KR20200045170A - 무선 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것으로서, 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 복수 개의 송신 코일과 상기 복수 개의 송신 코일로 인가되는 복수의 교류 전력 신호를 생성하는 교류 전력 생성기와 직류 전원을 상기 교류 전력 생성기에 공급하는 전원과 상기 복수의 교류 전력 신호에 대한 위상을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기가 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 하나를 위상 가변하여 상기 복수 개의 송신 코일을 통해 출력되는 송신 전력을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명은 복수의 송신 코일을 구비된 무선 전력 송신기에서 보다 정밀한 무선 전력 제어를 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

무선 전력 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for Controlling Wireless Power}
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치에서 무선 전력을 제어하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.
언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다.
또한 스마트폰 뿐만 아니라 테블릿 PC, MP3 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 휴대용 기기의 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.
무선 충전 기능이 적용되는 제품이 다양해짐에 따라 보다 넓은 범위의 전력 제어가 요구되고 있다.
종래에는 무선 전력 송신기의 송신 코일을 통해 전송되는 전력을 제어하기 위해 인버터에 인가되는 구동 전압의 세기, 동작 주파수 대역 내 주파수, 펄스 폭 변조 신호의 듀티 등을 제어하였다.
하지만, 종래의 무선 전력 제어 방법은 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치에 적용하는 경우 송신 회로 별 전력 제어가 이루어져 복잡도가 높고, 전력 제어 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신기에서 각각의 송신 코일에 상응하는 증폭기 출력의 위상 제어를 통해 무선 전력 송신기의 전체 전송 전력을 정밀하게 제어하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 무선 전력 전송 방법 및 그를 위한 장치들을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 복수 개의 송신 코일과 상기 복수 개의 송신 코일로 인가되는 복수의 교류 전력 신호를 생성하는 교류 전력 생성기와 직류 전원을 상기 교류 전력 생성기에 공급하는 전원과 상기 복수의 교류 전력 신호에 대한 위상을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기가 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 하나를 위상 가변하여 상기 복수 개의 송신 코일을 통해 출력되는 송신 전력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기가 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 고정하고, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 다른 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 가변하여 상기 송신 전력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 교류 전력 생성기는 상기 복수의 송신 코일의 개수에 상응하는 복수의 인버터를 구비하고, 상기 복수이 인버터로 인가되는 구동 전압은 동일할 수 있다.
또한, 상기 제어기가 상기 인버터에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 상기 인버터가 상기 구동 전압 및 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호에 기반하여 교류 전력 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어기가 상기 복수 개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기가 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 제어하여 동작 주파수를 고정할 수 있다.
또한, 상기 교류 전력 생성기는 상기 복수의 교류 전력 신호 각각의 위상을 제어하는 복수의 위상 제어 회로를 포함하고, 상기 제어기가 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어하여 상기 송신 전력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 제어 신호를 복조하는 복조기를 더 포함하고, 상기 제어기가 상기 복조기로부터 수신된 상기 무선 전력 수신기의 요구 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 결정하고, 상기 결정된 송신 전력에 상응하는 복수의 위상 제어 신호를 생성하여 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법은 무선 전력 수신기를 식별하는 단계와 상기 식별된 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하는 단계와 상기 요구 전력에 기반하여 구비된 복수의 송신 코일을 통해 전송할 송신 전력을 결정하는 단계와 상기 결정된 송신 전력에 기반하여 상기 복수의 송신 코일로 인가되는 교류 전력 신호의 위상을 결정하는 단계와 상기 결정된 위상에 따라 해당 송신 코일로 인가되는 교류 전력 신호의 위상을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 고정하고, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 다른 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 가변하여 상기 송신 전력이 제어될 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기는 상기 복수의 송신 코일의 개수에 상응하는 복수의 인버터를 구비하고, 상기 복수의 인버터로 인가되는 구동 전압은 동일할 수 있다.
또한, 상기 구동 전압 및 상기 인버터에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 펄스 폭 변조 신호를 기반하여 상기 교류 전력 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트가 제어될 수 있다.
또한, 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 제어하여 동작 주파수가 고정될 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기는 상기 복수의 교류 전력 신호 각각의 위상을 제어하는 복수의 위상 제어 회로를 포함하고, 상기 결정된 위상에 따라 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어하여 상기 송신 전력이 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시 예는 멀티 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 실시 예는 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치에서 각 송신 코일에 대응하는 증폭기의 출력 신호 위상을 제어하여 전체 전송 전력을 정밀하게 제어하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 다양한 타입 및 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 전력에 따라 안정적이고 넓은 범위의 전력 공급을 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 하나의 제어기를 통해 전체 전송 전력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 그에 따라 복잡도가 낮추고 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 종래의 4개의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 위상 제어를 통한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 상기한 도 8의 실시 예에서
Figure pat00001
의 변화에 따른
Figure pat00002
의 변화를 보여준다.
도 10은 실시 예에 따른 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 하드웨어적이 구성 요소-예를 들면, 회로 소자, 마이크로 프로세서, 메모리, 센서 등을 포함함-로 구현될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 해당 구성 요소의 일부 기능 또는 전체가 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다.
여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 전송 표준은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) Qi 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 표준 기술을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 1개 이상의 송신기로부터 무선 파워를 수신할 수도 있다.
본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.
도 1은 실시 예에 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.
인밴드 통신에 있어서, 무선 전력 송신단(10)에 의해 송출된 전력 신호(41)가 무선 전력 수신단(20)에 수신되면, 무선 전력 수신단(20)은 수신된 전력 신호를 변조하고, 변조된 신호(42)가 무선 전력 송신단(10)에 전송될 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.
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)으로만 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다.
일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
일 실시 예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다.
이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.
이때, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다.
이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다.
이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다.
연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.
도 4는 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 협상 단계(Negotiation Phase, 440), 보정 단계(Calibration Phase, 450), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 460) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 470)로 구분될 수 있다.
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S402, S404, S408, S410 및 S412를 포함함-일 수 있다.
여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다.
또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.
만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S403).
일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일(또는 1차 코일(Primary Coil))의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. 여기서, 활성 영역은 수신기가 배치되어 무선 충전이 가능한 영역을 의미할 수 있다.
다른 일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 구비된 센서를 이용하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수도 있다.
일 예로, 센서는 홀 센서, 압력 센서, 정전 용량 센서, 전류 센서, 전압 센서, 빛 감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나의 센서를 통해 활성 영역에 배치된 물체를 감지할 수 있다.
선택 단계(410)에서 물체가 감지된 경우, 무선 전력 송신기는 구비된 LC 공진 회로-예를 들면, LC 공진 회로는 직렬로 연결된 코일(인덕터) 및 공진 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있음-에 상응하는 품질 인자를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는 선택단계(410)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 무선 전력 수신기가 배치되었는지를 판단하기 위하여 품질 인자(Quality Factor) 값을 측정할 수 있다. 여기서, 품질 인자 값은 핑 단계(420)로의 진입 이전에 측정될 수 있다. 또한, 품질 인자 값은 송신 코일을 통한 전력 전송이 일시 중단된 상태에서 측정될 수 있다.
일 예로, 품질 인자 값은 미리 정의된 기준 동작 주파수에 대해 측정될 수 있다.
다른 일 예로, 품질 인자 값은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수 대역 내에서 일정 주파수 단위로 샘플링하여 측정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는 동작 주파수 대역 내 측정된 품질 인자 값 중 최대 값을 가지는 품질 인자 값에 대응되는 주파수 값을 확인하고, 이를 메모리에 저장할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 동작 주파수 대역 내 품질 인자 값이 최대인 주파수를 품질 인자 피크 주파수(Quality Factor Peak Frequency) 또는 설명의 편의를 위해 간단히 피크 주파수라 명하기로 한다.
동작 주파수 대역에 상응하여 측정되는 품질 인자의 분포 및 품질 인자 피크 주파수는 무선 전력 송신기 타입에 따라 상이할 수 있다.
특히, 동일 동작 주파수에 대해 수신기를 인증하기 위해 사용되는 송신기-이하 설명의 편의를 위해 ‘인증용 송신기’라 명함-와 LCR 미터를 이용하여 측정된 품질 인자 값은 상용 송신기에서 측정된 품질 인자 값과 상이할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 핑 단계(420)에서 신호 세기 패킷이 수신되면, 식별 및 구성 단계(430)로 진입할 수 있다(S403).
무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 협상 단계로(440)로 진입할 수 있다(S405).
또한, 무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 수신기의 타입에 따라 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S406).
무선 전력 송신기는 협상 단계(440)로 진입하면 무선 전력 수신기로부터 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷(Foreign Object Detection Status Packet)을 수신할 수 있다.
무선 전력 송신기는 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다.
이후, 무선 전력 송신기는 측정된 품질 인자 값과 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.
하지만, 기준 품질 인자 값에 기초하여 결정된 소정 품질 인자 임계 값과 측정된 품질 인자 값을 단순 비교하여 이물질의 존재 여부를 검출하는 이물질 검출 방법이 상용 송신기에 적용되는 경우 이물질 검출에 대한 정확도가 낮아질 수 있다.
여기서, 기준 품질 인자 값은 인증용 송신기의 충전 영역에 이물질 배치되지 않은 상태에서 측정된 기준 동작 주파수에서의 품질 인자 값을 의미한다.
협상 단계(440)에서 수신된 기준 품질 인자 값과 핑 단계(420) 이전에 측정된 기준 동작 주파수에 상응하는 품질 인자 값-이하, 설명의 편의를 위해 현재 품질 인자 값이라 명함-을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.
하지만, 기준 품질 인자 값이 측정된 송신기-즉, 인증용 송신기-와 현재 품질 인자 값이 측정된 송신기는 서로 상이할 수 있다. 따라서, 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 결정된 품질 인자 임계 값은 정확하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시에 따른 송신기는 해당 송신기 타입에 대응하는 기준 품질 인자 값을 무선 전력 수신기로부터 수신하고, 수신된 기준 품질 인자 값에 기초하여 품질 인자 임계 값을 결정할 수도 있다.
송신 코일은 주변 환경 변화에 따라 인덕턴스 및/또는 해당 송신 코일 내 직렬 저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 해당 송신 코일에서의 공진 주파수가 변경(시프트)될 수 있다. 즉, 동작 주파수 대역 내 최대 품질 인자 값이 측정되는 주파수인 품질 인자 피크 주파수가 이동될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 수신기는 높은 투자율을 갖는 마그네틱 실드(차폐재)를 포함하기 때문에, 높은 투자율은 송신 코일에서 측정되는 인덕턴스 값을 증가시킬 수 있다. 반면에 금속 타입의 이물질은 인덕턴스 값을 감소시킬 수 있다.
일반적으로 LC 공진 회로의 경우, 공진 주파수(f_resonant)는
Figure pat00003
로 계산된다.
송신기의 충전 영역에 무선 전력 수신기만이 배치되면, L값이 증가되므로 공진주파수는 작아지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 왼쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.
반면, 송신기의 충전 영역에 이물질이 배치되면, L값이 감소시키므로 공진주파수는 커지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 오른쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.
다른 일 실시예에 따른 송신기는 품질 인자 피크 주파수의 변화에 기반하여 충전 영역에 배치된 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.
송신기는 해당 송신기 타입에 대응하여 미리 설정된 품질 인자 피크 주파수-이하, 설명의 편의를 위해 ‘기준 품질 인자 피크 주파수(pf_reference)’ 또는 ‘기준 피크 주파수’라 명함-에 관한 정보를 수신기로부터 획득하거나 미리 소정 기록 영역에 유지할 수 있다.
송신기는 충전 영역에 물체가 배치되었음을 감지하면, 핑 단계(420)로의 진입 이전에 동작 주파수 대역 내 품질 인자 값을 값을 측정하고, 측정 결과에 기반하여 품질 인자 피크 주파수를 식별할 수 있다. 여기서, 식별된 품질 인자 피크 주파수를 기준 품질 인자 피크 주파수와 구분하기 위해 ‘측정 품질 인자 피크 주파수(pf_measured)’ 또는 ‘측정 피크 주파수’라 명하기로 한다.
협상 단계(430)에서 송신기는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정 품질 인자 피크 주파수에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.
만약, 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보가 수신기로부터 수신되는 경우, 식별 및 구성 단계(430) 또는 협상 단계(440)에서 소정 패킷을 통해 수신될 수 있다.
일 예로, 송신기는 식별 및 구성 단계(430)는 자신의 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수 있다. 수신기는 수신된 송신기 타입 정보에 대응하여 미리 저장된 기준 품질 인자 피크 주파수를 해당 메모리에서 독출하고, 독출된 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보를 송신기에 전송할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 송신기는 품질 인자 피크 주파수에 기반한 이물질 검출 방법과 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 방법을 모두 이용하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다.
일 예로, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값과 측정된 품질 인자 값의 비교 결과 큰 차이가 없는 경우-예를 들면, 두 값 사이의 차이가 10% 이하인 경우-, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정된 품질 인자 피크 주파수를 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다.
반면, 두 품질 인자 값의 차이가 10%를 초과하는 경우, 송신기는 즉시 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
다른 실시 예로, 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정된 품질 인자 임계 값과 측정된 품질 인자 값의 비교 결과 이물질이 없다고 판단되는 경우, 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정된 품질 인자 피크 주파수를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.
송신기는 품질 인자 값에 기반하여 이물질을 검출하는 것이 용이하기 않은 경우, 식별된 수신기에 해당 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보를 요청할 수도 있다. 이 후, 송신기는 기준 품질 인자 피크 주파수에 관한 정보가 수신기로부터 수신되면, 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정 품질 인자 피크 주파수를 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. 이를 통해, 송신기는 충전 영역에 배치된 이물질을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
송신기는 물체를 감지하면, 핑 단계(420)에 진입하여 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송할 수 있다.
핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다.
또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다.
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다.
송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수도 있다.
수신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기 타입에 관한 정보를 송신기에 요구할 수도 있으며, 송신기는 수신기의 요구에 따라 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다.
송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(440)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.
확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(440)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.
반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 해당 무선 전력 수신기가 제1 전력 전송 모드만을 지원하는 수신기로 확인된 경우, 협상 단계(440)를 수행하지 않고, 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수 있다.
무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 주기적으로 소정 이물질 검출 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 이물질 검출 절차는 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 절차일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전력 손실(Power loss)에 기반한 이물질 검출 절차가 적용될 수 있다.
전력 손실에 기반한 이물질 검출 절차는 무선 전력 송신기의 전송 전력과 무선 전력 수신기의 수신 전력의 차이를 소정 기준치와 비교하여 이물질 존재 여부를 판단하는 방법으로서 자세한 절차는 후술할 도면들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
일 예로, 협상 단계(440)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다. 또는, 송신기 타입에 대응되는 기준 피크 주파수 값이 포함된 FOD Status Packet을 수신할 수 있다.
다른 일 예로, 협상 단계(440)에서 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값 및 기준 피크 주파수 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수도 있다. 이때, 송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다.
송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 피크 주파수 임계 값을 결정할 수도 있다. 송신기는 결정된 품질 인자 임계 값 및(또는) 결정된 품질 인자 피크 주파수 임계 값을 측정된 품질 인자 값-핑 단계(420) 이전에 측정된 품질 인자 값을 의미함- 및(또는) 측정 품질 인자 피크 주파수 값과 비교하여 충전 영역에 배치된 이물질을 검출할 수도 있다.
송신기는 이물질 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 네거티브 응답 패킷(Negative acknowledge packet)을 수신기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
송신기는 결정된 품질 인자 피크 주파수 임계 값 및 측정 품질 인자 피크 주파수 값을 비교하여 충전 영역에 배치된 이물질을 검출할 수 있다. 송신기는 이물질 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 이물질 검출 상태 패킷(FOD Status Packet)에 대한 응답으로 NACK 패킷(Negative acknowledge packet)을 수신기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이물질이 검출된 경우, 송신기는 수신기로부터 충전 종료 메시지(End of Charge Message)를 수신할 수 있으며, 그에 따라 선택 단계(410)로 진입할 수 있다.
실시 예에 따른 송신기는 협상 단계(440)에서 이물질이 검출된 경우, 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S415).
반면, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 송신 전력에 대한 협상 단계(440)를 완료하고, 보정 단계(450)를 거쳐 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S407 및 S409).
상세하게, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(450)에서 송신단에서의 송신 전력과 수신단에서의 수신 전력 사이의 세기 차이에 기반하여 전력 손실을 예측(또는 산출)할 수 있다.
전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S410).
또한, 전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수 있다(S411). 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(460)로 회귀할 수 있다(S413).
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력 등에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
도 5는 종래의 4개의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 송신기(500)는 전원(510), 전원(510)으로부터 전력을 인가 받아 교류 전력 신호를 생성하는 제1 내지 제4 송신 회로(520 내지 550), 제1 내지 제4 송신 회로(520 내지 550)으로부터 교류 전력 신호를 인가 받아 무선으로 출력하는 제1 내지 제4 송신 코일(560 내지 590)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 송신 회로는 전력 제어 회로와 증폭기를 포함하여 구성된다.
종래의 무선 전력 송신기(500)는 각 송신 회로가 동작 전압(operation voltage), 동작 주파수(Operation Frequency), 교류 전력 신호 생성을 위한 펄스폭 변조 신호의 듀티 레이트(Duty Rate) 중 적어도 하나를 제어하여 해당 송신 코일로 인가되는 전력의 세기를 제어하였다.
여기서, 무선 전력 송신기(500)에 구비된 4개의 송신 코일을 통해 출력되는 전체 전력 PTOTAL은 제1 전력 PTX1, 제2 전력 PTX2, 제3 전력 PTX3 및 제4 전력 PTX4의 합과 같다.
도 6은 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(600)는 전원(610), 전력 변환기(620), 제어기(630), 교류 전력 생성기(640), 전송 안테나(650) 및 복조기(660)을 포함할 수 있다. 여기서, 전송 안테나(650)는 제1 내지 제N 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. 각각의 안테나는 직렬 연결된 캐패시터 C와 인덕터 L가 구비된 LC 공진 회로를 포함할 수 있다.
전력 변환기(620)는 전원(610)으로부터 인가된 전압 VIN을 직류 전압으로 변환할 수 있다. 여기서, VIN은 직류 전압일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 VIN은 교류 전압일 수도 있다.
VIN이 교류 전압인 경우, 전력 변환기(620)에는 정류 회로가 구비될 수 있다. 전력 변환기(620)는 교류 전압 VIN을 정류하여 특정 직류 전압으로 변환할 수 있다.
전력 변환기(620)는 제어기(630)의 동작에 필요한 직류 전압 VCC을 생성할 수 있다.
또한, 전력 변환기(620)는 교류 전력 생성기(640)의 구동에 필요한 직류 전압 VRAIL을 생성할 수 있다.
교류 전력 생성기(640)는 제1 내지 제N 인버터(641)와 해당 인버터 출력 신호에 대한 위상을 조절하기 위한 제1 내지 제N 위상 제어 회로(642)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 위상 제어 회로의 세부 회로 구조는 종래 다양한 위상 제어 회로 설계 방법 중 어느 하나를 선택하여 적용될 수 있으므로 상세한 회로 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제1 내지 제N 인버터(641)에 인가되는 구동 전압은 모두 VRAIL로 동일할 수 있다.
제어기(630)는 제1 내지 제N 인버터(641)에 구비된 스위치들을 제어하기 위한 제1 내지 제N 스위치 제어 신호를 생성하여 각각의 인버터로 인가할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제N 스위치 제어 신호 각각은 일정한 듀티를 가지는 복수의 펄스 폭 변조 신호로 구성될 수 있으며, 각 인버터에 인가되는 펄스 폭 변조 신호의 개수는 해당 인버터에 구비된 스위치의 개수와 동일할 수 있다.
일 예로, 인버터에 구비된 스위치의 개수가 K이면, 인버터에 인가되는 펄스 폭 변조 신호의 개수는 K일 수 있다. 여기서, K는 2 또는 4일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. K가 2이면, 해당 인버터는 하프 브릿지 타입이고, K가 4이면, 해당 인버터는 풀-브릿지 타입일 수 있다.
실시 예에 따른 제1 내지 제N 스위치 제어 신호는 모두 동일할 수 있다.
교류 전력 생성기(640)의 구비되는 인버터는 모두 동일 타입의 구조일 수 있다.
인버터가 풀 브릿지 형태인 경우, 제어기(630)는 스위치 제어 신호를 이용하여 인버터가 하프 브릿지 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다.
제1 내지 제N 인버터(641)의 출력 신호는 제1 내지 제N 위상 제어 회로(642)에 의해 해당 출력 신호의 위상이 조절될 수 있다.
위상 조절된 교류 전력 신호들은 각각 해당 안테나를 출력될 수 있다.
N개의 안테나를 통해 출력되는 전체 전력 PTOTAL은 제1 전력 PTX#1 내지 제N 전력 PTX#N의 합과 같다.
제어기(630)는 제1 내지 제N 위상 제어 신호를 생성하여 제1 내지 제N 위상 제어 회로(642)의 동작을 제어할 수 있다.
제어기(630)는 복조기(660)를 통해 무선 전력 수신기의 제어 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 제어 패킷은 무선 전력 수신기의 요구 전력에 관한 정보를 포함할 수 있다.
복조기(660)는 전송 안테나(650)상의 진폭 변조된 신호를 복조하고, 복조된 패킷을 제어기(630)에 전달할 수 있다.
제어기(630)는 무선 전력 수신기의 요구 전력에 기초하여 제1 내지 제N 위상 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어기(630)는 교류 전력 생성기(640)으로 인가되는 동작 전압(operation voltage), 동작 주파수(Operation Frequency) 및 인버터에 인가되는 펄스폭 변조 신호의 듀티 레이트(Duty Rate)를 고정한 후, 제1 내지 제N 위상 제어 신호를 이용하여 전송 안테나(650)를 통한 출력되는 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수 있다.
일 예로, 제어기(630)는 제1 내지 제N 안테나 각각에 인가되는 N개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 제어할 수 있다.
일 예로, 제어기(630)는 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 고정하여 동작 주파수를 고정시킬 수 있다.
제어기(630)는 전체 송신 전력 PTOTAL이 무선 전력 수신기의 요구 전력에 수렴하도록 제1 내지 제N 위상 제어 신호를 결정할 수 있다.
실시 예에 따른 제어기(630)는 제1 내지 제N 인버터의 출력 신호 중 일부의 위상을 변경하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
일 예로, 교류 전력 생성기(640)가 4개의 인버터를 포함하는 경우, 제어기(630)는 제1 내지 제2 인버터의 출력 신호에 대해서는 위상 제어를 수행하지 않고, 제3 내지 제4 인버터의 출력에 대해서만 각각 위상 제어를 수행하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
다른 일 예로, 교류 전력 생성기(640)가 4개의 인버터를 포함하는 경우, 제어기(630)는 제1 내지 제2 인버터의 출력 신호의 위상이 0도가 되도록 제어한 후, 제1 내지 제2 인버터의 출력 신호에 대한 더 이상의 위상 제어 없이, 제3 내지 제4 인버터의 출력 신호에 대해서만 위상을 동적으로 변경함으로써, 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
또 다른 일 예로, 교류 전력 생성기(640)가 4개의 인버터를 포함하는 경우, 제어기(630)는 제1 안테나 및 제2 안테나에 인가되는 전력 신호의 위상이 동일하도록 제1 내지 제2 인버터의 출력 위상을 제어한 후, 제1 안테나 및 제2 안테나에 인가되는 전력 신호의 위상을 기준으로 제3 안테나 및 제4 안테나에 인가되는 전력 신호의 위상을 동일하게 동적으로 변경하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
상기한 도 6의 실시 예는 무선 전력 전송을 위한 복수의 안테나가 구비된 무선 전력 송신 장치는 각 송신 코일에 인가되는 교류 전력 신호의 위상 제어를 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 도 6의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 다양한 타입 및 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 전력에 따라 안정적으로 전력 공급을 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 도 6의 실시 예에 따른 무선 전력 전송을 위한 복수의 안테나가 구비된 무선 전력 송신 장치는 안테나에 구비된 송신 코일 별 전력 제어 회로를 구비하지 않고도 하나의 제어기가 송신 코일 별 단순 위상 제어를 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 그에 따라 기기 복잡도가 낮추고, 제조 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(700)는 전원(710), 제1 증폭기(720), 제2 증폭기(730), 제3 증폭기(740), 제4 증폭기(750), 제1 송신 코일(760), 제2 송신 코일(770), 제3 송신 코일(780), 제4 송신 코일(790) 및 제어기(795)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 내지 제4 증폭기(720 내지 750)은 전원(710)으로부터 구동 전압으로 소정 세기의 직류 전압을 인가 받아 신호 증폭을 수행할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4 증폭기(720 내지 750)에 인가되는 직류 전압의 세기는 동일하게 유지될 수 있다.
제어기(795)는 제1 내지 제4 위상 제어 신호를 이용하여 각각 제1 내지 제4 증폭기(720 내지 750)의 출력 신호 위상을 제어할 수 있다.
이때, 제어기(795)는 교류 전력 신호 생성을 위해 제1 내지 제4 증폭기(720 내지 750)에 인가하는 펄스 폭 변조 신호의 동작 주파수를 특정 값으로 고정할 뿐만 아니라 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 특정 값으로 유지시킬 수 있다.
제어기(795)는 구동 전압, 동작 주파수 및 듀티 레이트의 조절 없이도 제1 내지 제4 위상 제어 신호만을 이용하여 무선 전력 송신 장치(700)의 전체 송신 전력을 효과적이고 정밀하게 제어할 수 있다.
여기서, 무선 전력 송신 장치(700)에 구비된 4개의 송신 코일(760 내지 790)을 통해 출력되는 전체 전력 PTOTAL은 제1 전력 PTX1, 제2 전력 PTX2, 제3 전력 PTX3 및 제4 전력 PTX4의 합과 같다.
상기한 도 7의 실시 예에서는 무선 전력 송신 장치(700)가 4개의 송신 코일을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 그보다 많거가 적은 복수의 송신 코일을 포함하여 구성될 수도 있다.
실시 예에 따른 복수의 송신 코일은 상기한 도 7에 도시된 바와 같이 상호 일부 중첩되게 배치될 수 있다.
상기한 도 7의 실시 예는 무선 전력 전송을 위한 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치에서 각 송신 코일에 인가되는 교류 전력 신호의 위상 제어만을 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어하는 것이 가능한 장점이 있다.
또한, 상기한 도 7의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 다양한 타입 및 요구 전력에 따라 안정적으로 전력 공급을 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 도 7의 실시 예에 따른 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치는 송신 코일 별 전력 제어 회로를 구비하지 않고도 하나의 제어기를 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 그에 따라 기기 복잡도를 낮추고, 제조 비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 위상 제어를 통한 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 실시 예에서는 무선 전력 송신 장치의 전송 안테나가 4개의 송신 코일을 구비하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 여기서, 제1 내지 제4 송신 코일에 인가되는 전력을 각각 제1 전력 PTX1, 제2 전력 PTX2, 제3 전력 PTX3 및 제4 전력 PTX4으로 명하기로 한다.
이때,제1 전력 PTX1, 제2 전력 PTX2, 제3 전력 PTX3 및 제4 전력 PTX4은 각각
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
및
Figure pat00007
로 표현될 수 있다. 여기서, A는 해당 전력 신호의 진폭,
Figure pat00008
는 동작 주파수,
Figure pat00009
는 해당 전력 신호의 위상을 의미한다.
전체 전송 전력
Figure pat00010
은 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure pat00011
Figure pat00012
만약,
Figure pat00013
이고,
Figure pat00014
이면,
Figure pat00015
은 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure pat00016
<수학식 2>
이때,
Figure pat00017
의 최대 진폭은
Figure pat00018
이고, 위상은
Figure pat00019
이다.
도 9는 상기한 도 8의 실시 예에서
Figure pat00020
의 변화에 따른
Figure pat00021
의 변화를 보여준다.
도면 번호 910 내지 920을 참조하면,
Figure pat00022
가 0일때
Figure pat00023
은 최대인 4이고,
Figure pat00024
가 증가함에 따라
Figure pat00025
은 감소하여
Figure pat00026
가 90일 때
Figure pat00027
은 최소인 0이 된다.
이상의 도 8 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코일 1 내지 2에 인가되는 전력 신호의 위상을 동일하게 유지시킨 상태에서 송신 코일 3 및 송신 코일 4에 인가되는 전력 신호의 위상을 동적으로 변경함으로써, 전체 송신 전력을 0%~100% 사이에서 정밀하게 조절할 수 있다.
실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코일 3 및 송신 코일 4에 인가되는 전력 신호의 위상이 동일 위상을 가지도록 제어할 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 식별할 수 있다(S1010).
무선 전력 송신기는 식별된 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신할 수 있다(S1020).
무선 전력 송신기는 적어도 요구 전력에 기반하여 구비된 복수의 송신 코일을 통해 전송될 전체 송신 전력을 결정할 수 있다(S1030).
무선 전력 송신기는 결정된 전체 송신 전력에 기초하여 각각의 송신 코일로 인가될 전력 신호의 위상을 결정할 수 있다(S1040).
무선 전력 송신기는 결정되 위상에 따라 해당 송신 코일로 인가되는 전력 신호의 위상을 제어할 수 있다(S1050).
무선 전력 송신기는 식별된 무선 전력 수신기에 무선 전력 송신기의 가용 전력에 관한 정보를 전송할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 가용 전력 내에서 요구 전력을 결정하고, 결정된 요구 전력에 관한 정보를 무선 전력 송신기로 전송할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 송신 코일에 인가되는 전력 신호 중 일부의 위상을 변경하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기가 4개의 인버터(또는 증폭기)를 포함하는 경우, 무선 전력 송신기는 제1 내지 제2 인버터(또는 증폭기)의 출력 신호에 대해서는 위상 제어를 수행하지 않고, 제3 내지 제4 인버터(또는 증폭기)의 출력에 대해서만 각각 위상 제어를 수행하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기가 4개의 인버터(또는 증폭기)를 포함하는 경우, 무선 전력 송신기는 제1 내지 제2 인버터(또는 증폭기)의 출력 신호의 위상이 0도가 되도록 제어한 후, 제1 내지 제2 인버터(또는 증폭기)의 출력 신호에 대한 더 이상의 위상 제어 없이, 제3 내지 제4 인버터(또는 증폭기)의 출력 신호에 대해서만 위상 제어를 동적으로 수행함으로써, 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기가 4개의 인버터를 포함하는 경우, 무선 전력 송신기는 제1 내지 제2 안테나(또는 송신 코일)에 인가되는 전력 신호의 위상이 동일하도록 제1 내지 제2 인버터(또는 증폭기)의 출력 위상을 제어한 후, 제1 또는 제2 안테나(또는 송신 코일)에 인가되는 전력 신호의 위상을 기준으로 제3 내지 제4 안테나(또는 송신 코일)에 인가되는 전력 신호의 위상을 동일하게 동적으로 변경하여 전체 송신 전력 PTOTAL을 제어할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 고정하고, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 다른 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 가변하여 상기 전체 송신 전력을 제어할 수 있다.
무선 전력 송신기는 복수의 송신 코일의 개수에 상응하는 복수의 인버터를 구비하고, 복수의 인버터로 인가되는 구동 전압은 동일하게 유지시킬 수 있다.
무선 전력 송신기는 구동 전압 및 인버터에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 펄스 폭 변조 신호를 기반하여 교류 전력 신호를 생성할 수 있다.
무선 전력 송신기는 복수 개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 제어할 수 있다.
무선 전력 송신기는 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 제어하여 동작 주파수를 고정시킬 수도 있다.
무선 전력 송신기는 복수의 교류 전력 신호 각각의 위상을 제어하는 복수의 위상 제어 회로를 포함할 수 있으며, 결정된 위상에 따라 복수의 위상 제어 회로를 제어하여 전체 송신 전력을 제어할 수 있다.
상기한 도 10의 실시 예는 무선 전력 전송을 위한 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치에서 각 송신 코일에 인가되는 교류 전력 신호의 위상 제어를 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어하는 장점이 있다.
또한, 상기한 도 10의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 다양한 타입 및 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 전력에 따라 안정적으로 전력 공급을 제어할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 도 10의 실시 예에 따른 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 전송 방법은 구비된 송신 코일 별 전력 제어 회로를 구비하지 않고도 송신 코일 별 단순 위상 제어를 통해 통해 전체 송신 전력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 그에 따라 기기 복잡도가 낮추고, 제조 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

Claims (15)

  1. 복수 개의 송신 코일;
    상기 복수 개의 송신 코일로 인가되는 복수의 교류 전력 신호를 생성하는 교류 전력 생성기;
    직류 전원을 상기 교류 전력 생성기에 공급하는 전원; 및
    상기 복수의 교류 전력 신호의 위상을 제어하는 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기가 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 하나의 위상을 가변하여 상기 복수 개의 송신 코일을 통해 출력되는 송신 전력을 제어하는 무선 전력 송신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기가
    상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 고정하고, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 다른 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 가변하여 상기 송신 전력을 제어하는 무선 전력 송신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교류 전력 생성기는 상기 복수의 송신 코일의 개수에 상응하는 복수의 인버터를 구비하고, 상기 복수의 인버터로 인가되는 구동 전압은 동일한 무선 전력 송신기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 인버터에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 펄스 폭 변조 신호를 생성하고,
    상기 인버터가 상기 구동 전압 및 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호에 기반하여 교류 전력 신호를 생성하는 무선 전력 송신기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 복수 개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 제어하는 무선 전력 송신기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 제어하여 동작 주파수를 고정하는 무선 전력 송신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 교류 전력 생성기는 상기 복수의 교류 전력 신호의 위상을 제어하는 복수의 위상 제어 회로를 포함하고, 상기 제어기가 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어하여 상기 송신 전력을 제어하는 무선 전력 송신기.
  8. 제7항에 있어서,
    무선 전력 수신기의 제어 신호를 복조하는 복조기를 포함하고,
    상기 제어기가 상기 복조기로부터 수신된 상기 무선 전력 수신기의 요구 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 결정하고, 상기 결정된 송신 전력에 상응하는 복수의 위상 제어 신호를 생성하여 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  9. 무선 전력 수신기를 식별하는 단계;
    상기 식별된 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하는 단계;
    상기 요구 전력에 기반하여 구비된 복수의 송신 코일을 통해 전송할 송신 전력을 결정하는 단계;
    상기 결정된 전체 송신 전력에 기반하여 상기 복수의 송신 코일로 인가되는 교류 전력 신호의 위상을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 위상에 따라 해당 송신 코일로 인가되는 교류 전력 신호의 위상을 제어하는 단계
    를 포함하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 고정하고, 상기 복수의 교류 전력 신호 중 적어도 다른 두 개의 교류 전력 신호의 위상을 가변하여 상기 송신 전력을 제어하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 송신 코일의 개수에 상응하는 복수의 인버터를 구비하고, 상기 복수의 인버터로 인가되는 구동 전압은 동일한 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동 전압 및 상기 인버터에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위한 복수의 펄스 폭 변조 신호를 기반하여 상기 교류 전력 신호를 생성하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수 개의 교류 전력 신호가 50%이상의 듀티를 유지하도록 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티 레이트를 제어하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수를 제어하여 동작 주파수를 고정하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 교류 전력 신호의 위상을 제어하는 복수의 위상 제어 회로를 포함하고, 상기 결정된 위상에 따라 상기 복수의 위상 제어 회로를 제어하여 상기 송신 전력을 제어하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220368170A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for transmitting power based on multiple coils
JP2023090438A (ja) * 2021-12-17 2023-06-29 東芝テック株式会社 送電装置及び給電システム

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5417907B2 (ja) * 2009-03-09 2014-02-19 セイコーエプソン株式会社 送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム
US9384885B2 (en) * 2011-08-04 2016-07-05 Witricity Corporation Tunable wireless power architectures
KR20140129172A (ko) * 2012-02-16 2014-11-06 오클랜드 유니서비시즈 리미티드 다중 코일 플럭스 패드
JP5888468B2 (ja) * 2013-03-18 2016-03-22 株式会社Ihi 給電装置及び非接触給電システム
EP3096437B1 (en) * 2014-01-08 2020-11-04 LG Innotek Co., Ltd. Wireless power transfer device and wireless power transfer method
US9800076B2 (en) * 2014-02-14 2017-10-24 Massachusetts Institute Of Technology Wireless power transfer
US9369183B2 (en) * 2014-05-15 2016-06-14 Qualcomm Incorporated Systems and methods for measuring power and impedance in wireless power charging systems
US20160064943A1 (en) 2014-08-28 2016-03-03 Konkuk University Industrial Cooperation Corp. Controlling method and system of power transmission system
WO2016108949A1 (en) * 2014-12-31 2016-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Adaptive control of wireless power transfer
US10063065B2 (en) * 2015-01-13 2018-08-28 Samsung Electro-Mechancies Co., Ltd. Wireless power transmitter
US10566853B2 (en) * 2015-02-03 2020-02-18 Apple Inc. Inductive power transmitter
JP2018506257A (ja) * 2015-02-03 2018-03-01 パワーバイプロキシ リミテッド 誘導電力送信機
WO2016172916A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 The University Of Hong Kong Transmitter-side control of wireless power transfer systems without using mutual coupling information or wireless feedback
US10826300B2 (en) * 2015-07-17 2020-11-03 Mediatek Inc. Drive circuits for multi-mode wireless power transmitter
US10581281B2 (en) * 2015-10-23 2020-03-03 Mediatek Inc. In situ coil parameter measurements and foreign objects detection
KR20170069446A (ko) * 2015-12-11 2017-06-21 주식회사 알.에프.텍 무지향성 무선 전력 전송 장치 및 무지향성 무선 전력 전송 방법
TWI679826B (zh) * 2016-06-10 2019-12-11 美商歐西亞股份有限公司 用於近場及遠場應用的無線電力傳輸的方法和設備
US10369891B2 (en) * 2017-02-20 2019-08-06 Ford Global Technologies, Llc Wireless power transfer system parameter estimation
KR102102245B1 (ko) * 2017-03-21 2020-04-22 성균관대학교 산학협력단 개별신호발생기를 이용한 무선 전력 송신 장치 및 방법
KR101897402B1 (ko) * 2017-04-03 2018-09-11 재단법인대구경북과학기술원 무선 전력 전송 시스템
WO2019004753A1 (ko) * 2017-06-28 2019-01-03 엘지전자 주식회사 멀티 코일 기반의 무선전력 전송장치 및 방법
US10923955B2 (en) * 2017-08-29 2021-02-16 Apple Inc. Wireless power system with resonant circuit tuning
KR102413858B1 (ko) * 2017-08-31 2022-06-28 엘지전자 주식회사 제어 알고리즘이 개선된 유도 가열 및 무선 전력 전송 장치
US10826325B2 (en) * 2018-02-21 2020-11-03 X2 Power Technologies Limited Hybrid control apparatus and method
US10985616B2 (en) * 2018-03-30 2021-04-20 STMicroelectronics (Grand Ouest) SAS Contactless transmitter

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