KR20210132629A - Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device and a method for detecting a foreign object in a wireless power transmission system. According to the present specification, a wireless power transmission device comprises: a primary core block for transmitting wireless power to a wireless power receiving device by being combined with a secondary core block provided in the wireless power receiving device by magnetic induction or magnetic resonance; an electric driving unit connected to the primary core block, and applying an AC signal necessary for the primary core block to transmit the wireless power; a control unit coupled to the electric driving unit, and generating a control signal to control the AC signal; and a current measuring unit for measuring current flowing through the primary core block, and obtaining a current measurement value obtained by converting the current into a numerical value suitable to be analyzed by the control unit. Accordingly, a foreign object between the wireless power transmission device and the wireless power receiving device can be recognized without the assistance of the wireless power receiving device. Also, when a foreign object is detected, wireless power transmission is stopped or a user is allowed to remove the foreign object.

Description

무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FOREIGN OBJECT IN WIRELESS POWER TRANSMITTING SYSTEM}Apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system

본 발명은 무선전력 전송에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to wireless power transmission, and more particularly, to an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

일반적으로 휴대폰, 노트북, PDA와 같은 휴대용 단말기(Portable Terminal)가 충전되려면, 휴대용 단말기가 외부의 충전기로부터 전기에너지(또는 전력)을 공급받아야 한다. 이러한 휴대용 단말기는 공급되는 전기에너지를 저장하는 배터리셀과 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로를 포함한다. In general, in order to charge a portable terminal such as a mobile phone, a notebook computer, or a PDA, the portable terminal needs to receive electrical energy (or power) from an external charger. Such a portable terminal includes a battery cell for storing the supplied electrical energy and a circuit for charging and discharging the battery cell (supplying electrical energy to the portable terminal).

배터리셀에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리셀간의 전기적 연결방식은, 상용전원을 공급받아 배터리셀에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리셀의 단자를 통해 배터리셀로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 포함한다. The electrical connection method between a charger and a battery cell for charging electric energy to a battery cell is to receive commercial power, convert it into voltage and current corresponding to the battery cell, and supply electric energy to the battery cell through the terminal of the battery cell. Includes terminal supply method.

이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은, 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재발생, 자연방전, 배터리팩의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다. This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable or wire. Therefore, when handling a lot of terminal-supply type equipment, many cables occupy a considerable work space, are difficult to organize, and are not good in appearance. In addition, the terminal supply method may cause problems such as an instantaneous discharge phenomenon due to a different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, and deterioration of the life and performance of the battery pack.

최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력 전송방식을 이용한 충전시스템(이하 무선전력 전송 시스템)과 제어방법들이 제시되고 있다. 무선전력 전송방식을 비접촉(contactless) 전력 전송방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무선전력 수신장치로 구성된다. Recently, in order to solve the above problems, a charging system (hereinafter referred to as a wireless power transmission system) and control methods using a wireless power transmission method have been proposed. The wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method or a no point of contact power transmission method. The wireless power transmission system includes a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a wireless power reception device for charging a battery cell by receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device.

단자공급방식에서는 충전기와 단말기간에 단자연결만 잘 된다면 이물질과 같이 충전을 방해하는 장해요인이 존재할 가능성이 크지 않다. 반면, 무선전력 전송 시스템은 무접점 충전이라는 특성으로 인하여, 충전시에 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 사이에 이물질이 삽입될 수 있다. 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 사이에 금속과 같은 이물질이 끼게 될 경우, 이물질로 인하여 전력전송이 원활히 이루어지지 못함은 물론, 과부하 및 이물질 발열로 인한 제품의 소손 및 폭발 등의 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 무선전력 전송 시스템에서 이물질을 감지할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다. In the terminal supply method, if the terminal is connected well between the charger and the terminal, it is unlikely that there will be obstacles such as foreign substances that interfere with charging. On the other hand, in the wireless power transmission system, due to the characteristic of contactless charging, foreign substances may be inserted between the wireless power receiver and the wireless power transmitter during charging. If a foreign substance such as metal is caught between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, power transmission may not be performed smoothly due to the foreign substance, and problems such as product burnout and explosion may occur due to overload and heat of foreign substances. have. Accordingly, there is a need for an apparatus and method capable of detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

본 발명의 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

본 발명의 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 1차 코일에 유기되는 전류를 기반으로 이물질을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances based on a current induced in a primary coil in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지에 대응하는 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing an operation corresponding to detection of foreign substances in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 기능을 구비한 무선전력 전송 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method having a foreign matter detection function in a wireless power transmission system.

본 발명의 일 양태에 따르면, 이물질을 검출하는 무선전력 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 무선 전력을 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 1차 코어블락, 상기 1차 코어블락에 연결되고, 상기 1차 코어블락이 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 AC(alternating current) 신호를 인가하는 전기 구동 유닛, 상기 전기 구동 유닛에 연결되고, 상기 AC 신호를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어 유닛, 및 상기 1차 코어블락에 흐르는 전류를 측정하고, 상기 전류를 상기 제어 유닛이 해석하는데 적합한 수치로 변환시킨 전류 측정값을 획득하는 전류 측정 유닛을 포함한다. According to one aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmitter for detecting foreign substances. The device is connected to the primary core block and the primary core block for transmitting wireless power to the wireless power receiver by combining the secondary core block provided in the wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance, and An electric driving unit for applying an alternating current (AC) signal required for the primary core block to transmit the wireless power, a control unit connected to the electric driving unit and generating a control signal for controlling the AC signal, and the 1 and a current measuring unit for measuring a current flowing in the car core block and obtaining a current measured value obtained by converting the current into a numerical value suitable for interpretation by the control unit.

상기 제어 유닛은 상기 전류 측정값을 기준값과 비교한 결과를 기반으로, 상기 무선전력 전송장치와 상기 무선전력 수신장치 사이에 존재하는 이물질을 감지할 수 있다. The control unit may detect a foreign substance existing between the wireless power transmitter and the wireless power receiver based on a result of comparing the current measurement value with a reference value.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 1차 코어블락을 구비한 무선전력 전송장치에 의해 이물질을 검출하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 무선전력을 전송하는데 필요한 AC 신호를 상기 1차 코어블락에 인가하는 단계, 무선전력 수신장치에 구비된 2차 코어블락과 상기 1차 코어블락을 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 상기 무선전력을 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계, 상기 1차 코어블락에 흐르는 전류를 측정하여 전류 측정값을 획득하는 단계, 상기 전류 측정값을 기준값과 비교한 결과를 기반으로, 상기 무선전력 전송장치와 상기 무선전력 수신장치 사이에 존재하는 이물질을 감지하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting foreign substances by a wireless power transmitter having a primary core block. The method comprises the steps of applying an AC signal necessary for transmitting wireless power to the primary core block, and combining the secondary core block provided in the wireless power receiver and the primary core block by magnetic induction or magnetic resonance. Transmitting wireless power to the wireless power receiver, measuring the current flowing in the primary core block to obtain a current measurement value, and based on a result of comparing the current measurement value with a reference value, the wireless power transmission and detecting a foreign substance present between the device and the wireless power receiver.

본 발명에 따른 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치의 도움없이 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간에 끼어든 이물질을 스스로 인지할 수 있고, 이물질이 감지될 경우 무선전력 전송을 중단하거나 사용자로 하여금 이물질을 제거하도록 함으로써, 이물질에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있다.The wireless power transmitter according to the present invention can recognize a foreign substance stuck between the wireless power transmitter and the wireless power receiver without the help of the wireless power receiver, and when a foreign substance is detected, stop the wireless power transmission or cause the user to By removing the foreign material, it is possible to prevent damage to the device due to the foreign material.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치의 동작 순서도이다.
1 illustrates components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to an example of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to another example of the present invention.
4 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
5 is an operation flowchart of a wireless power transmitter according to an example of the present invention.
6 is an operation flowchart of a wireless power transmitter according to another example of the present invention.

이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 전력 신호(power signal)이라고 불릴 수도 있으며, 1차 코일과 2차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 에너지 전달의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 유도 커플링 방식이나, 30MHz 미만의 주파수들을 사용하는 자기 공진 커플링(즉, 공진 유도) 방식을 모두 포함한다. 그러나, 비교적 높은 방사 레벨들에서의, 예를 들어, 135kHz (LF) 미만 또는 13.56MHz (HF)에서의 라이센스-면제 동작이 허용되는 주파수들을 포함하는 다양한 주파수들이 이용될 수도 있다. As used hereinafter, the term "wireless power" is used to mean any form of energy associated with electric, magnetic, electromagnetic fields, etc. transmitted from a transmitter to a receiver without the use of physical electromagnetic conductors. Wireless power may also be referred to as a power signal, and may refer to an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein for wirelessly charging devices including, for example, mobile phones, cordless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like. In general, a basic principle of wireless energy transfer includes, for example, a magnetic induction coupling method or a magnetic resonance coupling (ie, resonance induction) method using frequencies less than 30 MHz. However, a variety of frequencies may be used, including frequencies that permit license-exempt operation at relatively high emission levels, for example below 135 kHz (LF) or at 13.56 MHz (HF).

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다. 1 illustrates components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(100)은 무선전력 전송장치(110)와 하나의 무선전력 수신장치(150-1) 또는 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a wireless power transmission system 100 includes a wireless power transmitter 110 and one wireless power receiver 150-1 or n wireless power receivers 150-1, ..., 150 -n).

무선전력 전송장치(110)는 1차 코어블락(primary core block)를 포함한다. 1차 코어블락은 코어(core) 및 하나 또는 그 이상의 1차 코일(primary coil, 111)을 포함할 수 있다. 무선전력 전송장치(110)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼이며, 이 플랫폼상에 또는 그 근처에 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)가 위치할 수 있다. The wireless power transmitter 110 includes a primary core block. The primary core block may include a core and one or more primary coils 111 . The wireless power transmitter 110 may have any suitable shape, but one preferred configuration is a flat platform with a power transmission surface, on or near the platform, each wireless power receiver 150-1, ...,150-n) may be located.

무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)로부터 분리가능하고, 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)의 근처에 있을 때 무선전력 전송장치(110)의 1차 코어블락에 의해 발생되는 전자기장과 결합되는 2차 코어블락(secondary core block)을 구비한다. 2차 코어블락은 하나 또는 그 이상의 2차 코일(secondary coil, 151)을 포함할 수 있다. The wireless power receivers 150-1, ..., 150-n are detachable from the wireless power transmitter 110, and each of the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n is When in the vicinity of the wireless power transmitter 110 is provided with a secondary core block (secondary core block) coupled with the electromagnetic field generated by the primary core block of the wireless power transmitter 110. The secondary core block may include one or more secondary coils 151 .

무선전력 전송장치(110)는 직접적인 전기 접촉 없이 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)로 전력을 전송한다. 이때, 1차 코어블락과 2차 코어블락은 서로 자기 유도 커플링 또는 공진 유도 커플링되었다고 한다. 1차 코일 또는 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으나, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. The wireless power transmitter 110 transmits power to the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n without direct electrical contact. In this case, the primary core block and the secondary core block are said to be magnetically inductively coupled or resonantly inductively coupled to each other. The primary coil or the secondary coil may have any suitable shape, but may be, for example, a copper wire wound around a high permeability formation such as ferrite or an amorphous metal.

무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 보통 외부 부하(도시되지 않음. 여기서는 무선전력 수신장치의 실제 부하라고도 함)에 연결되어, 무선전력 전송장치(110)로부터 무선으로 수신한 전력을 외부 부하에 공급한다. 예를 들어 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 각각 휴대형 전기 또는 전자 디바이스 또는 재충전가능 배터리셀 또는 전지와 같이 전력을 소비하거나 저장하는 물체로 운반할 수 있다. The wireless power receivers 150-1, ..., 150-n are usually connected to an external load (not shown here, also referred to as an actual load of the wireless power receiver), and wirelessly from the wireless power transmitter 110 The received power is supplied to an external load. For example, the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n may be transported to objects that consume or store power, such as portable electric or electronic devices or rechargeable battery cells or batteries, respectively.

도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to an example of the present invention.

도 2를 참조하면, 무선전력 전송장치(200)는 1차 코일(210), 전기 구동 유닛(220), 제어 유닛(230) 및 전류 측정 유닛(240)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the wireless power transmitter 200 includes a primary coil 210 , an electric driving unit 220 , a control unit 230 , and a current measuring unit 240 .

전기 구동 유닛(220)은 1차 코일(210)에 연결되어 전자기장을 발생하기 위해 1차 코일(210)에 전기 구동 신호들을 인가한다. The electric driving unit 220 is connected to the primary coil 210 to apply electric driving signals to the primary coil 210 to generate an electromagnetic field.

제어 유닛(230)은 전기 구동 유닛(220)에 연결되고, 1차 코일(210)이 유도 자기장을 발생시키거나, 자기공진을 일으킬 때 필요한 AC 신호를 제어해주는 제어신호(231)를 생성한다.The control unit 230 is connected to the electric driving unit 220 and generates a control signal 231 for controlling an AC signal required when the primary coil 210 generates an induced magnetic field or generates magnetic resonance.

전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에 흐르는 전류를 측정한다. 특히 전류 측정 유닛(240)이 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. 전류 측정 유닛(240)은 전류 센서(current sensor)일 수 있다. 또는 전류 측정 유닛(240)은 1차 코일에 흐르는 고전류를 저전류로 낮추어 사용하는 변압기(transformer)일 수 있다. The current measuring unit 240 measures the current flowing through the primary coil 210 . In particular, the current measured by the current measuring unit 240 may be an alternating current. The current measuring unit 240 may be a current sensor. Alternatively, the current measuring unit 240 may be a transformer that lowers the high current flowing through the primary coil to a low current.

전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값 Imeasured을 획득하여 제어 유닛(230)으로 입력한다. 상기 전류 측정값 Imeasured는 제어 유닛(230)이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛(230)이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 Imeasured로 맵핑(mapping)하며, 상기 전류 측정값 Imeasured를 제어 유닛(230)으로 입력한다. The current measurement unit 240 obtains a current measurement value I measured from the current flowing in the primary coil 210 and inputs it to the control unit 230 . The measured current I measured may be converted into a DC value suitable for recognition by the control unit 230 . That is, the current measuring unit 240 measures a relatively high alternating current flowing through the primary coil 210, and maps the measured high current to a current measured value I measured, which is a value suitable for the control unit 230 to interpret ( mapping), and input the current measured value I measured to the control unit 230 .

이하에서, 이물질(foreign object) 검출을 위해 무선전력 전송장치(200)의 각 구성요소가 어떠한 동작을 수행하는지 구체적으로 개시된다. Hereinafter, an operation of each component of the wireless power transmitter 200 for detecting a foreign object is specifically disclosed.

제어 유닛(230)이 기준 AC 신호에 해당하는 제어신호(231)를 전기 구동 유닛(220)에 보내면, 전기 구동 유닛(220)은 상기 기준 AC 신호를 1차 코일(210)에 인가한다. 여기서, 기준 AC 신호는 이물질이 없는 환경, 즉 무선전력의 송신에 장해요소가 없는 환경에서, 무선전력의 전송 효율이 정상 범위에 머물도록 하는(또는 수신장치의 요구전력 수준을 만족시킬 수 있는) AC 신호로서 실험적으로 얻어지는 값일 수 있다. 1차 코일(210)에 기준 AC 신호가 인가되면 1차 코일(210)에는 기준 전류 Iref가 흐르게 되고, 이때 무선전력 Wref가 전송된다. When the control unit 230 sends the control signal 231 corresponding to the reference AC signal to the electric drive unit 220 , the electric drive unit 220 applies the reference AC signal to the primary coil 210 . Here, the reference AC signal is an environment free of foreign substances, that is, in an environment free of obstacles to the transmission of wireless power, so that the transmission efficiency of wireless power stays within a normal range (or that can satisfy the power requirement level of the receiving device) It may be a value obtained experimentally as an AC signal. When the reference AC signal is applied to the primary coil 210 , the reference current I ref flows through the primary coil 210 , and at this time, the wireless power W ref is transmitted.

그런데 만약에 무선전력 전송장치(200)와 무선전력 수신장치 사이에 이물질이 나타나면, 무선전력 수신장치는 이물질에 의해 소비되는 전력 WFO를 제외한 나머지 전력인 Wref-WFO만을 수신한다. 무선전력 수신장치의 입장에서, WF0만큼 수신하지 못하면 더 많은 전력을 요구하기 위해 전력 상승요청 메시지를 무선전력 전송장치(200)로 전송한다. 전력 상승요청 메시지는 제어 오류(control error) 패킷이라 불릴 수도 있다. 이와 반대로, 무선전력 수신장치가 요구전력 이상의 전력을 수신하면, 전력 하강요청 메시지를 무선전력 전송장치(200)로 전송할 수 있다. However, if a foreign substance appears between the wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver, the wireless power receiver receives only W ref -W FO , which is the remaining power except for the power W FO consumed by the foreign substance. From the standpoint of the wireless power receiver, if W F0 is not received, a power increase request message is transmitted to the wireless power transmitter 200 to request more power. The power up request message may be referred to as a control error packet. Conversely, when the wireless power receiver receives power greater than or equal to the required power, it may transmit a power down request message to the wireless power transmitter 200 .

무선전력 수신장치는 요구전력이 만족될 때까지 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 계속적으로 무선전력 전송장치(200)로 전송할 수 있다. 예를 들어 전력 상승요청 메시지를 수신한 무선전력 전송장치(200)는 그에 따른 응답으로서 더 높은 전력이 전송되도록 1차 코일(210)에 흐르는 전류의 세기를 상승시킨다. 보다 구체적으로, 1차 코일(210)에 더 큰 전류가 흐르도록 하기 위해, 제어 유닛(230)은 기준 AC 신호 보다 더 큰 AC 신호가 1차 코일(210)에 인가될 수 있도록 제어신호(231)를 조정할 수 있다. 이러한 일련의 과정을 통칭하여 전력 제어(power control)라 한다. The wireless power receiver may continuously transmit a power up request message or a power down request message to the wireless power transmitter 200 until the required power is satisfied. For example, the wireless power transmitter 200 receiving the power increase request message increases the intensity of the current flowing through the primary coil 210 so that higher power is transmitted as a response accordingly. More specifically, in order to cause a larger current to flow in the primary coil 210 , the control unit 230 controls the control signal 231 so that an AC signal greater than the reference AC signal can be applied to the primary coil 210 . ) can be adjusted. This series of processes is collectively referred to as power control.

전력 제어의 결과, 1차 코일(210)에서의 전류 측정값 Imeasured가 일정 구간보다 커지는 상태가 발생할 수 있다. 요구전력의 전송을 위해 1차 코일(210)에 기준 전류 Iref 보다 더 큰 전류인 Imeasured가 흐르고 있다는 것은, 무선 전력의 전송 효율이 떨어지는 것을 의미하며, 그와 동시에 무선전력 수신장치 이외에 이물질에 의해 일정한 전력이 지속적으로 소비되고 있음을 의미할 수 있다. 이와 같이 1차 코일(210)에 전류가 상대적으로 과다하게 흐를 경우, 제어 유닛(230)은 이물질이 존재하는 것으로 결정한다. 즉, 제어 유닛(230)은 전류 측정값 Imeasured을 기반으로 무선전력의 송신에 장해를 일으키는 요소, 예컨대 금속과 같은 이물질을 감지할 수 있다. As a result of the power control, a state in which the measured current I measured in the primary coil 210 is greater than a predetermined period may occur. That I measured , a current greater than the reference current I ref , is flowing through the primary coil 210 for the transmission of the required power, it means that the transmission efficiency of wireless power is lowered, and at the same time, It may mean that a certain amount of power is continuously consumed by the As such, when a relatively excessive current flows in the primary coil 210 , the control unit 230 determines that a foreign material is present. That is, the control unit 230 may detect an element, for example, a foreign material, such as a metal, that may interfere with the transmission of wireless power based on the current measured value I measured .

제어 유닛(230)은 이물질 감지를 위해 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용할 수 있다. 그리고 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 제어 유닛(230)에 저장되어 있을 수 있다. 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh)는 기준값(reference value)라 불릴 수 있다. The control unit 230 may use any one or a combination of two or more parameters such as a reference current I ref , a reference range (I low to I high ), a reference AC signal, and a foreign material detection time t for foreign material detection. In addition, parameters such as the reference current I ref , the reference range (I low to I high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in the control unit 230 as initial setting values. The reference current I ref and the reference range I low to I high may be referred to as a reference value.

일례로서, 제어 유닛(230)은 전류 측정값 Imeasured와 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 Imeasured가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, Imeasured > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 Imeasured이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, Imeasured ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. 여기서, 기준 전류 Iref는 무선전력 수신장치의 정격 전력(W)에 따라 예를 들어 다음과 같이 정의될 수 있다. As an example, the control unit 230 compares the current measured value I measured with the reference current I ref . In addition, when the measured current I measured exceeds the reference current I ref (ie, I measured > I ref ), it is determined that a foreign material is detected. On the other hand, if the measured current I measured is equal to or less than the reference current I ref (ie, I measured ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material. Here, the reference current I ref may be defined, for example, as follows according to the rated power (W) of the wireless power receiver.

Rx power(unit : W)Rx power(unit : W) Tx AC current(unit : A)Tx AC current(unit : A) Max AC current(unit : A)Max AC current(unit : A) 2.52.5 0.9980.998 1.051.05 33 1.3281.328 1.51.5 44 1.6641.664 1.851.85 55 1.9251.925 2.052.05

표 1을 참조하면, 무선전력 수신장치(Rx)의 정격 전력(W)가 2.5W, 3W, 4W, 5W일 때, 무선전력 전송장치(Tx)의 1차 코어블락에 흐르는 AC 전류는 실험적으로 각각 0.998A, 1.328A, 1.664A, 1.925A이다. 그리고, 1차 코어블락에서 허용되는 기준 전류, 즉 Iref의 크기는 각각 1.05A, 1.5A, 1.85A, 2.05A이다.Referring to Table 1, when the rated power (W) of the wireless power receiver (Rx) is 2.5W, 3W, 4W, or 5W, the AC current flowing through the primary core block of the wireless power transmitter (Tx) is experimentally 0.998A, 1.328A, 1.664A, and 1.925A, respectively. In addition, the allowable reference current in the primary core block, that is, I ref , is 1.05A, 1.5A, 1.85A, and 2.05A, respectively.

다른 예로서, 제어 유닛(230)은 상기 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ Imeasured ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, Imeasured > Ihigh 또는 Imeasured < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 230 checks whether the current measured value I measured falls within the reference range I low to I high . And if the current measured value I measured falls within the reference range (ie, I low ≤ I measured ≤ I high ), it is determined that there is no foreign material. On the other hand, if the current measured value I measured does not fall within the reference range (ie, I measured > I high or I measured < I low ), it is determined that the foreign material is detected.

제어 유닛(230)은 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질 감지를 시도할 수 있다. The control unit 230 may attempt to detect the foreign material at a time t predetermined by the system or standard.

일례로서, 제어 유닛(230)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치(200)가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코일(210)에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the control unit 230 attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter 200 receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver to raise or lower the AC signal, the measured current flowing through the primary coil 210 can be used to detect foreign substances.

다른 예로서, 제어 유닛(230)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the control unit 230 attempts to detect the foreign material may be a predetermined constant detection period. For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and burns of the body. Therefore, it is preferable that the detection cycle is set to a value whose stability has been verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

이물질이 감지되면 제어 유닛(230)은 1차 코일(210)에 AC 신호를 인가하지 않도록 전기 구동 유닛(220)을 제어하여 무선전력의 전송을 차단한다. When a foreign material is detected, the control unit 230 blocks the wireless power transmission by controlling the electric driving unit 220 so as not to apply an AC signal to the primary coil 210 .

도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to another example of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선전력 전송장치(300)는 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)을 포함하는 1차 코어블락(310), 스위칭 유닛(320), 전기 구동 유닛(330), 제어 유닛(340) 및 전류 측정 유닛(350)을 포함한다. Referring to FIG. 3 , the wireless power transmitter 300 includes a primary core block 310 including m primary coils 310-1, ... 310-m, a switching unit 320, and an electric drive. It includes a unit 330 , a control unit 340 and a current measurement unit 350 .

스위칭 유닛(320)은 스위칭 방식에 의해 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)의 모두 또는 적어도 하나를 선택적으로 전기 구동 유닛(330)과 연결한다. The switching unit 320 selectively connects all or at least one of the m primary coils 310-1, ... 310-m to the electric driving unit 330 by a switching method.

전기 구동 유닛(330)은 스위칭 유닛(320)을 통해 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)과 연결될 수 있고, 전자기장을 발생하기 위해 n개의 1차 코일(310-1,...310-n)에 동시에 또는 n개의 1차 코일(310-1,...310-n) 중에서 선택된 적어도 하나의 1차 코일에 전기 구동 신호들을 인가한다. The electric driving unit 330 may be connected to the m primary coils 310-1, ... 310-m through the switching unit 320, and the n primary coils 310-1 to generate an electromagnetic field. ,...310-n) or at least one primary coil selected from among the n primary coils 310-1, ...310-n, the electric driving signals are applied.

제어 유닛(340)은 전기 구동 유닛(330)에 연결되어, n개의 1차 코일(310-1,...310-n)이 유도 자기장을 발생시키거나 공진을 일으킬 때 필요한 AC 신호를 제어해주는 제어신호(341)를 생성한다. The control unit 340 is connected to the electric drive unit 330, and controls the AC signal required when the n primary coils 310-1, ... 310-n generate an induced magnetic field or generate resonance. A control signal 341 is generated.

전류 측정 유닛(350)은 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)에 흐르는 전류를 개별적으로 또는 합산하여 측정한다. 특히 전류 측정 유닛(240)이 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. 전류 측정 유닛(240)은 전류 센서(current sensor)일 수 있다. 또는 전류 측정 유닛(240)은 1차 코일에 흐르는 고전류를 저전류로 낮추어 사용하는 변압기(transformer)일 수 있다. The current measuring unit 350 measures the currents flowing through the m primary coils 310-1, ... 310-m individually or by summing them. In particular, the current measured by the current measuring unit 240 may be an alternating current. The current measuring unit 240 may be a current sensor. Alternatively, the current measuring unit 240 may be a transformer that lowers the high current flowing through the primary coil to a low current.

일례로서, 전류 측정 유닛(350)은 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 각각에 흐르는 전류를 개별적으로 측정하며, 다수의 개별적인 전류 측정값 I1, I2,...Im들을 획득하여 제어 유닛(340)으로 입력한다. 전류 측정값 I1, I2,...Im들은 제어 유닛(340)이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 전류 측정 유닛(350)은 1차 코일(310-1,...,310-m)에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛(340)이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 I1, I2,...Im로 표 1과 같이 맵핑(mapping)하며, 상기 전류 측정값 I1, I2,...Im를 제어 유닛(340)으로 입력한다.As an example, the current measuring unit 350 selects only the primary coil through which current flows from the m primary coils 310-1, ... 310-m, and individually measures the current flowing through each of the selected primary coils. and a plurality of individual current measurement values I 1 , I 2 , ...I m are acquired and input to the control unit 340 . Current measurement values I 1 , I 2 , ...I m may be converted into DC values suitable for recognition by the control unit 340 . That is, the current measuring unit 350 measures a relatively high alternating current flowing in the primary coils 310-1, ..., 310-m, and the control unit 340 is suitable for interpreting the measured high current. The numerical current measured values I 1 , I 2 , ...I m are mapped as shown in Table 1, and the current measured values I 1 , I 2 , ...I m are input to the control unit 340 . do.

다른 예로서, 전류 측정 유닛(350)은 m개의 1차 코일(310-1,...310-m)에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 전체에 흐르는 전류를 측정하고, 하나의 전체 전류 측정값 ISELECTED을 제어 유닛(340)으로 입력한다.As another example, the current measurement unit 350 selects only the primary coil through which current flows from the m primary coils 310-1, ... 310-m, and measures the current flowing through the selected primary coil. , one total current measurement value I SELECTED is input to the control unit 340 .

또 다른 예로서, 전류 측정 유닛(350)은 m개의 1차 코일(310-1,...310-m) 전체에서 흐르는 총 전류를 측정하고, 하나의 전체 전류 측정값 ITOTAL을 제어 유닛(340)으로 입력한다.As another example, the current measurement unit 350 measures the total current flowing in all of the m primary coils 310-1, ... 310-m, and transmits one total current measurement value I TOTAL to the control unit ( 340).

제어 유닛(340)은 이물질 감지를 위해 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용할 수 있다. 그리고 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 제어 유닛(340)에 저장되어 있을 수 있다. The control unit 340 may use any one or a combination of two or more parameters such as a reference current I ref , a reference range (I low to I high ), a reference AC signal, and a foreign material detection time t for foreign material detection. In addition, parameters such as the reference current I ref , the reference range (I low to I high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in the control unit 340 as initial setting values.

일례로서, 제어 유닛(340)은 전류 측정값 I1, I2,...Im들과 기준 전류 Iref를 각각 비교한다. 그리고 전류 측정값 전류 측정값 I1, I2,...Im들 중 적어도 하나가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, I1 or I2 or ...Im > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I1, I2,...Im이 모두 기준 전류 Iref 이하이면(즉, I1 and I2 and ...Im ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As an example, the control unit 340 compares the current measurements I 1 , I 2 ,...I m with the reference current I ref , respectively. and if at least one of the current measurements I 1 , I 2 ,...I m exceeds the reference current I ref (ie I 1 or I 2 or ...I m > I ref ), foreign matter judged to have been detected. On the other hand, if the current measurement values I 1 , I 2 , ...I m are all below the reference current I ref (ie, I 1 and I 2 and ...I m ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material. .

다른 예로서, 제어 유닛(230)은 상기 전류 측정값 I1, I2,...Im들이 각각 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I1, I2,...Im들 중 적어도 하나가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ I1 or I2 or ...Im ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I1, I2,...Im들이 모두 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I1 and I2 and ...Im > Ihigh 또는 I1 and I2 and ...Im < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 230 checks whether the current measurement values I 1 , I 2 , ...I m belong to the reference ranges I low to I high , respectively. And if at least one of the current measurement values I 1 , I 2 ,...I m falls within the reference range (ie, I low ≤ I 1 or I 2 or ...I m ≤ I high ), there is no foreign substance. judge On the other hand, if the current measurements I 1 , I 2 ,...I m do not all fall within the reference range (ie I 1 and I 2 and ...I m > I high or I 1 and I 2 and ... I m < I low ) It is judged that a foreign object is detected.

또 다른 예로서, 제어 유닛(340)은 전류 측정값 ISELECTED와 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 ISELECTED가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, ISELECTED > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 ISELECTED이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, ISELECTED ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the control unit 340 compares the current measured value I SELECTED with the reference current I ref . And when the current measured value I SELECTED exceeds the reference current I ref (ie, I SELECTED > I ref ), it is determined that a foreign substance is detected. On the other hand, if the current measurement value I SELECTED is less than or equal to the reference current I ref (ie, I SELECTED ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 제어 유닛(340)은 상기 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ ISELECTED ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, ISELECTED > Ihigh 또는 ISELECTED < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 340 checks whether the current measurement value I SELECTED falls within the reference range I low to I high . And if the current measurement value I SELECTED falls within the reference range (ie, I low ≤ I SELECTED ≤ I high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I SELECTED does not fall within the reference range (ie, I SELECTED > I high or I SELECTED < I low ), it is determined that a foreign substance has been detected.

또 다른 예로서, 제어 유닛(340)은 전류 측정값 ITOTAL가 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 ITOTAL가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, ITOTAL > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 ITOTAL이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, ITOTAL ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the control unit 340 compares the current measured value I TOTAL to the reference current I ref . And if the current measured value I TOTAL exceeds the reference current I ref (ie, I TOTAL > I ref ), it is determined that a foreign object is detected. On the other hand, if the current measured value I TOTAL is less than or equal to the reference current I ref (ie, I TOTAL ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 제어 유닛(340)은 상기 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ ITOTAL ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, ITOTAL > Ihigh 또는 ITOTAL < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 340 checks whether the current measurement value I TOTAL falls within the reference range I low to I high . And if the current measured value I TOTAL falls within the reference range (ie, I low ≤ I TOTAL ≤ I high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I TOTAL does not fall within the reference range (ie, I TOTAL > I high or I TOTAL < I low ), it is determined that a foreign object is detected.

제어 유닛(340)은 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질 감지를 시도할 수 있다. The control unit 340 may attempt to detect the foreign material at a time t predetermined by the system or standard.

일례로서, 제어 유닛(340)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치(300)가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코어블락(310)에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the control unit 340 attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter 300 receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver and raises or lowers the AC signal, the current flowing through the primary core block 310 is measured. You can try to detect foreign substances using the value.

다른 예로서, 제어 유닛(340)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the control unit 340 attempts to detect the foreign material may be a predetermined constant detection period. For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and burns of the body. Therefore, it is preferable that the detection period is set to a value whose stability has been verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

이물질이 감지되면 제어 유닛(340)은 1차 코어블락(310)에 AC 신호를 인가하지 않도록 전기 구동 유닛(330)을 제어하여 무선전력의 전송을 차단한다. When a foreign material is detected, the control unit 340 blocks the wireless power transmission by controlling the electric driving unit 330 so as not to apply an AC signal to the primary core block 310 .

도 1의 무선전력 전송장치(110)는 도 2의 무선전력 전송장치(200)일 수도 있고, 도 3의 무선전력 전송장치(300)일 수도 있다. The wireless power transmitter 110 of FIG. 1 may be the wireless power transmitter 200 of FIG. 2 or the wireless power transmitter 300 of FIG. 3 .

본 발명에 따르면, 이물질 감지를 위해 무선전력 수신장치가 약속된 정보 전달 규격에 의거하여 특정한 정보를 무선전력 전송장치(200)로 전송할 필요가 없기 때문에 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 줄어들 수 있다. According to the present invention, since it is not necessary for the wireless power receiver to transmit specific information to the wireless power transmitter 200 based on a promised information transmission standard for foreign matter detection, signaling overhead can be reduced.

이물질의 발열 전에 이물질을 최소한의 지연으로 감지하는 것은 매우 중요한 기술적 이슈이다. 왜냐하면 이물질의 성질상 쉽게 발열되는 것일 경우, 이물질 감지까지 지연이 길어지는 것은 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 무선전력 전송장치(200)가 자체적으로 이물질을 감지할 수 있기 때문에 이물질 감지를 위한 지연(delay), 예컨대 무선전력 수신장치가 특정한 정보를 생성하는 시간, 상기 특정한 정보가 무선전력 전송장치(200)로 전송되는 시간, 무선전력 전송장치(200)가 상기 특정한 정보를 디코딩하여 해석하는 시간이 불필요해지는 효과가 있다. It is a very important technical issue to detect a foreign material with a minimum delay before it heats up. This is because, if the foreign material is easily heated due to the nature of the foreign material, a long delay until the foreign material is detected may cause a serious problem. However, according to the present invention, since the wireless power transmitter 200 can detect foreign substances by itself, there is a delay for detecting foreign substances, for example, the time when the wireless power receiver generates specific information, the specific information There is an effect that the time transmitted to the wireless power transmitter 200 and the time for the wireless power transmitter 200 to decode and interpret the specific information become unnecessary.

나아가, 무선전력 수신장치가 상기 특정한 정보를 전송할 수 없는 낮은 버전의 모델인 경우라 할지라도, 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템은 상기 모델에 대하여도 호환성을 제공할 수 있다 Furthermore, even when the wireless power receiver is a model of a lower version that cannot transmit the specific information, the wireless power transmission system according to the present invention can provide compatibility with the model.

도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다. 4 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.

도 4를 참조하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치를 탐색한다(S400). 이때, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 검색될 때까지 충전 대기상태에 놓여있다. Referring to FIG. 4 , the wireless power transmitter searches for a wireless power receiver ( S400 ). At this time, the wireless power transmitter is placed in a charging standby state until the wireless power receiver is found.

만약 감지된 물체가 무선전력 수신장치이면, 무선전력 전송장치는 충전 모드로 진입하여, 무선 전력을 무선전력 수신장치로 전송한다(S405). 충전 모드에서는 무선전력 전송장치가 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨다. If the detected object is a wireless power receiver, the wireless power transmitter enters a charging mode and transmits wireless power to the wireless power receiver (S405). In the charging mode, the wireless power transmitter applies power to the primary coil to generate an induced magnetic field or resonance.

무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 전류를 측정하고, 무선전력 전송장치는 1차 코일에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값을 획득한다(S410). 무선전력 전송장치가 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. 상기 전류 측정값은 무선전력 전송장치 내의 제어 유닛이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값으로 표 1과 같이 맵핑한다. The wireless power transmitter measures the current flowing in the primary coil, and the wireless power transmitter acquires a current measurement value from the current flowing in the primary coil (S410). The current measured by the wireless power transmitter may be an alternating current. The current measurement value may be converted into a DC value suitable for recognition by a control unit in the wireless power transmitter. That is, the wireless power transmitter measures a relatively high alternating current flowing through the primary coil, and maps the measured high current to a current measurement value, which is a value suitable for the control unit to interpret, as shown in Table 1.

무선전력 전송장치는 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용하여, 이물질 감지를 수행한다(S415). 그리고 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 무선전력 전송장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. The wireless power transmitter performs foreign material detection by using any one or a combination of two or more parameters such as reference current I ref , reference range (I low ~ I high ), reference AC signal, and foreign material detection time t (S415) ). In addition, parameters such as the reference current I ref , the reference range (I low to I high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in advance in the wireless power transmitter as initial setting values.

무선전력 전송장치는 이물질이 감지되지 않으면 지속적으로 무선전력 수신장치로 전력을 전송한다(S420). 그리고 무선전력 전송장치는 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 다시 1차 코일의 전류 측정값을 획득하며(S410), 이를 기반으로 이물질 감지를 시도할 수 있다(S415). The wireless power transmitter continuously transmits power to the wireless power receiver when no foreign matter is detected (S420). In addition, the wireless power transmitter acquires the current measurement value of the primary coil again at a time t predetermined by the system or standard (S410), and based on this, may attempt to detect foreign substances (S415).

반면, 무선전력 전송장치는 이물질이 감지되면 무선전력 수신장치로 전송되던 무선전력을 차단한다(S425). On the other hand, the wireless power transmitter cuts off the wireless power transmitted to the wireless power receiver when a foreign substance is detected (S425).

도 5는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치의 동작 순서도이다. 이는 도 2의 무선전력 전송장치에 따른 동작이다. 5 is an operation flowchart of a wireless power transmitter according to an example of the present invention. This is an operation according to the wireless power transmitter of FIG. 2 .

도 5를 참조하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 검색될 때까지 충전 대기상태에 놓여있다(S500). Referring to FIG. 5 , the wireless power transmitter is placed in a charging standby state until the wireless power receiver is found ( S500 ).

이때 무선전력 전송장치는 전력을 전송할 대상인 물체를 지속적으로 탐색한다(S505). 만약 물체가 감지되지 않으면, 무선전력 전송장치는 다시 충전 대기로 회귀한다(S500). At this time, the wireless power transmitter continuously searches for an object to transmit power (S505). If the object is not detected, the wireless power transmitter returns to the charging standby again (S500).

만약 물체가 감지되면, 무선전력 전송장치는 감지된 물체가 정상적으로 무선전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치인지 판단한다(S510). 만약, 감지된 물체가 무선전력 수신장치가 아니면, 무선전력 전송장치는 전력을 차단한다(S515).If an object is detected, the wireless power transmitter determines whether the detected object is a wireless power receiver capable of normally receiving wireless power (S510). If the detected object is not the wireless power receiver, the wireless power transmitter cuts off power (S515).

만약 감지된 물체가 무선전력 수신장치이면, 무선전력 전송장치는 충전 모드로 진입한다(S520). 충전 모드에서는 무선전력 전송장치가 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨다. If the detected object is a wireless power receiver, the wireless power transmitter enters a charging mode (S520). In the charging mode, the wireless power transmitter applies power to the primary coil to generate an induced magnetic field or resonance.

무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 전류를 측정한다(S525). 특히 무선전력 전송장치가 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. The wireless power transmitter measures the current flowing through the primary coil (S525). In particular, the current measured by the wireless power transmitter may be an alternating current.

무선전력 전송장치는 1차 코일에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값 Imeasured을 획득한다(S530). 상기 전류 측정값 Imeasured는 무선전력 전송장치 내의 제어 유닛이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 Imeasured로 표 1과 같이 맵핑한다. The wireless power transmitter obtains a current measured value I measured from the current flowing in the primary coil (S530). The measured current I measured may be converted into a DC value suitable for recognition by a control unit in the wireless power transmitter. That is, the wireless power transmitter measures a relatively high AC current flowing through the primary coil, and maps the measured high current to a current measurement value I measured, which is a value suitable for the control unit to interpret, as shown in Table 1.

무선전력 전송장치는 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용하여, 이물질 감지를 수행한다(S535). 그리고 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 무선전력 전송장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. The wireless power transmitter performs foreign material detection by using any one or a combination of two or more parameters such as reference current I ref , reference range (I low ~ I high ), reference AC signal, and foreign material detection time t (S535) ). In addition, parameters such as the reference current I ref , the reference range (I low to I high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in advance in the wireless power transmitter as initial setting values.

일례로서, 무선전력 전송장치는 전류 측정값 Imeasured와 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 Imeasured가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, Imeasured > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 Imeasured이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, Imeasured ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As an example, the wireless power transmitter compares the measured current I measured with the reference current I ref . In addition, when the measured current I measured exceeds the reference current I ref (ie, I measured > I ref ), it is determined that a foreign material is detected. On the other hand, if the measured current I measured is equal to or less than the reference current I ref (ie, I measured ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material.

다른 예로서, 무선전력 전송장치는 상기 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ Imeasured ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 Imeasured가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, Imeasured > Ihigh 또는 Imeasured < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter checks whether the current measured value I measured falls within a reference range (I low to I high ). And if the current measured value I measured falls within the reference range (ie, I low ≤ I measured ≤ I high ), it is determined that there is no foreign material. On the other hand, if the current measured value I measured does not fall within the reference range (ie, I measured > I high or I measured < I low ), it is determined that the foreign material is detected.

무선전력 전송장치는 이물질이 감지되면 무선전력 수신장치로 전송되던 무선전력을 차단한다(S515). The wireless power transmitter cuts off the wireless power transmitted to the wireless power receiver when a foreign substance is detected (S515).

반면, 무선전력 전송장치는 이물질이 감지되지 않으면 지속적으로 무선전력 수신장치로 전력을 전송한다(S540). 그리고 무선전력 전송장치는 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 다시 1차 코일의 전류를 측정하고(S525), 전류 측정값을 획득하며(S530), 이를 기반으로 이물질 감지를 시도할 수 있다(S535). On the other hand, the wireless power transmitter continuously transmits power to the wireless power receiver when no foreign matter is detected (S540). And the wireless power transmitter measures the current of the primary coil again at a time t predetermined by the system or standard (S525), and obtains a current measurement value (S530), and based on this, it can try to detect foreign substances ( S535).

일례로서, 무선전력 전송장치는 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코일에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the wireless power transmitter attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver and raises or lowers the AC signal, it detects foreign substances using the current measurement value flowing through the primary coil. you can try

다른 예로서, 무선전력 전송장치가 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the wireless power transmitter attempts to detect foreign substances may be a predetermined constant detection period. For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and burns of the body. Therefore, it is preferable that the detection period is set to a value whose stability has been verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치의 동작 순서도이다. 이는 도 3의 무선전력 전송장치에 따른 동작이다. 6 is an operation flowchart of a wireless power transmitter according to another example of the present invention. This is an operation according to the wireless power transmitter of FIG. 3 .

도 6을 참조하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 검색될 때까지 충전 대기상태에 놓여있다(S600). Referring to FIG. 6 , the wireless power transmitter is placed in a charging standby state until the wireless power receiver is found ( S600 ).

이때 무선전력 전송장치는 m개의 1차 코일을 이용하여 전력을 전송할 대상인 물체를 지속적으로 탐색한다(S605). 만약 m개의 1차 코일들 중에서 적어도 하나에서라도 물체가 감지되지 않으면, 무선전력 전송장치는 다시 충전 대기로 회귀한다(S600). At this time, the wireless power transmitter continuously searches for an object to transmit power using m primary coils (S605). If an object is not detected in at least one of the m primary coils, the wireless power transmitter returns to the charging standby again (S600).

만약 적어도 하나의 1차 코일에서 물체가 감지되면, 무선전력 전송장치는 감지된 물체가 정상적으로 무선전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신장치인지 판단한다(S610). 만약, 감지된 물체가 무선전력 수신장치가 아니면, 무선전력 전송장치는 전력을 차단한다(S615). If an object is detected in at least one primary coil, the wireless power transmitter determines whether the detected object is a wireless power receiver capable of normally receiving wireless power (S610). If the detected object is not the wireless power receiver, the wireless power transmitter cuts off power (S615).

만약 감지된 물체가 무선전력 수신장치이면, 무선전력 전송장치는 충전 모드로 진입한다(S620). 충전 모드에서는 무선전력 전송장치가 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨다. If the detected object is a wireless power receiver, the wireless power transmitter enters a charging mode (S620). In the charging mode, the wireless power transmitter applies power to the primary coil to generate an induced magnetic field or resonance.

무선전력 전송장치는 m개의 1차 코일에 흐르는 전류를 개별적으로 또는 합산하여 측정한다(S625). 특히 무선전력 전송장치가 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. The wireless power transmitter measures the currents flowing through the m primary coils individually or by summing them up (S625). In particular, the current measured by the wireless power transmitter may be an alternating current.

일례로서, 무선전력 전송장치는 m개의 1차 코일에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 각각에 흐르는 전류를 개별적으로 측정하며, 다수의 개별적인 전류 측정값 I1, I2,...Im들을 획득한다(S630). 전류 측정값 I1, I2,...Im들은 무선전력 전송장치가 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 전류 측정값 I1, I2,...Im로 표 1과 같이 맵핑한다. As an example, the wireless power transmitter selects only the primary coil through which the current flows from the m primary coils, individually measures the current flowing through each of the selected primary coils, and a plurality of individual current measurement values I 1 , I 2 , ...I m are acquired (S630). Current measurement values I 1 , I 2 , ...I m may be converted into DC values suitable for recognition by the wireless power transmitter. That is, the wireless power transmitter measures a relatively high alternating current flowing through the primary coil, and maps the measured high current to current measurement values I 1 , I 2 , ...I m as shown in Table 1.

다른 예로서, 무선전력 전송장치는 m개의 1차 코에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 전체에 흐르는 전류를 측정하여 전류 측정값을 획득한다. As another example, the wireless power transmitter selects only the primary coil through which the current flows from the m primary coils, and measures the current flowing through the selected primary coil to obtain a current measurement value.

또 다른 예로서, 무선전력 전송장치는 m개의 1차 코일 전체에서 흐르는 총 전류를 측정하고, 하나의 전체 전류 측정값 ITOTAL을 획득한다.As another example, the wireless power transmitter measures the total current flowing through all m primary coils, and obtains one total current measurement value I TOTAL .

무선전력 전송장치는 이물질 감지를 위해 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용할 수 있다. 그리고 기준 전류 Iref, 기준 범위(Ilow~Ihigh), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 무선전력 전송장치에 저장되어 있을 수 있다. The wireless power transmitter may use any one or a combination of two or more of parameters such as a reference current I ref , a reference range (I low ~ I high ), a reference AC signal, and a foreign material detection time t for foreign matter detection. And parameters such as the reference current I ref , the reference range (I low ~ I high ), the reference AC signal, and the foreign substance detection time t may be stored in the wireless power transmitter as initial setting values.

일례로서, 무선전력 전송장치는 전류 측정값 I1, I2,...Im들과 기준 전류 Iref를 각각 비교한다. 그리고 전류 측정값 전류 측정값 I1, I2,...Im들 중 적어도 하나가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, I1 or I2 or ...Im > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I1, I2,...Im이 모두 기준 전류 Iref 이하이면(즉, I1 and I2 and ...Im ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As an example, the wireless power transmitter compares the current measured values I 1 , I 2 , ...I m and the reference current I ref . and if at least one of the current measurements I 1 , I 2 ,...I m exceeds the reference current I ref (ie I 1 or I 2 or ...I m > I ref ), foreign matter judged to have been detected. On the other hand, if the current measurement values I 1 , I 2 , ...I m are all below the reference current I ref (ie, I 1 and I 2 and ...I m ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material. .

다른 예로서, 무선전력 전송장치는 상기 전류 측정값 I1, I2,...Im들이 각각 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I1, I2,...Im들 중 적어도 하나가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ I1 or I2 or ...Im ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I1, I2,...Im들이 모두 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I1 and I2 and ...Im > Ihigh 또는 I1 and I2 and ...Im < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter checks whether the current measurement values I 1 , I 2 , ...I m belong to a reference range (I low to I high ), respectively. And if at least one of the current measurement values I 1 , I 2 ,...I m falls within the reference range (ie, I low ≤ I 1 or I 2 or ...I m ≤ I high ), there is no foreign substance. judge On the other hand, if the current measurements I 1 , I 2 ,...I m do not all fall within the reference range (ie I 1 and I 2 and ...I m > I high or I 1 and I 2 and ... I m < I low ) It is judged that a foreign object is detected.

또 다른 예로서, 무선전력 전송장치는 전류 측정값 ISELECTED와 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 ISELECTED가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, ISELECTED > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 ISELECTED이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, ISELECTED ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter compares the current measurement value I SELECTED with the reference current I ref . And when the current measured value I SELECTED exceeds the reference current I ref (ie, I SELECTED > I ref ), it is determined that a foreign substance is detected. On the other hand, if the current measurement value I SELECTED is less than or equal to the reference current I ref (ie, I SELECTED ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 무선전력 전송장치는 상기 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ ISELECTED ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 ISELECTED가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, ISELECTED > Ihigh 또는 ISELECTED < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter checks whether the current measurement value I SELECTED is within the reference range (I low ~I high ). And if the current measurement value I SELECTED falls within the reference range (ie, I low ≤ I SELECTED ≤ I high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I SELECTED does not fall within the reference range (ie, I SELECTED > I high or I SELECTED < I low ), it is determined that a foreign substance has been detected.

또 다른 예로서, 무선전력 전송장치는 전류 측정값 ITOTAL가 기준 전류 Iref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 ITOTAL가 기준 전류 Iref를 초과하면(즉, ITOTAL > Iref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 ITOTAL이 기준 전류 Iref 이하이면(즉, ITOTAL ≤ Iref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter compares the current measurement value I TOTAL with the reference current I ref . And if the current measured value I TOTAL exceeds the reference current I ref (ie, I TOTAL > I ref ), it is determined that a foreign object is detected. On the other hand, if the current measured value I TOTAL is less than or equal to the reference current I ref (ie, I TOTAL ≤ I ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 무선전력 전송장치는 상기 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위(Ilow~Ihigh)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위에 속하면(즉, Ilow ≤ ITOTAL ≤ Ihigh) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 ITOTAL가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, ITOTAL > Ihigh 또는 ITOTAL < Ilow) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the wireless power transmitter checks whether the current measurement value I TOTAL falls within a reference range (I low to I high ). And if the current measured value I TOTAL falls within the reference range (ie, I low ≤ I TOTAL ≤ I high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I TOTAL does not fall within the reference range (ie, I TOTAL > I high or I TOTAL < I low ), it is determined that a foreign object is detected.

이물질이 감지되면 무선전력 전송장치는 m개의 1차 코어블락들에 AC 신호를 인가하지 않도록 제어하여 무선전력의 전송을 차단한다(S615). 반면, 무선전력 전송장치는 이물질이 감지되지 않으면 지속적으로 무선전력 수신장치로 전력을 전송한다(S640). 그리고 무선전력 전송장치는 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 다시 m개의 1차 코일의 전류를 측정하고(S625), 전류 측정값을 획득하며(S630), 이를 기반으로 이물질 감지를 시도할 수 있다(S635). 이때 무선전력 전송장치는 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질 감지를 시도할 수 있다. When a foreign material is detected, the wireless power transmitter controls not to apply an AC signal to the m primary core blocks to block the wireless power transmission (S615). On the other hand, the wireless power transmitter continuously transmits power to the wireless power receiver when no foreign matter is detected (S640). And the wireless power transmitter measures the current of the m primary coils again at a time t predetermined by the system or standard (S625), and acquires the current measurement value (S630), and based on this, it is possible to try to detect foreign substances. There is (S635). In this case, the wireless power transmitter may attempt to detect foreign substances at a time t predetermined by the system or standard.

일례로서, 무선전력 전송장치는 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코어블락에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the wireless power transmitter attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver and raises or lowers the AC signal, foreign matter is detected using a current measurement value flowing through the primary core block can try

다른 예로서, 무선전력 전송장치가 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the wireless power transmitter attempts to detect foreign substances may be a predetermined constant detection period (detection period). For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and body burns. Therefore, it is preferable that the detection cycle is set to a value whose stability is verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above-described functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), etc. according to software or program code coded to perform the functions. The design, development and implementation of the above code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to embodiments, those of ordinary skill in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the technical spirit and scope of the present invention. You will understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it will be said that all embodiments within the scope of the following claims are included.

Claims (12)

이물질을 검출하기 위한 무선 전력 전송장치로서,
자기 유도 또는 자기 공진에 의해 무선 전력을 무선 전력 수신장치로 전송하도록 구성된 1차 코어블락;
상기 1차 코어블락이 상기 무선 전력을 전송하는데 필요한 교류(alternating current; AC) 신호를 인가하도록 구성된 전기 구동 유닛;
상기 AC 신호를 제어하는 제어신호를 생성하도록 구성된 제어 유닛; 및
상기 1차 코어블락으로 흐르는 전류로부터 전류 측정값을 획득하도록 구성된 전류 측정 유닛
을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 무선 전력의 전력 제어가 수행된 것에 응답하여 상기 전류 측정값을 기준값과 비교한 결과를 기반으로 이물질을 검출하고,
상기 기준값은 이물질이 없는 환경에서 무선 전력의 전송 효율이 정상 범위에 속할 때의 전류 측정값인 것인, 무선 전력 전송장치.
As a wireless power transmitter for detecting foreign substances,
a primary core block configured to transmit wireless power to a wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance;
an electric driving unit configured to apply an alternating current (AC) signal necessary for the primary core block to transmit the wireless power;
a control unit configured to generate a control signal for controlling the AC signal; and
a current measuring unit configured to obtain a current measured value from the current flowing into the primary core block
includes,
The control unit detects a foreign substance based on a result of comparing the current measurement value with a reference value in response to the power control of the wireless power being performed,
The reference value is a current measurement value when the transmission efficiency of wireless power falls within a normal range in an environment free from foreign substances, the wireless power transmitter.
제 1 항에 있어서,
상기 기준값은 기준 전류이고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 전류를 초과하는 경우 상기 제어 유닛은 이물질이 검출된 것으로 판단하고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 전류 이하이면 상기 제어 유닛은 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하는 것인, 무선 전력 전송장치.
The method of claim 1,
The reference value is a reference current,
If the current measurement value exceeds the reference current, the control unit determines that a foreign substance is detected,
If the current measurement value is equal to or less than the reference current, the control unit determines that no foreign matter is detected, the wireless power transmitter.
제 1 항에 있어서,
상기 기준값은 기준 범위이고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 범위에 속하는 경우 상기 제어 유닛은 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 범위에 속하지 않으면 상기 제어 유닛은 이물질이 검출된 것으로 판단하는 것인, 무선 전력 전송장치.
The method of claim 1,
The reference value is a reference range,
If the current measurement value falls within the reference range, the control unit determines that no foreign matter is detected,
If the current measurement value does not fall within the reference range, the control unit determines that a foreign material is detected, the wireless power transmitter.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 코어블락은 복수의 1차 코일을 포함하고,
상기 무선 전력 전송장치는, 스위칭 방법을 이용함으로써 상기 복수의 1차 코일의 모두 또는 적어도 하나를 선택적으로 상기 전기 구동 유닛과 연결하는 스위칭 유닛을 더 포함하는 것인, 무선 전력 전송장치.
The method of claim 1,
The primary core block includes a plurality of primary coils,
The wireless power transmitter further comprises a switching unit for selectively connecting all or at least one of the plurality of primary coils with the electric driving unit by using a switching method, the wireless power transmitter.
제 4 항에 있어서,
상기 전류 측정 유닛은 상기 복수의 1차 코일 중 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 상기 선택된 1차 코일을 통과해 흐르는 전류를 각각 측정하여 복수의 개별적인 전류 측정값을 획득하고,
상기 제어 유닛은, 상기 복수의 개별적인 전류 측정값 중 적어도 하나가 상기 기준값을 초과하면 이물질이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제어 유닛은, 상기 복수의 개별적인 전류 측정값이 모두 상기 기준값 이하이면 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하는 것인, 무선 전력 전송장치.
5. The method of claim 4,
The current measurement unit selects only a primary coil through which a current flows from among the plurality of primary coils, and measures a current flowing through the selected primary coil to obtain a plurality of individual current measurement values,
The control unit determines that a foreign material is detected when at least one of the plurality of individual current measurement values exceeds the reference value, and the control unit detects a foreign material when all of the plurality of individual current measurement values are less than or equal to the reference value It is determined that it is not, a wireless power transmitter.
제 4 항에 있어서,
상기 전류 측정 유닛은 상기 복수의 1차 코일을 통과해 흐르는 총 전류량을 측정하여 하나의 전체 전류 측정값을 획득하며,
상기 제어 유닛은, 상기 하나의 전체 전류 측정값이 상기 기준값을 초과하면 이물질이 검출된 것으로 판단하고, 상기 하나의 전체 전류 측정값이 상기 기준값 이하이면 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하는 것인, 무선 전력 전송장치.
5. The method of claim 4,
The current measurement unit measures the total amount of current flowing through the plurality of primary coils to obtain one total current measurement,
The control unit determines that foreign matter is detected when the one total current measurement value exceeds the reference value, and determines that foreign matter is not detected when the one total current measurement value is less than or equal to the reference value power transmitter.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 또한, 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질의 검출을 수행하는 것인, 무선 전력 전송장치.
The method of claim 1,
The control unit is also to perform the detection of the foreign matter at a time t predetermined by the system or standard, the wireless power transmitter.
제 7 항에 있어서,
상기 미리 정해진 시점 t는, 이물질이 미리 정해진 온도 위로 발열하는데 까지 걸리는 시간 기간 보다는 짧은 미리 정해진 기간인 것인, 무선 전력 전송장치.
8. The method of claim 7,
The predetermined time t is a predetermined period shorter than the time period it takes for the foreign material to generate heat above the predetermined temperature, the wireless power transmitter.
1차 코어블락을 구비한 무선 전력 전송장치를 사용하여 이물질을 검출하는 방법으로서,
무선 전력을 전송하는데 필요한 교류(alternating current; AC) 신호를 상기 1차 코어블락에 인가하는 단계;
자기 유도 또는 자기 공진에 의해 상기 무선 전력을 무선 전력 수신장치로 전송하는 단계;
상기 1차 코어블락 내로 흐르는 전류로부터 전류 측정값을 획득하는 단계; 및
상기 무선 전력의 전력 제어가 수행된 것에 응답하여 상기 전류 측정값을 기준값과 비교한 결과를 기반으로 이물질을 검출하는 단계
를 포함하고,
상기 기준값은 이물질이 없는 환경에서 무선 전력의 전송 효율이 정상 범위에 속할 때의 전류 측정값인 것인, 이물질 검출 방법.
A method of detecting foreign substances using a wireless power transmitter having a primary core block, the method comprising:
applying an alternating current (AC) signal necessary for wireless power transmission to the primary core block;
transmitting the wireless power to a wireless power receiver by magnetic induction or magnetic resonance;
obtaining a current measurement value from the current flowing into the primary core block; and
detecting foreign substances based on a result of comparing the current measurement value with a reference value in response to the power control of the wireless power being performed
including,
Wherein the reference value is a current measurement value when the transmission efficiency of wireless power falls within a normal range in an environment free of foreign substances.
제 9 항에 있어서,
상기 기준값은 기준 전류이고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 전류를 초과하는 경우 이물질이 검출된 것으로 판단하고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 전류 이하이면 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하는 것인, 이물질 검출 방법.
10. The method of claim 9,
The reference value is a reference current,
If the current measurement value exceeds the reference current, it is determined that a foreign substance is detected,
If the current measured value is less than or equal to the reference current, it is determined that the foreign material is not detected.
제 9 항에 있어서,
상기 기준값은 기준 범위이고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 범위에 속하는 경우 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하고,
상기 전류 측정값이 상기 기준 범위에 속하지 않으면 이물질이 검출된 것으로 판단하는 것인, 이물질 검출 방법.
10. The method of claim 9,
The reference value is a reference range,
If the current measurement value falls within the reference range, it is determined that foreign matter is not detected,
If the current measurement value does not fall within the reference range, it is determined that the foreign material is detected.
제 9 항에 있어서,
상기 1차 코어블락은 복수의 1차 코일을 포함하고,
상기 전류 측정값은 상기 복수의 1차 코일을 통과해 흐르는 전류의 복수의 개별적인 측정값에 대응하고,
상기 복수의 개별적인 측정값 중 적어도 하나가 상기 기준값을 초과하면 이물질이 검출된 것으로 판단하며,
상기 복수의 개별적인 측정값이 모두 상기 기준값 이하이면 이물질이 검출되지 않은 것으로 판단하는 것인, 이물질 검출 방법.
10. The method of claim 9,
The primary core block includes a plurality of primary coils,
the current measurements correspond to a plurality of individual measurements of current flowing through the plurality of primary coils;
When at least one of the plurality of individual measured values exceeds the reference value, it is determined that a foreign substance has been detected,
When all of the plurality of individual measured values are less than or equal to the reference value, it is determined that no foreign matter is detected.
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