KR20180121135A

KR20180121135A - 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR20180121135A
Application number: KR1020170055463A
Authority: KR
Inventors: 김철호; 채용석
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-11-07
Also published as: WO2018199671A1

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히, 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계; 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계; 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경 단계; 및 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템{Wireless Charging Method and Apparatus and System therefor}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히, 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 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) 및 Air Fuel Alliance(구 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 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 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, 다양한 기기에 무선 충전 기능이 탑재되고, 무선 충전에 요구되는 전력의 세기가 증가됨에 따라, 무선 전력 수신기는 높은 세기의 입력 신호에 의해 발열, 전자파 방출이 증가하였다. 발열로 인하여 온도가 증가하면, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 성능 저하 또는 내부 시스템 손상 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기는 부하가 배터리인 경우 충전 상태가 완충에 가까움에도 높은 세기의 입력 신호를 수신하면 부하가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.

아울러, 무선 전력 송신기는 상기의 문제들을 해결하면서 충전 속도를 높이는 것이 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 수신기의 상태에 따라 충전 전력을 제어하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것입니다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 수신기가 충전 전력을 제어하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 송신기가 충전 전력을 제어하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 수신기의 발열 현상을 개선하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 수신 전력에 의한 부하의 손상을 방지하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 충전 속도를 높이는 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.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계; 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계; 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경 단계; 및 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고, 제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고, 상기 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드보다 제1 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 제1 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고, 제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고, 상기 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는, 구동 전류를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 구동 전류 값이 제1 임계전류 값 이하인 제1 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전모드 제1 변경 단계는, 전력 전송 중단 단계; 상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계; 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계; 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계; 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계; 및 상기 제1 응답 패킷을 무시하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전모드 제1 변경 단계는 상기 제1 응답 패킷 수신 후 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내인지 판단하는 단계;를 더 포함하고 상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간을 초과하면 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하고 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는, 구동 전류를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 구동 전류 값이 제2 임계 전류 값 이상인 제2 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는, 동작 주파수를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제1 임계주파수 값 이상인 제3 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는, 동작 주파수를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제2 임계주파수 값 이하인 제4 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는, 동작 주파수를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상인지 판단하는 단계; 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상이면 동작 듀티비를 센싱하는 단계; 상기 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태를 판단하는 단계; 상기 제5 상태가 제5 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는, 상기 제4 상태가 아니면 동작 듀티비를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 동작 듀티비가 제2 임계듀티비 이상인 제7 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 제7 상태가 제7 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전모드 제1 변경 단계는, 전력 전송 중단 단계; 상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계; 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계; 및 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 송신하지 않는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전모드 제1 변경 단계는 상기 최초 전력 제어를 위한 패킷 수신 후 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내인지 판단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전모드 제1 변경 단계는, 상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간을 초과하면 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하는 단계; 상기 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하면 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계; 및 상기 제1 패킷을 전송하면 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계;를 더 포함하고, 상기 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 충전 모드 제2 변경 단계는, 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계; 상기 제1 패킷을 전송하면 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계; 및 상기 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 제1 보장 전력으로 충전을 수행하는 단계; 제1 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 상태인지 판단하는 단계; 상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경 단계; 및 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 보장 전력 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 제2 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 해제 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 보장 전력 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 파워 전송 계약 제1 변경 단계는, 전력 전송 중단 단계; 상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계; 협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 파워 전송 계약 제2 변경 단계는, 전력 전송 중단 단계; 상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계; 협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 파워 전송 계약 제1 변경 단계는, 재협상 단계로 천이 시키는 단계; 재협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 재협상 단계로 천이 시키는 단계는, 무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 파워 전송 계약 제2 변경 단계는, 재협상 단계로 천이 시키는 단계; 재협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

실시예에 따른 무선 전력 송신기는 하나 이상의 송신 코일 및 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제어하는 구동부를 포함하는 전력 전송부; 외부로부터 인가된 전력의 세기를 변환하여 상기 출력 전력을 제공하는 전력 변환부; 무선 전력 수신기에 대한 충전 모드 및 충전 전력을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 충전 모드는 제1 충전 모드 및 제2 충전 모드를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경을 수행하고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 제1 변경으로 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 중 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하고, 상기 제어부는 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고, 제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고, 상기 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태이고, 상기 충전 모드 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태이고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드보다 제1 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 전류 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 전류 센서는 상기 구동부에 인가되는 구동 전류를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 구동 전류 값이 제1 임계전류 값 이하인 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 구동 전류 값이 제2 임계전류 값 이상인 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 충전모드 제1 변경은, 제어부가 제2 충전 모드에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 것일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제1 변경에서, 상기 제어부는 상기 재접속하는데 걸리는 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 동작 주파수 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 동작 주파수 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 주파수를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제1 임계주파수 값 이상인 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제2 임계주파수 값 이하인 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태 인 것으로 판단할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 동작 주파수 센서와 동작 듀티비 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 동작 주파수 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 주파수를 센싱하고, 상기 동작 듀티비 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 듀티비를 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상이고 상기 센싱된 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태가 제5 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제4 임계주파수 값 이하인 상기 센싱된 동작 듀티비가 제2 임계듀티비 이상인 제6 상태가 제6 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태 인 것으로 판단할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 충전모드 제1 변경은, 제어부가 제2 충전 모드에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 것일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제1 변경에서, 상기 제어부는 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 충전모드 제2 변경은, 제어부가 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 후 상기 무선 전력 수신기로부터 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

실시예에 따른 무선 전력 송신기는 하나 이상의 송신 코일 및 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제어하는 구동부를 포함하는 전력 전송부; 외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하여 상기 출력 전력을 제공하는 전력 변환부; 외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 소정의 패킷을 전송하여 전력 전송 단계에서 상기 전력 전송부가 송출하는 전력 세기 값인 보장 전력에 관한 파워 전송 계약을 변경하는 제어부를 포함하고, 상기 보장 전력은 제1 보장 전력 및 제2 보장 전력을 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 상태인지 판단하고, 상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경을 수행하고, 상기 제어부는 상기 파워 전송 계약 제1 변경으로 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 중 보장 전력 제한 해제 상태인지 판단하고, 상기 제어부는 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경을 수행할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 제1 보장 전력은 고전력이고, 제2 보장 전력은 저전력이고, 상기 보장 전력 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태이고, 상기 보장 전력 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태이고, 상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력보다 제2 보장 전력에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하고, 상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력보다 제1 보장 전력에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공할 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 파워 전송 계약 제1 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것이고, 상기 파워 전송 계약 제2 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 파워 전송 계약 제1 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 재협상 단계로 천이 후 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것이고, 상기 파워 전송 계약 제2 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 재협상 단계로 천이 후 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것일 수 있다.

또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 재협상 단계로 천이 시키는 것은, 무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 대한 효과에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 무선 전력 수신기의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다.

또한, 본 발명은 무선 전력 수신기가 충전 전력을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 무선 전력 송신기가 충전 전력을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 충전 전력을 제어하여 무선 전력 수신기의 발열을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 무선 전력 수신기의 발열을 감소시키는 것과 동시에 충전 속도를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 충전 전력을 제어하여 부하를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 부하를 보호하는 것과 동시에 충전 속도를 증대시킬 수 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 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 WPC 표준에 정의된 제1 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 3는 WPC 표준에 정의된 제2 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 4은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 상기 도 4에 따른 무선 전력 송신기의 센싱부의 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 상기 도 4에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 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 14는 일 실시예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제2 충전 모드로 충전 중 발열 현상 발생에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 도 18의 무선 전력 송신기에서 제2 충전 모드로 충전 중 발열 현상 발생에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.
도 25는 도 24의 그래프를 설명하기 위해 시간에 따른 충전률을 나타내는 그래프이다.
도 26은 도 18의 무선 전력 송신기에서 제2 충전 모드로 충전 중 충전 완료 상태에 가까워짐에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.
도 27은 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 도 27에 따른 충전 모드 제한 상태 판단을 따를 경우에 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 도 29에 따른 충전 모드 제한 상태 판단을 따를 경우에 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 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) 또는 후(뒤)" 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, ?題牡決?라 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 Air Fuel 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 Air Fuel 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 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.

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, 온도 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.

도 2는 WPC 표준에 정의된 제1 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 2를 참조하면, WPC 표준의 제1 무선 전력 전송 절차에 따라 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 210), 핑 단계(Ping Phase, 220), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 230), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 240) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(210)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(210)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(220)로 천이할 수 있다(S201). 선택 단계(210)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(220)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(220)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S202). 또한, 핑 단계(220)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(210)로 천이할 수도 있다(S203).

핑 단계(220)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S204).

식별 및 구성 단계(230)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(210)로 천이할 수 있다(S205).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(240)로 천이할 수 있다(S206).

전력 전송 단계(240)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(210)로 천이할 수 있다(S207).

또한, 전력 전송 단계(240)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S208).

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 3는 WPC 표준에 정의된 제2 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 3을 참조하면, WPC 표준의 제2 무선 전력 전송 절차에 따라 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 310), 핑 단계(Ping Phase, 320), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 330), 협상 단계(Negotiation Phase, 340), 보정 단계(Calibration Phase, 350), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 360) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 370)로 구분될 수 있다.

선택 단계(310)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S302, S304, S308, S310, S312를 포함함-일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(310)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(320)로 천이할 수 있다. 선택 단계(310)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(310)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.

품질계수 및/또는 인덕턴스는 향후 협상단계(340)에서 이물질 존재 여부를 판단하는데 사용될 수 있다.

핑 단계(320)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다(S301). 핑 단계(320)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(310)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(320)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(310)로 천이할 수도 있다(S302).

핑 단계(320)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(330)로 천이할 수 있다(S303).

식별 및 구성 단계(330)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(310)로 천이할 수 있다(S304).

송신기는 식별 및 구성 단계(330)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(340)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(340)로 진입할 수 있다(S305). 협상 단계(340)에서 송신기는 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(360)로 진입할 수도 있다(S306).

협상 단계(340)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(310)로 회귀할 수 있다(S308). 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(350)를 거쳐 전력 전송 단계(360)로 진입할 수도 있다(S307 및 S309). 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(350)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(350)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(360)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(310)로 천이할 수 있다(S310).

또한, 전력 전송 단계(360)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(370)로 천이할 수 있다(S311). 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(360)로 회귀할 수 있다(S313).

송신기는 재협상이 정상적으로 완료되지 않으면, 해당 수신기로의 전력 전송을 중단하고, 선택 단계로(310) 천이할 수도 있다(S312).

도 4은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면 무선 전력 송신기(400)는 크게, 전력 변환부(410), 전력 전송부(420), 통신부(430), 제어부(440), 센싱부(450), 저장부(470)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(400)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(410)는 전원부(460)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이를 위해, 전력 변환부(410)는 DC/DC 변환부(411), 증폭기(412)를 포함하여 구성될 수 있다.

DC/DC 변환부(411)는 전원부(460)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(440)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

증폭기(412)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(440)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(440)는 통신부(430)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(412)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.

전력 전송부(420)는 구동부(421), 송신 코일(422)을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 구동부(421)는 다중화기(또는 멀티플렉서)(미도시), 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수와 특정 듀티비를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 포함할 수 있다. 일 예로, 반송파 생성기는 다중화기를 통해 전달 받은 증폭기(412)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 일 예에서 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(621)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(412) 이전단 또는 이후단에 믹싱 될 수도 있음을 주의해야 한다.

일 실시예에 따른 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진주파수를 동일하게 또는 상이하게 설정할 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전력 전송부(420)는 증폭기(412)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 구동부(421)의 다중화기와 복수의 송신 코일(422)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.

센싱부(450)는 전류 센서, 전압 센서, 온도 센서, 동작 주파수 센서 및 듀티비 센서 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 센싱부(450)는 전류 센서를 이용하여 전력 변화부(410)에서 DC 변환된 전력의 전류를 측정하여 제어부(440)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(450)는 전압 센서를 이용하여 전력 변화부(410)에서 DC 변환된 전력의 전압을 측정하여 제어부(440)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(450)는 온도 센서를 이용하여 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(400)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(440)에 제공할 수도 있다. 또한, 센싱부(450)는 동작 주파수 센서를 이용하여 송신 코일(422)에 전달되는 AC 전력의 동작 주파수를 측정하여 제어부(440)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(450)는 듀티비 센서를 이용하여 송신 코일(422)에 전달되는 AC 전력의 듀티비를 측정하여 제어부(440)에 제공할 수 있다.

일 예로, 제어부(440)는 센싱부(450)에 의해 측정된 전압 값, 전류 값, 내부 온도 값, 동작 주파수 값 ? 듀티비 값 중 어느 하나 이상의 값에 기반하여 적응적으로 전원부(450)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(412)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(410)의 일측에는 전원부(450)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(412)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.

다른 예로, 제어부(440)는 도 2의 제1 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서 센싱부(450)에 의해 측정된 전류 값, 동작 주파수 값 및 듀티비 값 중 어느 하나 이상의 값에 기반하여 충전 모드 제한 상태인지를 판단할 수 있다. 충전 모드는 파워 전송 계약에 따라 제1 충전 모드와 전송 전력의 세기가 상기 제1 충전 모드보다 큰 제2 충전 모드가 있다. 충전 모드에 관한 보다 자세한 설명은 후술한다. 무선 전력 수신기는 이벤트가 발생함에 따라 무선 전력 송신기에서 전송되는 충전 전력을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신기에서 발생되는 이벤트의 일 예로, 무선 전력 수신기 또는 부하, 예를 들어 배터리의 급격한 온도 상승 또는 고온 상태일 수 있다. 상기 이벤트의 다른 예로, 배터리의 충전 상태가 완충에 가까운 상태일 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기에 의해 제어되는 충전 전력은 충전 모드에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 상기 이벤트가 발생하면 제1 충전 모드보다 계약된 전송 전력의 세기가 큰 제2 충전 모드에서 더 낮은 세기의 전력이 전송되도록 충전 전력을 제어할 수 있다. 충전 모드 제한 상태는 특정 충전 모드로 충전을 수행하도록 제한되는 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 모드 제한 상태는 제1 충전 모드로 충전을 수행하도록 제어되어야 하는 상태일 수 있다. 또한, 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 상기 이벤트로 인한 충전 전력 제어에 따라 제1 충전 모드에서 보다 제2 충전 모드에서 전송할 수 있는 전력의 세기가 더 작은 상태일 수 있다. 충전 모드 제한 상태에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태로 판단하면 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 충전 모드 제1 변경에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 도 2의 제1 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서 센싱부(450)에 의해 측정된 전류 값, 동작 주파수 값 및 듀티비 값 중 어느 하나 이상의 값에 기반하여 충전 모드 제한 해제 상태인지를 판단할 수 있다. 충전 모드 제한 해제 상태는 특정 충전 모드로 충전을 수행하도록 제한되는 것이 해제된 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 모드 제한 해제 상태는 상기 이벤트가 종료되어 상기 이벤트로 인한 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어가 종료된 상태이다. 즉, 충전 모드 제한 해제 상태는 다시 제2 충전 모드가 제1 충전 모드 보다 더 큰 세기의 전력을 전송할 수 있는 상태일 수 있다. 충전 모드 제한 해제 상태에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 제1 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하면 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경을 수행할 수 있다. 충전 모드 제2 변경에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(440)는 도 3의 제2 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서 센싱부(450)에 의해 측정된 전류 값, 동작 주파수 값 및 듀티비 값 중 어느 하나 이상의 값에 기반하여 보장 전력 제한 상태인지를 판단할 수 있다. 보장 전력은 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기가 파워 전송 계약에 의하여 전력 전송 단계에서 무선 충전 시 전송하기로 정해진 전력 세기 값일 수 있다. 보장 전력에 관한 자세한 설명은 후술한다. 또한, 무선 전력 수신기에 의해 제어되는 충전 전력은 보장 전력에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 보장 전력은 보장 전력 값이 상대적으로 큰 제1 보장 전력과 보장 전력 값이 상대적으로 작은 제2 보장 전력을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기는 이벤트가 발생함에 따라 무선 전력 송신기에서 전송되는 충전 전력을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신기에서 발생되는 이벤트의 일 예로, 무선 전력 수신기 또는 부하, 예를 들어 배터리의 급격한 온도 상승 또는 고온 상태일 수 있다. 상기 이벤트의 다른 예로, 배터리의 충전 상태가 완충에 가까운 상태일 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기에 의해 제어되는 충전 전력은 충전 모드에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 상기 이벤트가 발생하면 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것과 비교하여 제1 보장 전력으로 충전을 수행하는 것이 더 낮은 세기의 전력이 전송되도록 충전 전력을 제어할 수 있다. 보장 전력 제한 상태는 특정 보장 전력의 세기로 충전을 수행하도록 제한되는 상태일 수 있다. 보장 전력 제한 상태는 상기 이벤트로 인한 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어에 따라 상대적으로 낮은 보장 전력 값으로 파워 전송 계약한 경우보다 상대적으로 높은 보장 전력 값으로 파워 전송 계약한 경우가 전송 전력의 세기가 더 작은 상태일 수 있다. 즉, 보장 전력 값이 높지만 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어에 의하여 보장 전력 값이 낮은 경우보다 전송 전력의 세기가 낮게 된 상태일 수 있다. 보장 전력 제한 상태에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 보장 전력 값이 상대적으로 큰 제1 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 상태로 판단하면 보장 전력 값이 상대적으로 작은 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경 또는 파워 전송 계약 제3 변경을 수행할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경 및 파워 전송 계약 제3 변경에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 도 3의 제2 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서 센싱부(450)에 의해 측정된 전류 값, 동작 주파수 값 및 듀티비 값 중 어느 하나 이상의 값에 기반하여 보장 전력 제한 해제 상태인지를 판단할 수 있다. 보장 전력 제한 해제 상태는 특정 보장 전력으로 충전을 수행하도록 제한되는 것이 해제된 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 보장 전력 제한 해제 상태는 상기 이벤트가 종료되어 무선 전력 수신기의 상기 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 종료된 상태이다. 즉, 보장 전력 제한 해제 상태는 다시 제1 보장 전력에서 전송할 수 있는 전력의 세기가 제2 보장 전력에서 전송할 수 있는 전력의 세기 보다 더 큰 상태일 수 있다. 보장 전력 제한 해제 상태에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다. 또한, 제어부(440)는 제2 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 해제 상태로 판단하면 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경 또는 파워 전송 계약 제4 변경을 수행할 수 있다. 파워 전송 계약 제2 변경 또는 파워 전송 계약 제4 변경에 대한 보다 자세한 설명은 후술하는 무선 전력 송신기의 무선 충전 방법에 따를 수 있다.

저장부(470)는 충전 모드 제한 상태 판단, 충전 모드 제한 해제 상태 판단, 보장 전력 제한 상태 판단 또는 보장 전력 제한 해제 상태 판단 등을 하기 위해 이용되는 임계 전류, 임계 동작 주파수, 임계 듀티비 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(470)는 충전 모드 변경 또는 파워 전송 계약 변경을 하기 위해 이용되는 재접속 시간, 재접속 전 충전 모드 제한 상태인지 여부 또는 재접속 전 보장 전력 제한 상태인지 여부 등을 저장 할 수 있다.

일 실시예에 따른 제어부(440)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(400)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 제3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(440)는 구동부(421)의 다중화기를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(412) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.

제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(422)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 구동부(421)의 다중화기를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(440)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(455)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(421)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(450)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(440)에 송출할 수 있으며, 제어부(440)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(421)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(432)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 구동부(421)의 다중화기를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(440)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 구동부(421)의 다중화기를 제어할 수도 있다.

변조부(431)는 제어부(440)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 구동부(421)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

복조부(432)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(440)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.

또한, 복조부(432)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(440)에 제공할 수도 있다.

일 예로, 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.

또한, 무선 전력 송신기(400)는 송신 코일(422)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(422)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(400)는 송신 코일(422)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.

이상이 도 4의 설명에서는 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.

도 5는 상기 도 4에 따른 무선 전력 송신기의 센싱부의 전류 센서를 설명하기 위한 회로도이다.

도 5를 참조하면, 센싱부(450)는 전류 센서(500)를 포함할 수 있다. 전류 센서(500)는 구동 전류(Id)를 센싱하여 센싱된 센싱 전압(Vsense)을 제어부(440)에 제공할 수 있다. 구동 전류(Id)는 전력 변환부(410)에서 구동부(421)로 흐르는 전류일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고, 전류 센서(500)는 무선 전력 송신 장치의 특정 노드, 특정 부품, 특정 위치 등에서의 전류 등을 측정할 수 있다.

전류 센서(500)는 센싱 저항(R1), 제1 보조 캐패시터(C1), 제2 보조 캐패시터(C2), 증폭기(510)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 센싱 저항(R1)은 구동 전류(Id)에 의해 전압차가 발생하고, 발생된 전압차를 증폭기(510)에 입력 시킬 수 있다. 센싱 저항(R1)은 전력 변환부(410)와 구동부(421)의 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 센싱 저항(R1)의 양 단은 증폭기(510)의 비반전 입력단자(IN+)와 반전 입련단자(IN-)에 각각 입력될 수 있다. 제1 보조 캐패시터(C1)는 센싱 저항(R1)의 양 단의 전압을 저장하여 센싱 측정의 정확도를 높일 수 있다. 제1 보조 캐패시터(C1)는 센싱 저항(R1)과 병렬로 연결될 수 있다. 증폭기(510)는 센싱 저항(R1)의해 입력된 전압차를 이득 A(Gain A)로 증폭하여 센싱 전압(Vsense)으로 출력할 수 있다. 증폭기(510)는 구동 전압(Vcc)과 접지전원을 입력 받아 구동할 수 있다. 제2 보조 캐패시터(C2)는 증폭기(510)에 입력되는 구동 전압(Vcc)의 노이즈를 제거할 수 있다. 제2 보조캐패시터(C2)는 일단이 증폭기(510)의 구동 전압(Vcc) 입력단에 연결되고, 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다.

도 6은 상기 도 4에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기(600)는 수신 코일(610), 정류기(620), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 630), 부하(640), 센싱부(650), 통신부(660), 주제어부(670)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(660)는 복조부(661) 및 변조부(662) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 도 6의 예에 도시된 무선 전력 수신기(600)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(400)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(660)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.

수신 코일(610)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(620)에 전달할 수 있다. 정류기(620)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(630)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(630)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(640)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(640)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(610)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.

센싱부(650)는 정류기(620) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(670)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(610)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(670)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(650)는 무선 전력 수신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(670)에 제공할 수도 있다.

주제어부(670)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(662)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(662)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(610) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다.

또한, 주제어부(670)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(662)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

복조부(661)는 수신 코일(610)과 정류기(620) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(620) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(670)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(670)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(662)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 주제어부(670)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 모드의 변경 또는 파워 전송 계약의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하거나 파워 전송 계약의 변경이 필요하면, 상기 변경할 충전 모드 값이 포함된 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 무선 전력 송신기에 전송하거나 재협상 패킷을 생성하여 상기 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.

또한, 주제어부(670)는 센싱부(650)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 무선 충전 중 과열이 발생된 경우, 주제어부(670)는 무선 전력 송신기에서 전송하는 충전 전력의 세기를 감소시키도록 전력 제어 패킷을 생성하여 전송할 수 있다. 전력 제어 패킷은 후술하는 제어 오류 패킷일 수 있다. 일 예로, 도 2의 제1 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서, 주제어부(670)는 제1 충전 모드와 제2 충전 모드에서 서로 다른 충전 전력 제어 값을 갖도록 설정되어 전력 제어 패킷을 전송 할 수 있다. 제2 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값은 제1 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 감소 비율이 더 클 수 있다. 또한, 2 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값은 제1 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 최대치를 더 작게 할 수 있다. 다른 예로, 도 3의 제2 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서, 주제어부(670)는 제1 보장 전력과 제2 보장 전력에서 서로 다른 충전 전력 제어 값을 갖도록 설정되어 전력 제어 패킷을 전송 할 수 있다. 제1 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값은 제2 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 감소 비율이 더 클 수 있다. 또한, 1 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값은 제2 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 최대치를 더 작게 할 수 있다. 이에 따라, 주제어부(670)는 무선 전력 수신기의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기의 발열을 감소시켜 내부 소자를 보호할 수 있다.

또한, 주제어부(670)는 배터리 충전율에 기반하여 무선 전력 송시기에서 전송하는 충전 전력의 세기를 제어할 수 있다. 만약, 배터리 충전율이 소정 기준치와 비교하여 완충 단계라고 판단된 경우, 주제어부(670)는 무선 전력 송신기에서 전송하는 충전 전력의 세기를 감소시키도록 전력 제어 패킷을 생성하여 전송할 수 있다. 전력 제어 패킷은 후술하는 제어 오류 패킷일 수 있다. 일 예로, 도 2의 제1 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서, 주제어부(670)는 제1 충전 모드와 제2 충전 모드에서 서로 다른 충전 전력 제어 값을 갖도록 설정되어 전력 제어 패킷을 전송 할 수 있다. 제2 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값은 제1 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 감소 비율이 더 클 수 있다. 또한, 2 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값은 제1 충전 모드에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 최대치를 더 작게 할 수 있다. 다른 예로, 도 3의 제2 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 단계에서, 주제어부(670)는 제1 보장 전력과 제2 보장 전력에서 서로 다른 충전 전력 제어 값을 갖도록 설정되어 전력 제어 패킷을 전송 할 수 있다. 제1 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값은 제2 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 감소 비율이 더 클 수 있다. 또한, 1 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값은 제2 보장 전력에서의 충전 전력 제어 값과 비교하여 전송되는 충전 전력의 세기의 최대치를 더 작게 할 수 있다. 이에 따라, 주제어부(670)는 배터리의 완충에 가까울 경우 충전 전력을 감소 시켜 배터리를 보호할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 도면 번호 710에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클락 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다.

이하에서는 상기 도 1 내지 도 6을 참조하여, 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다.

상기 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)가 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이, 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 신호일 수 있다. 반면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우, 무선 전력 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.

무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 720과 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 730에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 730을 참조하면, 일 실시예에 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 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 주로 도 2의 제1 무선 전력 전송 절차에 따른 패킷 포맷일 수 있다. 즉, 도 8의 패킷 포맷은 도 3의 제2 무선 저녁 전송 절차에도 이용 되는 패킷 포맷일 수 있다.

도 8를 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(800)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 810) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 820) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 830) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 식별하기 위한 체크썸(Checksum, 840) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 패킷 수신단은 헤더(820) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(830)의 크기를 식별할 수도 있다.

또한, 헤더(820)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(820) 값은 서로 다른 단계에서 동일한 값이지만 다른 종류의 메시지로 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 8를 참조하면, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있음을 주의해야 한다.

메시지(830)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(830) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

다른 일 실시예에 따른 패킷(800)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.

또 다른 일 실시예에 따른 패킷(800)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수도 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 수신 장치가 핑 단계에서 전송 가능한 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 핑 단계에서 무선 전력 수신 장치는 신호 세기 패킷 또는 전력 전송 중단 패킷을 전송할 수 있다.

도 9의 도면 번호 901을 참조하면, 일 실시예에 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)를 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 255까지의 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 9의 도면 번호 902를 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 전송 중단 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성될 수 있다.

무선 전력 수신 장치가 전력 전송 중단을 무선 전력 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 스위칭시 발생하는 노이즈로 수신기에서 측정된 노이즈 전류 값이 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 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 무선 전력 수신 장치에 적용된 표준의 개정 버전 정보가 기록될 수 있다.

제조사 정보 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치를 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 1001 내지 1002를 참조하면, 확장 지시자 값이 0이면, 해당 무선 전력 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 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷 및 전력 제어 보류 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

도 11의 도면 번호 1101에 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 무선 전력 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 1102를 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, 무선 전력 송신 장치는 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 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 모드 변경을 요청하기 위한 충전 모드 패킷의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 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 8에 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 1210을 참조하면, 제1 충전 모드로 충전 중 제2 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0xff가 기록하여 전송할 수 있다. 반면, 제2 충전 모드로 충전 중 제1 충전 모드로의 변경이 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 충전 모드 패킷의 메시지 필드에 0x00을 기록하여 전송할 수 있다. 상기 도면 번호 1210에 도시된 예는 본 발명의 이해를 돕기 위함일 뿐 메시지 값이 반드시 그렇게 정의되어야 하는 것은 아니다.

도 13은 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 13을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신 장치가 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 1301은 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 송출 전력이 내려가고, 양이면, 무선 전력 송신 장치의 송출 전력이 올라갈 수 있다. 제어 오류 값이 0이면 무선 전력 송신 장치의 송출 전력을 올라가거나 내려가지 않을 수 있다. 특히, 제어 오류 값이 0인 제어 오류 패킷(CEP)를 안정 제어 오류 패킷으로 지칭할 수 있다.

도면 번호 1302는 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 1303은 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(Preceived)은 구성 패킷(1301)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 1304는 1바이트의 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 14는 일 실시예에 따른 충전 모드 전환을 설명하기 위한 충전 모드 상태 다이어그램이다.

도 14를 참조하면, 상기 도 2의 전력 전송 단계(240)는 제1 충전 모드(1410)와 제2 충전 모드(1420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 충전 모드(1410)는 일반 저전력으로 충전을 수행하는 경우 일 수 있다. 제2 충전 모드는(1420)는 고전력으로 충전을 수행하는 경우 일 수 있다.

제1 충전 모드(1410)와 제2 충전 모드(1420)는 소정 조건이 만족되면 상호 전환될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 제1 충전 모드(1410)로 충전 수행 중 전자 기기로부터 제2 충전 모드(1420)로의 전환 요청이 수신된 경우, 무선 전력 송신기에 제2 충전 모드(1420)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송하여 충전 모드를 변경할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 제2 충전 모드(1420)로의 충전 수행 중 배터리 충전량이 소정 기준치에 도달한 경우, 제1 충전 모드(1410)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.

또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 복수의 무선 전력 수신기로 전력을 송출할 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 고전력을 제공할 수 없는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기에 제2 충전 모드(1420)에서 제1 충전 모드(1410)로의 전환을 요청하는 소정 패킷을 전송할 수도 있다.

이상의 실시예에서는 충전 모드가 제1 충전 모드(1410)와 제2 충전 모드(1420)로 구분되는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 새로운 충전 모드(제3충전 모드, 미도시)가 정의되어 추가될 수도 있다. 일 예로, 고속 충전을 위한 제2 충전 모드(1420)는 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전 모드(미도시)로 세분화될 수도 있다. 예를 들어, 중간 전력 고속 충전 모드(미도시)는 평균 9W의 전력을 송출할 수 있다. 고전력 고속 충전 모드(미도시)는 평균 15W의 전력을 송출할 수 있다. 상기 예에 제한 되는 것은 아니고 중간 전력 고속 충전 모드(미도시) 및 고전력 고속 충전 모드(미도시)는 다른 의미로 정의될 수 있다.

일 실시예에 따른 초기 충전 모드는 상기 도 2의 식별 및 구성 단계(230)에서의 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 상태 정보 교환 또는 협상 등을 통해 결정될 수도 있다.

일 예로, 상기 도 2의 식별 및 구성 단계(230)에서 상기 무선 전력 송신기는 자신이 제2 충전 모드 지원이 가능한 기기인지 여부를 식별하기 위한 소정 정보를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 자신이 제2 충전 모드가 가능한 기기이고 배터리 충전량이 소정 기준치 이하인 경우, 제2 충전 모드를 요청하는 소정 패킷을 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기는 정상적으로 전력 전송 단계에 진입하면, 무선 전력 수신기의 요청에 따라 제2 충전 모드로 전환하여 무선 충전을 수행할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 초기 충전 모드는 전력 전송 단계에서 결정될 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 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 제2 충전 모드 지원 여부를 식별하기 위한 제1 패킷을 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷을 수신하여 접속된 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드를 지원하는 것이 확인된 경우, 제2 충전 모드로 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 15는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 15를 참조하면, 무선 전력 수신기는 전력 전송 단계에 진입하면 자신의 상태 정보-즉, 수신기 상태 정보-를 수집할 수 있다(S1501).

무선 전력 수신기는 수집된 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다(S1503 내지 S1505).

일 예로, 수신기 상태 정보는 배터리 충전 상태 정보를 포함할 수 있다. 만약, 제1 충전 모드로 충전 중 배터리 충전량이 소정 기준치 이하로 떨어지면, 무선 전력 수신기는 제2 충전 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다.

다른 일 예로, 수신기 상태 정보는 CPU 사용량에 관한 정보를 포함할 수 있다. 만약, 제1 충전 모드로 충전 중 CPU 사용량이 소정 기준치를 초과하여 전력 소모가 급격히 증가하는 경우, 무선 전력 수신기는 제2 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다.

또 다른 일 예로, 수신기 상태 정보는 응용 소프트웨어 및 주변 기기 상태 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, 현재 실행중인 응용 소프트웨어의 개수가 소정 기준치를 초과하는 경우, 무선 전력 수신기는 제2 충전 모드로의 전환이 필요한 것으로 판단할 수도 있다. 일 예로, 주변 기기 상태 정보는 카메라 구동 상태 정보, 후레쉬 구동 상태 정보, 스피커 구동 상태 정보 등을 포함할 수도 있다. 무선 전력 수신기는 주변 기기의 구동 상태에 기반하여 제2 충전 모드로의 전환이 필요한지 여부를 판단할 수도 있다.

상기 판단 결과, 충전 모드 변경이 필요한 경우, 무선 전력 수신기는 변경될 충전 모드 값이 포함된 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S1507).

상기 1505 단계에서 충전 모드 변경이 필요하지 않은 경우, 무선 전력 수신기는 상기한 1501 단계로 회귀할 수 있다.

이상의 도 15의 설명에서는 무선 전력 수신기가 수신기 상태 정보에 기반하여 충전 모드 변경 여부를 판단하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예로, 무선 전력 수신기는 전자 기기의 사용자 인터페이스상에서의 소정 사용자 메뉴 선택에 따라 특정 충전 모드로의 전환이 요청된 경우, 해당 충전 모드로의 전환을 요청하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.

도 16은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상세하게 도 16는 무선 충전 시스템상에서의 충전 모드 전환 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 무선 전력 송신기(1610)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로의 천이 후 무선 전력 수신기(1620)로부터 최초 제어 오류 패킷이 수신되면 제2 충전 모드 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(1620)에 전송할 수 있다(S1601 내지 S1602). 무선 전력 수신기(1620)는 수신된 제1 패킷에 기반하여 무선 전력 송신기(1610)가 제2 충전 모드를 지원하는 것이 확인되고, 자신이 제2 충전 모드로 충전이 가능한 기기인 경우, 제2 충전 모드를 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(1610)에 전송할 수 있다(S1603).

제2 충전 모드로 전환하여 제2 충전 모드로 충전을 개시할 수 있다(S1604). 여기서, 도시 하지 않았지만 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 전환할 때 소정 충전 모드 변경 대기 시간이 경과한 후 충전 모드가 번환 될 수 있다. 충전 모드 변경 대기 시간은 미리 정의되거나, 무선 전력 수신기(1620)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(1610)에 전달될 수도 있다. 제2 충전 모드에서 무선 전력 수신기(1620)의 제어 오류 패킷에 의하여 무선 전력 송신기(1610)에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다(S1605). 특히, 무선 전력 수신기는 이벤트가 발생함에 따라 무선 전력 송신기에서 전송되는 충전 전력을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신기에서 발생되는 이벤트의 일 예로, 무선 전력 수신기 또는 부하, 예를 들어 배터리의 급격한 온도 상승 또는 고온 상태일 수 있다. 상기 이벤트의 다른 예로, 배터리의 충전 상태가 완충에 가까운 상태일 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기는 발열 현상을 감소시키기 위하여 제1 충전 모드에서 보다 제2 충전 모드에서 송신되는 충전 전력의 세기를 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기는 배터리가 완충 단계이면 배터리를 보호하기 위하여 제1 충전 모드에서 보다 제2 충전 모드에서 송신되는 충전 전력의 세기를 더욱 감소시킬 수 있다.

도 17은 제2 충전 모드로 충전 중 발열 현상 발생에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.

도 17을 참조하면, 도 16의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 배터리 온도(a)가 소정 기준치라고 판단되면 무선 전력 송신기에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어에 따라 송신 전력을 감소시키기 위하여 구동 전류(c)를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 17과 같이, 제2 무선 충전 모드로 충전 중 부하의 동작(일 예로, 부하가 핸드폰이면 디스플레이 온(on), 다른 예로, 부하의 어플리케이션 동작)으로 배터리의 온도(a)가 상승하다가 제1 시점, 즉, 약 5초에서 배터리 온도(a)가 기준치에 도달할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 제1 시점부터 배터리 온도를 낮추기 위하여 송신 전력을 감소시키기 위하여 충전 전력을 제어하기 위한 제어 오류 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제1 시점에서 제어 오류 패킷을 수신하여 구동 전류(c)를 감소시킨다.

그러나, 상기 동작으로 인하여 제2 무선 충전 모드로 충전 중임에도 불구하고 배터리의 충전율(b)은 제1 시점을 기점으로 오히려 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 문제는 부하에서 소비되는 전력이 충전되는 전력 보다 크기 때문에 발생한 것이다.

도 18은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 송신기는 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S1801).

제2 충전 모드로 충전 중 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태인지를 판단할 수 있다(S1802). 충전 모드 제한 상태는 특정 충전 모드로 충전을 수행하도록 제한되는 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 모드 제한 상태는 제1 충전 모드로 충전을 수행하도록 제어되어야 하는 상태일 수 있다. 또한, 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어에 따라 제1 충전 모드에서 보다 제2 충전 모드에서 전송할 수 있는 전력의 세기가 더 작은 상태일 수 있다. 상기 소정의 이벤트의 일 예로, 무선 전력 수신기 또는 부하, 예를 들어 배터리의 급격한 온도 상승 또는 고온 상태 등의 발열현상일 수 있다. 또한, 상기 이벤트의 다른 예로, 배터리의 충전 상태가 완충에 가까운 상태일 수 있다.

충전 모드 제한 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경을 수행할 수 있다(S1803). 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 파워 전송 계약된 전송 전력의 세기가 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 크다. 그러나, 충전 모드 제한 상태에서는 무선 전력 수신기의 충전 모드에 따른 변경된 충전 전력 제어로 인하여 실제 전송되는 전력의 세기가 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 작으므로 제1 충전 모드로 충전을 수행하도록 제어하여 배터리의 충전 속도를 높일 수 있다. 따라서, 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 발열 현상을 개선하면서 동시에 충전 속도를 높일 수 있다. 또한, 동일한 원리로, 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 배터리의 완충 상태 단계에서 배터리를 보호하면서 충전 속도를 높일 수 있다. 충전 모드 제한 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S1801의 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

충전 모드 제1 변경 후, 무선 전력 송신기는 제1 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S1804).

제1 충전 모드로 충전 중 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 해제 상태인지를 판단할 수 있다(S1805).

충전 모드 제한 해제 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경을 수행할 수 있다(S1806). 즉, 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한이 해제 되어 무선 전력 수신기에서의 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 중단되면 충전 속도를 증가시키기 위하여 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 상태에 따라 적응적으로 충전 모드를 변경하여 충전 속도를 높일 수 있다. 충전 모드 제한 해제 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S1804의 제1 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다.

도 19는 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 19를 참조하면, 도 19는 도 18의 충전 모드 제한 상태를 판단하는 단계(S1802)를 일 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 상태 판단은 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계에서 수행할 수 있다(S1901).

무선 전력 송신기는 구동 전류를 센싱할 수 있다(S1902). 보다 구체적으로, 도 4 및 도 5와 같이, 센싱부(450)의 전류 센서(500)가 구동부(4210)에 인가되는 구동 전류를 센싱할 수 있다.

센싱된 구동 전류가 제1 임계전류 이하인 제1 상태인지를 판단할 수 있다(S1903). 제1 상태는 센싱된 구동 전류의 값이 제1 임계전류의 값 이하인 상태일 수 있다. 제1 임계전류는 무선 충전 중임에도 배터리의 충전률이 감소하기 시작하는 구동 전류 값일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 임계전류는 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 인하여 배터리의 충전률이 감소되기 시작 할 때의 구동 전류 값일 수 있다. 또한, 제1 임계전류는 기 설정된 전류 값일 수 있다. 또한, 제1 임계전류는 300mA 이상 350mA 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제1 임계전류는 320mA일 수 있다.

제1 상태로 판단하고 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S1904). 즉, 무선 전력 송신기는 구동 전류의 값이 제1 임계전류의 값 이하인 상태가 제1 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제1 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제1 시간은 센싱된 구동 전류가 제1 임계전류 이하인 제1 상태가 유지되어 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 배터리의 충전률이 감소되는 시간일 수 있다. 또한, 제1 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제1 시간은 1초 이상 10 초이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제1 시간은 5초일 수 있다.

제1 상태가 제1 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다(S1905). 이에 제한되는 것은 아니고 제1 상태이면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S1903에서 S1905의 순서로 진행되는 경우이다.

제1 상태가 아니거나 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S1906).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태로 판단하면 현재 충전 모드 제한 상태임을 저장부(470)에 저장할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 상기 저장된 충전 모드 제한 상태를 확인하여 S1803의 충전모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태가 아니라고 판단하면 S1803의 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S1907).

도 20은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 20을 참조하면, 제2 충전 모드로 충전 수행 중 무선 전력 송신기(2010)는 충전 모드 제한 상태로 판단하면 전력 전송을 중단 할 수 있다(S2001). 이후, 무선 전력 송신기(2010)는 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 전력 전송 단계 순으로 제1 무선 전력 전송 절차를 진행할 수 있다. 일 예로, 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(2020)의 신호세기 패킷 수신 때까지의 시간일 수 있다. 다른 예로, 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(2020)의 식별 패킷 의 수신 때까지의 시간일 수 있다. 또 다른 예로, 제1 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(2020)의 구성 패킷 의 수신 때까지의 시간일 수 있다.

무선 전력 송신기(2010)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로의 천이 후 무선 전력 수신기(2020)로부터 최초 제어 오류 패킷이 수신되면 제2 충전 모드 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(2020)에 전송할 수 있다(S2002 내지 S2003).

무선 전력 수신기(2020)는 수신된 제1 패킷에 기반하여 무선 전력 송신기(2010)가 제2 충전 모드를 지원하는 것이 확인되고, 자신이 제2 충전 모드로 충전이 가능한 기기인 경우, 제2 충전 모드로 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(2020)에 전송할 수 있다(S2004).

무선 전력 송신기(2010)는 수신된 제1 응답 패킷을 무시할 수 있다(S2005). 즉, 무선 전력 송신기(2010)는 제2 충전 모드로 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 수신하더라도 제1 충전 모드로 무선 충전을 계속 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(2010)는 S2005 단계를 수행하기 위하여 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보를 이용할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(2010)는 S2005 단계를 수행하기 위하여 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보와 상기 재접속 시간을 이용할 수 있다.

도 21은 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 21을 참조하면, 도 21은 도 18의 충전 모드 제1 변경을 수행하는 단계(S1803)을 일 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

S1803의 충전 모드 제1 변경은 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드로 동작 중 충전 모드 제한 상태로 판단하면 수행할 수 있다(S2101).

무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단할 수 있다(S2102). 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 전력 전송을 중단하는 것을 요청하지 않더라도 무선 전력 송신기가 무선 충전 중인 충전 전력 전송을 중단시킬 수 있다.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 재접속할 수 있다(S2103). 즉, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단 후 무선 충전을 진행하기 위하여 무선 전력 수신기와 재접속할 수 있다. 재접속은 제1 무선 전력 전송 절차에 따라 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 전력 전송 단계 순으로 진행할 수 있다.

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷이 무선 전력 수신기로부터 수신되면, 제2 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S2104 내지 S2105).

무선 전력 송신기는 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 수신할 수 있다(S2106).

무선 전력 송신기는 재접속 시간이 임계 재접속 시간이내 인지 판단할 수 있다(S2107). 이에, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태 판단의 정확성을 높일 수 있다. 사용자가 임의로 충전을 중단한 후 재접속 시킬 경우, 무선 전력 송신기의 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과할 수 있기 때문이다. 임계 재접속 시간은 기 설정된 시간일 수 있다.

재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면, 무선 전력 송신기는 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 계속하여 수행할 수 있다(S2108 내지 S2109). 무선 전력 송신기가 제1 응답 패킷을 무시하는 것은 충전 모드 제한 상태가 종료될 때까지 제2 충전 모드로 충전을 수행하지 않는 다는 의미일 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 전에 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보 및 재접속 시간에 기초하여 제2 충전 모드로 진입하지 않고 제1 충전 모드로 무선 충전을 계속하여 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 전 충전 모드 제한 상태이고 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 수신 하였지만 제1 충전 모드로 충전을 계속 할 수 있다. S2109는 도 18의 S1804일 수 있다.

재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과하면, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하고, 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2110 내지 S2111). 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과하면 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화할 수 있다. 예를 들어, 충전 모드 제한 상태 정보 초기화는 재접속 전에 충전 모드 제한 상태가 아닌 것으로 값을 변경하는 것일 수 있다. 또한, 이 경우, 무선 전력 송신기는 수신된 제1 응답 패킷에 따라서 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 충전 모드르 변경하여 무선 충전을 수행할 수 있다.

충전 모드 제1 변경은 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 수행하여 도 18의 S1804 단계에 진입하는 것으로 종료되거나, 제1 응답 패킷에 따라 제2 충전 모드로 충전을 수행하여 종료될 수 있다(S2112).

도 22는 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 22를 참조하면, 도 22는 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태를 판단하는 단계(S1805)를 일 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 해제 상태 판단은 무선 전력 송신기가 충전 모드 제1 변경 후 제1 충전 모드로 충전을 수행 하는 단계에서 수행할 수 있다(S2201).

무선 전력 송신기는 구동 전류를 센싱할 수 있다(S2202). 보다 구체적으로, 도 4 및 도 5와 같이, 센싱부(450)의 센싱 전류(500)가 구동부(4210)에 인가되는 구동 전류를 센싱할 수 있다.

센싱된 구동 전류가 제2 임계전류 이상인 제2 상태인지를 판단할 수 있다(S2203). 제2 상태는 센싱된 구동 전류의 값이 제2 임계전류의 값 이상인 상태일 수 있다. 제2 임계전류는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기에 고전력을 제공 할 수 있는 상태임을 나타내는 기준이 될 수 있다. 제2 임계전류는 무선 전력 수신기의 충전 전력 증가 요청에 따라 구동 전류 값이 상승하여 도달되는 값일 수 있다. 또한, 제2 임계전류는 기 설정된 전류 값일 수 있다. 또한, 제2 임계전류는 390mA 이상 450mA 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 임계전류는 420mA일 수 있다.

제2 상태로 판단하고 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S2204). 즉, 무선 전력 송신기는 구동 전류의 값이 제2 임계전류의 값 이상인 상태가 제2 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제2 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제2 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제2 시간은 1초 이상 10초 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제2 시간은 5초일 수 있다.

제2 상태가 제2 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다(S2205). 이에 제한 되는 것은 아니고 제2 상태이면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S2203에서 S2205의 순서로 진행되는 경우이다.

제2 상태가 아니거나 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S2206).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하면 충전 모드 제2 변경 수행할 수 있고, 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단하면 제1 충전 모드로 충전을 계속하여 수행할 수 있다(S2207).

도 23은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 23을 참조하면, 제1 충전 모드로 충전 수행 중 무선 전력 수신기(2320)는 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 중단될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(2310)는 충전 모드 제한 해제 상태로 판단할 수 있다(S2301).

무선 전력 송신기는 제2 충전 모드로 충전을 개시할 수 있다(S2302). 무선 전력 송신기는 도 20의 S2004 또는 도 21의 S2106에서 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 이미 수신하였기 때문에 제2 충전 모드로 무선 충전을 수행할 수 있다. 또한, 여기서, 도시 하지 않았지만 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 전환할 때 소정 충전 모드 변경 대기 시간이 경과한 후 충전 모드가 번환 될 수 있다. 충전 모드 변경 대기 시간은 미리 정의되거나, 무선 전력 수신기(2320)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(2310)에 전달될 수도 있다. 무선 전력 송신기(2310)은 제2 충전 모드에 따른 파워 전송 계약에 설정된 보장 전력을 충족시키기 위하여 또는 무선 전력 수신기(2320)의 상태에 따라 무선 전력 수신기(2320)의 제어 오류 패킷에 의하여 무선 전력 송신기(2310)에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다(S2303).

도 24는 도 18의 무선 전력 송신기에서 제2 충전 모드로 충전 중 발열 현상 발생에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.

도 24를 참조하면, 무선 전력 수신기는 배터리 온도(a)가 소정 기준치라고 판단되면 무선 전력 송신기에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어에 따라 송신 전력을 감소시키기 위하여 구동 전류(c)를 감소 시킬 수 있다. 예를 들어, 도 24와 같이, 제2 무선 충전 모드로 충전 중 부하의 동작(일 예로, 부하가 핸드폰이면 디스플레이 온(on), 다른 예로, 부하의 어플리케이션 동작)으로 배터리의 온도(a)가 상승하다가 제1 시점, 즉, 약 5초에서 배터리 온도(a)가 기준치에 도달할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 제1 시점부터 배터리 온도를 낮추기 위하여 송신 전력을 감소시키는 제어 오류 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 제1 시점에서 제어 오류 패킷을 수신하여 구동 전류(c)를 감소시킨다.

도 18의 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 구동 전류(c)에 기초하여 충전 모드 제한 상태임을 판단하고 충전 모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 24와 같이, 무선 전력 송신기는 구동 전류(c)의 값이 제1 임계전류인 320mA이하일 때 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 충전 모드를 변경하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 이 경우, 충전 모드 제1 변경 시점을 기준으로, 배터리의 온도 상승률이 감소하여 발열 현상을 억제하고, 동시에 배터리의 충전율이 증가하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 도 17에서, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기를 이용한 경우, 충전 모드 제한 상태에서도 제2 충전 모드로 동작하여 발열 현상은 억제하였지만 충전율이 감소하는 것과 비교된다.

도 25는 도 24의 그래프를 설명하기 위해 시간에 따른 충전률을 나타내는 그래프이다.

도 25를 참조하면, 무선 전력 수신기에 의한 충전 모드 제한이 없는 경우, 배터리는 제2 충전 모드로 충전 시 제1-1 기울기(A-1)의 충전 속도로 충전되고 제1 시점(t1)에 충전이 완료될 수 있다. 또한, 배터리는 제1 충전 모드로 충전 시 제2-1 기울기(B-1)의 충전 속도로 충전되고 제2 시점(t2)에 충전이 완료 될 수 있다. 발열 현상으로 무선 전력 수신기에 의한 충전 모드 제한 상태가 되면, 제2 충전 모드로 충전 수행 시 배터리는 제1-2 기울기(A-2)로 충전을 수행한다. 제1 충전 모드로 충전 수행 시 배터리는 제2-2 기울기(B-2)로 충전을 수행한다. 이 때, 충전 모드 제한 상태에서, 제2 충전 모드의 충전 속도(A-2 참고)가 제1 충전 모드의 충전 속도(B-2 참고) 보다 느리다. 이는 앞서 설명하였듯이 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 발열 현상을 억제하기 위한 무선 전력 수신기의 충전 전력 감소 요청이 크기 때문이다.

따라서, 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 제2 충전 모드로 제1-1 기울기(A-1)로 충전을 수행하다가 충전 모드 제한 상태가 되면 제1 충전 모드로 제2-2 기울기(B-2)로 충전을 수행하여 충전 속도를 증가시킬 수 있다. 결국, 제2 충전 모드로 충전을 수행한 경우, 제4 시점(t4)에서 충전이 완료 되지만, 다른 실시예에 따라 제2 충전 모드로 충전 중 충전 제한 상태에서 제1 충전 모드로 충전 모드를 변경하여 제3 시점(t3)에서 충전이 완료 될 수 있다. 즉, 제4 시점(t4) - 제3 시점(t3)만큼의 시간만큼 충전 속도를 증가 시킬 수 있다.

도 26은 도 18의 무선 전력 송신기에서 제2 충전 모드로 충전 중 충전 완료 상태에 가까워짐에 따라 부하인 배터리의 충전률 변화 및 무선 전력 송신기의 구동 전류 변화를 나타내는 그래프이다.

도 26을 참조하면, 무선 전력 수신기는 배터리의 충전률(b)이 소정 기준치라고 판단되면 무선 전력 송신기에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 충전 전력 제어에 따라 송신 전력을 감소시키기 위하여 구동 전류(c)를 감소 시킬 수 있다. 예를 들어, 도 26과 같이, 제2 무선 충전 모드로 충전 중 소정의 시점에서 배터리의 충전 완료 상태 단계(충전률 약 95%)에 도달 할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 상기 소정의 시점부터 배터리를 보호하기 위하여 송신 전력을 감소시키는 제어 오류 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 소정의 시점에서 제어 오류 패킷을 수신하여 구동 전류(c)를 감소시킨다.

도 18의 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 구동 전류ⓒ에 기초하여 충전 모드 제한 상태임을 판단하고 충전 모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 26과 같이, 무선 전력 송신기는 구동 전류(c)의 값이 제1 임계전류인 320mA이하일 때 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 충전 모드를 변경하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 이 경우, 충전 모드 제1 변경 시점을 기준으로, 배터리의 충전 속도가 상승함을 확인할 수 있다.

도 27은 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 27를 참조하면, 도 27은 도 18의 충전 모드 제한 상태를 판단하는 단계(S1802)를 다른 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 상태 판단은 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계에서 수행할 수 있다(S2701).

무선 전력 송신기는 동작 주파수를 센싱할 수 있다(S1902). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 주파수 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 주파수를 센싱할 수 있다.

센싱된 동작 주파수가 제1 임계주파수 이상인 제3 상태인지를 판단할 수 있다(S2703). 제3 상태는 센싱된 동작 주파수의 값이 제1 임계주파수의 값 이상인 상태일 수 있다. 제1 임계주파수는 무선 충전 중임에도 배터리의 충전률이 감소하기 시작하는 동작 주파수 값일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 임계주파수는 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 인하여 배터리의 충전률이 감소되기 시작 할 때의 동작 주파수 값일 수 있다. 또한, 제1 임계주파수는 기 설정된 주파수 값일 수 있다.

제3 상태로 판단하고 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S2704). 즉, 무선 전력 송신기는 동작 주파수의 값이 제1 임계주파수의 값 이상인 상태가 제3 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제3 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제3 시간은 센싱된 동작 주파수가 제1 임계주파수 이상인 제3 상태가 유지되어 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 배터리의 충전률이 감소되는 시간일 수 있다. 또한, 제3 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제3 시간은 1초 이상 10 초이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제3 시간은 5초일 수 있다.

제3 상태가 제3 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다(S2705). 이에 제한되는 것은 아니고 제3 상태이면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S2703에서 S2705의 순서로 진행되는 경우이다.

제3 상태가 아니거나 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S2706).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태로 판단하면 현재 충전 모드 제한 상태임을 저장부(470)에 저장할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 상기 저장된 충전 모드 제한 상태를 확인하여 S1803의 충전모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태가 아니라고 판단하면 S1803의 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2707).

도 28은 도 27에 따른 충전 모드 제한 상태 판단을 따를 경우에 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 28를 참조하면, 도 28은 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태를 판단하는 단계(S1805)를 다른 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 해제 상태 판단은 무선 전력 송신기가 충전 모드 제1 변경 후 제1 충전 모드로 충전을 수행 하는 단계에서 수행할 수 있다(S2801).

무선 전력 송신기는 동작 주파수를 센싱할 수 있다(S2802). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 주파수 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 주파수를 센싱할 수 있다.

센싱된 동작 주파수가 제2 임계주파수 이하인 제4 상태인지를 판단할 수 있다(S2803). 제4 상태는 센싱된 동작 주파수의 값이 제2 임계주파수의 값 이하인 상태일 수 있다. 제2 임계주파수는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기에 고전력을 제공 할 수 있는 상태임을 나타내는 기준이 될 수 있다. 제2 임계주파수는 무선 전력 수신기의 충전 전력 증가 요청에 따라 동작 주파수 값이 하강하여 도달되는 값일 수 있다. 또한, 제2 임계주파수는 기 설정된 주파수 값일 수 있다.

제4 상태로 판단하고 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S2804). 즉, 무선 전력 송신기는 동작 주파수의 값이 제2 임계주파수의 값 이상인 상태가 제4 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제4 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제4 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제4 시간은 1초 이상 10초 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제4 시간은 5초일 수 있다.

제4 상태가 제4 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다(S2805). 이에 제한 되는 것은 아니고 제4 상태이면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S2803에서 S2805의 순서로 진행되는 경우이다.

제4 상태가 아니거나 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S2806).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하면 충전 모드 제2 변경 수행할 수 있고, 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단하면 제1 충전 모드로 충전을 계속하여 수행할 수 있다(S2807).

도 29는 도 18의 충전 모드 제한 상태 판단에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 29를 참조하면, 도 29는 도 18의 충전 모드 제한 상태를 판단하는 단계(S1802)를 또 다른 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 상태 판단은 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계에서 수행할 수 있다(S2901).

무선 전력 송신기는 동작 주파수를 센싱할 수 있다(S2902). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 주파수 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 주파수를 센싱할 수 있다.

센싱된 동작 주파수가 제3 임계주파수 이상인지를 판단할 수 있다(S2903). 제2 임계주파수는 기 설정된 주파수 값일 수 있다. 또한, 제3 임계주파수는 제1 임계주파수와 동일할 수 있다.

동작 주파수가 제3 임계주파수 이상이면 동작 듀티비를 센싱할 수 있다(S2904). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 듀티비 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 듀티비를 센싱할 수 있다. 특히, 동작 듀티비 센싱은 동작 주파수 센싱과 동시에 수행될 수 있다.

센싱된 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태인지를 판단할 수 있다(S2905). 제5 상태는 센싱된 동작 듀티비의 값이 제1 임계듀티비의 값 이하인 상태일 수 있다. 제1 임계듀티비는 무선 충전 중임에도 배터리의 충전률이 감소하기 시작하는 동작 듀티비 값일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 임계듀티비는 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 인하여 배터리의 충전률이 감소되기 시작 할 때의 동작 듀티비 값일 수 있다. 또한, 제1 임계듀티비는 기 설정된 주파수 값일 수 있다.

제5 상태가 제5 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S2906). 즉, 무선 전력 송신기는 동작 주파수의 값이 제3 임계주파수의 값 이상이고 동작 듀티비의 값이 제1 임계듀티비의 값 이하인 상태가 제5 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제5 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제5 시간은 센싱된 동작 주파수가 제3 임계주파수 이상이고 센싱? 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태가 유지되어 제2 충전 모드로 충전 수행 중 부하의 높은 전력을 소비하는 동작으로 배터리의 충전률이 감소되는 시간일 수 있다. 또한, 제5 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제5 시간은 1초 이상 10 초이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제5 시간은 5초일 수 있다.

제5 상태가 제5 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다(S2907). 이에 제한되는 것은 아니고 제5 상태이면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S2905에서 S2907의 순서로 진행되는 경우이다.

동작 주파수 값이 제3 임계주파수 미만이거나, 제5 상태가 아니거나 제5 상태가 제5 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S2908).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태로 판단하면 현재 충전 모드 제한 상태임을 저장부(470)에 저장할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 상기 저장된 충전 모드 제한 상태를 확인하여 S1803의 충전모드 제1 변경을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태가 아니라고 판단하면 S1803의 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S2909).

도 30은 도 29에 따른 충전 모드 제한 상태 판단을 따를 경우에 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태 판단에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 30을 참조하면, 도 30은 도 18의 충전 모드 제한 해제 상태를 판단하는 단계(S1805)를 다른 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

충전 모드 제한 해제 상태 판단은 무선 전력 송신기가 충전 모드 제1 변경 후 제1 충전 모드로 충전을 수행 하는 단계에서 수행할 수 있다(S3001).

무선 전력 송신기는 동작 주파수를 센싱할 수 있다(S3002). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 주파수 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 주파수를 센싱할 수 있다.

센싱된 동작 주파수가 제4 임계주파수 이하인 제6 상태인지를 판단할 수 있다(S3003). 제6 상태는 센싱된 동작 주파수의 값이 제4 임계주파수의 값 이하인 상태일 수 있다. 제4 임계주파수는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기에 고전력을 제공 할 수 있는 상태임을 나타내는 기준이 될 수 있다. 제4 임계주파수는 무선 전력 수신기의 충전 전력 증가 요청에 따라 동작 주파수 값이 하강하여 도달되는 값일 수 있다. 제4 임계주파수의 값은 제3 임계주파수의 값보다 작을 수 있다. 또한, 제4 임계주파수는 기 설정된 주파수 값일 수 있다.

제6 상태로 판단하고 제6 상태가 제6 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S2804). 즉, 무선 전력 송신기는 동작 주파수의 값이 제4 임계주파수의 값 이하인 상태가 제6 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제6 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제6 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제6 시간은 1초 이상 10초 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제6 시간은 5초일 수 있다.

제6 상태가 제6 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다(S3008). 이에 제한 되는 것은 아니고 제6 상태이면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S3003에서 S3008의 순서로 진행되는 경우이다.

제6 상태가 아니라고 판단하면 무선 전력 송신기는 동작 듀티비를 센싱할 수 있다(S3005). 보다 구체적으로, 도 4와 같이, 센싱부(450)의 동작 듀티비 센서가 송신 코일(422)에 제공되는 AC 전력의 동작 듀티비를 센싱할 수 있다. 특히, 동작 듀티비 센싱은 동작 주파수 센싱과 동시에 수행될 수 있다.

센싱된 동작 듀티비가 제2 임계듀티비 이상인 제7 상태인지를 판단할 수 있다(S3006). 제7 상태는 센싱된 동작 주파수의 값이 제4 임계주파수를 초과하고 센싱된 동작 듀티비의 값이 제2 임계듀티비 값 이상인 상태일 수 있다. 제2 임계듀티비는 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기에 고전력을 제공 할 수 있는 상태임을 나타내는 기준이 될 수 있다. 제2 임계듀티비는 무선 전력 수신기의 충전 전력 증가 요청에 따라 동작 듀티비 값이 상승하여 도달되는 값일 수 있다. 제2 임계듀티비의 값은 제1 임계듀티비의 값보다 클 수 있다. 또한, 제2 임계듀티비는 기 설정된 주파수 값일 수 있다.

제7 상태로 판단하고 제7 상태가 제7 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다(S3007). 즉, 무선 전력 송신기는 동작 듀티비의 값이 제2 임계듀티비의 값 이상인 상태가 제7 시간 동안 유지되는지를 판단할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 제7 상태가 일시 동안 발생하여 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌데도 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하는 오류를 방지할 수 있다. 제7 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 또한, 제7 시간은 제6 시간과 동일할 수 있다. 또한, 제7 시간은 1초 이상 10초 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 제7 시간은 5초일 수 있다.

제7 상태가 제7 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다(S3008). 이에 제한 되는 것은 아니고 제7 상태이면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, S3005에서 S3008의 순서로 진행되는 경우이다.

제6 상태가 제6 시간 동안 유지 되지 않거나 제7 상태가 아니거나 제7 상태가 제7 시간 동안 유지되지 않는 경우 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다(S3009).

무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하면 충전 모드 제2 변경 수행할 수 있고, 충전 모드 제한 해제 상태가 아닌 것으로 판단하면 제1 충전 모드로 충전을 계속하여 수행할 수 있다(S3010).

도 31은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 31을 참조하면, 제2 충전 모드로 충전 수행 중 무선 전력 송신기(3110)는 충전 모드 제한 상태로 판단하면 전력 전송을 중단 할 수 있다(S3101). 이후, 무선 전력 송신기(3110)는 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 전력 전송 단계 순으로 제1 무선 전력 전송 절차를 진행할 수 있다. 일 예로, 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(3120)의 신호세기 패킷 수신 때까지의 시간일 수 있다. 다른 예로, 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(3120)의 식별 패킷 의 수신 때까지의 시간일 수 있다. 또 다른 예로, 제1 재접속 시간은 전력 전송 중단 후 무선 전력 수신기(3120)의 구성 패킷 의 수신 때까지의 시간일 수 있다.

무선 전력 송신기(3110)는 식별 및 구성 단계에서 전력 전송 단계로의 천이 후 무선 전력 수신기(3120)로부터 최초 제어 오류 패킷이 수신된 후 제2 충전 모드 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 무선 전력 수신기(3120)에 송신하지 않을 수 있다(S3102 내지 S3103). 즉, 무선 전력 송신기(3110)는 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 전송하지 않고 제1 충전 모드로 무선 충전을 계속 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(3110)는 S3103 단계를 수행하기 위하여 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보를 이용할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(3110)는 S3103 단계를 수행하기 위하여 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보와 상기 재접속 시간을 이용할 수 있다.

도 32는 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제1 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 32을 참조하면, 도 32는 도 18의 충전 모드 제1 변경을 수행하는 단계(S1803)을 다른 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.

S1803의 충전 모드 제1 변경은 무선 전력 송신기가 제2 충전 모드로 동작 중 충전 모드 제한 상태로 판단하면 수행할 수 있다(S3201).

무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단할 수 있다(S3202). 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 전력 전송을 중단하는 것을 요청하지 않더라도 무선 전력 송신기가 무선 충전 중인 충전 전력 전송을 중단시킬 수 있다.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 재접속할 수 있다(S3203). 즉, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 중단 후 무선 충전을 진행하기 위하여 무선 전력 수신기와 재접속할 수 있다. 재접속은 제1 무선 전력 전송 절차에 따라 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 전력 전송 단계 순으로 진행할 수 있다.

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷이 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있다(S2304).

무선 전력 송신기는 재접속 시간이 임계 재접속 시간이내 인지 판단할 수 있다(S3205). 이에, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태 판단의 정확성을 높일 수 있다. 사용자가 임의로 충전을 중단한 후 재접속 시킬 경우, 무선 전력 송신기의 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과할 수 있기 때문이다. 임계 재접속 시간은 기 설정된 시간일 수 있다.

재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면, 무선 전력 송신기는 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 계속하여 수행할 수 있다(S3206 내지 S3207). 무선 전력 송신기가 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하였지만 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 전송하지 않는 것은 충전 모드 제한 상태가 종료될 때까지 제2 충전 모드로 충전을 수행하지 않는 다는 의미일 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 전에 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보 및 재접속 시간에 기초하여 제2 충전 모드로 진입하지 않고 제1 충전 모드로 무선 충전을 계속하여 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 전 충전 모드 제한 상태이고 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 제2 충전 모드로 충전을 하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 계속 할 수 있다. S3209는 도 18의 S1804일 수 있다.

재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과하면, 무선 전력 송신기는 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화할 수 있다(S3208). 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과하면 저장부(470)에 저장된 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화할 수 있다. 예를 들어, 충전 모드 제한 상태 정보 초기화는 재접속 전에 충전 모드 제한 상태가 아닌 것으로 값을 변경하는 것일 수 있다. 충전 모드 제한 상태 정보 초기화 후 제2 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S3209). 즉, 무선 전력 송신기는 최초 전력 제어를 위한 패킷 수신에 대한 응답으로 제2 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송할 수 있다.

무선 전력 송신기는 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하고, 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S3210 내지 S3211).

충전 모드 제1 변경은 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 수행하여 도 18의 S1804 단계에 진입하는 것으로 종료되거나, 제1 패킷을 송신하고 제1 응답 패킷을 수신함에 따라 제2 충전 모드로 충전을 수행하여 종료될 수 있다(S3212).

도 33은 무선 충전 시스템상에서 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 33을 참조하면, 제1 충전 모드로 충전 수행 중 무선 전력 수신기(3320)는 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 중단될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(310)는 충전 모드 제한 해제 상태로 판단할 수 있다(S3301).

무선 전력 송신기(3310)은 제2 충전 모드 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기(3320)에 전송할 수 있다(S3302). 무선 전력 송신기는 도 31의 S3102 또는 도 32의 S3204에서 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하였기 때문에 제2 충전 모드 지원을 알리는 소정 제1 패킷을 전송할 수 있다.

무선 전력 수신기(3320)는 수신된 제1 패킷에 기반하여 무선 전력 송신기(310)가 제2 충전 모드를 지원하는 것이 확인되고, 자신이 제2 충전 모드로 충전이 가능한 기기인 경우, 제2 충전 모드를 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(3310)에 전송할 수 있다(S3303).

무선 전력 송신기는 제2 충전 모드로 충전을 개시할 수 있다(S3302). 또한, 여기서, 도시 하지 않았지만 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 전환할 때 소정 충전 모드 변경 대기 시간이 경과한 후 충전 모드가 번환 될 수 있다. 충전 모드 변경 대기 시간은 미리 정의되거나, 무선 전력 수신기(3320)에 의해 결정된 후, 제1 응답 패킷을 통해 무선 전력 송신기(3310)에 전달될 수도 있다. 무선 전력 송신기(3310)은 제2 충전 모드에 따른 파워 전송 계약에 설정된 보장 전력을 충족시키기 위하여 또는 무선 전력 수신기(3320)의 상태에 따라 무선 전력 수신기(3320)의 제어 오류 패킷에 의하여 무선 전력 송신기(3310)에서 송신하는 충전 전력을 제어할 수 있다(S3305).

도 34는 무선 전력 송신기에서의 도 18의 충전모드 제2 변경에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

S1806의 충전 모드 제2 변경은 무선 전력 송신기가 제1 충전 모드로 동작 중 충전 모드 제한 해제 상태로 판단하면 수행할 수 있다(S3401).

제2 충전 모드가 지원됨을 지시하는 소정 제1 패킷을 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S3409). 즉, 무선 전력 송신기는 최초 전력 제어를 위한 패킷 수신에 대한 응답으로 제2 충전 모드가 지원됨을 지시하는 제1 패킷을 전송할 수 있다.

무선 전력 송신기는 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하고, 제2 충전 모드로 충전을 수행할 수 있다(S3403 내지 S3404).

충전 모드 제2 변경은 제1 패킷을 송신하고 제1 응답 패킷을 수신함에 따라 제2 충전 모드로 충전을 수행하여 종료될 수 있다(S3405).

도 35는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 35를 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 송신기는 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S3601). 보장 전력은 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기가 파워 전송 계약에 의하여 전력 전송 단계에서 무선 충전 시 전송하기로 정해진 전력 세기 값일 수 있다. 보다 구체적으로, 보장 전력은 보장 전력 값이 상대적으로 큰 제1 보장 전력과 보장 전력 값이 상대적으로 작은 제2 보장 전력을 포함할 수 있다.

제1 보장 전력으로 충전 중 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한 상태인지를 판단할 수 있다(S3502). 보장 전력 제한 상태는 특정 보장 전력으로 충전을 수행하도록 제한되는 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 보장 전력 제한 상태는 제2 보장 전력으로 충전을 수행하도록 제어되어야 하는 상태일 수 있다. 또한, 보장 전력 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어에 따라 제2 보장 전력에서 보다 제1 보장 전력으로 전송하는 전력의 세기가 더 작은 상태일 수 있다. 상기 소정의 이벤트의 일 예로, 무선 전력 수신기 또는 부하, 예를 들어 배터리의 급격한 온도 상승 또는 고온 상태 등의 발열현상일 수 있다. 또한, 상기 이벤트의 다른 예로, 배터리의 충전 상태가 완충에 가까운 상태일 수 있다. 또한, 보장 전력 제한 상태 판단 방법은 도 19, 도 27 및 도 29의 충전 모드 제한 상태의 판단 방법과 동일할 수 있다.

보장 전력 제한 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경을 수행할 수 있다(S3503). 파워 전송 계약시 제1 보장 전력의 세기가 제2 보장 전력의 세기보다 더 크다. 그러나, 보장 전력 제한 상태에서는 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력 세기에 따른 변경된 충전 전력 제어로 인하여 실제 전송되는 전력의 세기가 제2 보장 전력에서 보다 제1 보장 전력에서 더 작으므로 제2 보장 전력으로 충전을 수행하도록 제어하여 배터리의 충전 속도를 높일 수 있다. 따라서, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 발열 현상을 개선하면서 동시에 충전 속도를 높일 수 있다. 또한, 동일한 원리로, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 배터리의 완충 상태 단계에서 배터리를 보호하면서 충전 속도를 높일 수 있다. 보장 전력 제한 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S3501의 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다.

파워 전송 계약 제1 변경에 대하여 구체적으로 설명한다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 전송을 중단하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 전력 전송 중단 후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기와 재접속하는 단계를 포함할 수 있다. 재접속은 제2 무선 전력 전송 절차에 따라 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 협상 단계 순으로 진행할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 무선 전력 송신기의 재접속 시간이 임계 재접속 시간이내 인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한 상태 판단의 정확성을 높일 수 있다. 사용자가 임의로 충전을 중단한 후 재접속 시킬 경우, 무선 전력 송신기의 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과할 수 있기 때문이다. 임계 재접속 시간은 기 설정된 시간일 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 무선 전력 송신기가 협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면, 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 전원부(460)에서 제공되는 공급 전원에 기초하여 상대적으로 높은 잠재적인 전력 값을 전력 송신기 능력 패킷의 보장 전력으로 제공할 수 있지만 보장 전력 제한 상태이므로 잠재적인 전력 값보다 낮은 값인 제2 보장 전력 값을 송신기 능력 패킷의 보장 전력 값으로 제공하는 것이다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 송신기 능력 패킷의 제2 보장 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 이후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 파워 전송 계약이 완료되어 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송하는 것이다. 결국, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력은 제2 보장 전력이 된다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 잠재적인 전력인 15W로 충전 전력을 제공할 수 있지만, 보장 전력 제한 상태이므로 보장 전력이 제2 보장 전력 값인 5W로 파워 전송 계약을 할 수 있다. 파워 전송 계약 제1 변경은, 만약 재접속 시간이 임계 재접속 시간을 초과하면, 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷의 응답으로 잠재적인 전력 값을 보장 전력 값으로 하여 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.

파워 전송 계약 제1 변경 후, 무선 전력 송신기는 제2 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S3504).

제2 보장 전력으로 충전 중 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한 해제 상태인지를 판단할 수 있다(S3505). 보장 전력 제한 상태 판단 방법은 도 22, 도 28 및 도 30의 충전 모드 제한 해제 상태의 판단 방법과 동일할 수 있다.

보장 전력 제한 해제 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경을 수행할 수 있다(S3506). 즉, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한이 해제 되어 무선 전력 수신기에서의 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 중단되면 충전 속도를 증가시키기 위하여 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 상태에 따라 적응적으로 보장 전력을 변경하여 충전 속도를 높일 수 있다. 보장 전력 제한 해제 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S3504의 제2 보장 전력로 충전을 수행할 수 있다.

파워 전송 계약 제2 변경에 대하여 구체적으로 설명한다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 전송을 중단하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 전력 전송 중단 후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기와 재접속하는 단계를 포함할 수 있다. 재접속은 제2 무선 전력 전송 절차에 따라 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 협상 단계 순으로 진행할 수 있다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 무선 전력 송신기가 협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 보장 전력 값은 제2 보장 전력 값보다 높은 값일 수 있다. 또한, 제1 보장 전력 값은 잠재적인 전력 값일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 송신기 능력 패킷의 제1 보장 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 파워 전송 계약 제2 변경은, 이후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 파워 전송 계약이 완료되어 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송하는 것이다. 결국, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력은 제1 보장 전력이 된다.

도 36은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 36에 따른 또 다른 실시예는 도 35에 따른 또 다른 실시예에서 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경 및 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경에서 차이가 있다. 이하 설명은, 상기 차이가 있는 구성을 위주로 설명한다.

도 36은 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 송신기는 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S3601).

제1 보장 전력으로 충전 중 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한 상태인지를 판단할 수 있다(S3602). 보장 전력 제한 상태 판단 방법은 도 19, 도 27 및 도 29의 충전 모드 제한 상태의 판단 방법과 동일할 수 있다.

보장 전력 제한 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제3 변경을 수행할 수 있다(S3603). 파워 전송 계약시 제1 보장 전력의 세기가 제2 보장 전력의 세기보다 더 크다. 그러나, 보장 전력 제한 상태에서는 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력 세기에 따른 변경된 충전 전력 제어로 인하여 실제 전송되는 전력의 세기가 제2 보장 전력에서 보다 제1 보장 전력에서 더 작으므로 제2 보장 전력으로 충전을 수행하도록 제어하여 배터리의 충전 속도를 높일 수 있다. 따라서, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 발열 현상을 개선하면서 동시에 충전 속도를 높일 수 있다. 또한, 동일한 원리로, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 배터리의 완충 상태 단계에서 배터리를 보호하면서 충전 속도를 높일 수 있다. 보장 전력 제한 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S3501의 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다.

파워 전송 계약 제3 변경에 대하여 구체적으로 설명한다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 무선 전력 송신기가 재협상 단계로 천이 시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송하여 무선 전력 수신기와 재협상을 진행할 수 있다. 상기 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷 일 수 있다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 재협상 패킷을 수신하여 무선 전력 수신기와 재협상하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 전원부(460)에서 제공되는 공급 전원에 기초하여 상대적으로 높은 잠재적인 전력 값을 전력 송신기 능력 패킷의 보장 전력으로 제공할 수 있지만 보장 전력 제한 상태이므로 잠재적인 전력 값보다 낮은 값인 제2 보장 전력 값을 송신기 능력 패킷의 보장 전력 값으로 제공하는 것이다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 송신기 능력 패킷의 제2 보장 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 파워 전송 계약 제3 변경은, 이후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 파워 전송 계약이 완료되어 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송하는 것이다. 결국, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력은 제2 보장 전력이 된다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 잠재적인 전력인 15W로 충전 전력을 제공할 수 있지만, 보장 전력 제한 상태이므로 보장 전력이 제2 보장 전력 값인 5W로 파워 전송 계약을 할 수 있다. 파워 전송 계약 제3 변경 후, 무선 전력 송신기는 제2 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S3604).

제2 보장 전력으로 충전 중 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한 해제 상태인지를 판단할 수 있다(S3605). 보장 전력 제한 상태 판단 방법은 도 22, 도 28 및 도 30의 충전 모드 제한 해제 상태의 판단 방법과 동일할 수 있다.

보장 전력 제한 해제 상태로 판단되면, 무선 전력 송신기는 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제4 변경을 수행할 수 있다(S3606). 즉, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 보장 전력 제한이 해제 되어 무선 전력 수신기에서의 소정의 이벤트로 인한 충전 전력 제어가 중단되면 충전 속도를 증가시키기 위하여 제1 보장 전력으로 충전을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 상태에 따라 적응적으로 보장 전력을 변경하여 충전 속도를 높일 수 있다. 보장 전력 제한 해제 상태가 아니라고 판단되면, 무선 전력 송신기는 S3504의 제2 보장 전력로 충전을 수행할 수 있다.

파워 전송 계약 제4 변경에 대하여 구체적으로 설명한다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 무선 전력 송신기가 재협상 단계로 천이 시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송하여 무선 전력 수신기와 재협상을 진행할 수 있다. 상기 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷 일 수 있다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 재협상 패킷을 수신하여 무선 전력 수신기와 재협상하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 보장 전력 값은 제2 보장 전력 값보다 높은 값일 수 있다. 또한, 제1 보장 전력 값은 잠재적인 전력 값일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 무선 전력 송신기가 전력 송신기 능력 패킷의 제1 보장 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 무선 전력 수신기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 파워 전송 계약 제4 변경은, 이후 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 파워 전송 계약이 완료되어 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송하는 것이다. 결국, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기의 파워 전송 계약의 보장 전력은 제1 보장 전력이 된다.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

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 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서,
제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계;
제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계;
상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경 단계; 및
제1 충전 모드로 충전을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
상기 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태인 무선 충전 방법.
제2 항에 있어서,
제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고,
제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고,
상기 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드보다 제1 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
제1 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경 단계;를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제4 항에 있어서,
상기 충전 모드 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태인 무선 충전 방법.
제5 항에 있어서,
제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고,
제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고,
상기 무선 전력 송신기는 상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는,
구동 전류를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 구동 전류 값이 제1 임계전류 값 이하인 제1 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경 단계는,
전력 전송 중단 단계;
상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계;
전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계;
제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계;
제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계; 및
상기 제1 응답 패킷을 무시하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제8 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경 단계는 상기 제1 응답 패킷 수신 후 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내인지 판단하는 단계;를 더 포함하고
상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 충전 방법.
제9 항에 있어서,
상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간을 초과하면 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하고 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 충전 방법.
제4 항에 있어서,
상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는,
구동 전류를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 구동 전류 값이 제2 임계 전류 값 이상인 제2 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는,
동작 주파수를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 동작 주파수 값이 제1 임계주파수 값 이상인 제3 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제4 항에 있어서,
상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는,
동작 주파수를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 동작 주파수 값이 제2 임계주파수 값 이하인 제4 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하는 단계는,
동작 주파수를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상인지 판단하는 단계;
상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상이면 동작 듀티비를 센싱하는 단계;
상기 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태를 판단하는 단계; 및
상기 제5 상태가 제5 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제13 항에 있어서,
상기 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하는 단계는,
상기 제4 상태가 아니면 동작 듀티비를 센싱하는 단계;
상기 센싱된 동작 듀티비가 제2 임계듀티비 이상인 제7 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제7 상태가 제7 시간 동안 유지되는지 판단하는 단계;를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제1 항에 있어서
상기 충전모드 제1 변경 단계는,
전력 전송 중단 단계;
상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계;
전력 전송 단계로 천이 후 최초 전력 제어를 위한 패킷을 수신하는 단계; 및
제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 송신하지 않는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제16 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경 단계는 상기 최초 전력 제어를 위한 패킷 수신 후 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내인지 판단하는 단계;를 더 포함하고,
상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 충전 방법.
제17 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경 단계는,
상기 재접속 시간이 상기 임계 재접속 시간을 초과하면 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하는 단계;
상기 충전 모드 제한 상태 정보를 초기화하면 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계; 및
상기 제1 패킷을 전송하면 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계;를 더 포함하고,
상기 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 충전 방법.
제4 항에 있어서,
상기 충전 모드 제2 변경 단계는,
제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 단계;
상기 제1 패킷을 전송하면 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷 수신 단계; 및
상기 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 단계를 포함하는 무선 충전 방법.
무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서,
제1 보장 전력으로 충전을 수행하는 단계;
제1 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 상태인지 판단하는 단계;
상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경 단계; 및
제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제20 항에 있어서,
상기 보장 전력 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태인 무선 충전 방법.
제20 항에 있어서,
제2 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 해제 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경 단계;를 더 포함하는 무선 충전 방법.
제22 항에 있어서,
상기 보장 전력 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태인 무선 충전 방법.
제20 항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제1 변경 단계는,
전력 전송 중단 단계;
상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계;
협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제22 항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제2 변경 단계는,
전력 전송 중단 단계;
상기 무선 전력 수신기와의 재접속 단계;
협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제20항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제1 변경 단계는,
재협상 단계로 천이 시키는 단계;
재협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제26항에 있어서,
상기 재협상 단계로 천이 시키는 단계는,
무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송하는 무선 충전 방법.
제22항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제2 변경 단계는,
재협상 단계로 천이 시키는 단계;
재협상 단계로 천이 후 파워 전송 계약을 위한 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 일반 요구 패킷의 응답으로 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.
제28항에 있어서,
상기 재협상 단계로 천이 시키는 단계는,
무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송하는 무선 충전 방법.
하나 이상의 송신 코일 및 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제어하는 구동부를 포함하는 전력 전송부;
외부로부터 인가된 전력의 세기를 변환하여 상기 출력 전력을 제공하는 전력 변환부;
무선 전력 수신기에 대한 충전 모드 및 충전 전력을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 충전 모드는 제1 충전 모드 및 제2 충전 모드를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2 충전 모드로 충전 수행 중 충전 모드 제한 상태인지 판단하고,
상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드에서 제1 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제1 변경을 수행하고,
상기 제어부는 상기 충전 모드 제1 변경으로 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 중 충전 모드 제한 해제 상태인지 판단하고,
상기 제어부는 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드에서 제2 충전 모드로 변경하는 충전 모드 제2 변경을 수행하는 무선 전력 송신기.
제30 항에 있어서,
제1 충전 모드는 저전력 충전 모드이고,
제2 충전 모드는 고전력 충전 모드이고,
상기 충전 모드 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태이고,
상기 충전 모드 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태이고,
상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 상태이면 제2 충전 모드보다 제1 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하고,
상기 제어부는 상기 충전 모드 제한 해제 상태이면 제1 충전 모드보다 제2 충전 모드에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하는 무선 충전 방법.
제30 항에 있어서,
전류 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고,
상기 전류 센서는 상기 구동부에 인가되는 구동 전류를 센싱하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 구동 전류 값이 제1 임계전류 값 이하인 제1 상태가 제1 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 구동 전류 값이 제2 임계전류 값 이상인 제2 상태가 제2 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태인 것으로 판단하는 무선 전력 송신기.
제30 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경은, 제어부가 제2 충전 모드에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 수신된 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 무시하고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 것인 무선 전력 송신기.
제33 항에 있어서,
상기 충전 모드 제1 변경에서, 상기 제어부는 상기 재접속하는데 걸리는 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시하는 무선 전력 송신기.
제30 항에 있어서,
동작 주파수 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고,
상기 동작 주파수 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 주파수를 센싱하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제1 임계주파수 값 이상인 제3 상태가 제3 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제2 임계주파수 값 이하인 제4 상태가 제4 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태 인 것으로 판단하는 무선 전력 송신기.
제30 항에 있어서,
동작 주파수 센서와 동작 듀티비 센서를 구비하는 센싱부를 더 포함하고,
상기 동작 주파수 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 주파수를 센싱하고,
상기 동작 듀티비 센서는 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력의 동작 듀티비를 센싱하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제3 임계주파수 값 이상이고 상기 센싱된 동작 듀티비가 제1 임계듀티비 이하인 제5 상태가 제5 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 상태인 것으로 판단하고,
상기 제어부는 상기 센싱된 동작 주파수 값이 제4 임계주파수 값 이하인 상기 센싱된 동작 듀티비가 제2 임계듀티비 이상인 제6 상태가 제6 시간 동안 유지되면 충전 모드 제한 해제 상태 인 것으로 판단하는 무선 전력 송신기.
제30 항에 있어서,
상기 충전모드 제1 변경은, 제어부가 제2 충전 모드에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷을 송신하지 않고 제1 충전 모드로 충전을 수행하는 것인 무선 전력 송신기.
제37 항에 있어서,
상기 충전 모드 제1 변경에서, 상기 제어부는 재접속 시간이 임계 재접속 시간 이내이면 상기 제1 응답 패킷을 무시하는 무선 전력 송신기.
제37 항에 있어서,
상기 충전모드 제2 변경은, 제어부가 제2 충전 모드 지원을 알리는 제1 패킷 전송 후 상기 무선 전력 수신기로부터 제2 충전 모드를 요청하는 제1 응답 패킷을 수신하면 상기 제2 충전 모드로 충전을 수행하는 무선 전력 송신기.
하나 이상의 송신 코일 및 상기 하나 이상의 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제어하는 구동부를 포함하는 전력 전송부;
외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하여 상기 출력 전력을 제공하는 전력 변환부;
외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및
상기 통신부를 통해 소정의 패킷을 전송하여 전력 전송 단계에서 상기 전력 전송부가 송출하는 전력 세기 값인 보장 전력에 관한 파워 전송 계약을 변경하는 제어부를 포함하고,
상기 보장 전력은 제1 보장 전력 및 제2 보장 전력을 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 보장 전력으로 충전 수행 중 보장 전력 제한 상태인지 판단하고,
상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력에서 제2 보장 전력으로 변경하는 파워 전송 계약 제1 변경을 수행하고,
상기 제어부는 상기 파워 전송 계약 제1 변경으로 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 중 보장 전력 제한 해제 상태인지 판단하고,
상기 제어부는 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력에서 제1 보장 전력로 변경하는 파워 전송 계약 제2 변경을 수행하는 무선 전력 송신기.
제40 항에 있어서,
제1 보장 전력은 고전력이고,
제2 보장 전력은 저전력이고,
상기 보장 전력 제한 상태는 무선 전력 수신기의 소정의 이벤트로 인하여 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력의 세기를 감소하도록 제어하는 상태이고,
상기 보장 전력 제한 해제 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 이벤트로 인한 무선 전력 송신기에서 공급하는 충전 전력 제어를 중단한 상태이고,
상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 상태이면 제1 보장 전력보다 제2 보장 전력에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하고,
상기 제어부는 상기 보장 전력 제한 해제 상태이면 제2 보장 전력보다 제1 보장 전력에서 더 높은 충전 전력을 상기 무선 전력 수신기에 제공하는 무선 충전 방법.
제40 항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제1 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것이고,
상기 파워 전송 계약 제2 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것인 무선 전력 송신기.
제40 항에 있어서,
상기 파워 전송 계약 제1 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 재협상 단계로 천이 후 제2 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것이고,
상기 파워 전송 계약 제2 변경은, 제어부가 제1 보장 전력에서 전력 전송 중단 후 상기 무선 전력 수신기와 재접속하고, 재협상 단계로 천이 후 제1 보장 전력 값이 포함된 전력 송신기 능력 패킷을 송신하여 제2 보장 전력으로 충전을 수행하는 것인 무선 전력 송신기.
제43 항에 있어서,
상기 재협상 단계로 천이 시키는 것은, 무선 전력 수신기로부터 수신 전력 패킷을 수신하면 NAK 패킷을 전송하는 무선 전력 송신기.