KR20180107903A - 무선 충전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 충전 장치는 무선 충전 안테나; 상기 무선 충전 안테나를 통하여 금속 물체를 검출하고, 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 무선 충전 안테나를 통하여 사용자 장치와 통신하고, 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 무선 충전 안테나에 교류 전류를 공급하는 전력 송신부; 및 상기 금속 물체가 검출되면 상기 사용자 장치를 검색하고, 상기 사용자 장치가 검색되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

무선 충전 장치 및 그 제어 방법 {wireless charging apparatus and control method thereof}
개시된 발명은 무선 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 설치되는 무선 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.
차량은 단순한 이동 수단 또는 운송 수단을 넘어서 운전자에게 휴식을 제공하는 생활 공간으로서 자리잡고 있다.
또한, 운전자는 차량을 운행하는 동안 휴대폰 등의 사용자 장치를 충전하는 경우가 많아지고 있다.
이때, 무선 충전으로 인한 전력의 소비는 차량의 연비를 약화시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은 무선 충전을 위하여 사용자 장치의 검색하는 동안 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 차량용 무선 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 무선 충전 장치는 무선 충전 안테나; 상기 무선 충전 안테나를 통하여 금속 물체를 검출하고, 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 무선 충전 안테나를 통하여 사용자 장치와 통신하고, 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 무선 충전 안테나에 교류 전류를 공급하는 전력 송신부; 및 상기 금속 물체가 검출되면 상기 사용자 장치를 검색하고, 상기 사용자 장치가 검색되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 무선 충전 안테나는 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 코일을 포함할 수 있다.
상기 전력 송신부는 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하고, 상기 무선 충전 안테나에 흐르는 전류를 측정하고, 상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류를 기초로 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류가 미리 정해진 기준 전류와 상이하면 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 전력 송신부는 상기 코일과 공진하는 공진 캐패시터를 포함하고, 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하여 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진을 검출하고, 상기 제어부는 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진이 발생하지 아니하면 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 무선 충전 안테나는 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 코일과, 상기 코일을 통과하는 자기장을 생성하는 영구 자석을 포함할 수 있다.
상기 전력 송신부는 상기 코일을 통과하는 자기장의 변동에 의하여 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류의 발생 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류가 발생하면 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 금속 물체의 접근이 판단되면 상기 제어부는 상기 무선 충전 안테나를 통하여 핑 신호를 전송하도록 상기 전력 송신부를 제어할 수 있다.
상기 사용자 장치로부터 응답 신호가 수신되면 상기 제어부는 상기 무선 충전 안테나로 교류 전력을 공급하도록 상기 전력 송신부를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 무선 충전 장치의 제어 방법은 무선 충전 안테나를 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 무선 충전 안테나를 통하여 금속 물체를 검출하는 과정; 상기 금속 물체가 검출되면 사용자 장치를 검색하는 과정; 상기 사용자 장치를 검색되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 금속 물체를 검출하는 과정은, 미리 정해진 시간마다 상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일에 교류 전압을 인가하는 과정; 상기 코일에 흐르는 전류를 측정하는 과정; 상기 코일에 흐르는 전류를 기초로 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 무선 충전 안테나에 흐르는 전류가 미리 정해진 기준 전류와 상이하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 금속 물체를 검출하는 과정은, 상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일과 공진 캐패시터가 공진하도록, 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하는 과정; 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진이 발생하지 아니하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 무선 충전 안테나에 포함된 영구 자석에 의하여 생성되어 상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일을 통과하는 자기장의 변동에 의하여 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 과정; 상기 코일에 흐르는 전류의 발생 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 코일에 흐르는 전류가 발생하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 사용자 장치를 검색하는 과정은 상기 금속 물체의 접근이 판단되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 핑 신호를 전송하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 과정은 상기 사용자 장치로부터 응답 신호가 수신되면 상기 무선 충전 안테나로 교류 전력을 공급하는 과정을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 무선 충전을 위하여 사용자 장치의 검색하는 동안 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 차량용 무선 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 차체를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량의 차대를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 내부를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 구성을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 안테나의 일 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 안테나의 다른 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치가 사용자 장치를 검출하는 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치가 사용자 장치를 검출하는 다른 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 무선 충전을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 무선 충전 방법을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 차체를 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 차량의 차대를 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품을 도시한다. 또한, 도 4는 일 실시예에 의한 차량의 내부를 도시한다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 운전자 및/또는 수화물을 수용하는 차체(body) (10)와, 차체(10) 이외의 차량(1)의 구성 부품을 포함하는 차대(chassis) (20)와, 운전자를 보호하고 운전자에게 편의를 제공하는 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차체(10)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간, 엔진을 수용하는 엔진 룸 및 화물을 수용하기 위한 트렁크 룸을 형성한다.
차체(20)는 후드(hood) (11), 프런트 펜더(front fender) (12), 루프 패널(roof panel) (13), 도어(door) (14), 트렁크 리드(trunk lid) (15), 쿼터 패널(quarter panel) (16) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(10)의 전방에는 프런트 윈도우(front window) (17)가 설치되고, 차체(10)의 측면에 사이드 윈도우(side window) (18)가 설치되고, 차체(10)의 후방에는 리어 윈도우(rear window) (19)가 마련될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차대(20)는 운전자의 제어에 따라 차량(1)이 주행할 수 있도록 하는 동력 생성 장치(21)와, 동력 전달 장치(22)와, 조향 장치(23)와, 제동 장치(24)와, 차륜(25)와, 프레임(26) 등을 포함할 수 있다.
동력 생성 장치(21)는 운전자의 가속 제어에 따라 차량(1)이 주행하기 위한 회전력을 생성하며, 엔진(21a)과, 연료 공급 장치(21b)와, 배기 장치(21c) 등을 포함할 수 있다.
동력 전달 장치(22)는 동력 생성 장치(21)에 의하여 생성된 회전력을 차륜(25)으로 전달하며, 클러치/변속기(22a)와, 구동축(22b)과, 차동 장치 등을 포함할 수 있다.
조향 장치(23)는 운전자의 조향 제어에 따라 차량(1)의 주행 방향을 변경하며, 스티어링 휠(23a)과, 조향 기어(23b)와, 조향 링크(23c) 등을 포함할 수 있다.
제동 장치(24)는 운전자의 제동 제어에 따라 차량(1)의 주행을 정지시키며, 마스터 실린더(24a)와, 브레이크 디스크(24b)와, 브레이크 패드(24c) 등을 포함할 수 있다.
차륜(25)은 동력 전달 장치(22)를 통하여 동력 생성 장치(21)로부터 회전력을 제공받으며, 차량(1)을 이동시킬 수 있다. 차륜(25)은 차량의 전방에 마련되는 전륜과, 차량의 후방에 마련되는 후륜을 포함할 수 있다.
프레임(26)는 동력 생성 장치(21), 동력 전달 장치(22), 조향 장치(23), 제동 장치(24), 차륜(25)을 고정할 수 있다.
차량(1)은 이상에서 설명된 기계 부품뿐만 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (31)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (32)과, 전자 제동 시스템(Electronic Braking System, EBS) (33)과, 전동 조향 장치(Electric Power Steering, EPS) (34)와, 차체 제어 모듈(body control module, BCM) (35)과, 오디오 장치(audio) (36)와, 디스플레이 장치(display) (37)와, 공기 조화 장치(heating/ventilation/air conditioning, HVAC) (38)와, 무선 충전 장치(100)를 포함할 수 있다.
엔진 관리 시스템(31)은 가속 페달(21d)을 통한 운전자의 가속 명령에 응답하여 엔진의 동작을 제어하고 엔진을 관리할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(31)은 엔진 토크 제어, 연비 제어, 엔진 고장 진단 및/또는 발전기 제어 등을 수행할 수 있다.
변속기 제어 유닛(32)은 변속 레버(22c)를 통한 운전자의 변속 명령 또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(32)은 클러치 제어, 변속 제어 및/또는 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.
전자 제동 시스템(33)은 제동 페달(24d)을 통한 운전자의 제동 명령에 응답하여 차량(1)의 제동 장치를 제어하고, 차량(1)의 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 제동 시스템(33)은 자동 주차 브레이크, 제동 중 슬립 방지 및/또는 조향 중 슬립 방지 등을 수행할 수 있다.
전동 조향 장치(34)는 운전자가 쉽게 스티어링 휠(23a)을 조작할 수 있도록 운전자를 보조할 수 있다. 예를 들어, 전동 조향 장치(34)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 운전자의 조향 조작을 보조할 수 있다.
차체 제어 모듈(35)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차체 제어 모듈(35)은 차량(1)에 설치된 도어 잠금 장치, 헤드 램프, 와이퍼, 파워 시트, 시트 히터, 클러스터, 룸 램프, 내비게이션, 다기능 스위치 등을 제어할 수 있다.
오디오 장치(36)는 도 5에 도시된 바와 같이 센터페시아에 설치될 수 있으며, 음향을 통하여 운전자에게 다양한 정보와 엔터테인먼트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치(36)는 운전자의 명령에 따라 내부 저장 매체 또는 외부 저장 매체에 저장된 오디오 파일을 재생하고, 오디오 파일에 포함된 음향을 출력할 수 있다. 또한, 오디오 장치(36)는 오디오 방송 신호를 수신하고, 수신된 오디오 방송 신호에 대응하는 음향을 출력할 수 있다.
디스플레이 장치(37)는 센터페시아에 설치될 수 있으며, 영상을 통하여 운전자에게 다양한 정보와 엔터테인먼트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(37)는 운전자의 명령에 따라 내부 저장 매체 또는 외부 저장 매체에 저장된 비디오 파일을 재생하고, 비디오 파일에 포함된 영상을 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(37)는 운전자의 터치 입력을 통하여 운전자로부터 목적지를 입력받고, 입력된 목적지까지의 경로를 표시할 수 있다.
공기 조화 장치(38)는 차량(1)의 실내 온도와 운전자가 입력한 목표 온도에 따라 실내 공기를 가열하거나 냉각할 수 있다. 예를 들어, 공기 조화 장치(38)는 실내 온도가 목표 온도보다 높으면 실내 공기를 냉각하고, 실내 온도가 목표 온도보다 낮으면 실내 공기를 가열할 수 있다. 또한, 공기 조화 장치(38)는 차량(1)의 외부 환경에 따라 차량(1) 외부의 공기를 차량(1) 내부로 유입시키거나, 외부 공기의 유입을 차단하고 차량(1) 내부의 공기를 순환시킬 수 있다.
무선 충전 장치(100)는 운전자의 사용자 장치(user equipment)를 무선으로 충전할 수 있다. 구체적으로, 무선 충전 장치(100)는 자기장, 전기장 및/또는 전자기장을 통하여 운전자의 사용자 장치로 전력을 공급하여, 사용자 장치에 포함된 배터리를 충전시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 장치(100)는 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 및/또는 전자기파 방식으로 운전자의 사용자 장치로 전력을 무선으로 공급할 수 있다. 여기서, 사용자 장치는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 전기 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치와 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등과 같은 웨어러블 장치를 포함할 수 있다.
무선 충전 장치(100)의 구조 및 동작은 아래에서 더욱 자세하게 설명한다.
이외에도 차량(1)은 운전자를 보호하고 운전자에게 편의를 제공하기 위한 전장 부품을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 도어 잠금 장치, 헤드 램프, 와이퍼, 파워 시트, 시트 히터, 클러스터, 룸 램프, 내비게이션, 다기능 스위치 등의 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.
이러한 전장 부품들(30)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들(30)은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
이하에서는 차량(1)에 포함된 무선 충전 장치(100)의 구성과, 각 구성의 동작이 설명된다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 구성을 도시한다. 도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 안테나의 일 예를 도시한다. 도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 안테나의 다른 일 예를 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치가 사용자 장치를 검출하는 일 예를 도시한다. 도 9는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치가 사용자 장치를 검출하는 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 10은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 무선 충전을 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이 무선 충전 장치(100)는 무선 충전을 위한 무선 전력을 출력하는 무선 충전 안테나(130)와, 무선 충전 안테나(130)에 교류 전력을 공급하는 전력 송신부(120)와, 전력 송신부(120)의 동작을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.
무선 충전 안테나(130)는 사용자 장치(200)의 무선 충전을 위하여 자기장, 전기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자기 유도 현상을 이용하여 사용자 장치(200)로 무선 전력을 출력하는 경우, 무선 충전 안테나(130)는 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 자기장을 생성할 수 있다. 또한, 무선 충전 안테나(130)로부터 출력되는 교류 자기장은 도 10에 도시된 바와 같이 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에 의하여 수신될 수 있다.
무선 충전 안테나(130)는 자기 유도 방식, 자기 공진 방식 및/또는 전자기파 방사 방식 등 다양한 방법으로 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 안테나(130)는 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 자기장을 생성할 수 있으며, 교류 자기장은 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에 전달될 수 있다. 교류 자기장으로 인하여 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에는 교류 전류가 유도될 수 있다.
무선 충전 안테나(130)는 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 코일(131a)을 포함할 수 있다.
코일(131a)은 양단에 한 쌍의 연결 단자(132a)를 가지며, 권선(winding wire)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 복수 회 감겨 형성될 수 있다.
코일(131a)는 원형, 타원형 또는 사각형의 평판 형상으로 형성될 수 있다. 권선은 구리 등의 전기 전도성이 높은 금속 재질일 수 있다.
도 6에서는 하나의 코일(131a)을 도시하였으나, 무선 충전 안테나(130)는 각각이 한 쌍의 연결 단자(132b)를 갖는 복수의 코일들(131a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 코일들(131a)은 동일한 평면 상에 나란히 배치되거나, 적어도 일부가 서로 중첩되어 배치될 수 있다.
한 쌍의 연결 단자(132b)을 통하여 코일(131a)에는 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 전류가 공급될 수 있으며, 교류 전류의 공급에 응답하여 코일(131a)는 도 6에 도시된 바와 같이 코일(131a)의 중심을 관통하는 자기장(MF)이 생성할 수 있다. 특히, 코일(131a)에 의하여 생성된 자기장(MF)은 시간에 따라 크기와 방향이 변화할 수 있다. 이처럼, 전류의 공급에 응답하여 코일(131a)이 자기장(MF)을 생성하므로, 코일(131a)은 전류의 변화를 지연시키는 인덕턴스(Inductance)로 모델링될 수 있다.
또한, 무선 충전 장치(130)는 다른 예로 도 7에 도시된 바와 같이 코일(131b)과 자기장 생성 부재(133b)를 포함할 수 있다.
코일(131b)은 양단에 한 쌍의 연결 단자(132b)를 가지며, 권선(winding wire)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 복수회 감겨 형성될 수 있다.
코일(131b)의 형상 및 동작은 도 6에 도시된 코일(131a)의 형상 및 동작과 동일할 수 있다.
자기장 생성 부재(133b)는 반영구적으로 자기장을 생성할 수 있는 영구 자석 등을 포함할 수 있다.
자기장 생성 부재(133b)는 대략 코일(131b)의 중심 인근에 마련될 수 있으며, 자기장 생성 부재(133b)는 코일(131b)과 다른 평면 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 자기장 생성 부재(133b)는 코일(131b)의 상측 또는 하측에 배치될 수 있다. 그 결과, 자기장 생성 부재(133b)에 의하여 생성된 자기장(MF1)은 대략 코일(131b)의 중심을 통과할 수 있다.
도 7에서는 하나의 자기장 생성 부재(133b)를 도시하였으나, 무선 충전 안테나(130)는 각각이 자기장을 생성하는 복수의 자기장 생성 부재들(133b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 안테나(130)는 한 쌍의 자기장 생성 부재들(133b)을 포함할 수 있으며, 한 쌍의 자기장 생성 부재들(133b)은 코일(131b)의 양측(도면에 의하면 상측과 하측)에 마련될 수 있다. 또한, 한 쌍의 자기장 생성 부재들(133)은 상이한 극(N극 및 S극)이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 그 결과, 한 쌍의 자기장 생성 부재들(133)에 의하여 생성된 자기장(MF1)은 대략 코일(131b)의 중심을 통과할 수 있다.
전력 송신부(120)는 무선 충전 안테나(130) 인근의 사용자 장치(200)를 검출하는 장치 검출 회로(121)와, 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)와 통신하는 무선 통신 회로(122)와, 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)에 무선 전력을 공급하는 전력 송신 회로(123)를 포함할 수 있다.
장치 검출 회로(121)는 무선 충전 안테나(130)에 포함된 코일(131a, 131b)에 흐르는 전류의 변화를 기초로 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 감지할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 무선 충전 안테나(130)가 코일(131a)을 포함하는 경우, 장치 검출 회로(121)는 미리 정해진 시간마다 코일(131a)에 교류 전압을 공급할 수 있다.
코일(131a)은 그 형상에 따라 정해진 인덕턴스를 가질 수 있으며, 코일(131a)의 인덕턴스에 따라 교류 전류가 코일(131a)에 흐를 수 있다. 또한, 코일(131a)에 흐르는 전류로 인하여 코일(131a)은 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 제1 자기장(MF1)을 생성할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 무선 충전 안테나(130)에 사용자 장치(200) 등의 금속 물체가 접근하면 코일(131a)에 의하여 생성된 제1 자기장(MF1)이 사용자 장치(200) 등의 금속 물체를 통과할 수 있다. 코일(131a)의 제1 자기장(MF1)에 의하여 사용자 장치(200) 등의 금속 물체에는 와전류(eddy current)가 발생할 수 있으며, 와전류로 인하여 사용자 장치(200) 등의 금속 물체는 제2 자기장(MF2)을 생성할 수 있다. 사용자 장치(200) 등의 금속 물체에 의한 제2 자기장(MF2)은 코일(131a)을 통과할 수 있다.
이처럼, 코일(131a)에는 제1 자기장(MF1)과 제2 자기장(MF2)이 통과할 수 있으며, 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근에 의하여 코일(131a)을 통과하는 자기장이 변화할 수 있다.
그 결과, 코일(131a)의 인덕턴스가 변화할 수 있으며, 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)의 인덕턴스가 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)와 공진하는 공진 캐패시터를 포함할 수 있으며, 코일(131a)의 인덕턴스의 변화로 인하여 코일(131a)과 공진 캐패시터 사이에 공진이 발생하지 않으면 장치 검출 회로(121)는 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 나타내는 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 제어부(110)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
또한, 코일(131a)의 인덕턴스의 변화로 인하여 코일(131a)에 흐르는 전류가 변화할 수 있다. 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류와 코일(131a)에 의한 기준 전류를 비교하고, 비교 결과에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 제어부(110)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
다른 예로, 도 7에 도시된 바와 같이 무선 충전 안테나(130)가 코일(131b)과 자기장 생성 부재(133b)를 포함하는 경우, 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 자기장 생성 부재(133b)는 일정한 크기의 제1 자기장(MF1)을 생성할 수 있다. 자기장 생성 부재(133b)의 제1 자기장(MF1)은 코일(131b)을 통과할 수 있으며, 자기장 생성 부재(133b)에 의하여 생성된 일정한 크기의 제1 자기장(MF1)에 의하여는 코일(131b)에 전류가 생성되지 않는다.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 무선 충전 안테나(130)에 사용자 장치(200) 등의 금속 물체가 접근하면 코일(131b)을 통과하는 자기장의 크기가 변화할 수 있다. 예를 들어, 사용자 장치(200) 등의 금속 물체가 무선 충전 안테나(130)를 향하여 이동하는 동안 금속 물체를 통과하는 제1 자기장(MF1)의 세기가 변화할 수 있다. 이로 인하여 사용자 장치(200) 등의 금속 물체에는 와전류(eddy current)가 발생할 수 있으며, 와전류로 인하여 사용자 장치(200) 등의 금속 물체는 제2 자기장(MF2)을 생성할 수 있다. 사용자 장치(200) 등의 금속 물체에 의한 제2 자기장(MF2)은 코일(131b)을 통과할 수 있다.
이처럼, 코일(131b)에는 제1 자기장(MF1)과 제2 자기장(MF2)이 통과할 수 있으며, 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근에 의하여 코일(131b)을 통과하는 자기장이 변화할 수 있다.
코일(131b)을 통과하는 전체 자기장의 변화로 인하여 코일(131b)에는 기전력이 발생하며, 유도 전류가 유도될 수 있다.
장치 검출 회로(121)는 코일(131b)의 유도 전류를 감지하고, 유도 전류 감지에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 제어부(110)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
이처럼, 장치 검출 회로(121)는 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 감지하고, 감지 결과를 제어부(110)로 출력할 수 있다.
무선 통신 회로(122)는 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)와 무선으로 통신할 수 있다. 구체적으로, 무선 통신 회로(122)는 제어부(110)로부터 수신된 통신 신호를 무선 충전 안테나(130)를 통하여 전송할 수 있으며, 무선 충전 안테나(130)를 통하여 통신 신호를 수신하여 제어부(110)로 출력할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 사용자 장치(200) 역시 무선 통신 회로(221)를 포함할 수 있으며, 무선 통신 회로(122)와 무선 통신 회로(221)는 무선 충전 장치(100)의 무선 충전 안테나(130)와 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)를 통하여 서로 통신할 수 있다.
예를 들어, 무선 통신 회로(122)는 미리 정해진 통신 규약에 따라 디지털 통신 데이터를 아날로그 통신 신호로 변조하는 변조 회로와, 아날로그 통신 신호를 디지털 통신 데이터로 복조하는 복조 회로를 포함할 수 있다.
변조 회로에 의하여 변조된 아날로그 통신 신호는 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)로 전송되고, 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에 의하여 수신될 수 있다. 또한, 무선 충전 안테나(130)는 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)에 의하여 전송된 아날로그 통신 신호를 수신할 수 있으며, 복조 회로는 무선 충전 안테나(130)에 의하여 수신된 아날로그 통신 신호를 디지털 통신 데이터로 복조할 수 있다.
특히, 무선 통신 회로(122)는 사용자 장치(200)를 검색하기 위한 핑(ping) 신호를 무선 충전 안테나(130)를 통하여 전송할 수 있다. 핑(ping, Packet Internet Grouper)은 인터넷을 통하여 특정 사이트(호스트)를 이용할 수 있는지를 검사하는 컴퓨터 네트워크 도구로 알려져 있다. 또한, 핑 신호는 특정 사이트를 이용할 수 있는지를 검사하기 위한 신호로 알려져 있다.
무선 충전 장치(100)의 핑 신호는 사용자 장치(200)를 검색하기 위한 신호로 이용될 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)를 검색하기 위하여 핑 신호를 무선으로 전송할 수 있으며, 핑 신호를 수신한 사용자 장치(200)는 핑 신호에 응답하여 응답 신호를 무선으로 전송할 수 있다. 핑 신호에 대한 응답 신호가 수신되면 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)와 무선으로 통신하거나 무선으로 사용자 장치(200)에 전력을 공급할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 핑 신호에 대한 응답 신호가 수신되지 않으면 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)와 무선으로 통신하거나 무선으로 사용자 장치(200)에 전력을 공급할 수 없음을 확인할 수 있다.
이처럼, 무선 통신 회로(122)는 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)와 통신할 수 있다. 특히, 무선 통신 회로(122)는 핑 신호를 통하여 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급할 수 있는지를 검사할 수 있다.
전력 송신 회로(123)는 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 사용자 장치(200)는 전력 수신 회로(222)를 포함할 수 있다. 사용자 장치(200)의 전력 수신 회로(222)는 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)를 통하여 무선 충전 장치(100)의 전력 송신 회로(123)로부터 전력을 수신하고, 배터리에 저장할 수 있다.
전력 송신 회로(123)는 무선 충전 안테나(130)에 교류 전류를 공급하기 위한 인버터 회로(풀 브리지 인버터 회로 또는 하프 브리지 인버터 회로)를 포함할 수 있다. 인버터 회로의 동작에 의하여 직류 전압과 직류 전류를 교류 전압과 교류 전류로 변화되며, 무선 충전 안테나(130)에 교류 전압이 인가되고 교류 전류가 공급될 수 있다. 교류 전류가 공급된 무선 충전 안테나(130)는 교류 자기장을 생성할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 무선 충전 안테나(130)에 의하여 생성된 교류 자기장은 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)를 통과할 수 있다. 교류 자기장이 무선 충전 안테나(230)를 통과하면, 페러데이의 법칙(Faraday`s Law)과 렌쯔의 법치(Lenz`s Law)에 의하여 무선 충전 안테나(230)에는 자기장의 변화를 억제하는 방향으로 유도 기전력이 생성된다. 다시 말해, 무선 충전 안테나(230)는 교류 전류를 출력할 수 있다. 사용자 장치(200)의 전력 수신 장치(222)는 무선 충전 안테나(230)에 의하여 생성된 교류 전류를 정류하여, 배터리를 충전할 수 있다.
이처럼, 전력 송신 회로(123)는 사용자 장치(200)에 무선 전력을 공급하기 위하여 무선 충전 안테나(130)에 교류 전류를 공급할 수 있다.
제어부(110)는 무선 충전 장치(100)를 제어하기 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 기억하는 메모리(112)와, 메모리에 저장된 제어 프로그램 및 제어 데이터에 따라 제어 신호를 생성하는 프로세서(111)를 포함할 수 있다. 메모리(112)와 프로세서(111)는 일체로 마련되거나, 별도로 마련될 수 있다.
메모리(112)는 예를 들어 사용자 장치(200)의 접근을 감지하고, 사용자 장치(200)의 접근이 감지되면 사용자 장치(200)와 통신하고, 사용자 장치(200)가 확인되면 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(112)는 예를 들어 장치 검출 회로(121)의 출력 신호, 무선 통신 회로(122)의 통신 데이터 등을 임시로 기억할 수 있다.
메모리(112)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(112)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(111)는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메모리로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(111)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200)의 접근을 판단할 수 있다. 프로세서(111)는 사용자 장치(200)의 접근이 판단되면 핑 신호를 전송하도록 무선 통신 회로(122)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 사용자 장치(200)의 접근이 확인되면 프로세서(111)는 사용자 장치(200)로 무선 전력을 공급하도록 전력 송신 회로(123)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
이처럼, 제어부(110)는 사용자 장치(200)의 접근을 감지하고, 사용자 장치(200)와 통신하고, 사용자 장치(200)에 무선 전력을 공급하도록 전력 송신부(120)를 제어할 수 있다.
이하에서는 차량(1)에 포함된 무선 충전 장치(100)의 동작이 자세하게 설명된다.
도 11은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 충전 장치의 무선 충전 방법을 도시한다.
도 11과 함께 무선 충전 장치(100)의 무선 충전 방법(1000)이 설명된다.
무선 충전 장치(100)는 핑 신호를 전송한다(1010).
무선 충전 장치(100)가 턴온되기 전에 사용자 장치(100)가 무선 충전 장치(100)에 놓여져 있을 수 있으므로 무선 충전 장치(100)는 턴온과 함께 핑 신호를 전송할 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 핑 신호를 전송하도록 전력 송신부(120)를 제어할 수 있으며, 전력 송신부(120)의 무선 통신 회로(122)는 무선 충전 안테나(130)를 통하여 핑 신호를 무선으로 전송할 수 있다.
이후, 무선 충전 장치(100)는 핑 신호의 응답 신호가 수신되는지를 판단한다(1020).
무선 충전 장치(100)는 미리 정해진 시간 동안 사용자 장치(200)로부터 전송된 응답 신호를 검색할 수 있다.
무선 충전 안테나(130)를 통하여 무선 신호가 수신되면, 무선 충전 장치(100)의 무선 통신 회로(122)는 수신된 무선 신호를 복조할 수 있으며, 제어부(110)는 복조된 무선 신호가 핑 신호의 응답 신호인지를 판단할 수 있다.
핑 신호의 응답 신호가 수신되면(1020의 예), 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급한다(1060).
미리 정해진 시간 이내에 사용자 장치(200)로부터 응답 신호가 수신되면, 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)가 무선 충전 가능한 거리 이내에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
이후, 무선 충전 장치(100)의 제어부(110)는 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급하기 위하여 전력 송신부(120)의 전력 송신 회로(123)를 제어할 수 있다. 전력 송신 회로(123)는 무선 충전 안테나(130)에 교류 전류를 공급할 수 있으며, 교류 전류에 의하여 무선 충전 안테나(130)는 교류 자기장을 생성할 수 있다. 무선 충전 안테나(130)에 의하여 생성된 교류 자기장에 의하여 사용자 장치(200)의 무선 충전 안테나(230)는 교류 전류를 생성할 수 있으며, 사용자 장치(200)의 배터리가 충전될 수 있다.
핑 신호의 응답 신호가 수신되지 않으면(1020의 아니오), 무선 충전 장치(100)는 금속 물질 또는 금속 물질의 접근을 검출한다(1030).
미리 정해진 시간 이내에 사용자 장치(200)로부터 응답 신호가 수신되지 않으면, 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)가 무선 충전 가능한 거리 이내에 위치하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
이후, 무선 충전 장치(100)는 무선 충전 안테나(130)를 통한 핑 신호의 전송을 방지하고, 그 대신 무선 충전 안테나(130)를 통하여 사용자 장치(200) 등의 금속 물체를 검출할 수 있다.
예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 무선 충전 안테나(130)가 코일(131a)을 포함하는 경우, 무선 충전 회로(100)의 장치 검출 회로(121)는 미리 정해진 시간마다 코일(131a)에 교류 전압을 공급할 수 있다. 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근으로 인하여 코일(131a)을 통과하는 자기장이 변화하며, 코일(131a)의 인덕턴스와 코일(131a)에 흐르는 전류가 변화할 수 있다. 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)의 인덕턴스의 변화 또는 코일(131a)에 흐르는 전류의 변화를 검출할 수 있으며, 코일(131a)의 인덕턴스의 변화 또는 코일(131a)에 흐르는 전류의 변화가 감지되면 장치 검출 회로(121)는 제어부(110)로 금속 물체의 접근을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 제어부(110)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
다른 예로 도 7에 도시된 바와 같이 무선 충전 안테나(130)가 코일(131b)과 자기장 생성 부재(133b)를 포함하는 경우, 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근으로 인하여 코일(131b)을 통과하는 자기장이 변화할 수 있으며, 자기장의 변화로 인하여 코일(131b)에 유도 전류가 생성될 수 있다. 장치 검출 회로(121)는 코일(131a)의 유도 전류를 검출할 수 있으며, 코일(131a)의 유도 전류가 감지되면 장치 검출 회로(121)는 제어부(110)로 금속 물체의 접근을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 제어부(110)는 장치 검출 회로(121)의 출력 신호에 따라 사용자 장치(200) 등의 금속 물체의 접근을 판단할 수 있다.
금속 물질 또는 금속 물질의 접근을 검출되지 않으면(1030의 아니오), 무선 충전 장치(100)는 금속 물질의 검출 또는 금속 물질의 접근의 검출을 반복할 수 있다.
금속 물질 또는 금속 물질의 접근을 검출되면(1030의 예), 무선 충전 장치(100)는 핑 신호를 전송한다(1040).
사용자 장치(200) 뿐만 아니라 다양한 금속 물체가 코일(131a, 131b)을 통과하는 자기장을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 충전이 불가능한 사용자 장치도 코일(131a, 131b)을 통과하는 자기장을 변화시킬 수 있다.
따라서, 무선 충전 장치(100)는 근접한 금속 무체가 무선 충전이 가능한 사용자 장치(200)인지 여부를 판단하기 위하여 핑 신호를 전송할 수 있다.
동작 1040은 동작 1010과 동일할 수 있다.
이후, 무선 충전 장치(100)는 핑 신호의 응답 신호가 수신되는지를 판단한다(1050).
무선 충전 장치(100)는 미리 정해진 시간 동안 사용자 장치(200)로부터 전송된 응답 신호를 검색할 수 있다.
동작 1050은 동작 1020과 동일할 수 있다.
핑 신호의 응답 신호가 수신되지 않으면(1050의 아니오), 무선 충전 장치(100)는 금속 물질 또는 금속 물질의 접근을 검출한다(1030).
핑 신호의 응답 신호가 수신되면(1050의 예), 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급한다(1060).
미리 정해진 시간 이내에 사용자 장치(200)로부터 응답 신호가 수신되면, 무선 충전 장치(100)는 사용자 장치(200)가 무선 충전 가능한 거리 이내에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
이후, 무선 충전 장치(100)의 제어부(110)는 사용자 장치(200)에 무선으로 전력을 공급하기 위하여 전력 송신부(120)의 전력 송신 회로(123)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 무선 충전 장치(100)는 전력 소비를 최소화하기 위하여 핑 신호의 전송을 최소화할 수 있다. 또한, 무선 충전 장치(100)는 무선 충전 안테나(130)를 통과하는 자기장의 변화로부터 사용자 장치(200)의 접근을 감지하고, 사용자 장치(200)의 확인하기 위하여 사용자 장치(200)로 핑 신호를 전송할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 100: 무선 통신 장치
110: 제어부 120: 전력 송신부
130: 무선 충전 안테나.

Claims (20)

  1. 무선 충전 안테나;
    상기 무선 충전 안테나를 통하여 금속 물체를 검출하고, 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 무선 충전 안테나를 통하여 사용자 장치와 통신하고, 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 무선 충전 안테나에 교류 전류를 공급하는 전력 송신부;
    상기 금속 물체가 검출되면 상기 사용자 장치를 검색하고, 상기 사용자 장치가 검색되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 제어부를 포함하는 무선 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 안테나는 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 코일을 포함하는 무선 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 송신부는 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하고, 상기 무선 충전 안테나에 흐르는 전류를 측정하고,
    상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류를 기초로 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류가 미리 정해진 기준 전류와 상이하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전력 송신부는 상기 코일과 공진하는 공진 캐패시터를 포함하고, 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하여 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진을 검출하고,
    상기 제어부는 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진이 발생하지 아니하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 안테나는 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 코일과, 상기 코일을 통과하는 자기장을 생성하는 영구 자석을 포함하는 무선 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 송신부는 상기 코일을 통과하는 자기장의 변동에 의하여 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하고,
    상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류의 발생 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 코일에 흐르는 전류가 발생하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 무선 충전 장치.
  10. 제3항, 제5항 및 제8항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 금속 물체의 접근이 판단되면 상기 제어부는 상기 무선 충전 안테나를 통하여 핑 신호를 전송하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 무선 충전 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 장치로부터 응답 신호가 수신되면 상기 제어부는 상기 무선 충전 안테나로 교류 전력을 공급하도록 상기 전력 송신부를 제어하는 무선 충전 장치.
  12. 무선 충전 안테나를 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 무선 충전 안테나를 통하여 금속 물체를 검출하는 과정;
    상기 금속 물체가 검출되면 사용자 장치를 검색하는 과정;
    상기 사용자 장치를 검색되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 금속 물체를 검출하는 과정은,
    미리 정해진 시간마다 상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일에 교류 전압을 인가하는 과정;
    상기 코일에 흐르는 전류를 측정하는 과정;
    상기 코일에 흐르는 전류를 기초로 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 무선 충전 안테나에 흐르는 전류가 미리 정해진 기준 전류와 상이하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 금속 물체를 검출하는 과정은,
    상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일과 공진 캐패시터가 공진하도록, 미리 정해진 시간마다 상기 코일에 교류 전압을 인가하는 과정;
    상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 코일과 공진 캐패시터 사이의 공진이 발생하지 아니하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 무선 충전 안테나에 포함된 영구 자석에 의하여 생성되어 상기 무선 충전 안테나에 포함된 코일을 통과하는 자기장의 변동에 의하여 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 과정;
    상기 코일에 흐르는 전류의 발생 여부에 따라 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정은 상기 코일에 흐르는 전류가 발생하면 상기 금속 물체의 접근을 판단하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  19. 제13항, 제15항 및 제17항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 사용자 장치를 검색하는 과정은 상기 금속 물체의 접근이 판단되면 상기 무선 충전 안테나를 통하여 핑 신호를 전송하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 사용자 장치에 무선으로 전력을 공급하는 과정은 상기 사용자 장치로부터 응답 신호가 수신되면 상기 무선 충전 안테나로 교류 전력을 공급하는 과정을 포함하는 무선 충전 장치의 제어 방법.
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