KR20190063705A - Wireless Charging Method and Apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시 예는 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히 무선충전 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission technique, and more particularly to a wireless charging device and a method thereof.
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.2. Description of the Related Art [0002] Generally, as an example of an electrical connection between a charging device and a battery for charging electric power of a battery, a commercial electric power is supplied to a terminal for converting electric power into voltage and current corresponding to the battery, Supply method. This type of terminal supply is accompanied by the use of physical cables or wires. Therefore, when handling a lot of terminal-supplied equipment, many cables occupy considerable work space, are difficult to organize, and are not well apparent. Also, the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge due to different potential difference between terminals, burnout due to foreign substances, fire, natural discharge, battery life and deterioration of performance.
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. In order to solve such a problem, a charging system (hereinafter referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly are proposed. In addition, since the wireless charging system has not been installed in some portable terminals in the past and the consumer has to purchase a separate wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system is low, but the wireless charging user is expected to increase rapidly. Wireless charging function is expected to be equipped basically.
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.Generally, a wireless charging system comprises a wireless power transmitter for supplying electric energy in a wireless power transmission mode and a wireless power receiver for receiving electric energy supplied from a wireless power transmitter to charge the battery.
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.Such a wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission scheme (e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.).
대부분의 무선 충전 장치들은 신호의 동기화 또는 주파수 생성 등을 위하여 기준 클럭 신호를 입력 받아 하위 채널의 보드 또는 구성에 시스템 클럭을 공급하게 된다. 이때 기준 클럭 신호의 미생성 또는 오류가 발생하면, 무선충전 시스템의 동작을 위한 기준 신호가 공급되지 않음에 따라 무선충전 시스템의 동작 오류 또는 충전 중단과 같은 문제가 발생하게 된다. 즉, 무선충전 시스템은 모든 구성의 동작 및 충전을 위한 기준 클럭 신호의 오류가 발생하게 되면, 시스템에 치명적이거나, 무선충전 동작이 실행되지 않는 상태가 된다.Most of the wireless charging devices receive the reference clock signal for signal synchronization or frequency generation, and supply the system clock to the sub-channel board or configuration. At this time, if a reference clock signal is not generated or an error occurs, a reference signal for the operation of the wireless charging system is not supplied, thereby causing a problem such as an operation error of the wireless charging system or an interruption of charging. That is, when the operation of all the configurations and the error of the reference clock signal for charging occur in the wireless charging system, the system becomes fatal or the wireless charging operation is not executed.
본 실시 예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로 본 실시 예의 목적은 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a wireless charging device and a method thereof.
또한 본 실시 예의 또 다른 목적은 외부 충격 또는 동작 오류에 의한 무선충전장치의 오동작 발생을 방지하기 위한 무선충전장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging device and method thereof for preventing a malfunction of a wireless charging device due to an external shock or an operation error.
또한 본 실시 예의 또 다른 목적은 안정적인 클럭 신호를 제공하고 그에 따른 무선충전장치의 안정적인 동작을 위한 무선충전장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wireless charging device and method for providing a stable clock signal and for stable operation of the wireless charging device accordingly.
본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by this embodiment are not limited to the above-mentioned technical problems and other technical problems which are not mentioned are clarified from the following description to those skilled in the art to which the embodiments belong, .
본 실시 예에 따른 무선충전장치는 하나 이상의 송신 코일; 외부로부터 인가되는 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부; 상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터; 공진 캐패시터 및 송신 코일을 포함하고, 상기 교류전력이 인가되는 공진회로; 기준 클럭 신호를 생성하는 제1 클럭 생성부; 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 클럭 생성부의 신호를 감지하는 클럭 신호 감지부; 상기 클럭 신호 감지부의 감지 신호에 기초하여 기준 클럭 신호를 생성하는 제2 클럭 생성부;를 포함한다.The wireless charging apparatus according to the present embodiment includes at least one transmission coil; A power converter for converting an intensity of direct current power applied from the outside; An inverter for converting the DC power into AC power; A resonant circuit including a resonant capacitor and a transmission coil, to which the AC power is applied; A first clock generator for generating a reference clock signal; And a control unit, wherein the control unit comprises: a clock signal sensing unit for sensing a signal of the first clock generating unit; And a second clock generator for generating a reference clock signal based on the detection signal of the clock signal detector.
또한, 상기 제어부는 초기 전원 인가 시 또는 무선충전 동작 시 상기 제1 클럭 생성부로부터 기준 클럭 신호가 미 수신되는 경우 상기 제2 클럭 생성부를 구동하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the second clock generator to be driven when the reference clock signal is not received from the first clock generator at the initial power-on or during the wireless charging operation.
또한 상기 제어부는 상기 기준 클럭 신호가 임계 회수 이상 미 수신되는 경우 상기 제2 클럭 생성부를 구동하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the second clock generator to operate when the reference clock signal is not received more than a threshold number of times.
또한, 상기 제2 클럭 생성부는 트랜지스터 또는 FET를 포함할 수 있다.Also, the second clock generator may include a transistor or a FET.
또한, 상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 주파수 생성 시 상기 기준 클럭 신호에 의해 생성된 동작 주파수를 감지하는 주파수 감지부;를 더 포함할 수 있다.The frequency synthesizer may further include a frequency sensing unit for sensing an operation frequency generated by the reference clock signal when the reference frequency is generated through the second clock generator.
또한, 상기 주파수 감지부는 상기 감지된 동작 주파수를 확인하고, 상기 동작 주파수의 오류 시 상기 기준 클럭 신호 보정 요청 신호를 출력할 수 있다.Also, the frequency sensing unit may check the sensed operating frequency and output the reference clock signal correction request signal when the operating frequency is in error.
또한, 상기 동작 주파수의 오류는 기준 클럭 신호에 의해 생성된 동작 주파수가 임계 범위에 포함되지 않는 경우 감지될 수 있다.In addition, the error of the operating frequency can be detected when the operating frequency generated by the reference clock signal is not included in the threshold range.
본 실시 예에 따른 무선전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 무선전력 송신기 동작 시 제1 클럭 생성부로부터 기준 클럭 신호의 수신 여부를 확인하는 단계; 상기 제1 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호가 미수신되면, 제2 클럭 생성부의 동작을 요청하는 단계; 상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 기준 클럭 신호에 기초하여 무선 충전 장치의 동작을 개시하는 단계;를 포함한다.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes the steps of: checking whether a reference clock signal is received from a first clock generator during a wireless power transmitter operation; Requesting operation of the second clock generator when the reference clock signal is not received through the first clock generator; Generating a reference clock signal through the second clock generator; And starting operation of the wireless charging device based on the generated reference clock signal.
또한, 상기 제1 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호의 수신 여부 확인은 상기 무선전력 송신기의 초기 전원 인가 시 또는 무선충전 동작 중 실행될 수 있다.Also, the confirmation of whether the reference clock signal is received through the first clock generator may be performed during initial power-on or wireless charging operation of the wireless power transmitter.
또한, 상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호가 생성되는 경우 상기 기준 클럭 신호에 따른 동작 주파수를 감지하는 단계; 상기 동작 주파수가 임계 주파수 범위에 포함되지 않는 경우 상기 기준 클럭 신호의 보정을 요청하는 단계; 상기 보정 요청 신호에 기초하여 상기 제2 클럭 생성부에서 출력되는 기준 클럭 신호를 보정하는 단계;를 더 포함될 수 있다.Detecting an operation frequency according to the reference clock signal when the reference clock signal is generated through the second clock generator; Requesting correction of the reference clock signal if the operating frequency is not within a threshold frequency range; And correcting the reference clock signal output from the second clock generator based on the correction request signal.
본 실시 예에 따른 무선통신코일을 구비한 무선충전장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.Effects of the wireless charging device having the wireless communication coil according to the present embodiment will be described as follows.
본 실시 예는 무선충전장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present embodiment provides a wireless charging apparatus and a method thereof.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 클럭 신호를 모니터링하고, 그에 따른 오류 여부를 감지함으로써, 클럭 신호 생성의 오류에 따른 무선충전장치의 오동작이 발생하지 않도록 하는 효과를 가질 수 있다.The present embodiment can also have an effect of preventing a malfunction of the wireless charging device from occurring due to an error in the clock signal generation by monitoring the clock signal of the wireless charging device and detecting the error according to the clock signal.
또한 본 실시 예에서는 다양한 외부 요인에 의한 기준 신호 미발생 등에 의한 문제를 해결함으로써, 안정적인 무선충전을 수행할 수 있는 효과를 가지고 있다.In addition, the present embodiment solves the problem caused by a non-occurrence of a reference signal due to various external factors, thereby achieving stable wireless charging.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects obtainable in the present embodiment are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description There will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 동작 흐름도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 동작 흐름도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 동작 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to an embodiment.
2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow diagram of a wireless power transmitter according to one embodiment.
4 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which the embodiments are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
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.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as long as all of the constituent elements of the embodiment are described as being combined or operated together. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing embodiments. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
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) "는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed on the "upper or lower", "before" or "after" of each component, (Lower) "and" front or rear "encompass both that the two components are in direct contact with each other or that one or more other components are disposed between the two components.
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.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
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.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
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.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
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.In the description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, , A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, a wireless charging device, and the like. For the sake of convenience, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a receiving terminal, a receiving side, a receiving device, a receiver Terminals and the like can be used in combination.
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. The wireless charging device according to the embodiment may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power may be transmitted to the device.
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. As an example, a wireless power transmitter can be used not only on a desk or on a table, but also developed for automobiles and used in a vehicle. A wireless power transmitter installed in a vehicle can be provided in a form of a stand that can be easily and stably fixed and mounted.
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, "디바이스"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. A mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, an MP3 player, (Hereinafter referred to as a " device ") capable of charging a battery by mounting a wireless power receiving means according to an embodiment, but not limited thereto, may be used for a small electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, Quot;), and the term terminal or device may be used in combination. A wireless power receiver according to another embodiment may also be mounted on a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone or the like.
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.Generally, a wireless power transmitter and a wireless power receiver that constitute a wireless power system can exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication. Here, the in-band communication and the BLE communication can be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, and the like. For example, the wireless power receiver can transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching on / off the current induced through the reception coil in a predetermined pattern. The information transmitted by the wireless power receiver may include various status information including received power intensity information. At this time, the wireless power transmitter can calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power intensity information.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment
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.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band)통신을 수행할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band)통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시 예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 실시 예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.For example, the unidirectional communication may be that the wireless power receiving terminal 20 transmits information only to the wireless
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless power receiving terminal 20 and the wireless
실시 예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.The wireless power receiving terminal 20 according to the embodiment may acquire various status information of the
도 2는 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선 전력 송신기(200)는 직류-직류 변환기(DC-DC Converter, 210), 인버터(Inverter, 220), 공진회로(230), 통신부(340), 센싱부(250), 전원부(260), 제1 클럭 생성부(270). 알람부(280) 및 제어부(290)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the
전원부(260)는 외부 전원 단자 또는 배터리로부터 DC전력을 인가 받아 직류-직류 변환기(210)에 전달할 수 있다. 여기서, 배터리는 무선 전력 송신기(200)의 내부에 장착되어 충전 가능하게 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 보조 배터리 또는 외장 배터리의 형태로 무선 전력 송신기(300)의 전원부(260) 소정 케이블을 통해 연결될 수도 있다.The
직류-직류 변환기(210)는 제어부(290)의 제어에 따라 전원부(260)로부터 입력되는 직류 전력의 세기를 특정 세기의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 예로, 직류-직류 변환기(210)는 전압의 세기 조절이 가능한 가변 전압기로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The DC-
인버터(220)는 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.The
인버터(220)는 구비된 복수의 스위치 제어를 통해 입력되는 직류 전력 신호를 교류 전력 신호로 변환하여 출력할 수 있다.The
일 예로, 인버터(220)는 풀 브릿지(Full Bridge)회로를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 하프 브릿지(Half Bridge)를 포함하여 구성될 수도 있다.For example, the
다른 일 예로, 인버터(220)는 하프 브릿지 회로와 풀 브릿지 회로를 모두 포함하여 구성될 수도 있으며, 이 경우 제어부(290)는 인버터(220)를 하프 브릿지로 동작 시킬지 플 브릿지로 동작시킬지 동적으로 결정하여 제어할 수 있다.In another example, the
일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 전력의 세기에 다라 적응적으로 인버터(220)의 브릿지 모드를 제어할 수 있다. The wireless power transmitter according to one embodiment may adaptively control the bridge mode of the
여기서 브릿지 모드는 하프 브릿지 모드 및 풀 브릿지 모드를 포함한다. 일 예로, 무선 전력 수신기가 5W의 저전력을 요구하는 경우, 제어부(290)는 인버터(220)가 하프 브릿지 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. Here, the bridge mode includes a half bridge mode and a full bridge mode. For example, if the wireless power receiver requires a low power of 5 W, the
반면, 무선 전력 수신기가 15W의 전력을 요구하는 경우 제어부(290)는 풀 브릿지 모드로 동작되도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로 무선 전력 송신기는 감지된 온도에 따라 적응적으로 브릿지 모드를 결정하고, 결정된 브릿지 모드에 따라 인버터(220)를 구동시킬 수도 있다.On the other hand, if the wireless power receiver requires 15 W of power, the
일 예로, 하프 브릿지 모드를 통해 무선 전력을 전송하는 중 무선 전력 송신 장치의 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우 제어부(290)는 하프 브릿지 모드를 비활성화시키고 풀 브릿지 모드가 활성화되도록 제어할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 동일 세기의 전력 전송을 위해 풀 브릿지 회로를 통해 전압은 상승 키시고, 공진회로(230)에 흐르는 전류의 세기는 감소시킴으로써, 무선 전력 송신 장치의 내부 온도가 소정 기준치 이하를 유지하도록 제어할 수 있다.For example, when the temperature of the wireless power transmission apparatus exceeds the predetermined reference value while the wireless power is being transmitted through the half bridge mode, the
일반적으로 전자 기기에 장착되는 전자 부품에 발생되는 열의 양은 해당 전자 부품에 인가되는 전압의 세기보다 전류의 세기에 보다 민감할 수 있다.Generally, the amount of heat generated in an electronic component mounted on an electronic device may be more sensitive to the intensity of a current than the voltage applied to the electronic component.
또한 인버터(230)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있을 뿐 아니라 교류 전력의 세기를 변경할 수 있다.In addition, the
일 예로 인버터(220)는 제어부(290)의 제어에 따라 교류 전력 생성에 사용되는 기준 교류 신호(Reference Alternating Current Signal)의 주파수를 조절하여 출력되는 교류 전력의 세기를 조절할 수도 있다. 이를 위해 인버터(220)는 특정 주파수를 가지는 기준 교류 신호를 생성하는 주파수 발진기를 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 주파수 발진기가 인버터(220)와 별개로 구성되어 무선 전력 송신기(200)의 일측에 장착될 수 있다.For example, the
다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 인버터(220)에 구비된 스위치를 제어하기 위한 게이트 드라이버(Gate Driver)(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 게이트 트라이버는 제어부(290)로부터 적어도 하나의 펄스 폭변조 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 펄스 폭 변조 신호에 따라 인버터(220)의 스위치를 제어할 수 있다. 제어부(290)는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클(Duty Cycle)-즉, 듀티 레이트(Duty Rage)- 및 위상(Phase)를 제어하여 인버터(220)의 출력 전력의 세기를 제어할 수 있다. 제어부(290)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 피드백 신호에 기반하여 적응적으로 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클 및 위상을 제어할 수 있다.In another example, the
센싱부(250)는 DC변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(290)에 제공할 수 있다. 또한 센싱부(250)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(200)의 내부 온도 또는 충전 인터페이스(표면)내측을 측정하고 측정 결과를 제어부(290)에 제공할 수 있다. 일 예로, 제어부(290)는 센싱부(250)에 의해 측정된 전압/전류 값 또는 내부 온도 값에 기반하여 적응적으로 전원부(260)로부터 전원 공급을 차단할 수 있다. 이를 위해 직류-질류 변환기(210)의 일측에는 전원부(260)로부터 공급되는 전원을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 더 구비될 수도 있다.The
또한 센싱부(250)는 공진회로(330)에서 출력되는 동작 주파수를 피드백하여 감지할 수 있다. 센싱부(250)는 본 실시 예에 따라 클럭 생성부에서 출력되는 기준 출력 신호에 의해 생성된 동작 주파수를 확인하고, 상기 확인된 동작 주파수가 임계 범위 내에 포함되는지를 판단할 수 있다. 또한 센싱부(250는 상기 동작 주파수를 확인하고 임계 범위 내에 포함되지 않는 경우 클럭 생성부에서 생성된 기준 클럭 신호가 오류인 것으로 확인하여 상기 기준 클럭 신호의 보정 요청 신호를 제어부(290)에 출력할 수 있다.The
변조부(242)는 제어부(290)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 공진코일(330)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
복조부(241)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면 감지된 신호를 복조하여 제어부(290)에 전송할 수 있다. 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 등일 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다. 다른 예로 복조된 신호는 기준 품질 인자 값 및 기준 주파수 값 중 어느 하나 이상의 값을 포함하는 FOD상태 정보가 포함될 수 있다.The
제1 클럭 생성부(270)는 무선충전장치의 동작 및 전력 전송을 위한 기준 클럭 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 제1 클럭 생성부(270)는 공진 회로(230)를 통하여 무선전력 수신기를 감지하기 위한 감지 신호를 전송할 시점을 식별하기 위한 기준 클럭 신호를 생성할 수 있다. 제1 클럭 생성부(270)는 감지된 무선전력 수신기에 공진 회로(230)를 통하여 전력을 전송하기 위한 시점을 카운트 하는 기준 클럭 신호를 생성할 수 있다. 또한 제1 클럭 생성부(270)는 상기 공진 회로(230)를 통하여 무선전력 송신기에 전력을 전송하기 위한 동작 주파수를 생성하기 위한 기준 클럭 신호를 생성할 수 있다. 제1 클럭 생성부(270)는 크리스탈(X-tal) 또는 레조네이터(Resonator)등을 포함하는 발진기일 수 있다.The
제어부(290)는 제1 클럭 생성부(270)에서 생성 및 출력되는 기준 클럭 신호에 기초하여 무선충전장치의 동작 시점 및 종료 시점 또는 전력 전송을 위한 동작 주파수 생성들을 수행할 수 있다. 제어부(290)는 무선충전장치의 초기 전원 인가 시 또는 무선충전모드 실행 중에 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호의 입력 여부를 감지할 수 있다. 이를 위하여 클럭 신호 감지부(291)를 포함할 수 있으나 이는 한정되지 않으며, 별도의 감지부(291)를 구성하지 않을 수 있다. 제어부(290)는 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호가 감지되지 않는 경우 제어부(290) 내에 구성되는 제2 클럭 생성부(292)를 통하여 기준 클럭 신호가 생성 및 출력될 수 있도록 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부(290)는 클럭 신호 감지부(291)를 통하여 제1 클럭 생성부(270)로부터 기준 클럭 신호가 인가되지 않는 경우 상기 제1 클럭 생성부(270)의 물리적 손상 또는 동작 오류 등의 다양한 요소에 의한 오류를 판단할 수 있다. 따라서 제어부(290)는 상기 제어부(290) 내에 구성되는 제2 클럭 생성부(292)를 이용하여 무선충전장치의 동작을 위한 기준 클럭 신호를 생성 및 출력하도록 할 수 있다. 이때 제어부(290)에 구성되는 제2 클럭 생성부(292)의 동작은 제1 클럭 생성부(270)에서 출력되는 기준 클럭 신호의 생성 및 출력과 유사한 클럭 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 상기 제2 클럭 생성부(292)는 트랜지스터(Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor)로 구성될 수 있다. 즉, 제2 클럭 생성부(292)는 온/오프 동작의 주기에 따라 기준 클럭 신호를 생성 및 출력할 수 있다.The
저장부(미도시)는 제1 클럭 생성부(270) 또는 제2 클럭 생성부(292) 중 활성화 및 비활성화할 클럭 생성부의 정보를 저장할 수 있다. 또한 저장부는 제1 클럭 생성부(270) 및 제2 클럭 생성부(292)에서 생성 및 출력될 기준 클럭 신호의 정보를 저장할 수 있다. The storage unit (not shown) may store information of the clock generating unit to be activated or deactivated among the first
상기와 같이 도 2와 같은 구성을 포함하는 무선충전장치를 이용한 무선충전장치의 동작을 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.The operation of the wireless charging apparatus using the wireless charging apparatus having the configuration as shown in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.
도 3을 참조하면, 무선충전장치는 초기 전원이 입력되는 단계를 포함할 수 있다.(S302) 구체적으로 무선충전장치는 전원부(260)를 통하여 무선충전장치의 구동을 위한 전원입력을 감지할 수 있다.3, the wireless charging device may include a step of inputting initial power (S302). Specifically, the wireless charging device may sense a power input for driving the wireless charging device through the
무선충전장치는 초기 전원이 인가되면 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호가 인가되는 지를 모니터링할 수 있다.(S304) 무선충전장치는 제1 클럭 생성부(270)가 초기 전원 인가 시 구동되면, 기준 클럭 신호를 생성하여 제어부(290)로 인가되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제어부(290)는 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호인 5MHz의 정현파가 입력되는지를 모니터링할 수 있다. 상기한 기준 클럭 신호는 일 예에 불과하며 무선충전 시스템의 사양 및 설정 상태에 따라 그 값은 가변될 수 있다.The wireless recharging apparatus can monitor whether the reference clock signal is applied through the
무선충전장치는 클럭 신호 입력을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 제1 클럭 생성부(270)에서 기준 클럭 신호가 출력되는지를 판단할 수 있다.(S306) 즉, 무선충전장치의 제어부(290)는 상기 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 5MHz 정현파의 기준 클럭 신호의 수신여부를 판단하게 된다. The wireless charging device monitors the input of the clock signal and determines whether the reference clock signal is output from the
무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지되면, 상기 미감지 횟수(N회)를 판단할 수 있다.(S308) 즉, 무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지된 횟수(N회)가 기준 횟수 이상인지를 판단할 수 있다.The wireless recharging apparatus can determine the number N of times of sensing failure (N times) when the reference clock signal is not detected (S308). In other words, in the wireless recharging apparatus, the number of times the reference clock signal is undetected (N times) Or more.
무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지된 횟수가 기준 횟수(N회)이상으로 판단한 경우 제어부(290) 내의 제2 클럭 생성부(292)의 구동 요청 신호를 출력할 있다.(S310) 구체적으로 제어부(290)는 클럭 신호 감지부(291)를 통하여 제1 클럭 생성부(270)로부터 기준 클럭 신호가 미수신되는 것을 감지하면, 상기 제1 클럭 생성부(270)의 동작 오류로 판단할 수 있다. 따라서 기준 클럭 신호 생성을 위하여 제어부(290) 내의 제2 클럭 생성부(292)의 구동을 요청할 수 있다.The wireless charging device outputs a driving request signal of the
제2 클럭 생성부(292)가 구동(S312)되면 제2 클럭 생성부(292)는 제1 클럭 생성부(270)에서 출력될 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다.(S314) 이때, 제2 클럭 생성부(292)는 트랜지스터 또는 FET와 같은 스위칭 소자로 구성되며, 상기 스위칭 소자의 동작 주기에 따라 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다. 즉, 제2 클럭 생성부(292)는 제1 클럭 생성부(270)의 오동작에 따라 상기 제1 클럭 생성부(270)가 출력하는 5MHz의 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다.When the
이후 무선충전장치는 제2 클럭 생성부(292)를 통하여 출력되는 기준 클럭 신호에 기초하여 무선충전 모드를 실행할 수 있다.The wireless charging device can execute the wireless charging mode based on the reference clock signal output through the
상기와 같이 본 실시 예에서는 무선충전장치의 초기 전원 입력 시 독립적으로 구성되는 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호를 입력 받을 수 있으나, 상기 제1 클럭 생성부(270)의 구동이 정상적이지 않은 경우 제2 클럭 생성부에서 기준 클럭 신호를 출력하도록 함으로써, 무선충전동작이 정상 실행되도록 할 수 있다.As described above, in this embodiment, the reference clock signal can be input through the
이하 도 4에서는 무선충전장치의 무선충전 모드 실행 중에 제1 클럭 생성부의 오류 감지 시에 따른 무선충전장치의 동작을 상세하게 설명한다.4, the operation of the wireless charging device according to the error detection of the first clock generator during the wireless charging mode of the wireless charging device will be described in detail.
도 4는 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 동작 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면 무선충전장치는 무선전력 수신기에 전력을 전송하는 무선충전 모드를 실행할 수 있다.(S402) 본 실시 예에서는 무선충전장치가 무선전력 수신기에 전력을 전송하는 전력 전송 단계에서 시작되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 초기 전원이 입력되어 무선충전장치가 정상 동작 중 발생하는 오류에 대한 경우를 모두 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the wireless charging device may execute a wireless charging mode in which power is transmitted to a wireless power receiver. (S402) In this embodiment, a wireless charging device starts a power transmission step of transmitting power to a wireless power receiver However, the present invention is not limited to this, and may include all cases in which an initial power is input and an error occurs during normal operation of the wireless charging device.
무선충전장치는 무선충전모드 실행 중 비정상적인 무선충전모드 종료를 감지할 수 있다.(S404) 예를 들어 무선충전장치가 무선전력 수신기에 전력 전송을 실행하는 중 비정상 적인 무선충전모드 종료-예를 들어 완충에 의한 무선충전 모드 중지 또는 무선전력 수신기 제거에 따른 무선충전중지 등의 정상적인 무선충전모드가 종료되지 않는 상태 등-가 발생되면 무선충전장치는 초기화 동작을 수행할 수 있다.(S406)The wireless charging device may detect an abnormal wireless charging mode termination during the wireless charging mode (S404). For example, when the wireless charging device is performing power transmission to the wireless power receiver, abnormal wireless charging mode termination - for example, A state in which the normal wireless charging mode such as the suspension of the wireless charging mode due to the buffering or the wireless charging stop due to the removal of the wireless power receiver is not terminated, or the like, occurs, the wireless charging apparatus can perform the initialization operation.
무선충전장치는 초기화 동작 후 클럭 신호의 입력을 모니터링할 수 있다.(S408) 무선충전장치는 제1 클럭 생성부(270)가 초기화 이후에 기준 클럭 신호를 생성하여 제어부(290)로 인가되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제어부(290)는 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호인 5MHz의 정현파가 입력되는지를 모니터링할 수 있다. 상기한 기준 클럭 신호는 일 예에 불과하며 무선충전 시스템의 사양 및 설정 상태에 따라 그 값은 가변될 수 있다.The wireless charging device can monitor the input of the clock signal after the initialization operation. (S408) The wireless charging device determines whether the
무선충전장치는 클럭 신호 입력을 모니터링하고 상기 모니터링 결과에 따라 제1 클럭 생성부(270)에서 기준 클럭 신호가 출력되는지를 판단할 수 있다.(S410) 즉, 무선충전장치의 제어부(290)는 상기 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 5MHz정현파의 기준 클럭 신호의 수신여부를 판단하게 된다.The wireless charging device monitors a clock signal input and determines whether a reference clock signal is output from the
무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지되면 상기 미감지 횟수(N회)를 판단할 수 있다. 즉, 무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지된 횟수(N회)가 기준 횟수 이상인지를 판단할 수 있다.The wireless recharging apparatus can determine the number of times the reference clock signal is not sensed (N times). That is, the wireless charging device can determine whether the number of times the reference clock signal is undetected (N times) is equal to or greater than the reference number.
무선충전장치는 기준 클럭 신호가 미감지된 횟수가 기준 횟수(N회)이상으로 판단한 경우 제어부(290) 내의 제2 클럭 생성부(292)의 구동 요청 신호를 출력할 수 잇다.(S414) 구체적으로 제어부(290)는 클럭 신호 감지부(291)를 통하여 제1 클럭 생성부(270)로부터 기준 클럭 신호가 미수신되는 것을 감지하면, 상기 제1 클럭 생성부(270)의 동작 오류로 판단할 수 있다. 따라서 기준 클럭 신호 생성을 위하여 제어부(290) 내의 제2 클럭 생성부(292)의 구동을 요청할 수 있다.The wireless charging device can output the driving request signal of the
제2 클럭 생성부(292)가 구동(S416)되면 제2 클럭 생성부(292)는 제1 클럭 생성부(270)에서 출력될 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다.(S418) 이때, 클럭 생성부(292)는 트랙지스터 또는 FET와 같은 스위칭 소자로 구성되며, 스위칭 소자의 동작 주기에 따라 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다. 즉, 제2 클럭 생성부(292)는 제1 클럭 생성부(270)의 오동작에 따라 제1 클럭 생성부(270)가 출력하는 5MHz의 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다.When the
이후 무선충전장치는 제2 클럭 생성부(292)를 통하여 출력되는 기준 클럭 신호에 기초하여 무선충전모드를 실행할 수 있다.The wireless charging device can execute the wireless charging mode based on the reference clock signal output through the
상기와 같이 본 실시 예에서는 무선충전장치가 독립적으로 구성되는 제1 클럭 생성부(270)를 통하여 기준 클럭 신호를 입력받아 무선충전 모드로 동작될 수 있으며, 이때 비정상적인 무성충전모드의 종료가 발생되면, 클럭 신호의 입력 여부를 확인하여 제2 클럭 생성부에서 기준 클럭 신호를 생성 및 출력하도록 할 수 있다. 즉, 무선충전모드 실행 중에도 클럭 생성부의 오류에 따른 무선충전동작의 정지 또는 오동작이 발생하지 않도록 할 수 있다.As described above, in this embodiment, the wireless charging device can be operated in the wireless charging mode by receiving the reference clock signal through the
이하 도 5에서는 일 실시 예 및 다른 실시 예에서 제1 클럭 생성부의 오동작에 따라 제2 클럭 생성부의 동작에 따른 무선충전 모드 실행 시 무선충전동작의 신뢰성을 높이기 위한 무선충전장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.5, the operation of the wireless charging device for enhancing the reliability of the wireless charging operation in the wireless charging mode according to the operation of the second clock generator in accordance with the malfunction of the first clock generator in one embodiment and another embodiment will be described in detail Explain.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 무선충정장치의 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of a wireless security device according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 또 다른 실시 예에서는 이상 도 3 및 도 4에서 설명한 실시 예에 따라 제2 클럭 생성부에서 기준 클럭 신호가 생성되는 상태에서의 무선충전동작에 대한 것이다. 상기 제2 클럭 생성부에서 기준 클럭 신호가 생성되는 경우 제1 클럭 생성부에 비해 신호의 신뢰도가 높지 않음에 따라 기준 클럭 신호에 따른 동작 주파수의 오류 발생을 저감하기 위한 것이다. Referring to FIG. 5, in still another embodiment, the present invention relates to a wireless charging operation in a state where a reference clock signal is generated in a second clock generating unit according to the embodiment described in FIGS. 3 and 4. FIG. When the reference clock signal is generated in the second clock generating unit, the reliability of the signal is not higher than that of the first clock generating unit, thereby reducing the occurrence of an error in the operating frequency according to the reference clock signal.
구체적으로 무선충전장치는 제2 클럭 생성부(292)에 의하여 무선충전 모드 실행 시(S502) 상기 제2 클럭 생성부(292)는 제1 클럭 생성부(270)에서 출력되는 기준 클럭 신호와 동일한 기준 클럭 신호를 생성 및 출력할 수 있다.(S504)Specifically, when the wireless charging mode is executed by the second clock generator 292 (S502), the
무선충전장치는 제2 클럭 생성부(292)에서 출력되는 기준 클럭 신호에 기초하여 충전 주파수를 생성할 수 있다.(S506) 구체적으로, 상기 제2 클럭 생성부(292)에서 출력되는 기준 클럭 신호에 기초하여 무선충전 동작 주파수를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 클럭 생성부(292)를 통하여 5MHz의 기준 클럭 신호가 출력되면 제어부(290)는 상기 기준 클럭 신호에 기초하여 공진 코일(230)에 제공할 충전 주파수를 생성할 수 있다. 상기 기준 클럭 신호 및 충전 주파수는 일 예로써, 무선충전장치의 특성에 따라 그 범위는 가변될 수 있다.The wireless charging apparatus can generate the charging frequency based on the reference clock signal output from the second
이후 무선충전장치는 상기 동작 주파수를 무선전력 수신기에 대응하는 공진주파수로 생성하여 전력 전송을 수행할 수 있다.(S508) Thereafter, the wireless charging device can generate the operating frequency at a resonant frequency corresponding to the wireless power receiver to perform power transmission (S508)
이때 무선충전장치는 상기 공진회로(330)에 제공되는 충전 주파수를 센싱부(250)의 주파수 감지부(251)에서 피드백하여 확인할 수 있다.(S510) 구체적으로 무선충전장치는 기준 클럭 신호에 기초하여 생성된 충전 주파수가 무선충전장치에서 요구하는 충전주파수로 생성되는지를 판단하기 위하여 공진 회로(330)에 제공된 충전 주파수를 피드백하여 확인할 수 있다.At this time, the wireless charging device can check the charging frequency provided to the resonance circuit 330 by feeding back the frequency to the resonance circuit 330 through the
무선충전장치는 상기 피드백된 충전 주파수가 주파수 임계 범위 내에 포함되는지를 판단할 수 있다.(S512) 즉, 상기 피드백된 충전 주파수가 무선충전장치에서 요구하는 충전 주파수를 포함하는 임계 범위 내에 포함되는 주파수로 출력되고 있는지를 판단할 수 있다.The wireless charging device may determine whether the feedback charging frequency is within a frequency threshold range (S512). In other words, the wireless charging device may determine whether the feedback charging frequency is within a critical range including a charging frequency required by the wireless charging device As shown in Fig.
무선충전장치는 상기 판단결과 상기 충전 주파수가 기 설정된 임계 주파수 범위 내에 포함되지 않는 경우 상기 제2 클럭 생성부(292)에서 출력되는 기준 클럭 신호의 오류를 판단하게 된다. If the charging frequency is not within the predetermined threshold frequency range, the wireless charging device determines the error of the reference clock signal output from the
주파수 감지부(251)는 상기 기준 클럭 신호의 오류에 따른 정정 요청 신호를 제어부(290)에 출력할 수 있다.(S514) 즉, 주파수 감지부(251)는 충전 주파수 오류가 기준 클럭 신호의 오류에 의해 발생된 것으로 판단하고, 제어부(290)에 제2 클럭 생성부(292)의 기준 클럭 신호 출력을 보정하도록 요청할 수 있다.The
따라서 제2 클럭 생성부(292)는 주파수 감지부(251)의 감지 결과에 따라 출력중인 기준 클럭 신호를 보정하고, 보정된 기준 클럭 신호에 기초하여 무선충전모드를 실행할 수 있다.(S516) Accordingly, the
상기와 같이 무선충전장치는 제1 클럭 생성부의 오동작에 따라 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호를 생성하는 경우 높은 신뢰성의 기준 클럭 신호를 생성하기 위하여 상기 기준 클럭 신호에 기초하여 생성되는 주파수들을 피드백 받고, 피드백된 주파수에 기초하여 기준 클럭 신호를 보정할 수 있도록 할 수 있다.When the reference clock signal is generated through the second clock generator in accordance with a malfunction of the first clock generator, the wireless recharging apparatus outputs the frequencies generated based on the reference clock signal to the high- And to correct the reference clock signal based on the fed-back frequency.
본 실시 예는 본 실시 예의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the embodiments may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the embodiments.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
외부로부터 인가되는 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부;
상기 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터;
공진 캐패시터 및 송신 코일을 포함하고, 상기 교류전력이 인가되는 공진회로;
기준 클럭 신호를 생성하는 제1 클럭 생성부;
제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 클럭 생성부의 신호를 감지하는 클럭 신호 감지부;
상기 클럭 신호 감지부의 감지 신호에 기초하여 기준 클럭 신호를 생성하는 제2 클럭 생성부;를 포함하는 무선충전장치.At least one transmitting coil;
A power converter for converting an intensity of direct current power applied from the outside;
An inverter for converting the DC power into AC power;
A resonant circuit including a resonant capacitor and a transmission coil, to which the AC power is applied;
A first clock generator for generating a reference clock signal;
And a control unit,
Wherein the control unit includes: a clock signal sensing unit for sensing a signal of the first clock generating unit;
And a second clock generator for generating a reference clock signal based on the sensing signal of the clock signal sensing unit.
상기 제어부는
초기 전원 인가 시 또는 무선충전 동작 시 상기 제1 클럭 생성부로부터 기준 클럭 신호가 미 수신되는 경우 상기 제2 클럭 생성부를 구동하도록 제어하는 무선충전장치.The method according to claim 1,
The control unit
And controls the second clock generator to drive the first clock generator when the reference clock signal is not received from the first clock generator when the initial power is applied or during the wireless charging operation.
상기 제어부는
상기 기준 클럭 신호가 임계 회수 이상 미 수신되는 경우 상기 제2 클럭 생성부를 구동하도록 제어하는 무선충전장치.
3. The method of claim 2,
The control unit
And controls to drive the second clock generator when the reference clock signal is not received more than a threshold number of times.
상기 제2 클럭 생성부는 트랜지스터 또는 FET를 포함하는 무선충전장치.The method according to claim 1,
Wherein the second clock generator comprises a transistor or a FET.
상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 주파수 생성 시 상기 기준 클럭 신호에 의해 생성된 동작 주파수를 감지하는 주파수 감지부;를 더 포함하는 무선충전장치.The method according to claim 1,
And a frequency sensing unit for sensing an operating frequency generated by the reference clock signal when generating the reference frequency through the second clock generating unit.
상기 주파수 감지부는
상기 감지된 동작 주파수를 확인하고, 상기 동작 주파수의 오류 시 상기 기준 클럭 신호 보정 요청 신호를 출력하는 무선충전장치.6. The method of claim 5,
The frequency sensing unit
And outputs the reference clock signal correction request signal when the operating frequency is in error.
상기 동작 주파수의 오류는
기준 클럭 신호에 의해 생성된 동작 주파수가 임계 범위에 포함되지 않는 경우 감지되는 무선충전장치.The method according to claim 6,
The error in the operating frequency
Wherein the operating frequency generated by the reference clock signal is not included in the threshold range.
무선전력 송신기 동작 시 제1 클럭 생성부로부터 기준 클럭 신호의 수신 여부를 확인하는 단계;
상기 제1 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호가 미수신되면, 제2 클럭 생성부의 동작을 요청하는 단계;
상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 기준 클럭 신호에 기초하여 무선 충전 장치의 동작을 개시하는 단계;를 포함하는 무선충전방법.A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
Checking whether a reference clock signal is received from a first clock generating unit during a wireless power transmitter operation;
Requesting operation of the second clock generator when the reference clock signal is not received through the first clock generator;
Generating a reference clock signal through the second clock generator;
And initiating operation of the wireless charging device based on the generated reference clock signal.
상기 제1 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호의 수신 여부 확인은 상기 무선전력 송신기의 초기 전원 인가 시 또는 무선충전 동작 중 실행되는 무선충전방법.9. The method of claim 8,
Wherein the confirmation of whether the reference clock signal is received through the first clock generator is performed when the power of the wireless power transmitter is initialized or during a wireless charging operation.
상기 제2 클럭 생성부를 통하여 기준 클럭 신호가 생성되는 경우 상기 기준 클럭 신호에 따른 동작 주파수를 감지하는 단계;
상기 동작 주파수가 임계 주파수 범위에 포함되지 않는 경우 상기 기준 클럭 신호의 보정을 요청하는 단계;
상기 보정 요청 신호에 기초하여 상기 제2 클럭 생성부에서 출력되는 기준 클럭 신호를 보정하는 단계;를 더 포함하는 무선충전방법.9. The method of claim 8,
Sensing an operation frequency according to the reference clock signal when the reference clock signal is generated through the second clock generator;
Requesting correction of the reference clock signal if the operating frequency is not within a threshold frequency range;
And correcting a reference clock signal output from the second clock generator based on the correction request signal.
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