KR20200078871A

KR20200078871A - Method and Apparatus for Controlling Wireless Power Transmission

Info

Publication number: KR20200078871A
Application number: KR1020180168149A
Authority: KR
Inventors: 권용일; 박유리
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2020-07-02

Abstract

The present invention relates to a method for controlling wireless power transmission and a device therefor. According to an embodiment of the present invention, the method for controlling power transmission of a wireless power transmitter comprises the steps of: measuring a quality factor; identifying a wireless power receiver; receiving a foreign matter detection status packet including a reference quality factor value from the wireless power receiver; and determining whether the foreign matter exists based on the measured quality factor and the reference quality factor value. When it is determined that the foreign matter exists, the step of determining whether charging is enabled based on the reference quality factor value can be performed. Therefore, the present invention has an advantage of more accurately detecting the foreign matter.

Description

Method and Apparatus for Controlling Wireless Power Transmission

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전 시 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 전송 제어 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission technology, and more particularly, to a wireless power transmission control method and apparatus therefor capable of detecting a foreign object during wireless charging.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.With the recent rapid development of information and communication technology, a ubiquitous society based on information and communication technology has been formed.

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 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.In order for information communication devices to be accessed anytime, anywhere, sensors in a computer chip with a communication function must be installed in all social facilities. Therefore, the problem of supplying power to these devices and sensors has become a new task. In addition, as the types of mobile devices, such as Bluetooth handsets and iPods, as well as mobile phones, have rapidly increased, charging the battery has required time and effort from users. As a method of solving this problem, wireless power transmission technology has recently been receiving attention.

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.Wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology that wirelessly transmits electric energy from a transmitter to a receiver using the induction principle of a magnetic field, and an electric motor or transformer using the electromagnetic induction principle was already used in the 1800s. Since then, a method of transmitting electric energy by radiating electromagnetic waves such as radio waves, microwaves, and lasers has been attempted. Electric toothbrushes and some wireless shavers that we commonly use are actually charged with electromagnetic induction.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Until now, the energy transmission method using radio can be largely classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short-wavelength radio frequency.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be used not only in mobile but also in various industries such as IT, railway, and home appliance industries.

무선 충전 기술의 응용 범위가 확대됨에 따라 단일 전력 레벨이 아닌 복수 전력 레벨을 지원하는 무선 전력 송신기가 요구되고 있다.As the application range of wireless charging technology is expanded, a wireless power transmitter supporting multiple power levels instead of a single power level is required.

일 예로, 최근에는 5와트(W)급의 스마트폰 뿐만 아니라 15W급의 테블릿 PC도 충전할 수 있는 무선 전력 송신기가 개발되고 있다.For example, recently, a wireless power transmitter has been developed that can charge not only a 5 watt (W) class smartphone but also a 15 W class tablet PC.

무선 충전 가능 영역에 무선 전력 수신기가 아닌 전도체-즉, 이물질(FO:Foreign Object)-가 존재하는 경우, 무선 전력 송신기로부터 출력된 전자기 신호가 이물질에 유도되어 온도가 상승할 수 있다. 일 예로, 이물질은 동전, 클립, 핀, 볼펜 등을 포함할 수 있다.When a conductor that is not a wireless power receiver, that is, a foreign object (FO) exists in a wireless charging area, an electromagnetic signal output from the wireless power transmitter may be induced to the foreign material to increase the temperature. As an example, the foreign material may include coins, clips, pins, ballpoint pens, and the like.

만약, 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 사이에 이물질이 존재하는 경우, 전력 손실에 따라 무선 충전 효율이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 이물질의 전력 흡수에 따라 주변 온도가 상승하여 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기의 온도도 함께 상승할 수 있다. 만약, 충전 영역에 위치한 이물질이 제거되지 않는 경우, 전력 낭비가 초래될 뿐만 아니라 과열로 인해 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 손상이 야기될 수 있다.If a foreign object exists between the wireless power receiver and the wireless power transmitter, the wireless charging efficiency is notably reduced due to the power loss, and the ambient temperature rises due to the absorption of the foreign material, thereby increasing the temperature of the wireless power receiver and the wireless power transmitter. You can rise together. If the foreign matter located in the charging area is not removed, not only waste of power is caused, but overheating may also damage the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

특히, 종래의 무선 충전 시스템은 Q-즉, Quality Factor- 값이 측정 오차 및 단말기 고유 특성 등에 따라 낮은 경우, 충전 영역에 이물질이 배치되지 않았는데도 이물질이 배치된 것으로 판단하는 문제점이 있었다.Particularly, in the case of the conventional wireless charging system, when the Q-that is, the Quality Factor- value is low due to measurement errors and characteristics inherent to the terminal, there is a problem of determining that the foreign matter is disposed even though no foreign matter is disposed in the charging area.

실제로 충전 영역에 이물질이 존재하지 않음에도, 무선 전력 송신기가 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 잘못 판단하는 경우, 충전이 중단되며, 이에 따라 사용자의 불편을 야기할 수 있다.In fact, even if there is no foreign substance in the charging area, if the wireless power transmitter erroneously determines that the foreign material is present in the charging area, charging is stopped, which may cause inconvenience to the user.

따라서, 충전 영역에 위치한 이물질을 정확하게 검출하는 것은 무선 충전 기술 분야에서 매우 중요한 이슈로 부각되고 있다.Therefore, accurate detection of foreign substances located in the charging area has emerged as a very important issue in the field of wireless charging technology.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전을 위한 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention is designed to solve the problems of the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling wireless power transmission for wireless charging.

본 발명의 다른 목적은 보다 정확하게 이물질을 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmitter capable of detecting foreign substances more accurately.

본 발명의 또 다른 목적은 이물질 검출 오류를 최소화시킴으로써 불필요한 충전 중단 및 기기 손상을 미연에 방지하는 것이 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission control method and apparatus that prevents unnecessary charging interruption and device damage by minimizing foreign material detection errors.

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.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.

본 발명은 무선 전력 전송 제어 방법 및 그를 위한 장치들을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for controlling wireless power transmission and devices therefor.

일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법은 품질 인자를 측정하는 단계와 무선 전력 수신기를 식별하는 단계와 상기 무선 전력 수신기로부터 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 단계와 상기 측정된 품질 인자와 상기 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단한 경우, 상기 기준 품질 인자 값에 기초하여 충전 가능 여부를 판단하는 단계를 수행할 수 있다.A method of controlling power transmission of a wireless power transmitter according to an embodiment includes measuring a quality factor, identifying a wireless power receiver, and receiving a foreign object detection status packet including a reference quality factor value from the wireless power receiver. And determining whether a foreign substance is present based on the measured quality factor and the reference quality factor value, and if it is determined that the foreign substance is present, determining whether charging is possible based on the reference quality factor value. It can be done.

여기서, 상기 기준 품질 인자 값에 기초하여 충전 가능 여부를 판단하는 단계는, 상기 기준 품질 인자 값을 제1 기준치와 비교하는 단계와 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제1 기준치를 초과하는 경우, 제1 전력 전송 모드로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.Here, determining whether or not charging is possible based on the reference quality factor value includes comparing the reference quality factor value with a first reference value, and when the reference quality factor value exceeds the first reference value, the first And operating in a power transfer mode.

또한, 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제1 기준치 이하인 경우, 상기 무선 전력 송신기는 상기 제1 전력 전송 모드로 동작하지 않을 수 있다.In addition, when the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, the wireless power transmitter may not operate in the first power transmission mode.

또한, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1 전력 전송 모드로 동작 하는 동안, 보정 단계로의 진입이 차단될 수 있다.In addition, it is determined that the foreign substance is present, and while operating in the first power transmission mode, entry to the correction step may be blocked.

또한, 상기 무선 전력 전송 제어 방법은 상기 제1 전력 전송 모드에서 상기 기준 품질 인자 값을 제2 기준치와 비교하는 단계와 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치를 초과하는 경우, 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단한 결과, 이물질이 존재하지 않는 경우, 제2 전력 전송 모드로 동작할 수 있다.In addition, the wireless power transmission control method may include comparing the reference quality factor value with a second reference value in the first power transmission mode, and when the reference quality factor value exceeds the second reference value, based on power loss. The method may include determining whether a foreign substance exists, and as a result of determining whether a foreign substance exists based on the power loss, when the foreign substance does not exist, may operate in a second power transmission mode.

또한, 상기 제1 전력 전송 모드에서는 보장 전력이 최소 전력 이하로 유지되어 충전이 수행될 수 있다.In addition, in the first power transmission mode, the guaranteed power is maintained below the minimum power and charging can be performed.

또한, 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치를 초과하면, 상기 이물질의 제거 여부에 따라 재협상 단계로 진입하여 상기 보장 전력이 재설정될 수 있다.In addition, when the reference quality factor value exceeds the second reference value, the guaranteed power may be reset by entering a renegotiation step according to whether the foreign substance is removed.

또한, 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치 이하이면, 상기 제1 전력 전송 모드가 유지될 수 있다.In addition, when the reference quality factor value is equal to or less than the second reference value, the first power transmission mode may be maintained.

또한, 상기 제2 기준치는 상기 제1 기준치보다 클 수 있다.Also, the second reference value may be greater than the first reference value.

또한, 상기 재설정되는 보장 전력은 상기 최소 전력보다 크고, 상기 최소 전력은 5와트(W)일 수 있다.In addition, the guaranteed power to be reset is greater than the minimum power, and the minimum power may be 5 watts (W).

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력을 전송하는 전송 안테나와 상기 전송 안테나를 통해 전송될 교류 전력 신호를 생성하는 전력 변환기와 품질 인자 값을 측정하는 측정기와 기준 품질 인자 값이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신하는 변복조기와 상기 측정된 품질 인자와 상기 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 상기 기준 품질 인자 값에 기초하여 충전 가능 여부를 판단하는 제어기를 포함할 수 있다.A wireless power transmitter according to another embodiment includes a transmission antenna transmitting wireless power, a power converter generating an AC power signal to be transmitted through the transmission antenna, a measuring device measuring a quality factor value, and a foreign matter detection including a reference quality factor value A demodulator that receives a status packet and determines whether a foreign substance exists based on the measured quality factor and the reference quality factor value. If the result of the determination determines that the foreign substance exists, it is charged based on the reference quality factor value. It may include a controller for determining whether it is possible.

여기서, 상기 기준 품질 인자 값에 기초하여 충전 가능 여부를 판단 시, 상기 제어기는 상기 기준 품질 인자 값을 제1 기준치와 비교하고, 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제1 기준치를 초과하는 경우, 제1 전력 전송 모드로 동작시킬 수 있다.Here, when determining whether charging is possible based on the reference quality factor value, the controller compares the reference quality factor value with a first reference value, and when the reference quality factor value exceeds the first reference value, the first It can be operated in power transmission mode.

또한, 상기 제어기는 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제1 기준치 이하인 경우, 상기 제1 전력 전송 모드로 동작시키지 않을 수 있다.Also, when the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, the controller may not operate in the first power transmission mode.

또한, 상기 이물질이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1 전력 전송 모드로 동작 하는 동안, 상기 제어기는 보정 단계로의 진입을 차단할 수 있다.In addition, it is determined that the foreign substance is present, and while operating in the first power transmission mode, the controller may block entry into the correction step.

또한, 상기 제어기는 상기 제1 전력 전송 모드에서 상기 기준 품질 인자 값을 제2 기준치와 비교하고, 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치를 초과하는 경우, 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하고, 상기 전력 손실에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단한 결과, 이물질이 존재하지 않는 경우, 제2 전력 전송 모드로 동작시킬 수 있다.In addition, the controller compares the reference quality factor value with a second reference value in the first power transmission mode, and when the reference quality factor value exceeds the second reference value, determines whether a foreign object exists based on power loss. And, as a result of determining whether a foreign object is present based on the power loss, when the foreign material is not present, it may be operated in a second power transmission mode.

또한, 상기 제어기는 상기 제1 전력 전송 모드에서 보장 전력을 최소 전력 이하로 유지하여 충전할 수 있다.In addition, the controller may charge the battery by maintaining the guaranteed power below the minimum power in the first power transmission mode.

또한, 상기 제어기는 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치를 초과하면, 상기 이물질의 제거 여부에 따라 재협상 단계로 진입하여 상기 보장 전력을 재설정할 수 있다.In addition, when the reference quality factor value exceeds the second reference value, the controller may enter a renegotiation step according to whether the foreign material is removed to reset the guaranteed power.

또한, 상기 제어기는 상기 기준 품질 인자 값이 상기 제2 기준치 이하이면, 상기 제1 전력 전송 모드를 유지할 수 있다.In addition, if the reference quality factor value is less than or equal to the second reference value, the controller may maintain the first power transmission mode.

본 발명의 또 다른 실시 예는 상기 무선 전력 전송 제어 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수도 있다.Another embodiment of the present invention may provide a computer-readable recording medium in which a program for executing any one of the methods for controlling the wireless power transmission is recorded.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.The above aspects of the present invention are only some of the preferred embodiments of the present invention, and various embodiments in which the technical features of the present invention are reflected are detailed description of the present invention, which will be described below by those skilled in the art. It can be derived and understood based on.

본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects on the method, apparatus and system according to the present invention are as follows.

본 발명은 무선 충전을 위한 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention has an advantage of providing a method and apparatus for controlling wireless power transmission for wireless charging.

또한, 본 발명은 충전 영역에 배치된 이물질을 보다 정확하게 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless power transmitter capable of more accurately detecting the foreign matter disposed in the charging area.

또한, 본 발명은 이물질 검출 오류를 최소화시킴으로써 불필요한 충전 중단 및 기기 손상을 미연에 방지하는 것이 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of providing a wireless power transmission control method and apparatus that prevents unnecessary charging interruption and device damage by minimizing foreign material detection errors.

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.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

도 1은 일 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 5a 내지 5b는 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 실시 예에 따른 상기 도 6의 전송 안테나 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 예에 따라 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동되는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 이물질 검출 여부에 따른 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13 내지 도 16은 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
3 is a view for explaining a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
4 is a state transition diagram for describing a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
5A to 5B are diagrams illustrating a foreign material detection procedure of a wireless power transmission system according to an embodiment.
6 is a block diagram illustrating the structure of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment.
7 is a view for explaining the configuration of the transmission antenna of FIG. 6 according to an embodiment.
8 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiving device interworking with the wireless power transmitting device according to FIG. 6 according to an embodiment.
9 is a view for explaining a method for controlling power transmission according to whether foreign matter is detected in a wireless power transmitter according to an embodiment.
10 is a diagram for explaining a packet format according to an embodiment.
11 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to an embodiment.
12 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to another embodiment.
13 to 16 are diagrams for explaining a method for controlling power transmission in a wireless power transmitter according to another embodiment.

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.Hereinafter, apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in more detail with reference to the drawings. The suffixes "modules" and "parts" for the components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves.

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.In addition, the suffixes “module” and “unit” for components used in the following description may be implemented by hardware components (for example, including circuit elements, microprocessors, memories, sensors, etc.), This is only one embodiment, and some functions or all of the components may be implemented in software.

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.In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed in the "top (top) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is the two components are in direct contact with each other or It includes all that is formed by placing one or more other components between the two components. In addition, when expressed as “up (up) or down (down)”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.

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.In the description of the embodiment, a device equipped with a function for transmitting wireless power on a wireless charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, and a transmitter for convenience of description. , The transmitting side, a wireless power transmission device, a wireless power transmitter, etc. will be used interchangeably. In addition, a wireless power receiving device, a wireless power receiver, a wireless power receiving device, a wireless power receiver, a receiving terminal, a receiving side, for convenience of description as an expression of a device equipped with a function for receiving wireless power from a wireless power transmitting device A receiving device, a receiver, and the like can be used interchangeably.

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.The transmitter according to the present invention may be configured in a pad form, a cradle form, an AP (Access Point) form, a small base station form, a stand form, a ceiling buried form, a wall-mounted form, etc., and one transmitter may be connected to a plurality of wireless power receiving devices. You can also transmit power. To this end, the transmitter may be provided with at least one wireless power transmission means.

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.Here, as the wireless power transmission means, various radio power transmission standards based on an electromagnetic induction method that generates a magnetic field in the coil of the power transmitting end and charges it using the electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the coil of the receiving end under the influence of the magnetic field may be used. For example, the wireless power transmission standard may include, but is not limited to, a standard technology of an electromagnetic induction method defined by Wireless Power Consortium (WPC) Qi and Power Matters Alliance (PMA), which are wireless charging technology standards bodies.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 1개 이상의 송신기로부터 무선 파워를 수신할 수도 있다.In addition, the receiver according to an embodiment of the present invention may be provided with at least one wireless power receiving means, and may also receive wireless power from one or more transmitters.

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.The receiver according to the present invention is a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a terminal for digital broadcasting, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player), navigation, MP3 player, electric It may be used in small electronic devices such as toothbrushes, electronic tags, lighting devices, remote controllers, fishing floats, wearable devices such as smart watches, but is not limited thereto, and if the device is equipped with a wireless power receiving means according to the present invention and is capable of battery charging Is enough.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

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 is largely provided with a wireless power transmitter 10 for wirelessly transmitting power, a wireless power receiver 20 for receiving the transmitted power, and an electronic device 30 receiving the received power. Can be configured.

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.For example, the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission.

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.In the in-band communication, when the power signal 41 transmitted by the wireless power transmitting end 10 is received by the wireless power receiving end 20, the wireless power receiving end 20 modulates the received power signal and modulates the signal. 42 may be transmitted to the wireless power transmitter 10.

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.As another example, the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 perform out-of-band communication for exchanging information using a separate frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission. You can also do

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다.For example, information exchanged between the wireless power transmission end 10 and the wireless power reception end 20 may include control information as well as status information of each other.

여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.Here, the state information and control information exchanged between the transmitting and receiving terminals will become clearer through the description of embodiments to be described later.

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.The in-band communication and the out-of-band communication may provide two-way communication, but are not limited thereto, and in other embodiments, one-way communication or half-duplex 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)으로만 정보를 전송하는 것일 수도 있다.For example, the unidirectional communication may be that the wireless power receiving end 20 transmits information only to the wireless power transmitting end 10, but is not limited thereto, and the wireless power transmitting end 10 is only the wireless power receiving end 20. It may be sending information.

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 method, two-way communication between the wireless power receiving end 20 and the wireless power transmitting end 10 is possible, but there is a feature in that information can be transmitted by only one device at any one time.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다.The wireless power receiver 20 according to an embodiment of the present invention may acquire various status information of the electronic device 30.

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.For example, the status information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage/current information, etc., but is not limited thereto. If not, it is sufficient if the information can be obtained from the electronic device 30 and can be used for wireless power control.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다.In particular, the wireless power transmitter 10 according to an embodiment of the present invention may transmit a predetermined packet indicating whether to support fast charging to the wireless power receiver 20.

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.The wireless power receiving end 20 may notify the electronic device 30 when it is determined that the connected wireless power transmitting end 10 supports the fast charging mode.

전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.The electronic device 30 may indicate that fast charging is possible through a predetermined display means provided, for example, a liquid crystal display.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.

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.For example, as illustrated in reference numeral 200a, the wireless power receiving end 20 may be composed of a plurality of wireless power receiving devices, and a plurality of wireless power receiving devices connected to one wireless power transmitting end 10 may be wirelessly connected. Charging may also be performed.

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.At this time, the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to a plurality of wireless power receivers in a time-division manner, but is not limited thereto. As another example, the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to a plurality of wireless power receivers using different frequency bands allocated for each wireless power receiver.

이때, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving devices that can be connected to one wireless power transmitting terminal 10 is based on at least one of a required power amount for each wireless power receiving device, a battery charging state, power consumption of an electronic device, and available power of a wireless power transmitting device. Can be adaptively determined.

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다.As another example, as illustrated at 200b, the wireless power transmitter 10 may be configured with a plurality of wireless power transmitters.

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.In this case, the wireless power receiver 20 may be connected to a plurality of wireless power transmitters at the same time, and may perform charging by simultaneously receiving power from the connected wireless power transmitters.

이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power transmitting devices connected to the wireless power receiving end 20 is adaptively based on the required power amount of the wireless power receiving end 20, the battery charging state, the power consumption of the electronic device, and the available power amount of the wireless power transmitting device. Can be determined.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

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.As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmission coils 111, 112, and 113. Each transmitting coil may have some areas overlapping with other transmitting coils, and the wireless power transmitter may use predetermined sensing signals 117 and 127 to detect the presence of the wireless power receiver through each transmitting coil. The digital ping signals are sequentially transmitted in a predefined order.

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.As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signals 117 through the primary detection signal transmission procedure shown in FIG. 110, and a signal strength indicator from the wireless power receiver 115 (Signal) Strength Indicator, 116 may identify the received transmission coil (111, 112).

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.Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signals 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in FIG. 120, and transmits power among the transmission coils 111 and 112 where the signal strength indicator 126 has been received. The efficiency (or charging efficiency)—that is, the alignment between the transmitting coil and the receiving coil—can identify a good transmitting coil, and control power to be transmitted through the identified transmitting coil—that is, to achieve wireless charging. .

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.As shown in FIG. 3 above, the reason why the wireless power transmitter performs the two detection signal transmission procedures is to more accurately identify which transmitting coil and the receiving coil of the wireless power receiver are well aligned.

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.If the signal strength indicators 116 and 126 are received at the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, as shown in the reference numerals 110 and 120 of FIG. 3, the wireless power transmitter Selects the transmission coil with the best alignment based on the signal strength indicator 126 received in each of the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, and performs wireless charging using the selected transmission coil. .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram illustrating a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.

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.Referring to FIG. 4, power transmission from a transmitter to a receiver according to an embodiment of the present invention is largely a selection phase (Selection Phase, 410), a ping phase (Ping Phase, 420), an identification and configuration phase (Identification and Configuration Phase) , 430), a negotiation phase (Negotiation Phase, 440), a calibration phase (Calibration Phase, 450), a power transfer phase (Power Transfer Phase, 460) phase and a renegotiation phase (Renegotiation Phase, 470).

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.The selection step 410 transitions when a specific error or specific event is detected while starting or maintaining the power transmission, including the steps S402, S404, S408, S410 and S412, for example. You can.

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다.Here, specific errors and specific events will be clarified through the following description.

또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.In addition, in the selection step 410, the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S403).If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to the ping step 420 (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.For example, in the selection step 410, the transmitter transmits a very short pulse analog ping signal, and based on a current change of the transmitting coil (or primary coil), the active area of the interface surface ( Active Area). Here, the active area may refer to an area in which a receiver is disposed to enable wireless charging.

다른 일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 구비된 센서를 이용하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수도 있다.As another example, in the selection step 410, the transmitter may detect whether an object is present in an active area of the interface surface using a provided sensor.

일 예로, 센서는 홀 센서, 압력 센서, 정전 용량 센서, 측정기, 전압 센서, 빛 감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나의 센서를 통해 활성 영역에 배치된 물체를 감지할 수 있다.As an example, the sensor may include a hall sensor, a pressure sensor, a capacitive sensor, a meter, a voltage sensor, a light sensor, and the like, and detect an object disposed in the active area through at least one sensor.

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.When an object is detected in the selection step 410, the wireless power transmitter corresponds to the provided LC resonant circuit, for example, the LC resonant circuit may be configured to include a coil (inductor) and a resonant capacitor connected in series. The quality factor can be measured.

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.When an object is detected in the selection step 410, the transmitter according to an embodiment of the present invention may measure a quality factor value to determine whether a wireless power receiver is disposed with a foreign object in the charging area.

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.Here, the quality factor value may be measured before entering the ping step 420. Also, the quality factor value may be measured in a state in which power transmission through the transmission coil is temporarily suspended.

품질 인자 값은 다양한 방법으로 측정될 수 있다.Quality factor values can be measured in a variety of ways.

일 예로, 품질 인자 값은 타임 도메인(Time Domain)에서 단위 시간 동안의 펄스 신호의 전압 감쇄율에 기반하여 측정될 수 있다.For example, the quality factor value may be measured based on a voltage attenuation rate of a pulse signal for a unit time in a time domain.

다른 일 예로, 품질 인자 값은 주파수 도메인(Frequency Domain)에서 공진점에서의 에너지 집중률에 기반하여 측정될 수 있다.As another example, the quality factor value may be measured based on an energy concentration rate at a resonance point in a frequency domain.

또 다른 일 예로, 품질 인자 값은 공진 회로에서의 전압 증폭률에 기반하여 측정될 수도 있다.As another example, the quality factor value may be measured based on the voltage amplification factor in the resonant circuit.

일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 미리 정의된 기준 동작 주파수에 대한 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 여기서, 기준 동작 주파수는 100KHz일 수 있다.The wireless power transmitter according to an embodiment may measure a quality factor value for a predefined reference operating frequency. Here, the reference operating frequency may be 100KHz.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 전송에 사용 가능한 동작 주파수 대역 내에서 일정 주파수 단위로 품질 인자 값을 측정할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment may measure the quality factor value in a certain frequency unit within an operating frequency band usable for wireless power transmission.

이 경우, 무선 전력 송신기는 동작 주파수 대역 내 측정된 품질 인자 값들 중 최대값을 가지는 동작 주파수 값을 확인하고, 이를 메모리에 저장할 수 있다.In this case, the wireless power transmitter may check the operating frequency value having the maximum value among the quality factor values measured in the operating frequency band and store it in the memory.

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 주파수 또는 공진 주파수(Resonance Frequecy)라 명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, a frequency having a maximum quality factor value in an operating frequency band is referred to as a quality factor peak frequency or simply a peak frequency or a resonance frequency for convenience of description.

동작 주파수 대역에 상응하여 측정되는 품질 인자 값의 측정 패턴 및 품질 인자 피크 주파수는 무선 전력 송신기의 타입에 따라 상이할 수 있다.The measurement pattern of the quality factor value measured corresponding to the operating frequency band and the peak frequency of the quality factor may be different depending on the type of the wireless power transmitter.

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.In particular, the transmitter used for authenticating the receiver for the same operating frequency-the quality factor value measured using a business card called the'transmitter for authentication' and the LCR meter for convenience of description below. And may be different.

무선 전력 송신기는 핑 단계(420)에서 신호 세기 패킷이 수신되면, 식별 및 구성 단계(430)로 진입할 수 있다(S403).When the signal strength packet is received in the ping step 420, the wireless power transmitter may enter the identification and configuration step 430 (S403).

무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 협상 단계로(440)로 진입할 수 있다(S405).When the identification and configuration procedures are normally completed, the wireless power transmitter may enter the negotiation step 440 (S405).

또한, 무선 전력 송신기는 식별 및 구성 절차가 정상적으로 완료되면, 수신기의 타입에 따라 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S406).Further, when the identification and configuration procedures are normally completed, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 according to the type of the receiver (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.Upon entering the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection Status Packet including a reference quality factor value from the wireless power receiver.

무선 전력 송신기는 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 품질 인자 임계 값을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter may determine a quality factor threshold value based on the received reference quality factor value.

이후, 무선 전력 송신기는 측정된 품질 인자 값과 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmitter may compare the measured quality factor value and the quality factor threshold value to determine whether a foreign material is present.

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.However, if a foreign material detection method for detecting the presence of a foreign material by simply comparing a predetermined quality factor threshold value determined based on the reference quality factor value and the measured quality factor value is applied to a commercial transmitter, the accuracy for foreign material detection may be lowered. have.

여기서, 기준 품질 인자 값은 인증용 송신기의 충전 영역에 이물질 배치되지 않은 상태에서 측정된 기준 동작 주파수에서의 품질 인자 값을 의미한다.Here, the reference quality factor value refers to a quality factor value at a reference operating frequency measured in a state where no foreign matter is placed in the charging area of the authentication transmitter.

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.Compare the reference quality factor value received in the negotiation step 440 and the quality factor value corresponding to the reference operating frequency measured before the ping step 420-hereafter, for convenience of explanation, the current quality factor value is called a business card-and compares the foreign matter You can judge if it exists.

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.However, the transmitter for which the reference quality factor value has been measured-that is, the transmitter for authentication-and the transmitter for which the current quality factor value has been measured may be different from each other. Therefore, the determined quality factor threshold for determining the presence of foreign substances may not be accurate.

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.Accordingly, the transmitter according to an embodiment of the present invention may receive a reference quality factor value corresponding to a corresponding transmitter type from a wireless power receiver, and determine a quality factor threshold value based on the received reference quality factor value.

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.The inductance and/or the series resistance component in the corresponding transmission coil may be reduced according to a change in the surrounding environment, and the resonance frequency in the corresponding transmission coil may be changed (shifted). That is, the peak frequency of the quality factor, which is the frequency at which the maximum quality factor value in the operating frequency band is measured, may be shifted.

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.As an example, since the wireless power receiver includes a magnetic shield (shielding material) having a high magnetic permeability, a high magnetic permeability may increase the inductance value measured in the transmitting coil. On the other hand, a foreign substance of the metal type can reduce the inductance value.

일반적으로 LC 공진 회로의 경우, 공진 주파수(f_resonant)는

로 계산된다.In general, in the case of an LC resonance circuit, the resonance frequency (f_resonant) is

Is calculated as

송신기의 충전 영역에 무선 전력 수신기만이 배치되면, L값이 증가되므로 공진주파수는 작아지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 왼쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.If only the wireless power receiver is placed in the charging area of the transmitter, the L value is increased, so that the resonance frequency is reduced. That is, the resonant frequency is shifted (shifted) to the left on the frequency axis.

반면, 송신기의 충전 영역에 이물질이 배치되면, L값이 감소시키므로 공진주파수는 커지게 된다. 즉, 공진 주파수는 주파수 축상에서 오른쪽으로 이동(쉬프트)하게 된다.On the other hand, when a foreign material is placed in the charging area of the transmitter, the L value decreases, and thus the resonance frequency increases. That is, the resonance frequency is shifted (shifted) to the right on the frequency axis.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 송신기는 품질 인자 피크 주파수의 변화에 기반하여 충전 영역에 배치된 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.The transmitter according to another embodiment of the present invention may determine the presence or absence of a foreign material disposed in the charging area based on the change in the peak frequency of the quality factor.

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'또는 '기준 공진 주파수(Reference Resonance Frequency)'라 명함-에 관한 정보를 수신기로부터 획득하거나 미리 소정 기록 영역에 유지할 수 있다.The transmitter is a preset quality factor peak frequency corresponding to a corresponding transmitter type-hereinafter referred to as'reference quality factor peak frequency (pf_reference)' or'reference peak frequency' or'reference resonance frequency' for convenience of explanation. The business card-related information can be obtained from a receiver or held in advance in a predetermined recording area.

송신기는 충전 영역에 물체가 배치되었음을 감지하면, 핑 단계(420)로의 진입 이전에 동작 주파수 대역 내 품질 인자 값을 측정하고, 측정 결과에 기반하여 품질 인자 피크 주파수를 식별할 수 있다.When the transmitter detects that an object is placed in the charging area, it can measure the quality factor value in the operating frequency band before entering the ping step 420, and identify the quality factor peak frequency based on the measurement result.

여기서, 식별된 품질 인자 피크 주파수를 기준 품질 인자 피크 주파수와 구분하기 위해 '측정 품질 인자 피크 주파수(pf_measured)' 또는 '측정 피크 주파수 또는 '측정 공진 주파수(Measured Resonance Frequency'라 명하기로 한다.Here, in order to distinguish the identified quality factor peak frequency from the reference quality factor peak frequency, it is referred to as'measurement quality factor peak frequency (pf_measured)' or'measurement peak frequency or'measured resonance frequency'.

협상 단계(430)에서 송신기는 기준 품질 인자 피크 주파수와 측정 품질 인자 피크 주파수에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.In the negotiation step 430, the transmitter may determine whether a foreign substance is present based on the reference quality factor peak frequency and the measured quality factor peak frequency.

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.If information regarding the reference quality factor peak frequency is received from the receiver, it may be received through a predetermined packet in the identification and configuration step 430 or the negotiation step 440.

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.As an example, the transmitter identifies and configures step 430 may transmit information regarding its transmitter type to the receiver. The receiver may read the reference quality factor peak frequency stored in advance in the corresponding memory in response to the received transmitter type information, and transmit information on the read reference quality factor peak frequency to the transmitter.

본 발명의 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.In accordance with another embodiment of the present invention, the transmitter may determine whether a foreign object exists by using both a foreign matter detection method based on a quality factor peak frequency and a foreign matter detection method based on a quality factor value.

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.For example, when there is no significant difference as a result of comparison between the reference quality factor value corresponding to the transmitter type and the measured quality factor value-for example, when the difference between the two values is 10% or less, the reference quality corresponding to the transmitter type The presence or absence of foreign matter may be determined by comparing the peak frequency of the factor and the measured peak frequency of the factor of quality.

반면, 두 품질 인자 값의 차이가 10%를 초과하는 경우, 송신기는 즉시 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the difference between the two quality factor values exceeds 10%, the transmitter can immediately determine that foreign matter is present.

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.According to another embodiment, when it is determined that there is no foreign substance as a result of comparing the quality factor threshold value determined based on the reference quality factor value corresponding to the transmitter type and the measured quality factor value, the transmitter determines the reference quality factor peak frequency corresponding to the transmitter type and The presence or absence of foreign matter may be determined by comparing the measured peak frequency of the quality factor.

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.If it is not easy to detect a foreign object based on the quality factor value, the transmitter may request information on a reference quality factor peak frequency corresponding to the corresponding transmitter type to the identified receiver.

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.Thereafter, when the information on the reference quality factor peak frequency is received from the receiver, the transmitter may determine whether a foreign substance is present using the reference quality factor peak frequency and the measurement quality factor peak frequency. Through this, the transmitter can more accurately detect the foreign matter disposed in the charging area.

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.Upon detecting the object, the transmitter may enter a ping step 420 to wake up the receiver, and transmit a digital ping to identify whether the detected object is a wireless power receiver.

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.In the ping step 420, if the transmitter does not receive a response signal for the digital ping-for example, a signal strength packet-from the receiver, it may transition back to the selection step 410.

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.In addition, in the ping step 420, the transmitter may transition to the selection step 410 upon receiving a signal indicating that power transmission has been completed from the receiver, that is, a charging complete packet.

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다.When the ping step 420 is complete, the transmitter can transition to the identification and configuration step 430 to identify the receiver and collect receiver configuration and status information.

송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 송신기 타입에 관한 정보를 수신기에 전송할 수도 있다.The transmitter may transmit information regarding the transmitter type to the receiver in step 430 of identification and configuration.

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.The receiver may request information on the transmitter type at the identification and configuration step 430 to the transmitter, and the transmitter may transmit information on the transmitter type to the receiver according to the request of the receiver.

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.In addition, in the identification and configuration step 430, the transmitter may receive an unexpected packet (unexpected packet), a desired packet for a predefined time (time out), or a packet transmission error (transmission error), or power. If no transfer contract is established (no power transfer contract), the process may transition to the selection step 410.

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.The transmitter may check whether entry into the negotiation step 440 is necessary based on the value of the negotiation field of the configuration packet received in the identification and configuration step 430.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(440)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.As a result of the check, if negotiation is required, the transmitter may enter the negotiation step 440 to perform a predetermined FOD detection procedure.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다.On the other hand, as a result of the check, if negotiation is not required, the transmitter may immediately enter the power transmission step 460.

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.The wireless power transmitter according to an embodiment does not perform the negotiation step 440 when the corresponding wireless power receiver is identified as a receiver supporting only the first power transmission mode in the identification and configuration step 430, and immediately transmits the power. You can enter 460.

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 주기적으로 소정 이물질 검출 절차를 수행할 수 있다.After the wireless power transmitter enters the power transmission step 460, it may periodically perform a certain foreign matter detection procedure.

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.Here, the foreign substance detection procedure may be a foreign substance detection procedure based on a quality factor value, but is not limited thereto, and a foreign substance detection procedure based on power loss may be applied.

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.The foreign material detection procedure based on power loss is a method of determining whether a foreign object exists by comparing a difference between the transmission power of the wireless power transmitter and the received power of the wireless power receiver with a predetermined reference value. will be.

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.For example, in the negotiation step 440, the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) containing a reference quality factor value. Alternatively, a FOD Status Packet including a reference peak frequency value corresponding to the transmitter type may be received.

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.As another example, in the negotiation step 440, the transmitter may receive a status packet including a reference quality factor value and a reference peak frequency value corresponding to the transmitter type. In this case, the transmitter may determine a quality factor threshold value for detecting foreign substances based on the reference quality factor value corresponding to the transmitter type.

송신기는 송신기 타입에 대응되는 기준 품질 인자 피크 주파수 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 품질 인자 피크 주파수 임계 값을 결정할 수도 있다.The transmitter may determine a quality factor peak frequency threshold for foreign matter detection based on a reference quality factor peak frequency value corresponding to the transmitter type.

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.The transmitter measures the determined quality factor threshold and/or the determined quality factor peak frequency threshold to the measured quality factor value-means the quality factor value measured before the ping step 420-and/or the measured quality factor peak frequency It is also possible to detect the foreign matter disposed in the filling area by comparing with the value.

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.The transmitter can control the power transmission according to the result of the foreign object detection. For example, when a foreign object is detected, the transmitter may transmit a negative acknowledgment packet to the receiver in response to the foreign object detection status packet. Accordingly, power transmission may be interrupted, but is not limited thereto.

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.The transmitter compares the determined quality factor peak frequency threshold value and the measured quality factor peak frequency value to detect a foreign substance disposed in the charging area. The transmitter can control the power transmission according to the result of the foreign object detection.

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.For example, when a foreign object is detected, the transmitter may transmit a negative acknowledgment packet (NACK packet) to the receiver in response to the foreign object detection status packet (FOD Status Packet). Accordingly, power transmission may be interrupted, but is not limited thereto.

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.When a foreign object is detected, the transmitter may receive an End of Charge Message from the receiver, and may enter the selection step 410 accordingly.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신기는 협상 단계(440)에서 이물질이 검출된 경우, 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S415).The transmitter according to another embodiment of the present invention may enter the power transmission step 460 when a foreign object is detected in the negotiation step 440 (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).On the other hand, if no foreign matter is detected, the transmitter may complete the negotiation step 440 for transmission power, and may enter the power transmission step 460 through the correction step 450 (S407 and S409).

상세하게, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에 진입하면 수신단에서 수신된 전력의 세기를 확정하고, 송신단에서 전송할 전력의 세기를 결정하기 위해 송신단과 수신단 사이의 전력 손실을 측정할 수 있다.In detail, when a foreign substance is not detected, the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end when entering the correction step 450, and measures the power loss between the transmitting end and the receiving end to determine the strength of the power to be transmitted by the transmitting end. can do.

일 예로, 송신기는 전력 전송 중 수신단으로부터 피드백되는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 수신기에의 수신 전력 세기를 확정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(450)에서 송신단에서의 전송 전력과 수신단에서의 수신 전력 사이의 세기 차이에 기반하여 전력 손실을 예측(또는 산출)할 수 있다.For example, the transmitter may determine the received power strength to the receiver based on the received power strength information fed back from the receiving end during power transmission. That is, the transmitter may predict (or calculate) power loss based on the difference in intensity between the transmit power at the transmitting end and the receive power at the receiving end in the correction step 450.

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).In the power transmission step 460, the transmitter may receive an undesired packet (unexpected packet), a desired packet for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transmission contract (power). transfer contract violation), when charging is completed, the user may enter the selection step 410 (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).In addition, in the power transmission step 460, the transmitter may transition to the renegotiation step 470 when it is necessary to reconstruct the power transmission contract according to a change in the transmitter state (S411). At this time, if the renegotiation is normally completed, the transmitter may return to the power transmission step 460 (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 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The above-described power transmission contract may be established based on status and characteristic information of the transmitter and receiver. For example, the transmitter status information may include information on the maximum transmittable power, information on the maximum number of receivers that can be accommodated, and receiver status information may include information on the required power.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력에 기반하여 제1 전력 전송 모드 중 제2 전력 전송 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작할 수 있다.The wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention may operate in any one of the first power transmission mode and the second power transmission mode based on the guaranteed power required by the wireless power receiver.

무선 전력 송신기에 연결되는 무선 전력 수신기는 제1 전력 전송 모드만을 지원하는 수신기이거나 제1 전력 전송 모드 및 제2 전력 전송 모드를 모두 지원하는 수신기일 수 있다.The wireless power receiver connected to the wireless power transmitter may be a receiver supporting only the first power transmission mode or a receiver supporting both the first power transmission mode and the second power transmission mode.

여기서, 제2 전력 전송 모드에 상응하여 설정 가능한 보장 전력은 제1 전력 전송 모드에서 설정 가능한 보장 전력보다 클 수 있다.Here, the guaranteed power that can be set corresponding to the second power transmission mode may be greater than the guaranteed power that can be set in the first power transmission mode.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.5A is a flowchart illustrating a foreign material detection procedure in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

상세하게 도 5는 제2 전력 전송 모드에서의 이물질 검출 절차를 설명하기 위한 도면이다.In detail, FIG. 5 is a diagram for describing a foreign matter detection procedure in the second power transmission mode.

도 5a를 참조하면, 무선 전력 송신기(510)는 선택 단계에서 물체가 감지되면, 핑 단계로의 진입 이전에 소정 기준 동작 주파수에서의 품질 인자를 측정할 수 있다(S501).Referring to FIG. 5A, when an object is detected in a selection step, the wireless power transmitter 510 may measure a quality factor at a predetermined reference operating frequency before entering the ping step (S501).

여기서, 기준 동작 주파수는 공진 주파수(resonance frequency)일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Here, the reference operating frequency may be a resonance frequency, but is not limited thereto.

무선 전력 송신기(510)는 측정된 품질 인자에 상응하는 품질 인자 값을 내부 메모리에 저장할 수 있다(S502).The wireless power transmitter 510 may store a quality factor value corresponding to the measured quality factor in the internal memory (S502).

여기서, 품질 인자 값은 품질 인자가 디지털 신호로 변환된 것을 의미할 수 있다.Here, the quality factor value may mean that the quality factor is converted into a digital signal.

무선 전력 송신기(510)는 핑 단계로 진입하여 상기한 도 3에서 설명된 감지 신호 전송 절차를 수행할 수 있다(S503).The wireless power transmitter 510 may enter the ping step and perform the detection signal transmission procedure described in FIG. 3 above (S503).

무선 전력 송신기(510)는 무선 전력 수신기(520)가 감지되면, 식별 및 구성 단계로 진입하여 식별 패킷 및 구성 패킷을 수신할 수 있다(S504 및 S505).When the wireless power receiver 520 is detected, the wireless power transmitter 510 may enter an identification and configuration step to receive identification packets and configuration packets (S504 and S505).

무선 전력 송신기(510)는 협상 단계로 진입하여 이물질 검출 상태 패킷을 무선 전력 수신기(520)로부터 수신할 수 있다(S506). 여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 기준 품질 인자 값을 포함할 수 있다.The wireless power transmitter 510 may enter a negotiation step and receive a foreign object detection status packet from the wireless power receiver 520 (S506). Here, the foreign matter detection status packet may include a reference quality factor value.

무선 전력 수신기(510)는 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부 판단을 위한 임계 값을 결정할 수 있다(S507).The wireless power receiver 510 may determine a threshold value for determining whether a foreign object exists based on the reference quality factor value included in the foreign matter detection status packet (S507).

일 예로, 임계 값은 기준 품질 인자 값보다 소정 비율만큼 작은 값으로 결정될 수 있다.For example, the threshold value may be determined as a value smaller than a reference quality factor value by a predetermined ratio.

무선 전력 송신기(510)는 측정된 품질 인자 값과 결정된 임계 값을 비교하여 이물질을 검출할 수 있다(S508). 여기서, 측정된 품질 인자 값이 임계 값보다 작으면, 무선 전력 송신기(510)는 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The wireless power transmitter 510 may detect a foreign material by comparing the measured quality factor value with the determined threshold value (S508). Here, if the measured quality factor value is smaller than the threshold value, the wireless power transmitter 510 may determine that a foreign substance exists in the charging area.

무선 전력 송신기(510)는 이물질 검출 결과에 따라 ACK 응답 또는 NACK 응답 또는 ND(No Decision) 응답을 무선 전력 수신기(520)에 전송할 수 있다(S509).The wireless power transmitter 510 may transmit an ACK response or a NACK response or a ND (No Decision) response to the wireless power receiver 520 according to the foreign material detection result (S509 ).

무선 전력 수신기(520)는 무선 전력 송신기(510)로부터 NACK 응답 또는 ND 응답이 수신되면, 무선 전력 송신기(510)에 의해 전력 전송이 완전히 중단될 때까지 자신의 출력 단자를 통해 전자 기기(또는 배터리/부하)에 일정 세기 이상의 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.When the NACK response or the ND response is received from the wireless power transmitter 510, the wireless power receiver 520 receives an electronic device (or battery) through its output terminal until power transmission is completely stopped by the wireless power transmitter 510. /Load) can be controlled so that power over a certain intensity is not supplied.

여기서, 일정 세기 이상의 전력은 5W가 기준일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계 및 무선 전력 수신기(510)가 탑재된 전자 기기 및(또는 무선 전력 수신기(510)와 연결된 배터리/부하)에 따라 상이하게 정의될 수 있다.Here, the power of a certain intensity or more may be 5W as a standard, but is not limited to this, and is not limited to the design of the person skilled in the art and the electronic device equipped with the wireless power receiver 510 and (or battery/load connected to the wireless power receiver 510) It can therefore be defined differently.

5b는 실시 예에 따른 기준 품질 인자 값에 기반한 이물질 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.5B is a diagram for explaining a method of detecting a foreign object based on a reference quality factor value according to an embodiment.

도 5b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값 Q_reference (531)에서 적어도 10% 낮은 값인 Q_temp (532)를 산출할 수 있다.As shown in FIG. 5B, the wireless power transmitter may calculate Q_temp 532 which is at least 10% lower from the reference quality factor value Q_reference 531.

연이어, 무선 전력 송신기는 Q_temp(532)에 생산 및 측정 허용 오차를 고려하여 품질 인자 임계 값 Q_threshold (533)을 결정할 수 있다.Subsequently, the wireless power transmitter may determine the quality factor threshold Q_threshold 533 in consideration of production and measurement tolerances in Q_temp 532.

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로의 진입 이전에 도면 번호 534에 도시된 바와 같이, 제1 측정 품질 인자 값 Q_measured_#1이 품질 인자 임계 값 Q_threshold (533)을 초과하면, 충전 영역에 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 도면 번호 535와 같이, 제2 측정 품질 인자 값 Q_measured_#2가 품질 인자 임계 값 Q_threshold (533)이하이면, 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.If the first measurement quality factor value Q_measured_#1 exceeds the quality factor threshold value Q_threshold (533), as shown in the drawing number 534 before entering the power transmission step, the wireless power transmitter does not have any foreign matter in the charging area. If it is determined that the second measurement quality factor value Q_measured_#2 is equal to or lower than the quality factor threshold value Q_threshold 533 as shown in 535, it may be determined that a foreign substance exists in the filling region.

도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 세부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6A is a block diagram illustrating a detailed structure of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(600)는 제어기(610), 전력변환기(620), 전송 안테나(630), 변복조기(640), 측정기(650), 메모리(660), 전원 입력 단자(670)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 6a, the wireless power transmission device 600 is a controller 610, a power converter 620, a transmission antenna 630, a modulation and demodulator 640, a measuring instrument 650, memory 660, power input terminal It may be configured to include 670.

전력변환기(620)는 인버터(Invertor, 621) 및 직류-직류 변환기(DC-DC Convertor, 623)를 포함하여 구성될 수 있다.The power converter 620 may include an inverter (621) and a DC-DC converter (DC-DC Convertor, 623).

전원 입력 단자(670)를 통해 인가되는 제1 직류 전압(V_in)은 직류-직류 변환기(623)에 의해 제2 직류 전압(V_rail)으로 변환된 후 인버터(621)로 공급될 수 있다.The first DC voltage V_in applied through the power input terminal 670 may be converted to the second DC voltage V_rail by the DC-DC converter 623 and then supplied to the inverter 621.

제어기(610)는 인버터(621)에 구비된 복수의 스위치를 제어하기 위해 제1 내지 제N 스위치 제어 신호(SC_1 및 SC_N)를 생성하여 인버터(621)로 공급할 수 있다.The controller 610 may generate first to Nth switch control signals SC_1 and SC_N to control a plurality of switches provided in the inverter 621 and supply them to the inverter 621.

인버터(621)는 제1 내지 제N 스위치 제어 신호에 따라 제2 직류 전압(V_rail)을 스위칭 제어하여 교류 전력 신호를 생성할 수 있다.The inverter 621 may switch the second DC voltage V_rail according to the first to Nth switch control signals to generate an AC power signal.

제1 내지 제N 스위치 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다.The first to Nth switch control signals may be pulse width modulated signals.

전송 안테나(630)는 인버터(621)로부터 수신되는 교류 전력 신호를 구비된 공진 회로(미도시)를 이용하여 무선으로 출력할 수 있다.The transmission antenna 630 may wirelessly output an AC power signal received from the inverter 621 using a resonant circuit (not shown).

전송 안테나(630)는 적어도 하나의 인덕터(Inductor, L)와 적어도 하나의 캐패시터(Capacitor, C)로 구성된 LC 공진 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The transmit antenna 630 may include an LC resonant circuit composed of at least one inductor (L) and at least one capacitor (Capacitor, C).

전송 안테나(630)는 하나의 송신 코일-즉, 하나의 인덕터-로 구성된 단일 코일 형태일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 전송 안테나(630)는 후술할 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 송신 코일-즉, 복수의 송신 코일-로 구성될 수도 있다.The transmission antenna 630 may be in the form of a single coil composed of one transmission coil, that is, one inductor, but this is only one embodiment, and the transmission antenna 630 according to another embodiment will be described later with reference to FIG. 6B As shown in, it may be composed of a plurality of transmission coils, that is, a plurality of transmission coils.

직류-직류 변환기(623)의 출력인 제2 직류 전력은 설명의 편의를 위해 인버터 입력 전압 또는 브이레일(V_rail) 또는 인버터 동작 전압과 혼용하여 사용하기로 한다.The second DC power, which is the output of the DC-DC converter 623, is used in combination with an inverter input voltage or V_rail or an inverter operating voltage for convenience of description.

제1 내지 제N 스위치 제어 신호(SC_1 및 SC_N)의 N 값은 인버터(621)에 구비되는 스위치-예를 들면, MOSFET 스위치일 수 있음-의 개수와 동일할 수 있다.The N values of the first to Nth switch control signals SC_1 and SC_N may be equal to the number of switches provided in the inverter 621-for example, may be MOSFET switches.

측정기(650)는 제어기(610)의 제어 신호에 따라 직류-직류 변환기(623)의 출력단에 흐르는 전류-즉, 인버터 입력 전류(I_rail)-의 세기, 인버터(630)에 인가되는 전압의 세기 등을 측정하고, 측정 결과를 제어기(610)에 전달할 수 있다.The meter 650 is the strength of the current flowing through the output terminal of the DC-DC converter 623 according to the control signal of the controller 610-that is, the inverter input current (I_rail)-the strength of the voltage applied to the inverter 630 It can measure, and transmit the measurement result to the controller 610.

측정기(650)는 제어기(610)의 제어 신호에 따라 품질 인자를 측정하고, 측정 결과를 제어기(610)에 전달할 수 있다. 여기서, 품질 인자는 선택 단계(410)에서 물체 감지 후 핑 단계(420)로의 진입 이전에 전력 전송을 일시 중단한 상태에서 측정될 수 있다.The measuring device 650 may measure the quality factor according to the control signal of the controller 610 and transmit the measurement result to the controller 610. Here, the quality factor may be measured in the state in which the power transmission is temporarily suspended before entering the ping step 420 after object detection in the selection step 410.

제어기(610)는 측정기(650)로부터 수신된 측정 품질 인자 값을 메모리(660)에 저장할 수 있다.The controller 610 may store the measurement quality factor value received from the meter 650 in the memory 660.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 해당 기기의 특정 위치-예를 들면, 송신 코일, 충전 베드, 제어 회로 기판 등을 포함할 수 있음-에서의 온도 및(또는) 온도 변화 등을 측정하기 위한 각종 센싱 회로-즉, 온도 센서-를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 온도 센서에 의해 센싱된 정보는 제어기(610)로 전달될 수 있다.The wireless power transmitter 600 according to the embodiment measures temperature and/or temperature change at a specific location of the device, for example, a transmission coil, a charging bed, and a control circuit board. Various sensing circuits for-that is, it may be configured to further include a temperature sensor. Here, information sensed by the temperature sensor may be transmitted to the controller 610.

제어기(610)는 핑 단계에서 신호 세기 지시자의 수신이 확인되면, 디지털 핑 전송을 중단하고 식별 및 구성 단계(430)로 진입하여 식별 패킷 및 구성 패킷을 수신할 수 있다.When the reception of the signal strength indicator is confirmed in the ping step, the controller 610 may stop the digital ping transmission and enter the identification and configuration step 430 to receive the identification packet and the configuration packet.

제어기(610)는 전력 전송 단계(460)로의 진입 후 전력 전송 종료 패킷이 수신되면, 전력 전송을 중단하고, 선택 단계(410)로 진입할 수 있다.When the power transmission end packet is received after entering the power transmission step 460, the controller 610 may stop power transmission and enter the selection step 410.

또한, 제어기(610)는 충전 영역에 이물질이 존재하는 경우, 전력 전송을 중단하고 선택 단계(410)로 진입할 수도 있다.Further, the controller 610 may stop the power transmission and enter the selection step 410 when a foreign object is present in the charging area.

또한, 제어기(610)는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 수신 신호 세기 패킷에 기반하여 무선 전력 전송 경로상의 전력 손실을 산출(또는 추정)할 수 있다.In addition, the controller 610 may calculate (or estimate) power loss on the wireless power transmission path based on the received signal strength packet received from the wireless power receiver.

제어기(610)는 산출(또는 추정)된 전력 손실에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.The controller 610 may determine whether a foreign object is present based on the calculated (or estimated) power loss.

또한, 제어기(610)는 센서(670)로부터 수신된 온도 센싱 정보 또는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 온도 측정 정보에 기반하여 온도 변화를 측정할 수 있다. 제어기(610)는 측정된 온도 변화에 기반하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수도 있다.In addition, the controller 610 may measure the temperature change based on the temperature sensing information received from the sensor 670 or the temperature measurement information received from the wireless power receiver. The controller 610 may also determine whether a foreign object is present based on the measured temperature change.

또한, 제어기(610)는 전력 손실에 기반한 이물질 존재 여부 판단 결과에 기반하여 온도 변화에 기반한 이물질 존재 여부 판단 절차를 수행할 수도 있다.In addition, the controller 610 may perform a procedure for determining whether a foreign substance exists based on a temperature change based on a result of determining whether a foreign substance exists based on power loss.

또한, 제어기(610)는 협상 단계(440)에서 FOD 상태 패킷을 수신하면, 수신된 FOD 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계 값을 결정하고, 결정된 임계 값을 핑 단계(420)로의 진입 이전에 측정된 품질 인자 값과 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수도 있다.In addition, when the controller 610 receives the FOD status packet in the negotiation step 440, it determines a threshold value for detecting foreign substances based on the reference quality factor value included in the received FOD status packet, and pings the determined threshold value. The presence or absence of a foreign material may be determined by comparing the quality factor value measured before entering the step 420.

제어기(610)는 전력 전송 단계(460)로의 진입 이전에 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하고, 판단 결과, 이물질이 존재하지 않는 경우에만 특정 전력 레벨-예를 들면, 5W-이상의 전력 전송이 이루어지도록 제어할 수도 있다.The controller 610 determines whether a foreign object is present based on the quality factor value before entering the power transmission step 460, and as a result of the determination, only when a foreign material does not exist, a specific power level-for example, power of 5W or more It is also possible to control transmission.

제어기(610)는 전력 전송 단계(460)에서 변복조기(680)을 통해 리핑 코드 또는 과열 코드가 포함된 전력 전송 종료 패킷이 수신되는 경우, 전력 전송을 중단하고, 선택 단계(410)로 진입하여 리핑 타이머를 구동시킬 수도 있다.When the power transmission end packet including the ripping code or the overheating code is received through the modulation/demodulation unit 680 in the power transmission step 460, the controller 610 stops power transmission and enters the selection step 410. The ripping timer can also be started.

제어기(610)는 구동된 리핑 타이머가 만료될 때까지 아날로그 핑 전송 및 비프 신호 출력을 억제시킬 수 있다. 이후, 리핑 타이머가 만료되면, 제어기(610)는 핑 단계(420)로 진입하여 전송 안테나(630)를 통해 디지털 핑이 전송되도록 제어할 수 있다.The controller 610 may suppress the analog ping transmission and the beep signal output until the driven ripping timer expires. Thereafter, when the ripping timer expires, the controller 610 may enter the ping step 420 and control the digital ping to be transmitted through the transmission antenna 630.

제어기(610)는 감지된 수신기에 대한 식별 및 구성이 완료된 후 리핑 코드 또는 과열 코드가 포함된 전력 전송 종료 패킷이 수신되면, 리핑 시간을 재설정한 후 선택 단계(410)로 회귀할 수 있다.The controller 610 may return to the selection step 410 after resetting the ripping time when a power transmission end packet including a ripping code or an overheating code is received after identification and configuration of the detected receiver is completed.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기(600) 동작 모드는 제1 전력 전송 모드 및 제2 전력 전송 모드를 포함할 수 있다.The operation mode of the wireless power transmitter 600 according to the embodiment may include a first power transmission mode and a second power transmission mode.

제어기(610)는 협상 단계(440)에서의 이물질이 존재 여부에 대한 판단 결과에 기초하여 제1 전력 전송 모드와 제2 전력 전송 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작시킬 수 있다.The controller 610 may operate in one of the first power transmission mode and the second power transmission mode based on the result of the determination as to whether a foreign object is present in the negotiation step 440.

여기서, 제2 전력 전송 모드는 제1 전력 전송 모드보다 큰 보장 전력(또는 최대 전송 전력)이 설정될 수 있다.Here, a guaranteed power (or a maximum transmission power) larger than the first power transmission mode may be set as the second power transmission mode.

일 예로, 제1 전력 전송 모드에서의 보장 전력은 5W 이하로 설정되고, 제2 전력 전송 모드에서의 보장 전력은 5W보다 큰 전력으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 당업자의 설계에 따라 각각의 동작 모드에 대응하여 설정되는 보장 전력은 상이하게 정의될 수도 있음을 주의해야 한다.For example, the guaranteed power in the first power transmission mode is set to 5 W or less, and the guaranteed power in the second power transmission mode may be set to power greater than 5 W, but is not limited thereto, and according to the design of a person skilled in the art It should be noted that the guaranteed power set corresponding to each operation mode may be defined differently.

협상 단계(440)에서의 이물질 존재 여부에 대한 판단 결과 이물질이 존재하면, 제어기(610)는 보장 전력의 레벨을 제2 전력 전송 모드에 상응하는 제2 레벨로부터 제1 전력 전송 모드에 상응하는 제1 레벨로 변경시킬 수 있다.As a result of the determination as to whether a foreign object exists in the negotiation step 440, if a foreign material exists, the controller 610 sets the level of the guaranteed power from the second level corresponding to the second power transmission mode to the first power transmission mode. Can be changed to 1 level.

즉, 제어기(610)는 협상 단계(440)에서 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 보장 전력을 하향 조절할 수 있다. 이를 통해, 고전력 전송 시 이물질에 의한 과열로 기기가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.That is, if it is determined that the foreign material exists in the negotiation step 440, the controller 610 may downgrade the guaranteed power. Through this, it is possible to prevent the device from being damaged due to overheating due to foreign substances during high power transmission.

제어기(610)는 제1 전력 전송 모드에 진입하면, 상기한 도 4의 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어할 수도 있다.When entering the first power transmission mode, the controller 610 may control the correction step 450 of FIG. 4 described above not to be performed.

만약, 충전 영역에 이물질이 존재함에도 불구하고 제1 전력 전송 모드에서 보정 단계(450)가 수행되는 경우, 상기 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법은 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.If the compensation step 450 is performed in the first power transmission mode despite the presence of foreign matter in the charging area, the foreign matter detection method based on the power loss has a problem of inferior accuracy.

일반적으로 보정 단계(450)는 이물질이 존재하지 않는다는 가정하게 수행되는 절차이다. 따라서, 충전 영역에 이물질이 존재함에도 불구하고 보정 단계(450)가 수행되면, 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법은 그 정확도가 떨어져 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.In general, the correction step 450 is a procedure performed on the assumption that no foreign substance is present. Accordingly, if the correction step 450 is performed despite the presence of foreign matter in the charging region, the foreign matter detection method based on power loss has a problem in that its accuracy is not reliable.

만약, 제1 전력 전송 모드로의 진입 후 전력 손실에 기반한 이물질 검출 방법 및(또는) 온도 변화에 기반한 이물질 검출 방법을 통해 이물질이 검출되지 않은 경우, 제어기(610)는 상기한 도 4의 재협상 단계(470)로 진입할 수 있다.If, after entering the first power transmission mode, the foreign matter is not detected through the foreign matter detection method based on the power loss and/or the foreign matter detection method based on the temperature change, the controller 610 performs the renegotiation step of FIG. 4 described above. You can enter (470).

제어기(610)는 무선 전력 수신기와의 재협상 결과에 따라 전력 전송 계약이 확정되면, 확정된 전력 전송 계약에 따라 동작 모드를 변경할 수도 있다.The controller 610 may change the operation mode according to the determined power transmission contract when the power transmission contract is determined according to the renegotiation result with the wireless power receiver.

일 예로, 전력 전송 계약은 보장 전력에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 제어기(610)는 무선 전력 수신기와의 재협상 절차를 통해 보장 전력을 변경 설정할 수 있다.For example, the power transmission contract may include information on guaranteed power, and the controller 610 may change and set the guaranteed power through a renegotiation procedure with the wireless power receiver.

만약, 재협상 결과 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력이 제1 전력 전송 모드에 상응하는 제1 보장 전력에서 제2 전력 전송 모드에 상응하는 제2 보장 전력으로 변경된 경우, 제어기(610)는 동작 모드를 제1 전력 전송 모드에서 제2 전력 전송 모드로 전환시킬 수도 있다.If, as a result of the renegotiation, the guaranteed power required by the wireless power receiver is changed from the first guaranteed power corresponding to the first power transmission mode to the second guaranteed power corresponding to the second power transmission mode, the controller 610 operates mode May be switched from the first power transmission mode to the second power transmission mode.

이상의 실시 예에서 설명한 바와 같이, 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 실제 이물질이 존재하지 않음에도 불구하고, 이물질이 존재하는 것으로 판별한 경우에도 지속적으로 충전을 진행할 수 있는 장점이 있다.As described in the above embodiment, the wireless power transmitter 600 according to the embodiment has an advantage of continuously charging even if it is determined that a foreign object is present, even though there is no actual foreign object.

상세하게, 무선 전력 송신기(600)는 초기 제2 전력 전송 모드로 동작 중 실제 이물질이 존재하지 않음에도 불구하고, 이물질이 존재하는 것으로 판단한 경우, 즉시 충전을 중단하지 하지 않고, 전력 전송 모드를 제2 전력 전송 모드에서 제1 전력 전송 모드로 전환시켜 충전을 유지시킬 수 있다.In detail, the wireless power transmitter 600 does not immediately stop charging and determines a power transmission mode when it is determined that a foreign object exists, even though there is no actual foreign object during operation in the initial second power transmission mode. Charging can be maintained by switching from the 2 power transfer mode to the first power transfer mode.

일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 충전 영역에 이물질 없이 무선 전력 수신기가 배치된 상태인 경우에도, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태에 따라 충전 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수도 있다.For example, the wireless power transmitter 600 may determine that a foreign material is present in the charging area according to an alignment state between the transmitting coil and the receiving coil even when the wireless power receiver is disposed without a foreign object in the charging area.

무선 전력 송신기(600)는 제1 전력 전송 모드로의 전환 이후에도 추가적인 이물질 검출 절차를 수행함으로써, 보다 정확하게 이물질을 검출할 수 있는 장점이 있다.The wireless power transmitter 600 performs an additional foreign matter detection procedure even after switching to the first power transmission mode, thereby being able to more accurately detect foreign matter.

여기서, 추가적인 이물질 검출 절차는 전력 손실에 기반한 이물질 검출 절차 및 온도 변화에 기반한 이물질 검출 절차 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the additional foreign matter detection procedure may include at least one of a foreign substance detection procedure based on power loss and a foreign substance detection procedure based on temperature change, but is not limited thereto.

실시 예에 따른 제어기(610)는 물체 감지 시 측정된 품질 인자 값과 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정된 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The controller 610 according to an embodiment may determine whether a foreign substance exists by comparing a quality factor threshold value determined based on a quality factor value measured when an object is detected and a reference quality factor value.

상기 1302 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 제어기(610)는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 제1 응답 신호는 이물질이 검출되지 않았음을 지시하는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination in step 1302, if no foreign substance exists, the controller 610 may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver. Here, the first response signal may be an ACK signal indicating that no foreign matter has been detected.

제어기(610)는 제1 응답 신호 전송 후 제1 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다.The controller 610 may perform a first power transmission control procedure after transmitting the first response signal.

제어기(610)는 이물질이 없다고 판단되는 경우 보장 전력을 해당 무선 전력 송신기에서 전송 가능한 최대 전력(Maximum or potential power)까지 설정할 수 있다. When it is determined that there is no foreign matter, the controller 610 may set the guaranteed power up to the maximum power (Maximum or potential power) that can be transmitted from the corresponding wireless power transmitter.

제어기(610)는 협상 단계(440)에서 결정(또는 설정)한 보장 전력에 관한 정보를 송신기 전력 능력 패킷을 통해 무선 전력 수신기로 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 제어기(610)에 의해 결정된 보장 전력 내에서 요구 전력을 결정할 수 있다.The controller 610 may transmit information about the guaranteed power determined (or set) in the negotiation step 440 to the wireless power receiver through the transmitter power capability packet. At this time, the wireless power receiver may determine required power within guaranteed power determined by the controller 610.

제1 전력 전송 제어 절차(S1140)에 대한 상세한 설명은 하기 도 12의 설명으로 대체한다.The detailed description of the first power transmission control procedure (S1140) will be replaced with the description of FIG. 12 below.

이물질이 존재하면, 제어기(610)는 기준 품질 인자 값을 미리 정의된 제1 기준치와 비교할 수 있다. 여기서, 제1 기준치는 모든 타입의 무선 전력 수신기에 대해 공통적으로 적용되는 값일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 무선 전력 수신기의 종류, 카테고리, 제조사 등에 따라 상이하게 정의되어 설정될 수도 있다. 일 예로, 제1 기준치는 20 이하의 어느 값으로 설정될 수 있다.If a foreign object is present, the controller 610 may compare the reference quality factor value with a predefined first reference value. Here, the first reference value may be a value that is commonly applied to all types of wireless power receivers, but this is only one example, and may be defined and set differently according to the type, category, and manufacturer of the wireless power receiver. . For example, the first reference value may be set to any value of 20 or less.

제어기(610)는 기준 품질 인자 값과 제1 기준치의 비교를 통해 기준 품질 인자 값이 너무 낮아 정확한 이물질 검출이 불가능한지 여부를 판단할 수 있다.The controller 610 may determine whether accurate foreign matter detection is impossible because the reference quality factor value is too low by comparing the reference quality factor value with the first reference value.

제어기(610)는 기준 품질 인자 값이 제1 기준치를 초과하면, 보장 전력을 최소 전력 이하로 제한할 수 있다. 일 예로, 최소 전력은 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신기의 타입 및 응용 분야에 따라 그보다 크거나 작을 수도 있다.When the reference quality factor value exceeds the first reference value, the controller 610 may limit the guaranteed power to below the minimum power. For example, the minimum power may be 5W, but is not limited thereto, and may be larger or smaller depending on the type and application field of the wireless power transmitter.

제어기(610)는 보장 전력이 최소 전력 이하로 제한되면, 보정 단계(450)로의 진입을 차단할 수도 있다.If the guaranteed power is limited to less than the minimum power, the controller 610 may block entry to the correction step 450.

제어기(610)는 보장 전력이 최소 전력 이하로 제한된 상태에서 전력 전송 단계(460)로 진입하여 충전을 수행할 수 있다.The controller 610 may enter the power transmission step 460 and perform charging while the guaranteed power is limited to less than or equal to the minimum power.

제어기(610)는 최소 전력 이하로의 충전 중 기준 품질 인자 값과 제2 기준치를 비교할 수도 있다.The controller 610 may compare the reference quality factor value and the second reference value during charging below the minimum power.

여기서, 제2 기준치는 상기 제1 기준치 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 일 예로, 제2 기준치는 20보다 크고 40보다 작은 값 중 어느 하나로 설정될 수 있다.Here, the second reference value may be set to a value greater than the first reference value. For example, the second reference value may be set to any one of values greater than 20 and less than 40.

제어기(610)는 기준 품질 인자 값과 제2 기준치의 비교를 통해 추후 보장 전력에 대한 재협상이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.The controller 610 may determine whether it is possible to renegotiate the guaranteed power later by comparing the reference quality factor value with the second reference value.

일 예로, 협상 단계(440)에서 감지된 이물질이 최소 전력 이하로의 충전 개시 후 충전 영역에서 제거된 것이 확인되면, 제어기(610)는 무선 전력 수신기와의 재협상을 통해 보장 전력을 최소 전력을 초과하게 재설정할 수 있다. 여기서, 보장 전력은 최대 15W까지 재설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, if it is confirmed that the foreign matter detected in the negotiation step 440 is removed from the charging area after the charging starts below the minimum power, the controller 610 exceeds the minimum power to guarantee power through renegotiation with the wireless power receiver. Can be reset. Here, the guaranteed power may be reset up to 15W, but is not limited thereto.

비교 결과, 기준 품질 인자 값이 제2 기준치를 초과하면, 제어기(610)는 협상 단계(440)에서 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다.As a result of the comparison, if the reference quality factor value exceeds the second reference value, the controller 610 may determine whether the foreign matter detected in the negotiation step 440 has been removed from the charging area.

일 예로, 제어기(610)는 최소 전력으로의 충전 중 미리 설정된 전력 손실에 대한 경계값(또는 기준치)을 기준으로 이물질의 제거 여부를 판단할 수 있다. 이때, 충전 전력이 송수신기 사이에 정의된 최소 전력 이하로 유지되므로, 제어기(610)는 전력 손실에 대한 고정된 기준치를 이용하여 이물질의 제거 여부를 정확하게 판단할 수 있다.For example, the controller 610 may determine whether or not to remove the foreign material based on a threshold value (or reference value) for a predetermined power loss during charging with minimum power. At this time, since the charging power is maintained below the minimum power defined between the transceivers, the controller 610 can accurately determine whether to remove the foreign matter by using a fixed reference value for power loss.

제어기(610)는 최소 전력으로의 충전 중 이물질이 제거된 것이 확인되면, 재협상 단계(470)로 진입하여 보장 전력을 재설정할 수 있다.The controller 610 may reset the guaranteed power by entering the renegotiation step 470 when it is confirmed that the foreign matter is removed during charging with the minimum power.

제어기(610)는 재협상 단계(470)로 진입하여 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 요구 전력은 무선 전력 송신기의 가용한 보장 전력 내에서 결정될 수 있다.The controller 610 may enter the renegotiation step 470 and receive a guaranteed power packet including information on required power from the wireless power receiver. Here, the required power may be determined within the available guaranteed power of the wireless power transmitter.

제어기(610)는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷이 수신되면, 재협상 단계(470)를 종료하고, 전력 전송 단계(460)로 재진입하여 무선 전력 수신기의 요구 전력에 따라 충전을 수행할 수 있다.When the negotiation end packet is received from the wireless power receiver, the controller 610 may terminate the renegotiation step 470 and re-enter the power transmission step 460 to perform charging according to the required power of the wireless power receiver.

이물질이 존재하는 상태에서 송신 전력 또는 수신 전력, 손실 전력 중 적어도 하나를 보정할 경우, 이물질에 의한 영향이 포함된 상태로 보정이 이루어지기 때문에 실제 이물질이 존재함에도 불구하고 무선 전력 송신기가 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 확률이 높아질 수 있다.If at least one of transmit power, received power, and lost power is corrected in the presence of a foreign object, the wireless power transmitter does not exist even though the foreign object exists. The probability of judging not to do so may increase.

제어기(610)는 기준 품질 인자 값이 제2 기준치 이하이면, 보장 전력을 최소 전력으로 유지시킬 수 있다.If the reference quality factor value is less than or equal to the second reference value, the controller 610 may maintain the guaranteed power at the minimum power.

제어기(610)는 기준 품질 인자 값이 제1 기준치 이하이면, 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호를 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.If the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, the controller 610 may generate a second response signal in response to the foreign matter detection status packet and transmit it to the wireless power receiver. Here, the second response signal may be a NACK signal.

제어기(610)는 제2 응답 신호 전송 후 미리 정의된 시간 이내-예를 들면, 5초일 수 있음-에 전력 전송을 중단시킬 수 있다.The controller 610 may stop power transmission within a predetermined time after transmitting the second response signal-for example, it may be 5 seconds.

전력 전송이 중단되면, 제어기(610)는 선택 단계(410)로 진입할 수 있다.When the power transmission is stopped, the controller 610 may enter the selection step 410.

실시 예에 따른 제어기(610)는 기준 품질 인자 값을 미리 정의된 제1 기준치와 비교하기 이전에 해당 송수신기에 대해 저 전력 전송이 안전한지 여부를 판단할 수도 있다. 여기서, 저 전력은 무선 전력 송신기의 최소 보장 전력 이하의 전력일 수 있다. 일 예로, 최소 보장 전력은 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The controller 610 according to the embodiment may determine whether low power transmission is safe for the corresponding transceiver before comparing the reference quality factor value with a predefined first reference value. Here, the low power may be less than the minimum guaranteed power of the wireless power transmitter. For example, the minimum guaranteed power may be 5W, but is not limited thereto.

제어기(610)는 저 전력 전송이 안전하다고 판단하면, 기준 품질 인자 값과 제1 기준치를 비교하는 절차를 수행하고, 안전하지 않다고 판단하면, 제2 응답 신호를 해당 무선 전력 수신기로 전송하고 미리 정의된 시간 이내에 전력 전송이 중단되도록 제어할 수 있다.If it is determined that the low power transmission is safe, the controller 610 performs a procedure of comparing the reference quality factor value with the first reference value, and if it is determined that it is not safe, transmits the second response signal to the corresponding wireless power receiver and defines in advance Power transmission can be controlled to be stopped within a predetermined time.

상기 실시 예들에 따른 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값이 제1 기준치를 초과하는 경우 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어함으로써, 이물질 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The wireless power transmitter according to the above embodiments has an advantage of improving the accuracy of foreign matter detection by controlling the correction step 450 not to be performed when the reference quality factor value exceeds the first reference value.

또한, 상기 실시 예들에 따른 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값의 크기에 기초하여 충전 진행 여부뿐만 아니라 보장 전력 재설정 가능 여부를 판단할 수 있는 장점이 있다.In addition, the wireless power transmitter according to the above embodiments has an advantage of determining whether the guaranteed power can be reset as well as whether to proceed with charging based on the size of the reference quality factor value.

특히, 상기한 장점들을 통해 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 이물질에 의한 발열 및 전력 낭비를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 발열에 의한 기기 손상 및 사용자 불편을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, through the above advantages, the wireless power transmitter according to the embodiment has an effect of not only preventing heat and waste of power due to foreign matters, but also minimizing device damage and user inconvenience due to heat generation.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 도 6의 전송 안테나 구성을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the configuration of the transmission antenna of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전송 안테나(630)는 코일 선택 회로(710), 코일 어셈블리(720) 및 공진 캐패시터(730)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the transmission antenna 630 may include a coil selection circuit 710, a coil assembly 720 and a resonant capacitor 730.

코일 어셈블리(720)는 적어도 하나의 송신 코일-즉, 제1 내지 제N 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.The coil assembly 720 may include at least one transmitting coil, that is, first to Nth coils.

코일 선택 회로(710)는 코일 어셈블리(720)에 포함된 송신 코일 중 어느 하나 또는 적어도 어느 하나에 인버터(630) 출력 전류(I_coil)가 전달되도록 구성된 스위칭 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The coil selection circuit 710 may include a switching circuit configured to transmit the output current I_coil of the inverter 630 to any one or at least one of the transmission coils included in the coil assembly 720.

일 예로, 코일 선택 회로(710)는 그것의 일단이 인버터(621) 출력단에 연결되고 타단이 그것에 대응되는 코일에 연결된 제1 내지 제N 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the coil selection circuit 710 may include first to Nth switches whose one end is connected to the output terminal of the inverter 621 and the other end is connected to the coil corresponding to it.

코일 어셈블리(720)에 포함된 제1 내지 제N 코일은 그것의 일단이 코일 선택 회로(710)의 대응되는 스위치에 연결되고, 그것의 타단이 공진 캐패시터(730)와 연결될 수 있다.The first to Nth coils included in the coil assembly 720 may have one end thereof connected to a corresponding switch of the coil selection circuit 710, and the other end thereof may be connected to the resonance capacitor 730.

변복조기(680)는 코일 어셈블리(720)와 공진 캐피시터(730) 사이의 신호-여기서, 신호는 진폭 변조된 신호임-를 복조하여 제어기(610)에 전달할 수 있다.The modulator 680 may demodulate the signal between the coil assembly 720 and the resonant capacitor 730, where the signal is an amplitude modulated signal, and transmit it to the controller 610.

또한, 변복조기(680)는 제어기(610)의 제어 신호에 따라 신호를 변조하고, 변조된 신호를 전송 안테나(630)를 통해 전송할 수도 있다.Also, the modulator 680 may modulate the signal according to the control signal of the controller 610, and transmit the modulated signal through the transmission antenna 630.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동되는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiving device interworking with the wireless power transmitting device according to FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 무선 전력 수신기(800)는 수신 안테나(810), 정류기(820), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 830), 스위치(840), 부하(850), 센싱부(860), 변조부(870), 주제어부(870)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, the wireless power receiver 800 includes a receiving antenna 810, a rectifier 820, a DC/DC converter (830), a switch 840, a load 850, and a sensing unit ( 860), a modulating unit 870, a main control unit 870 may be configured.

상기한 도 8의 예에 도시된 무선 전력 수신기(800)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기와 정보를 교환할 수 있다.The wireless power receiver 800 shown in the example of FIG. 8 described above may exchange information with a wireless power transmitter through in-band communication.

수신 안테나(810)는 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다.The receiving antenna 810 may include an inductor and at least one capacitor.

무선 전력 송신기(600)에 의해 전송된 AC 전력은 수신 안테나(810)을 통해 정류기(820)에 전달할 수 있다. 정류기(820)는 수신 안테나(810)를 통해 전달 받은 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(830)에 전송할 수 있다.The AC power transmitted by the wireless power transmitter 600 may be transmitted to the rectifier 820 through the receiving antenna 810. The rectifier 820 may convert AC power received through the receiving antenna 810 into DC power and transmit it to the DC/DC converter 830.

직류/직류 변환기(830)는 정류기(820)의 출력 DC 전력의 세기를 부하(850)에 의해 요구되는 특정 세기로 DC 전력으로 변환할 수 있다.The DC/DC converter 830 may convert the intensity of the output DC power of the rectifier 820 to DC power at a specific intensity required by the load 850.

센싱부(840)는 정류기(820)의 출력 DC 전력 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(880)에 제공할 수 있다.The sensing unit 840 may measure the output DC power strength of the rectifier 820 and provide the measurement result to the main control unit 880.

주제어부(880)는 정류기(820)의 출력 DC 전력에 기반하여 전력 제어를 수행할 수 있다.The main control unit 880 may perform power control based on the output DC power of the rectifier 820.

또한, 센싱부(840)는 무선 전력 수신에 따라 수신 안테나(810)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(880)에 전송할 수도 있다.In addition, the sensing unit 840 may measure the intensity of the current applied to the receiving antenna 810 according to wireless power reception, and may transmit the measurement result to the main control unit 880.

또한, 센싱부(840)는 무선 전력 수신기(800) 또는 무선 전력 수신기(800)가 장착된 전자 기기의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(880)에 제공할 수도 있다.In addition, the sensing unit 840 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 800 or an electronic device equipped with the wireless power receiver 800 and provide the measured temperature value to the main control unit 880.

일 예로, 주제어부(880)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기를 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 주제어부(880)는 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 변조부(870)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.For example, the main control unit 880 may determine whether overvoltage is generated by comparing the measured intensity of the output DC power of the rectifier with a predetermined reference value. As a result of the determination, when an overvoltage occurs, the main control unit 880 may transmit a predetermined packet indicating that the overvoltage has occurred to the wireless power transmitter 600 through the modulator 870.

변조부(870)는 주제어부(880)로부터 패킷이 수신되면, 수신 안테나(810)를 통해 수신된 AC 전력 및 구비된 스위치를 이용하여 수신된 패킷에 상응하는 진폭 변조 신호를 생성할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기(800)에 의해 진폭 변조된 신호를 구비된 복조기(680)을 통해 복조할 수 있다.When a packet is received from the main control unit 880, the modulator 870 may generate an amplitude modulated signal corresponding to the received packet using AC power received through the reception antenna 810 and a switch provided. In this case, the wireless power transmitter 600 may demodulate the signal demodulated by the wireless power receiver 800 through a demodulator 680.

일 예로, 변조부(870)는 핑 단계에서 주제어부(880)로부터 신호 세기 패킷이 수신되면, 수신 안테나(1010)를 통해 수신된 디지털 핑을 수신된 신호 세기 패킷에 상응하게 진폭 변조할 수 있다.For example, when a signal strength packet is received from the main control unit 880 in the ping step, the modulator 870 may amplitude-modulate the digital ping received through the reception antenna 1010 corresponding to the received signal strength packet. .

일 실시 예에 따른 변조부(870)는 수신 안테나(810)를 통해 수신된 교류 전력 신호를 진폭 변조하기 위한 변조 스위치가 구비될 수 있다. 이 경우, 주제어부(880)는 전송 대상 패킷에 대응하는 펄스 폭 변조 신호를 변조부(870)에 전송하여 변조 스위치를 직접 제어할 수도 있다.The modulator 870 according to an embodiment may be provided with a modulation switch for amplitude modulating the AC power signal received through the receiving antenna 810. In this case, the main control unit 880 may directly control the modulation switch by transmitting a pulse width modulation signal corresponding to the packet to be transmitted to the modulation unit 870.

또한, 주제어부(880)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호-예를 들면, 디지털 핑-가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 패킷이 변조부(870)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.In addition, when the intensity of the output DC power of the rectifier is greater than or equal to a predetermined reference value, the main control unit 880 may determine that a detection signal-for example, a digital ping-has been received, and when receiving the detection signal, corresponding to the detection signal The signal strength packet may be controlled to be transmitted to the wireless power transmitter through the modulator 870.

일 예로, 주제어부(880)는 내부 온도가 소정 기준치를 초과하면, 스위치(840)를 제어-예를 들면, 스위치 OFF-하여 직류/직류 변환기(830)의 출력 DC 전력이 부하(850)에 전달되지 않도록 제어할 수도 있다. 이때, 주제어부(880)는 과열 코드가 포함된 전력 전송 중단 패킷을 변조부(1070)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.For example, when the internal temperature exceeds a predetermined reference value, the main control unit 880 controls the switch 840-for example, the switch is OFF-so that the output DC power of the DC/DC converter 830 is applied to the load 850. It can also be controlled not to be delivered. At this time, the main control unit 880 may transmit the power transmission stop packet including the overheating code to the wireless power transmitter 600 through the modulation unit 1070.

다른 일 예로, 주제어부(880)는 무선 전력 수신기(800)가 장착된 전자 기기의 내부 전력을 제어하는 전력 관리 소자-예를 들면, PMIC(Power Management IC)와 연동될 수 있다.As another example, the main control unit 880 may be interlocked with a power management element that controls the internal power of an electronic device equipped with the wireless power receiver 800-for example, a Power Management IC (PMIC).

이 경우, 직류/직류 변환기(1030)의 출력 DC 전력은 스위치(840)를 통해 전력 관리 소자로 전달될 수 있으며, 전력 관리 소자는 배터리 충전 및 전자 기기 내부 부품으로의 전력 공급을 제어할 수 있다.In this case, the output DC power of the DC/DC converter 1030 may be transmitted to the power management device through the switch 840, and the power management device may control battery charging and power supply to internal components of the electronic device. .

전력 관리 소자는 배터리 충전 상태 정보를 주제어부(880)에 제공할 수 있다. 주제어부(880)는 배터리 충전 상태 정보 및 내부 온도 정보에 기반하여 충전의 진행 여부를 판단할 수 있다.The power management device may provide battery charge status information to the main control unit 880. The main control unit 880 may determine whether charging is in progress based on the battery charging status information and the internal temperature information.

실시 예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 협상 단계(440)에 진입하면, 이물질 검출 상태 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.When the wireless power receiver 800 according to the embodiment enters the negotiation step 440, a foreign object detection status packet may be generated and transmitted to the wireless power transmitter 600.

여기서, 이물질 검출 상태 패킷은 기준 품질 인자 값을 포함할 수 있다.Here, the foreign matter detection status packet may include a reference quality factor value.

무선 전력 송신기(600)는 이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단하기 위한 소정 임계 값을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter 600 may determine a predetermined threshold value for determining whether a foreign object exists based on the reference quality factor value included in the foreign matter detection status packet.

이상의 도 8의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 무선 전력 송신기(600)가 전송한 패킷을 복조하기 위한 복조부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.The wireless power receiver 800 according to the embodiment of FIG. 8 may further include a demodulator (not shown) for demodulating packets transmitted by the wireless power transmitter 600.

이를 통해, 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기(800)는 양방향 통신을 수행할 수도 있다. 일 실시 예로, 양방향 통신은 무선 전력 송신기에서의 패킷 전송 가능 시간과 무선 전력 수신기에서의 패킷 전송 가능 시간이 구분된 시분할 통신일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Through this, the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver 800 may perform bidirectional communication. In one embodiment, the two-way communication may be a time-division communication in which the packet transmission time in the wireless power transmitter and the packet transmission time in the wireless power receiver are divided, but is not limited thereto.

도 9는 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서 이물질 검출 여부에 따른 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a method for controlling power transmission according to whether foreign matter is detected in a wireless power transmitter according to an embodiment.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 요구 패킷을 수신하면, 승인 패킷(Grant Packet)을 전송하여 협상 단계(440)로 진입할 수 있다.Upon receiving the negotiation request packet from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may transmit a grant packet to enter the negotiation step 440.

도 9를 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S901).Referring to FIG. 9, in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) from the wireless power receiver (S901).

일 예로, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may receive a foreign matter detection status packet including a reference quality factor value.

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S902). 여기서, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)에서의 물체 감지 후 핑 단계(420)로의 진입 이전에 측정된 품질 인자 값과 협상 단계(440)에서 수신된 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정한 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists (S902). Here, the wireless power transmitter detects the object in the selection step 410 and determines the quality factor threshold determined based on the quality factor value measured before entering the ping step 420 and the reference quality factor value received in the negotiation step 440. By comparing the values, it is possible to determine whether a foreign substance is present.

판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 ACK 신호를 전송할 수 있다(S903).As a result of the determination, if no foreign substance is present, the wireless power transmitter may transmit an ACK signal to the corresponding wireless power receiver (S903).

이 후, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S904).Subsequently, the wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet including information on guaranteed power required by the wireless power receiver (S904).

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷을 수신할 수 있다(S905).The wireless power transmitter may receive a negotiation termination packet from the wireless power receiver (S905).

무선 전력 송신기는 협상 종료 패킷이 수신되면, 협상 단계(440)에서 보정 단계(450) 단계로 진입할 수 있다.When the negotiation end packet is received, the wireless power transmitter may enter the correction step 450 in the negotiation step 440.

무선 전력 송신기는 보정 단계(450)로 진입하여 소정 보정 절차를 수행할 수 있다(S906).The wireless power transmitter may enter the calibration step 450 and perform a predetermined calibration procedure (S906).

무선 전력 송신기는 보정 절차를 통해 전력 전송 계약이 완료되면, 전력 전송 단계(460)로 진입하여 충전을 개시할 수 있다(S907).When the power transmission contract is completed through the calibration procedure, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 to start charging (S907).

만약, 상기한 902 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하면, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 NACK 신호를 전송할 수 있다(S908).If, as a result of the determination in step 902, a foreign object is present, the wireless power transmitter may transmit a NACK signal in response to the foreign material detection status packet (S908).

무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 NACK 신호가 수신되면, 무선 전력 송신기로부터 수신되는 전력 신호가 완전히 제거될 때까지, 자신의 출력단에서의 전력이 소정 기준치-예를 들면, 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않음-를 초과하지 않도록 제어할 수 있다.When a NACK signal is received in response to a foreign object detection status packet, the wireless power receiver may have a power at its output stage at a predetermined reference value, for example, 5 W, until the power signal received from the wireless power transmitter is completely removed. However, the present invention is not limited to this.

무선 전력 송신기는 NACK 신호 전송 후 미리 정의된 시간 이내-예를 들면, 5초일 수 있음-에 전력 전송을 중단시킬 수 있다(S909).After transmitting the NACK signal, the wireless power transmitter may stop power transmission within a predefined time period (eg, it may be 5 seconds) (S909).

전력 전송이 중단되면, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S910). When the power transmission is stopped, the wireless power transmitter may enter the selection step 410 (S910).

충전 영역에 이물질이 배치된 상태에서 제2 전력 전송 모드에 상응하는 전력을 전송하는 것은 기기의 발열 및 그에 따른 파손 위험성을 높일 수 있다.Transmitting power corresponding to the second power transmission mode while a foreign material is disposed in the charging area may increase the risk of heat generation and damage to the device.

따라서, 일 실시의 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 전력 전송 단계(460)로의 진입을 차단하고 미리 정의된 시간 이내에 전력 전송을 중단한 후 선택 단계(410)로 진입한다.Accordingly, if it is determined that a foreign object exists, the wireless power transmitter of one embodiment blocks the entry into the power transmission step 460 and stops the power transmission within a predefined time before entering the selection step 410.

하지만, 무선 전력 송신기는 구비된 LCR Meter의 측정 오차, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 기구 설계 및 각각에 장착되는 코일의 디자인 차이로 인한 품질 인자 상호 보정 오차(Quality Factor Cross Calibration Error), 송신 코일과 수신 코일 사이의 이격 거리-즉, Z distance- 및 충전 영역에 배치되는 무선 전력 수신기의 위치-즉, XY displacement- 등에 의해 실제 이물질이 존재하지 않으나 이물질이 존재하는 것으로 오판할 수 있다.However, the wireless power transmitter is a quality factor cross calibration error, transmission coil due to measurement error of the equipped LCR meter, instrument design of the wireless power transmitter and wireless power receiver, and design differences of the coils mounted on each. The separation distance between the and the receiving coil-that is, the Z distance-and the position of the wireless power receiver disposed in the charging area-that is, XY displacement-is not actually present, but may be mistaken for the presence of a foreign object.

만약, 실제 이물질이 없음에도 불구하고, 무조건 전력 전송을 중단한 후 선택 단계로 회귀하는 것은 심각한 사용자의 불편을 초래할 수 있다.If, even though there is no actual foreign substance, unconditionally stopping the power transmission and returning to the selection step may cause serious user inconvenience.

특히, 스마트폰 등에 적용되는 무선 전력 수신기는 해당 제품의 두께를 줄이기 위해 투자율이 높은 차폐재를 적용하고, 수신 코일의 두께가 최대한 작아지도록 설계될 수 있다.In particular, the wireless power receiver applied to a smart phone, etc. may be designed to apply a shielding material having a high permeability to reduce the thickness of the corresponding product, and to minimize the thickness of the receiving coil.

이 경우, 저항 R은 매우 커지고, 품질 인자 Q는 매우 작아질 수 있다. 또한, 해당 제품에 금속 재질의 하우징이 적용되는 경우 품질 인자 Q는 더욱 낮아지게 될 수 있다.In this case, the resistance R can be very large, and the quality factor Q can be very small. In addition, when a metallic housing is applied to the product, the quality factor Q may be further lowered.

품질 인자 값이 너무 작은 경우, 이물질 판단의 정확도가 낮아지는 문제점이 있다. 무선 전력 수신기에 수신되는 전력 레벨 별 전력 손실 허용치는 수신 전력 레벨이 높아짐에 따라 증가한다. 일 예로, 전력 손실 허용치는 수신 전력 레벨이 5W이하일 때 350mW이고, 5W~10W일 때 500mW이고, 10W~15W일 때 750mW로 정의될 수 있다.If the quality factor value is too small, there is a problem in that the accuracy of the determination of foreign matter is lowered. The power loss tolerance for each power level received by the wireless power receiver increases as the received power level increases. For example, the power loss tolerance may be defined as 350 mW when the received power level is 5 W or less, 500 mW when 5 W to 10 W, and 750 mW when 10 W to 15 W.

무선 전력 수신기의 품질 인자는 실제 전력 손실량에 큰 영향을 미친다. 일 예로, 동일 수신 전력 레벨에 대해 품질 인자가 낮은 무선 전력 수신기일수록 실제 전력 손실량은 증가하고, 그에 따라 발열량도 증가한다.The quality factor of the wireless power receiver has a great influence on the actual power loss. For example, as the wireless power receiver having a lower quality factor for the same received power level, the actual power loss amount increases, and accordingly the heat generation amount also increases.

이물질 검출 상태 패킷에 포함된 기준 품질 인자 값은 +/- 10%의 정확도를 가져야 한다. 따라서, 품질 인자 임계 값은 기준 품질 인자 값의 90%로 설정된다. 하지만, 기준 품질 인자 값이 낮은 경우, 측정 오차 등으로 인해 실제 충전 영역에 이물질이 없는데도 이물질이 존재하는 것으로 오판할 확률이 높아진다.The reference quality factor value included in the foreign object detection status packet should have an accuracy of +/- 10%. Therefore, the quality factor threshold value is set to 90% of the reference quality factor value. However, when the reference quality factor value is low, there is a high probability that a foreign material is misrepresented as being present even though there is no foreign material in the actual filling area due to measurement error.

이는 무선 전력 송신기에서의 이물질 존재 여부 판단에 대한 오류 확률을 증가시킬 수 있다.This may increase the probability of error in determining whether a foreign object is present in the wireless power transmitter.

예를 들면, 이물질 존재 판단에 대한 오류가 발생하는 경우는 스마트폰이 충전 영역에 배치되었음에도 불구하고, 품질 인자 Q가 낮게 측정되어 이물질로 판단하는 상황, 이물질뿐만 아니라 스마트폰도 함께 충전 영역에 배치된 상황 등을 포함할 수 있다.For example, when an error in the determination of the presence of a foreign substance occurs, despite the fact that the smartphone is placed in the charging area, the quality factor Q is measured to be low and judged as a foreign substance. And the like.

따라서, 상기한 실시 예의 문제점을 해결함으로써, 과열로 인한 기기 손상 및 사용자 불편을 미연에 방지할 수 있는 새로운 무선 전력 송신의 전력 전송 제어 방법이 요구되고 있다.Therefore, by solving the problems of the above-described embodiments, there is a need for a new wireless power transmission power transmission control method capable of preventing device damage and user inconvenience due to overheating.

도 10은 실시 예에 따른, 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a packet format according to an embodiment.

실시 예에 따른 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 인밴드 통신을 통해 패킷을 교환할 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 대역외 통신을 통해 신호 및(또는) 패킷을 교환할 수도 있다.The wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 according to an embodiment may exchange packets through in-band communication, but this is only one embodiment, and signals and/or packets through out-of-band communication You can also exchange

도 10을 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 1010) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 1020) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 1030) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위한 체크썸(Checksum, 1040) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the packet format 1000 used for information exchange between the wireless power transmitting end 10 and the wireless power receiving end 20 may acquire synchronization for demodulation of the corresponding packet and identify the correct start bit of the corresponding packet. Preamble (Preamble, 1010) field, a header (Header, 1020) field for identifying the type of the message included in the packet, the content of the packet (or payload (Payload)) message for transmitting (Message, 1030) field and a checksum (1040) field for checking whether an error has occurred in the corresponding packet.

패킷 수신단은 헤더(1020) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(1030)의 크기를 식별할 수도 있다.The packet receiving end may identify the size of the message 1030 included in the packet based on the header 1020 value.

또한, 상기한 도 4의 단계 별 전송 가능한 패킷의 종류는 헤더(1020) 값에 의해 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(1020) 값은 무선 전력 전송 절차의 서로 다른 단계에서 공용될 수 있도록 정의될 수 있다. 일 예로, 핑 단계(420) 및 전력 전송 단계(460)에서 무선 전력 송신기의 전력 전송을 중단시키기 위한 전력 전송 종료(End Power Transfer) 패킷이 동일한 헤더(1020)으로 정의될 수 있다.In addition, the types of packets that can be transmitted for each step of FIG. 4 described above may be defined by the header 1020 value, and some, the header 1020 value may be defined to be shared at different stages of the wireless power transmission procedure. Can. For example, in the ping step 420 and the power transmission step 460, an end power transfer packet for stopping power transmission of the wireless power transmitter may be defined as the same header 1020.

메시지(1030)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(1030) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The message 1030 includes data to be transmitted by the transmitting end of the corresponding packet. For example, data included in the message 1030 field may be a report, request, or response to the other party, but is not limited thereto.

실시 예에 따른 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC(Medium Access Control) 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.The packet format 1000 according to an embodiment may further include at least one of transmission end identification information for identifying a transmission end transmitting the corresponding packet and reception end identification information for identifying a reception end to receive the corresponding packet. Here, the transmitting end identification information and the receiving end identification information may include IP address information, MAC (Medium Access Control) address information, product identification information, etc., but are not limited thereto, and the receiving end and the transmitting end can be distinguished on the wireless charging system. Information is sufficient.

실시 예에 따른 패킷 포맷(1000)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보를 더 포함할 수도 있다.The packet format 1000 according to an embodiment may further include predetermined group identification information for identifying a corresponding reception group when the corresponding packet is to be received by a plurality of devices.

만약, 헤더(1020)의 값이 이물질 검출 상태 패킷에 대응하는 값인 경우, 메시지(1030) 필드에는 기준 품질 인자 값(Reference Quality factor Value, 1031)이 기록될 수 있다.If the value of the header 1020 corresponds to a foreign matter detection status packet, a reference quality factor value (1031) may be recorded in the message 1030 field.

여기서, 기준 품질 인자 값(1031)은 인증용 송신기인 #MP1의 충전 영역에 이물질 없이 무선 전력 수신기만 배치되었을 때 측정한 품질 인자 값으로 정의될 수 있다. 상세하게, 충전 영역의 중앙에 수신기가 배치되었을 때 측정된 품질 인자 값 및 중앙으로부터 X축 및 Y축을 따라 각각 +/- 5mm 이동 후 측정된 품질 인자 값 중 가장 작은 값이 해당 무선 전력 수신기에 대응되는 기준 품질 인자 값으로 결정될 수 있다. 해당 무선 전력 수신기에 대응하는 기준 품질 인자 값(1031)은 공장 출고 시 해당 무선 전력 수신기에 구비된 메모리에 기록되어 유지될 수 있다. 기준 품질 인자 값(1031)의 측정 시 사용되는 동작 주파수는 100KHz일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Here, the reference quality factor value 1031 may be defined as a quality factor value measured when only a wireless power receiver without a foreign substance is placed in the charging area of #MP1, which is an authentication transmitter. Specifically, the smallest value among the measured quality factor values when the receiver is placed in the center of the charging area and the measured quality factor value after moving +/- 5 mm along the X and Y axes from the center corresponds to the corresponding wireless power receiver. It can be determined by the reference quality factor value. The reference quality factor value 1031 corresponding to the wireless power receiver may be recorded and maintained in a memory provided in the wireless power receiver when shipped from the factory. The operating frequency used when measuring the reference quality factor value 1031 may be 100KHz, but is not limited thereto.

도 11은 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission in a wireless power transmitter according to an embodiment.

도 11을 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1110).Referring to FIG. 11, in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) from the wireless power receiver (S1110).

일 예로, 무선 전력 송신기는 상기의 도 10에 도시된 바와 같이, 메시지 필드(1030)에 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value, 1031)이 포함된 이물질 검출 상태 패킷을 수신할 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 10, the wireless power transmitter may receive a foreign object detection status packet including a reference quality factor value (1031) in the message field 1030.

무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1120).The wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists based on the foreign matter detection status packet (S1120).

무선 전력 송신기는 이물질 검출 결과에 따라 소정 응답 신호를 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may generate a predetermined response signal according to the detection result of the foreign material and transmit it to the wireless power receiver.

일 예로, 무선 전력 송신기는 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하면, 제1 응답 신호를 생성하여 무선 전력 수신기에 전송하고, 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 제2 응답 신호를 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 여기서, 제1 응답 신호는 ACK 응답이고, 제2 응답 신호는 NACK 응답일 수 있다.For example, if it is determined that a foreign object does not exist, the wireless power transmitter generates a first response signal and transmits it to the wireless power receiver, and when it is determined that a foreign object exists, generates a second response signal and transmits it to the wireless power receiver. Can. Here, the first response signal may be an ACK response, and the second response signal may be a NACK response.

무선 전력 송신기로부터 NACK 응답이 수신되면, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기가 전력 전송을 완전히 중단할 때까지 출력 단자를 통해 전자 기기(또는 배터리/부하)에 일정 세기 이상의 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다. 여기서, 일정 세기 이상의 전력은 5W가 기준일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.When a NACK response is received from the wireless power transmitter, the wireless power receiver can control the electronic device (or battery/load) to be supplied with power of a certain level or higher through the output terminal until the wireless power transmitter completely stops transmitting power. have. Here, the power of a predetermined intensity or more may be 5W, but is not limited thereto.

무선 전력 송신기는 제1 응답 신호 전송 후 제1 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다(S1140).After transmitting the first response signal, the wireless power transmitter may perform a first power transmission control procedure (S1140).

무선 전력 송신기는 제2 응답 신호 전송 후 제2 전력 전송 제어 절차를 수행할 수 있다(S1160).After transmitting the second response signal, the wireless power transmitter may perform a second power transmission control procedure (S1160).

여기서, 제1 전력 전송 제어 절차와 제2 전력 전송 제어 절차의 세부 구성은 후술할 도면의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.Here, detailed configurations of the first power transmission control procedure and the second power transmission control procedure will become clearer through the description of the drawings to be described later.

도 12는 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to another embodiment.

도 12를 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1201).Referring to FIG. 12, in a negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) from the wireless power receiver (S1201).

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1202). 여기서, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists (S1202). Here, the wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists based on the reference quality factor value.

판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다(S1203). 여기서, 제1 응답 신호는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination, if no foreign substance is present, the wireless power transmitter may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver (S1203). Here, the first response signal may be an ACK signal.

무선 전력 송신기는 제1 응답 신호 전송 후 제1 전력 전송 제어 절차(S1140)을 수행할 수 있다.After transmitting the first response signal, the wireless power transmitter may perform a first power transmission control procedure (S1140).

이하에서는 제1 전력 전송 제어 절차(S1140)를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the first power transmission control procedure (S1140) will be described in detail.

무선 전력 송신기는 이물질이 없다고 판단하는 경우 보장 전력을 최대 전력(Maximum or potential power)까지 설정할 수 있다.The wireless power transmitter may set the guaranteed power up to the maximum power (Maximum or potential power) when it is determined that there is no foreign matter.

무선 전력 송신기는 협상 단계에서 설정한 보장 전력에 관한 정보가 포함된 송신기 전력 능력 패킷을 무선 전력 수신기로 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 해당 보장 전력 내에서 요구 전력을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit a transmitter power capability packet including information on guaranteed power set in the negotiation step to the wireless power receiver. At this time, the wireless power receiver may determine the required power within the guaranteed power.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 보장 전력(또는 요구 전력)에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S1204).The wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet including information on guaranteed power (or required power) required by the wireless power receiver (S1204).

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷을 수신할 수 있다(S1205).The wireless power transmitter may receive a negotiation termination packet from the wireless power receiver (S1205).

무선 전력 송신기는 보정 단계(450)로 진입하여 보정 절차를 수행할 수 있다(S1206).The wireless power transmitter may enter the calibration step 450 to perform a calibration procedure (S1206).

무선 전력 송신기는 보정 절차가 완료되면, 전력 전송 단계(460)로 진입하여 충전을 개시할 수 있다(S1207).When the calibration procedure is completed, the wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 to start charging (S1207).

만약, 상기한 S1202 단계에서 이물질이 존재하는 것으로 판단하면, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호를 전송할 수 있다(S1208). 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.If it is determined in step S1202 that a foreign object exists, the wireless power transmitter may transmit a second response signal in response to the foreign material detection status packet (S1208). Here, the second response signal may be a NACK signal.

무선 전력 수신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호가 수신되면, 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)을 수행할 수 있다.When the second response signal is received in response to the foreign matter detection status packet, the wireless power receiver may perform a second power transmission control procedure (S1160).

이하에서는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160)를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the second power transmission control procedure (S1160) will be described in detail.

무선 전력 송신기는 이물질이 존재한다고 판단되는 경우 보장 전력을 최소 보장 전력(예를 들어 5W) 이하로 제한할 수 있다. 무선 전력 송신기는 최소 보장 전력이 5W 이하인 상태에서는 미리 설정된 전력 손실에 대한 경계값(또는 기준치)을 기준으로 이물질 존재 여부를 판단할 수 있으며, 송수신기간 미리 정해진 최소 전력이기 때문에 고정된 기준치를 설정하고 이물질을 판단할 수 있다. 전력 손실에 기반한 이물질 검출과는 다른 방식의 이물질 검출 방법이 적용될 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 제한된 보장 전력이 무선 전력 수신기에 전송되도록 제어할 수 있다(S1209).The wireless power transmitter may limit the guaranteed power to less than or equal to the minimum guaranteed power (for example, 5W) when it is determined that foreign matter is present. In the state where the minimum guaranteed power is 5 W or less, the wireless power transmitter can determine the presence or absence of a foreign object based on a threshold value (or reference value) for a predetermined power loss. It is possible to judge foreign substances. A foreign matter detection method different from the power loss based foreign matter detection may be applied. At this time, the wireless power transmitter may control the limited guaranteed power to be transmitted to the wireless power receiver (S1209).

여기서, 제1 전력은 제1 전력 전송 모드에 상응하는 보장 전력일 수 있다. 일 예로, 제1 전력은 5W 이하로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 5W보다 작거나 큰 특정 전력 이하로 설정될 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 무선 전력 신호의 전송을 중단하지 않음을 주의해야 한다.Here, the first power may be guaranteed power corresponding to the first power transmission mode. For example, the first power may be set to 5W or less, but is not limited thereto, and may be set to a specific power less than or equal to 5W. At this time, it should be noted that the wireless power transmitter does not stop transmitting the wireless power signal.

무선 전력 송신기는 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다(S1210). 여기서, 보장 전력 패킷은 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기의 가용한 보장 전력 내에서 결정한 요구 전력에 관한 정보를 포함할 수 있다.The wireless power transmitter may receive a guaranteed power packet (S1210). Here, the guaranteed power packet may include information about the required power determined by the wireless power receiver within the available guaranteed power of the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷이 수신되면, 협상 단계(440)를 종료하고, 전력 전송 단계(460)로 진입하여 기 설정된 제1 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S1212).When the negotiation end packet is received from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may end the negotiation step 440, enter the power transmission step 460, and perform charging with a predetermined first power (S1212).

또, 다른 실시 예로 하기의 도 15에 도시된 바와 같이, 상기한 도 12의 실시 예에서 S1210 단계 및 S1211 단계는 생략될 수도 있으며, 보장 전력을 제1 전력으로 설정한 후(S1209) 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 15 below, steps S1210 and S1211 in the embodiment of FIG. 12 may be omitted, and after setting the guaranteed power as the first power (S1209), the power transmission step You can also enter 460.

상기한 도 12의 실시 예에서는 무선 전력 송신기가 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보장 전력 패킷 및 협상 종료 패킷을 수신하는 것으로 설명되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 무선 전력 송신기에 보장 전력 패킷 및 협상 종료 패킷 중 적어도 하나가 수신되지 않을 수도 있다.In the above-described embodiment of FIG. 12, the wireless power transmitter is described as receiving the guaranteed power packet and the negotiation end packet during the second power transmission control procedure (S1160), but this is only one embodiment, and another embodiment In the wireless power transmitter, at least one of the guaranteed power packet and the negotiation end packet may not be received.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보정 단계(450)를 수행하지 않도록 제어할 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment may control not to perform the correction step 450 during the second power transmission control procedure (S1160 ).

여기서, 보정 단계(450)는 송신기와 수신기 사이의 전송 전력과 수신 전력 그리고 전력 손실에 대한 값을 정확히 측정하도록 송신기의 전송 전력과 수신기의 수신 전력을 비교하는 과정을 의미할 수 있다.Here, the correction step 450 may refer to a process of comparing the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver so as to accurately measure values for transmit power, receive power, and power loss between the transmitter and the receiver.

이때, 보장 전력이 5W 이상인 제2 전력 전송 모드에서는 전송 전력이 커질수록 전력 손실이 달라질 수 있기 때문에 이를 미리 예측(계산)하고, 전송 전력이 달라질 때에 미리 예측한 값을 반영함으로써 전력 손실을 보다 정확하게 계산할 수 있다. 그러나 최소 보장 전력이 5W 이하인 제1 전력 전송 모드에서는 고정된 전력을 타겟으로 설정하여 동작하기 때문에 보정을 진행할 필요가 없다.At this time, in the second power transmission mode in which the guaranteed power is 5 W or more, power loss may be changed as the transmission power increases, so the power loss can be more accurately estimated by predicting (calculating) it in advance and reflecting the predicted value when the transmission power varies. Can be calculated. However, in the first power transmission mode in which the minimum guaranteed power is 5 W or less, since the fixed power is set as a target and operated, there is no need to perform correction.

또한, 이물질이 존재하는 상태에서 송신 전력 또는 수신 전력, 손실 전력 중 적어도 하나를 보정할 경우, 이물질에 의한 영향이 포함된 상태로 보정이 이루어지기 때문에 실제 이물질이 존재함에도 불구하고 무선 전력 송신기가 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 확률이 높아질 수 있다.In addition, when at least one of transmission power, received power, and lost power is corrected in the presence of a foreign material, the wireless power transmitter is configured to perform a foreign matter despite the presence of an actual foreign material since the correction is performed to include the influence of the foreign material. The probability of judging that this does not exist may increase.

따라서, 실시 예에 따른 무선 전력 전송 제어 방법은 제2 전력 전송 제어 절차(S1160) 수행 중 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어함으로써, 이물질 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the method for controlling wireless power transmission according to an embodiment may improve the accuracy of foreign matter detection by controlling the correction step 450 not to be performed during the second power transmission control procedure (S1160 ).

도 13은 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.13 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to another embodiment.

도 13을 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1301).Referring to FIG. 13, in a negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) from the wireless power receiver (S1301).

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1302). 여기서, 무선 전력 송신기는 물체 감지 시 측정된 품질 인자 값과 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정된 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists (S1302). Here, the wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists by comparing the quality factor threshold value determined based on the measured quality factor value and the reference quality factor value upon object detection.

상기 1302 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다(S1303). 여기서, 제1 응답 신호는 이물질이 검출되지 않았음을 지시하는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination in step 1302, if there is no foreign substance, the wireless power transmitter may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver (S1303). Here, the first response signal may be an ACK signal indicating that no foreign matter has been detected.

무선 전력 송신기는 이물질이 없다고 판단되는 경우 보장 전력을 최대 전력(Maximum or potential power)까지 설정할 수 있다.The wireless power transmitter may set the guaranteed power up to the maximum power (Maximum or potential power) when it is determined that there is no foreign matter.

무선 전력 송신기는 협상 단계(440)에서 결정(또는 설정)한 보장 전력에 관한 정보를 송신기 전력 능력 패킷을 통해 무선 전력 수신기로 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기에 의해 결정된 보장 전력 내에서 요구 전력을 결정할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit information regarding the guaranteed power determined (or set) in the negotiation step 440 to the wireless power receiver through the transmitter power capability packet. At this time, the wireless power receiver may determine the required power within the guaranteed power determined by the wireless power transmitter.

제1 전력 전송 제어 절차(S1140)에 대한 상세한 설명은 상기 도 12의 설명으로 대체한다.The detailed description of the first power transmission control procedure (S1140) is replaced with the description of FIG. 12 above.

상기한 1302 단계에서, 이물질이 존재한다고 판단되면, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값을 미리 정의된 제1 기준치와 비교할 수 있다(S1309).In step 1302, if it is determined that a foreign object is present, the wireless power transmitter may compare the reference quality factor value with a first predefined reference value (S1309).

여기서, 제1 기준치는 모든 타입의 무선 전력 수신기에 대해 공통적으로 적용되는 값일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 무선 전력 수신기의 종류, 카테고리, 제조사 등에 따라 상이하게 정의되어 설정될 수도 있다. 일 예로, 제1 기준치는 20 이하의 어느 값으로 설정될 수 있다.Here, the first reference value may be a value that is commonly applied to all types of wireless power receivers, but this is only one example, and may be defined and set differently according to the type, category, and manufacturer of the wireless power receiver. . For example, the first reference value may be set to any value of 20 or less.

무선 전력 송신기는 상기 1309 단계를 통해 기준 품질 인자 값이 너무 낮아 정확한 이물질 검출이 불가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 무선 충전을 중단시킬 수 있다.In step 1309, the wireless power transmitter may determine whether accurate foreign matter detection is impossible because the reference quality factor value is too low, and the wireless charging may be stopped according to the determination result.

상기 1309 단계의 비교 결과, 기준 품질 인자 값이 제1 기준치를 초과하면, 무선 전력 송신기는 보장 전력을 최소 전력 이하로 제한할 수 있다(S1311). 일 예로, 최소 전력은 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신기의 타입 및 응용 분 야에 따라 그보다 크거나 작을 수 있다.As a result of the comparison in step 1309, when the reference quality factor value exceeds the first reference value, the wireless power transmitter may limit the guaranteed power to less than or equal to the minimum power (S1311). For example, the minimum power may be 5W, but is not limited thereto, and may be larger or smaller depending on the type and application field of the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 보장 전력이 최소 전력으로 제한되면, 보정 단계(450)로의 진입을 차단할 수도 있다(S1313).If the guaranteed power is limited to the minimum power, the wireless power transmitter may block entry to the correction step 450 (S1313).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로 진입하여 제한된 최소 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S1315).The wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 to perform charging with limited minimum power (S1315).

이후 내용에서는 전력 전송 단계에서 이물질 판단 오류로 인하여 최소 전력으로 제한된 보장 전력에 대하여 회복하는 전력회복방법에 대하여 설명한다.In the following description, a power recovery method for recovering the guaranteed power limited to the minimum power due to a foreign matter determination error in the power transmission step will be described.

무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값과 제2 기준치를 비교할 수도 있다(S1317).The wireless power transmitter may compare the reference quality factor value with the second reference value (S1317).

무선전력 송신기는 무선전력 수신기의 재협상 요청 신호를 수신하고, 상기한 1317 단계를 통해, 무선 전력 송신기는 추후 보장 전력에 대한 재협상이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter receives a request for renegotiation of the wireless power receiver, and through step 1317, the wireless power transmitter may determine whether it is possible to renegotiate the guaranteed power later.

일 예로, 무선 전력 송신기는 최소 전력으로의 충전 중 미리 설정된 전력 손실에 대한 경계값(또는 기준치)을 기준으로 이물질의 제거 여부를 판단할 수 있다.(S1319) 이때, 충전 전력이 송수신기 사이에 정의된 최소 전력으로 고정되므로, 전력 손실에 대한 고정된 기준치를 이용하여 이물질의 제거 여부를 정확하게 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may determine whether to remove the foreign material based on a threshold value (or reference value) for a predetermined power loss during charging with minimum power. (S1319) At this time, the charging power is defined between the transceivers Since it is fixed at the minimum power, it is possible to accurately determine whether or not the foreign material is removed using a fixed reference value for power loss.

상기 1319 단계의 판단 결과, 발열 상태 및 전력 손실 상태가 정상 범위 내라고 판단하는 경우, 무선 전력 송신기는 상기 재협상 요청신호에 제1 응답신호(ACK)를 송신할 수 있다. 즉, 이물질이 없다고 판단하여, 무선 전력 송신기는 재협상 단계(470)로 진입하여 보장 전력을 재설정할 수 있다(1321).As a result of the determination in step 1319, when it is determined that the heating state and the power loss state are within a normal range, the wireless power transmitter may transmit a first response signal (ACK) to the renegotiation request signal. That is, it is determined that there is no foreign matter, and the wireless power transmitter may enter the renegotiation step 470 to reset the guaranteed power (1321).

그러나 발열 상태 및 전력 손실 상태가 정상 범위가 아닌 경우 제2 응답신호(NACK)를 송신할 수 있으며, 전력 전송을 중단할 수도 있다.However, when the heat generation state and the power loss state are not within the normal range, the second response signal (NACK) may be transmitted and power transmission may be stopped.

무선 전력 송신기는 재협상 단계(470)로 진입하여 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보가 포함된 보장 전력 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 요구 전력은 무선 전력 송신기의 가용한 보장 전력 내에서 결정될 수 있다.The wireless power transmitter may enter the renegotiation step 470 to receive a guaranteed power packet including information on required power from the wireless power receiver. Here, the required power may be determined within the available guaranteed power of the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 협상 종료 패킷이 수신되면, 재협상 단계(470)를 종료하고, 전력 전송 단계(460)로 재진입하여 무선 전력 수신기의 요구 전력에 따라 충전을 수행할 수 있다.When the negotiation end packet is received from the wireless power receiver, the wireless power transmitter may end the renegotiation step 470 and re-enter the power transmission step 460 to perform charging according to the required power of the wireless power receiver.

이물질이 존재하는 상태에서 송신 전력 또는 수신 전력, 손실 전력 중 적어도 하나를 보정할 경우, 이물질에 의한 영향이 포함된 상태로 보정이 이루어지기 때문에 실제 이물질이 존재함에도 불구하고 무선 전력 송신기가 이물질이 존재하지 않은 것으로 판단할 확률이 높아지는 문제점이 있다.If at least one of transmit power, received power, and lost power is corrected in the presence of a foreign object, the wireless power transmitter does not exist even though the foreign object exists. There is a problem in that the probability of judging that it is not done increases.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해 1311 단계에서 보장 전력을 보정하지 않고, 보장 전력을 고정된 최소 전력으로 제한한 후 전력 전송 단계로 전환하여 2차 이물질을 판단하는 것이다.Therefore, in order to solve the above-described problem, the guaranteed power is not corrected in step 1311, the guaranteed power is limited to a fixed minimum power, and the second foreign matter is determined by switching to the power transmission step.

또한, 상기 실시 예를 통해 이물질 존재 여부를 잘못 판단하여 수신기를 충전하지 못하는 오작동을 방지할 수 있을 뿐만아니라 1차 이물질 감지 후 고정된 최소 전력으로 안정성을 확보하고, 고정된 기준으로 이물질을 판단하여 다시 높은 전력의 충전을 진행할 수 있도록 할 수 있다.In addition, through the above embodiment, it is possible to incorrectly determine whether a foreign object is present, thereby preventing a malfunction that may not charge the receiver, as well as securing stability with a fixed minimum power after detecting the primary foreign material, and determining a foreign material based on a fixed standard. It is possible to enable charging of high power again.

상기한 1319 단계에서, 기준 품질 인자 값이 제2 기준치 이하이면, 무선 전력 송신기는 보장 전력을 최소 전력으로 유지시킬 수 있다(S1329).In step 1319, if the reference quality factor value is less than or equal to the second reference value, the wireless power transmitter may maintain the guaranteed power at the minimum power (S1329).

또 다른 예로, 협상 단계(440)에서 감지된 이물질이 최소 전력으로의 충전 개시 후 제거된 것이 확인되면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와의 재협상을 통해 보장 전력을 최소 전력 이상으로 재설정할 수 있다.As another example, if it is confirmed that the foreign matter detected in the negotiation step 440 is removed after starting charging with minimum power, the wireless power transmitter may reset the guaranteed power to more than the minimum power through renegotiation with the wireless power receiver. .

비교 결과, 기준 품질 인자 값이 제2 기준치를 초과하면, 무선 전력 송신기는 협상 단계(440)에서 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다(S1319).As a result of the comparison, if the reference quality factor value exceeds the second reference value, the wireless power transmitter may determine whether the foreign matter detected in the negotiation step 440 has been removed from the charging area (S1319).

상기한 1309 단계에서, 기준 품질 인자 값이 제1 기준치 이하이면, 무선 전력 송신기는 이물질 검출 상태 패킷에 대한 응답으로 제2 응답 신호를 생성하여 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S1323). 여기서, 제2 응답 신호는 NACK 신호일 수 있다.In step 1309, if the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, the wireless power transmitter may generate a second response signal in response to the foreign matter detection status packet and transmit it to the wireless power receiver (S1323). Here, the second response signal may be a NACK signal.

무선 전력 송신기는 제2 응답 신호 전송 후 미리 정의된 시간 이내-예를 들면, 5초일 수 있음-에 전력 전송을 중단시킬 수 있다(S1325).After transmitting the second response signal, the wireless power transmitter may stop power transmission within a predetermined time period (for example, it may be 5 seconds) (S1325).

전력 전송이 중단되면, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S1327).When the power transmission is stopped, the wireless power transmitter may enter the selection step 410 (S1327).

도 14는 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.14 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to another embodiment.

도 14의 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법에서 무선 전력 송신기는 상기 도 13의 기준 품질 인자 값을 미리 정의된 제1 기준치와 비교하는 1309 단계의 수행 이전에 해당 송수신기에 대해 저 전력 전송이 안전한지 여부를 판단할 수 있다(S1401). 여기서, 저 전력은 무선 전력 송신기의 최소 보장 전력 이하의 전력일 수 있다. 일 예로, 최소 보장 전력은 5W일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the method for controlling power transmission of the wireless power transmitter of FIG. 14, the wireless power transmitter determines whether low power transmission is safe for the corresponding transceiver before performing step 1309 comparing the reference quality factor value of FIG. 13 with a first predefined reference value. It can be determined whether or not (S1401). Here, the low power may be less than the minimum guaranteed power of the wireless power transmitter. For example, the minimum guaranteed power may be 5W, but is not limited thereto.

상기 1401 단계의 판단 결과, 안전하면, 무선 전력 송신기는 상기 1309 단계를 수행하고, 안전하지 않으면, 상기 1323 단계를 수행할 수 있다.As a result of the determination in step 1401, if it is safe, the wireless power transmitter may perform step 1309, and if not, perform step 1323.

상기 실시 예들에 따른 무선 전력 전송 제어 방법은 기준 품질 인자 값이 제1 기준치를 초과하는 경우 보정 단계(450)가 수행되지 않도록 제어함으로써, 이물질 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The wireless power transmission control method according to the above embodiments has an advantage of improving the accuracy of foreign matter detection by controlling the correction step 450 not to be performed when the reference quality factor value exceeds the first reference value.

또한, 상기 실시 예들에 따른 무선 전력 전송 제어 방법은 기준 품질 인자 값의 크기에 기초하여 충전 진행 여부뿐만 아니라 보장 전력 재설정 가능 여부를 판단할 수 있는 장점이 있다.In addition, the wireless power transmission control method according to the above embodiments has an advantage that it is possible to determine whether the guaranteed power can be reset as well as whether to proceed with charging based on the size of the reference quality factor value.

특히, 상기한 장점들을 통해 실시 예에 따른 무선 전력 전송 제어 방법은 이물질에 의한 발열 및 전력 낭비를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 발열에 의한 기기 손상 및 사용자 불편을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, the wireless power transmission control method according to the embodiment through the above advantages can not only prevent heat and waste of electricity due to foreign substances in advance, but also have an effect of minimizing device damage and user inconvenience due to heat generation.

도 16은 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 전력 전송 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.16 is a flowchart illustrating a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter according to another embodiment.

도 16을 참조하면, 협상 단계(440)에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 이물질 검출 상태 패킷(FOD(Foreign Object Detection) Status Packet)을 수신할 수 있다(S1601).Referring to FIG. 16, in the negotiation step 440, the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) Status Packet (FOD) from the wireless power receiver (S1601).

무선 전력 송신기는 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다(S1602). 여기서, 무선 전력 송신기는 물체 감지 시 측정된 품질 인자 값과 기준 품질 인자 값에 기반하여 결정된 품질 인자 임계 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a foreign object exists (S1602). Here, the wireless power transmitter may determine whether a foreign substance exists by comparing the quality factor threshold value determined based on the measured quality factor value and the reference quality factor value upon object detection.

상기 1302 단계의 판단 결과, 이물질이 존재하지 않으면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기로 제1 응답 신호를 전송할 수 있다(S1603). 여기서, 제1 응답 신호는 이물질이 검출되지 않았음을 지시하는 ACK 신호일 수 있다.As a result of the determination in step 1302, if no foreign substance is present, the wireless power transmitter may transmit a first response signal to the corresponding wireless power receiver (S1603). Here, the first response signal may be an ACK signal indicating that no foreign matter has been detected.

상기한 1602 단계에서, 이물질이 존재한다고 판단되면, 무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값을 미리 정의된 제1 기준치와 비교할 수 있다(S1609).In step 1602, if it is determined that a foreign substance is present, the wireless power transmitter may compare the reference quality factor value with a first predefined reference value (S1609).

무선 전력 송신기는 상기 1609 단계를 통해 기준 품질 인자 값이 너무 낮아 정확한 이물질 검출이 불가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 무선 충전을 중단시킬 수 있다.In step 1609, the wireless power transmitter determines whether or not accurate foreign matter detection is impossible because the reference quality factor value is too low, and the wireless charging may be stopped according to the determination result.

상기 1609 단계의 비교 결과, 기준 품질 인자 값이 제1 기준치를 초과하면, 무선 전력 송신기는6 보정 단계(450)로의 진입을 차단할 수도 있다(S1613).As a result of the comparison in step 1609, if the reference quality factor value exceeds the first reference value, the wireless power transmitter may block entry into the sixth correction step 450 (S1613).

무선 전력 송신기는 전력 전송 단계(460)로 진입하여 제한된 최소 전력으로 충전을 수행할 수 있다(S1615).The wireless power transmitter may enter the power transmission step 460 to perform charging with limited minimum power (S1615).

이후 내용에서는 전력 전송 단계에서 이물질 판단 오류로 인하여 최소 전력으로 제한된 보장 전력에 대하여 회복하는 전력 회복 방법에 대하여 설명한다.In the following description, a power recovery method for recovering the guaranteed power limited to the minimum power due to a foreign matter determination error in the power transmission step will be described.

무선 전력 송신기는 기준 품질 인자 값과 제2 기준치를 비교할 수도 있다(S1617).The wireless power transmitter may compare the reference quality factor value with the second reference value (S1617).

여기서, 제2 기준치는 제1 기준치 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 일 예로, 제2 기준치는 20보다 크고 40보다 작은 값 중 어느 하나로 설정될 수 있다.Here, the second reference value may be set to a value greater than the first reference value. For example, the second reference value may be set to any one of values greater than 20 and less than 40.

무선전력 송신기는 무선전력 수신기의 재협상 요청 신호를 수신하고, 상기한 1617 단계를 통해, 무선 전력 송신기는 추후 보장 전력에 대한 재협상이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter receives the renegotiation request signal of the wireless power receiver, and through step 1617, the wireless power transmitter may determine whether it is possible to renegotiate the guaranteed power later.

일 예로, 무선 전력 송신기는 최소 전력으로의 충전 중 미리 설정된 전력 손실에 대한 경계값(또는 기준치)을 기준으로 이물질의 제거 여부를 판단할 수 있다.(S1619) 이때, 충전 전력이 송수신기 사이에 정의된 최소 전력으로 고정되므로, 전력 손실에 대한 고정된 기준치를 이용하여 이물질의 제거 여부를 정확하게 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may determine whether to remove the foreign material based on a threshold value (or reference value) for a predetermined power loss during charging with minimum power. (S1619) At this time, the charging power is defined between the transceivers Since it is fixed at the minimum power, it is possible to accurately determine whether or not the foreign material is removed using a fixed reference value for power loss.

상기 1619 단계의 판단 결과, 발열 상태 및 전력 손실 상태가 정상 범위 내라고 판단하는 경우, 무선 전력 송신기는 상기 재협상 요청 신호에 제1 응답 신호(ACK)를 송신할 수 있다. 즉, 이물질이 없다고 판단하여, 무선 전력 송신기는 재협상 단계(470)로 진입하여 보장 전력을 재설정할 수 있다(1621).As a result of the determination in step 1619, when it is determined that the heating state and the power loss state are within a normal range, the wireless power transmitter may transmit a first response signal (ACK) to the renegotiation request signal. That is, it is determined that there is no foreign matter, and the wireless power transmitter may enter the renegotiation step 470 to reset the guaranteed power (1621).

또한, 상기 실시 예를 통해 이물질 존재 여부를 잘못 판단하여 수신기를 충전하지 못하는 오작동을 방지할 수 있을뿐만 아니라 1차 이물질 감지 후 고정된 최소 전력으로 안정성을 확보하고, 고정된 기준으로 이물질을 판단하여 다시 높은 전력의 충전을 진행할 수 있도록 할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the malfunction of charging the receiver by incorrectly determining whether a foreign object is present through the above embodiment, as well as securing stability with a fixed minimum power after detecting the primary foreign material, and determining a foreign material based on a fixed standard. It is possible to enable charging of high power again.

상기한 1619 단계에서, 기준 품질 인자 값이 제2 기준치 이하이면, 무선 전력 송신기는 보장 전력을 최소 전력으로 유지시킬 수 있다(S1629).In step 1619, when the reference quality factor value is equal to or less than the second reference value, the wireless power transmitter may maintain the guaranteed power at the minimum power (S1629).

비교 결과, 기준 품질 인자 값이 제2 기준치를 초과하면, 무선 전력 송신기는 협상 단계(440)에서 감지된 이물질이 충전 영역에서 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다(S1619).As a result of the comparison, if the reference quality factor value exceeds the second reference value, the wireless power transmitter may determine whether the foreign matter detected in the negotiation step 440 is removed from the charging area (S1619).

상기한 1609 단계에서, 기준 품질 인자 값이 제1 기준치 이하이면, 무선 전력 송신기는 미리 정의된 시간 이내-예를 들면, 5초일 수 있음-에 전력 전송을 중단시킬 수 있다(S1625).In step 1609, if the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, the wireless power transmitter may stop power transmission within a predefined time (eg, may be 5 seconds) (S1625).

전력 전송이 중단되면, 무선 전력 송신기는 선택 단계(410)로 진입할 수 있다(S1627).When the power transmission is stopped, the wireless power transmitter may enter the selection step 410 (S1627).

본 발명은 본 발명의 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 present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

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 detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered illustrative. The scope of the invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

Claims

Measuring a quality factor;
Identifying a wireless power receiver;
Receiving a foreign object detection status packet including a reference quality factor value from the wireless power receiver; And
Determining whether a foreign substance exists based on the measured quality factor and the reference quality factor value
Including,
When it is determined that the foreign substance is present, the method for controlling power transmission of the wireless power transmitter performing the step of determining whether charging is possible based on the reference quality factor value.

According to claim 1,
The step of determining whether or not charging is possible based on the reference quality factor value,
And comparing the reference quality factor value with a first reference value,
When the reference quality factor value exceeds the first reference value, the power transmission control method of the wireless power transmitter operating in a first power transmission mode.

According to claim 2,
When the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value, a method for controlling power transmission of a wireless power transmitter that does not operate in the first power transmission mode.

According to claim 3,
A method of controlling wireless power transmission in a wireless power transmitter that determines that the foreign material exists and blocks entry to a correction step while operating in the first power transmission mode.

According to claim 2,
Comparing the reference quality factor value with a second reference value in the first power transmission mode; And
If the reference quality factor value exceeds the second reference value, determining whether there is a foreign substance based on the power loss
And a method for controlling wireless power transmission in a wireless power transmitter operating in a second power transmission mode when a foreign material does not exist as a result of determining whether a foreign object exists based on the power loss.

According to claim 2,
In the first power transmission mode, a wireless power transmission control method in a wireless power transmitter that performs charging by maintaining guaranteed power below a minimum power.

The method of claim 6,
If the reference quality factor value exceeds the second reference value, the wireless power transmission control method in the wireless power transmitter to enter the renegotiation step according to whether the foreign matter is removed to reset the guaranteed power.

The method of claim 6,
If the reference quality factor value is less than or equal to the second reference value, the wireless power transmission control method in the wireless power transmitter maintaining the first power transmission mode.

The method of claim 5,
The second reference value is a wireless power transmission control method in a wireless power transmitter larger than the first reference value.

The method of claim 6,
The reset power is greater than the minimum power, the minimum power is 5 watts (W) of the wireless power transmission control method in a wireless power transmitter.

A transmission antenna for transmitting wireless power;
A power converter generating an AC power signal to be transmitted through the transmission antenna;
A measuring instrument for measuring a quality factor value;
A demodulator for receiving a foreign matter detection status packet including a reference quality factor value; And
A controller that determines whether a foreign substance is present based on the measured quality factor and the reference quality factor value, and determines whether or not charging is possible based on the reference quality factor value when it is determined that the foreign substance exists as a result of the determination.
Wireless power transmitter comprising a.

The method of claim 11,
When determining whether charging is possible based on the reference quality factor value, the controller compares the reference quality factor value with a first reference value, and when the reference quality factor value exceeds the first reference value, transmits first power Wireless power transmitter operating in mode.

The method of claim 12,
The controller does not operate in the first power transmission mode when the reference quality factor value is less than or equal to the first reference value.

The method of claim 13,
The wireless power transmitter determines that the foreign material is present, and while operating in the first power transmission mode, the controller blocks entry to a correction step.

The method of claim 12,
The controller compares the reference quality factor value with a second reference value in the first power transmission mode, and when the reference quality factor value exceeds the second reference value, determines whether a foreign object exists based on power loss, As a result of determining whether a foreign object exists based on the power loss, if there is no foreign material, the wireless power transmitter operating in the second power transmission mode.

The method of claim 12,
The controller is a wireless power transmitter for charging by maintaining the guaranteed power below the minimum power in the first power transmission mode.

The method of claim 16,
When the reference quality factor value exceeds the second reference value, the controller enters a renegotiation step according to whether or not the foreign material is removed to reset the guaranteed power.

The method of claim 16,
The controller maintains the first power transmission mode when the reference quality factor value is less than or equal to the second reference value.

The method of claim 15,
The second reference value is a wireless power transmitter larger than the first reference value.

The method of claim 16,
The re-established guaranteed power is greater than the minimum power, and the minimum power is 5 watts (W).