KR20200084571A - Method and apparatus for transmitting wireless power - Google Patents

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KR20200084571A KR1020190000633A KR20190000633A KR20200084571A KR 20200084571 A KR20200084571 A KR 20200084571A KR 1020190000633 A KR1020190000633 A KR 1020190000633A KR 20190000633 A KR20190000633 A KR 20190000633A KR 20200084571 A KR20200084571 A KR 20200084571A
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power transmitter
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은상기
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a method and a device for transmitting wireless power. According to an embodiment of the present invention, the method for transmitting wireless power of a wireless power transmitter comprises the steps of: setting resonance efficiency to a minimum and detecting an object disposed in a charging area; and, when the object is detected, increasing the resonance efficiency in stages until a response signal from a wireless power receiver is received. Therefore, the present invention has an advantage of enabling safe charging regardless of a separation distance between transceivers in a resonance type wireless charging system.

Description

무선 전력 전송 방법 및 장치{Method and apparatus for transmitting wireless power}Method and apparatus for transmitting wireless power

본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 송수신기 사이의 이격 거리에 상관 없이 안전한 충전이 가능한 무선 전력 전송 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging technology, and more particularly, to a wireless power transmission method and an apparatus therefor for safe charging regardless of the separation distance between transceivers in a resonant wireless power transmission system.

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 facilities of society. 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 such a problem, a wireless power transmission technology has recently received 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 라디오파나 레이저와 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 or lasers has also been attempted. Electric toothbrushes and some wireless shavers that we commonly use are actually charged with the principle of electromagnetic induction.

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

전자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 전자기 유도 방식은 수 와트(W)부터 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리-즉, 충전이 가능한 송수신기가 최대 이격 거리-가 1센티미터(cm) 이하인 단점이 있다.The electromagnetic induction method is a technology that uses the phenomenon that the magnetic flux generated at this time causes electromotive force in another coil when two coils are adjacent to each other and then a current flows through one coil, and is rapidly commercialized around small devices such as mobile phones. Is going on. The electromagnetic induction method can transmit power from a few watts (W) to hundreds of kilowatts (kW) and is highly efficient, but has the disadvantage that the maximum transmission distance-that is, the maximum separation distance of a rechargeable transceiver is less than 1 centimeter (cm). have.

전자기 공진 방식은 송수신기가 공진 주파수를 사용하여 효율을 극대화시킴으로써, 전자 유도 방식에 비해 보다 원거리의 무선 충전이 가능한 장점이 있다.The electromagnetic resonance method has an advantage in that a wireless transceiver can be wirelessly charged at a longer distance than the electromagnetic induction method by maximizing efficiency by using a resonant frequency.

하지만, 전자기 공진 방식은 최대 효율인 공진 주파수를 이용하므로 송신기의 출력 전력이 높다. 따라서, 근접 거리에 접근한 수신기에는 과전력이 전달될 수 있다. 만약 수신기 부품의 한계 규격을 넘어서는 전력이 수신기에 수신되면 수신기는 파손될 수 있다.However, since the electromagnetic resonance method uses a resonance frequency that is the maximum efficiency, the output power of the transmitter is high. Accordingly, overpower may be transmitted to a receiver approaching a close distance. If power is received by the receiver beyond the limits of the receiver components, the receiver may be damaged.

특히, 공진형 무선 충전 시스템의 경우, 송신수신기가 공진 주파수에 매칭된 상태에서는 작은 입력 전류에서 큰 출력이 발생되므로, 송수신기간 이격 거리가 짧은 경우, 일반적인 폐루프 전력 제어 절차를 통해서는 수신기 파손을 방지하기 힘든 문제점이 있었다.Particularly, in the case of the resonant wireless charging system, when the transmitter and receiver match the resonance frequency, a large output is generated at a small input current, so if the separation distance between the transmitting and receiving periods is short, damage to the receiver may occur through a general closed-loop power control procedure. There was a problem difficult to prevent.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 공진형 무선 충전 시스템을 위한 무선 전력 전송 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 transmitting wireless power for a resonant wireless charging system.

본 발명의 다른 목적은 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 송수신기 사이의 이격 거리에 상관 없이 안전한 충전이 가능한 무선 전력 전송 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless power transmission method and an apparatus therefor for safe charging regardless of the separation distance between transceivers in a resonant wireless power transmission system.

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 not mentioned will be clearly understood by those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. Will be able to.

본 발명은 무선 전력 전송 방법 및 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a method and apparatus for transmitting wireless power.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법은 공진 효율을 최저로 설정하여 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계와 상기 물체가 감지되면, 무선 전력 수신기로부터의 응답 신호가 수신될 때까지 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.In the wireless power transmission method of the wireless power transmitter according to the embodiment, the resonance efficiency is set to the lowest level to detect an object disposed in the charging area, and when the object is detected, resonance until a response signal from the wireless power receiver is received It may include the step of increasing the efficiency step by step.

일 예로, 상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 캐패시턴스를 조절하여 설정될 수 있다.For example, the resonance efficiency may be set by adjusting the capacitance of a resonance circuit provided in the wireless power transmitter.

다른 예로, 상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 인덕턴스를 조절하여 설정될 수 있다.As another example, the resonance efficiency may be set by adjusting the inductance of the resonance circuit provided in the wireless power transmitter.

또 다른 예로, 상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 캐패시턴스 및 인덕턴스를 조절하여 설정될 수 있다.As another example, the resonance efficiency may be set by adjusting the capacitance and inductance of the resonance circuit provided in the wireless power transmitter.

상기 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법은 상기 응답 신호가 수신되면 통신을 연결하여 상기 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하는 단계와 상기 요구 전력에 기초하여 폐루프 전력 제어를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 폐루프 전력 제어를 통해 상기 요구 전력의 공급이 불가하면, 상기 요구 전력이 공급될 수 있을 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시킬 수 있다.In the wireless power transmission method of the wireless power transmitter, when the response signal is received, connecting the communication to receive information on the required power from the wireless power receiver and performing closed loop power control based on the requested power In addition, if the required power cannot be supplied through the closed-loop power control, the resonance efficiency may be gradually increased until the required power can be supplied.

또한, 상기 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법은 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압인 V_RECT에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 제2 기준 이하이면 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시킬 수 있다.In addition, the wireless power transmission method of the wireless power transmitter includes receiving information about V_RECT, which is the rectifier output voltage of the wireless power receiver, and if the V_RECT is less than or equal to a second reference during the closed loop power control, the resonance efficiency is improved. It can be increased in stages.

또한, 상기 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법은 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 제1 기준을 초과하면 상기 공진 효율을 단계적으로 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 기준은 상기 제2 기준보다 큰 값일 수 있다.In addition, the wireless power transmission method of the wireless power transmitter includes the step of reducing the resonance efficiency step by step if the V_RECT exceeds the first criterion during the closed-loop power control, the first criterion than the second criterion It can be large.

또한, 상기 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법은 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 소정 상한을 초과하면 무선 전력 전송을 중단시키는 단계를 포함하고, 상기 상한은 상기 제1 기준보다 큰 값일 수 있다.In addition, the wireless power transmission method of the wireless power transmitter includes stopping the wireless power transmission when the V_RECT exceeds a predetermined upper limit during the closed-loop power control, and the upper limit may be a value greater than the first reference.

또한, 상기 공진 효율이 최대가 될 때까지 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 경고 알람 출력 후 일정 시간 동안 전력 전송이 중단될 수 있다.In addition, if the response signal is not received until the resonance efficiency is maximized, power transmission may be stopped for a predetermined time after outputting a warning alarm.

다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력을 전송하는 송신 코일과 무선 신호를 송수신하는 통신 안테나와 상기 통신 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하는 모뎀과 공진 효율을 설정하기 위한 공진 효율 제어 회로와 상기 공진 효율 제어 회로를 제어하는 송신 제어기를 포함하고, 상기 송신 제어기가 상기 공진 효율을 최저로 설정하여 충전 영역에 배치된 물체를 감지하고, 상기 모뎀을 통해 무선 전력 수신기로부터 응답 신호가 수신될 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시킬 수 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment includes a transmission coil transmitting wireless power and a communication antenna transmitting and receiving a wireless signal, a modem processing a signal transmitted and received through the communication antenna, and a resonance efficiency control circuit for setting resonance efficiency and the And a transmission controller that controls the resonance efficiency control circuit, until the transmission controller sets the resonance efficiency to the minimum to detect an object disposed in the charging area, and receives a response signal from the wireless power receiver through the modem. The resonance efficiency can be increased step by step.

또한, 상기 공진 효율은 상기 공진 효율 제어 회로의 캐패시턴스를 조절하여 설정될 수 있다.Also, the resonance efficiency may be set by adjusting the capacitance of the resonance efficiency control circuit.

또한, 상기 송신 제어기는 상기 응답 신호가 수신되면 상기 무선 전력 수신기와 통신을 연결하여 상기 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하고, 상기 요구 전력에 기초하여 폐루프 전력 제어를 수행할 수 있다. In addition, when the response signal is received, the transmission controller connects communication with the wireless power receiver to receive information on required power from the wireless power receiver, and performs closed-loop power control based on the requested power. .

또한, 상기 무선 전력 송신기는 구동 전압 및 레퍼런스 신호에 기초하여 교류 전력 신호를 생성하는 인버터를 더 포함하고, 상기 송신 제어기가 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 레퍼런스 신호의 듀티 및(또는) 위상을 제어하여 상기 무선 전력의 세기를 조절할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter further includes an inverter that generates an AC power signal based on a driving voltage and a reference signal, and the transmission controller controls the duty and/or phase of the reference signal during the closed-loop power control. The strength of the wireless power can be adjusted.

또한, 상기 폐루프 전력 제어를 통해 상기 요구 전력의 공급이 불가하면, 상기 송신 제어기가 상기 요구 전력이 공급될 수 있을 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시킬 수 있다.In addition, if it is impossible to supply the required power through the closed-loop power control, the transmission controller may increase the resonance efficiency step by step until the requested power can be supplied.

또한, 상기 송신 제어기가 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압인 V_RECT에 관한 정보를 수신하고, 상기 V_RECT이 제2 기준 이하이면 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시킬 수 있다.In addition, when the transmission controller receives information on V_RECT, which is the rectifier output voltage of the wireless power receiver during the closed-loop power control, and the V_RECT is less than or equal to a second reference, the resonance efficiency may be increased stepwise.

또한, 상기 송신 제어기가 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 상기 제2 기준보다 큰 값인 제1 기준을 초과하면 상기 공진 효율을 단계적으로 감소시킬 수 있다.In addition, when the transmission controller exceeds the first criterion, which is a value greater than the second criterion, during the closed loop power control, the resonance efficiency may be reduced stepwise.

또한, 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 상기 제1 기준보다 큰 값인 소정 상한을 초과하면, 상기 송신 제어기가 상기 무선 전력의 전송을 중단시킬 수 있다.In addition, when the V_RECT of the closed-loop power control exceeds a predetermined upper limit that is a value greater than the first reference, the transmission controller may stop transmitting the wireless power.

또한, 상기 공진 효율이 최대가 될 때까지 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 송신 제어기가 구비된 경고 알람을 출력한 후 일정 시간 동안 상기 무선 전력의 전송을 중단시킬 수 있다.In addition, if the response signal is not received until the resonance efficiency is maximized, the transmission of the wireless power may be stopped for a predetermined time after outputting a warning alarm provided with the transmission controller.

본 발명의 또 다른 일 실시 예는 상기 무선 전력 전송 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.Another embodiment of the present invention can provide a computer-readable recording medium recording a program for executing any one of the wireless power transmission methods.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 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 described in detail by the person skilled in the art to be described below. It can be derived and understood on the basis of.

본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effect on the method and apparatus according to the present invention are as follows.

본 발명은 공진형 무선 충전 시스템을 위한 무선 전력 전송 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention has an advantage of providing a method and apparatus for transmitting wireless power for a resonant wireless charging system.

또한, 본 발명은 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 송수신기 사이의 이격 거리에 상관없이 안전한 충전이 가능한 무선 전력 전송 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a wireless power transmission method and a device therefor for safe charging regardless of the separation distance between transceivers in a resonant wireless power transmission system.

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 can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 전송 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 상기 도 3의 실시 예의 공진 회로 조절 회로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 상기 도 3에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 실시 예에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.
도 7은 실시 예에 따른 전기기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 송신기의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 유도형 무선 충전 방식에서의 공진 주파수와 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시 예의 공진 회로의 캐패시턴스 조합에 따른 최소 송수신기 이격 거리 및 공진 주파수 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
The accompanying drawings are provided to help understanding of the present invention, and provide embodiments of the present invention with detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to form a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
2 is a block diagram illustrating the structure of a resonant wireless power transmission system according to an embodiment.
3 is a block diagram illustrating the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
4 is a view for explaining the structure of the resonant circuit control circuit of the embodiment of FIG. 3.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 3.
6 is a state transition diagram of a wireless power receiver supporting an electromagnetic resonance method according to an embodiment.
7 is a view for explaining a state transition procedure of a wireless power transmitter that supports an electric resonance method according to an embodiment.
8 is a view for explaining a resonance frequency and an operating frequency in an inductive wireless charging method.
9 is a view for explaining a minimum distance between the transceiver and the resonance frequency change according to the combination of capacitances of the resonance circuit of the embodiment.
10 is a flowchart illustrating a method for transmitting wireless power in a resonant wireless power transmitter according to an embodiment.
11 is a flowchart illustrating a method for transmitting wireless power in a resonant wireless power transmitter according to an embodiment.
12 is a flowchart illustrating a method for transmitting wireless power in a resonant wireless power transmitter according to another embodiment.
13 is a view for explaining a method of controlling wireless power of a wireless power transmitter according to an embodiment.

이하, 본 발명의 실시 예들이 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 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.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.In the above, even if all the components constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, if it is within the scope of the present invention, all of the components may be selectively combined and operated. In addition, although all of the components may be implemented by one independent hardware, a part or all of the components are selectively combined to perform a part or all of functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. The codes and code segments constituting the computer program can be easily deduced by those skilled in the art of the present invention. Such a computer program is stored in a computer readable storage medium (Computer Readable Media) to be read and executed by a computer, thereby implementing an embodiment of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, and the like.

실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the embodiment, when described as being formed in the "top (top) or bottom (bottom)", "before (front) or after (back)" of each component, "top (top) or bottom "Bottom" and "before (before) or after (behind)" include both two components in direct contact with each other or one or more other components formed between two components.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "include", "consist" or "have" as described above mean that the component can be inherent, unless specifically stated otherwise, to exclude other components. It should not be interpreted as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted as being consistent with the meaning in the context of the related art, and are not to be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that elements may be "connected", "coupled" or "connected".

실시 예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 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.In the description of the embodiment, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, for convenience of explanation, A wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and the like will be used in combination.

또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 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 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, a receiving device, a receiver for convenience of description as an expression for a device receiving wireless power from the wireless power transmitting device Etc. can be used interchangeably.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태, 차량 매립 형태, 차량 거치 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 동시에 파워를 전송할 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment may be configured in a pad shape, a cradle shape, an AP (Access Point) shape, a small base station shape, a stand shape, a ceiling embedded shape, a wall-mounted shape, a vehicle embedded shape, a vehicle mounted shape, etc., one The transmitter of can transmit power to a plurality of wireless power receiving devices at the same time.

이를 위해, 무선 파워 송신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식-예를 들면, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식 등을 포함함-을 제공할 수도 있다.To this end, the wireless power transmitter may provide at least one wireless power transmission scheme, including, for example, an electromagnetic induction scheme, an electromagnetic resonance scheme, and the like.

일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선파워 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.For example, in the wireless power transmission method, various radio power transmission standards based on an electromagnetic induction method that generates a magnetic field in a coil of a power transmitting end and charges it using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a coil in a receiving end under the influence of the magnetic field may be used. . Here, the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include a wireless charging technology of an electromagnetic induction type defined by a Wireless Power Consortium (WPC) or/and a Power Matters Alliance (PMA).

다른 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 파워 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 파워 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.As another example, an electromagnetic resonance method in which power is transmitted to a wireless power receiver located at a short distance by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency may be used. As an example, the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technique of a resonance method defined by A4WP (Alliance for Wireless Power), a standard organization for wireless charging technology.

또 다른 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 파워 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 파워 전송 방식이 이용될 수도 있다.As another example, an RF wireless power transmission method may be used in which wireless power transmission method transmits power to a wireless power receiver located at a long distance by applying low power energy to an RF signal.

또 다른 예로, 본 발명에 따른 무선 파워 송신기는 상기한 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 2개 이상의 무선 전력 전송 방식을 지원할 수 있도록 설계될 수도 있다.As another example, the wireless power transmitter according to the present invention may be designed to support at least two or more wireless power transmission methods among the above-described electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, and RF wireless power transmission method.

이 경우, 무선 파워 송신기는 무선 파워 송신기 및 무선 파워 수신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 방식뿐만 아니라 무선 파워 수신기의 종류, 상태, 요구 전력 등에 기반하여 적응적으로 해당 무선 파워 수신기를 위해 사용될 무선 전력 전송 방식을 결정할 수 있다.In this case, the wireless power transmitter is not only a wireless power transmission method that can be supported by the wireless power transmitter and the wireless power receiver, but also a wireless power transmission method to be adaptively used for the corresponding wireless power receiver based on the type, state, and required power of the wireless power receiver. Can decide.

또한, 실시 예에 따른 무선 파워 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 파워 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to the embodiment may be provided with at least one wireless power transmission scheme, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters. Here, the wireless power transmission method may include at least one of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.

본 발명에 따른 무선 전력 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 등의 소형 전자 기기 등에 탑재될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 파워 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.The wireless power 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 toothbrush, electronic tag, lighting device, remote control, may be mounted on a small electronic device such as a fishing boat, but is not limited to this, and is equipped with a wireless power receiving means according to the present invention, it is sufficient if the battery can be charged. The wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may be mounted in a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, and the like.

도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless power transmitter 10 that wirelessly transmits power, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 30 that receives 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.In 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. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시 예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.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. Here, the state information and control information exchanged between the transmitting and receiving terminals will become clearer through descriptions of embodiments to be described later.

상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시 예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide 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 it is characterized in that information can be transmitted by only one device at any one time.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.The wireless power receiver 20 according to an embodiment of the present invention may acquire various status information of the electronic device 30. 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 charging 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 실시 예에 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. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.The wireless power receiver 20 may notify the electronic device 30 when it is determined that the connected wireless power transmitter 10 supports the fast charging mode. 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 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 전송 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the structure of a resonant wireless power transmission system according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 공진형 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a resonant wireless power transmission system may include a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200.

도 2에는 무선 전력 송신기(100)가 공진 결합(resonant coupling)을 통해 하나의 무선 전력 수신기(200)에 무선으로 전력을 전송하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(100)는 복수의 무선 전력 수신기(200)에 무선 전력을 전송할 수도 있다.In FIG. 2, the wireless power transmitter 100 is shown to transmit power wirelessly to one wireless power receiver 200 through resonant coupling, but this is only one embodiment, and another embodiment The wireless power transmitter 100 according to may transmit wireless power to the plurality of wireless power receivers 200.

또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(200)는 복수의 무선 전력 송신기(100)로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있음을 주의해야 한다.It should be noted that the wireless power receiver 200 according to another embodiment may simultaneously receive wireless power from a plurality of wireless power transmitters 100.

무선 전력 송신기(100)는 특정 주파수의 전자기장을 발생시키고, 무선 전력 수신기(200)는 해당 전자기장을 흡수하여 전력을 수신할 수 있다.The wireless power transmitter 100 generates an electromagnetic field of a specific frequency, and the wireless power receiver 200 can absorb the electromagnetic field and receive power.

일반적으로 공진형 무선 전력 수신기(100)는 무선 전력 송신기(100)가 전력 전송에 사용하는 주파수와 동일한 주파수로 동조하여 전력을 수신할 수 있다.In general, the resonant wireless power receiver 100 may receive power by tuning to the same frequency that the wireless power transmitter 100 uses for power transmission.

즉, 무선 전력 송신기(100)의 출력 전력은 무선 전력 송신기(100)와 공진 결합을 가지는 무선 전력 수신기(200)로 전달될 수 있다.That is, the output power of the wireless power transmitter 100 may be transmitted to the wireless power receiver 200 having a resonance coupling with the wireless power transmitter 100.

하나의 무선 전력 송신기(100)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신기(200)의 최대 개수는 무선 전력 송신기(100)의 최대 전송 파워 레벨, 무선 전력 수신기(200)의 최대 전력 수신 레벨, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(200)의 물리적인 구조에 기반하여 결정될 수 있다.The maximum number of wireless power receivers 200 that can receive power from one wireless power transmitter 100 is the maximum transmission power level of the wireless power transmitter 100, the maximum power reception level of the wireless power receiver 200, the wireless It may be determined based on the physical structures of the power transmitter 100 and the wireless power receiver 200.

무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 전송을 위해 사용되는 주파수 대역-즉, 공진 주파수 대역-과는 상이한 주파수 대역을 이용하여 양방향 통신을 수행할 수 있다.The wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may perform bidirectional communication using a frequency band different from a frequency band used for wireless power transmission, that is, a resonant frequency band.

일 예로, 양방향 통신은 반이중 방식의 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜이 사용될 수 있다.For example, a two-way communication may use a half-duplex Bluetooth Low Energy (BLE) communication protocol.

무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 양방향 통신을 통해 서로의 특성 정보 및 상태 정보-즉, 전력 협상 정보-를 교환할 수 있다.The wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may exchange characteristic information and status information of each other, that is, power negotiation information, through bidirectional communication.

일 예로, 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 송신기(100)로부터 수신되는 전력 레벨을 제어하기 위한 소정 전력 수신 상태 정보를 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수 있으며, 무선 전력 송신기(100)는 수신된 전력 수신 상태 정보에 기반하여 동적으로 전송 전력 레벨을 제어할 수 있다.For example, the wireless power receiver 200 may transmit predetermined power reception state information for controlling the power level received from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transmitter 100 through bidirectional communication. 100) may dynamically control the transmission power level based on the received power reception state information.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(200)에 의해 요구되는 전력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 과전압(Over-Voltage)/과전류(Over-Current)/과열(Over-Heat) 등에 의한 기기 또는 부하 파손을 방지하는 기능, 저전압(Under-Voltage)에 따라 불필요한 전력이 낭비되는 것을 방지하는 기능 등을 제공할 수 있다.The wireless power transmitter 100 can not only provide power required by the wireless power receiver 200, but also a device or load due to over-voltage/over-current/over-heat. A function for preventing damage, a function for preventing unnecessary power from being wasted according to under-voltage can be provided.

또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(100)에 대한 인증 및 식별하는 기능, 호환되지 않는 장치 또는 충전이 불가능한 물체-즉, 이물질(Foreign Object)를 식별하는 기능, 유효한 부하를 식별하는 기능 등을 수행할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter 100 has a function of authenticating and identifying the wireless power receiver 100 through two-way communication, an incompatible device, or an object that cannot be charged, that is, a function of identifying a foreign object. It is also possible to perform functions such as identifying a load.

이하에서는, 보다 구체적으로 공진형 무선 전력 전송 시스템에서의 무선 전력 전송 과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, a wireless power transmission process in a resonant wireless power transmission system will be described in more detail.

무선 전력 송신기(100)는 전원공급부(power supplier, 110), 전력변환부(Power Conversion Unit, 120), 매칭회로(Matching Circuit, 130), 송신공진기(Transmission Resonator, 140), 주제어부(Main Controller, 150) 및 통신부(Communication Unit, 160)를 포함하여 구성될 수 있다.The wireless power transmitter 100 includes a power supply unit 110, a power conversion unit 120, a matching circuit 130, a transmission resonator 140, and a main controller , 150) and a communication unit (Communication Unit 160).

전원공급부(110)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력변환부(120)에 특정 공급 전압을 공급할 수 있다. 이때, 공급 전압은 DC 전압 또는 AC 전압일 수 있다.The power supply unit 110 may supply a specific supply voltage to the power conversion unit 120 under the control of the main control unit 150. At this time, the supply voltage may be a DC voltage or an AC voltage.

전력변환부(210)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력공급부(110)로부터 수신된 전압을 특정 전압으로 변환시킬 수 있다.The power conversion unit 210 may convert the voltage received from the power supply unit 110 to a specific voltage under the control of the main control unit 150.

이를 위해, 전력변환부(210)는 DC/DC 변환기, AC/DC 변환기, 파워 증폭기, 인버터, 스위칭 모드 전력 공급기(Switching Mode Power Supply, SMPS) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the power converter 210 may include at least one of a DC/DC converter, an AC/DC converter, a power amplifier, an inverter, and a switching mode power supply (SMPS).

매칭회로(130)는 전력 전송 효율을 극대화시키기 위해 전력변환부(210)와 송신공진기(140) 사이의 임피던스를 정합하는 회로이다.The matching circuit 130 is a circuit that matches the impedance between the power converter 210 and the transmission resonator 140 to maximize power transmission efficiency.

송신공진기(140)는 매칭회로(130)로부터 인가된 전압에 따라 특정 공진 주파수를 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다.The transmission resonator 140 may transmit power wirelessly using a specific resonance frequency according to the voltage applied from the matching circuit 130.

무선 전력 수신기(100)는 수신공진기(Reception Resonator, 210), 정류기(Rectifier, 220), DC-DC 변환기(DC-DC Converter, 230), 부하(Load, 240), 주제어부(Main Controller, 250) 및 통신부(Communication Unit, 260)를 포함하여 구성될 수 있다.The wireless power receiver 100 includes a reception resonator (210), a rectifier (220), a DC-DC converter (DC-DC converter, 230), a load (240), and a main controller (250). ) And a communication unit (Communication Unit, 260).

수신공진기(210)는 공진 현상을 통해 송신공진기(140)에 의해 출력되는 전력을 무선으로 수신할 수 있다.The reception resonator 210 may wirelessly receive power output by the transmission resonator 140 through a resonance phenomenon.

정류기(210)는 수신공진기(210)로부터 인가되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The rectifier 210 may convert the AC voltage applied from the receiving resonator 210 into a DC voltage.

DC-DC 변환기(230)는 정류된 DC 전압을 부하(240)에 의해 요구되는 특정 DC 전압으로 변환할 수 있다.The DC-DC converter 230 may convert the rectified DC voltage into a specific DC voltage required by the load 240.

주제어부(250)는 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 정보를 생성하여 통신부(260)에 전송할 수 있다.The main control unit 250 may control the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 or generate characteristics and status information of the wireless power receiver 200 and transmit them to the communication unit 260.

일 예로, 주제어부(250)는 정류기(220)와 DC-DC 변환기(230)에서의 출력 전압 및 전류의 세기를 모니터링하여 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어할 수 있다.For example, the main control unit 250 may control the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 by monitoring the intensity of the output voltage and current from the rectifier 220 and the DC-DC converter 230. have.

모니터링된 출력 전압 및 전류의 세기 정보는 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 실시간으로 전송될 수 있다.The monitored output voltage and current intensity information may be transmitted in real time to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260.

또한, 주제어부(250)는 정류된 DC 전압을 소정 기준 전압과 비교하여 과전압 상태(Over-Voltage State)인지 저전압 상태(Under-Voltage State)인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 소정 시스템 오류 상태가 감지되면, 감지 결과를 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.In addition, the main control unit 250 compares the rectified DC voltage with a predetermined reference voltage to determine whether it is an over-voltage state (Over-Voltage State) or an under-voltage state (Under-Voltage State), and a predetermined system error state according to the determination result. When detected, the detection result may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260.

또한, 주제어부(250)는 시스템 오류 상태가 감지되면, 부하의 훼손을 방지하기 위해 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 스위치 또는(및) 제너 다이오드를 포함한 소정 과전류 차단 회로를 이용하여 부하(240)에 인간되는 전력을 제어할 수도 있다.In addition, when the system error condition is detected, the main control unit 250 controls the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 to prevent damage to the load, or a predetermined overcurrent including a switch or (and) zener diode. It is also possible to control the power humanized to the load 240 using a blocking circuit.

도 3은 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 무선 전력 송신기(300)는 송신 코일(310), 공진 효율 제어 회로(320), 인버터(330), 통신 안테나(340), 모뎀(350) 및 송신 제어기(360)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power transmitter 300 includes a transmission coil 310, a resonance efficiency control circuit 320, an inverter 330, a communication antenna 340, a modem 350 and a transmission controller 360 Can be configured.

통신 안테나(340)를 통해 수신되는 신호는 모뎀(350)에 의해 복조되어 송신 제어기(360)로 전달될 수 있다. 송신 제어기(360)는 무선 전력 수신기로 전송할 메시지가 존재하면, 해당 메시지를 모뎀(350)으로 전송하고, 모뎀(350)은 송신 제어기(360)로부터 수신된 메시지를 변조하여 통신 안테나(340)에 전송할 수 있다.The signal received through the communication antenna 340 may be demodulated by the modem 350 and transmitted to the transmission controller 360. When there is a message to be transmitted to the wireless power receiver, the transmission controller 360 transmits the message to the modem 350, and the modem 350 modulates the message received from the transmission controller 360 to the communication antenna 340. Can transmit.

인버터(330)는 구동 DC 전압인 브이 레일(V_Rail)과 송신 제어기(360)로부터 인가되는 레퍼런스 신호(Reference Signal)에 기반하여 교류 전력 신호를 생성할 수 있다.The inverter 330 may generate an AC power signal based on the driving DC voltage V-Rail and a reference signal applied from the transmission controller 360.

여기서, 레퍼런스 신호는 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. 인버터(330)에 인가되는 PWM 신호의 개수는 인버터(330)의 타입-즉, 인버터(330)에 구비되는 스위치의 개수-에 따라 결정될 수 있다.Here, the reference signal may be a pulse width modulation (PWM) signal. The number of PWM signals applied to the inverter 330 may be determined according to the type of the inverter 330, that is, the number of switches provided in the inverter 330.

일 예로, 인버터(330)가 하프 브릿지(Half-Bridge) 타입이면, PWM 신호의 개수는 2이고, 인버터(330)가 풀 브릿지(Full-Bridge) 타입이면, PWM 신호의 개수는 4일 수 있다.For example, if the inverter 330 is a half-bridge type, the number of PWM signals is 2, and if the inverter 330 is a full-bridge type, the number of PWM signals may be 4. .

송신 제어기(360)는 레퍼런스 신호의 듀티(Duty), 위상(Phase) 중 적어도 하나를 제어하여 교류 전력 신호의 세기를 제어할 수 있다.The transmission controller 360 may control the strength of the AC power signal by controlling at least one of a duty and a phase of the reference signal.

인버터(330)의 출력은 송신 공진 회로(370)에 인가될 수 있다.The output of the inverter 330 may be applied to the transmission resonance circuit 370.

송신 제어기(360)는 송신 공진 회로(370)의 공진 효율을 제어할 수 있다.The transmission controller 360 may control the resonance efficiency of the transmission resonance circuit 370.

일 예로, 송신 제어기(360)는 공진 효율 제어 회로(320)에 소정 제어 신호를 전송하여 공진 효율을 제어할 수 있다.For example, the transmission controller 360 may control a resonance efficiency by transmitting a predetermined control signal to the resonance efficiency control circuit 320.

공진 효율 제어 회로(320)는 송신 제어기(360)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 구비된 스위치를 제어하여 공진 효율을 설정할 수 있다.The resonance efficiency control circuit 320 may set resonance efficiency by controlling a switch provided according to a control signal received from the transmission controller 360.

일 예로, 공진 효율 제어 회로(320)는 송신 제어기(360)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 송신 공진 회로(370)의 캐패시턴스를 조절할 수 있다.For example, the resonance efficiency control circuit 320 may adjust the capacitance of the transmission resonance circuit 370 according to a control signal received from the transmission controller 360.

다른 일 예로, 공진 효율 제어 회로(320)는 송신 제어기(360)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 송신 공진 회로(370)의 인덕턴스를 조절할 수도 있다.As another example, the resonance efficiency control circuit 320 may adjust the inductance of the transmission resonance circuit 370 according to the control signal received from the transmission controller 360.

또 다른 실시 예로, 공진 효율 제어 회로(320)는 송신 제어기(360)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 송신 공진 회로(370)의 캐패시턴스 및 인덕턴스를 조절할 수도 있다.In another embodiment, the resonance efficiency control circuit 320 may adjust the capacitance and inductance of the transmission resonance circuit 370 according to the control signal received from the transmission controller 360.

송신 제어기(360)는 공진 효율 제어 회로(320)를 제어하여 공진 주파수를 동적으로 이동시킬 수 있다.The transmission controller 360 can dynamically move the resonance frequency by controlling the resonance efficiency control circuit 320.

송신단에서의 공진 주파수가 이동하면 송신단과 수신단 사이의 공진 결합 상태-즉, 결합 계수-가 동적으로 변경될 수 있다. 공진 결합 상태의 변화에 따라 무선 전력 수신기에 수신되는 전력의 세기도 변경될 수 있다.When the resonant frequency at the transmitting end moves, the resonant coupling state between the transmitting end and the receiving end-that is, the coupling coefficient-can be dynamically changed. The strength of power received by the wireless power receiver may also be changed according to a change in the resonance coupling state.

공진형 무선 전력 전송 시스템은 유도형 무선 전력 전송 시스템과 비교할 때 원거리 무선 충전이 가능한 장점이 있다.The resonant wireless power transmission system has an advantage of being capable of remote wireless charging when compared to the inductive wireless power transmission system.

즉, 보다 먼 거리의 무선 충전을 위해서는 보다 높은 세기의 전력 전송이 요구된다. 이를 위해, 공진형 무선 전력 전송 시스템은 최대 전력 전송이 가능한 공진 주파수를 사용한다.That is, higher wireless power transmission is required for wireless charging over a longer distance. To this end, the resonant wireless power transmission system uses a resonance frequency capable of maximum power transmission.

반면, 유도형 무선 전력 전송 시스템은 근접 무선 충전을 목적으로 설계되므로, 최대 전력 전송이 가능한 공진 주파수가 아닌 동작 주파수를 사용한다.On the other hand, since the inductive wireless power transmission system is designed for the purpose of proximity wireless charging, an operating frequency is used instead of a resonant frequency capable of maximum power transmission.

공진형 무선 전력 전송 시스템과 유도형 무선 전력 전송 시스템의 사용 주파수 대역은 후술할 도 8의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.The frequency bands used for the resonant wireless power transmission system and the inductive wireless power transmission system will become clearer through the description of FIG. 8 to be described later.

송신 제어기(360)는 높은 교류 전력 신호에 의해 너무 근접한 무선 전력 수신기가 파손되는 것을 방지하기 위해, 초기 전력 전송 시 제어 가능한 최소 공진 효율을 가지도록 제어할 수 있다.The transmission controller 360 may be controlled to have a controllable minimum resonance efficiency during initial power transmission in order to prevent damage to a wireless power receiver that is too close by a high AC power signal.

송신 제어기(360)는 물체 감지 후 최소 공진 효율로 무선 전력 수신기가 식별되면, 현재 설정된 최소 공진 효율에 기초하여 충전을 개시할 수 있다.When the wireless power receiver is identified with the minimum resonance efficiency after object detection, the transmission controller 360 may start charging based on the currently set minimum resonance efficiency.

반면, 송신 제어기(360)는 는 물체 감지 후 최소 공진 효율로 무선 전력 수신기가 식별되지 않으면, 무선 전력 수신기가 식별될 때까지 단계적으로 공진 효율을 증가시킬 수 있다.On the other hand, if the wireless power receiver is not identified with the minimum resonance efficiency after object detection, the transmission controller 360 may increase the resonance efficiency step by step until the wireless power receiver is identified.

송신 제어기(360)는 모뎀(350)을 통해 수신되는 수신기 상태 정보에 기초하여 인버터(330)에 의해 출력되는 교류 전력 신호의 세기를 조절할 수 있다.The transmission controller 360 may adjust the strength of the AC power signal output by the inverter 330 based on the receiver status information received through the modem 350.

또한, 송신 제어기(360)는 모뎀(350)을 통해 수신되는 수신기 상태 정보에 기초하여 송신 공진 회로(370)의 공진 효율을 동적으로 제어할 수도 있다.In addition, the transmission controller 360 may dynamically control the resonance efficiency of the transmission resonance circuit 370 based on the receiver state information received through the modem 350.

여기서, 수신기 상태 정보는 무선 전력 수신기의 정류기 후단에서 측정되는 전압인 V_RECT을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the receiver state information may include V_RECT, which is a voltage measured at the rear end of the rectifier of the wireless power receiver, but is not limited thereto.

실시 예에 따른 송신 제어기(360)는 V_RECT이 소정 제1 기준 이하가 되도록 공진 효율을 동적으로 제어할 수 있다.The transmission controller 360 according to the embodiment may dynamically control the resonance efficiency such that V_RECT is equal to or less than a predetermined first reference.

또한, 실시 예에 따른 송신 제어기(360)는 V_RECT이 소정 제2 기준 이상이 되도록 공진 효율을 동적으로 제어할 수도 있다. 여기서, 제1 기준은 제2 기준보다 크게 설정될 수 있다.In addition, the transmission controller 360 according to the embodiment may dynamically control the resonance efficiency such that V_RECT is equal to or greater than a predetermined second reference. Here, the first criterion may be set larger than the second criterion.

실시 예에 따른 송신 제어기(360)는 V_RECT이 적정 전압 레벨을 유지하도록 동적으로 공진 효율을 제어할 수도 있다. 일 예로, 적정 전압 레벨은 제2 기준보다 크고 제1 기준보다 작을 수 있다.The transmission controller 360 according to an embodiment may dynamically control resonance efficiency so that V_RECT maintains an appropriate voltage level. For example, an appropriate voltage level may be larger than the second reference and smaller than the first reference.

상기 도 3의 실시 예에서는 송신 제어기(360)가 인버터(330)에 PWM 신호를 전송하는 것으로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 송신 제어기(360)와 인버터(330) 사이에 배치되는 게이트 드라이버(Gate Driver, 미도시)를 더 포함할 수도 있다.In the embodiment of FIG. 3, the transmission controller 360 is described as transmitting the PWM signal to the inverter 330, but this is only one embodiment, and the wireless power transmitter according to another embodiment is the transmission controller 360 ) And a gate driver (not shown) disposed between the inverter 330.

이 경우, 송신 제어기(360)는 레퍼런스 클락(Reference Clock) 신호를 게이트 드라이버에 제공하고, 게이트 드라이버가 레퍼런스 클락 신호를 이용하여 PWM 신호를 생성할 수 있다. 게이트 드라이버에 의해 생성된 PWM 신호는 인버터(330)로 인가될 수 있다.In this case, the transmission controller 360 provides a reference clock signal to the gate driver, and the gate driver can generate a PWM signal using the reference clock signal. The PWM signal generated by the gate driver may be applied to the inverter 330.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기(300)는 단계 별 공진 효율 설정을 위한 캐패시턴스 매핑 테이블이 저장된 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.The wireless power transmitter 300 according to the embodiment may further include a memory (not shown) in which a capacitance mapping table for setting resonance efficiency for each step is stored.

송신 제어기(360)는 캐패시턴스 매핑 테이블을 참조하여 공진 효율 제어 회로(320)를 제어할 수 있다.The transmission controller 360 may control the resonance efficiency control circuit 320 by referring to the capacitance mapping table.

캐패시턴스 매핑 테이블의 예시는 후술할 도 9의 설명을 통해 명확해질 것이다.An example of the capacitance mapping table will be clarified through the description of FIG. 9 to be described later.

도 4는 상기 도 3의 실시 예의 공진 회로 조절 회로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of the resonant circuit control circuit of the embodiment of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 공진 회로 조절 회로(320)는 제1 내지 N 공진 캐패시터(410)와 각각의 공진 캐패시터를 활성화/비활성화시키기 위한 제1 내지 제N 스위치(420)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the resonant circuit adjustment circuit 320 may include first to Nth resonant capacitors 410 and first to Nth switches 420 for activating/deactivating each resonant capacitor. .

상기 도 3의 송신 제어기(360)는 제1 내지 제N 스위치(420)를 제어하여 송신 공진 회로(370)의 캐패시턴스를 조절하여 특정 공진 효율을 설정할 수 있다.The transmission controller 360 of FIG. 3 may control the capacitances of the transmission resonance circuit 370 by controlling the first to Nth switches 420 to set a specific resonance efficiency.

송신 제어기(360)는 제1 내지 제N 스위치(420) 중 적어도 하나의 스위치를 ON하여 캐패시턴스를 조절할 수 있다.The transmission controller 360 may adjust the capacitance by turning on at least one of the first to Nth switches 420.

도 5는 상기 도 3에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 3.

도 5을 참조하면, 무선 전력 수신기(500)는 수신 공진 회로(510), 정류기(520), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 530), 차단 회로(540), 부하(550), 센서(560), 통신 안테나(570), 모뎀(580) 및 수신 제어기(590)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the wireless power receiver 500 includes a reception resonance circuit 510, a rectifier 520, a DC/DC converter (530), a blocking circuit 540, a load 550, and a sensor 560, a communication antenna 570, a modem 580, and a receiving controller 590.

통신 안테나(570)를 통해 수신되는 신호는 모뎀(580)에 의해 복조되어 수신 제어기(590)로 전달될 수 있다. 수신 제어기(360)는 무선 전력 송신기(300)로 전송할 메시지가 존재하면, 해당 메시지를 모뎀(580)으로 전송하고, 모뎀(580)은 수신 제어기(590)로부터 수신된 메시지를 변조하여 통신 안테나(570)에 전송할 수 있다.The signal received through the communication antenna 570 may be demodulated by the modem 580 and transmitted to the reception controller 590. When there is a message to be transmitted to the wireless power transmitter 300, the reception controller 360 transmits the message to the modem 580, and the modem 580 modulates the message received from the reception controller 590 to communicate with the communication antenna ( 570).

상기한 도 5의 예에 도시된 무선 전력 수신기(500)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(300)와 정보를 교환할 수 있다.The wireless power receiver 500 shown in the example of FIG. 5 described above may exchange information with the wireless power transmitter 300 through in-band communication.

수신 공진 회로(510)는 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다.The reception resonant circuit 510 may include an inductor and at least one capacitor.

무선 전력 송신기(300)에 의해 전송된 AC 전력은 수신 공진 회로(510)을 통해 정류기(520)에 전달할 수 있다. 정류기(520)는 수신 공진 회로(510)를 통해 전달 받은 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(530)에 전송할 수 있다.The AC power transmitted by the wireless power transmitter 300 may be transmitted to the rectifier 520 through the reception resonance circuit 510. The rectifier 520 may convert AC power received through the reception resonant circuit 510 into DC power and transmit it to the DC/DC converter 530.

직류/직류 변환기(530)는 정류기(520)의 출력 DC 전력의 세기를 부하(550)에 의해 요구되는 특정 세기로 DC 전력으로 변환할 수 있다.The DC/DC converter 530 may convert the intensity of the output DC power of the rectifier 520 to DC power at a specific intensity required by the load 550.

센서(560)는 정류기(520)의 출력 DC 전력 세기-즉, V_RECT-를 측정하고, 측정 결과를 수신 제어기(590)에 전송할 수 있다.The sensor 560 measures the output DC power intensity of the rectifier 520-that is, V_RECT-and transmits the measurement result to the receiving controller 590.

수신 제어기(590)는 정류기(520)의 출력 DC 전력 V_RECT에 기반하여 폐루프 전력 제어를 수행할 수 있다. 이를 위해, 수신 제어기(590)는 적어도 V_RECT 정보가 포함된 수신기 상태 정보를 모뎀(580)을 통해 무선 전력 송신기(300)에 전송할 수 있다.The reception controller 590 may perform closed-loop power control based on the output DC power V_RECT of the rectifier 520. To this end, the reception controller 590 may transmit receiver status information including at least V_RECT information to the wireless power transmitter 300 through the modem 580.

또한, 센서(560)는 무선 전력 수신에 따라 수신 공진 회로(510)에 흐르는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 수신 제어기(590)에 전송할 수도 있다.In addition, the sensor 560 may measure the intensity of the current flowing through the reception resonant circuit 510 according to wireless power reception, and may transmit the measurement result to the reception controller 590.

또한, 센서(560)는 무선 전력 수신기(500) 또는 무선 전력 수신기(500)가 장착된 전자 기기의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도에 관한 정보를 수신 제어기(590)에 제공할 수도 있다.Also, the sensor 560 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 500 or an electronic device equipped with the wireless power receiver 500, and provide information regarding the measured temperature to the reception controller 590.

일 예로, 수신 제어기(590)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기 V_RECT을 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 수신 제어기(590)는 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 모뎀(580)을 통해 무선 전력 송신기(300)에 전송할 수 있다.For example, the reception controller 590 may determine whether an overvoltage occurs by comparing the measured intensity of the output DC power V_RECT with a predetermined reference value. As a result of the determination, when an overvoltage is generated, the reception controller 590 may transmit a predetermined packet indicating that the overvoltage has occurred to the wireless power transmitter 300 through the modem 580.

수신 제어기(590)는 V_RECT이 소정 기준치 이상일 때 부팅되어 구동될 수 있다.The reception controller 590 may be booted and driven when V_RECT is greater than or equal to a predetermined reference value.

수신 제어기(590)는 측정된 내부 온도가 소정 기준치를 초과하면, 차단 회로(540)를 제어하여 직류/직류 변환기(530)의 출력 DC 전력이 부하(550)에 전달되지 않도록 제어할 수도 있다. 여기서, 수신 제어기(590)는 과열 코드가 포함된 전력 전송 중단 패킷을 모뎀(580)을 통해 무선 전력 송신기(300)에 전송할 수 있다.When the measured internal temperature exceeds a predetermined reference value, the reception controller 590 may control the blocking circuit 540 so that the output DC power of the DC/DC converter 530 is not transmitted to the load 550. Here, the reception controller 590 may transmit the power transmission interruption packet including the overheating code to the wireless power transmitter 300 through the modem 580.

수신 제어기(590)는 무선 전력 수신기(500)가 장착된 전자 기기의 내부 전력을 제어하는 전력 관리 소자(미도시)-예를 들면, PMIC(Power Management IC)와 연동될 수 있다.The reception controller 590 may be linked with a power management element (not shown) that controls the internal power of an electronic device equipped with the wireless power receiver 500-for example, a PMIC (Power Management IC).

이 경우, 직류/직류 변환기(530)의 출력 DC 전력은 차단 회로(540)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 530 may be transmitted to the power management element through the blocking circuit 540, and the power management element may control battery charging and power supply to the internal components of the electronic device. have.

전력 관리 소자는 배터리 충전 상태 정보를 수신 제어기(590)에 제공할 수도 있다. 수신 제어기(590)는 배터리 충전 상태 정보 및 내부 온도 정보에 기반하여 충전의 진행 여부를 판단할 수 있다.The power management element may provide battery charge state information to the receiving controller 590. The reception controller 590 may determine whether charging is in progress based on the battery charge state information and the internal temperature information.

수신 제어기(590)는 센서(560)로부터 수신되는 센싱 정보에 기초하여 차단 회로(540)를 제어할 수 있다.The reception controller 590 may control the blocking circuit 540 based on the sensing information received from the sensor 560.

일 예로, 센싱 정보는 정류기 출력 전압 정보, 수신 공진 회로(510)에 흐르는 전류의 세기 정보, 부하 또는(및) 무선 전력 수신기 또는(및) 무선 전력 수신기가 장착된 디바이스 중 적어도 하나에 상응하여 측정한 온도 정보 등을 포함할 수 있다.For example, the sensing information is measured in correspondence to at least one of rectifier output voltage information, current intensity information flowing through the receiving resonant circuit 510, a load or (and) a wireless power receiver or a device equipped with a wireless power receiver. Temperature information.

일 예로, 정류기 출력 전압이 소정 기준치를 초과하면, 수신 제어기(580)는 차단 회로(540)에 구비된 스위치(미도시)를 OFF시켜 부하(550)로 전달되는 전력을 차단할 수 있다.For example, when the rectifier output voltage exceeds a predetermined reference value, the receiving controller 580 may turn off a switch (not shown) provided in the blocking circuit 540 to cut off power transmitted to the load 550.

다른 일 예로, 차단 회로(540)에는 전압 흡수 소자-예를 들면, 제너 다이오드-가 구비될 수 있으며, 이 경우, 정류기(520) 출력 전압이 기준치를 초과하면, 기준치를 초과하는 전압은 전압 흡수 소자에 의해 흡수되고, 기준치에 상응하는 전압이 부하(550)에 전달될 수도 있다.As another example, the blocking circuit 540 may be provided with a voltage absorbing element—eg, a zener diode—in this case, if the output voltage of the rectifier 520 exceeds a reference value, the voltage exceeding the reference value absorbs the voltage. The voltage absorbed by the device and corresponding to the reference value may be transmitted to the load 550.

도 6은 실시 예에 따른 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.6 is a state transition diagram of a wireless power receiver supporting an electromagnetic resonance method according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기의 상태는 크게 비활성화 상태(Disable State, 610), 부트 상태(Boot State, 620), 활성화 상태(Enable State, 630)(또는, On state) 및 시스템 오류 상태(System Error State, 640)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 6, the state of the wireless power receiver is largely disabled state (Disable State, 610), boot state (Boot State, 620), enabled state (Enable State, 630) (or On state) and system error state ( System Error State, 640).

이때, 무선 전력 수신기의 상태는 무선 전력 수신기의 정류기단에서의 출력 전압의 세기-이하, 설명의 편의를 위해 VRECT이라 명함-에 기반하여 결정될 수 있다.At this time, the state of the wireless power receiver may be determined based on the intensity of the output voltage at the rectifier end of the wireless power receiver-hereinafter referred to as a V RECT business card-for convenience of description.

활성화 상태(630)는 VRECT의 값에 따라 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631), 저전압 상태(Low Voltage State, 632) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.The activation state 630 may be divided into an optimal voltage state (Optimum Voltage State, 631), a low voltage state (Low Voltage State, 632), and a high voltage state (High Voltage State, 633) according to the value of V RECT .

비활성화 상태(610)의 무선 전력 수신기는 측정된 VRECT 값이 미리 정의된 VRECT_BOOT 값보다 크거나 같으면, 부트 상태(620)로 천이할 수 있다.The wireless power receiver in the deactivated state 610 may transition to the boot state 620 if the measured V RECT value is greater than or equal to a predefined V RECT_BOOT value.

부트 상태(620)에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기와의 대역외 통신 링크를 설정하고 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달할 때까지 대기할 수 있다.In the boot state 620, the wireless power receiver may establish an out-of-band communication link with the wireless power transmitter and wait until the V RECT value reaches the power required by the load end.

부트 상태(620)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달된 것이 확인되면, 활성화 상태(630)로 천이하여 충전을 시작할 수 있다.When it is confirmed that the V RECT value has reached the power required for the load stage, the wireless power receiver in the boot state 620 may transition to the activated state 630 to start charging.

활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 충전이 완료되거나 충전이 중단된 것이 확인되면, 부트 상태(620)로 천이될 수 있다.The wireless power receiver in the activated state 630 may transition to the boot state 620 when it is confirmed that charging is completed or charging is stopped.

또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 소정 시스템 오류가 감지되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수 있다. 여기서, 시스템 오류는 과전압, 과전류 및 과열뿐만 아니라 미리 정의된 다른 시스템 오류 조건이 포함될 수 있다.In addition, when a predetermined system error is detected, the wireless power receiver in the activated state 630 may transition to the system error state 640. Here, the system error may include overvoltage, overcurrent, and overheat, as well as other predefined system error conditions.

또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT_BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.In addition, the wireless power receiver in the activated state 630 may transition to the deactivated state 610 when the V RECT value falls below the V RECT_BOOT value.

또한, 부트 상태(620) 또는 시스템 오류 상태(640)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT_BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.In addition, the wireless power receiver in the boot state 620 or the system error state 640 may transition to the deactivated state 610 when the V RECT value falls below the V RECT_BOOT value.

활성화 상태(630)는 VRECT의 값에 따라 저전압 상태(Low Voltage State, 632), 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.The activation state 630 may be divided into a low voltage state (632), an optimal voltage state (Optimum Voltage State, 631), and a high voltage state (High Voltage State, 633) according to the value of V RECT .

저전압 상태(632)는 VRECT_BOOT <= VRECT <= VRECT_MIN인 상태를 의미하고, 최적 전압 상태(631)은 VRECT_MIN < VRECT <=VRECT_HIGH인 상태를 의미하고, 고전압 상태(633)는 VRECT_HIGH < VRECT <=VRECT_MAX인 상태를 의미할 수 있다.The low voltage state 632 means a state in which V RECT_BOOT <= V RECT <= V RECT_MIN , the optimal voltage state 631 means a state in which V RECT_MIN <V RECT <=V RECT_HIGH , and the high voltage state 633 V RECT_HIGH <V RECT <= V RECT_MAX .

특히, 고전압 상태(633)로 천이된 무선 전력 수신기는 부하에 공급되는 전력을 차단하는 동작을 미리 지정된 시간-이하 설명의 편의를 위해 고전압 상태 유지 시간이라 명함- 동안 유보시킬 수도 있다.In particular, the wireless power receiver transitioned to the high voltage state 633 may reserve the operation of cutting off the power supplied to the load during a predetermined time-a high voltage state holding time for convenience of description below.

여기서, 고전압 상태 유지 시간은 고전압 상태(633)에서 무선 전력 수신기 및 부하에 피해가 발생되지 않도록 미리 결정될 수 있다.Here, the high voltage state maintenance time may be determined in advance so as not to cause damage to the wireless power receiver and the load in the high voltage state 633.

무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(640)로 천이되면, 과전압 발생을 지시하는 소정 메시지를 미리 지정된 시간 이내에 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.When the wireless power receiver transitions to the system error state 640, a predetermined message indicating overvoltage generation may be transmitted to the wireless power transmitter through an out-of-band communication link within a predetermined time.

또한, 무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(630)에서 과전압에 따른 부하의 피해를 방지하기 위해 구비된 과전압 차단 수단을 이용하여 부하에 인가되는 전압을 제어할 수도 있다. 여기서, 과전압 차단 수단으로 ON/OFF 스위치 또는/및 제너다이오드 등이 사용될 수 있다.In addition, the wireless power receiver may control the voltage applied to the load by using the overvoltage blocking means provided to prevent damage to the load due to overvoltage in the system error state 630. Here, an ON/OFF switch or/and a zener diode may be used as the overvoltage blocking means.

상기 실시 예에서는 무선 전력 수신기에 과전압이 발생되어 시스템 오류 상태(640)로 천이된 경우, 무선 전력 수신기에서의 시스템 오류 대응 방법 및 수단을 설명하고 있으나 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 본 발명의 다른 실시 예는 무선 전력 수신기에 과열, 과전류 등에 의해서도 시스템 오류 상태로 천이될 수도 있다.Although the above embodiment describes a method and means for responding to a system error in the wireless power receiver when an overvoltage is generated in the wireless power receiver and transitions to the system error state 640, this is only one embodiment, and the present invention Another embodiment may transition to a system error state by overheating, overcurrent, or the like in the wireless power receiver.

일 예로, 과열에 따라 시스템 오류 상태로 천이된 경우, 무선 전력 수신기는 과열 발생을 알리는 소정 메시지를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.For example, when the system transitions to a system error state due to overheating, the wireless power receiver may transmit a predetermined message informing the occurrence of overheating to the wireless power transmitter.

이때, 무선 전력 수신기는 구비된 냉각팬 등을 구동하여 내부 발생된 열을 감소시킬 수도 있다.At this time, the wireless power receiver may reduce the heat generated inside by driving a cooling fan or the like.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 복수의 무선 전력 송신기와 연동하여 무선 전력을 수신할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 실제 무선 전력을 수신하기로 결정된 무선 전력 송신기와 실제 대역외 통신 링크가 설정된 무선 전력 송신기가 서로 상이한 것으로 판단되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수도 있다.The wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may receive wireless power in conjunction with a plurality of wireless power transmitters. In this case, the wireless power receiver may transition to the system error state 640 when it is determined that the wireless power transmitter determined to receive the actual wireless power is different from the wireless power transmitter configured with the actual out-of-band communication link.

도 7은 실시 예에 따른 전기기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 송신기의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a state transition procedure of a wireless power transmitter that supports an electric resonance method according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 무선 전력 송신기의 상태는 크게 구성 상태(Configuration State, 710), 전력 절약 상태(Power Save State, 720), 저전력 상태(Low Power State, 730), 전력 전송 상태(Power Transfer State, 740), 로컬 장애 상태(Local Fault State, 750) 및 잠금 장애 상태(Latching Fault State, 760)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 7, the state of the wireless power transmitter is largely configured state (Configuration State, 710), power saving state (Power Save State, 720), low power state (Low Power State, 730), power transfer state (Power Transfer State) , 740), a local fault state (750), and a locking fault state (Latching Fault State, 760).

무선 전력 송신기에 전력이 인가되면, 무선 전력 송신기는 구성 상태(710)로 천이할 수 있다. 무선 전력 송신기는 구성 상태(710)에서 소정 리셋 타이머가 만료되거나 초기화 절차가 완료되면, 전력 절약 상태(720)로 천이할 수 있다.When power is applied to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter may transition to the configuration state 710. The wireless power transmitter may transition to the power saving state 720 when a predetermined reset timer expires in the configuration state 710 or the initialization procedure is completed.

전력 절약 상태(720)에 진입하면, 무선 전력 송신기는 비콘 시퀀스를 생성할 수 있다.Upon entering the power saving state 720, the wireless power transmitter may generate a beacon sequence.

무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(720)에 진입한 후 소정 시간 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있다.The wireless power transmitter may control the beacon sequence to be initiated within a predetermined time after entering the power saving state 720.

일 예로, 무선 전력 송신기는 구성 상태(710)에서 전력 절약 상태(720)로 천이한 후 50ms 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.For example, the wireless power transmitter may control the beacon sequence to be initiated within 50 ms after transitioning from the configuration state 710 to the power saving state 720, but is not limited thereto.

전력 절약 상태(720)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 감지하기 위한 제1 비콘 시퀀스(First Beacon Sequence)를 일정 주기로 생성하여 전송하고, 임피던스 변화-즉, 부하 변화(Load Variation)-를 감지할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1 비콘과 제1 비콘 시퀀스를 각각 Short Beacon과 Short Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.In the power saving state 720, the wireless power transmitter generates and transmits a first beacon sequence for detecting a wireless power receiver at regular intervals, and detects an impedance change, that is, load variation. can do. Hereinafter, for convenience of description, the first beacon and the first beacon sequence will be referred to as Short Beacon and Short Beacon sequences, respectively.

Short Beacon 시퀀스는 충전 영역에 배치된 물체가 감지하기 위한 저전력 비콘 신호의 전송 패턴을 의미한다.The short beacon sequence means a transmission pattern of a low power beacon signal for an object disposed in a charging area to detect.

Short Beacon 시퀀스는 짧은 구간 동안(tSHORT_BEACON) 일정 시간 간격(tCYCLE)으로 반복 생성되어 저전력의 비연속적인 신호이므로 대기 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.The short beacon sequence is repeatedly generated at a certain time interval (tCYCLE) for a short period (tSHORT_BEACON), so it is a low-power non-continuous signal, and thus, standby power consumption can be minimized.

일 예로, tSHORT_BEACON은 30ms이하, tCYCLE은 250ms ±5 ms로 각각 설정될 수 있다. 또한, Short Beacon의 전류 세기는 소정 기준치 이상이어야 하고, 일정 시간 구간 동안 점증적으로 증가할 수도 있다.For example, tSHORT_BEACON may be set to 30 ms or less, and tCYCLE to 250 ms ±5 ms, respectively. In addition, the current intensity of the short beacon should be greater than or equal to a predetermined reference value, and may increase gradually over a period of time.

무선 전력 송신기는 Short Beacon에 따른 수신 공진기에서의 리액턴스(reactance) 및 저항(resistance) 변화를 감지하기 위한 소정 센싱 수단이 구비될 수 있다.The wireless power transmitter may be provided with a predetermined sensing means for detecting a change in reactance and resistance in a reception resonator according to the short beacon.

또한, 전력 절약 상태(720)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 부팅(Booting) 및 응답에 필요한 충분한 전력을 공급하기 위한 제2 비콘 시퀀스를 주기적으로 생성하여 전송할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제2 비콘과 제2 비콘 시퀀스를 각각 Long Beacon과 Long Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.Further, in the power saving state 720, the wireless power transmitter may periodically generate and transmit a second beacon sequence for supplying sufficient power required for booting and responding to the wireless power receiver. Hereinafter, for convenience of description, the second beacon and the second beacon sequence will be referred to as Long Beacon and Long Beacon sequences, respectively.

무선 전력 수신기는 제2 비콘 시퀀스를 통해 수신된 전력을 이용하여 부팅될 수 있으며, 부팅 후 대역외 통신 채널을 통해 소정 응답 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.The wireless power receiver may be booted using power received through the second beacon sequence, and may broadcast a predetermined response signal through an out-of-band communication channel after booting.

Long Beacon 시퀀스는 무선 전력 수신기의 부팅에 필요한 충분한 전원을 공급하기 위해 Short Beacon에 비해 상대적으로 긴 구간 동안(tLONG_BEACON)동안 일정 시간 간격(tLONG_BEACON_PERIOD)으로 생성되어 전송될 수 있다.The Long Beacon sequence may be generated and transmitted at a predetermined time interval (t LONG_BEACON_PERIOD ) for a relatively long period (t LONG_BEACON ) compared to the Short Beacon to supply sufficient power for booting the wireless power receiver.

일 예로, tLONG_BEACON은 105 ms+5 ms, tLONG_BEACON_PERIOD 은 850ms로 각각 설정될 수 있으며, Long Beacon의 전류 세기는 Short Beacon의 전류 세기에 비해 상대적으로 강할 수 있다. 또한, Long Beacon은 전송 구간 동안 일정 세기의 파워가 유지될 수 있다.For example, t LONG_BEACON may be set to 105 ms+5 ms and t LONG_BEACON_PERIOD to 850 ms, respectively, and the current strength of the long beacon may be relatively strong compared to the current strength of the short beacon. In addition, in the Long Beacon, power of a certain strength may be maintained during a transmission period.

이 후, 무선 전력 송신기는 수신 공진기의 임피던스 변화를 감지하면, Long Beacon 시퀀스를 개시하고, Long Beacon을 전송하는 동안 소정 응답 신호의 수신을 대기할 수 있다.Thereafter, when the impedance change of the reception resonator is sensed, the wireless power transmitter may initiate a Long Beacon sequence and wait for the reception of a predetermined response signal while transmitting the Long Beacon.

일 예로, 응답 신호는 광고 신호(Advertisement Signal)일 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, Long Beacon에 대한 응답 신호를 광고 신호 또는 광고 시그널이라 명하기로 한다. 여기서, 무선 전력 수신기는 공진 주파수 대역과는 상이한 대역외 통신 주파수 대역을 통해 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다.As an example, the response signal may be an advertisement signal. For convenience of description below, the response signal for the Long Beacon will be referred to as an advertisement signal or advertisement signal. Here, the wireless power receiver may broadcast an advertisement signal through an out-of-band communication frequency band different from the resonance frequency band.

일 예로, 광고 시그널은 해당 대역외 통신 표준에 정의된 메시지를 식별하기 위한 메시지 식별 정보, 무선 전력 수신기가 적법한 또는 해당 무선 전력 송신기에 호환 가능한 수신기인지를 식별하기 위한 고유한 서비스 또는 무선 전력 수신기 식별 정보, 무선 전력 수신기의 출력 파워 정보, 부하에 인가되는 정격 전압/전류 정보, 무선 전력 수신기의 안테나 이득 정보, 무선 전력 수신기의 카테고리를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기 인증 정보, 과전압 보호 기능의 탑재 여부에 관한 정보, 무선 전력 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나 또는 어느 하나를 포함할 수 있다.As an example, the advertisement signal may include message identification information for identifying a message defined in a corresponding out-of-band communication standard, a unique service or wireless power receiver identification for identifying whether the wireless power receiver is a legitimate or compatible receiver for the wireless power transmitter. Information, output power information of the wireless power receiver, rated voltage/current information applied to the load, antenna gain information of the wireless power receiver, information for identifying the category of the wireless power receiver, wireless power receiver authentication information, and overvoltage protection It may include at least one of information on whether or not software version information mounted on the wireless power receiver.

무선 전력 송신기는 광고 시그널을 수신하면, 전력 절약 상태(720)에서 저전력 상태(730)로 천이한 후, 무선 전력 수신기와의 대역외 통신 연결을 시도할 수 있다.Upon receiving the advertisement signal, the wireless power transmitter may attempt to connect an out-of-band communication with the wireless power receiver after transitioning from the power saving state 720 to the low power state 730.

연이어, 무선 전력 송신기는 설정된 대역외 통신 링크를 통해 식별된 무선 전력 수신기에 대한 소정 등록 절차를 수행할 수도 있다.Subsequently, the wireless power transmitter may perform a predetermined registration procedure for the wireless power receiver identified through the established out-of-band communication link.

일 예로, 대역외 통신이 블루투스 저전력 통신인 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 블루투스 페어링을 수행하고, 페어링된 블루투스 링크를 통해 서로의 상태 정보, 특성 정보 및 제어 정보 중 적어도 하나를 교환할 수 있다.For example, when the out-of-band communication is a Bluetooth low power communication, the wireless power transmitter performs Bluetooth pairing with the wireless power receiver and can exchange at least one of each other's status information, characteristic information, and control information through the paired Bluetooth link. have.

무선 전력 송신기가 저전력 상태(730)에서 대역외 통신을 통해 충전을 개시하기 위한 소정 제어 신호-즉, 무선 전력 수신기가 부하에 전력을 전달하도록 요청하는 소정 제어 신호-를 무선 전력 수신기에 전송하면, 무선 전력 송신기는 저전력 상태(730)에서 전력 전송 상태(740)로 천이할 수 있다.If the wireless power transmitter transmits to the wireless power receiver a predetermined control signal for initiating charging through out-of-band communication in the low power state 730, i.e., a predetermined control signal that the wireless power receiver requests to deliver power to the load, The wireless power transmitter may transition from a low power state 730 to a power transmission state 740.

만약, 저전력 상태(730)에서 대역외 통신 링크 설정 절차 또는 등록 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 무선 전력 송신기는 저전력 상태(730)에서 전력 절약 상태(720)로 천이할 수 있다.If, in the low power state 730, the out-of-band communication link setting procedure or registration procedure is not normally completed, the wireless power transmitter may transition from the low power state 730 to the power saving state 720.

무선 전력 송신기는 각각의 무선 전력 수신기와 접속하기 위한 별도의 분리된 링크 만료 타이머(Link Expiration Timer)를 구동시킬 수 있다.The wireless power transmitter may drive a separate separate link expiration timer for accessing each wireless power receiver.

이 경우, 무선 전력 수신기는 소정 시간 주기로 무선 전력 송신기에 자신이 충전 영역에 존재함을 알리기 위한 소정 제1 메시지를 링크 만료 타이머가 만료되기 이전에 전송해야 한다.In this case, the wireless power receiver must transmit a first predetermined message to inform the wireless power transmitter that it is in the charging area at a predetermined time period before the link expiration timer expires.

링크 만료 타이머는 제1 메시지가 수신될 때마다 리셋될 수 있다.The link expiration timer can be reset each time a first message is received.

링크 만료 타이머가 만료되지 않으면 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크는 유지될 수 있다.If the link expiration timer does not expire, the out-of-band communication link established between the wireless power transmitter and the wireless power receiver can be maintained.

하지만, 링크 만료 타이머가 만료되면, 무선 전력 송신기와 해당 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크는 연결 해제될 수 있다.However, when the link expiration timer expires, the out-of-band communication link established between the wireless power transmitter and the corresponding wireless power receiver may be disconnected.

만약, 저전력 상태(730) 또는 전력 전송 상태(740)에서, 무선 전력 송신기와 적어도 하나의 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크에 대응되는 모든 링크 만료 타이머가 만료된 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 전력 절약 상태(720)로 천이될 수 있다.If, in the low power state 730 or the power transmission state 740, if all link expiration timers corresponding to the out-of-band communication link established between the wireless power transmitter and the at least one wireless power receiver have expired, the state of the wireless power transmitter May transition to a power saving state 720.

또한, 저전력 상태(730)의 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 시그널이 수신되면 소정 등록 타이머를 구동시킬 수 있다.In addition, the wireless power transmitter in the low power state 730 may drive a predetermined registration timer when a valid advertisement signal is received from the wireless power receiver.

이때, 등록 타이머가 만료되면, 저전력 상태(730)의 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(720)로 천이할 수 있다.At this time, when the registration timer expires, the wireless power transmitter in the low power state 730 may transition to the power saving state 720.

무선 전력 송신기는 등록에 실패하였음을 알리는 소정 알림 신호를 무선 전력 송신기에 구비된 알림 표시 수단-예를 들면, LED 램프, 디스플레이 화면, 비퍼(beeper) 등을 포함함-을 통해 출력할 수도 있다.The wireless power transmitter may output a predetermined notification signal indicating that the registration has failed through the notification display means provided in the wireless power transmitter, including, for example, an LED lamp, a display screen, a beeper, and the like.

또한, 전력 전송 상태(740)에서, 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기의 충전이 완료되면, 저전력 상태(730)로 천이될 수 있다.In addition, in the power transmission state 740, the wireless power transmitter may transition to the low power state 730 when charging of all connected wireless power receivers is completed.

특히, 무선 전력 수신기는 구성 상태(710), 로컬 장애 상태(750) 및 잠금 장애 상태(760)를 제외한 나머지 상태에서 새로운 무선 전력 수신기의 등록을 허용할 수 있다.In particular, the wireless power receiver may allow registration of a new wireless power receiver in a state other than the configuration state 710, local failure state 750, and lock failure state 760.

또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(740)에서 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 전송 전력을 동적으로 제어할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may dynamically control the transmission power based on state information received from the wireless power receiver in the power transmission state 740.

이때, 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 요구 전력 정보, 정류기 후단에서 측정된 전압 및/또는 전류 정보, 충전 상태 정보, 과전류 및/또는 과전압 및/또는 과열 상태를 통보하기 위한 정보, 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단이 활성화되었는지 여부를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수신기 상태 정보는 미리 지정된 주기로 전송되거나 특정 이벤트가 발생될 때마다 전송될 수 있다.At this time, the receiver status information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter is for reporting required power information, voltage and/or current information measured at the rear end of the rectifier, charging status information, overcurrent and/or overvoltage and/or overheating status. The information may include at least one of information indicating whether a means for blocking or reducing power transmitted to a load is activated according to an overcurrent or an overvoltage. The receiver status information may be transmitted at a predetermined period or whenever a specific event occurs.

무선 전력 수신기는 과전류 또는 과전압 감지 시 부하로 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키기 위한 수단은 스위치, 제너 다이오드 등의 과전력 차단 수단이 구비될 수 있다.The wireless power receiver may be provided with an overpower blocking means such as a switch or a zener diode as a means for blocking or reducing power transmitted to a load when overcurrent or overvoltage is detected.

다른 실시 예로, 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 무선 전력 수신기에 유선으로 외부 전원이 연결되었음을 알리는 정보, 대역외 통신 방식이 변경되었음을 알리는 정보-일 예로, NFC(Near Field Communication)에서 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신으로 변경될 수도 있음- 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.In another embodiment, the receiver status information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter includes information indicating that the external power is connected to the wireless power receiver by wire, information indicating that the out-of-band communication method has been changed, for example, NFC (Near Field Communication) ) May be changed to Bluetooth Low Energy (BLE) communication.

또 다른 실시 예로, 무선 전력 송신기는 자신의 현재 가용한 전력, 무선 전력 수신기 별 우선 순위, 접속된 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 무선 전력 수신기 별 전송 전력을 동적으로 할당할 수도 있다.As another embodiment, the wireless power transmitter may dynamically allocate transmission power for each wireless power receiver based on at least one of its currently available power, priority for each wireless power receiver, and the number of connected wireless power receivers.

여기서, 무선 전력 수신기 별 할당되는 전력은 해당 무선 전력 수신기의 정류기에서 처리 가능한 최대 파워 대비 얼마의 비율로 파워를 수신해야 하는지로 결정될 수 있다.Here, the power allocated to each wireless power receiver may be determined as a ratio of the maximum power that can be processed by the rectifier of the corresponding wireless power receiver to which power should be received.

여기서, 무선 전력 수신기 별 우선 순위는 수신기에 의해 요구되는 전력의 세기, 수신기의 종류, 수신기의 현재 사용 여부, 현재 충전량, 현재 소비되고 있는 전력량 등에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the priority of each wireless power receiver may be determined according to the strength of the power required by the receiver, the type of receiver, whether the receiver is currently used, the current charging amount, and the amount of power currently being consumed, but is not limited thereto.

예를 들면, 수신기의 종류 별 우선 순위는 휴대폰, 테블릿, 블루투스 헤드셋, 전동 칫솔 순으로 결정될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 다른 일 예로, 수신기가 현재 사용되고 있는 경우, 사용되지 않는 수신기에 비해 보다 높은 우선 순위가 부여될 수 있다.For example, the priority of each receiver may be determined in the order of a mobile phone, a tablet, a Bluetooth headset, and an electric toothbrush, but is not limited thereto. As another example, when a receiver is currently being used, a higher priority may be given to a receiver that is not used.

또 다른 일 예로, 수신기에 의해 요구되는 전력의 세기가 클수록 보다 높은 우선 순위가 부여될 수 있다.As another example, the higher the power intensity required by the receiver, the higher priority may be given.

또 다른 일 예로, 해당 수신기에 탑재된 부하의 현재 충전량-즉, 잔여 충전량-에 기반하여 우선 순위가 결정될 수도 있다.As another example, the priority may be determined based on the current charge amount of the load mounted on the receiver, that is, the remaining charge amount.

또 다른 일 예로, 현재 소비되고 있는 전력량에 기반하여 우선 순위가 결정될 수도 있다.As another example, the priority may be determined based on the amount of power currently being consumed.

또한, 상술한 우선 순위 결정 요소들 중 적어도 하나의 조합으로 우선 순위가 결정될 수도 있음을 주의해야 한다.Also, it should be noted that the priority may be determined by a combination of at least one of the above-described priority determining elements.

이 후, 무선 전력 송신기는 결정된 파워 세기에 관한 정보가 포함된 소정 전력 제어 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command including information on the determined power strength to the corresponding wireless power receiver.

이때, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기에 의해 결정된 파워 세기로 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과를 소정 전력 제어 응답 메시지를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.At this time, the wireless power receiver may determine whether power control is possible with the power strength determined by the wireless power transmitter, and transmit the determination result to the wireless power transmitter through a predetermined power control response message.

실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기의 전력 제어 명령에 따른 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 소정 수신기 상태 정보를 전송할 수 있다.The wireless power receiver according to the embodiment may transmit predetermined receiver state information indicating whether power control according to the power control command of the wireless power transmitter is possible.

다른 실시 예로, 상기 무선 전력 수신기는 상기 전력 제어 명령을 수신하기 이전에 자신이 어떠한 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 수신기 상태 정보를 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.In another embodiment, before receiving the power control command, the wireless power receiver may transmit receiver state information indicating whether power control is possible to the wireless power transmitter.

전력 전송 상태(740)는 접속된 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태에 따라 제1 상태(741), 제2 상태(742) 및 제3 상태(743) 중 어느 하나의 상태일 수 있다.The power transmission state 740 may be any one of the first state 741, the second state 742, and the third state 743 according to the power reception state of the connected wireless power receiver.

일 예로, 제1 상태(741)는 무선 전력 송신기에 접속된 모든 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 정상 전압인 상태임을 의미할 수 있다.As an example, the first state 741 may mean that the power reception state of all wireless power receivers connected to the wireless power transmitter is a normal voltage.

제2 상태(742)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 상태이고 고전압 상태인 무선 전력 수신기가 존재하지 않음을 의미할 수 있다.The second state 742 may mean that the power reception state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter is a low voltage state and a high voltage state wireless power receiver is not present.

제3 상태(743)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 고전압 상태임을 의미할 수 있다.The third state 743 may mean that the power reception state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter is a high voltage state.

무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(720) 또는 저전력 상태(730) 또는 전력 전송 상태(740)에서 시스템 오류가 감지되면, 잠금 장애 상태(760)로 천이될 수 있다.The wireless power transmitter may transition to the lock failure state 760 when a system error is detected in the power saving state 720 or the low power state 730 or the power transmission state 740.

무선 전력 송신기는 잠금 장애 상태(760)에서 접속된 모든 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 것으로 판단하면, 구성 상태(710) 또는 전력 절약 상태(720)로 천이할 수 있다.When the wireless power transmitter determines that all wireless power receivers connected in the lock failure state 760 are removed from the charging area, the wireless power transmitter may transition to the configuration state 710 or the power saving state 720.

또한, 잠금 장애 상태(760)에서, 무선 전력 송신기는 로컬 장애를 감지하면, 로컬 장애 상태(750)로 천이할 수 있다.In addition, in the lock failure state 760, the wireless power transmitter may transition to the local failure state 750 upon detecting a local failure.

여기서, 로컬 장애 상태(750)인 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 다시 잠금 장애 상태(760)로 천이될 수 있다.Here, the wireless power transmitter in the local failure state 750 may transition back to the lock failure state 760 when the local failure is released.

반면, 무선 전력 송신기가 구성 상태(710), 전력 절약 상태(720), 저전력 상태(730), 전력 전송 상태(740) 중 어느 하나의 상태에서 로컬 장애 상태(750)로 천이한 후 로컬 장애가 해제되면, 구성 상태(710)로 천이할 수 있다.On the other hand, after the wireless power transmitter transitions from one of the configuration state 710, the power saving state 720, the low power state 730, or the power transmission state 740 to the local failure state 750, the local failure is released. If it does, it can transition to the configuration state 710.

무선 전력 송신기는 로컬 장애 상태(750)로 천이하면, 무선 전력 송신기에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다.When the wireless power transmitter transitions to the local failure state 750, the power supplied to the wireless power transmitter may be cut off.

일 예로, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등의 장애를 감지하면 로컬 장애 상태(750)로 천이할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다.For example, if the wireless power transmitter detects a failure such as overvoltage, overcurrent, or overheating, the wireless power transmitter may transition to the local failure state 750, but is not limited thereto.

실시 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압 및 과열 중 적어도 하나를 감지하면, 무선 전력 수신기에서 수신되는 전력의 세기를 감소시키기 위한 소정 전력 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.In an embodiment, when the wireless power transmitter detects at least one of overcurrent, overvoltage, and overheating, the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command to reduce the intensity of power received at the wireless power receiver to the connected at least one wireless power receiver.

다른 실시 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압 및 과열 중 적어도 하나를 감지하면, 무선 전력 수신기의 충전을 중단시키기 위한 소정 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.In another embodiment, when the wireless power transmitter detects at least one of overcurrent, overvoltage and overheating, the wireless power transmitter may transmit a predetermined control command to stop charging of the wireless power receiver to the connected at least one wireless power receiver.

상기와 같은 전력 제어 절차를 통해, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등에 따른 기기 파손을 미연에 방지할 수 있다.Through the power control procedure as described above, the wireless power transmitter can prevent damage to the device due to overvoltage, overcurrent, and overheating.

무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이상인 경우, 잠금 장애 상태(760)로 천이할 수 있다.When the intensity of the output current of the transmission resonator is greater than or equal to a reference value, the wireless power transmitter may transition to the lock failure state 760.

이때, 잠금 장애 상태(760)로 천이된 무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기를 미리 지정된 시간 동안 소정 기준치 이하가 되도록 시도할 수 있다.At this time, the wireless power transmitter transitioned to the lock failure state 760 may attempt to make the intensity of the output current of the transmission resonator less than a predetermined reference value for a predetermined time.

여기서, 상기 시도는 미리 지정된 회수 동안 반복 수행될 수 있다.Here, the attempt may be repeatedly performed for a predetermined number of times.

만약, 미리 지정된 회수 동안의 반복 수행에도 불구하고, 잠금 장애 상태(760)가 해제되지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 소정 알림 수단을 이용하여 사용자에게 잠금 장애 상태(760)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 송출할 수 있다.If, despite repeated execution for a predetermined number of times, the lock failure state 760 is not released, the wireless power transmitter uses a predetermined notification means to instruct the user that the lock failure state 760 is not released. A predetermined notification signal can be transmitted.

이때, 무선 전력 송신기의 충전 영역에 위치한 모든 무선 전력 수신기가 사용자에 의해 충전 영역에서 제거되면, 잠금 장애 상태(760)가 해제될 수 있다.At this time, if all wireless power receivers located in the charging area of the wireless power transmitter are removed from the charging area by the user, the lock failure state 760 may be released.

반면, 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 미리 지정된 시간 이내에 기준치 이하로 떨어지거나 상기 미리 지정된 반복 수행 동안 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이하로 떨어지는 경우, 잠금 장애 상태(760)는 자동으로 해제될 수 있다.On the other hand, when the intensity of the output current of the transmission resonator falls below a reference value within a predetermined time or when the intensity of the output current of the transmission resonator falls below a reference value during the predetermined repetition, the lock failure state 760 is automatically released. Can.

이때, 무선 전력 송신기는 잠금 장애 상태(760)에서 전력 절약 상태(720)로 자동 천이하여 무선 전력 수신기에 대한 감지 및 식별 절차를 다시 수행할 수도 있다.At this time, the wireless power transmitter may automatically transition from the lock failure state 760 to the power saving state 720 to perform the detection and identification procedure for the wireless power receiver again.

무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(740)에서 끊김 없이 전력을 전송하고, 무선 전력 수신기의 상태 정보 및 미리 정의된 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터에 기반하여 적응적으로 전송 전력의 세기를 제어할 수 있다.The wireless power transmitter continuously transmits power in the power transmission state 740, and adaptively controls the intensity of the transmission power based on the state information of the wireless power receiver and a predefined optimal voltage region setting parameter. can do.

일 예로, 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터는 저전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 최적 전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 고전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 과전압 영역을 식별하기 위한 파라메터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the optimal voltage region setting parameter includes at least one of a parameter for identifying a low voltage region, a parameter for identifying an optimum voltage region, a parameter for identifying a high voltage region, and a parameter for identifying an overvoltage region. It can contain.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 영역에 있으면, 전송 전력의 세기를 증가시키고, 고전압 영역에 있으면, 전송 전력의 세기를 감소시킬 수 있다.The wireless power transmitter may increase the strength of the transmission power when the power reception state of the wireless power receiver is in the low voltage region, and decrease the strength of the transmission power when it is in the high voltage region.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량의 편차가 기준치 이하가 되도록 전송 전력을 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter may control the transmission power such that the deviation of the amount of power required by the wireless power receiver is below a reference value.

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압이 소정 과전압 영역에 도달한 경우-즉, Over Voltage가 감지된 경우-, 전력 전송을 중단할 수도 있다.The wireless power transmitter may stop power transmission when the rectifier output voltage of the wireless power receiver reaches a predetermined overvoltage region, that is, when an over voltage is detected.

무선 전력 송신기는 공진 효율을 적응적으로 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter may adaptively control resonance efficiency.

무선 전력 송신기는 너무 근접한 무선 전력 수신기가 과도한 수신 전력에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 초기 공진 효율을 낮게 설정할 수 있다.The wireless power transmitter may set a low initial resonance efficiency to prevent a wireless power receiver that is too close from being damaged by excessive received power.

전력 절약 상태(720)에서 초기 공진 효율을 가장 낮게 설정하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 이격 거리인 Z-distance와 관계 없이 안전하게 무선 전력 수신기를 감지하고 충전할 수 있다.In the power saving state 720, the initial resonance efficiency is set to the lowest, so that the wireless power receiver can be safely detected and charged regardless of the Z-distance, which is the separation distance between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

일 예로, 초기 공진 효율은 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기가 가장 근접한 상태에서도 기기 손상이 없을 정도로 낮게 설정될 수 있다.For example, the initial resonance efficiency may be set so low that there is no device damage even in a state where the wireless power transmitter and the wireless power receiver are closest to each other.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 후단에서 측정되는 V_RECT이 소정 제1 기준 이하가 유지되도록 공진 효율을 동적으로 제어할 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment may dynamically control resonance efficiency such that V_RECT measured at the rear end of the rectifier of the wireless power receiver is maintained below a predetermined first reference.

또한, 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 후단에서 측정되는 V_RECT이 소정 제2 기준 이상이 되도록 공진 효율을 동적으로 제어할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter according to the embodiment may dynamically control the resonance efficiency such that V_RECT measured at the rear end of the rectifier of the wireless power receiver becomes a predetermined second reference or higher.

여기서, 제1 기준은 제2 기준보다 크게 설정될 수 있다.Here, the first criterion may be set larger than the second criterion.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 후단에서 측정되는 V_RECT이 적정 전압을 유지하도록 공진 효율을 동적으로 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment may dynamically control resonance efficiency so that V_RECT measured at the rear end of the rectifier of the wireless power receiver maintains an appropriate voltage.

실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 LC 공진 회로의 캐패시턴스 값을 조절하여 공진 효율을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter according to the embodiment may control resonance efficiency by adjusting a capacitance value of the LC resonance circuit.

상기 도 4의 실시 예에서는 LC 공진 회로의 캐패시턴스 값을 조절하여 공진 효율이 제어되는 것을 예를 들고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 LC 공진 회로의 인덕턴스 값을 조절하여 공진 효율을 제어할 수도 있다.In the embodiment of FIG. 4, it is exemplified that the resonance efficiency is controlled by adjusting the capacitance value of the LC resonance circuit, but this is only one embodiment, and the wireless power transmitter according to another embodiment of the LC resonance circuit It is also possible to control the resonance efficiency by adjusting the value.

또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 LC 공진 회로의 캐패시턴스 값과 인덕턴스 값을 모두 조절하여 공진 효율을 제어할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment may control resonance efficiency by adjusting both a capacitance value and an inductance value of the LC resonance circuit.

도 8은 유도형 무선 충전 방식에서의 공진 주파수와 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a resonance frequency and an operating frequency in an inductive wireless charging method.

상세하게 도 8은 유도형 무선 충전 방식의 하나인 WPC에서 전송 전력이 5와트(W)일 때의 주파수에 따른 이득 변화를 보여주는 그래프이다.In detail, FIG. 8 is a graph showing a change in gain according to frequency when the transmission power is 5 watts (W) in one of the inductive wireless charging scheme WPC.

도 8을 참조하면, WPC 표준에서의 동작 주파수 대역은 110KHz~205KHz로 공진 주파수인 100KHz보다 높은 주파수 대역이다.Referring to FIG. 8, the operating frequency band in the WPC standard is 110 KHz to 205 KHz, which is a frequency band higher than 100 KHz, which is a resonance frequency.

공진 주파수에서의 이득(Gain)은 약 35dBV이나 동작 주파수 대역에서의 이득은 최대 15dBV인 것을 알 수 있다.It can be seen that the gain at the resonance frequency is about 35 dBV, but the gain in the operating frequency band is 15 dBV at the maximum.

유도형 무선 충전 시스템은 항상 공진 주파수보다 낮은 이득 구간에서 동작하도록 동작 주파수 대역이 할당된다.The inductive wireless charging system is always assigned an operating frequency band to operate in a gain section lower than the resonant frequency.

이를 위해, WPC는 공진 회로의 인덕턴스와 캐패시턴스에 의해 결정되는 공진 주파수와 동작 주파수인 레퍼런스 클락을 강제적으로 미스 매칭(Miss Matching)시켜 공진 회로를 통해 출력되는 AC 전압의 세기를 낮춘다.To this end, the WPC forcibly miss-matches the reference clock, which is the resonant frequency and the operating frequency, determined by the inductance and capacitance of the resonant circuit, thereby lowering the strength of the AC voltage output through the resonant circuit.

반면, 일반적인 공진형 무선 충전 방식은 원거리 무선 충전을 위해 동작 주파수를 공진 주파수로 고정시켜 품질 인자인 Q 값을 최대로 유지시킨다.On the other hand, the general resonant wireless charging method maintains the maximum Q value as a quality factor by fixing the operating frequency to the resonant frequency for remote wireless charging.

동작 주파수가 공진 주파수인 경우, 이득이 최대이므로 공진 회로의 AC 출력 전압이 최대가 된다.When the operating frequency is the resonance frequency, the gain is maximum, so the AC output voltage of the resonance circuit is the maximum.

따라서, 공진형 무선 충전 방식은 송수신기 사이의 이격 거리가 멀어져서 발생되는 전력 손실을 공진 주파수를 이용한 높은 주파수 이득을 통해 보상하여 극복할 수 있다.Therefore, the resonant wireless charging method can overcome the power loss caused by the distance between the transceivers by compensating through a high frequency gain using the resonance frequency.

하지만, 충전 중 송수신기 사이의 이격 거리가 순간적으로 줄어드는 경우, 전력 손실이 급격이 감소하여 수신기에 높은 전압이 인가될 수 있으며, 이로 인해 수신기에 치명적인 손상이 발생될 수 있다.However, if the separation distance between the transceivers during charging is instantaneously reduced, the power loss may decrease rapidly, and a high voltage may be applied to the receiver, thereby causing fatal damage to the receiver.

특히, 갑작스런 수신기 이동에 따라 수신기에 높은 전압이 인가되는 경우, 정상적인 폐루프 전력 제어 알고리즘을 통해서는 과전압을 빠르게 정상 전압으로 낮추기 힘든 문제점이 있다.In particular, when a high voltage is applied to the receiver according to a sudden movement of the receiver, there is a problem that it is difficult to quickly reduce the overvoltage to a normal voltage through a normal closed-loop power control algorithm.

도 9는 실시 예의 공진 회로의 캐패시턴스 조합에 따른 최소 송수신기 이격 거리 및 공진 주파수 변화를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a minimum distance between the transceiver and the resonance frequency change according to the combination of capacitances of the resonance circuit of the embodiment.

도 9의 도면 번호 910에 도시된 바와 같이, 송신기의 구동 회로와 연결된 공진 회로의 캐패시턴스가 2개의 캐패시턴스 변수 CAP_A와 CAP_B로 조절된다고 가정한다.9, it is assumed that the capacitance of the resonant circuit connected to the driving circuit of the transmitter is adjusted by the two capacitance variables CAP_A and CAP_B.

상기 도 9의 실시 예에 따른 공진 회로의 인덕턴스 값은 215마이크로핸리[uH]이다.The inductance value of the resonant circuit according to the embodiment of FIG. 9 is 215 micro handles [uH].

본 실시 예에 있어서, 무선 전력 수신기의 파손을 방지하기 위한 최대 정류기 출력 전압이 90V인 것으로 가정한다.In this embodiment, it is assumed that the maximum rectifier output voltage to prevent damage to the wireless power receiver is 90V.

도면 번호 920 및 930을 참조하면, CAP_A와 CAP_B가 각각 12.4[uH]와 11.9[uH]일 때, 정류기 출력 전압 90V에서의 송수신기 이격 거리는 10cm이고, 이때의 공진 주파수는 140.1kHz이다.Referring to drawing numbers 920 and 930, when CAP_A and CAP_B are 12.4 [uH] and 11.9 [uH], respectively, the separation distance between the transceivers at a rectifier output voltage of 90 V is 10 cm, and the resonance frequency at this time is 140.1 kHz.

즉, CAP_A와 CAP_B가 각각 12.4[uH]와 11.9[uH]일 때, 수신기의 손상을 방지하기 위한 송수신기 최소 이격 거리는 10cm이다.That is, when CAP_A and CAP_B are 12.4 [uH] and 11.9 [uH], respectively, the minimum separation distance of the transceiver to prevent damage to the receiver is 10 cm.

CAP_A와 CAP_B가 각각 10.4[uH]와 11[uH]일 때, 정류기 출력 전압 90V에서의 송수신기 이격 거리는 7cm이고, 이때의 공진 주파수는 149.7kHz이다.When CAP_A and CAP_B are 10.4 [uH] and 11 [uH], respectively, the separation distance between the transceivers at the rectifier output voltage of 90 V is 7 cm, and the resonance frequency at this time is 149.7 kHz.

즉, CAP_A와 CAP_B가 각각 10.4[uH]와 11[uH]일 때, 수신기의 손상을 방지하기 위한 송수신기 최소 이격 거리는 7cm이다.That is, when CAP_A and CAP_B are 10.4 [uH] and 11 [uH], respectively, the minimum separation distance of the transceiver to prevent damage to the receiver is 7 cm.

CAP_A와 CAP_B가 각각 8.4[uH]와 10[uH]일 때, 정류기 출력 전압 90V에서의 송수신기 이격 거리는 3cm이고, 이때의 공진 주파수는 160kHz이다.When CAP_A and CAP_B are 8.4 [uH] and 10 [uH], respectively, the separation distance between the transceivers at the rectifier output voltage of 90 V is 3 cm, and the resonance frequency at this time is 160 kHz.

즉, CAP_A와 CAP_B가 각각 8.4[uH]와 10[uH]일 때, 수신기의 손상을 방지하기 위한 송수신기 최소 이격 거리는 3cm이다.That is, when CAP_A and CAP_B are 8.4 [uH] and 10 [uH], respectively, the minimum separation distance of the transceiver to prevent damage to the receiver is 3 cm.

CAP_A와 CAP_B가 각각 6.4[uH]와 8[uH]일 때, 정류기 출력 전압 90V에서의 송수신기 이격 거리는 1cm이고, 이때의 공진 주파수는 180.7kHz이다.When CAP_A and CAP_B are 6.4 [uH] and 8 [uH], respectively, the separation distance between the transceivers at the rectifier output voltage of 90 V is 1 cm, and the resonance frequency at this time is 180.7 kHz.

즉, CAP_A와 CAP_B가 각각 6.4[uH]와 8[uH]일 때, 수신기의 손상을 방지하기 위한 송수신 최소 이격 거리는 1cm이다.That is, when CAP_A and CAP_B are 6.4[uH] and 8[uH], respectively, the minimum separation distance between transmission and reception to prevent damage to the receiver is 1cm.

무선 전력 송신기는 CAP_A와 CAP_B가 각각 12.4[uH]와 11.9[uH]로 설정된 상태에서 송수신기 사이의 이격 거리가 줄어들어 정류기 출력 전압이 기준치인 90V를 초과하면, CAP_A와 CAP_B를 작은 값으로 조절하여 정류기 출력 전압을 90V 이하로 낮출 수 있다.In the wireless power transmitter, when the separation distance between the transceivers decreases when the CAP_A and CAP_B are set to 12.4[uH] and 11.9[uH], respectively, and the rectifier output voltage exceeds the reference value of 90V, the rectifier is adjusted by adjusting the CAP_A and CAP_B to a small value. The output voltage can be lowered below 90V.

도 10은 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a method for transmitting wireless power in a resonant wireless power transmitter according to an embodiment.

도 10을 참조하면, 무선 전력 송신기는 부팅이 완료되면 최저 공진 효율을 가지도록 공진 회로의 캐패시턴스를 설정할 수 있다(S1001).Referring to FIG. 10, when the booting is completed, the wireless power transmitter may set the capacitance of the resonance circuit to have the lowest resonance efficiency (S1001 ).

무선 전력 송신기는 물체가 감지되면, 무선 전력 수신기로부터의 응답 신호 수신 여부를 확인할 수 있다(S1003). 여기서, 응답 신호는 광고 시그널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.When an object is detected, the wireless power transmitter may check whether a response signal is received from the wireless power receiver (S1003). Here, the response signal may be an advertisement signal, but is not limited thereto.

확인 결과, 응답 신호가 수신되면, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기와 통신 연결을 설정한 후 폐루프 전력 제어를 통해 해당 무선 전력 수신기를 충전할 수 있다(S1007).As a result of the confirmation, when the response signal is received, the wireless power transmitter may charge the wireless power receiver through closed-loop power control after establishing a communication connection with the wireless power receiver (S1007).

무선 전력 송신기는 폐루프 전력 제어를 통해 무선 전력 수신기가 요구하는 전력이 제공 불가한지 여부를 판단할 수 있다(S1009).The wireless power transmitter may determine whether power required by the wireless power receiver cannot be provided through closed-loop power control (S1009).

무선 전력 송신기는 정류기 출력 전압에 관한 정보가 포함된 피드백 신호를 수신하면, 수신된 피드백 정보에 기초하여 인버터에 인가되는 PWM 신호의 듀티(duty) 또는(및) 위상(Phase)를 조절하여 전력 제어를 수행할 수 있다.When the wireless power transmitter receives a feedback signal including information on the rectifier output voltage, power is controlled by adjusting the duty or (and) phase of the PWM signal applied to the inverter based on the received feedback information. Can be done.

판단 결과, 요구 전력 제공이 불가하면, 무선 전력 송신기는 차상위 공진 효율을 가지도록 공진 회로의 캐패시턴스를 재설정할 수 있다(S1011).As a result of the determination, if it is impossible to provide the required power, the wireless power transmitter may reset the capacitance of the resonant circuit to have the next-level resonance efficiency (S1011).

이후, 상기한 1007 단계로 회귀하여 폐루프 전력 제어를 수행할 수 있다.Thereafter, it may return to step 1007 and perform closed-loop power control.

상기한 1005 단계의 확인 결과, 미리 정의된 시간 이내에 응답 신호가 수신되지 않으면, 무선 전력 송신기는 차상위 공진 효율을 가지도록 공진 회로의 캐패시턴스를 재설정할 수 있다(S1013).As a result of the check in step 1005, if a response signal is not received within a predefined time, the wireless power transmitter may reset the capacitance of the resonance circuit to have the next-level resonance efficiency (S1013).

이후, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터의 응답 신호 수신 여부를 다시 확인할 수 있다.Thereafter, the wireless power transmitter may check again whether a response signal is received from the wireless power receiver.

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

도 11을 참조하면, 무선 전력 송신기는 충전 영역에 배치된 물체의 존재 여부를 감지할 수 있다(S1001).Referring to FIG. 11, the wireless power transmitter may detect the presence of an object disposed in the charging area (S1001).

물체가 감지되면, 무선 전력 송신기는 공진 효율을 초기 값으로 설정할 수 있다(S1003). 여기서, 초기 값은 최저 공진 효율을 가지는 값일 수 있다.When an object is detected, the wireless power transmitter may set resonance efficiency to an initial value (S1003). Here, the initial value may be a value having the lowest resonance efficiency.

일 예로, 최저 공진 효율은 공진 회로의 캐피시턴스 값을 최소값으로 조절하여 설정될 수 있다.For example, the lowest resonance efficiency may be set by adjusting the capacitance value of the resonance circuit to the minimum value.

무선 전력 송신기는 감지된 물체가 충전 가능한 수신기인지 여부를 식별할 수 있다(S1005).The wireless power transmitter may identify whether the detected object is a rechargeable receiver (S1005).

상기 식별에 실패한 경우, 무선 전력 송신기는 현재 설정된 공진 효율이 최대인지 확인할 수 있다(S1107).When the identification fails, the wireless power transmitter may check whether the currently set resonance efficiency is maximum (S1107).

확인 결과, 최대가 아니면, 무선 전력 송신기는 수신기가 정상적으로 식별될 때까지 공진 효율을 단계적으로 높일 수 있다(S1109).As a result of the confirmation, if it is not the maximum, the wireless power transmitter may gradually increase the resonance efficiency until the receiver is normally identified (S1109).

상기한 1107 단계의 확인 결과, 공진 효율이 최대이면, 무선 전력 송신기는 구비된 알람 수단을 이용하여 소정 경고 알람을 출력한 후 전력 전송을 일시 정지한 상태에서 일정 시간 동안 대기할 수 있다(S1111).As a result of the check in step 1107, when the resonance efficiency is maximum, the wireless power transmitter may output a predetermined warning alarm by using the provided alarm means, and then wait for a certain period of time while the power transmission is paused (S1111). .

이 후, 무선 전력 수신기는 상기한 1101 단계로 회귀할 수 있다.Thereafter, the wireless power receiver may return to step 1101 described above.

일 예로, 알람 수단은 디스플레이, 스피커, 비퍼(beeper), LED 램프, 진동기 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the alarm means may include a display, speaker, beeper, LED lamp, vibrator, etc., but is not limited thereto.

상기한 1105 단계에서, 수신기가 식별된 경우, 무선 전력 송신기는 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신할 수 있다(S1113).In step 1105, when the receiver is identified, the wireless power transmitter may receive information about the required power from the receiver (S1113).

무선 전력 송신기는 현재 설정된 공진 효율로 수신기의 요구 전력을 공급 가능한지 판단할 수 있다(S1115).The wireless power transmitter may determine whether the required power of the receiver can be supplied with the currently set resonance efficiency (S1115).

일 예로, 무선 전력 송신기는 현재 설정된 공진 효율로 폐루프 전력 제어를 수행하여 수신기의 요구 전력을 공급 가능한지를 판단할 수 있다.For example, the wireless power transmitter may determine whether it is possible to supply the required power of the receiver by performing closed-loop power control with the currently set resonance efficiency.

상세하게, 무선 전력 송신기는 일정 시간 동안의 폐루프 전력 제어를 통해 최대로 전력을 조절하였음에도 불구하고 수신기의 요구 전력을 공급하지 못하면 공진 효율 재설정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.In detail, the wireless power transmitter may determine that resonant efficiency resetting is necessary if the required power of the receiver is not supplied even though the maximum power is adjusted through closed-loop power control for a predetermined time.

무선 전력 송신기는 현재 설정된 공진 효율로 수신기의 요구 전력 공급이 가능하면 수신기의 피드백 정보에 기초하여 전송 전력을 제어할 수 있다(S1117).The wireless power transmitter may control the transmission power based on the feedback information of the receiver if it is possible to supply the required power of the receiver with the currently set resonance efficiency (S1117).

상기한 1115 단계의 판단 결과, 현재 설정된 공진 효율로 수신기의 요구 전력 공급이 불가하면, 무선 전력 송신기는 수신기의 요구 전력에 상응하여 공진 효율을 재설정할 수 있다(S1119). 이후, 무선 전력 송신기는 재설정된 공진 효율로 폐루프 전력 제어를 수행할 수 있다.As a result of the determination in step 1115, if it is impossible to supply the required power of the receiver with the currently set resonance efficiency, the wireless power transmitter may reset the resonance efficiency in correspondence with the required power of the receiver (S1119). Thereafter, the wireless power transmitter may perform closed-loop power control with reset resonance efficiency.

도 12는 다른 실시 예에 따른 공진형 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method for transmitting wireless power in a resonant wireless power transmitter according to another embodiment.

도 12를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태에서 정류기 출력 전압 V_RECT이 포함된 피드백 신호를 수신할 수 있다(S1201).Referring to FIG. 12, the wireless power transmitter may receive a feedback signal including a rectifier output voltage V_RECT in a power transmission state (S1201).

무선 전력 송신기는 V_RECT을 제1 기준과 비교할 수 있다(S1203).The wireless power transmitter may compare V_RECT with the first criterion (S1203).

비교 결과, V_RECT이 제1 기준을 초과하면, 무선 전력 송신기는 공진 효율을 단계적으로 낮출 수 있다(S1205). 이후, 무선 전력 송신기는 상기한 1201 단계로 회귀할 수 있다.As a result of comparison, when V_RECT exceeds the first criterion, the wireless power transmitter may lower the resonance efficiency stepwise (S1205). Thereafter, the wireless power transmitter may return to step 1201 described above.

상기한 1203 단계의 비교 결과, V_RECT이 제1 기준 이하이면, 무선 전력 송신기는 V_RECT을 제2 기준과 비교할 수 있다(S1207). 여기서, 제2 기준은 제1 기준 보다 작은 값으로 설정될 수 있다.As a result of the comparison in step 1203, when V_RECT is less than or equal to the first reference, the wireless power transmitter may compare V_RECT with the second reference (S1207). Here, the second criterion may be set to a smaller value than the first criterion.

V_RECT이 제2 기준 미만이면, 무선 전력 송신기는 공진 효율을 단계적으로 높일 수 있다(S1209). 이후, 무선 전력 송신기는 상기한 1201 단계로 회귀할 수 있다.When V_RECT is less than the second criterion, the wireless power transmitter may increase resonance efficiency stepwise (S1209). Thereafter, the wireless power transmitter may return to step 1201 described above.

상기한 1207 단계의 비교 결과, V_RECT이 제2 기준 이상이면, 무선 전력 송신기는 V_RECT에 기초하여 전력 제어를 수행할 수 있다(S1211).As a result of the comparison in step 1207, when V_RECT is greater than or equal to the second reference, the wireless power transmitter may perform power control based on V_RECT (S1211).

도 13은 실시 예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining a method of controlling wireless power of a wireless power transmitter according to an embodiment.

도 13을 참조하면, 무선 전력 송신기는 수신기의 정류기 출력 전압인 V_RECT이 소정 상한(Upper Limit)를 초과하면, 전력 전송을 중단시킬 수 있다.Referring to FIG. 13, the wireless power transmitter may stop power transmission when V_RECT, the rectifier output voltage of the receiver, exceeds a predetermined upper limit.

무선 전력 송신기는 V_RECT이 적정 전압 구간인 제1 기준(First Reference)와 제2 기준(Second Reference) 사이인 경우, 폐루프 전력 제어를 수행할 수 있다.The wireless power transmitter may perform closed-loop power control when V_RECT is between a first reference and a second reference that are appropriate voltage intervals.

무선 전력 송신기는 V_RECT이 상한과 제1 기준 사이인 경우, V_RECT이 적정 전압 구간에 들어오도록 단계적으로 공진 효율을 감소시킬 수 있다.When the V_RECT is between the upper limit and the first reference, the wireless power transmitter may reduce the resonance efficiency step by step such that V_RECT enters an appropriate voltage section.

무선 전력 송신기는 V_RECT이 제2 기준과 하한(Lower Limit) 사이의 값인 경우, V_RECT이 적정 전압 구간에 들어오도록 단계적으로 공진 효율을 증가시킬 수 있다.When the V_RECT is a value between the second reference and the lower limit, the wireless power transmitter may increase the resonance efficiency step by step such that V_RECT enters an appropriate voltage section.

여기서, V_RECT이 하한(Lower Limit) 이하인 경우, 송신기와 수신기 사이의 통신 연결이 해제될 수 있으며, 더 이상 피드백 정보가 수신되지 않을 수 있다.Here, when V_RECT is lower than the lower limit, the communication connection between the transmitter and the receiver may be released, and feedback information may not be received any more.

V_RECT이 하한 이하인 경우, 공진 효율은 최저 값으로 초기화될 수 있다.When V_RECT is below the lower limit, the resonance efficiency may be initialized to the lowest value.

공진 효율이 최저 값을 설정된 상태에서 물체가 감지되면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 식별될 때까지 단계적으로 공진 효율을 증가시킬 수 있다.When an object is detected while the resonance efficiency is set to the lowest value, the wireless power transmitter may gradually increase the resonance efficiency until the wireless power receiver is identified.

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 (18)

공진 효율을 최저로 설정하여 충전 영역에 배치된 물체를 감지하는 단계; 및
상기 물체가 감지되면, 무선 전력 수신기로부터의 응답 신호가 수신될 때까지 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
Sensing an object disposed in the charging area by setting the resonance efficiency to a minimum; And
When the object is detected, stepwise increasing the resonance efficiency until a response signal from the wireless power receiver is received.
Wireless power transmission method of a wireless power transmitter comprising a.
제1항에 있어서,
상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 캐패시턴스를 조절하여 설정되는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
According to claim 1,
The resonance efficiency is a wireless power transmission method of the wireless power transmitter is set by adjusting the capacitance of the resonance circuit provided in the wireless power transmitter.
제1항에 있어서,
상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 인덕턴스를 조절하여 설정되는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
According to claim 1,
The resonance efficiency is set by adjusting the inductance of the resonance circuit provided in the wireless power transmitter.
제1항에 있어서,
상기 공진 효율은 상기 무선 전력 송신기에 구비되는 공진 회로의 캐패시턴스 및 인덕턴스를 조절하여 설정되는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
According to claim 1,
The resonance efficiency is set by adjusting the capacitance and inductance of the resonance circuit provided in the wireless power transmitter.
제1항에 있어서,
상기 응답 신호가 수신되면 통신을 연결하여 상기 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 요구 전력에 기초하여 폐루프 전력 제어를 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 폐루프 전력 제어를 통해 상기 요구 전력의 공급이 불가하면, 상기 요구 전력이 공급될 수 있을 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
According to claim 1,
When the response signal is received, connecting a communication to receive information on the required power from the wireless power receiver; And
Performing closed loop power control based on the required power
Including,
If the supply of the required power is not possible through the closed-loop power control, the wireless power transmission method of the wireless power transmitter to increase the resonance efficiency step by step until the required power can be supplied.
제5항에 있어서,
무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압인 V_RECT에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 제2 기준 이하이면 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
The method of claim 5,
A method of transmitting wireless power of a wireless power transmitter, the method comprising: receiving information about V_RECT, a rectifier output voltage of a wireless power receiver, and gradually increasing the resonance efficiency when the V_RECT is below a second reference during the closed-loop power control. .
제6항에 있어서,
상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 제1 기준을 초과하면 상기 공진 효율을 단계적으로 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 기준은 상기 제2 기준보다 큰 값인 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
The method of claim 6,
And when the V_RECT exceeds the first criterion during the closed-loop power control, gradually reducing the resonance efficiency, wherein the first criterion is a value greater than the second criterion.
제6항에 있어서,
상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 소정 상한을 초과하면 무선 전력 전송을 중단시키는 단계를 포함하고, 상기 상한은 상기 제1 기준보다 큰 값인 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
The method of claim 6,
And stopping the wireless power transmission when the V_RECT exceeds a predetermined upper limit during the closed-loop power control, wherein the upper limit is a value greater than the first criterion.
제1항에 있어서,
상기 공진 효율이 최대가 될 때까지 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 경고 알람 출력 후 일정 시간 동안 전력 전송을 중단하는 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법.
According to claim 1,
If the response signal is not received until the resonance efficiency is maximized, the wireless power transmission method of the wireless power transmitter to stop the power transmission for a period of time after outputting a warning alarm.
무선 전력을 전송하는 송신 코일;
무선 신호를 송수신하는 통신 안테나;
상기 통신 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하는 모뎀;
공진 효율을 설정하기 위한 공진 효율 제어 회로; 및
상기 공진 효율 제어 회로를 제어하는 송신 제어기
를 포함하고,
상기 송신 제어기가 상기 공진 효율을 최저로 설정하여 충전 영역에 배치된 물체를 감지하고, 상기 모뎀을 통해 무선 전력 수신기로부터 응답 신호가 수신될 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 무선 전력 송신기.
A transmitting coil that transmits wireless power;
A communication antenna for transmitting and receiving wireless signals;
A modem that processes signals transmitted and received through the communication antenna;
A resonance efficiency control circuit for setting resonance efficiency; And
Transmission controller for controlling the resonance efficiency control circuit
Including,
A wireless power transmitter in which the transmission controller detects an object disposed in a charging area by setting the resonance efficiency to a minimum, and gradually increases the resonance efficiency until a response signal is received from the wireless power receiver through the modem.
제10항에 있어서,
상기 공진 효율은 상기 공진 효율 제어 회로의 캐패시턴스를 조절하여 설정되는 무선 전력 송신기.
The method of claim 10,
The resonance efficiency is a wireless power transmitter that is set by adjusting the capacitance of the resonance efficiency control circuit.
제10항에 있어서,
상기 송신 제어기는 상기 응답 신호가 수신되면 상기 무선 전력 수신기와 통신을 연결하여 상기 무선 전력 수신기로부터 요구 전력에 관한 정보를 수신하고, 상기 요구 전력에 기초하여 폐루프 전력 제어를 수행하는 무선 전력 송신기.
The method of claim 10,
When the response signal is received, the transmission controller connects communication with the wireless power receiver to receive information on required power from the wireless power receiver, and performs wireless power control based on the requested power.
제12항에 있어서,
구동 전압 및 레퍼런스 신호에 기초하여 교류 전력 신호를 생성하는 인버터를 더 포함하고,
상기 송신 제어기가 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 레퍼런스 신호의 듀티 및(또는) 위상을 제어하여 상기 무선 전력의 세기를 조절하는 무선 전력 송신기.
The method of claim 12,
Further comprising an inverter for generating an AC power signal based on the driving voltage and the reference signal,
A wireless power transmitter in which the transmission controller adjusts the intensity of the wireless power by controlling the duty and/or phase of the reference signal during the closed-loop power control.
제12항에 있어서,
상기 폐루프 전력 제어를 통해 상기 요구 전력의 공급이 불가하면, 상기 송신 제어기가 상기 요구 전력이 공급될 수 있을 때까지 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 무선 전력 송신기.
The method of claim 12,
If the requested power cannot be supplied through the closed-loop power control, the wireless power transmitter for gradually increasing the resonance efficiency until the transmission controller can supply the requested power.
제14항에 있어서,
상기 송신 제어기가 상기 폐루프 전력 제어 중 상기 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압인 V_RECT에 관한 정보를 수신하고, 상기 V_RECT이 제2 기준 이하이면 상기 공진 효율을 단계적으로 증가시키는 무선 전력 송신기.
The method of claim 14,
A wireless power transmitter for gradually increasing the resonance efficiency when the transmission controller receives information on V_RECT, which is a rectifier output voltage of the wireless power receiver, during the closed-loop power control, and the V_RECT is less than a second reference.
제15항에 있어서,
상기 송신 제어기가
상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 상기 제2 기준보다 큰 값인 제1 기준을 초과하면 상기 공진 효율을 단계적으로 감소시키는 무선 전력 송신기.
The method of claim 15,
The transmission controller
When the V_RECT of the closed-loop power control exceeds a first criterion, which is a value greater than the second criterion, the wireless power transmitter for gradually reducing the resonance efficiency.
제16항에 있어서,
상기 폐루프 전력 제어 중 상기 V_RECT이 상기 제1 기준보다 큰 값인 소정 상한을 초과하면, 상기 송신 제어기가 상기 무선 전력의 전송을 중단시키는 무선 전력 송신기.
The method of claim 16,
If the V_RECT of the closed loop power control exceeds a predetermined upper limit that is a value greater than the first reference, the transmission controller stops the transmission of the wireless power.
제10항에 있어서,
상기 공진 효율이 최대가 될 때까지 상기 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 송신 제어기가 구비된 경고 알람을 출력한 후 일정 시간 동안 상기 무선 전력의 전송을 중단시키는 무선 전력 송신기.
The method of claim 10,
If the response signal is not received until the resonance efficiency is maximized, the wireless power transmitter for stopping the transmission of the wireless power for a predetermined time after outputting a warning alarm provided with the transmission controller.
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