기는 +N값을 가지는 제어 오류 값으로 확인되면, 수신 전력 패킷에 기반하여 전력 손실량을 확인할 수 있다. 이때 무선전력 송신기는 전력 손실량이 기준량 이상인지를 판단할 수 있다.(S2003)
무선전력 송신기는 판단결과 전력 손실량이 기준량 이상인 경우 송신되는 전력량에 제1-M 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다.(S2004) 구체적으로 무선전력 송신기는 제어 오류 값 또는 전력 손실량에 따라 적용할 가중치를 복수로 정의할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 송신기는 제어 오류값이 +N인 경우 송신 전력을 증가시키게 되며, 이때 N의 값을 확인하여 상기 N값에 대응하는 가중치를 정의할 수 있다. 일 예로, 양(+)의 값을 가지는 제어 오류 값은 +1 내지 +127일 수 있으며 상기 제어 오류 값을 M개의 그룹으로 분할하여 각 그룹에 대응하는 가중치를 정의할 수 있다. 즉, 높은 제어 오류 값을 포함하는 그룹일수록 낮은 가중치를 정의할 수 있다.
따라서, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 값에 포함되는 그룹에 정의된 가중치를 송신 전력에 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다. 이때 송신 전력량에 반영되는 가중치는 0 초과 1미만으로 적용될 수 있다. 구체적으로 전력량 증가를 위한 가중치는 목표 송신 전력량에 도달하기까지 낮게 적용될 수 있다. 이런 경우 전력의 증가 속도를 느리게 해줌으로써, 전자기기가 급격하게 증가되는 송신 전력에 의해 받을 수 있는 손상을 최소화할 수 있다.
무선전력 송신기는 제1-M가중치가 반영되어 생성된 제2 전력값으로 무선전력 수신기에 전력을 송신할 수 있다.(S2005)
무선전력 송신기는 제2 전력값으로 전력을 송신하면서 지속적으로 수신 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한 무선전력 송신기는 상기 수신 상태 정보에 기반하여 목표 전력량에 도달하였는지 판단할 수 있다.(S2006)
무선전력 송신기는 목표 전력량에 도달한 것으로 판단하면, 전력량 제어를 종료할 수 있다.(S2007)
반면, 무선전력 송신기는 도면번호 2002에 도시된 바와 같이 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 +N 값이 아니면 도면 번호 2008에 도시된 바와 같이 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 -N값인지를 판단할 수 있다.(S2008)
무선전력 송신기는 -N값을 가지는 제어 오류 값으로 확인되면 수신 전력 패킷에 기반하여 전력 손실량을 확인할 수 있다. 이때 무선전력 송신기는 전력 손실량이 기준량 미만인지를 판단할 수 있다.(S2009)
무선전력 송신기는 판단결과 전력 손실량이 기준량 미만인 경우 송신되는 전력량에 제2-M 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다.(S2010) 구체적으로 무선전력 송신기는 제어 오류 값 또는 전력 손실량에 따라 적용할 가중치를 복수로 정의할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 송신기는 제어 오류 값이 -N인 경우 송신 전력을 감소 시키게 되며, 이때 N의 값을 확인하여 상기 N값에 대응하는 가중치를 정의할 수 있다. 일 예로, 음(-)의 값을 가지는 제어 오류 값은 -1 내지 -128일 수 있으며, 상기 제어 오류값을 M개의 그룹으로 분할하여 각 그룹에 대응하는 가중치를 정의할 수 있다. 이때 낮은 제어 오류 값을 포함하는 그룹일수록 높은 가중치를 정의할 수 있다.
따라서, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 값에 포함되는 그룹에 정의된 가중치를 송신 전력에 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다. 이때 송신 전력량에 반영되는 가중치는 1을 초과하여 적용될 수 있다. 구체적으로 전력량 감소를 위한 가중치는 목표 송신 전력량에 도달할 때까지 높게 적용될 수 있다. 이런 경우 전력의 감소 속도를 빠르게 해줌으로써, 전자기기가 급격하게 낮아지는 송신 전력에 의해 받을 수 잇는 손상 및 전력 효율 저하를 최소화 할 수 있다.
무선전력 송신기는 제2-M 가중치가 반영되어 생성된 제2 전력값으로 무선전력 수신기에 전력을 송신할 수 있다.(S2011)
무선전력 송신기는 제2 전력값으로 전력을 전송하면서 지속적으로 수신 상태 정보를 확인할 수 있다. 또한 무선전력 송신기는 상기 수신 상태 정보에 기반하여 목표 전력량에 도달하였는지 판단할 수 있다.(S2006)
무선전력 송신기는 목표 전력량에 도달한 것으로 판단하면 전력량 제어를 종료할 수 있다.(S2007)
본 실시 예에서는 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 값을 M개의 그룹으로 분류하고, 상기 상태 정보에 기반하여 제어 오류 값이 +N 또는 -N값인지를 확인하여 제어 오류 값이 포함되는 그룹에 적용된 가중치를 송신 전력에 적용하여 송신 전력값을 증가 또는 감소 시킬 수 있다.
또한 상기 제어 오류 값이 0으로 확인된 경우 전송되고 있는 전력량에 가중치를 1로 적용하게 된다. 이 경우 전송되는 전력량을 유지하여 전송되도록 할 수 있다.
또한 상기 제어 오류값 0을 기준으로 소정 범위 이내에 포함되는-예를 들어, -1 내지 +1- 제어 오류값들에 대해서는 제어 오류 값 0과 동일하게 가중치를 1로 적용되도록 할 수 있다.
본 실시 예에서는 가중치 반영 정도를 목표 전력량에 도달한 시점까지로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 가중치 적용 시간을 정의하고 상기 시간 동안 가중치를 적용하도록 실시 할 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 제어 오류 패킷을 확인하고 이후 전력 손실량을 확인하는 순서로 예를 들어 설명하였으나, 상기 실행 순서는 한정되지 않으며 실시 형태에 따라 동작 순서가 변경될 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 제어 오류 패킷, 송신 전력 패킷에 기반하여 송신 전력 가중치를 결정하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이외에도 무선전력 송신기에서 감지되는 송신 코일의 전류 변화 정도를 송신 전력 가중치를 결정하는 요소로 반영할 수 있다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 예를 나타낸 도면이다.
도 21을 참조하면, (a) 예시도에서 도시된 바와 같이 무선전력 송신기(2101)는 무선전력 수신기(2102)를 포함하는 전자기기에 전력 전송을 실행 시 정렬이 된 상태로 실행될 수 있다. 그러나 (b) 예시도와 같이 전자기기(2102)가 외부 영향 등에 의해 임의의 위치로 이동하게 되는 경우 (a) 예시도의 정렬 상태 보다 전력 전송 효율이 저감될 수 있다. 이러한 경우 전력 손실이 증가되거나, 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 가변될 수 있다. 따라서 상기와 같이 본 실시 예에서는 가변되는 전자기기에 전력 전송 효율을 유지하면서도 전자기기에 손상을 최소화 할 수 있도록 전자기기의 위치 변화에 대응하여 송신되는 전력량을 제어할 수 있다.
도 22는 다른 실시 예에 따른 무선충전 시스템의 예를 나타낸 도면이고, 도 23은 다른 실시 예에 따라 무선전력 송신기의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 도 22의 (a) 예시도는 무선전력 송신기(2201)에서 무선전력 수신기(2202)를 포함하는 전자기기로 전력을 전송하는 전력 전송 동작을 실행 중인 경우의 예시도이다. 특히 (a) 예시도에서 도시된 바와 같이 무선전력 송신기(2201)는 무선전력 수신기(2202)에 전력 전송을 실행 중 사용자 부주의 등과 같은 외력에 의하여 전자기기와 무선전력 송신기(2201)의 정렬 상태가 변화되는 경우를 나타낸다. 특히 전자기기가 무선전력 송신기(2201)의 외곽으로 이동하는 경우 무선전력 송신기와 정렬된 상태보다 전력 전송 효율이 저감될 수 있다. 이러한 경우 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 가변되며, 무선전력 송신기(2201)의 출력 전력이 급증하게 된다.
즉, 도 23에 도시된 바와 같이 무선전력 송신기(2201)는 무선전력 수신기(2202)와 정렬된 상태(제1 상태)에서는 안정적인 전력 전송을 실행하게 된다. 이때, 무선전력 송신기(2201)는 무선전력 수신기(2202)로부터 임계 범위 이내의 제어 오류 값(CEV)을 수신하게 된다.
제1 상태에서 도 22 (a) 예시도와 같이 전자기기가 이동하여 무선전력 송신기(2201)와 무선전력 수신기(2202)의 정렬 상태가 가변되면(제2 상태) 무선전력 송신기(2201)는 전송 전력량이 급등하게 된다. 이때 제어 오류 값(CEV)은 전력량이 급등하기 전부터 + 또는 ? 로 가변되는 제1 스윙(swing)(2301)이 감지될 수 있다. 상기 제1 스윙(2301)에 따른 제어 오류 값은 제1 상태에서 무선전력 수신기(2202)로부터 수신되는 제어 오류값 보다 증가 및 감소된 값일 수 있다.
제어 오류 값은 제2 상태에서 전력량 급등에 따라 제1 스윙(2301)에서 감지된 제어 오류 값보다 큰 값을 가지는 제어 오류 값을 수신하게 된다.(제2 스윙, 2302) 제2 스윙(2302)에서 감지되는 제어 오류 값은 제1 스윙(2301)에서 감지되는 제어 오류 값 보다 크게 나타난다. 또한 급격하게 제어 오류 값이 증가하게 된다.
이러한 상태에서 (b) 예시도와 같이 전자기기가 단시간에 무선전력 송신기(2201)와 정렬 상태(제3 상태)를 이루는 경우 무선전력 송신기(2201)의 출력 전력이 감소하게 된다. 이때, 무선전력 송신기(2201)는 무선전력 수신기(2202)와 정렬상태가 되더라도 증가하고 있던 출력 전력이 급감하게 되지는 않는다. 따라서, 무선전력 수신기(2202)는 높은 출력 전력에 의하여 내부 손상을 입게 된다. 반면 제어 오류 값은 도 23에 도시된 바와 같이 무선전력 송신기(2201)와 무선전력 수신기(2202)가 정렬 상태로 변경되면 제1 스윙 시 감지된 제어 오류 값이 감지 될 수 있다. 즉, 정렬 상태로 변경되어 출력 전력이 감소되는 시점 이전부터 무선전력 송신기(2201)에서는 무선전력 수신기(2202)로부터 미세하게 가변되는 제어 오류 값을 수신할 수 있다.
상기와 같이 무선전력 송신기(2201)와 무선전력 수신기(2202)의 정렬 상태가 정렬? 이격?정렬 상태로 가변되는 경우 무선전력 송신기(2201)에서 무선전력 수신기(2202)로 송신하는 전력의 량에 의하여 무선전력 수신기(2202) 및 이를 포함하는 전자기기의 손상이 발생할 수 있다. 따라서 무선전력 송신기는 무선전력 수신기에서 수신되는 제어 오류 값에 기초하여 송출 전력을 제어할 수 있다. 도 24 및 도 25를 참조하여 무선전력 송신기와 무선전력 수신기의 정렬 상태 가변에 따른 송출 전력 제어 동작을 상세하게 설명한다.
도 24는 다른 실시 예에 따라 무선전력 송신기의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 25는 다른 실시 예에 따라 무선전력 송신기에서 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 무선전력 송신기는 전력 전송 동작 상태에서 무선전력 수신기로부터 수신된 상태 정보를 확인할 수 있다.(S2501) 구체적으로 무선전력 송신기는 무선전력 수신가로부터 수신한 제어 오류 패킷에 포함되는 제어 오류 값을 확인할 수 있다.
이때 무선전력 송신기는 도 23에 도시된 바와 같이 제1 상태(정렬 상태)에서 안정적인 전력 송신을 실행하며, 무선전력 수신기로부터 임계치 이내의 제어 오류 값을 수신할 수 있다. 제1 상태에서 수신되는 제어 오류 값은 -1, 0, +1의 범위 이내일 수 있다.
무선전력 송신기는 수신기 상태 정보 확인 시 제어 오류 값이 임계치의 범위를 초과하는 양(+)의 값을 가지는지 음(-)의 값을 가지는 지를 판단할 수 있다. 구체적으로 무선전력 수신기로부터 수신된 제어 오류 값이 임계치 이상의 양(+)의 값인지를 판단할 수 있다.(S2502) 상기 임계치는 0 또는 +1일 수 있다. 즉, +1을 초과하는 제어 오류 값인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계치는 양의 제1 임계값 일 수 있다.
한편, 무선전력 송신기는 확인된 제어 오류 값이 임계치 이상의 양(+)의 값을 가지는 경우 상기 확인된 제어 오류 값이 임계치 이하의 음(-)의 값을 가지는지 판단할 수 있다.(S2503) 상기 임계치는 0 또는 ?1 일 수 있다. 즉, -1 미만의 제어 오류 값인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계치는 음의 제1 임계값 일 수 있다.
상기 양의 제1 임계값과 상기 음의 제1 임계값의 절대값은 동일할 수 있다.
이와 같이 양의 임계치 이상 또는 음의 이하의 제어 오류 값이 연속적으로 수신하는 경우 도 22에 도시된 바와 같이 무선전력 송신기와 무선전력 수신기의 정렬 상태가 변경되는 제1 스윙(2401) 현상을 감지할 수 있다.
즉, 제어 오류 패킷의 제어 오류 값의 절대치가 제1 임계치보다 큰 양(+)의 값 및 음(-)의 값을 연속적으로 수신하는 경우, 제1 스위(2401) 현상을 감지하고, 상기 송신 전력에 가중치를 반영할 수 있다.
따라서, 상기 제1 스윙(2401) 현상 이후에 발생할 수 있는 제2 스윙(2402) 현상에 의한 무선전력 수신기(또는 전자기기)의 손상을 방지할 수 있다.
하지만 상기 제1 스윙에 따라 절대적으로 무선전력 송신기와 무선전력 수신기의 정렬 상태가 변경되었다고 정의 할 수 없다. 다양한 충전 환경에 따라 미세한 스윙 현상은 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 제어 오류 값의 제2 스윙(2402)이 발생하는 경우에만 송신 전력을 추가적으로 제어하는 것이 더 효율적인 제어를 할 수 있다. 상황에 따라서 아래에서 설명하는 S2504 단계는 생략하거나 추가될 수 있다. 구체적으로, 무선전력 송신기는 임계치 범위를 벗어나는 제어 오류 값이 감지되면, 상기 제어 오류 값이 임계치 이상의 절대 제어 오류 값인지를 판단하게 된다.(S2504) 상기 절대 제어 오류 값은 송신 전력에 따라 무선전력 수신기로부터 수신될 수 있는 최대 제어 오류 값일 수 있다. 무선전력 송신기는 판단결과에 따라 임계치를 초과하는 절대 제어 오류값이 확인되면 상기 제어 오류 값이 양(+)의 값을 가지는 지를 판단하게 된다.(S2504)
실시예에 따른 무선전력 송신기에 있어서, 제어 오류 값의 제1 스윙(2401)을 감지하기 위한 제1 임계치의 범위는 제1 상태(정렬 상태)에서 가지는 제어 오류 값의 변동 범위보다 크다. 또한, 제어 오류 값의 제2 스윙(2402)을 감지하기 위한 제2 임계치의 범위는 제1 스윙(2401)을 감지하기 위한 임계치의 범위보다는 크다. 따라서, 절대 제어 오류 값은 제1 임계치의 범위를 벗어나는 값을 가질 수 있다.
즉, 상기 제어 오류 패킷의 제어 오류 값의 절대치가 제2 임계치보다 큰 절대 제어 오류 값을 가지면 상기 송신 전력에 가중치를 반영할 수 있다.
무선전력 송신기는 제어 오류 값이 양의 값을 가지는 경우 제1 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다.(S2506) 상기 제1 가중치는 1미만의 값을 가질 있다. 구체적으로 상기 제1 가중치는 1 미만 0이상의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가중치는 0.5의 값을 가질 수 있다. 따라서, 송신 전력의 급격한 상승을 제한하여 전자기기의 손상을 방지할 수 있다.
무선전력 송신기는 제1 가중치가 반영된 제2 전력 값으로 전력 전송을 할 수 있다.(S2507) 즉, 도 24에 표시된 송신 전력 곡선에서 제1 가중치가 반영된 제2 전력값은 저속으로 증가(2403)하게 된다. 이때는 무선전력 송신기와 무선전력 수신기가 정렬 상태에서 이격 상태로 가변된 상태이다.
한편, 무선전력 송신기는 제어 오류 값이 양의 값을 가지지 않는 경우 제2 가중치를 반영하여 제2 전력값을 생성할 수 있다.(S2508) 상기 제2 가중치는 1초과의 값을 가질 수 있다. 구체적으로 상기 제2 가중치는 1 초과 2이하의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가중치는 2의 값을 가질 수 있다. 따라서, 송신 전력이 급격히 상승한 경우에, 다시 급격하게 송신 전력을 낮추어 전자기기의 손상을 방지할 수 있다.
무선전력 송신기는 제2 가중치가 반영된 제2 전력값으로 전력 전송을 할 수 있다.(S2509_ 즉, 도 24에 표시된 송신 전력 곡선에서 제2 가중치가 반영된 제2 전력값은 급속으로 감소(2402)하게 된다. 이때는 무선전력 송신기와 무선전력 수신기가 이격 상태에서 정렬 상태로 가변된 상태이다.
본 실시 예에서는 무선전력 송신기와 무선전력 수신기가 정렬 상태 또는 이격 상태로 각각 가변될 때, 무선전력 송신기에서 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 값을 참조하여 송신 전력을 제어할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 정렬 상태에 따라 제어 오류 값이 제1 스윙 이후 제2 스윙의 발생 여부 및 제어 오류 값에 따라서 송신 전력의 가중치를 높게 또는 낮게 반영하여 송신 전력을 저속으로 증가시키거나, 급감시켜 발생할 수 있는 무선전력 수신기의 손상을 최소화 할 수 있다.
실시예의 따른 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 송신 방법은 특히 저전력 전송뿐만 아니라 고속 충전을 위한 전력 전송 또는 중전력/고전력 전송 시에 특히 무선 전력 수신기를 보호하는데 탁월한 효과를 가질 수 있다.
본 실시 예는 본 실시 예의 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 실시 예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 실시 예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 실시 예의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 송신 코일을 포함하는 전력 전송부;
    외부로부터 인가되는 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부;
    무선전력 수신기에 대한 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 양(+)의 값이면서 수신 전력 패킷에 기반한 전력 손실량이 기준량 이상이거나, 상기 제어 오류 값이 음(-)의 값이면서 상기 전력 손실량이 기준량 미만이면 상기 송신 전력에 가중치를 반영하고,
    상기 전력 전송부는,
    상기 가중치가 반영된 전력을 상기 무선전력 수신기에 전송하는
    무선전력 송신기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어 오류 값이 양(+)의 값이고, 상기 전력 손실량이 기준량 이상이면 제 1 가중치를 반영하여 제 2 전력값을 생성하고,
    상기 제어 오류 값이 음(-)의 값이고, 상기 전력 손실량이 기준량 미만이면 제 2 가중치를 반영하여 제 2 전력값을 생성하는
    무선전력 송신기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 가중치는 1 미만의 값을 가지며,
    상기 제 2 가중치는 1 초과의 값을 가지는
    무선전력 송신기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 가중치 각각은,
    상기 제어 오류 값의 크기에 반비례하여 증감하는
    무선전력 송신기.
  5. 무선전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신 방법에 있어서,
    전력 전송 단계에서 상기 무선전력 수신기로부터 수신되는 제어 오류 패킷을 수신하는 단계;
    상기 제어 오류 패킷의 제어 오류 값이 양(+)의 값이면 수신 전력 패킷에 기반한 전력 손실량이 기준량 이상인지를 확인하는 단계;
    상기 제어 오류 값이 음(-)의 값이면 상기 전력 손실량이 기준량 미만인지를 확인하는 단계;
    상기 제어 오류 값에 따른 상기 전력 손실량이 기준량 이상 또는 미만이면, 상기 무선전력 수신기에 송신되는 전력에 가중치를 반영하여 제 2 전력값을 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 전력값으로 전력 전송을 실행하는 단계를 포함하는
    무선전력 송신 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 전력값을 생성하는 단계는,
    상기 제어 오류 값이 양(+)의 값이고, 상기 전력 손실량이 기준량 이상이면 제 1 가중치를 반영하여 제 2 전력값을 생성하는 단계와,
    상기 제어 오류 값이 음(-)의 값이고, 상기 전력 손실량이 기준량 미만이면 제 2 가중치를 반영하여 제 2 전력값을 생성하는 단계를 포함하는
    무선전력 송신 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 가중치는 1 미만의 값을 가지며,
    상기 제 2 가중치는 1 초과의 값을 가지는
    무선전력 송신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 가중치 각각은,
    상기 제어 오류 값의 크기에 반비례하여 증감하는
    무선전력 송신 방법.
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