KR20220027688A - Method for performing communication using bluetooth in a wireless power transfer system and appartus supporting the same - Google Patents

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KR20220027688A
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Abstract

The present invention may comprise: a power pick-up circuit receiving wireless power from a wireless power transmitter by the wireless power transmitter provided with a first coil and magnetic coupling in an operating frequency and converting an alternating current signal occurring by the wireless power into a direct current signal; a communication circuit performing in-band communication with the wireless power transmitter using the operating frequency and performing out-band communication with the wireless power transmitter or another device using a frequency different from the operating frequency; and a control circuit controlling overall operations of the wireless power receiver.

Description

무선 전력 전송 시스템에서 블루투스를 이용하여 통신을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD FOR PERFORMING COMMUNICATION USING BLUETOOTH IN A WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND APPARTUS SUPPORTING THE SAME}A method for performing communication using Bluetooth in a wireless power transmission system and a device supporting the same

본 명세서는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 전력 전송 시스템에서 블루투스를 이용하여 통신을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.This specification relates to a wireless power transmission system, and more particularly, to a method for performing communication using Bluetooth in a wireless power transmission system and an apparatus supporting the same.

무선전력 전송 기술은 전원 소스와 전자 기기 사이에 무선으로 전력을 전달하는 기술이다. 일 예로 무선전력 전송 기술은 스마트폰이나 태블릿 등의 무선 단말기를 단지 무선 충전 패드 상에 올려놓는 것만으로 무선 단말기의 배터리를 충전할 수 있도록 함으로써, 기존의 유선 충전 커넥터를 이용하는 유선충전 환경에 비해 보다 뛰어난 이동성과 편의성 그리고 안전성을 제공할 수 있다. 무선전력 전송 기술은 무선 단말기의 무선충전 이외에도, 전기 자동차, 블루투스 이어폰이나 3D 안경 등 각종 웨어러블 디바이스(wearable device), 가전기기, 가구, 지중시설물, 건물, 의료기기, 로봇, 레저 등의 다양한 분야에서 기존의 유선전력 전송 환경을 대체할 것으로 주목받고 있다.Wireless power transmission technology is a technology for wirelessly transferring power between a power source and an electronic device. As an example, the wireless power transfer technology enables charging of the battery of a wireless terminal by simply placing a wireless terminal such as a smartphone or tablet on a wireless charging pad, so that it is more efficient than a wired charging environment using a conventional wired charging connector. It can provide excellent mobility, convenience and safety. In addition to wireless charging of wireless terminals, wireless power transmission technology is used in various fields such as electric vehicles, wearable devices such as Bluetooth earphones and 3D glasses, home appliances, furniture, underground facilities, buildings, medical devices, robots, and leisure. It is attracting attention as it will replace the existing wired power transmission environment.

무선전력 전송 방식을 비접촉(contactless) 전력 전송 방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송 방식, 무선충전(wireless charging) 방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀 등의 수전장치에 전력을 공급하는 무선전력 수신장치로 구성될 수 있다.The wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method, a no point of contact power transmission method, or a wireless charging method. A wireless power transmission system includes a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and wireless power for receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device and supplying power to a power receiving device such as a battery cell. It may consist of a receiving device.

무선전력 전송 기술은 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(radio frequency: RF)를 통해 전력을 전달하는 방식, 마이크로웨이브(microwave)를 통해 전력을 전달하는 방식, 초음파를 통해 전력을 전달하는 방식 등 다양하다. 자기 커플링에 기반한 방식은 다시 자기 유도(magnetic induction) 방식과 자기 공진(magnetic resonance) 방식으로 분류된다. 자기 유도 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일 간의 전자기결합에 따라 전송 측 코일 배터리 셀에서 발생시킨 자기장로 인해 수신 측 코일에 유도되는 전류를 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다. 자기 공진 방식은 자기장을 이용한다는 점에서 자기유도 방식과 유사하다. 하지만, 자기 공진 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일에 특정 공진 주파수가 인가될 때 공진이 발생하고, 이로 인해 전송 측과 수신 측 양단에 자기장이 집중되는 현상에 의해 에너지가 전달되는 측면에서 자기 유도와는 차이가 있다. 자기 유도 방식은 WPC(wireless power consortium)에서 표준을 주도하며, 자기 공진 방식은 AFA(air fuel alliance)에서 표준을 주도한다.Wireless power transmission technology includes a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through radio frequency (RF), a method of transmitting power through microwaves, and ultrasound There are various ways to transmit power through The magnetic coupling-based method is again classified into a magnetic induction method and a magnetic resonance method. The magnetic induction method is a method of transmitting energy using a current induced in the receiving coil due to the magnetic field generated by the transmitting coil battery cell according to electromagnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil. The magnetic resonance method is similar to the magnetic induction method in that it uses a magnetic field. However, in the magnetic resonance method, resonance occurs when a specific resonant frequency is applied to the coil of the transmitting side and the coil of the receiving side, and as a result, energy is transferred by a phenomenon in which magnetic fields are concentrated at both ends of the transmitting side and receiving side. It is different from self-induction. The magnetic induction method leads the standard in the wireless power consortium (WPC), and the magnetic resonance method leads the standard in the air fuel alliance (AFA).

WPC 표준에 따르면, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 무선전력 전송 시스템과 관련된 다양한 상태 정보 및 명령어를 인밴드(In-Band) 통신을 이용하여 교환할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나, 인밴드 통신의 경우 통신에 특화되어 설계된 시스템이 아니기 때문에, 고속, 대용량의 정보 교환 및 다양한 정보를 교환하기 위해서는 부적합하다. 따라서 기존 인밴드 통신에 다른 무선 통신 시스템(즉, 아웃밴드 통신 시스템)을 결합하여 무선전력 전송 시스템 관련 정보를 교환하는 방법이 논의되고 있다. 아웃밴드(Out of Band) 통신은, 예를 들어 NFC(Near Field Communication)와 블루투스(Bluetooth) 통신과 같은 근거리 통신을 포함한다.According to the WPC standard, the wireless power transmitter and the wireless power receiver are designed to exchange various status information and commands related to the wireless power transmission system using in-band communication. However, since in-band communication is not a system designed specifically for communication, it is not suitable for high-speed, large-capacity information exchange and exchange of various information. Therefore, a method of exchanging information related to a wireless power transmission system by combining another wireless communication system (ie, an out-band communication system) with the existing in-band communication is being discussed. Out of band communication includes, for example, near field communication (NFC) and short-distance communication such as Bluetooth communication.

블루투스(Bluetooth)는 IoT 의 기반이 되는 기술 중 하나로 휴대폰, 노트북, 이어폰, 헤드셋 등의 휴대기기를 서로 연결해 정보를 교환하는 근거리 무선 기술 표준이다. 블루투스는 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역인 2400~2483.5MHz 주파수를 이용해 통신한다. 블루투스는 이 대역에서 아래 2MHz 위 3.5MHz 의 보호대역을 가지고, 각 채널의 대역폭을 1MHz 로 해 총 79 개의 채널을 사용하고, 전파 간섭을 예방하기 위해 주파수 도약(Frequency Hopping)을 사용한다. 주파수 도약은 주파수 호핑이라고도 불리우며, 채널을 특정한 패턴에 따라 빠르게 이동하며 데이터를 전송하는 방식이다. 블루투스 기기 간 연결은 마스터와 슬레이브로 구성되며, 하나의 마스터 기기에는 최대 7 대의 슬레이브 기기를 연결할 수 있다. 마스터와 슬레이브는 고정된 것이 아니며, 상황에 따라 마스터와 슬레이브가 바뀔 수도 있다.Bluetooth is one of the basic technologies of IoT and is a short-range wireless technology standard for exchanging information by connecting mobile devices such as mobile phones, laptops, earphones, and headsets. Bluetooth communicates using ISM (Industrial, Scientific, Medical) band 2400~2483.5MHz frequency. In this band, Bluetooth has a guard band of 3.5 MHz above 2 MHz below, and uses a total of 79 channels with a bandwidth of 1 MHz for each channel, and uses frequency hopping to prevent radio interference. Frequency hopping, also called frequency hopping, is a method of transmitting data while moving a channel quickly according to a specific pattern. The connection between Bluetooth devices consists of a master and a slave, and up to 7 slave devices can be connected to one master device. The master and the slave are not fixed, and the master and the slave may change depending on the situation.

블루투스 통신방법에는 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 LE (Low Energy)방식이 있다. BR/EDR 방식은 블루투스 클래식 (Bluetooth Classic)라고 호칭될 수 있다. 블루투스 클래식 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.Bluetooth communication methods include BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy), which is a low-power method. The BR/EDR method may be referred to as Bluetooth Classic. The Bluetooth classic method includes a Bluetooth technology that has been inherited from Bluetooth 1.0 using a basic rate and a Bluetooth technology that uses an enhanced data rate supported from Bluetooth 2.0.

블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE 라고 한다.) 블루투스 4.0 부터 적용되어 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트(KB)의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다. 블루투스 LE 를 기반으로 하는 블루투스 메시(Mesh)는 다대다 디바이스 통신을 지원하고, 대규모 디바이스 네트워크 생성을 최적화한다. 산업용 수준의 안정성, 확장성 및 보안성을 갖췄고, 글로벌 상호 운용성을 지원한다. 특히, 수천 개의 디바이스들이 서로 안정적이고 안전하게 통신해야 하는 건물 자동화, 센서 네트워크, 자산 추적 등의 사물인터넷 솔루션에 적합하다. 메시 네트워크는 저전력 블루투스 연결의 범위를 확장하며, '매니지드 플러드(Managed Flood)'라는 기술을 사용하기 때문에 수만 개의 장치의 끝 없는 요청을 처리할 수 있다. 블루투스 메시 네트워킹은 컨슈머를 넘어 공장 자동화 시스템, 스마트 오피스, 스마트 시티 등으로 블루투스의 활용을 확대하는데 기여한다.Bluetooth Low energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) Applied from Bluetooth 4.0, it consumes little power and can stably provide hundreds of kilobytes (KB) of information. This Bluetooth low energy technology exchanges information between devices by using an attribute protocol. This Bluetooth LE method can reduce energy consumption by reducing header overhead and simplifying operation. Bluetooth mesh based on Bluetooth LE supports many-to-many device communication and optimizes the creation of large-scale device networks. It has industrial-level stability, scalability and security, and supports global interoperability. In particular, it is suitable for IoT solutions such as building automation, sensor networks, and asset tracking where thousands of devices need to communicate reliably and securely with each other. Mesh networks extend the reach of low-energy Bluetooth connections, and because they use a technology called 'Managed Flood', they can handle endless requests from tens of thousands of devices. Bluetooth mesh networking contributes to expanding the use of Bluetooth beyond consumers to factory automation systems, smart offices, and smart cities.

블루투스 버전 5 는 블루투스 버전 4 의 업그레이드 버전이다. 이론적으로, 블루투스 버전 5 는 장애물이 없는 환경에서 400m까지 연결할 수 있다. 블루투스 버전 5 는 현실적인 구성에서 최대 120m까지 연결할 수 있는데, 블루투스 버전 4 의 4 배에 달한다. 데이터 전송 속도 역시 2 배로 늘어나 2Mbps가 된다. 따라서, 블루투스 버전 5 는 더 빨라진 속도와 더 넓은 접속 거리, 오류 정정기능으로 디바이스의 펌웨어 전송을 한층 쉽게 만들어 주고, 자동차나 지능형 계량기, 사람 몸 속에 심는 의료기기 등에 유용하다. 또한, 블루투스는 기본적으로 두 기기 간에 페어링(연결)이 이루어지는데, 브로드캐스트라는 기능을 활용하면 별도의 페어링 없이 주변의 비콘과 다중으로 통신할 수 있다. 블루투스 5 는 이 브로드캐스트 용량을 8배 늘려 한층 다양한 비콘 서비스를 활용할 수 있도록 한다.Bluetooth version 5 is an upgraded version of Bluetooth version 4. Theoretically, Bluetooth version 5 can connect up to 400m in an obstacle-free environment. Bluetooth version 5 can connect up to 120m in a realistic configuration, which is four times that of Bluetooth version 4. The data transfer rate is also doubled to 2Mbps. Therefore, Bluetooth version 5 makes it easier to transmit device firmware with faster speed, wider connection distance, and error correction function, and is useful for automobiles, intelligent meters, and medical devices implanted in the human body. In addition, Bluetooth basically performs pairing (connection) between two devices, and by using a function called broadcast, multiple communication with nearby beacons is possible without separate pairing. Bluetooth 5 increases this broadcast capacity by 8 times, allowing more diverse beacon services to be used.

블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.Some Bluetooth devices do not have a display or user interface. The complexity of connection / management / control / disconnection between various types of Bluetooth devices and among them, Bluetooth devices to which similar technology is applied is increasing.

근거리 통신, 특히 블루투스 표준(Bluetooth Specification) V4.0 의 핵심 기술(core spec)은 BR/EDR(Basic Rate / Enhanced Data Rate)과 LE(Low Energy)로 구분될 수 있다. 이중 BR/EDR 은 근거리 WPAN 기술의 시장 지배적 우위를 차지하며 많은 제품에 적용된 무선 통신 기술이다. 한편 저전력 블루투스(이하 BLE)는 블루투스 표준문서 V4.0 이후에 공표된 기술로서 기존 블루투스 BR/EDR 대비 높은 에너지 효율을 목표로 고안되었다.Short-range communication, in particular, the core spec of Bluetooth Specification V4.0 can be divided into BR/EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy). Of these, BR/EDR is a wireless communication technology that has a dominant position in the short-range WPAN technology market and is applied to many products. On the other hand, Bluetooth Low Energy (hereinafter referred to as BLE) is a technology announced after Bluetooth standard document V4.0 and is designed with the goal of higher energy efficiency compared to the existing Bluetooth BR/EDR.

무선전력 수신장치들이 무선전력 전송장치 상에 근접하여 놓여질 때, 무선전력 전송장치는 각 무선전력 수신장치에 적합한 전력 전송을 위해 협상을 진행한다. 협상이 완료되면 무선전력 전송장치는 복수의 무선전력 수신장치들로 무선 전력을 전송하며, 무선전력 전송장치와 복수의 무선전력 수신장치들은 아웃밴드 통신을 이용하여 무선전력 전송에 필요한 정보를 주기적으로 교환한다.When the wireless power receivers are placed close to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter negotiates for power transmission suitable for each wireless power receiver. When the negotiation is completed, the wireless power transmitter transmits wireless power to a plurality of wireless power receivers, and the wireless power transmitter and the plurality of wireless power receivers periodically transmit information necessary for wireless power transmission using out-band communication. exchange

아웃밴드 통신이 블루투스 표준을 따를 경우, 무선전력 전송장치와 수신장치는 블루투스 표준 규격에서 정의하는 어드버타이저(Advertiser), 스캐너(Scanner), 마스터(Master) 및 슬레이브(Slave)의 4 가지 역할 중 시나리오에 적합한 역할을 수행한다. 여기서, 시나리오는 예를 들어 초기 연결, 연결 후 무선 충전, 저전력 디바이스(휴대폰 등)의 무선 충전 연결, 중전력 디바이스(랩탑 등)의 무선 충전 연결 등을 포함할 수 있다.When out-band communication follows the Bluetooth standard, the wireless power transmitter and receiver have four roles: Advertiser, Scanner, Master and Slave defined in the Bluetooth standard. It plays a role suitable for the middle scenario. Here, the scenario may include, for example, initial connection, wireless charging after connection, wireless charging connection of a low-power device (eg, a mobile phone), wireless charging connection of a medium-power device (eg, a laptop), and the like.

본 명세서는 무선 전력 전송 시스템에서 OOB 로서 블루투스를 이용하여 통신을 수행함으로써, 많은 양의 제어 정보 및/또는 데이터 등을 전송할 수 있는 효과가 있다.In the present specification, by performing communication using Bluetooth as an OOB in a wireless power transmission system, a large amount of control information and/or data can be transmitted.

한편, 본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present specification are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which this specification belongs from the description below. will be able

본 명세서는 무선 전력 수신기에 있어서, 동작 주파수(operating frequency)에서 1차 코일을 구비한 무선 전력 송신기와 자기 커플링(magnetic coupling)에 의해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하고, 상기 무선 전력에 의해 발생하는 교류 신호를 직류 신호로 변환하도록 구성된 전력 픽업 회로(power pick-up circuit); 상기 동작 주파수를 이용하여 상기 무선 전력 송신기와 인밴드(in-band) 통신을 수행하고, 상기 동작 주파수와 다른 주파수를 이용하여 상기 무선 전력 송신기 또는 다른 디바이스와 아웃밴드(out-band) 통신을 수행하도록 구성된 통신 회로(communication circuit); 및 상기 무선 전력 수신기의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된 컨트롤 회로(control circuit)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present specification provides a wireless power receiver, receiving wireless power from the wireless power transmitter by magnetic coupling with a wireless power transmitter having a primary coil at an operating frequency, and receiving the wireless power a power pick-up circuit configured to convert an AC signal generated by the DC signal into a DC signal; Perform in-band communication with the wireless power transmitter using the operating frequency, and perform out-band communication with the wireless power transmitter or other device using a frequency different from the operating frequency a communication circuit configured to do so; and a control circuit configured to control the overall operation of the wireless power receiver.

본 명세서는 무선 전력 전송 시스템에서 OOB 로서 블루투스를 이용하여 통신을 수행함으로써, 많은 양의 제어 정보 및/또는 데이터 등을 전송할 수 있는 효과가 있다.In the present specification, by performing communication using Bluetooth as an OOB in a wireless power transmission system, a large amount of control information and/or data can be transmitted.

한편, 본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present specification are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which this specification belongs from the description below. will be able

도 1은 일 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이다.
도 3a는 무선전력 전송 시스템이 도입되는 다양한 전자 기기들의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3b는 무선전력 전송 시스템에서 WPC NDEF의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이다.
도 4b는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4c는 일례에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
도 4d는 다른 예에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5는 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전력 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 블록도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 블록도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 통신 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 싱크 패턴의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 쉐어드 모드에서 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 동작 상태를 설명하는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치가 무선충전 관련 정보를 아웃밴드로 교환하거나 인밴드로 교환하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따라 무선전력 수신장치가 무선전력 전송장치에게 에러를 알리는 방법을 도시한 순서도이다.
도 14는 무선전력 전송장치가 복수의 무선전력 수신장치에게 전력 전송 서비스를 제공하는 상황을 나타내는 도면이다.
도 15는 블루투스 통신 기기의 동작을 나타내는 도면이다.
도 16은 빠른 재개 기능 준비에 대한 흐름도의 일례를 나타낸다.
도 17은 파워 제어 설정을 저장하기 위한 흐름도를 나타낸다.
도 18은 파워 제어 설정을 리콜하는 흐름도를 나타낸다.
1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment.
2 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
3A is a diagram illustrating an embodiment of various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced.
3B is a diagram illustrating an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.
4A is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
4B is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.
4C is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example.
4D is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.
5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
6 is a diagram illustrating a power control method according to an embodiment.
7 is a block diagram of a wireless power transmitter according to another embodiment.
8 is a block diagram of an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.
9 is a diagram illustrating a communication frame structure according to an embodiment.
10 is a diagram illustrating a structure of a sync pattern according to an exemplary embodiment.
11 is a view for explaining operating states of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in a shared mode according to an embodiment.
12 is a flowchart illustrating a method of exchanging wireless charging-related information in an out-band or in-band by a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment.
13 is a flowchart illustrating a method in which a wireless power receiver notifies an error to a wireless power transmitter according to an embodiment.
14 is a diagram illustrating a situation in which a wireless power transmitter provides a power transmission service to a plurality of wireless power receivers.
15 is a diagram illustrating an operation of a Bluetooth communication device.
16 shows an example of a flowchart for preparing a quick resume function.
17 shows a flowchart for storing power control settings.
18 shows a flowchart for recalling power control settings.

이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 무선전력 전송기(wireless power transmitter)로부터 무선전력 수신장치(wireless power receiver)로 전달되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 무선 전력 신호(wireless power signal)이라고 불릴 수도 있으며, 1 차 코일과 2 차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)을 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 전력 전송의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(radio frequency: RF)를 통해 전력을 전달하는 방식, 마이크로웨이브(microwave)를 통해 전력을 전달하는 방식, 초음파를 통해 전력을 전달하는 방식을 모두 포함한다.As used hereinafter, the term "wireless power" refers to any form of electric field, magnetic field, electromagnetic field, etc. transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver without the use of physical electromagnetic conductors. It is used to mean the energy of Wireless power may also be called a wireless 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, the basic principle of wireless power transmission is, for example, a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through a radio frequency (RF), microwave (microwave) ) includes both a method of transmitting power through an ultrasonic wave and a method of transmitting power through an ultrasonic wave.

도 1 은 일 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이며, 도 2 는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.

도 1 을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10)은 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a wireless power transmission system 10 includes a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200 .

무선전력 전송장치(100)는 외부의 전원 소스(S)로부터 전원을 인가받아 자기장을 발생시킨다. 무선전력 수신장치(200)는 발생된 자기장을 이용하여 전류를 발생시켜 무선으로 전력을 수신한다.The wireless power transmitter 100 receives power from an external power source S to generate a magnetic field. The wireless power receiver 200 receives power wirelessly by generating a current using the generated magnetic field.

또한, 무선전력 전송 시스템(10)에서 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 전송에 필요한 다양한 정보를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200)간의 통신은 무선전력 전송에 이용되는 자기장을 이용하는 인밴드 통신(in-band communication)이나 별도의 통신 캐리어를 이용하는 아웃밴드 통신(out-band communication) 중 어느 하나의 방식에 따라 수행될 수 있다. 아웃밴드 통신은 아웃 오브 밴드(out of band) 통신이라 불릴 수도 있다. 이하에서는 아웃밴드 통신과 아웃 오브 밴드 통신을 아웃밴드 통신으로 통일하여 기술한다. 아웃밴드 통신의 예로서 NFC, 블루투스(bluetooth), BLE(bluetooth low energy) 등을 포함할 수 있다.In addition, in the wireless power transmission system 10 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may transmit/receive various information required for wireless power transmission. Here, the communication between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 is in-band communication using a magnetic field used for wireless power transmission or out-band communication using a separate communication carrier. -band communication) may be performed according to any one of the methods. Out-band communication may be referred to as out-of-band communication. Hereinafter, out-band communication and out-of-band communication are unified and described as out-band communication. Examples of out-band communication may include NFC, Bluetooth (bluetooth), BLE (bluetooth low energy), and the like.

여기서, 무선전력 전송장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 임베디드(embedded)되는 형태, 실외의 주차장, 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 무선전력 전송장치(100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다.Here, the wireless power transmitter 100 may be provided as a fixed type or a mobile type. Examples of fixed types include embedded in furniture such as ceilings, walls, tables, etc., installed in outdoor parking lots, bus stops, subway stations, etc. There is this. The portable wireless power transmitter 100 may be implemented as a part of another device, such as a portable device having a movable weight or size, or a cover of a notebook computer.

또 무선전력 수신장치(200)는 배터리를 구비하는 각종 전자 기기 및 전원 케이블 대신 무선으로 전원을 공급받아 구동되는 각종 가전 기기를 포함하는 포괄적인 개념으로 해석되어야 한다. 무선전력 수신장치(200)의 대표적인 예로는, 이동 단말기(portable terminal), 휴대 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: Portable Media Player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 태블릿(tablet), 패블릿(phablet), 노트북(notebook), 디지털 카메라, 네비게이션 단말기, 텔레비전, 전기차량(EV: Electronic Vehicle) 등이 있다.In addition, the wireless power receiver 200 should be interpreted as a comprehensive concept including various electronic devices having a battery and various home appliances that are driven by receiving power wirelessly instead of a power cable. Representative examples of the wireless power receiver 200 include a mobile terminal, a cellular phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), and a portable media player (PMP: Portable Media Player), Wibro terminals, tablets, phablets, notebooks, digital cameras, navigation terminals, televisions, electric vehicles (EVs), and the like.

무선전력 전송 시스템(10)에서 무선전력 수신장치(200)는 하나 또는 복수일 수 있다. 도 1 에서는 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200)가 일대일로 전력을 주고 받는 것으로 표현되고 있으나, 도 2 와 같이 하나의 무선전력 전송장치(100)가 복수의 무선전력 수신장치(200-1, 200-2,..., 200-M)로 전력을 전달하는 것도 가능하다. 특히, 자기 공진 방식으로 무선 전력 전송을 수행하는 경우에는 하나의 무선전력 전송장치(100)가 동시 전송 방식이나 시분할 전송 방식을 응용하여 동시에 여러 대의 무선전력 수신장치(200-1, 200-2,...,200-M)로 전력을 전달할 수 있다.In the wireless power transmission system 10 , there may be one or a plurality of wireless power receivers 200 . In FIG. 1 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 exchange power on a one-to-one basis, but as shown in FIG. 2 , one wireless power transmitter 100 includes a plurality of wireless power receivers. It is also possible to transfer power to (200-1, 200-2,..., 200-M). In particular, in the case of performing wireless power transmission in a magnetic resonance method, one wireless power transmitter 100 applies a simultaneous transmission method or a time division transmission method to simultaneously multiple wireless power receivers 200-1, 200-2, ...,200-M) can deliver power.

또한, 도 1 에는 무선전력 전송장치(100)가 무선전력 수신장치(200)에 바로 전력을 전달하는 모습이 도시되어 있으나, 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200) 사이에 무선전력 전송 거리를 증대시키기 위한 릴레이(relay) 또는 중계기(repeater)와 같은 별도의 무선전력 송수신 장치가 구비될 수 있다. 이 경우, 무선전력 전송장치(100)로부터 무선전력 송수신 장치로 전력이 전달되고, 무선전력 송수신 장치가 다시 무선전력 수신장치(200)로 전력을 전달할 수 있다. In addition, although FIG. 1 shows a state in which the wireless power transmitter 100 directly transmits power to the wireless power receiver 200 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 are connected wirelessly. A separate wireless power transmission/reception device such as a relay or repeater for increasing the power transmission distance may be provided. In this case, power may be transferred from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transmitter/receiver, and the wireless power transmitter/receiver may transmit power back to the wireless power receiver 200 .

이하 본 명세서에서 언급되는 무선전력 수신기, 전력 수신기, 수신기는 무선전력 수신장치(200)를 지칭한다. 또한 본 명세서에서 언급되는 무선전력 전송기, 전력 전송기, 전송기는 무선전력 전송장치(100)를 지칭한다. Hereinafter, the wireless power receiver, the power receiver, and the receiver referred to in this specification refer to the wireless power receiver 200 . Also, the wireless power transmitter, the power transmitter, and the transmitter referred to in this specification refer to the wireless power transmitter 100 .

도 3a 는 무선전력 전송 시스템이 도입되는 다양한 전자 기기들의 실시예를 나타내는 도면이며, 도 3b 는 무선전력 전송 시스템에서 WPC NDEF 의 일 예를 나타내는 도면이다.3A is a diagram illustrating an embodiment of various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced, and FIG. 3B is a diagram illustrating an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.

도 3a 에는 무선전력 전송 시스템에서 송신 및 수신하는 전력 양에 따라 전자 기기들을 분류하여 도시하였다. 도 3a 를 참조하면, 스마트 시계(Smart watch), 스마트 글래스(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display), 및 스마트 링(Smart ring)과 같은 웨어러블 기기들 및 이어폰, 리모콘, 스마트폰, PDA, 태블릿 PC 등의 모바일 전자 기기들(또는 포터블 전자 기기들)에는 소전력(약 5W 이하 또는 약 20W 이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다.FIG. 3A shows electronic devices classified according to the amount of power transmitted and received in the wireless power transmission system. Referring to FIG. 3A , wearable devices such as a smart watch, a smart glass, a head mounted display (HMD), and a smart ring and an earphone, a remote control, a smart phone, a PDA, a tablet A low-power (about 5W or less or about 20W or less) wireless charging method may be applied to mobile electronic devices (or portable electronic devices) such as a PC.

노트북, 로봇 청소기, TV, 음향 기기, 청소기, 모니터와 같은 중/소형 가전 기기들에는 중전력(약 50W 이하 또는 약 200W)이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다. 믹서기, 전자 레인지, 전기 밥솥과 같은 주방용 가전 기기, 휠체어, 전기 킥보드, 전기 자전거, 전기 자동차 등의 개인용 이동 기기들(또는, 전자 기기/이동 수단들)은 대전력(약 2kW 이하 또는 22kW이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다.A medium-power (about 50W or less or about 200W or less) wireless charging method may be applied to small and medium-sized home appliances such as laptop computers, robot cleaners, TVs, sound devices, vacuum cleaners, and monitors. Kitchen appliances such as blenders, microwave ovens, and electric rice cookers, personal mobility devices (or electronic devices/mobilities) such as wheelchairs, electric kickboards, electric bicycles, and electric vehicles, use high power (about 2 kW or less or 22 kW or less) A wireless charging method may be applied.

상술한(또는 도 1 에 도시된) 전자 기기들/이동 수단들은 후술하는 무선 전력 수신기를 각각 포함할 수 있다. 따라서, 상술한 전자 기기들/이동 수단들은 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하여 충전될 수 있다.The electronic devices/mobile means described above (or shown in FIG. 1 ) may each include a wireless power receiver to be described later. Accordingly, the above-described electronic devices/mobile means may be charged by wirelessly receiving power from the wireless power transmitter.

이하에서는 전력 무선 충전 방식이 적용되는 모바일 기기를 중심으로 설명하나 이는 실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 무선 충전 방법은 상술한 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다.Hereinafter, the description will be focused on a mobile device to which the power wireless charging method is applied, but this is only an embodiment, and the wireless charging method according to the present invention may be applied to the various electronic devices described above.

무선전력 전송에 관한 표준(standard)은 WPC(wireless power consortium), AFA(air fuel alliance), PMA(power matters alliance)을 포함한다.Standards for wireless power transmission include a wireless power consortium (WPC), an air fuel alliance (AFA), and a power matters alliance (PMA).

WPC 표준은 기본 전력 프로파일(baseline power profile: BPP)과 확장 전력 프로파일(extended power profile: EPP)을 정의한다. BPP 는 5W 의 전력 전송을 지원하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치에 관한 것이고, EPP 는 5W 보다 크고 30W 보다 작은 범위의 전력 전송을 지원하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치에 관한 것이다.The WPC standard defines a baseline power profile (BPP) and an extended power profile (EPP). BPP relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver that support 5W power transmission, and EPP relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver that support power transmission in a range greater than 5W and smaller than 30W.

서로 다른 전력레벨(power level)을 사용하는 다양한 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치들이 각 표준별로 커버되고, 서로 다른 전력 클래스(power class) 또는 카테고리로 분류될 수 있다.Various wireless power transmitters and wireless power receivers using different power levels are covered by each standard and may be classified into different power classes or categories.

예를 들어, WPC 는 무선전력 전송장치와 수신장치를 전력 클래스(power class, PC) -1, PC0, PC1, PC2로 분류하고, 각 PC 에 대한 표준문서를 제공한다. PC-1 표준은 5W 미만의 보장전력(guaranteed power)을 제공하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치에 관한 것이다. PC-1 의 어플리케이션은 스마트 시계와 같은 웨어러블 기기를 포함한다.For example, WPC classifies wireless power transmitter and receiver into power class (PC) -1, PC0, PC1, and PC2, and provides standard documents for each PC. The PC-1 standard relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver that provide guaranteed power of less than 5W. Applications of PC-1 include wearable devices such as smart watches.

PC0 표준은 5W 의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이다. PC0 표준은 보장전력이 30W 까지인 EPP 를 포함한다. 인밴드(in-band, IB) 통신이 PC0 의 필수적인(mandatory) 통신 프로토콜이나, 옵션의 백업 채널로 사용되는 아웃밴드(out-of-band, OOB) 통신도 사용될 수 있다. 무선전력 수신장치는 OOB 의 지원 여부를 구성 패킷(configuration packet)내의 OOB 플래그를 설정함으로써 식별할 수 있다. OOB 를 지원하는 무선전력 전송장치는 상기 구성 패킷에 대한 응답으로서, OOB 핸드오버를 위한 비트패턴(bit-pattern)을 전송함으로써 OOB 핸드오버 단계(handover phase)로 진입할 수 있다. 상기 구성 패킷에 대한 응답은 NAK, ND 또는 새롭게 정의되는 8 비트의 패턴일 수 있다. PC0 의 어플리케이션은 스마트폰을 포함한다.The PC0 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide a guaranteed power of 5W. The PC0 standard includes EPP with guaranteed power up to 30W. Although in-band (IB) communication is a mandatory communication protocol of PC0, out-of-band (OOB) communication used as an optional backup channel may also be used. The wireless power receiver can identify whether OOB is supported by setting an OOB flag in a configuration packet. The wireless power transmitter supporting OOB may enter the OOB handover phase by transmitting a bit-pattern for OOB handover as a response to the configuration packet. The response to the configuration packet may be NAK, ND, or a newly defined 8-bit pattern. Applications of PC0 include smartphones.

PC1 표준은 30W~150W 의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치에 관한 것이다. OOB 는 PC1 을 위한 필수적인 통신 채널이며, IB 는 OOB 로의 초기화 및 링크 수립(link establishment)로서 사용된다. 무선전력 전송장치는 구성 패킷에 대한 응답으로서, OOB 핸드오버를 위한 비트패턴을 OOB 핸드오버 단계로 진입할 수 있다. PC1 의 어플리케이션은 랩탑이나 전동 공구(power tool)을 포함한다.The PC1 standard relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver that provide guaranteed power of 30W to 150W. OOB is an essential communication channel for PC1, and IB is used for initialization to OOB and link establishment. As a response to the configuration packet, the wireless power transmitter may enter a bit pattern for OOB handover into the OOB handover phase. Applications of PC1 include laptops and power tools.

PC2 표준은 200W~2kW 의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치에 관한 것으로서, 그 어플리케이션은 주방가전을 포함한다.The PC2 standard relates to a wireless power transmitter and a wireless power receiver that provide guaranteed power of 200W to 2kW, and its applications include kitchen appliances.

이렇듯 전력 레벨에 따라 PC 가 구별될 수 있으며, 동일한 PC 간 호환성(compatibility)을 지원할지 여부는 선택 또는 필수 사항일 수 있다. 여기서 동일한 PC 간 호환성은, 동일한 PC 간에는 전력 송수신이 가능함을 의미한다. 예를 들어, PC x 인 무선 전력 전송장치가 동일한 PC x 를 갖는 무선 전력 수신장치의 충전이 가능한 경우, 동일한 PC 간 호환성이 유지되는 것으로 볼 수 있다. 이와 유사하게 서로 다른 PC 간의 호환성 역시 지원 가능할 수 있다. 여기서 서로 다른 PC 간 호환성은, 서로 다른 PC 간에도 전력 송수신이 가능함을 의미한다. 예를 들어, PC x 인 무선 전력 전송장치가 PC y 를 갖는 무선 전력 수신장치의 충전이 가능한 경우, 서로 다른 PC간 호환성이 유지되는 것으로 볼 수 있다. As such, PCs may be distinguished according to the power level, and whether to support the same compatibility between PCs may be optional or mandatory. Here, compatibility between identical PCs means that power transmission/reception is possible between identical PCs. For example, when the wireless power transmitter of PC x can charge the wireless power receiver having the same PC x, it can be seen that compatibility between the same PCs is maintained. Similarly, compatibility between different PCs may also be supported. Here, compatibility between different PCs means that power transmission/reception is possible even between different PCs. For example, when the wireless power transmitter having PC x can charge the wireless power receiver having PC y , it can be seen that compatibility between different PCs is maintained.

PC 간 호환성의 지원은 사용자 경험(User Experience) 및 인프라 구축 측면에서 매우 중요한 이슈이다. 다만, PC간 호환성 유지에는 기술적으로 아래와 같은 여러 문제점이 존재한다.Support for compatibility between PCs is a very important issue in terms of user experience and infrastructure construction. However, there are technical problems in maintaining compatibility between PCs as follows.

동일한 PC 간 호환성의 경우, 예를 들어, 연속적으로 전력이 전송되는 경우에만 안정적으로 충전이 가능한 랩-탑 충전(lap-top charging) 방식의 무선 전력 수신장치는, 동일한 PC 의 무선 전력 송신장치라 하더라도, 불연속적으로 전력을 전송하는 전동 툴 방식의 무선 전력 송신장치로부터 전력을 안정적으로 공급받는 데 문제가 있을 수 있다. 또한, 서로 다른 PC 간 호환성의 경우, 예를 들어, 최소 보장 전력이 200W 인 무선 전력 송신장치는 최대 보장 전력이 5W 인 무선 전력 수신장치로 전력을 송신하는 경우, 과전압으로 인해 무선전력 수신장치가 파손될 위험이 있다. 그 결과, PC 는 호환성을 대표/지시하는 지표/기준으로 삼기 어렵다.In the case of compatibility between the same PCs, for example, a wireless power receiver of the lap-top charging method that can stably charge only when power is continuously transmitted is called a wireless power transmitter of the same PC. Even so, there may be a problem in stably receiving power from the wireless power transmitter of the electric tool type that transmits power discontinuously. In addition, in the case of compatibility between different PCs, for example, when a wireless power transmitter with a minimum guaranteed power of 200W transmits power to a wireless power receiver with a maximum guaranteed power of 5W, the wireless power receiver may There is a risk of breakage. As a result, it is difficult for a PC to be an index/standard representing/indicating compatibility.

무선전력 전송 및 수신장치들은 매우 편리한 사용자 경험과 인터페이스(UX/UI)를 제공할 수 있다. 즉, 스마트 무선충전 서비스가 제공될 수 있다, 스마트 무선충전 서비스는 무선전력 전송장치를 포함하는 스마트폰의 UX/UI 에 기초하여 구현될 수 있다. 이러한 어플리케이션을 위해, 스마트폰의 프로세서와 무선충전 수신장치간의 인터페이스는 무선전력 전송장치와 수신장치간의 "드롭 앤 플레이(drop and play)" 양방향 통신을 허용한다.Wireless power transmission and reception devices may provide a very convenient user experience and interface (UX/UI). That is, a smart wireless charging service may be provided. The smart wireless charging service may be implemented based on the UX/UI of a smartphone including a wireless power transmitter. For these applications, the interface between the smartphone's processor and the wireless charging receiver allows "drop and play" bidirectional communication between the wireless power transmitter and the receiver.

일례로서, 사용자는 호텔에서 스마트 무선 충전 서비스를 경험할 수 있다. 사용자가 호텔 방으로 입장하고 방안의 무선충전기 위에 스마트폰을 올려놓으면, 무선충전기는 스마트폰으로 무선전력을 전송하고, 스마트폰은 무선전력을 수신한다. 이 과정에서, 무선충전기는 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 스마트폰으로 전송한다. 스마트폰이 무선충전기 상에 위치됨을 감지하거나, 무선전력의 수신을 감지하거나, 또는 스마트폰이 무선충전기로부터 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 수신하면, 스마트폰은 사용자에게 부가적 특징으로의 동의(opt-in)를 문의하는 상태로 진입한다. 이를 위해, 스마트폰은 알람음을 포함하거나 또는 포함하지 않는 방식으로 스크린상에 메시지를 디스플레이할 수 있다. 메시지의 일례는 "Welcome to ### hotel. Select "Yes" to activate smart charging functions : Yes | No Thanks."와 같은 문구를 포함할 수 있다. 스마트폰은 Yes 또는 No Thanks 를 선택하는 사용자의 입력을 받고, 사용자에 의해 선택된 다음 절차를 수행한다. 만약 Yes 가 선택되면 스마트폰은 무선충전기에 해당 정보를 전송한다. 그리고 스마트폰과 무선충전기는 스마트 충전 기능을 함께 수행한다.As an example, a user may experience a smart wireless charging service in a hotel. When a user enters a hotel room and places a smartphone on the wireless charger in the room, the wireless charger transmits wireless power to the smartphone and the smartphone receives wireless power. In this process, the wireless charger transmits information about the smart wireless charging service to the smartphone. When the smartphone detects that it is located on the wireless charger, detects reception of wireless power, or the smartphone receives information about the smart wireless charging service from the wireless charger, the smartphone provides the user with consent ( opt-in) is requested. To this end, the smartphone may display a message on the screen in such a way that it may or may not include an alarm sound. An example of the message may include a phrase such as "Welcome to ### hotel. Select "Yes" to activate smart charging functions : Yes | No Thanks." The smartphone receives the user's input for selecting Yes or No Thanks, and performs the following procedure selected by the user. If Yes is selected, the smartphone transmits the corresponding information to the wireless charger. And the smartphone and the wireless charger perform the smart charging function together.

스마트 무선 충전 서비스는 또한 WiFi 자격(wifi credentials) 자동 입력(auto-filled)을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선충전기는 WiFi 자격을 스마트폰으로 전송하고, 스마트폰은 적절한 앱을 실행하여 무선충전기로부터 수신된 WiFi 자격을 자동적으로 입력한다.The smart wireless charging service may also include receiving auto-filled WiFi credentials. For example, the wireless charger transmits the WiFi credentials to the smartphone, and the smartphone automatically enters the WiFi credentials received from the wireless charger by running an appropriate app.

스마트 무선 충전 서비스는 또한 호텔 프로모션을 제공하는 호텔 어플리케이션을 실행하거나, 원격 체크인/체크아웃 및 컨택 정보들을 획득하는 것을 포함할 수 있다.The smart wireless charging service may also include running a hotel application that provides hotel promotions, or obtaining remote check-in/check-out and contact information.

다른 예로서, 사용자는 차량 내에서 스마트 무선 충전 서비스를 경험할 수 있다. 사용자가 차량에 탑승하고 스마트폰을 무선충전기 위에 올려놓으면, 무선충전기는 스마트폰에 무선전력을 전송하고, 스마트폰은 무선전력을 수신한다. 이러한 과정에서, 무선 충전기는 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 스마트폰으로 전송한다. 스마트폰이 무선충전기 상에 위치됨을 감지하거나, 무선전력의 수신을 감지하거나, 또는 스마트폰이 무선충전기로부터 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 수신하면, 스마트폰은 사용자에게 신분(identity)를 확인을 문의하는 상태로 진입한다.As another example, a user may experience a smart wireless charging service in a vehicle. When a user gets into a vehicle and places a smartphone on the wireless charger, the wireless charger transmits wireless power to the smartphone and the smartphone receives wireless power. In this process, the wireless charger transmits information about the smart wireless charging service to the smartphone. When the smartphone detects that it is located on the wireless charger, detects the reception of wireless power, or the smartphone receives information about the smart wireless charging service from the wireless charger, the smartphone prompts the user to confirm identity Enter the inquiry state.

이 상태에서, 스마트폰은 WiFi 및/또는 블루투스를 통해 자동적으로 자동차와 연결된다. 스마트폰은 알람음을 포함하거나 또는 포함하지 않는 방식으로 스크린상에 메시지를 디스플레이할 수 있다. 메시지의 일례는 "Welcome to your car. Select "Yes" to synch device with in-car controls : Yes | No Thanks."와 같은 문구를 포함할 수 있다. 스마트폰은 Yes 또는 No Thanks 를 선택하는 사용자의 입력을 받고, 사용자에 의해 선택된 다음 절차를 수행한다. 만약 Yes 가 선택되면 스마트폰은 무선충전기에 해당 정보를 전송한다. 그리고 스마트폰과 무선충전기는 차량내 어플리케이션/디스플레이 소프트웨어를 구동함으로써, 차량 내 스마트 제어 기능을 함께 수행할 수 있다. 사용자는 원하는 음악을 즐길 수 있고, 정규적인 맵 위치를 확인할 수 있다. 차량 내 어플리케이션/디스플레이 소프트웨어는 통행자들을 위한 동기화 접근을 제공하는 성능을 포함할 수 있다.In this state, the smartphone is automatically connected to the car via WiFi and/or Bluetooth. The smartphone may display the message on the screen in a manner that may or may not include an alarm sound. An example of the message may include a phrase such as "Welcome to your car. Select "Yes" to synch device with in-car controls : Yes | No Thanks." The smartphone receives the user's input for selecting Yes or No Thanks, and performs the following procedure selected by the user. If Yes is selected, the smartphone transmits the corresponding information to the wireless charger. In addition, the smart phone and the wireless charger can perform in-vehicle smart control functions together by driving in-vehicle application/display software. Users can enjoy the music they want and check the regular map location. The in-vehicle application/display software may include capabilities to provide synchronized access for passers-by.

또 다른 예로서, 사용자는 스마트 무선 충전을 댁내에서 경험할 수 있다. 사용자가 방으로 들어가서 방안의 무선충전기 위에 스마트폰을 올려놓으면, 무선충전기는 스마트폰으로 무선전력을 전송하고, 스마트폰은 무선전력을 수신한다. 이 과정에서, 무선충전기는 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 스마트폰으로 전송한다. 스마트폰이 무선충전기 상에 위치됨을 감지하거나, 무선전력의 수신을 감지하거나, 또는 스마트폰이 무선충전기로부터 스마트 무선 충전 서비스에 관한 정보를 수신하면, 스마트폰은 사용자에게 부가적 특징으로의 동의(opt-in)를 문의하는 상태로 진입한다. 이를 위해, 스마트폰은 알람음을 포함하거나 또는 포함하지 않는 방식으로 스크린상에 메시지를 디스플레이할 수 있다. 메시지의 일례는 "Hi xxx, Would you like to activate night mode and secure the building? : Yes | No Thanks."와 같은 문구를 포함할 수 있다. 스마트폰은 Yes 또는 No Thanks 를 선택하는 사용자의 입력을 받고, 사용자에 의해 선택된 다음 절차를 수행한다. 만약 Yes 가 선택되면 스마트폰은 무선충전기에 해당 정보를 전송한다. 스마트폰과 무선 충전기는 적어도 사용자의 패턴을 인지하고 사용자에게 문과 창문을 잠그거나 불을 끄거나, 알람을 설정하도록 권유할 수 있다.As another example, a user may experience smart wireless charging at home. When a user enters a room and places a smartphone on the wireless charger in the room, the wireless charger transmits wireless power to the smartphone and the smartphone receives wireless power. In this process, the wireless charger transmits information about the smart wireless charging service to the smartphone. When the smartphone detects that it is located on the wireless charger, detects reception of wireless power, or the smartphone receives information about the smart wireless charging service from the wireless charger, the smartphone provides the user with consent ( opt-in) is requested. To this end, the smartphone may display a message on the screen in such a way that it may or may not include an alarm sound. An example of the message may include a phrase such as "Hi xxx, Would you like to activate night mode and secure the building?: Yes | No Thanks." The smartphone receives the user's input for selecting Yes or No Thanks, and performs the following procedure selected by the user. If Yes is selected, the smartphone transmits the corresponding information to the wireless charger. Smartphones and wireless chargers can at least recognize the user's pattern and encourage the user to lock doors and windows, turn off lights, or set an alarm.

이하에서는 호환성을 대표/지시하는 지표/기준으로 '프로필(profile)'을 새롭게 정의하기로 한다. 즉, 동일한 '프로필'을 갖는 무선 전력 송수신 장치간에는 호환성이 유지되어 안정적인 전력 송수신이 가능하며, 서로 다른 '프로필'을 갖는 무선 전력 송수신장치간에는 전력 송수신이 불가한 것으로 해석될 수 있다. 프로필은 전력 클래스와 무관하게(또는 독립적으로) 호환 가능 여부 및/또는 어플리케이션에 따라 정의될 수 있다.Hereinafter, a 'profile' will be newly defined as an indicator/standard representing/indicating compatibility. That is, it can be interpreted that compatibility is maintained between wireless power transceivers having the same 'profile' so that stable power transmission and reception is possible, and power transmission and reception is impossible between wireless power transceivers having different 'profiles'. Profiles may be defined according to application and/or compatibility independent of (or independently of) power class.

예를 들어, 프로필은 크게 i) 모바일, ii) 전동 툴, iii) 주방 및 iv) 웨어러블 이렇게 4 가지로 구분될 수 있다.For example, the profile can be largely divided into i) mobile, ii) electric tool, iii) kitchen, and iv) wearable.

'모바일' 프로필의 경우, PC 는 PC0 및/또는 PC1, 통신 프로토콜/방식은 IB 및 OOB, 동작 주파수는 87~205kHz 로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 스마트폰, 랩-탑 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'mobile' profile, PC can be defined as PC0 and/or PC1, communication protocol/method is IB and OOB, and operating frequency is 87~205kHz. Examples of applications include smartphones, laptops, etc. can

'전동 툴' 프로필의 경우, PC 는 PC1, 통신 프로토콜/방식은 IB, 동작 주파수는 87~145kHz 로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 전동 툴 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'electric tool' profile, PC may be defined as PC1, communication protocol/method may be IB, and operating frequency may be defined as 87~145kHz. As an example of the application, an electric tool may exist.

'주방' 프로필의 경우, PC 는 PC2, 통신 프로토콜/방식은 NFC-기반, 동작 주파수는 100kHz 미만으로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 주방/가전 기기 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'kitchen' profile, PC may be defined as PC2, communication protocol/method is NFC-based, and operating frequency is less than 100 kHz, and examples of applications include kitchen/home appliances.

전동 툴과 주방 프로필의 경우, 무선전력 전송장치와 수신장치 간에 NFC 통신이 사용될 수 있다. 무선전력 전송장치와 수신장치는 WPC NDEF(NFC Data Exchange Profile Format)을 교환함으로써 상호간에 NFC 기기임을 확인할 수 있다. 예를 들어 WPC NDEF 는 도 3b 와 같이 어플리케이션 프로파일(application profile) 필드(예를 들어 1B), 버전 필드(예를 들어 1B), 및 프로파일 특정 데이터(profile specific data, 예를 들어 1B)를 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로파일 필드는 해당 장치가 i) 모바일 및 컴퓨팅, ii) 전동 툴, 및 iii) 주방 중 어느 것인지를 지시하고, 버전 필드의 상위 니블(upper nibble)은 메이저 버전(major version)을 지시하고 하위 니블(lower nibble)은 마이너 버전(minor version)을 지시한다. 또한 프로파일 특정 데이터는 주방을 위한 컨텐츠를 정의한다.For power tools and kitchen profiles, NFC communication can be used between the wireless power transmitter and the receiver. By exchanging WPC NDEF (NFC Data Exchange Profile Format), the wireless power transmitter and the receiver can confirm that they are NFC devices. For example, the WPC NDEF may include an application profile field (eg 1B), a version field (eg 1B), and profile specific data (eg 1B) as shown in FIG. 3B . can The application profile field indicates whether the device is i) mobile and computing, ii) powered tools, and iii) kitchen, the upper nibble of the version field indicates the major version and the lower nibble (lower nibble) indicates a minor version. Profile-specific data also defines the content for the kitchen.

'웨어러블' 프로필의 경우, PC 는 PC-1, 통신 프로토콜/방식은 IB, 동작 주파수는 87~205kHz 으로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 사용자 몸에 착용하는 웨어러블 기기 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'wearable' profile, the PC may be defined as PC-1, the communication protocol/method may be IB, and the operating frequency may be defined as 87 to 205 kHz, and examples of the application may include a wearable device worn on the user's body.

동일한 프로필간에는 호환성 유지는 필수 사항일 수 있으며, 다른 프로필간의 호환성 유지는 선택 사항일 수 있다.Maintaining compatibility between the same profiles may be essential, and maintaining compatibility between different profiles may be optional.

상술한 프로필(모바일 프로필, 전동 툴 프로필, 주방 프로필 및 웨어러블 프로필)들은 제 1 내지 제 n 프로필로 일반화되어 표현될 수 있으며, WPC 규격 및 실시예에 따라 새로운 프로필이 추가/대체될 수 있다.The above-described profiles (mobile profile, electric tool profile, kitchen profile, and wearable profile) may be generalized and expressed as first to nth profiles, and new profiles may be added/replaced according to WPC standards and embodiments.

이와 같이 프로필이 정의되는 경우, 무선전력 전송장치가 자신과 동일한 프로필의 무선전력 수신장치에 대해서만 선택적으로 전력 송신을 수행하여 보다 안정적으로 전력 송신이 가능하다. 또한 무선전력 전송장치의 부담이 줄어들고, 호환이 불가능한 무선전력 수신장치로의 전력 송신을 시도하지 않게 되므로 무선전력 수신장치의 파손 위험이 줄어든다는 효과가 발생한다.When the profile is defined in this way, the wireless power transmitter selectively transmits power only to the wireless power receiver having the same profile as itself, thereby enabling more stable power transmission. In addition, since the burden on the wireless power transmitter is reduced, and no attempt is made to transmit power to an incompatible wireless power receiver, the risk of damage to the wireless power receiver is reduced.

'모바일' 프로필 내의 PC1 은 PC0 를 기반으로 OOB 와 같은 선택적 확장을 차용함으로써 정의될 수 있으며, '전동 툴' 프로필의 경우, PC1 '모바일' 프로필이 단순히 변경된 버전으로서 정의될 수 있다. 또한, 현재까지는 동일한 프로필간의 호환성 유지를 목적으로 정의되었으나, 추후에는 서로 다른 프로필간의 호환성 유지 방향으로 기술이 발전될 수 있다. 무선 전력 전송장치 또는 무선 전력 수신장치는 다양한 방식을 통해 자신의 프로필을 상대방에게 알려줄 수 있다.PC1 in the 'mobile' profile can be defined by borrowing optional extensions such as OOB based on PC0, and in the case of the 'powered tools' profile, the PC1 'mobile' profile can be defined simply as a modified version. In addition, although it has been defined for the purpose of maintaining compatibility between the same profiles up to now, technology may be developed in the direction of maintaining compatibility between different profiles in the future. The wireless power transmitter or the wireless power receiver may inform the counterpart of its profile through various methods.

AFA 표준은 무선전력 전송장치를 PTU(power transmitting circuit)이라 칭하고, 무선전력 수신장치를 PRU(power receiving circuit)이라 칭한다. PTU 는 표 1 과 같이 다수의 클래스로 분류되고, PRU 는 표 2 와 같이 다수의 카테고리로 분류된다.The AFA standard refers to the wireless power transmitter as a power transmitting circuit (PTU), and the wireless power receiver as a power receiving circuit (PRU). PTUs are classified into a plurality of classes as shown in Table 1, and PRUs are classified into a plurality of categories as shown in Table 2.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
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표 1 에서와 같이, 클래스 n PTU 의 최대 출력 전력 성능(capability)은 해당 클래스의 PTX_IN_MAX 값보다 크거나 같다. PRU 는 해당 카테고리에서 명세된(specified) 전력보다 더 큰 전력을 끌어당길(draw) 수는 없다.As shown in Table 1, the maximum output power capability of the class n PTU is greater than or equal to the PTX_IN_MAX value of the corresponding class. The PRU cannot draw power greater than the power specified in the corresponding category.

도 4a 는 다른 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 블록도이다.4A is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.

도 4b 는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타내는 도면이다.4B is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.

도 4a 를 참조하면, 무선전력 전송 시스템(10)은 무선으로 전력을 수신하는 모바일 기기(Mobile Device)(450) 및 무선으로 전력을 송신하는 베이스 스테이션(Base Station)(400)을 포함한다.Referring to FIG. 4A , the wireless power transmission system 10 includes a mobile device 450 wirelessly receiving power and a base station 400 wirelessly transmitting power.

베이스 스테이션(400)은 유도 전력 또는 공진 전력을 제공하는 장치로서, 적어도 하나의 무선전력 전송장치(power transmitter, 100) 및 시스템 회로(405)을 포함할 수 있다. 무선전력 전송장치(100)는 유도 전력 또는 공진 전력을 전송하고, 전송을 제어할 수 있다. 무선전력 전송장치(100)는, 1 차 코일(primary coil(s))을 통해 자기장을 생성함으로써 전기 에너지를 전력 신호로 변환하는 전력 변환 회로(power conversion circuit, 110) 및 적절한 레벨로 전력을 전달하도록 무선전력 수신장치(200)와의 통신 및 전력 전달을 컨트롤하는 통신/컨트롤 회로(communications & control circuit, 120)을 포함할 수 있다. 시스템 회로(405)은 입력 전력 프로비저닝(provisioning), 복수의 무선전력 전송장치들의 컨트롤 및 사용자 인터페이스 제어와 같은 베이스 스테이션(400)의 기타 동작 제어를 수행할 수 있다.The base station 400 is a device that provides inductive power or resonant power, and may include at least one wireless power transmitter 100 and a system circuit 405 . The wireless power transmitter 100 may transmit inductive power or resonant power and control the transmission. The wireless power transmitter 100 transmits power to an appropriate level and a power conversion circuit 110 that converts electrical energy into a power signal by generating a magnetic field through a primary coil (s) It may include a communication / control circuit (communications & control circuit, 120) for controlling communication and power transfer with the wireless power receiver 200 to do so. The system circuit 405 may perform input power provisioning, control of a plurality of wireless power transmitters, and other operation control of the base station 400 such as user interface control.

1 차 코일은 교류 전력(또는 전압 또는 전류)을 이용하여 전자기장을 발생시킬 수 있다. 1 차 코일은 전력 변환 회로(110)에서 출력되는 특정 주파수의 교류전력(또는 전압 또는 전류)을 인가받고, 이에 따라 특정 주파수의 자기장을 발생시킬 수 있다. 자기장은 비방사형 또는 방사형으로 발생할 수 있는데, 무선 전력 수신 장치(200)는 이를 수신하여 전류를 생성하게 된다. 다시 말해 1 차 코일은 무선으로 전력을 전송하는 것이다.The primary coil may generate an electromagnetic field using alternating current (or voltage or current). The primary coil may receive AC power (or voltage or current) of a specific frequency output from the power conversion circuit 110 and may generate a magnetic field of a specific frequency accordingly. The magnetic field may be generated non-radiatively or radially, and the wireless power receiving apparatus 200 receives it and generates a current. In other words, the primary coil is to transmit power wirelessly.

자기 유도 방식에서, 1 차 코일과 2 차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으며, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. 1 차 코일은 1 차 코어(primary core), 1 차 와인딩(primary winding), 1 차 루프 안테나(primary loop antenna) 등으로 불릴 수도 있다. 한편, 2 차 코일은 2 차 코어(secondary core), 2 차 와인딩(secondary winding), 2 차 루프 안테나(secondary loop antenna), 픽업 안테나(pickup antenna) 등으로 불릴 수도 있다.In the magnetic induction method, the primary coil and the secondary coil may have any suitable shape, for example, a copper wire wound around a high permeability formation such as ferrite or an amorphous metal. The primary coil may be referred to as a primary core, a primary winding, a primary loop antenna, or the like. Meanwhile, the secondary coil may be referred to as a secondary core, a secondary winding, a secondary loop antenna, a pickup antenna, or the like.

자기 공진 방식을 이용하는 경우에는 1 차 코일과 2 차 코일은 각각 1 차 공진 안테나와 2 차 공진 안테나 형태로 제공될 수 있다. 공진 안테나는 코일과 캐패시터를 포함하는 공진 구조를 가질 수 있다. 이때 공진 안테나의 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의해 결정된다. 여기서, 코일은 루프의 형태로 이루어질 수 있다. 또 루프의 내부에는 코어가 배치될 수 있다. 코어는 페라이트 코어(ferrite core)와 같은 물리적인 코어나 공심 코어(air core)를 포함할 수 있다.When the magnetic resonance method is used, the primary coil and the secondary coil may be provided in the form of a primary resonance antenna and a secondary resonance antenna, respectively. The resonant antenna may have a resonant structure including a coil and a capacitor. At this time, the resonant frequency of the resonant antenna is determined by the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor. Here, the coil may be formed in the form of a loop. In addition, a core may be disposed inside the loop. The core may include a physical core such as a ferrite core or an air core.

1 차 공진 안테나와 2 차 공진 안테나 간의 에너지 전송은 자기장의 공진 현상을 통해 이루어질 수 있다. 공진 현상이란 하나의 공진 안테나에서 공진 주파수에 해당하는 근접장이 발생할 때 주위에 다른 공진 안테나가 위치하는 경우, 양 공진 안테나가 서로 커플링되어 공진 안테나 사이에서 높은 효율의 에너지 전달이 일어나는 현상을 의미한다. 1 차 공진 안테나와 2 차 공진 안테나 안테나 사이에서 공진 주파수에 해당하는 자기장이 발생하면, 1 차 공진 안테나와 2 차 공진 안테나가 서로 공진하는 현상이 발생되고, 이에 따라 일반적인 경우 1 차 공진 안테나에서 발생한 자기장이 자유공간으로 방사되는 경우에 비해 보다 높은 효율로 2 차 공진 안테나를 향해 자기장이 집속되며, 따라서 1 차 공진 안테나로부터 2 차 공진 안테나에 높은 효율로 에너지가 전달될 수 있다. 자기 유도 방식은 자기 공진 방식과 유사하게 구현될 수 있으나 이때에는 자기장의 주파수가 공진 주파수일 필요가 없다. 대신 자기 유도 방식에서는 1 차 코일과 2 차 코일을 구성하는 루프 간의 정합이 필요하며 루프 간의 간격이 매우 근접해야 한다.Energy transfer between the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna may be achieved through a resonance phenomenon of a magnetic field. The resonance phenomenon refers to a phenomenon in which, when a near field corresponding to a resonant frequency is generated in one resonant antenna, when other resonant antennas are located around, both resonant antennas are coupled to each other and high efficiency energy transfer occurs between the resonant antennas. . When a magnetic field corresponding to the resonant frequency is generated between the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna, a phenomenon occurs in which the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna resonate with each other. The magnetic field is focused toward the secondary resonant antenna with higher efficiency compared to the case where the magnetic field is radiated into free space, and thus energy can be transferred from the primary resonant antenna to the secondary resonant antenna with high efficiency. The magnetic induction method may be implemented similarly to the magnetic resonance method, but in this case, the frequency of the magnetic field does not need to be the resonant frequency. Instead, in the magnetic induction method, matching between the loops constituting the primary coil and the secondary coil is required, and the distance between the loops must be very close.

도면에 도시되지 않았으나, 무선전력 전송장치(100)는 통신 안테나를 더 포함할 수도 있다. 통신 안테나는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신 할 수 있다.Although not shown in the drawings, the wireless power transmitter 100 may further include a communication antenna. The communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication. For example, the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.

통신/컨트롤 회로(120)은 무선전력 수신장치(200)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 IB 통신 모듈 또는 OOB 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication/control circuit 120 may transmit/receive information to and from the wireless power receiver 200 . The communication/control circuit 120 may include at least one of an IB communication module and an OOB communication module.

IB 통신 모듈은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(120)은 자기파에 정보를 실어 1 차 코일을 통해 송신하거나 또는 정보가 담긴 자기파를 1 차 코일을 통해 수신함으로써 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 IB 통신을 이용하면 통신/컨트롤 회로(120)은 수 kbps 의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다.The IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication/control circuit 120 may perform in-band communication by loading information on a magnetic wave and transmitting it through a primary coil or by receiving a magnetic wave containing information through a primary coil. At this time, a modulation scheme such as binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-return-to-zero (NZR-L) level) coding methods such as coding can be used to contain information in magnetic waves or to interpret magnetic waves containing information. If such IB communication is used, the communication/control circuit 120 may transmit/receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.

OOB 통신 모듈은 통신 안테나를 통해 아웃밴드 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(120)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다.The OOB communication module may perform out-band communication through a communication antenna. For example, the communication/control circuit 120 may be provided as a short-range communication module. Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.

통신/컨트롤 회로(120)은 무선 전력 전송 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력전송 장치(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The communication/control circuit 120 may control the overall operation of the wireless power transmitter 100 . The communication/control circuit 120 may perform calculation and processing of various types of information, and may control each component of the wireless power transmission apparatus 100 .

통신/컨트롤 회로(120)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 통신/컨트롤 회로(120)은 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 통신/컨트롤 회로(120)을 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.The communication/control circuit 120 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the communication/control circuit 120 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program for driving the communication/control circuit 120 in hardware. can be provided.

통신/컨트롤 회로(120)은 동작 포인트(operating point)를 컨트롤함으로써 송신 전력을 컨트롤할 수 있다. 컨트롤하는 동작 포인트는 주파수(또는 위상), 듀티 사이클(duty cycle), 듀티 비(duty ratio) 및 전압 진폭의 조합에 해당될 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 주파수(또는 위상), 듀티 사이클, 듀티비 및 전압 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 송신 전력을 컨트롤할 수 있다. 또한, 무선전력 전송장치(100)는 일정한 전력을 공급하고, 무선전력 수신장치(200)가 공진 주파수를 컨트롤함으로써 수신 전력을 컨트롤할 수도 있다.The communication/control circuit 120 may control the transmit power by controlling an operating point. The controlling operating point may correspond to a combination of frequency (or phase), duty cycle, duty ratio, and voltage amplitude. The communication/control circuit 120 may control the transmission power by adjusting at least one of a frequency (or phase), a duty cycle, a duty ratio, and a voltage amplitude. In addition, the wireless power transmitter 100 may supply a constant power, and the wireless power receiver 200 may control the received power by controlling the resonance frequency.

모바일 기기(450)는 2 차 코일(Secondary Coil)을 통해 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신장치(power receiver, 200)와 무선전력 수신장치(200)에서 수신된 전력을 전력을 전달받아 저장하고 기기에 공급하는 부하(load, 455)를 포함한다.The mobile device 450 receives and stores the power received from the wireless power receiver 200 and the wireless power receiver 200 that receives wireless power through a secondary coil and stores the device. Includes a load (load, 455) to supply to.

무선전력 수신장치(200)는 전력 픽업 회로(power pick-up circuit, 210) 및 통신/컨트롤 회로(communications & control circuit, 220)을 포함할 수 있다. 전력 픽업 회로(210)은 2 차 코일을 통해 무선 전력을 수신하여 전기 에너지로 변환할 수 있다. 전력 픽업 회로(210)은 2 차 코일을 통해 얻어지는 교류 신호를 정류하여 직류 신호로 변환한다. 통신/컨트롤 회로(220)은 무선전력의 송신과 수신(전력 전달 및 수신)을 제어할 수 있다.The wireless power receiver 200 may include a power pick-up circuit 210 and a communication/control circuit 220 . The power pickup circuit 210 may receive wireless power through the secondary coil and convert it into electrical energy. The power pickup circuit 210 rectifies the AC signal obtained through the secondary coil and converts it into a DC signal. The communication/control circuit 220 may control transmission and reception of wireless power (power transmission and reception).

2 차 코일은 무선전력 전송장치(100)에서 전송되는 무선 전력을 수신할 수 있다. 2 차 코일은 1 차 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 전력을 수신할 수 있다. 여기서, 특정 주파수가 공진 주파수인 경우에는 1 차 코일과 2 차 코일 간에 자기 공진 현상이 발생하여 보다 효율적으로 전력을 전달받을 수 있다.The secondary coil may receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 . The secondary coil may receive power using a magnetic field generated in the primary coil. Here, when the specific frequency is the resonance frequency, a magnetic resonance phenomenon occurs between the primary coil and the secondary coil, so that power can be transmitted more efficiently.

도 4a 에는 도시되지 않았으나 통신/컨트롤 회로(220)은 통신 안테나를 더 포함할 수도 있다. 통신 안테나는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신할 수 있다.Although not shown in FIG. 4A , the communication/control circuit 220 may further include a communication antenna. The communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication. For example, the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.

통신/컨트롤 회로(220)은 무선전력 전송장치(100)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(220)은 IB 통신 모듈 또는 OOB 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication/control circuit 220 may transmit/receive information to and from the wireless power transmitter 100 . The communication/control circuit 220 may include at least one of an IB communication module and an OOB communication module.

IB 통신 모듈은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(220)은 자기파에 정보를 실어 2 차 코일을 통해 송신하거나 또는 정보가 담긴 자기파를 2 차 코일을 통해 수신함으로써 IB 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 IB 통신을 이용하면 통신/컨트롤 회로(220)은 수 kbps 의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다.The IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication/control circuit 220 may perform IB communication by loading information into a magnetic wave and transmitting it through a secondary coil or by receiving a magnetic wave containing information through a secondary coil. At this time, a modulation scheme such as binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-return-to-zero (NZR-L) level) coding methods such as coding can be used to contain information in magnetic waves or to interpret magnetic waves containing information. If such IB communication is used, the communication/control circuit 220 may transmit/receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.

OOB 모듈은 통신 안테나를 통해 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(220)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다.The OOB module may perform out-band communication through a communication antenna. For example, the communication/control circuit 220 may be provided as a short-range communication module.

근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다.Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.

통신/컨트롤 회로(220)은 무선 전력 수신 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(220)은 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선전력 수신장치(200)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The communication/control circuit 220 may control the overall operation of the wireless power receiver 200 . The communication/control circuit 220 may perform calculation and processing of various information, and may control each component of the wireless power receiver 200 .

통신/컨트롤 회로(220)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 통신/컨트롤 회로(220)은 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 통신/컨트롤 회로(220)을 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.The communication/control circuit 220 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the communication/control circuit 220 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program for driving the communication/control circuit 220 in hardware. can be provided.

통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)이 OOB 통신 모듈 또는 근거리 통신 모듈로서 블루투스 또는 블루투스 LE 일 경우, 통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)은 각각 도 4b 와 같은 통신 아키텍처로 구현되어 동작할 수 있다.When the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are Bluetooth or Bluetooth LE as an OOB communication module or a short-range communication module, the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are respectively shown in FIG. 4b It can be implemented and operated with the same communication architecture as

도 4b 를 참고하면, GATT 를 지원하는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택 및 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예가 도시되어 있다.Referring to FIG. 4B , an example of a protocol stack of Bluetooth BR (Basic Rate)/EDR (Enhanced Data Rate) and Bluetooth LE (Low Energy) supporting GATT is illustrated.

구체적으로, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 460)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 470)을 포함할 수 있다.Specifically, the Bluetooth BR/EDR protocol stack can include an upper controller stack (Controller stack, 460) and a lower host stack (Host Stack, 470) based on the host controller interface (HCI, 18). there is.

상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(470)은 2.4GHz 의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(460)은 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.The host stack (or host module) 470 refers to a wireless transceiver module that receives a Bluetooth signal of 2.4 GHz and hardware for transmitting or receiving Bluetooth packets, and the controller stack 460 is connected to the Bluetooth module to configure the Bluetooth module. Control and perform actions.

상기 호스트 스택(470)은 BR/EDR PHY 계층(12), BR/EDR Baseband 계층(14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.The host stack 470 may include a BR/EDR PHY layer 12 , a BR/EDR baseband layer 14 , and a link manager layer 16 .

상기 BR/EDR PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation 을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.The BR/EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal. When GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation is used, data can be transmitted by hopping 79 RF channels.

상기 BR/EDR Baseband 계층(14)은 Digital Signal 을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400 번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot 을 전송한다.The BR/EDR baseband layer 14 is responsible for transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us-long time slot for each channel.

상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.The link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using LMP (Link Manager Protocol).

상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.The link manager layer 16 may perform the following functions.

- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control 을 한다.- Perform ACL/SCO logical transport, logical link setup and control.

- Detach: connection 을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다.- Detach: Aborts the connection and informs the other device of the reason for the interruption.

- Power control 및 Role switch 를 한다.- Power control and role switch.

- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.- Performs security (authentication, pairing, encryption) functions.

상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command 와 Data 를 Controller 에게 제공하게 하며, Controller 가 event 와 Data 를 Host 에게 제공할 수 있도록 해준다.The host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host provides commands and data to the controller, and allows the controller to provide events and data to the host.

상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 속성 프로토콜(Protocol, 22), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 23), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24), BR/EDR 프로파일(25)을 포함한다.The host stack (or host module, 20) is a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (Generic Attribute Profile, GATT, 23), a generic access profile (Generic Access) Profile, GAP, 24), and BR/EDR profile (25).

상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.The logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21) may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile file.

상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.The L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by the Bluetooth upper layer.

블루투스 BR/EDR 의 L2CAP 에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control 을 제공한다.L2CAP of Bluetooth BR/EDR uses dynamic channels, supports protocol service multiplexer, retransmission, and streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control, and error control.

상기 일반 속성 프로파일(GATT, 23)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(22)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(23)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile (GATT) 23 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 22 is used in the configuration of services. For example, the generic attribute profile 23 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.

따라서, 상기 일반 속성 프로파일(23) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 22)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 23 and the attribute protocol (ATT) 22 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.

상기 속성 프로토콜(22) 및 상기 BR/EDR 프로파일(25)은 블루투스 BR/EDR 를 이용하는 서비스(profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24)은 디바이스 발견, 연결, 및 보안 수준을 정의한다.The attribute protocol 22 and the BR/EDR profile 25 define a service (profile) using Bluetooth BR/EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the generic access profile (Generic Access Profile, GAP, 24) defines device discovery, connectivity, and security levels.

다음으로, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 480)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 490)을 포함한다.Next, the Bluetooth LE protocol stack includes a controller stack 480 operable to process a timing-critical radio interface and a host stack 490 operable to process high-level data. .

먼저, 컨트롤러 스택(480)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.First, the controller stack 480 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.

호스트 스택(490)은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS 의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.The host stack 490 may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instantiation of a package on the OS.

일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.In some instances, the controller stack and host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.

상기 컨트롤러 스택(480)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.The controller stack 480 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer (Link Layer) 34, and a host controller interface (Host Controller Interface, 36).

상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation 과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.The physical layer (PHY, radio transmit/receive module, 32) is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal, and uses Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.

블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3 개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37 개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.The link layer 34, which transmits or receives Bluetooth packets, performs advertising and scanning functions using three advertising channels, and then creates a connection between devices, and a maximum of 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides a function to send and receive

상기 호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile, 40), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 440), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 25), LT 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(490)은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.The host stack includes Generic Access Profile (GAP, 40), Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP, 41), Security Manager (SM, 42), Attribute Protocol (ATT, 440), and Generic Attribute Profile. (Generic Attribute Profile, GATT, 44), a generic access profile (Generic Access Profile, 25), may include the LT profile (46). However, the host stack 490 is not limited thereto and may include various protocols and profiles.

호스트 스택은 L2CAP 을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.The host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the Bluetooth upper layer.

먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.First, L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41) may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile.

상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.The L2CAP 41 may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.

블루투스 LE 에서는 3 개의 고정 채널(signaling CH 을 위해 1 개, Security Manager 를 위해 1 개, Attribute protocol 을 위해 1 개)을 기본적으로 사용한다. 그리고, 필요에 따라 동적 채널을 사용할 수도 있다.In Bluetooth LE, 3 fixed channels (1 for signaling CH, 1 for Security Manager, 1 for Attribute protocol) are basically used. And, if necessary, a dynamic channel may be used.

반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 기본적으로 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.On the other hand, in BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate), a dynamic channel is basically used, and protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, etc. are supported.

SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.SM (Security Manager, 42) is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.

ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT 에는 아래의 6 가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.ATT (Attribute Protocol, 43) defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has the following 6 message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).

1) Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보 요청 및 전달 하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송하는 용도로 사용할 수 있는 메시지를 말한다.1) Request and Response message: Request message is a message for requesting and delivering specific information from the client device to the server device, and the Response message is a response message to the Request message, which can be used for transmission from the server device to the client device. say the message

2) Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 주로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.2) Command message: A message transmitted from the client device to the server device to mainly instruct a command of a specific operation. The server device does not transmit a response to the command message to the client device.

3) Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.3) Notification message: A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event, and the client device does not transmit a confirmation message for the Notification message to the server device.

4) Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.4) Indication and Confirm message: A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the Notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.

본 발명은 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)을 사용하는 GATT 프로파일에서 긴 데이터 요청 시 데이터 길이에 대한 값을 전송하여 클라이언트가 데이터 길이를 명확히 알 수 있게 하며, UUID 를 이용하여 서버로부터 특성(Characteristic) 값을 전송 받을 수 있다.The present invention transmits a value for the data length when requesting a long data in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can clearly know the data length, and uses UUID to obtain a characteristic (Characteristic) from the server value can be sent.

상기 일반 접근 프로파일(GAP, 45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.The general access profile (GAP, 45) is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.

또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute 의 type 을 정의한다.In addition, the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method for providing information to a user, and defines the following attribute types.

1) Service: 데이터와 관련된 behavior 의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의1) Service: Defines the basic operation of the device as a combination of data-related behavior

2) Include: 서비스 사이의 관계를 정의2) Include: define the relationship between services

3) Characteristics: 서비스에서 사용되는 data 값3) Characteristics: data value used in service

4) Behavior: UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷4) Behavior: A computer-readable format defined by UUID (Universal Unique Identifier, value type)

상기 LE 프로파일(46)은 GATT 에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles 의 구체적인 내용은 하기와 같다.The LE profile 46 is mainly applied to Bluetooth LE devices as profiles that depend on GATT. The LE profile 46 may include, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, and Time, and the specific contents of the GATT-based Profiles are as follows.

1) Battery: 배터리 정보 교환 방법1) Battery: How to exchange battery information

2) Time: 시간 정보 교환 방법2) Time: How to exchange time information

3) FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공3) FindMe: Provides an alarm service based on distance

4) Proximity: 배터리 정보 교환 방법 4) Proximity: How to exchange battery information

상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile GATT 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the configuration of services. For example, the generic attribute profile 44 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.

따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 44 and the attribute protocol (ATT) 43 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.

이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy: BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Hereinafter, procedures of Bluetooth Low Energy (BLE) technology will be briefly described.

BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.The BLE procedure may be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.

디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)Device Filtering Procedure

디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.The device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, and notifications in the controller stack.

모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.When a request is received from all devices, it is unnecessary to respond to it, so the controller stack can reduce the number of requests it transmits, thereby reducing power consumption in the BLE controller stack.

광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.An advertising device or a scanning device may perform the device filtering procedure to restrict devices receiving an advertisement packet, a scan request, or a connection request.

여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.Here, the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs advertisement, and is also expressed as an advertiser.

스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.The scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.

BLE 에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.In BLE, when a scanning device receives some advertisement packets from an advertisement device, the scanning device has to send a scan request to the advertisement device.

하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.However, when the device filtering procedure is used and the scan request transmission is unnecessary, the scanning device may ignore advertisement packets transmitted from the advertisement device.

연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.A device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.

광고 절차(Advertising Procedure)Advertising Procedure

광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.The advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.

여기서, 비지향성의 브로드캐스트(Undirected Advertising)는 특정 디바이스를 향한 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 디바이스를 향한 광고(Advertising)이며, 모든 디바이스가 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.Here, undirected advertising is advertising directed to all (all) devices rather than a broadcast directed to a specific device, and all devices scan advertisements to request additional information or You can make a connection request.

이와 달리, 지향성 브로드캐스트(Directed advertising)는 수신 디바이스로 지정된 디바이스만 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.Contrary to this, in the directed advertising, only a device designated as a receiving device scans the advertisement to request additional information or a connection request.

광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.An advertisement procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.

또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다. Alternatively, the advertisement procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertisement channel.

광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.In the advertisement procedure, all advertisements (or advertisement events) are broadcast through the advertisement physical channel.

광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.Advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising device. The advertisement device transmits a response to the scan request to the device that transmitted the scan request through the same advertisement physical channel as the advertisement physical channel on which the scan request is received.

광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, whereas scan response data is generally static data.

광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.An advertising device may receive a connection request from an initiating device on an advertising (broadcast) physical channel. If the advertisement device uses a connectable advertisement event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops the advertisement and enters a connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.

스캐닝 절차(Scanning Procedure)Scanning Procedure

스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.A device performing scanning, that is, a scanning device, performs a scanning procedure to listen to a non-directional broadcast of user data from advertisement devices using an advertisement physical channel.

스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.The scanning device sends a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel to request additional data from the advertisement device. The advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including additional data requested by the scanning device through the advertisement physical channel.

상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.The scanning procedure may be used while being connected to another BLE device in the BLE piconet.

만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.If the scanning device is in an initiator mode that can receive a broadcast advertisement event and initiate a connection request, the scanning device sends a connection request to the advertisement device through an advertisement physical channel. You can start a Bluetooth connection with

스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops scanning initiator mode for additional broadcast, and enters the connected mode.

디스커버링 절차(Discovering Procedure)Discovering Procedure

블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as 'Bluetooth devices') perform advertisement procedures and scanning procedures to discover nearby devices or to be discovered by other devices within a given area.

디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.The discovery procedure is performed asymmetrically. A Bluetooth device that tries to find other nearby devices is called a discovering device and listens to find devices that advertise a scannable advertisement event. A Bluetooth device discovered and available from other devices is called a discoverable device and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan it through an advertisement (broadcast) physical channel.

디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.Both the discovering device and the discoverable device may be already connected to other Bluetooth devices in the piconet.

연결 절차(Connecting Procedure)Connecting Procedure

연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.The connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that a specific Bluetooth device perform a scanning procedure while another Bluetooth device performs an advertisement procedure.

즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.That is, an advertisement procedure may be targeted, as a result of which only one device will respond to the advertisement. After receiving an accessible advertisement event from an advertisement device, a connection may be initiated by sending a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.

다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Next, an operation state in the BLE technology, that is, an advertising state, a scanning state, an initiating state, and a connection state will be briefly reviewed.

광고 상태(Advertising State)Advertising State

링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Circuit)들을 전송한다.The link layer (LL) enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). When the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data circuits (PDUs) in advertisement events.

각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU 들로 구성되며, 광고 PDU 들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU 가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and the advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes. The advertisement event may be terminated when the advertisement PDU is respectively transmitted through the used advertisement channel indexes, or the advertisement event may be terminated earlier when the advertisement device needs to secure a space to perform another function.

스캐닝 상태(Scanning State)Scanning State

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.The link layer enters the scanning state under the direction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indices.

스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.There are two types of scanning states, passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by a host.

스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.A separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.

스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.During the scanning state, the link layer listens for the advertisement channel index during a scanWindow duration. The scanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.

링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.The link layer MUST listen for completion of all scan intervals in the scan window as directed by the host, provided there is no scheduling conflict. In each scan window, the link layer must scan a different advertisement channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.

수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.In passive scanning, the link layer only receives packets and transmits no packets.

능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU 들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.In active scanning, the link layer performs listening depending on the advertisement PDU type, which can request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device from the advertisement device.

개시 상태(Initiating State)Initiating State

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.The link layer enters the initiation state by the instruction of the host (stack).

링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for advertisement channel indices.

개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.During the start state, the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.

연결 상태(connection state)connection state

링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU 를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU 를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.The link layer enters the connected state when the device making the connection request, that is, the initiating device sends a CONNECT_REQ PDU to the advertising device, or when the advertising device receives the CONNECT_REQ PDU from the initiating device.

연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.After entering the connected state, a connection is considered to be created. However, the connection does not need to be considered to be established when it enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.

두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.When two devices are connected, they act in different roles.

마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.The link layer performing the master role is called a master, and the link layer performing the slave role is called a slave. The master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the synchronization point between the master and the slave.

이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.Hereinafter, a packet defined in the Bluetooth interface will be briefly described. BLE devices use packets defined below.

패킷 포맷(Packet Format)Packet Format

링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.The Link Layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.

각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4 개의 필드로 구성된다.Each packet consists of four fields: a preamble, an access address, a PDU, and a CRC.

하나의 패킷이 광고 채널에서 송신될 때, PDU 는 광고 채널 PDU 가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 채널에서 전송될 때, PDU 는 데이터 채널 PDU 가 될 것이다.When one packet is transmitted in the advertisement channel, the PDU will be the advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted in the data channel, the PDU will be the data channel PDU.

광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)Advertising Channel PDU

광고 채널 PDU(Packet Data Circuit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.The advertisement channel PDU (Packet Data Circuit) has a 16-bit header and payloads of various sizes.

헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 3 에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.The PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

광고 PDU(Advertising PDU)Advertising PDU

아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU 로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.The following advertisement channel PDU types are called advertisement PDUs and are used in specific events.

ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_IND: Linkable non-directional advertising event

ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트ADV_DIRECT_IND: Linkable direct advertising event

ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트ADV_NONCONN_IND: Non-Linkable Non-Directional Advertising Event

ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_SCAN_IND: Scannable non-directional advertising event

상기 PDU 들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.The PDUs are transmitted by the link layer in the advertisement state and are received by the link layer in the scanning state or initiating state.

스캐닝 PDU(Scanning PDU)Scanning PDU

아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU 로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.The following advertisement channel PDU types are called scanning PDUs and are used in the state described below.

SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_REQ: Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.

SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_RSP: Sent by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.

개시 PDU(Initiating PDU)Initiating PDU

아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU 로 불린다.The following advertisement channel PDU types are called initiation PDUs.

CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.CONNECT_REQ: Sent by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertising state.

데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)Data Channel PDUs

데이터 채널 PDU 는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check: MIC) 필드를 포함할 수 있다.The data channel PDU may have a 16-bit header, payloads of various sizes, and include a Message Integrity Check (MIC) field.

앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.The procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology discussed above may be applied to perform the methods proposed in this specification.

다시 도 4a 를 참조하면, 부하(455)는 배터리일 수 있다. 배터리는 전력 픽업 회로(210)으로부터 출력되는 전력을 이용하여 에너지를 저장할 수 있다. 한편, 모바일 기기(450)에 배터리가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 무선전력 수신장치(200)에는 전자 기기의 다양한 동작을 구동하는 구동 수단이 배터리 대신 포함될 수도 있다.Referring back to FIG. 4A , the load 455 may be a battery. The battery may store energy using power output from the power pickup circuit 210 . Meanwhile, the battery is not necessarily included in the mobile device 450 . For example, the battery may be provided as a detachable external configuration. For another example, the wireless power receiver 200 may include a driving means for driving various operations of the electronic device instead of a battery.

모바일 기기(450)는 무선전력 수신장치(200)을 포함하는 것을 도시되어 있고, 베이스 스테이션(400)은 무선전력 전송장치(100)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 넓은 의미에서는 무선전력 수신장치(200)는 모바일 기기(450)와 동일시될 수 있고 무선전력 전송장치(100)는 베이스 스테이션(400)와 동일시 될 수도 있다.Although the mobile device 450 is shown to include the wireless power receiver 200 and the base station 400 is shown to include the wireless power transmitter 100, in a broad sense, the wireless power receiver ( 200 may be identified with the mobile device 450 , and the wireless power transmitter 100 may be identified with the base station 400 .

통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)이 IB 통신 모듈 이외에 OOB 통신 모듈 또는 근거리 통신 모듈로서 블루투스 또는 블루투스 LE 을 포함하는 경우, 통신/컨트롤 회로(120)을 포함하는 무선전력 전송장치(100)와 통신/컨트롤 회로(220)을 포함하는 무선전력 수신장치(200)은 도 4c 와 같은 단순화된 블록도로 표현될 수 있다.When the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 include Bluetooth or Bluetooth LE as an OOB communication module or a short-range communication module in addition to the IB communication module, wireless power transmission including the communication/control circuit 120 The device 100 and the wireless power receiver 200 including the communication/control circuit 220 may be represented by a simplified block diagram as shown in FIG. 4C .

도 4c 는 일례에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이며, 도 4d 는 다른 예에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.4c is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example, and FIG. 4d is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.

도 4c 를 참조하면, 무선전력 전송장치(100)는 전력 변환 회로(110)과 통신/컨트롤 회로(120)을 포함한다. 통신/컨트롤 회로(120)은 인밴드 통신 모듈(121) 및 BLE 통신 모듈(122)를 포함한다.Referring to FIG. 4C , the wireless power transmitter 100 includes a power conversion circuit 110 and a communication/control circuit 120 . The communication/control circuit 120 includes an in-band communication module 121 and a BLE communication module 122 .

한편 무선전력 수신장치(200)는 전력 픽업 회로(210)과 통신/컨트롤 회로(220)을 포함한다. 통신/컨트롤 회로(220)은 인밴드 통신 모듈(221) 및 BLE 통신 모듈(222)를 포함한다.Meanwhile, the wireless power receiver 200 includes a power pickup circuit 210 and a communication/control circuit 220 . The communication/control circuit 220 includes an in-band communication module 221 and a BLE communication module 222 .

일 측면에서, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 도 4b 에 따른 아키텍처 및 동작을 수행한다. 예를 들어, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200) 사이의 접속을 수립하고, 무선전력 전송에 필요한 제어 정보와 패킷들을 교환하는데 사용될 수도 있다.In one aspect, the BLE communication modules 122 , 222 perform the architecture and operation according to FIG. 4B . For example, the BLE communication modules 122 and 222 may be used to establish a connection between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200, and to exchange control information and packets necessary for wireless power transmission. there is.

다른 측면에서, 통신/컨트롤 회로(120)은 무선충전을 위한 프로파일을 동작시키도록 구성될 수 있다. 여기서, 무선충전을 위한 프로파일은 BLE 전송을 사용하는 GATT 일 수 있다.In another aspect, the communication/control circuit 120 may be configured to operate a profile for wireless charging. Here, the profile for wireless charging may be GATT using BLE transmission.

한편, 통신/컨트롤 회로들(120, 220)은 도 4d 와 같이 각각 인밴드 통신 모듈들(121, 221)만을 포함하고, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 통신/컨트롤 회로들(120, 220)과 분리되어 구비되는 형태도 가능하다.On the other hand, the communication/control circuits 120 and 220 include only the in-band communication modules 121 and 221, respectively, as shown in FIG. 4D, and the BLE communication modules 122 and 222 are the communication/control circuits 120, 220) and a form separately provided is also possible.

이하에서 코일 또는 코일부는 코일 및 코일과 근접한 적어도 하나의 소자를 포함하여 코일 어셈블리, 코일 셀 또는 셀로서 지칭할 수도 있다.Hereinafter, the coil or the coil unit may be referred to as a coil assembly, a coil cell, or a cell including a coil and at least one element adjacent to the coil.

이하에서 코일 또는 코일부는 코일 및 코일과 근접한 적어도 하나의 소자를 포함하여 코일 어셈블리, 코일 셀 또는 셀로서 지칭할 수도 있다.Hereinafter, the coil or the coil unit may be referred to as a coil assembly, a coil cell, or a cell including a coil and at least one element adjacent to the coil.

도 5 는 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.

도 5 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치로부터 무선전력 수신장치로의 전력 전송은 크게 선택 단계(selection phase, 510), 핑 단계(ping phase, 520), 식별 및 구성 단계(identification and configuration phase, 530), 협상 단계(negotiation phase, 540), 보정 단계(calibration phase, 550), 전력 전송 단계(power transfer phase, 560) 단계 및 재협상 단계(renegotiation phase, 570)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 5 , power transmission from the wireless power transmitter to the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention is largely a selection phase 510 , a ping phase 520 , identification and configuration. Divided into identification and configuration phase 530, negotiation phase 540, calibration phase 550, power transfer phase 560 and renegotiation phase 570 can be

선택 단계(510)는 전력 전송을 시작하거나 전력 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계 - 예를 들면, 도면 부호 S501, S502, S504, S508, S510 및 S512 를 포함함 - 일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 무선전력 전송장치는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 무선전력 전송장치가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이될 수 있다. 선택 단계(510)에서 무선전력 전송장치는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.The selection step 510 transitions when a specific error or a specific event is detected while initiating or maintaining power transmission - including, for example, reference numerals S501, S502, S504, S508, S510 and S512 - can be Here, specific errors and specific events will become clear through the following description. Also, in the selection step 510 , the wireless power transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the wireless power transmitter detects that an object is placed on the surface of the interface, it may transition to the ping step 520 . In the selection step 510, the wireless power transmitter transmits an analog ping signal of a very short pulse, and based on the current change of the transmitting coil or the primary coil, the active area of the interface surface (Active Area) ) can detect the presence of an object.

선택 단계(510)에서 물체가 감지되는 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 공진 회로(예를 들어 전력전송 코일 및/또는 공진 캐패시터)의 품질 인자를 측정할 수 있다. 일 실시예에서는 선택단계(510)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 무선전력 수신장치가 놓였는지 판단하기 위하여 품질 인자를 측정할 수 있다. 무선전력 전송장치에 구비되는 코일은 환경 변화에 의해 인덕턴스 및/또는 코일 내 직렬저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 품질 인자 값이 감소하게 된다. 측정된 품질 인자 값을 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단하기 위해, 무선전력 전송장치는 충전 영역에 이물질이 배치되지 않은 상태에서 미리 측정된 기준 품질 인자 값을 무선전력 수신장치로부터 수신할 수 있다. 협상 단계(540)에서 수신된 기준 품질 인자 값과 측정된 품질 인자 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다. 그러나 기준 품질 인자 값이 낮은 무선전력 수신장치의 경우 - 일 예로, 무선전력 수신장치의 타입, 용도 및 특성 등에 따라 특정 무선전력 수신장치는 낮은 기준 품질 인자 값을 가질 수 있음 -, 이물질이 존재하는 경우에 측정되는 품질 인자 값과 기준 품질 인자 값 사이의 큰 차이가 없어 이물질 존재 여부를 판단하기 어려운 문제가 발생할 수 있다. 따라서 다른 판단 요소를 더 고려하거나, 다른 방법을 이용하여 이물질 존재 여부를 판단해야 한다.When an object is detected in the selection step 510 , the wireless power transmitter may measure a quality factor of a wireless power resonance circuit (eg, a power transmission coil and/or a resonance capacitor). In an embodiment, when an object is detected in the selection step 510 , a quality factor may be measured to determine whether the wireless power receiver is placed in the charging area together with the foreign material. In the coil provided in the wireless power transmitter, an inductance and/or a series resistance component in the coil may be reduced due to an environmental change, thereby reducing a quality factor value. In order to determine the presence or absence of a foreign substance using the measured quality factor value, the wireless power transmitter may receive a pre-measured reference quality factor value from the wireless power receiver in a state in which the foreign substance is not disposed in the charging area. The presence of foreign substances may be determined by comparing the reference quality factor value received in the negotiation step 540 with the measured quality factor value. However, in the case of a wireless power receiving device having a low reference quality factor value - For example, a specific wireless power receiving device may have a low reference quality factor value depending on the type, use, and characteristics of the wireless power receiving device. In this case, since there is no significant difference between the measured quality factor value and the reference quality factor value, it may be difficult to determine the presence of foreign substances. Therefore, it is necessary to further consider other determining factors or to determine the presence of foreign substances by using other methods.

또 다른 실시예에서는 선택 단계(510)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 무선전력 수신장치무선전력 수신장치가 배치되었는지 판단하기 위하여 특정 주파수 영역 내(ex 동작 주파수 영역) 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 무선전력 전송장치의 코일은 환경 변화에 의해 인덕턴스 및/또는 코일 내 직렬 저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 무선전력 전송장치의 코일의 공진 주파수가 변경(시프트)될 수 있다. 즉, 동작 주파수 대역 내 최대 품질 인자 값이 측정되는 주파수인 품질 인자 피크(peak) 주파수가 이동될 수 있다.In another embodiment, when an object is detected in the selection step 510, a quality factor value within a specific frequency region (ex operating frequency region) to determine whether the wireless power receiver wireless power receiver is disposed with foreign substances in the charging area can be measured In the coil of the wireless power transmitter, the inductance and/or the series resistance component in the coil may be reduced by environmental changes, and thus the resonance frequency of the coil of the wireless power transmitter may be changed (shifted). That is, the quality factor peak frequency, which is the frequency at which the maximum quality factor value within the operating frequency band is measured, may be moved.

핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선전력 수신장치인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 디지털 핑에 대한 응답 시그널 - 예를 들면, 신호 세기 패킷 - 을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호 - 즉, 충전 완료 패킷 - 을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.In the ping step 520 , when an object is detected, the wireless power transmitter activates the receiver and transmits a digital ping to identify whether the detected object is a wireless power receiver. When the wireless power transmitter does not receive a response signal to the digital ping - for example, a signal strength packet - from the receiver in the ping step 520 , the wireless power transmitter may transition back to the selection step 510 . In addition, when the wireless power transmitter receives a signal indicating that the power transmission is complete from the receiver in the ping step 520 , that is, a charging complete packet, it may transition to the selection step 510 .

핑 단계(520)가 완료되면, 무선전력 전송장치는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.When the ping step 520 is completed, the wireless power transmitter may transition to the identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and state information.

식별 및 구성 단계(530)에서 무선전력 전송장치는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 전력 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the identification and configuration step 530, the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), or a desired packet is not received for a predefined time (time out), or there is a packet transmission error (transmission error), If a power transfer contract is not established (no power transfer contract), the transition may be performed to the selection step 510 .

무선전력 전송장치는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다. 확인 결과, 협상이 필요하면, 무선전력 전송장치는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD(Foreign Object Detection) 절차를 수행할 수 있다. 반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 무선전력 전송장치와 수신장치가 BLE 와 같은 아웃밴드 통신을 지원하는 경우, 식별 및 구성 단계(530)에서 무선전력 전송장치의 아웃밴드 통신 모듈은 무선전력 수신장치의 ID 또는 식별 패킷을 수신하고, 전력 전송에 필요한 설정에 관련된 메시지를 주고 받는다.The wireless power transmitter may determine whether it is necessary to enter the negotiation step 540 based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530 . As a result of the check, if negotiation is necessary, the wireless power transmitter may enter a negotiation step 540 and perform a predetermined Foreign Object Detection (FOD) procedure. On the other hand, as a result of the check, when negotiation is not necessary, the wireless power transmitter may directly enter the power transmission step 560 . When the wireless power transmitter and the receiver support out-band communication such as BLE, the out-band communication module of the wireless power transmitter in the identification and configuration step 530 receives the ID or identification packet of the wireless power receiver, Sends and receives messages related to settings required for power transmission.

협상 단계(540)에서, 무선전력 전송장치는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 피크 주파수 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 품질 인자 값 및 기준 피크 주파수 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 무선전력 전송장치는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FOD 를 위한 품질 계수 임계치를 결정할 수 있다. 무선전력 전송장치는 기준 피크 주파수 값에 기반하여 FOD 를 위한 피크 주파수 임계치를 결정할 수 있다.In the negotiation step 540 , the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value. Alternatively, the FOD status packet including the reference peak frequency value may be received. Alternatively, a status packet including a reference quality factor value and a reference peak frequency value may be received. In this case, the wireless power transmitter may determine a quality factor threshold for FOD based on the reference quality factor value. The wireless power transmitter may determine a peak frequency threshold for FOD based on a reference peak frequency value.

무선전력 전송장치는 결정된 FOD 를 위한 품질 계수 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값(핑 단계 이전에 측정된 품질인자 값)을 이용하여 충전 영역에 FO 가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FOD 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO 가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The wireless power transmitter may detect whether FO is present in the charging area using the quality factor threshold for the determined FOD and the currently measured quality factor value (the quality factor value measured before the ping step), and the power according to the FOD result You can control the transmission. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.

무선전력 전송장치는 결정된 FOD 를 위한 피크 주파수 임계치 및 현재 측정된 피크 주파수 값(핑 단계 이전에 측정된 피크 주파수 값)을 이용하여 충전 영역에 FO 가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FOD 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO 가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The wireless power transmitter can detect whether FO is present in the charging area using the peak frequency threshold for the determined FOD and the currently measured peak frequency value (the peak frequency value measured before the ping step), and the power according to the FOD result You can control the transmission. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.

FO 가 검출된 경우, 무선전력 전송장치는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO 가 검출되지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 무선전력 전송장치는 FO 가 검출되지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 를 위한 임계치를 보정할 수도 있다.When the FO is detected, the wireless power transmitter may return to the selection step 510 . On the other hand, when the FO is not detected, the wireless power transmitter may enter the power transfer step 560 through the correction step 550 . In detail, when the FO is not detected in the wireless power transmitter, the wireless power transmitter determines the strength of power received at the receiving end in the correction step 550, and the receiving end and the receiving end to determine the intensity of power transmitted from the transmitting end Power loss at the transmitter can be measured. That is, the wireless power transmitter may predict power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver in the correction step 550 . The wireless power transmitter according to an embodiment may correct the threshold for FOD by reflecting the predicted power loss.

무선전력 전송장치와 수신장치가 BLE 와 같은 아웃밴드 통신을 지원하는 경우, 보정 단계(550)에서 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치의 인밴드 통신 모듈들은 충전 프로파일에 따른 이물질 검출 알고리즘에 필요한 정보를 교환할 수 있다.When the wireless power transmitter and the receiver support out-band communication such as BLE, in the calibration step 550, the in-band communication modules of the wireless power transmitter and the wireless power receiver provide information necessary for the foreign material detection algorithm according to the charging profile. can be exchanged for

또한 무선전력 전송장치와 수신장치가 BLE 와 같은 아웃밴드 통신을 지원하는 경우, 협상 단계(540)에서 무선전력 전송에 관련된 정보를 교환, 협상하는데 연결된 BLE 통신이 사용될 수 있다. 그리고 협상 단계(540) 동안 BLE 를 통해 무선전력 전송에 관련된 정보의 교환이 완료되면, 아웃밴드 통신 모듈은 인밴드 통신 모듈(또는 제어 회로)에 이를 알리고 무선 전력 전송 시작을 명령하는 전력 전송 개시(start power transfer) 메시지를 인밴드 통신 모듈(또는 제어 회로)으로 전달할 수 있다.In addition, when the wireless power transmitter and the receiver support out-band communication such as BLE, BLE communication connected to exchange and negotiate information related to wireless power transmission in the negotiation step 540 may be used. And when the exchange of information related to wireless power transmission through BLE during the negotiation step 540 is completed, the out-band communication module notifies the in-band communication module (or control circuit) of this and initiates power transmission to command the start of wireless power transmission ( start power transfer) message to the in-band communication module (or control circuit).

전력 전송 단계(560)에서, 무선전력 전송장치는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the power transmission step 560, the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transmission contract occurs Otherwise (power transfer contract violation) or when charging is completed, the process may shift to the selection step 510 .

또한, 전력 전송 단계(560)에서, 무선전력 전송장치는 무선전력 전송장치 상태 변화 등에 따라 전력 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 무선전력 전송장치는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.Also, in the power transmission step 560 , the wireless power transmitter may transition to the renegotiation step 570 when it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to a change in the state of the wireless power transmitter. At this time, when the renegotiation is normally completed, the wireless power transmitter may return to the power transmission step 560 .

본 실시예에서는 보정 단계(550)와 전력 전송 단계(560)를 별개의 단계로 구분하였지만, 보정 단계(550)는 전력 전송 단계(560)에 통합될 수 있다. 이 경우 보정 단계(550)에서의 동작들은 전력 전송 단계(560)에서 수행될 수 있다.Although the calibration step 550 and the power transmission step 560 are separated into separate steps in the present embodiment, the calibration step 550 may be integrated into the power transmission step 560 . In this case, the operations in the correction step 550 may be performed in the power transmission step 560 .

상기한 전력 전송 계약은 무선전력 전송장치와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 무선전력 전송장치 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be established based on the state and characteristic information of the wireless power transmitter and the receiver. As an example, the wireless power transmitter state information may include information on the maximum transmittable power amount, information on the maximum allowable number of receivers, and the like, and the receiver state information may include information on required power and the like.

도 6 은 일 실시예에 따른 전력 제어 방법을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a power control method according to an embodiment.

도 6 을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)는 전력 송수신과 함께 통신을 병행함으로써 전달되는 전력의 양을 컨트롤할 수 있다. 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치는 특정 컨트롤 포인트에서 동작한다. 컨트롤 포인트는 전력 전달이 수행될 때 무선전력 수신장치의 출력단(output)에서 제공되는 전압 및 전류의 조합(combination)을 나타낸다.Referring to FIG. 6 , in the power transmission step, the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may control the amount of transmitted power by performing communication together with power transmission/reception. The wireless power transmitter and the wireless power receiver operate at a specific control point. The control point represents a combination of voltage and current provided from an output of the wireless power receiver when power transfer is performed.

더 상세히 설명하면, 무선전력 수신장치는 원하는 컨트롤 포인트(desired Control Point) - 원하는 출력 전류/전압, 모바일 기기의 특정 위치의 온도 등 - 을 선택하고, 추가로 현재 동작하고 있는 실제 컨트롤 포인트(actual control point)를 결정한다. 무선전력 수신장치는 원하는 컨트롤 포인트와 실제 컨트롤 포인트를 사용하여, 컨트롤 에러 값(control error value)을 산출하고, 이를 컨트롤 에러 패킷으로서 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다.In more detail, the wireless power receiver selects a desired control point - a desired output current/voltage, a temperature at a specific location of the mobile device, etc. - and additionally selects an actual control point currently operating point) is determined. The wireless power receiver may calculate a control error value using a desired control point and an actual control point, and transmit it to the wireless power transmitter as a control error packet.

그리고 무선전력 전송장치는 수신한 컨트롤 에러 패킷을 사용하여 새로운 동작 포인트 - 진폭, 주파수 및 듀티 사이클 - 를 설정/컨트롤하여 전력 전달을 제어할 수 있다. 따라서 컨트롤 에러 패킷은 전력 전송 단계에서 일정 시간 간격으로 전송/수신되며, 실시예로서 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치의 전류를 저감하려는 경우 컨트롤 에러 값을 음수로, 전류를 증가시키려는 경우 컨트롤 에러 값을 양수로 설정하여 전송할 수 있다. 이와 같이 유도 모드에서는 무선전력 수신장치가 컨트롤 에러 패킷을 무선전력 전송장치로 송신함으로써 전력 전달을 제어할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter can control power transfer by setting/controlling a new operating point - amplitude, frequency, and duty cycle - using the received control error packet. Therefore, the control error packet is transmitted/received at regular time intervals in the power transmission step, and as an embodiment, the wireless power receiver sets the control error value to a negative number when trying to reduce the current of the wireless power transmitter, and a control error when trying to increase the current. It can be transmitted by setting the value to a positive number. As described above, in the induction mode, the wireless power receiver can control power transfer by transmitting a control error packet to the wireless power transmitter.

이하에서 설명할 공진 모드에서는 유도 모드에서와는 다른 방식으로 동작할 수 있다. 공진 모드에서는 하나의 무선전력 전송장치가 복수의 무선전력 수신장치를 동시에 서빙할 수 있어야 한다. 다만 상술한 유도 모드와 같이 전력 전달을 컨트롤하는 경우, 전달되는 전력이 하나의 무선전력 수신장치와의 통신에 의해 컨트롤되므로 추가적인 무선전력 수신장치들에 대한 전력 전달은 컨트롤이 어려울 수 있다. 따라서 본 발명의 공진 모드에서는 무선전력 전송장치가 기본 전력을 공통적으로 전달하고, 무선전력 수신장치가 자체의 공진 주파수를 컨트롤함으로써 수신하는 전력량을 컨트롤하는 방법을 사용할 수 있다. 다만, 이러한 공진 모드의 동작에서도 도 6 에서 설명한 방법이 완전히 배제되는 것은 아니며, 추가적인 송신 전력의 제어를 도 6 의 방법으로 수행할 수도 있다.In the resonance mode, which will be described below, it may operate in a different manner than in the induction mode. In the resonance mode, one wireless power transmitter must be able to simultaneously serve a plurality of wireless power receivers. However, in the case of controlling power transmission as in the above-described induction mode, since the transmitted power is controlled by communication with one wireless power receiver, it may be difficult to control power transmission to additional wireless power receivers. Therefore, in the resonance mode of the present invention, the wireless power transmitter transmits basic power in common, and the wireless power receiver controls its own resonance frequency to control the amount of power it receives. However, even in this resonance mode operation, the method described with reference to FIG. 6 is not completely excluded, and additional transmission power control may be performed by the method of FIG. 6 .

도 7 은 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 블록도이다.7 is a block diagram of a wireless power transmitter according to another embodiment.

이는 자기 공진 방식 또는 쉐어드 모드(shared mode)의 무선전력 전송 시스템에 속할 수 있다. 쉐어드 모드는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간에 일대다 통신 및 충전을 수행하는 모드를 지칭할 수 있다. 쉐어드 모드는 자기 유도 방식 또는 공진 방식으로 구현될 수 있다. This may belong to a wireless power transmission system of a magnetic resonance method or a shared mode. The shared mode may refer to a mode in which one-to-many communication and charging are performed between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. The shared mode may be implemented in a magnetic induction method or a resonance method.

도 7 을 참조하면, 무선전력 전송장치(700)는 코일 어셈블리를 덮는 커버(720), 전력 송신기(740)로 전력을 공급하는 전력 어답터(730), 무선 전력을 송신하는 전력 송신기(740) 또는 전력 전달 진행 및 다른 관련 정보를 제공하는 사용자 인터페이스(750) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 사용자 인터페이스(750)는 옵셔널하게 포함되거나, 무선전력 전송장치(700)의 다른 사용자 인터페이스(750)로서 포함될 수도 있다.Referring to FIG. 7 , the wireless power transmitter 700 includes a cover 720 covering the coil assembly, a power adapter 730 for supplying power to the power transmitter 740 , a power transmitter 740 for wirelessly transmitting power, or at least one of a user interface 750 providing power transfer progress and other related information. In particular, the user interface 750 may be optionally included or may be included as another user interface 750 of the wireless power transmitter 700 .

전력 송신기(740)는 코일 어셈블리(760), 임피던스 매칭 회로(770), 인버터(780), 통신 회로(790) 또는 컨트롤 회로(710) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The power transmitter 740 may include at least one of a coil assembly 760 , an impedance matching circuit 770 , an inverter 780 , a communication circuit 790 , and a control circuit 710 .

코일 어셈블리(760)는 자기장을 생성하는 적어도 하나의 1 차 코일을 포함하며, 코일 셀로 지칭될 수도 있다.The coil assembly 760 includes at least one primary coil that generates a magnetic field, and may be referred to as a coil cell.

임피던스 매칭 회로(770)는 인버터(780)와 1 차 코일(들) 간의 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 임피던스 매칭 회로(770)는 1 차 코일 전류를 부스팅(boost)하는 적합한(suitable) 주파수에서 공진(resonance)을 발생시킬 수 있다. 다중-코일(multi-coil) 전력 송신기(740)에서 임피던스 매칭 회로는 인버터(780)에서 1 차 코일들의 서브세트로 신호를 라우팅하는 멀티플렉스를 추가로 포함할 수도 있다. 임피던스 매칭 회로(770)는 탱크 회로(tank circuit)로 지칭될 수도 있다.The impedance matching circuit 770 may provide impedance matching between the inverter 780 and the primary coil(s). The impedance matching circuit 770 may generate a resonance at a suitable frequency to boost the primary coil current. The impedance matching circuitry in the multi-coil power transmitter 740 may further include a multiplex to route the signal from the inverter 780 to a subset of the primary coils. The impedance matching circuit 770 may be referred to as a tank circuit.

임피던스 매칭 회로(770)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 임피던스의 매칭은 코일 어셈블리(760)를 통해 전송되는 무선전력의 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 스위칭 소자를 스위칭하여 캐패시터나 인덕터의 연결 상태를 조정하거나 캐패시터의 캐패시턴스를 조정하거나 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써 수행될 수 있다. 경우에 따라 임피던스 매칭 회로(770)는 생략되어 실시될 수도 있으며, 본 명세서는 임피던스 매칭 회로(770)가 생략된 무선전력 전송장치(700)의 실시예도 포함한다.The impedance matching circuit 770 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a connection thereof. Impedance matching detects a reflected wave of wireless power transmitted through the coil assembly 760, and switches a switching element based on the detected reflected wave to adjust the connection state of the capacitor or the inductor, adjust the capacitance of the capacitor, or adjust the inductance of the inductor This can be done by adjusting In some cases, the impedance matching circuit 770 may be omitted, and the present specification includes an embodiment of the wireless power transmitter 700 in which the impedance matching circuit 770 is omitted.

예를 들어, 임피던스 매칭 회로(770)는 총 4개의 코일 별 전력변환용 인버터로 구성될 수 있으며, 컨트롤 회로(710)으로부터 PWM 신호를 받는다. 임피던스 매칭 회로(770)는 2 개의 4-채널 로직 스위치를 통해 인버터에 신호를 전달함으로써 구동된다.For example, the impedance matching circuit 770 may be composed of a total of four inverters for power conversion for each coil, and receives a PWM signal from the control circuit 710 . The impedance matching circuit 770 is driven by passing a signal to the inverter through two 4-channel logic switches.

인버터(780)는 DC 인풋을 AC 신호로 전환할 수 있다. 인버터(780)는 가변(adjustable) 주파수의 펄스 웨이브 및 듀티 사이클을 생성하도록 하프-브리지 또는 풀-브리지로 구동될 수 있다. 또한 인버터는 입력 전압 레벨을 조정하도록 복수의 스테이지들을 포함할 수도 있다.Inverter 780 may convert a DC input to an AC signal. Inverter 780 may be driven half-bridge or full-bridge to generate pulse waves of an adjustable frequency and duty cycle. The inverter may also include a plurality of stages to adjust the input voltage level.

통신 회로(790)은 전력 수신기와의 통신을 수행할 수 있다. 전력 수신기는 전력 송신기에 대한 요청 및 정보를 통신하기 위해 로드(load) 변조를 수행한다. 따라서 전력 송신기(740)는 통신 회로(790)을 사용하여 전력 수신기가 전송하는 데이터를 복조하기 위해 1 차 코일의 전류 및/또는 전압의 진폭 및/또는 위상을 모니터링할 수 있다.The communication circuit 790 may communicate with the power receiver. The power receiver performs load modulation to communicate requests and information to the power transmitter. Accordingly, the power transmitter 740 may monitor the amplitude and/or phase of the current and/or voltage of the primary coil to demodulate data transmitted by the power receiver using the communication circuit 790 .

통신 회로(790)은 인밴드 통신 모듈과 아웃밴드 통신 모듈 중 어느 하나 또는 모두를 모두 포함할 수 있다. 통신 회로(790)은 무선전력 수신장치를 검색하거나 무선전력 수신장치로 데이터 전송을 수행하도록 구성된다. 여기서, 통신 회로(790)은 무선전력 수신장치의 인증(authentication)에 관련된 절차를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서 인증은 Qi 인증을 포함한다. 예를 들어, 통신 회로(790)은 인증에 관련된 정보를 무선전력 수신장치로부터 수신하거나 무선전력 수신장치로 전송할 수 있다.The communication circuit 790 may include any one or both of an in-band communication module and an out-band communication module. The communication circuit 790 is configured to search for a wireless power receiver or to transmit data to the wireless power receiver. Here, the communication circuit 790 may be configured to perform a procedure related to authentication of the wireless power receiver. Here, authentication includes Qi authentication. For example, the communication circuit 790 may receive authentication-related information from or transmit to the wireless power receiver.

또한, 전력 송신기(740)는 통신 회로(790)을 통해 FSK(Frequency Shift Keying) 방식 등을 사용하여 데이터를 전송하도록 출력 전력을 컨트롤할 수도 있다.In addition, the power transmitter 740 may control the output power to transmit data using a frequency shift keying (FSK) method or the like through the communication circuit 790 .

컨트롤 회로(710)은 전력 송신기(740)의 통신 및 전력 전달을 컨트롤할 수 있다. 컨트롤 회로(710)은 상술한 동작 포인트를 조정하여 전력 전송을 제어할 수 있다. 동작 포인트는, 예를 들면, 동작 주파수, 듀티 사이클 및 입력 전압 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.The control circuit 710 may control communication and power transmission of the power transmitter 740 . The control circuit 710 may control power transmission by adjusting the above-described operating point. The operating point may be determined by, for example, at least one of an operating frequency, a duty cycle, and an input voltage.

통신 회로(790) 및 컨트롤 회로(710)은 별개의 회로/소자/칩셋으로 구비되거나, 하나의 회로/소자/칩셋으로 구비될 수도 있다.The communication circuit 790 and the control circuit 710 may be provided as separate circuits/devices/chipsets or as one circuit/device/chipset.

도 8 은 다른 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 블록도이다.8 is a block diagram of an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.

이는 자기 공진 방식 또는 쉐어드 모드(shared mode)의 무선전력 전송 시스템에 속할 수 있다.This may belong to a wireless power transmission system of a magnetic resonance method or a shared mode.

도 8 에서, 무선전력 수신장치(800)는 전력 전달 진행 및 다른 관련 정보를 제공하는 사용자 인터페이스(820), 무선 전력을 수신하는 전력 수신기(830), 로드 회로(load circuit, 840) 또는 코일 어셈블리를 받치며 커버하는 베이스(850) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 사용자 인터페이스(820)는 옵셔널하게 포함되거나, 전력 수신 장비의 다른 사용자 인터페이스(82)로서 포함될 수도 있다.In FIG. 8 , the wireless power receiver 800 includes a user interface 820 that provides power transfer progress and other related information, a power receiver 830 that receives wireless power, a load circuit 840 or a coil assembly. It may include at least one of the base 850 to support and cover. In particular, the user interface 820 may be optionally included or may be included as another user interface 82 of the power receiving equipment.

전력 수신기(830)는 전력 컨버터(860), 임피던스 매칭 회로(870), 코일 어셈블리(880), 통신 회로(890) 또는 컨트롤 회로(810) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The power receiver 830 may include at least one of a power converter 860 , an impedance matching circuit 870 , a coil assembly 880 , a communication circuit 890 , and a control circuit 810 .

전력 컨버터(860)는 2 차 코일로부터 수신하는 AC 전력을 로드 회로에 적합한 전압 및 전류로 전환(convert)할 수 있다. 실시예로서, 전력 컨버터(860)는 정류기(rectifier)를 포함할 수 있다. 정류기는 수신된 무선 전력을 정류하여 교류에서 직류로 변환할 수 있다. 정류기는 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 교류를 직류로 변환하고, 캐패시터와 저항을 이용하여 이를 평활할 수 있다. 정류기로는 브릿지 회로 등으로 구현되는 전파 정류기, 반파 정류기, 전압 체배기 등이 이용될 수 있다. 추가로, 전력 컨버터는 전력 수신기의 반사(reflected) 임피던스를 적용(adapt)할 수도 있다.The power converter 860 may convert AC power received from the secondary coil into a voltage and current suitable for a load circuit. In an embodiment, the power converter 860 may include a rectifier. The rectifier may rectify the received wireless power and convert it from AC to DC. A rectifier may convert alternating current to direct current using a diode or a transistor, and smooth it using a capacitor and a resistor. As the rectifier, a full-wave rectifier, a half-wave rectifier, and a voltage multiplier implemented as a bridge circuit or the like may be used. Additionally, the power converter may adapt the reflected impedance of the power receiver.

임피던스 매칭 회로(870)는 전력 컨버터(860) 및 로드 회로(840)의 조합과 2 차 코일 간의 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 실시예로서, 임피던스 매칭 회로는 전력 전달을 강화할 수 있는 100kHz 근방의 공진을 발생시킬 수 있다. 임피던스 매칭 회로(870)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 조합을 스위칭하는 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 임피던스의 정합은 수신되는 무선 전력의 전압값이나 전류값, 전력값, 주파수값 등에 기초하여 임피던스 매칭 회로(870)를 구성하는 회로의 스위칭 소자를 제어함으로써 수행될 수 있다. 또는 임피던스 매칭 회로(870)는 총 4 개의 코일 별 전력변환용 인버터로 구성될 수 있으며, 컨트롤 회로(810)으로부터 PWM 신호를 받는다. 임피던스 매칭 회로(870)는 2 개의 4-채널 로직 스위치를 통해 인버터에 신호를 전달함으로써 구동된다.The impedance matching circuit 870 may provide impedance matching between the combination of the power converter 860 and the load circuit 840 and the secondary coil. As an embodiment, the impedance matching circuit may generate a resonance near 100 kHz that may enhance power transfer. The impedance matching circuit 870 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a combination thereof. Impedance matching may be performed by controlling a switching element of a circuit constituting the impedance matching circuit 870 based on a voltage value, a current value, a power value, a frequency value, etc. of the received wireless power. Alternatively, the impedance matching circuit 870 may include a total of four inverters for power conversion for each coil, and receives a PWM signal from the control circuit 810 . Impedance matching circuit 870 is driven by passing a signal to the inverter through two 4-channel logic switches.

경우에 따라 임피던스 매칭 회로(870)는 생략되어 실시될 수도 있으며, 본 명세서는 임피던스 매칭 회로(870)가 생략된 무선전력 수신장치(200)의 실시예도 포함한다.In some cases, the impedance matching circuit 870 may be omitted, and the present specification also includes an embodiment of the wireless power receiver 200 in which the impedance matching circuit 870 is omitted.

코일 어셈블리(880)는 적어도 하나의 2 차 코일을 포함하며, 옵셔널하게는 자기장으로부터 수신기의 금속 부분을 쉴딩(shield)하는 엘러먼트(element)를 더 포함할 수도 있다.The coil assembly 880 includes at least one secondary coil, and may optionally further include an element for shielding a metal part of the receiver from a magnetic field.

통신 회로(890)은 전력 송신기로 요청(request) 및 다른 정보를 통신하기 위해 로드 변조를 수행할 수 있다. 이를 위해 전력 수신기(830)는 반사 임피던스를 변경하도록 저항 또는 커패시터를 스위칭할 수도 있다.Communication circuitry 890 may perform load modulation to communicate requests and other information to the power transmitter. To this end, the power receiver 830 may switch a resistor or a capacitor to change the reflected impedance.

통신 회로(890)은 인밴드 통신 모듈과 아웃밴드 통신 모듈 중 어느 하나 또는 모두를 모두 포함할 수 있다. 통신 회로(890)은 무선전력 전송장치를 검색하거나 무선전력 전송장치로 데이터 전송을 수행하도록 구성된다. 여기서, 통신 회로(890)은 무선전력 전송장치의 인증(authentication)에 관련된 절차를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서 인증은 Qi 인증을 포함한다. 예를 들어, 통신 회로(890)은 인증에 관련된 정보를 무선전력 전송장치로부터 수신하거나 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다.The communication circuit 890 may include any one or both of an in-band communication module and an out-band communication module. The communication circuit 890 is configured to search for a wireless power transmitter or perform data transmission to the wireless power transmitter. Here, the communication circuit 890 may be configured to perform a procedure related to authentication of the wireless power transmitter. Here, authentication includes Qi authentication. For example, the communication circuit 890 may receive authentication-related information from or transmit to the wireless power transmitter.

컨트롤 회로(810)은 수신 전력을 컨트롤할 수 있다. 이를 위해 컨트롤 회로(810)은 전력 수신기(830)의 실제 동작 포인트와 원하는 동작 포인트의 차이를 결정/산출할 수 있다. 그리고 컨트롤 회로(810)은 전력 송신기의 반사 임피던스의 조정 및/또는 전력 송신기의 동작 포인트 조정 요청을 수행함으로써 실제 동작 포인트와 원하는 동작 포인트의 차이를 조정/저감할 수 있다. 이 차이를 최소화하는 경우 최적의 전력 수신을 수행할 수 있다. 컨트롤 회로(810)은 무선전력 수신장치의 인증(authentication)에 관련된 절차를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서 인증은 Qi 인증을 포함한다.The control circuit 810 may control the received power. To this end, the control circuit 810 may determine/calculate a difference between an actual operating point of the power receiver 830 and a desired operating point. In addition, the control circuit 810 may adjust/reduce the difference between the actual operating point and the desired operating point by adjusting the reflected impedance of the power transmitter and/or performing a request to adjust the operating point of the power transmitter. When this difference is minimized, optimal power reception can be performed. The control circuit 810 may be configured to perform a procedure related to authentication of the wireless power receiver. Here, authentication includes Qi authentication.

통신 회로(890) 및 컨트롤 회로(810)은 별개의 소자/칩셋으로 구비되거나, 하나의 소자/칩셋으로 구비될 수도 있다.The communication circuit 890 and the control circuit 810 may be provided as separate devices/chipsets or as one device/chipset.

도 9 는 일 실시예에 따른 통신 프레임 구조를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a communication frame structure according to an embodiment.

이는 쉐어드 모드(shared mode)에서의 통신 프레임 구조일 수 있다.This may be a communication frame structure in a shared mode.

도 9 를 참조하면, 쉐어드 모드에서는, 서로 다른 형태의 프레임이 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉐어드 모드에서는, (A)와 같은 복수의 슬롯을 가지는 슬롯 프레임(slotted frame) 및 (B)와 같은 특정 형태가 없는 자유 형식 프레임(free format frame)을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 슬롯 프레임은 무선 전력 수신장치(200)로부터, 무선 전력 전송장치(100)에게 짧은 데이터 패킷들의 전송을 위한 프레임이고, 자유 형식 프레임은 복수의 슬롯들을 구비하지 않아, 긴 데이터 패킷들의 전송이 가능한 프레임일 수 있다.Referring to FIG. 9 , in the shared mode, different types of frames may be used together. For example, in the shared mode, a slotted frame having a plurality of slots as shown in (A) and a free format frame having no specific shape as shown in (B) may be used. More specifically, the slot frame is a frame for transmitting short data packets from the wireless power receiver 200 to the wireless power transmitter 100, and the free format frame does not have a plurality of slots, so It may be a frame that can be transmitted.

한편, 슬롯 프레임 및 자유 형식 프레임은, 당업자에 의하여 다양한 명칭으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 슬롯 프레임은, 채널 프레임으로, 자유 형식 프레임은, 메시지 프레임 등으로 변경되어 명명될 수 있다.Meanwhile, the slot frame and the free-form frame may be changed to various names by those skilled in the art. For example, a slot frame may be changed to a channel frame, a free-form frame may be changed to a message frame, and the like.

보다 구체적으로, 슬롯 프레임은, 슬롯의 시작을 나타내는 싱크 패턴, 측정 슬롯, 9 개의 슬롯들 및 상기 9 개의 슬롯들 각각에 앞서, 동일한 시간 간격을 갖는 추가적인 싱크 패턴을 포함할 수 있다.More specifically, the slot frame may include a sync pattern indicating the start of a slot, a measurement slot, nine slots, and an additional sync pattern having the same time interval prior to each of the nine slots.

여기에서, 상기 추가적인 싱크 패턴은, 앞서 설명한 프레임의 시작을 나타내는 싱크 패턴과 다른 싱크 패턴이다. 보다 구체적으로, 상기 추가적인 싱크 패턴은, 프레임의 시작을 나타내지 않고, 인접한 슬롯들(즉, 싱크 패턴의 양 옆에 위치한 연속하는 두 개의 슬롯들)과 관련된 정보를 나타낼 수 있다.Here, the additional sync pattern is a sync pattern different from the sync pattern indicating the start of the frame described above. More specifically, the additional sync pattern may not indicate the start of a frame, but may indicate information related to adjacent slots (ie, two consecutive slots positioned on either side of the sync pattern).

상기 9 개의 슬롯들 중 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에는, 각각 싱크 패턴이 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 싱크 패턴은, 상기 연속하는 두 개의 슬롯들과 관련된 정보를 제공할 수 있다.A sync pattern may be positioned between two consecutive slots among the nine slots. In this case, the sync pattern may provide information related to the two consecutive slots.

또한, 상기 9 개의 슬롯들 및 상기 9 개의 슬롯들 각각에 앞서 제공되는 싱크 패턴들은, 각각 동일한 시간 간격을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 9 개의 슬롯들은 50ms 의 시간 간격을 가질 수 있다. 또한, 상기 9 개의 싱크 패턴들도 50ms 의 시간 길이를 가질 수 있다.Also, the nine slots and the sync patterns provided prior to each of the nine slots may have the same time interval. For example, the 9 slots may have a time interval of 50 ms. Also, the nine sync patterns may have a time length of 50 ms.

한편, (B)와 같은 자유 형식 프레임은, 프레임의 시작을 나타내는 싱크 패턴 및 측정 슬롯 이외에, 구체적인 형태를 가지지 않을 수 있다. 즉, 상기 자유 형식 프레임은, 상기 슬롯 프레임과 다른 역할을 수행하기 위한 것으로, 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치 간에 긴 데이터 패킷들(예를 들어, 추가 소유자 정보 패킷들)의 통신을 수행하거나, 복수의 코일로 구성된 무선 전력 전송장치에 있어서, 복수의 코일 중 어느 하나의 코일을 선택하는 역할을 위하여 사용될 수 있다.Meanwhile, a free-form frame as shown in (B) may not have a specific shape other than a sync pattern and a measurement slot indicating the start of the frame. That is, the free-form frame is for performing a role different from that of the slot frame, for example, long data packets (eg, additional owner information packets) between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. In a wireless power transmitter configured with a plurality of coils or to perform communication, it may be used for a role of selecting any one coil from among a plurality of coils.

이하에서는, 각 프레임에 포함된 싱크 패턴(sync pattern)에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a sync pattern included in each frame will be described in more detail with drawings.

도 10 은 일 실시예에 따른 싱크 패턴의 구조를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating a structure of a sync pattern according to an exemplary embodiment.

도 10 을 참조하면, 싱크 패턴은 프리앰블(preamble), 시작 비트(start bit), 응답 필드(Response field), 타입 필드(type field), 정보 필드(info field) 및 패리티 비트(parity bit)로 구성될 수 있다. 도 10 에서는 시작 비트가 ZERO 로 도시되어 있다.Referring to FIG. 10 , the sync pattern consists of a preamble, a start bit, a response field, a type field, an info field, and a parity bit. can be In FIG. 10, the start bit is shown as ZERO.

보다 구체적으로, 프리앰블은 연속되는 비트들로 이루어져 있으며, 모두 0 으로 설정될 수 있다. 즉, 프리앰블은 싱크 패턴의 시간 길이를 맞추기 위한 비트들일 수 있다.More specifically, the preamble consists of consecutive bits, all of which may be set to 0. That is, the preamble may be bits for matching the time length of the sync pattern.

프리앰블을 구성하는 비트들의 개수는 싱크 패턴의 길이가 50ms 에 가장 가깝도록, 그러나, 50ms 를 초과하지 않는 범위 내에서, 동작 주파수에 종속될 수 있다. 예를 들어, 동작 주파수가 100kHz 인 경우, 싱크 패턴은 2 개의 프리앰블 비트들로 구성되고, 동작 주파수가 105kHz 인 경우, 싱크 패턴은, 3 개의 프리앰블 비트들로 구성될 수 있다.The number of bits constituting the preamble may depend on the operating frequency so that the length of the sync pattern is closest to 50 ms, but within a range that does not exceed 50 ms. For example, when the operating frequency is 100 kHz, the sync pattern may be composed of two preamble bits, and when the operating frequency is 105 kHz, the sync pattern may be composed of three preamble bits.

시작 비트는 프리앰블 다음에 따라오는 비트로 제로(ZERO)를 의미할 수 있다. 상기 제로(ZERO)는 싱크 패턴의 종류를 나타내는 비트일 수 있다. 여기에서, 싱크 패턴의 종류는, 프레임과 관련된 정보를 포함하는 프레임 싱크(frame sync)와 슬롯의 정보를 포함하는 슬롯 싱크(slot sync)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 싱크 패턴은, 연속하는 프레임들 사이에 위치하며, 프레임의 시작을 나타내는 프레임 싱크이거나, 프레임을 구성하는 복수의 슬롯 중 연속하는 슬롯들 사이에 위치하며, 상기 연속하는 슬롯과 관련된 정보를 포함하는 슬롯 싱크일 수 있다.The start bit is a bit following the preamble and may mean ZERO. The zero may be a bit indicating the type of the sync pattern. Here, the types of sync patterns may include frame sync including frame-related information and slot sync including slot information. That is, the sync pattern is located between consecutive frames and is a frame sync indicating the start of a frame, or is located between consecutive slots among a plurality of slots constituting a frame, and includes information related to the consecutive slots. It may be a slot sink including

예를 들어, 상기 제로가 0 인 경우, 해당 슬롯이 슬롯과 슬롯 사이에 위치한, 슬롯 싱크임을 의미하고, 1 인 경우, 해당 싱크 패턴이 프레임과 프레임 사이에 위치한 프레임 싱크임을 의미할 수 있다.For example, when the zero is 0, it means that the corresponding slot is slot sync located between the slots, and when it is 1, it can mean that the corresponding sync pattern is frame sync located between the frames.

패리티 비트는 싱크 패턴의 마지막 비트로, 싱크 패턴의 데이터 필드들(즉, 응답 필드, 타입 필드, 정보 필드)를 구성하는 비트들의 개수 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기 패리티 비트는 싱크 패턴의 데이터 필드들을 구성하는 비트의 개수가 짝수인 경우, 1, 그 밖의 경우(즉, 홀수인 경우), 0 이 될 수 있다.The parity bit is the last bit of the sync pattern and may indicate information on the number of bits constituting the data fields (ie, the response field, the type field, and the information field) of the sync pattern. For example, the previous parity bit may be 1 when the number of bits constituting the data fields of the sync pattern is an even number, and 0 in other cases (ie, an odd number).

응답(Response) 필드는 싱크 패턴 이전의 슬롯 내에서, 무선 전력 수신장치와의 통신에 대한, 무선 전력 전송장치의 응답 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 응답 필드는 무선 전력 수신장치와 통신의 수행이 감지되지 않은 경우, '00'을 가질 수 있다. 또한, 상기 응답 필드는 무선 전력 수신장치와의 통신에 통신 에러(communication error)가 감지된 경우, '01'을 가질 수 있다. 통신 에러는, 두 개 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치가 하나의 슬롯에 접근을 시도하여, 두 개 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치 간의 충돌이 발생한 경우일 수 있다.The response field may include response information of the wireless power transmitter for communication with the wireless power receiver in a slot before the sync pattern. For example, the response field may have '00' when communication with the wireless power receiver is not detected. Also, the response field may have '01' when a communication error is detected in communication with the wireless power receiver. The communication error may be a case in which two or more wireless power receivers attempt to access one slot, and a collision between the two or more wireless power receivers occurs.

또한, 응답 필드는, 무선 전력 수신장치로부터 데이터 패킷을 정확하게 수신하였는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 응답필드는, 무선 전력 전송장치가 데이터 패킷을 거부(deni)한 경우, "10"(10-not acknowledge, NAK), 무선 전력 전송장치가 상기 데이터 패킷을 확인(confirm)한 경우, "11"(11-acknowledge, ACK)이 될 수 있다.Also, the response field may include information indicating whether a data packet has been correctly received from the wireless power receiver. More specifically, the response field is "10" (10-not acknowledge, NAK) when the wireless power transmitter rejects the data packet, and when the wireless power transmitter confirms the data packet , "11" (11-acknowledge, ACK).

타입 필드는 싱크 패턴의 종류를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 타입 필드는 싱크 패턴이 프레임의 첫번째 싱크 패턴인 경우(즉, 프레임의 첫번째 싱크 패턴으로, 측정 슬롯 이전에 위치한 경우), 프레임 싱크임을 나타내는 '1'을 가질 수 있다.The type field may indicate the type of the sync pattern. More specifically, when the sync pattern is the first sync pattern of the frame (ie, the first sync pattern of the frame and located before the measurement slot), the type field may have '1' indicating frame sync.

또한, 타입 필드는 슬롯 프레임에서, 싱크 패턴이 프렘임의 첫번째 싱크 패턴이 아닌 경우, 슬롯 싱크임을 나타내는 '0'을 가질 수 있다.Also, in the slot frame, when the sync pattern is not the first sync pattern of the frame, the type field may have '0' indicating slot sync.

또한, 정보 필드는 타입 필드가 나타내는 싱크 패턴의 종류에 따라 그 값의 의미가 결정될 수 있다. 예를 들어, 타입 필드가 1 인 경우(즉, 프레임 싱크를 나타내는 경우), 정보 필드의 의미는 프레임의 종류를 나타낼 수 있다. 즉, 정보 필드는 현재 프레임이 슬롯 프레임(slotted frame)인지 또는 자유 형식 프레임(free-format frame)인지 나타낼 수 있다. 예를 들어, 정보 필드가 '00'인 경우, 슬롯 프레임을, 정보 필드가 '01'인 경우, 자유 형식 프레임을 나타낼 수 있다.Also, the meaning of the value of the information field may be determined according to the type of the sync pattern indicated by the type field. For example, when the type field is 1 (ie, indicating frame sync), the meaning of the information field may indicate the type of frame. That is, the information field may indicate whether the current frame is a slotted frame or a free-format frame. For example, when the information field is '00', it may indicate a slot frame, and when the information field is '01', it may indicate a free-form frame.

이와 달리, 타입 필드가 0 인 경우(즉, 슬롯 싱크인 경우), 정보 필드는 싱크 패턴의 뒤에 위치한 다음 슬롯(next slot)의 상태를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 정보 필드는 다음 슬롯이 특정(specific) 무선 전력 수신장치에 할당된(allocated) 슬롯인 경우, '00', 특정 무선 전력 수신장치가 일시적으로 사용하기 위하여, 잠겨 있는 슬롯인 경우, '01', 또는 임의의 무선 전력 수신장치가 자유롭게 사용 가능한 슬롯인 경우, '10'을 가질 수 있다.Contrary to this, when the type field is 0 (ie, slot sync), the information field may indicate the state of the next slot located after the sync pattern. More specifically, the information field is '00' when the next slot is a slot allocated to a specific wireless power receiver, and is a locked slot for temporary use by a specific wireless power receiver, '01' or '10' when any wireless power receiver is a freely usable slot.

도 11 은 일 실시예에 따른 쉐어드 모드에서 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 동작 상태를 설명하는 도면이다.11 is a diagram for explaining operating states of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in a shared mode according to an embodiment.

도 11 을 참조하면, 쉐어드 모드로 동작하는 무선전력 수신장치는, 선택 상태(Selection Phase)(1100), 도입 상태(Introduction Phase)(1110), 설정 상태(Configuration Phase) (1120), 교섭 상태(Negotiation Phase)(1130) 및 전력 전송 상태(Power Transfer Phase) (1140) 중 어느 하나의 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the wireless power receiver operating in the shared mode includes a selection phase 1100 , an introduction phase 1110 , a configuration phase 1120 , and a negotiation state. It may operate in any one of a Negotiation Phase 1130 and a Power Transfer Phase 1140 .

우선, 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치를 감지하기 위하여, 무선 전력 신호를 전송할 수 있다. 즉, 무선 전력 신호를 이용하여, 무선전력 수신장치를 감지하는 과정을 아날로그 핑(Analog ping)이라 할 수 있다.First, the wireless power transmitter according to an embodiment may transmit a wireless power signal to detect the wireless power receiver. That is, the process of detecting the wireless power receiver using the wireless power signal may be referred to as analog ping.

한편, 무선 전력 신호를 수신한 무선전력 수신장치는 선택 상태(1100)에 진입할 수 있다. 선택 상태(1100)에 진입한 무선전력 수신장치는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 무선 전력 신호 상에 FSK 신호의 존재를 감지할 수 있다.Meanwhile, the wireless power receiver receiving the wireless power signal may enter the selection state 1100 . As described above, the wireless power receiver entering the selection state 1100 may detect the presence of an FSK signal on the wireless power signal.

즉, 무선전력 수신장치는 FSK 신호의 존재 여부에 따라 익스클루시브 모드 또는 쉐어드 모드 중 어느 하나의 방식으로 통신을 수행할 수 있다.That is, the wireless power receiver may perform communication in either the exclusive mode or the shared mode according to the presence of the FSK signal.

보다 구체적으로, 무선전력 수신장치는 무선 전력 신호에 FSK 신호가 포함되어 있으면, 쉐어드 모드로 동작하고, 그렇지 않은 경우, 익스클루시브 모드로 동작할 수 있다.More specifically, if the wireless power signal includes the FSK signal, the wireless power receiver may operate in the shared mode, otherwise, it may operate in the exclusive mode.

무선전력 수신장치가 쉐어드 모드로 동작하는 경우, 상기 무선전력 수신장치는 도입 상태(1110)에 진입할 수 있다. 도입 상태(1110)에서, 무선전력 수신장치는, 설정 상태, 교섭 상태 및 전력 전송 상태에서, 제어 정보 패킷(CI, Control Information packet)을 전송하기 위하여, 무선전력 전송장치에게 제어 정보 패킷을 전송할 수 있다. 제어 정보 패킷은, 헤더(Header) 및 제어와 관련된 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 정보 패킷은, 헤더가 0X53 일 수 있다.When the wireless power receiver operates in the shared mode, the wireless power receiver may enter the introduction state 1110 . In the introduction state 1110, the wireless power receiver may transmit a control information packet to the wireless power transmitter in order to transmit a control information packet (CI) in the setting state, the negotiation state, and the power transmission state. there is. The control information packet may have a header and control-related information. For example, the control information packet may have a header of 0X53.

도입 상태(1110)에서, 무선전력 수신장치는 제어정보(control information: CI) 패킷을 전송하기 위해 자유슬롯(free slot)을 요청하는 시도를 다음의 구성, 협상, 전력 전송 단계에 걸쳐 수행한다. 이때 무선전력 수신장치는 자유슬롯을 선택하고 최초 CI 패킷을 전송한다. 만약 무선전력 전송장치가 해당 CI 패킷에 ACK 으로 응답하면, 무선전력 전송장치는 구성 단계로 진입한다. 만약 무선전력 전송장치가 NACK 으로 응답하면, 다른 무선전력 수신장치가 구성 및 협상 단계를 통해 진행되고 있는 것이다. 이 경우, 무선전력 수신장치는 자유슬롯의 요구를 재시도한다.In the introduction state 1110, the wireless power receiver attempts to request a free slot to transmit a control information (CI) packet through the following configuration, negotiation, and power transmission steps. At this time, the wireless power receiver selects a free slot and transmits the first CI packet. If the wireless power transmitter responds with ACK to the CI packet, the wireless power transmitter enters the configuration phase. If the wireless power transmitter responds with NACK, another wireless power receiver is in the process of configuring and negotiating. In this case, the wireless power receiver retryes the request for a free slot.

만약 무선전력 수신장치가 CI 패킷에 대한 응답으로 ACK 을 수신하면, 무선전력 수신장치는 최초 프레임 싱크까지 나머지 슬롯 싱크들을 카운팅함으로써 프레임 내의 개인 슬롯(private slot)의 위치를 결정한다. 모든 후속 슬롯 기반 프레임들에서, 무선전력 수신장치는 해당 슬롯을 통해 CI 패킷을 전송한다. If the wireless power receiver receives the ACK in response to the CI packet, the wireless power receiver determines the position of a private slot in the frame by counting the remaining slot sinks up to the first frame sync. In all subsequent slot-based frames, the wireless power receiver transmits the CI packet through the corresponding slot.

만약 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치에게 구성 단계로 진행함을 허락하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치의 배타적 사용을 위한 잠금 슬롯(locked slot) 시리즈를 제공한다. 이는 무선전력 수신장치가 충돌없이 구성 단계를 진행하는 것을 확실시 해준다. If the wireless power transmitter allows the wireless power receiver to proceed to the configuration step, the wireless power transmitter provides a series of locked slots for exclusive use of the wireless power receiver. This ensures that the wireless power receiver proceeds through the configuration phase without conflicts.

무선전력 수신장치는 2 개의 식별 데이터 패킷들(IDHI 와 IDLO)와 같은 데이터 패킷의 시퀀스들을 잠금 슬롯을 사용하여 전송한다. 본 단계를 완료하면, 무선전력 수신장치는 협상 단계로 진입한다. 협상 단계에서, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치에게 배타적 사용을 위한 잠금 슬롯을 계속 제공한다. 이는 이는 무선전력 수신장치가 충돌없이 협상 단계를 진행하는 것을 확실시 해준다.The wireless power receiver transmits sequences of data packets such as two identification data packets (IDHI and IDLO) using a lock slot. Upon completion of this step, the wireless power receiver enters the negotiation phase. In the negotiation phase, the wireless power transmitter continues to provide a lock slot for exclusive use to the wireless power receiver. This ensures that the wireless power receiver proceeds with the negotiation phase without collision.

무선전력 수신장치는 해당 잠금 슬롯을 사용하여 하나 또는 그 이상의 협상 데이터 패킷들을 전송하며, 이는 사적 데이터 패킷들과 섞일 수도 있다. 결국 해당 시퀀스는 특정 요청 (specific request (SRQ)) 패킷과 함께 종료된다. 해당 시퀀스를 완료하면, 무선전력 수신장치는 전력 전송 단계로 진입하고, 무선전력 전송장치는 잠금 슬롯의 제공을 중단한다.The wireless power receiver transmits one or more negotiation data packets using the corresponding lock slot, which may be mixed with private data packets. Eventually, the sequence ends with a specific request (SRQ) packet. Upon completion of the sequence, the wireless power receiver enters a power transmission phase, and the wireless power transmitter stops providing the lock slot.

전력 전송 상태에서, 무선전력 수신장치는 할당된 슬롯을 사용하여 CI 패킷의 전송을 수행하며, 전력을 수신한다. 무선전력 수신장치는 레귤레이터 회로를 포함할 수 있다. 레귤레이터 회로는 통신/제어 회로에 포함될 수 있다. 무선전력 수신장치는 레귤레이터 회로를 통해 무선전력 수신장치의 반사 임피턴스를 자가-조절(self-regulate)할 수 있다. 다시 말해, 무선전력 수신장치는 외부 부하에 의해 요구되는 양의 파워를 전송하기 위해 반사되는 임피던스를 조정할 수 있다. 이는 과도한 전력의 수신과 과열을 방지할 수 있다.In the power transmission state, the wireless power receiver transmits the CI packet using the allocated slot and receives power. The wireless power receiver may include a regulator circuit. The regulator circuit may be included in the communication/control circuit. The wireless power receiver may self-regulate the reflected impedance of the wireless power receiver through a regulator circuit. In other words, the wireless power receiver may adjust the impedance reflected in order to transmit the amount of power required by the external load. This can prevent excessive power reception and overheating.

쉐어드 모드에서, 무선전력 전송장치는 수신되는 CI 패킷에 대한 응답으로서 전력을 조정하는 것을 수행하지 않을 수 있기 때문에(동작 모드에 따라), 이 경우에는 과전압 상태를 막기 위한 제어가 필요할 수 있다.In the shared mode, since the wireless power transmitter may not perform power adjustment in response to the received CI packet (according to the operation mode), in this case, control to prevent an overvoltage condition may be required.

이하에서 인밴드 통신과 아웃밴드 통신 간의 전환 동작을 핸드오버(handover)라 한다. 특히, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치가 인밴드 통신에서 아웃밴드 통신으로 전환하는 동작을 아웃밴드로의 핸드오버(handover to out-band)라 하고, 아웃밴드 통신에서 인밴드 통신으로 전환하는 동작을 인밴드로의 핸드오버(handover to in-band)라 부른다. 아웃밴드 통신은 예를 들어 블루투스 또는 저전력 블루투스(BLE), 또는 NFC를 포함할 수 있다. 핸드오버 연결 절차는 아웃밴드 통신(i.e. BLE) 모듈이 인밴드 통신 모듈로부터 핸드오버 메시지를 수신하면 아웃밴드 통신의 연결을 수립하는 절차를 포함할 수 있다. 여기서, 핸드오버 메시지는 인밴드 통신 모듈(또는 제어부)가 아웃밴드 통신 모듈에게 무선전력 전송에 관련된 정보를 교환하기 위한 무선 연결을 개시하라는 메시지일 수 있다.Hereinafter, a switching operation between in-band communication and out-band communication is referred to as handover. In particular, the operation in which the wireless power transmitter and the wireless power receiver switch from in-band communication to out-band communication is called handover to out-band, and the conversion from out-band communication to in-band communication is called handover to out-band. The operation is called handover to in-band. Out-band communication may include, for example, Bluetooth or Bluetooth Low Energy (BLE), or NFC. The handover connection procedure may include a procedure for establishing an out-band communication connection when the out-band communication (i.e. BLE) module receives a handover message from the in-band communication module. Here, the handover message may be a message instructing the in-band communication module (or control unit) to initiate a wireless connection for exchanging information related to wireless power transmission to the out-band communication module.

아웃밴드 통신이 무선전력 전송 시스템에 적용되려면, 무선전력 전송 시스템의 고유한 특성에 맞게 수정될 필요가 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간에 교환되는 정보의 특성(ex. 긴급한 정보인지, 상태가 변경되었을 경우만 전송하는 내용인지, 대용량의 정보를 단 시간에 교환해야 하는지 등)을 고려하여 기존 아웃밴드 통신에 따른 메시지 타입과 포맷, 그리고 절차들이 재설계되어야 한다. 이와 같이 무선전력 전송에 관한 설정 정보, 제어 정보, 관리 정보 및 이들의 교환에 관한 절차들을 아웃밴드 통신 프로토콜로서 정의함으로써, 무선전력의 다양한 응용이 지원될 수 있다.In order for out-band communication to be applied to a wireless power transmission system, it needs to be modified according to the unique characteristics of the wireless power transmission system. For example, the characteristics of the information exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver (ex. whether it is urgent information, whether the content is transmitted only when the status is changed, whether large-capacity information needs to be exchanged in a short time, etc.) In consideration of this, message types, formats, and procedures according to the existing out-band communication should be redesigned. Various applications of wireless power can be supported by defining, as an out-band communication protocol, procedures for setting information, control information, management information, and their exchange related to wireless power transmission as described above.

이하 본 명세서에서는 예시적으로 아웃밴드 통신을 BLE 로 특정하여 설명하도록 한다. 그러나 BLE 를 기준으로 설명된 실시예들에 있어서, BLE 가 다른 아웃밴드 통신으로 치환된 실시예들 또한 본 발명의 기술적 사상에 해당함은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, in the present specification, out-band communication will be specifically described as BLE by way of example. However, in the embodiments described based on BLE, it is apparent to those skilled in the art that embodiments in which BLE is replaced with other out-band communication also fall within the technical spirit of the present invention.

도 12 및 도 13 에서 PTU 는 전력 전송 회로(power transfer circuit)을 의미하고, PRU 는 전력 수신 회로(power receiving circuit)을 의미한다. 도 12 및 도 13 에서의 정보 전송 방법은 A4WP(Alliance for Wireless Power) 또는 AFA 표준기술에 따른 방식일 수 있다.12 and 13 , PTU means a power transfer circuit, and PRU means a power receiving circuit. The information transmission method in FIGS. 12 and 13 may be a method according to Alliance for Wireless Power (A4WP) or AFA standard technology.

도 12 는 일 실시예에 따라 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치가 무선충전 관련 정보를 아웃밴드로 교환하거나 인밴드로 교환하는 방법을 도시한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method of exchanging wireless charging-related information in an out-band or in-band by a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment.

먼저 도 12 를 참조하면, PTU 의 전원이 켜지면, PTU 는 초기 설정 단계인 설정 상태(Configuration State)를 거쳐 전력 세이브(Power Save) 상태로 진입한다.First, referring to FIG. 12 , when the power of the PTU is turned on, the PTU enters a power save state through a configuration state, which is an initial setting stage.

전력 세이브 상태에서 PTU 는 PRU 에게 전력 비콘(Power Beacon)을 전송한다(S1200). 전력 세이브 상태는 PTU 가 PRU 로부터 어드버타이즈먼트(Advertisement)를 수신할 때까지 계속 유지된다.In the power save state, the PTU transmits a power beacon to the PRU (S1200). The power save state is maintained until the PTU receives an advertisement from the PRU.

PRU 의 전원이 켜지고 부팅(Booting)되면, PRU 는 PRU 어드버타이즈먼트를 보낸다(S1210). PRU 어드버타이즈먼트를 수신한 PTU 는 저전력 상태(Low Power Sate)로 진입한다.When the power of the PRU is turned on and booted, the PRU sends a PRU advertisement (S1210). Upon receiving the PRU advertisement, the PTU enters a low power state.

저전력 상태에서 PTU 의 BLE 모듈은 PRU 의 BLE 모듈로부터 발견(discovery)을 위한 어드버타이즈먼트 패킷(Advertising packet, ADV)을 수신하면(S1220), PRU 와의 BLE 연결을 수립하기 위해 PRU 로 연결 요청(Connect request)을 전송한다(S1230).When the BLE module of the PTU receives an advertisement packet (ADV) for discovery from the BLE module of the PRU in the low power state (S1220), a connection request to the PRU to establish a BLE connection with the PRU ( Connect request) is transmitted (S1230).

PTU 와 PRU 간의 BLE 통신이 가능한 상태에서 PTU 는 판독 요청(read request) 및 판독 응답(read response) 메시지를 통해 PRU 의 PRU 정적 파라미터(Static Parameter)를 읽는다(S1240, S1250). 여기서, PRU 정적 파라미터는 PRU 의 상태 정보를 포함한다.In a state where BLE communication between the PTU and the PRU is possible, the PTU reads the PRU static parameters of the PRU through a read request and a read response message (S1240, S1250). Here, the PRU static parameter includes state information of the PRU.

또한 PTU 는 자신의 성능(Capabilities) 정보가 담긴 PTU 정적 파라미터 정보를 쓰기 요청(write request) 메시지를 통해 PRU 에게 전달한다(S1260).In addition, the PTU transmits PTU static parameter information containing its own capabilities (Capabilities) information to the PRU through a write request message (S1260).

정적 파라미터 정보를 교환한 후, PTU 는 PRU 에서 측정된 PRU 동적 파라미터(Dynamic Parameter) 정보를 판독 요청 및 판독 응답을 통해 주기적으로 수신한다(S1270, S1280). 여기서, PRU 동적 파라미터는 전압 정보, 전류 정보, 온도 정보 등을 포함한다.After exchanging the static parameter information, the PTU periodically receives PRU dynamic parameter information measured by the PRU through a read request and a read response (S1270, S1280). Here, the PRU dynamic parameters include voltage information, current information, temperature information, and the like.

PTU 가 PRU 에게 충전할 것을 알리거나, PRU 의 승낙(permission)을 제어할 경우, PRU 는 쓰기 요청을 이용해 PRU 제어를 수행할 수 있다(S1290).When the PTU notifies the PRU to charge the PRU or controls permission of the PRU, the PRU may perform PRU control using a write request (S1290).

도 13 은 일 실시예에 따라 무선전력 수신장치가 무선전력 전송장치에게 에러를 알리는 방법을 도시한 순서도이다.13 is a flowchart illustrating a method in which a wireless power receiver notifies an error to a wireless power transmitter according to an embodiment.

도 13 을 참조하면, PTU 는 전력 전송 상태에서 쓰기 요청을 통해 PTU 를 제어할 수 있다(S1300). 그리고 판독 요청 메시지와 판독 응답 메시지를 통해 PRU 로부터 PRU 동적 파라미터(Dynamic Parameter)를 수신할 수 있다(S1310 내지 S1340). PTU 는 250ms 주기로 PRU 동적 파라미터를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the PTU may control the PTU through a write request in the power transmission state (S1300). In addition, PRU dynamic parameters may be received from the PRU through the read request message and the read response message (S1310 to S1340). The PTU may acquire the PRU dynamic parameters at a period of 250 ms.

이러한 동작이 반복되다가 PRU 가 OVP(over voltage protection)와 같은 에러를 감지하면, PTU 는 지시(Indication) 메시지를 통해 PRU 경고(Alert)를 PTU 로 전송한다(S1350). PTU 는 PRU 경고를 포함한 지시 메시지를 수신하면, 래치 실패(Latch Fault) 상태가 된다.If this operation is repeated and the PRU detects an error such as over voltage protection (OVP), the PTU transmits a PRU Alert to the PTU through an indication message (S1350). When the PTU receives an indication message including a PRU warning, it enters a Latch Fault state.

도 14 는 무선전력 전송장치가 복수의 무선전력 수신장치에게 전력 전송 서비스를 제공하는 상황을 나타내는 도면이다.14 is a diagram illustrating a situation in which a wireless power transmitter provides a power transmission service to a plurality of wireless power receivers.

도 14 에 도시된 것과 같이, 멀티 코일을 포함하는 무선전력 전송장치는 아웃밴드 통신 모듈로서 BLE 모듈을 이용하여 다수의 무선전력 수신장치와 연결될 수 있다.As shown in FIG. 14 , a wireless power transmitter including a multi-coil may be connected to a plurality of wireless power receivers using a BLE module as an out-band communication module.

도 15 는 블루투스 통신 기기의 동작을 나타내는 도면이다.15 is a diagram illustrating an operation of a Bluetooth communication device.

한편 도 15 를 참조하면, 블루투스 통신 표준에는 기기의 정보(i.e MAC 주소, 디바이스 이름, 식별자 등)를 포함하는 어드버타이징 패킷(Advertising packet)을 주기적으로 브로드캐스팅하는 어드버타이저 역할(Advertiser Role)이 정의되어 있다. 또한 블루투스 통신 표준에는 주변의 광고자 기기들을 검색하는 스캐너(scanner) 역할이 정의되어 있다.Meanwhile, referring to FIG. 15 , in the Bluetooth communication standard, an advertiser role that periodically broadcasts an advertising packet including device information (ie MAC address, device name, identifier, etc.) Role) is defined. Also, in the Bluetooth communication standard, the role of a scanner that searches for nearby advertiser devices is defined.

블루투스 연결 이전에 어드버타이저는 어드버티이징 채널을 통해 스캐너에게 어드버티이징 패킷을 전송하고, 블루투스 연결 이후 어드버타이저 역할을 수행하던 기기는 슬레이브 역할을 수행한다. 스캐너 역할을 수행하던 기기는 블루투스 연결 시 개시자(initiator) 역할을 수행하다가 블루투스 연결 연결 이후 마스터 역할을 수행한다. 슬레이브와 마스터는 데이터 채널을 통해 데이터를 교환한다.Before Bluetooth connection, the advertiser transmits an advertising packet to the scanner through the advertising channel, and after Bluetooth connection, the advertiser device plays a slave role. The device that was performing the scanner role plays the role of an initiator during Bluetooth connection, and then plays the master role after Bluetooth connection connection. Slave and master exchange data through data channels.

무선전력 전송장치는 아웃밴드 통신 모듈로서 BLE 모듈을 이용하여 다수의 무선전력 수신장치와 연결될 수 있다. 이때 무선전력 전송장치는 스캐너로 동작하다가 무선전력 수신장치와 연결된 후 마스터로 동작하여 무선전력 수신장치를 관리할 수 있다. 또는 무선전력 전송장치는 어드버타이저로 동작하다가 무선전력 수신장치와 연결된 후 슬레이브로 동작하여 무선전력 수신장치들과 통신을 수행할 수도 있다.The wireless power transmitter may be connected to a plurality of wireless power receivers using a BLE module as an out-band communication module. In this case, the wireless power transmitter operates as a scanner and then operates as a master after being connected to the wireless power receiver to manage the wireless power receiver. Alternatively, the wireless power transmitter may operate as an advertiser and, after being connected to the wireless power receiver, operate as a slave to communicate with the wireless power receivers.

이하, 무선전력 전송에서 사용되는 BLE connection 에 대해 살펴본다.Hereinafter, a BLE connection used in wireless power transmission will be described.

무선전력 전송에서, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간 BLE connection 을 위해서 다음과 같은 정보를 송수신할 수 있다.In wireless power transmission, the following information can be transmitted and received for BLE connection between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

1. OOB(Out of Band) Flag 확인: 무선전력 수신장치의 설정 패킷(configuration packet)1. Check OOB (Out of Band) Flag: Configuration packet of wireless power receiver

- 앞서 살핀 configuration phase 에서 송수신되며, 무선전력 수신장치의 OOB 의 지원 여부를 무선전력 전송장치에게 전송- It is transmitted and received in the previous salpin configuration phase, and whether the wireless power receiver supports OOB or not is transmitted to the wireless power transmitter

2. OOB(Out of Band) Flag 확인: 무선전력 전송장치의 능력 패킷(capability packet)2. OOB (Out of Band) Flag check: capability packet of wireless power transmitter

- 앞서 살핀, 협상 단계(negotiation phase)에서 송수신되며, 무선전력 전송장치의 OOB 의 지원 여부를 무선전력 수신장치에게 전송- It is transmitted and received in the salpin and negotiation phase, and whether the wireless power transmitter supports OOB is transmitted to the wireless power receiver

3. 무선전력 수신장치 BLE 주소 패킷3. Wireless power receiver BLE address packet

- 앞서 살핀, 협상 단계(negotiation phase)에서 송수신되며, 무선전력 수신장치의 BLE 주소를 In-Band(IB)로 무선전력 전송장치에게 전송- It is transmitted and received in the salpin, negotiation phase, and the BLE address of the wireless power receiver is transmitted to the wireless power transmitter as In-Band (IB).

4. 무선전력 전송장치 BLE 주소 패킷4. Wireless power transmitter BLE address packet

- 앞서 살핀, 협상 단계(negotiation phase)에서 송수신되며, 무선전력 전송장치의 BLE 주소를 In-Band(IB)로 무선전력 수신장치에게 전송- It is transmitted and received in the salpin, negotiation phase, and the BLE address of the wireless power transmitter is transmitted to the wireless power receiver as In-Band (IB).

5. SRQ(Specific Request)/Communication 패킷5. SRQ (Specific Request)/Communication Packet

- 앞서 살핀, 협상 단계(negotiation phase)에서 송수신되며, OOB 및 In-Bnad 의 통신 방법에 대해 전송- It is transmitted and received in the previous salpin, negotiation phase, and transmitted about OOB and In-Bnad communication methods

무선전력 전송에서 사용되는 BLE 연결에는 크게 4 가지의 연결 모드(Communication mode)가 존재한다.There are four main communication modes in the BLE connection used in wireless power transmission.

- Mode 0: BLE 와 관련없이 IB(In-band)로 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간에 통신한다.- Mode 0: It communicates between the wireless power transmitter and the wireless power receiver in IB (In-band) regardless of BLE.

- Mode 1: 무선 충전과 관련된 Power control packet 은 IB 로 진행하며, 데이터와 관련된 packet (ex. Authentication)은 BLE 로 통신한다.- Mode 1: Power control packet related to wireless charging proceeds with IB, and data related packet (ex. Authentication) communicates with BLE.

- Mode 2: 무선 충전, 데이터 등 실제 Mode 0 에서 진행되는 모든 packet 은 BLE 로 통신을 진행하고, Cross connection 을 막기 위하여 IB 로 주기적으로 실제 BLE 로 무선 충전 및 통신 중인 장치들 간의 상태를 확인한다.- Mode 2: All packets in Mode 0, such as wireless charging and data, communicate with BLE, and periodically use IB to check the status of wireless charging and communication between devices using BLE to prevent cross connection.

- Mode 3: 무선 충전, 데이터 등 모든 packet 들을 BLE 로 진행하고, IB 통신은 사용하지 않는다.- Mode 3: All packets such as wireless charging and data are processed through BLE, and IB communication is not used.

또한, 상기 연결 모드들은 BLE 보안 모드(security mode)와 관련될 수 있으며, 상기 BLE 보안 모드는 상기 연결 모드에 따라 아래와 같이 설정될 수 있다.In addition, the connection modes may be related to a BLE security mode, and the BLE security mode may be set as follows according to the connection mode.

즉, Mode 1 은 전송되는 Data 에 따라 Security mode 가 설정될 수 있다. 전송되는 Data 의 보안성이 필요한 경우, 높은 Security mode 로 설정되고, 보안성이 필요 없는 경우는 낮은 Security mode 로 설정된다.That is, in Mode 1, a security mode may be set according to transmitted data. When security of transmitted data is required, high security mode is set, and when security is not required, low security mode is set.

또한, Mode 2 및 3 은 Power control packet 의 해킹에 의해 H/W 오동작을 방지하고자 높은 Security mode 를 설정될 수 있다.In addition, Modes 2 and 3 may be set to a high security mode to prevent H/W malfunction due to hacking of the power control packet.

따라서, Communication Mode 1 은 security mode 1 및 security mode 4 로 설정될 수 있으며, Communication mode 2 및 Communication mode 3 은 security mode 4 로 설정될 수 있다.Accordingly, Communication Mode 1 may be set to security mode 1 and security mode 4, and Communication mode 2 and Communication mode 3 may be set to security mode 4.

여기서, security mode 1 은 'No-secure mode'이고, security mode 2 는 'service level security mode'이고, security mode 3 은 'link-level security mode'이고, security mode 4 는 'simple secure pairing mode'일 수 있다.Here, security mode 1 is 'No-secure mode', security mode 2 is 'service level security mode', security mode 3 is 'link-level security mode', and security mode 4 is 'simple secure pairing mode' can

빠른 재개 기능(Fast Resume Functionality)Fast Resume Functionality

일부 시나리오에서, 사용자는 전력 전송이 진행되는 동안 무선전력 전송장치에서 장치를 잠시 제거할 수 있다. 일례로, 사용자가 인터페이스 표면에서 무선 장치를 들어 올리거나 실수로 무선 충전 장치를 무선전력 전송장치(or Power Transmitter)에서 밀어내는 경우가 있을 수 있다.In some scenarios, the user may temporarily remove the device from the wireless power transmitter while power transfer is in progress. As an example, there may be a case in which the user lifts the wireless device from the interface surface or accidentally pushes the wireless charging device away from the wireless power transmitter (or Power Transmitter).

장치를 제거하면 전력 전송이 중지되지만, 일반적으로 사용자는 장치가 무선전력 전송장치의 적절한 위치에 다시 놓일 때 계속될 것으로 예상한다.Power transfer stops when the device is removed, but users generally expect the device to continue when it is put back in its proper place on the wireless power transmitter.

빠른 재개 기능은 짧은 시간 동안 중단된 경우 이전에 실행된 충전 조건을 신속하게 다시 설정할 수 있다. 짧은 제거는 전력 수신기 측의 전원이 차단되어 전력 전송과 관련된 모든 설정이 손실될 수 있다. 빠른 재개 기능은 다음 세 부분으로 구성된다.The quick resume function can quickly reset previously executed charging conditions in case of interruption for a short period of time. A short removal may result in power loss on the power receiver side and loss of all settings related to power transfer. The quick resume feature consists of three parts:

1. 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치에 전력 설정을 저장한다.1. The wireless power receiver stores power settings in the wireless power transmitter.

2. 전력 전송 중단 후 무선전력 전송장치의 저장소에서 무선전력 수신장치로 전력 설정을 전송하여 전력 전송 조건을 복원할 수 있다.2. After power transmission is stopped, the power transmission condition can be restored by transmitting power settings from the storage of the wireless power transmitter to the wireless power receiver.

3. 복원된 전력 설정은 무선전력 전송장치가 전력 전송 단계로 들어가도록 무선전력 전송장치를 요청할 때 무선전력 수신장치에 의해 다시 설정된다.3. The restored power setting is reset by the wireless power receiver when the wireless power transmitter requests the wireless power transmitter to enter the power transmission stage.

빠른 재개 기능 준비(Preparing fast-resume functionality)Preparing fast-resume functionality

무선전력 수신장치는 도 16에 도시된 것처럼 TIME / prm 메시지를 사용하여 전력 전송 관련 정보를 무선전력 전송장치에 저장한다. 무선전력 수신장치는 저장할 데이터를 결정한다. 또한, 무선전력 수신장치는 TIME / rsm 메시지를 사용하여 장치가 제거된 후 이 정보가 유효한 기간을 무선전력 전송장치에 알려준다. 일반적으로, 이 절차는 몇 초 또는 수십 초 걸린다. 무선전력 전송장치가 두 메시지를 모두 확인하면, 이 무선전력 수신장치의 빠른 재개 기능에 대한 모든 관련 정보가 원격으로 저장된다.The wireless power receiver stores power transmission related information in the wireless power transmitter using the TIME / prm message as shown in FIG. 16 . The wireless power receiver determines data to be stored. In addition, the wireless power receiver uses the TIME / rsm message to notify the wireless power transmitter of the period during which this information is valid after the device is removed. Typically, this procedure takes a few seconds or tens of seconds. When the wireless power transmitter confirms both messages, all relevant information about the fast resume function of the wireless power receiver is stored remotely.

도 16은 빠른 재개 기능 준비에 대한 흐름도의 일례를 나타낸다.16 shows an example of a flowchart for preparing a quick resume function.

이전 설정 복구 및 활성화(restoring previous settings and activation)Restoring previous settings and activation

무선전력 수신장치는 인터페이스 표면에서 제거되면 무선전력 전송장치가 이를 감지하고 IDLE 단계로 이동한다. 물체가 감지되면, 무선전력 전송장치는 활성화된 상태로 시작된다. 무선전력 전송장치는 활성화된 개체의 UID 와 무선전력 수신장치의 저장된 UID 를 비교하여 감지된 개체가 이전에 작동한 무선전력 수신장치인지 확인한다. 만약 UID 가 동일한 경우, 감지된 개체는 방금 제거된 동일한 무선전력 수신장치에 해당한다.When the wireless power receiver is removed from the interface surface, the wireless power transmitter detects it and moves to the IDLE stage. When an object is detected, the wireless power transmitter starts in an activated state. The wireless power transmitter compares the UID of the activated object with the stored UID of the wireless power receiver to confirm whether the detected object is a previously operated wireless power receiver. If the UIDs are the same, the detected object corresponds to the same wireless power receiver that has just been removed.

연결 단계에서, 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치에 RQST / TIME 메시지를 전송하여 전력 전송에 대한 저장된 정보를 전송하도록 요청할 수 있다. 무선전력 전송장치는 UID 가 동일하고, 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치에 의해 설정된 최대 시간 내에 무선전력 수신장치를 감지한 경우 이 요청을 수락한다. 무선전력 전송장치는 TIME / prm 메시지를 사용하여 저장된 정보를 전송한다. 무선전력 수신장치는 RESP / x 메시지를 사용하여 수신된 메시지를 확인한다.In the connection step, the wireless power receiver may transmit an RQST / TIME message to the wireless power transmitter to request to transmit stored information about power transmission. The wireless power transmitter accepts this request when the UID is the same and the wireless power transmitter detects the wireless power receiver within the maximum time set by the wireless power receiver. The wireless power transmitter transmits the stored information using the TIME / prm message. The wireless power receiver uses the RESP / x message to check the received message.

무선전력 전송장치는 동일한 무선전력 수신장치가 아니거나 무선전력 수신장치에서 정의한 시간이 경과했거나 무선전력 수신장치가 이전에 데이터를 저장하지 않은 경우 RQST / TIME 메시지를 거절한다.The wireless power transmitter rejects the RQST / TIME message if it is not the same wireless power receiver, the time defined by the wireless power receiver has elapsed, or the wireless power receiver has not previously saved data.

다른 경우에, 빠른 재개 기능은 실패하고 활성화되지 않는다. 특히, 다음과 같은 경우에 적용된다.In other cases, the quick resume function fails and is not activated. In particular, it applies in the following cases:

- 무선전력 수신장치가 이전 무선전력 수신장치가 아닐 때. 즉, UID 가 일치하지 않을 때.- When the wireless power receiver is not the previous wireless power receiver. That is, when UIDs do not match.

- 무선전력 수신장치에 의해 정의된 타임-아웃 값이 경과했을 때.- When the time-out value defined by the wireless power receiver has elapsed.

- 무선전력 전송장치가 저장된 데이터를 전송하지 못하게 하는 기타 이벤트가 발생했을 때.- When other events that prevent the wireless power transmitter from transmitting stored data occur.

이러한 모든 경우에, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치를 동작하게 하도록 기 정의된 일반 동작 단계를 사용한다.In all these cases, the wireless power transmitter uses a predefined general operation step to operate the wireless power receiver.

빠른 파워 레벨 제어(Fast Power Level Control)Fast Power Level Control

무선전력 수신장치는 동작하는 여러 부하 또는 전력 수준을 가질 수 있지만, 서로 다른 전력 수준 간에 전환하면 무선전력 수신장치 측에 저전압 / 과전압이 발생할 수 있다. 부하 / 전력 모드 변경으로 인한 저전압 / 과전압을 방지하기 위해, 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치에 특정 전력 수준과 관련된 전력 제어 설정을 저장하고, 호출하도록 요청할 수 있다. FPLC 메시지 유형을 사용하면 무선전력 수신장치는 전력 레벨 간에 빠르게 전환 할 수 있다.A wireless power receiver can have multiple loads or power levels that operate, but switching between different power levels may cause undervoltage/overvoltage on the wireless power receiver side. In order to prevent undervoltage/overvoltage due to load/power mode change, the wireless power receiver may request the wireless power transmitter to store and recall power control settings related to a specific power level. The FPLC message type allows wireless power receivers to quickly switch between power levels.

참고로, 무선전력 전송 중에 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 간의 커플링이 변경될 수 있으며, 무선전력 전송장치 측의 특정 전력 수준에 대한 전력 제어 설정을 최신으로 유지하는 것은 무선전력 수신장치의 몫이다.For reference, the coupling between the wireless power receiver and the wireless power transmitter may be changed during wireless power transmission, and maintaining the latest power control settings for a specific power level on the wireless power transmitter side is the share

파워 레벨 저장(Storage of Power Level)Storage of Power Level

무선전력 수신장치가 현재 전력 레벨을 저장하려는 경우, 도 17과 같이 PL_ID 가 포함 FPLC / sv 메시지를 전송한다. 무선전력 전송장치가 요청을 수락하면 현재 전력 전송 레벨 설정을 저장하고 수신된 PL_ID 에 연결하고, RESP / x (x = ok) 메시지로 응답한다. 그렇지 않으면, 무선전력 전송장치는 수신된 PL_ID 아래에 현재 전력 레벨 설정을 저장할 수 없으며, RESP / x (x = nok) 메시지로 응답한다. 무선전력 전송장치는 IDLE 단계로 돌아가면 저장된 모든 전력 레벨 설정을 삭제한다.When the wireless power receiver intends to store the current power level, it transmits an FPLC/sv message including PL_ID as shown in FIG. 17 . If the wireless power transmitter accepts the request, it saves the current power transfer level setting, connects to the received PL_ID, and responds with a RESP / x (x = ok) message. Otherwise, the wireless power transmitter cannot store the current power level setting under the received PL_ID, and responds with a RESP / x (x = nok) message. When the wireless power transmitter returns to the IDLE stage, all stored power level settings are deleted.

도 17 은 파워 제어 설정을 저장하기 위한 흐름도를 나타낸다.17 shows a flowchart for storing power control settings.

파워 레벨의 리콜(recall of power level)Recall of power level

무선전력 수신장치가 이전에 저장된 전력 레벨로 변경하려는 경우, 도 22 와 같이 관련 PL_ID 가 포함 된 FPLC / rs 요청 메시지를 전송한다. 무선전력 전송장치는 RESP / x 메시지로 응답한다. 무선전력 전송장치가 요청을 수락하면 (x = ok), 통신 슬롯이 종료되는 즉시 요청된 전력 수준을 적용하고, 다음 전력 수준 변경 요청이 수신되거나 오류가 발생할 때까지 이 전력 수준을 제공한다. 그렇지 않으면, 무선전력 전송장치가 거부 (x = nok)로 응답하고, 실제 전력 레벨을 계속 제공한다.When the wireless power receiver intends to change to the previously stored power level, it transmits an FPLC/rs request message including the relevant PL_ID as shown in FIG. 22 . The wireless power transmitter responds with a RESP / x message. If the wireless power transmitter accepts the request (x = ok), it applies the requested power level as soon as the communication slot ends, and provides this power level until the next power level change request is received or an error occurs. Otherwise, the wireless power transmitter responds with a denial (x = nok) and continues to provide the actual power level.

도 18은 파워 제어 설정을 리콜하는 흐름도를 나타낸다.18 shows a flowchart for recalling power control settings.

이하, BLE OOB 를 이용한 빠른 재개(fast resume) 및 파워 제어(power control) 구조에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a structure of fast resume and power control using BLE OOB will be described in more detail.

앞서 언급한 바와 같이, 빠른 재개 기능은 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간, 이전 연결 시 저장되었던 무선전력 수신장치 UD, 연결 설정, 파워 설정 등의 정보를 장치들 간 재 연결 시 획득하여 빠른 전력 제어를 지원한다. 이는, 외부의 물리적 충격 등 외부의 요인 등에 의해 무선전력 수신장치가 갑자기 무선 충전 범위 밖으로 이동되어 무선 충전이 중단된 후, 다시 무선 충전 범위 안으로 이동되어 재연결 또는 재충전이 필요한 경우에 적용될 수 있다.As mentioned above, the quick resume function acquires information such as the UD, connection settings, and power settings of the wireless power receiver that were stored between the wireless power transmitter and the wireless power receiver during the previous connection when reconnecting between the devices. Supports power control. This may be applied when the wireless power receiver is suddenly moved out of the wireless charging range due to external factors such as an external physical shock and the wireless charging is stopped, then moved back into the wireless charging range and reconnection or recharging is required.

빠른 재개를 위한 무선전력 전송장치(예: 마스터)와 무선전력 수신장치(예: 슬레이브) 간의 송수신되는 메시지 흐름에 대해 구체적으로 살펴본다. 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치 각각은 BLE 모듈 및 Qi 모듈을 구비하고 있으며, 무선 충전과 관련된 메시지 송수신은 Qi 모듈을 통해 송수신되며, BLE 와 관련된 메시지 송수신은 BLE 모듈을 통해 송수신된다. 여기서, BLE 모듈 및 Qi 모듈은 통신부 또는 프로세서에 포함될 수 있다.The flow of messages transmitted and received between the wireless power transmitter (eg, master) and the wireless power receiver (eg, slave) for quick resumption will be described in detail. Each of the wireless power transmitter and the wireless power receiver includes a BLE module and a Qi module. Message transmission/reception related to wireless charging is transmitted/received through the Qi module, and message transmission/reception related to BLE is transmitted/received through the BLE module. Here, the BLE module and the Qi module may be included in the communication unit or the processor.

먼저, 무선전력 전송장치의 Qi 모듈은 무선전력 수신장치의 Qi 모듈과 앞서 살핀 (1) 핑 절차, (2) 설정 절차 및 (3) 협상 절차를 수행한다. 그리고, 무선전력 수신장치의 BLE 모듈은 무선전력 전송장치의 BLE 모듈로 BLE 광고 메시지를 3개의 채널들을 통해 전송한다. 그리고, 무선전력 전송장치의 BLE 모듈은 무선전력 수신장치의 BLE 모듈로 연결 요청 메시지를 전송한다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간에 BLE 연결이 확립된다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 전송 인증(authentication)을 수행한다. 이후, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송한다. 그리고, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 파워 제어를 수행한다. 이후, 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 전송장치로 빠른 재개 가능(fast resume enable) 메시지를 전송한다. 상기 빠른 재개 가능 메시지는 무선전력 전송장치 UUID 를 포함할 수 있다. 이후, 무선전력 전송장치는 빠른 재개를 설정하고, BLE 모듈을 통해 무선전력 수신장치로 빠른 재개 가능 확인(confirm) 메시지를 전송한다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간 BLE 연결이 끊어지고, 무선 전력 전송이 끝났다고 가정한다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간 재연결을 위해서, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 Qi 모듈을 통해 핑 단계 및 설정 단계만을 통해 무선전력을 수행할 수 있다(즉, 협상 단계는 수행하지 않는다).First, the Qi module of the wireless power transmitter performs the above salpin (1) ping procedure, (2) setup procedure, and (3) negotiation procedure with the Qi module of the wireless power receiver. And, the BLE module of the wireless power receiver transmits a BLE advertisement message to the BLE module of the wireless power transmitter through three channels. Then, the BLE module of the wireless power transmitter transmits a connection request message to the BLE module of the wireless power receiver. Thereafter, a BLE connection is established between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. Thereafter, the wireless power transmitter and the wireless power receiver perform wireless power transmission authentication through the BLE module. Thereafter, the wireless power transmitter transmits wireless power to the wireless power receiver. In addition, the wireless power transmitter and the wireless power receiver perform power control through the BLE module. Thereafter, the wireless power receiver transmits a fast resume enable message to the wireless power transmitter through the BLE module. The quick resume possible message may include a wireless power transmitter UUID. Thereafter, the wireless power transmitter sets the quick resume, and transmits a quick resume possible confirmation message to the wireless power receiver through the BLE module. Thereafter, it is assumed that the BLE connection between the wireless power transmitter and the wireless power receiver is disconnected and the wireless power transmission is finished. Thereafter, for reconnection between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, the wireless power transmitter and the wireless power receiver may perform wireless power only through the ping step and the setting step through the Qi module (that is, the negotiation step) does not perform).

즉, 앞서 살핀 빠른 재개 절차(빠른 재개 가능 / 빠른 재개 가능 확인)를 통해 재연결을 위한 파라미터들을 송수신함으로써, 재연결 시 협상 단계를 수행하지 않고 빠른 무선 충전 설정을 할 수 있다. 추가적으로, 빠른 재개와 관련하여 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치는 빠른 재개 타임아웃 설정(무선전력 수신장치가 무선전력 전송장치에서 지원하는 빠른 재개의 최대 허용시간(timeout)을 설정) 메시지 빠른 재개 타임아웃 확인(무선전력 전송장치에서 지원하는 빠른 재개의 최대 허용시간 설정 완료 확인) 메시지를 송수신할 수 있다.That is, by transmitting and receiving parameters for reconnection through the previously salpin quick resumption procedure (quick resumption possible / quick resumable confirmation), it is possible to set up fast wireless charging without performing a negotiation step during reconnection. Additionally, in relation to quick resume, the wireless power transmitter and the wireless power receiver set the quick resume timeout (the wireless power receiver sets the maximum allowable timeout for quick resume supported by the wireless power transmitter) message quick resume It is possible to send and receive a timeout confirmation message (confirming the completion of setting the maximum allowable time for quick resume supported by the wireless power transmitter).

빠른 파워 레벨 제어(Fast Power Level Control)는 Caching/Restore Power Level 에 관한 것이다. 무선전력 수신장치는 다수의 Power Level 설정이 가능하고, 무선전력 전송장치와 협상에 따라 Power Level 변경이 가능하다. 무선전력 수신장치는 load 및 power mode 변경에 따른 under voltage 또는 over voltage 를 방지하기 위해, 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치에 기 설정된 Power Level 설정을 저장하고 필요에 따라 복원을 요청할 수 있다.Fast Power Level Control is about Caching/Restore Power Level. The wireless power receiver can set multiple power levels, and the power level can be changed according to negotiation with the wireless power transmitter. In order for the wireless power receiver to prevent under voltage or over voltage due to changes in load and power mode, the wireless power receiver may store a preset Power Level setting in the wireless power transmitter and request restoration as necessary.

빠른 파워 레벨 제어를 위한 무선전력 전송장치(예: 마스터)와 무선전력 수신장치(예: 슬레이브) 간의 송수신되는 메시지 흐름에 대해 구체적으로 살펴본다. 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치 각각은 BLE 모듈 및 Qi 모듈을 구비하고 있으며, 무선 충전과 관련된 메시지 송수신은 Qi 모듈을 통해 송수신되며, BLE 와 관련된 메시지 송수신은 BLE 모듈을 통해 송수신된다. 여기서, BLE 모듈 및 Qi 모듈은 통신부 또는 프로세서에 포함될 수 있다.The flow of messages transmitted and received between a wireless power transmitter (eg, master) and a wireless power receiver (eg, slave) for fast power level control will be described in detail. Each of the wireless power transmitter and the wireless power receiver includes a BLE module and a Qi module. Message transmission/reception related to wireless charging is transmitted/received through the Qi module, and message transmission/reception related to BLE is transmitted/received through the BLE module. Here, the BLE module and the Qi module may be included in the communication unit or the processor.

먼저, 무선전력 전송장치의 Qi 모듈은 무선전력 수신장치의 Qi 모듈과 앞서 살핀 (1) 핑 절차, (2) 설정 절차 및 (3) 협상 절차를 수행한다. 그리고, 무선전력 수신장치의 BLE 모듈은 무선전력 전송장치의 BLE 모듈로 BLE 광고 메시지를 3 개의 채널들을 통해 전송한다. 그리고, 무선전력 전송장치의 BLE 모듈은 무선전력 수신장치의 BLE 모듈로 연결 요청 메시지를 전송한다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 간에 BLE 연결이 확립된다. 이후, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 전송 인증(authentication)을 수행한다. 이후, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송한다. 그리고, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 파워 제어를 수행한다. 이후, 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 전송장치로 캐싱 파워 레벨 요청 메시지를 전송한다. 상기 캐싱 파워 레벨 요청 메시지는 파워 레벨과 관련된 파라미터를 포함할 수 있다. 이후, 무선전력 전송장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 수신장치로 캐싱 파워 레벨 확인 메시지를 전송한다. 이후, 무선전력 수신장치는 BLE 모듈을 통해 무선전력 전송장치로 복구 파워 레벨 요청 메시지를 전송하고, BLE 모듈을 통해 무선전력 전송장치로부터 복구 파워 레벨 확인 메시지를 수신할 수 있다.First, the Qi module of the wireless power transmitter performs the above salpin (1) ping procedure, (2) setup procedure, and (3) negotiation procedure with the Qi module of the wireless power receiver. In addition, the BLE module of the wireless power receiver transmits a BLE advertisement message to the BLE module of the wireless power transmitter through three channels. Then, the BLE module of the wireless power transmitter transmits a connection request message to the BLE module of the wireless power receiver. Thereafter, a BLE connection is established between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. Thereafter, the wireless power transmitter and the wireless power receiver perform wireless power transmission authentication through the BLE module. Thereafter, the wireless power transmitter transmits wireless power to the wireless power receiver. In addition, the wireless power transmitter and the wireless power receiver perform power control through the BLE module. Thereafter, the wireless power receiver transmits a caching power level request message to the wireless power transmitter through the BLE module. The caching power level request message may include a parameter related to a power level. Thereafter, the wireless power transmitter transmits a caching power level confirmation message to the wireless power receiver through the BLE module. Thereafter, the wireless power receiver may transmit a recovery power level request message to the wireless power transmitter through the BLE module and receive a recovery power level confirmation message from the wireless power transmitter through the BLE module.

본 명세서에서 사용된 용어 "부"는(예를 들면, 제어부 등), 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "부"는, 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리블록 (logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "부"는, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "부"는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "부"는 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, "부"는, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.As used herein, the term “unit” (eg, a control unit, etc.) may mean, for example, a unit including one or a combination of two or more of hardware, software, or firmware. The term “unit” may be used interchangeably with terms such as, for example, unit, logic, logical block, component, or circuit. A “part” may be a minimum unit of an integrally formed part or a part thereof. A “unit” may be a minimum unit or a part of performing one or more functions. “Part” may be implemented mechanically or electronically. For example, a “unit” may include one of an application-specific integrated circuit (ASIC) chip, field-programmable gate arrays (FPGAs) or programmable-logic device that performs certain operations, known or to be developed in the future. It may include at least one.

다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들어, 메모리가 될 수 있다.At least a portion of an apparatus (eg, modules or functions thereof) or a method (eg, operations) according to various embodiments is, for example, a computer-readable storage medium in the form of a program module It can be implemented as a command stored in . When the instruction is executed by a processor, the one or more processors may perform a function corresponding to the instruction. The computer-readable storage medium may be, for example, a memory.

컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체/컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.Computer-readable storage media/computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (eg, magnetic tape), and optical media (eg, compact CD-ROMs). disc read only memory), digital versatile disc (DVD), magneto-optical media (such as floppy disk), hardware devices (such as read only memory (ROM), random access memory), or flash memory, etc.) In addition, program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter as well as machine code such as generated by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the various embodiments, and vice versa.

다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술된 구성 요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.A module or program module according to various embodiments may include at least one or more of the above-described components, some may be omitted, or may further include additional other components. Operations performed by a module, a program module, or other components according to various embodiments may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or in a heuristic method. Also, some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added.

본 명세서에 사용된 용어 "하나"는 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 또한, 청구 범위에서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입 문구를 사용하는 것은, 동일한 청구항에 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입 문구 및 "하나" 같은 불명료한 문구가 포함되어 있는 경우라 할지라도, 불명료한 문구 "하나"에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 요소를 하나만을 포함하는 발명에 대해 그렇게 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 제한한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.As used herein, the term “a” is defined as one or more than one. Also, use of introductory phrases such as “at least one” and “one or more” in a claim includes introductory phrases such as “at least one” and “one or more” and an obscure phrase such as “a” in the same claim. Even if there is, the introduction of another claim element by the ambiguous phrase "a" shall be construed to mean to limit any particular claim containing the claim element so introduced, to an invention containing only one such element. shouldn't be

달리 명시하지 않는 한, "제1" 및 "제2"와 같은 용어는 그러한 용어가 설명하는 요소들을 임의로 구별하는 데 사용된다. 따라서, 이들 용어는 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선 순위를 나타내도록 반드시 의도된 것은 아니며, 특정 수단이 서로 다른 청구항들에 열거되어 있다는 단순한 사실만으로 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 이들 용어는 그러한 요소의 시간적 또는 다른 우선 순위를 나타내도록 반드시 의도되지는 않는다. 특정 조치가 서로 다른 주장에 인용되었다는 단순한 사실만으로 이러한 조치의 조합이 유용하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.Unless otherwise specified, terms such as “first” and “second” are used to arbitrarily distinguish between the elements described by such terms. Accordingly, these terms are not necessarily intended to indicate a temporal or other priority of such elements, and the mere fact that certain measures are recited in different claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage. . Accordingly, these terms are not necessarily intended to indicate the temporal or other priorities of such elements. The mere fact that certain measures are cited in different claims does not indicate that a combination of these measures cannot be useful.

동일한 기능을 달성하기 위한 구성 요소의 배열은 효과적으로 "관련"되어 원하는 기능이 달성된다. 따라서, 특정 기능성을 달성하기 위해 결합된 임의의 2 개의 구성 요소는 구조 또는 중개하는 구성 요소와 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "관련"되는 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로 이와 같이 연관된 두 개의 구성 요소는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "작동 가능하게 연결"되거나 "작동 가능하게 결합된" 것으로 간주될 수 있다.The arrangement of components to achieve the same function is effectively “related” such that the desired function is achieved. Thus, any two components combined to achieve a particular functionality may be considered "related" to each other so that the desired function is achieved, regardless of structure or intervening component. Likewise, two components thus associated may be considered “operably connected” or “operably coupled” to each other to achieve a desired function.

또한, 통상의 기술자는 전술한 동작들의 기능성 사이의 경계가 단지 예시적인 것임을 인식할 것이다. 복수의 동작들은 단일 동작으로 결합될 수 있고, 단일 동작은 추가 동작들로 분산될 수 있으며, 동작들은 시간적으로 적어도 부분적으로 겹쳐서 실행될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예들은 특정 동작에 대한 복수의 인스턴스들을 포함할 수 있고, 동작들의 순서는 다양한 다른 실시예에서 변경될 수 있다. 그러나, 다른 수정, 변형 및 대안이 또한 가능하다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.Also, those skilled in the art will recognize that the boundaries between the functionality of the operations described above are illustrative only. A plurality of operations may be combined into a single operation, the single operation may be distributed into additional operations, and the operations may be executed at least partially overlapping in time. Also, alternative embodiments may include multiple instances of a particular operation, and the order of operations may be changed in various other embodiments. However, other modifications, variations and alternatives are also possible. Accordingly, the detailed description and drawings are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.

"X일 수 있다"는 문구는 조건 X가 충족될 수 있음을 나타낸다. 이 문구는 또한 조건 X가 충족되지 않을 수도 있음을 나타낸다. 예를 들어, 특정 구성 요소를 포함하는 시스템에 대한 참조는 시스템이 특정 구성 요소를 포함하지 않는 시나리오도 포함해야 한다. 예를 들어, 특정 동작을 포함하는 방법에 대한 참조는 해당 방법이 특정 구성 요소를 포함하지 않는 시나리오도 포함해야 한다. 그러나 또 다른 예를 들면, 특정 동작을 수행하도록 구성된 시스템에 대한 참조는 시스템이 특정 작업을 수행하도록 구성되지 않은 시나리오도 포함해야 한다.The phrase “may be X” indicates that condition X may be satisfied. This phrase also indicates that condition X may not be met. For example, a reference to a system that includes a specific component should also include scenarios in which the system does not include the specific component. For example, a reference to a method that includes a particular action must also include a scenario in which the method does not include the particular component. As another example, however, references to a system configured to perform a specific action should also include scenarios in which the system is not configured to perform a specific action.

용어 "포함하는", "갖는", "구성된", "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진"은 상호 교환적으로 사용된다. 예를 들어, 임의의 방법은 적어도 도면 및/또는 명세서에 포함된 동작을 포함할 수 있으며, 도면 및/또는 명세서에 포함된 동작만을 포함할 수 있다.The terms “comprising,” “having,” “consisting of,” “consisting of, and “consisting essentially of are used interchangeably. For example, any method may include at least the acts contained in the drawings and/or the specification, and may include only the acts contained in the drawings and/or the specification.

통상의 기술자는 논리 블록들 사이의 경계가 단지 예시적인 것이며, 대안적인 실시 예들이 논리 블록들 또는 회로 소자들을 병합하거나 또는 다양한 논리 블록들 또는 회로 소자들 상에 기능의 대체적인 분해를 부과할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 여기에 도시된 아키텍처는 단지 예시적인 것이며, 사실 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.One of ordinary skill in the art would recognize that the boundaries between logical blocks are exemplary only, and that alternative embodiments may incorporate logical blocks or circuit elements or impose an alternative decomposition of functionality on the various logical blocks or circuit elements. will recognize that Accordingly, it should be understood that the architecture shown herein is exemplary only, and in fact, many other architectures may be implemented that achieve the same functionality.

또한, 예를 들어, 일 실시예에서, 도시된 예들은 단일 집적 회로 상에 또는 동일한 장치 내에 위치된 회로로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 상기 예들은 임의의 수의 개별적인 집적 회로들 또는 적합한 방식으로 서로 상호 접속된 개별 장치들로서 구현될 수 있으며, 다른 변경, 수정, 변형 및 대안들이 또한 가능하다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.Also, for example, in one embodiment, the illustrated examples may be implemented as circuitry located on a single integrated circuit or within the same device. Alternatively, the above examples may be implemented as any number of individual integrated circuits or individual devices interconnected to each other in any suitable manner, and other variations, modifications, variations and alternatives are also possible. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.

또한, 예를 들어, 상기 예들 또는 그 일부는, 임의의 적절한 유형의 하드웨어 기술 언어와 같은, 물리적 회로 또는 물리적 회로로 변환 가능한 논리적 표현의 소프트웨어 또는 코드 표현으로서 구현될 수 있다.Also, for example, the examples or portions thereof may be implemented as a software or code representation of a physical circuit or a logical representation convertible into a physical circuit, such as any suitable type of hardware description language.

또한, 본 명세서는 비 프로그래머블 하드웨어로 구현된 물리적 장치 또는 유닛으로 제한되지 않지만, 일반적으로 본원에서는 '컴퓨터 시스템'으로 표시되는 메인 프레임, 미니 컴퓨터, 서버, 워크스테이션, 개인용 컴퓨터, 노트패드(notepad), 개인용 디지털 정보 단말기(PDA), 전자 게임(electronic games), 자동차 및 기타 임베디드 시스템, 휴대전화 및 다양한 다른 무선 장치 등과 같은, 적절한 프로그램 코드에 따라 동작함으로써 원하는 장치 기능을 수행할 수 있는 프로그램 가능한 장치 또는 유닛에도 적용될 수 있다.Further, although this disclosure is not limited to physical devices or units implemented in non-programmable hardware, mainframes, mini computers, servers, workstations, personal computers, notepads, generally referred to herein as 'computer systems' , personal digital assistants (PDAs), electronic games, automobiles and other embedded systems, cell phones, and various other wireless devices, such as programmable devices capable of performing desired device functions by operating in accordance with appropriate program code. Alternatively, it may be applied to units as well.

이 명세서에 언급된 시스템, 장치 또는 디바이스는 적어도 하나의 하드웨어 구성 요소를 포함한다.A system, apparatus, or device referred to in this specification includes at least one hardware component.

본 명세서에 설명된 바와 같은 연결들은 예를 들어 중간 장치를 통해 각각의 노드, 유닛 또는 장치로부터 또는 각각의 노드, 유닛 또는 장치로 신호를 전송하기에 적합한 임의의 유형의 연결일 수 있다. 따라서, 묵시적으로 또는 달리 언급되지 않는 한, 연결은 예를 들어 직접 연결 또는 간접 연결일 수 있다. 연결은 단일 연결, 다수의 연결, 단방향 연결 또는 양방향 연결이라는 것을 참조하여 설명되거나 묘사될 수 있다. 그러나, 서로 다른 실시 예들은 연결의 구현을 변화시킬 수 있다. 예를 들어 양방향 연결이 아닌 별도의 단방향 연결을 사용할 수 있으며 그 반대의 경우도 가능할 수 있다. 또한, 다수의 연결은 복수의 신호를 순차적으로 또는 시간 다중화 방식으로 전송하는 단일 연결로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 신호를 전송하는 단일 연결은 이러한 신호의 서브 세트를 전송하는 다양한 연결로 분리될 수 있다. 따라서 신호를 전송하기 위한 많은 옵션들이 존재한다.Connections as described herein may be any type of connection suitable for transmitting a signal to or from each node, unit or apparatus, for example via an intermediate apparatus. Thus, unless implied or otherwise stated, a connection may be, for example, a direct connection or an indirect connection. A connection may be described or depicted with reference to being a single connection, multiple connections, one-way connection, or two-way connection. However, different embodiments may change the implementation of the connection. For example, a separate one-way connection can be used rather than a two-way connection, and vice versa. In addition, a plurality of connections may be replaced with a single connection that transmits a plurality of signals sequentially or in a time multiplexing manner. Likewise, a single connection carrying multiple signals may be split into various connections carrying subsets of these signals. Therefore, many options exist for transmitting the signal.

통상의 기술자는 논리 블록들 사이의 경계가 단지 예시적인 것이며, 대안적인 실시 예들이 논리 블록들 또는 회로 소자들을 병합하거나 또는 다양한 논리 블록들 또는 회로 소자들 상에 기능의 대체적인 분해를 부과할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 여기에 도시된 아키텍처는 단지 예시적인 것이며, 사실 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.One of ordinary skill in the art would recognize that the boundaries between logical blocks are exemplary only, and that alternative embodiments may incorporate logical blocks or circuit elements or impose an alternative decomposition of functionality on the various logical blocks or circuit elements. will recognize that Accordingly, it should be understood that the architecture shown herein is exemplary only, and in fact, many other architectures may be implemented that achieve the same functionality.

청구항에서, 괄호 사이에 위치한 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. '포함하는'이라는 단어는 청구항에 나열된 요소들 또는 동작들의 존재를 배제하지 않는다.In the claims, any reference signs placed between parentheses shall not be construed as limiting the claim. The word 'comprising' does not exclude the presence of elements or acts listed in a claim.

이상에서 본 명세서의 기술에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명되었다. 여기서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 명세서의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 본 명세서의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 명세서는 본 명세서의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.In the above, preferred embodiments of the technology of the present specification have been described with reference to the accompanying drawings. Here, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present specification. The scope of the present specification is not limited to the embodiments disclosed herein, and the present specification may be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the spirit and claims of the present specification.

Claims (1)

무선 전력 수신기에 있어서,
동작 주파수(operating frequency)에서 1차 코일을 구비한 무선 전력 송신기와 자기 커플링(magnetic coupling)에 의해 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하고, 상기 무선 전력에 의해 발생하는 교류 신호를 직류 신호로 변환하도록 구성된 전력 픽업 회로(power pick-up circuit);
상기 동작 주파수를 이용하여 상기 무선 전력 송신기와 인밴드(in-band) 통신을 수행하고, 상기 동작 주파수와 다른 주파수를 이용하여 상기 무선 전력 송신기 또는 다른 디바이스와 아웃밴드(out-band) 통신을 수행하도록 구성된 통신 회로(communication circuit); 및
상기 무선 전력 수신기의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된 컨트롤 회로(control circuit)을 포함하는 무선 전력 수신기.
A wireless power receiver comprising:
Receives wireless power from the wireless power transmitter by magnetic coupling with a wireless power transmitter having a primary coil at an operating frequency, and converts an AC signal generated by the wireless power into a DC signal a power pick-up circuit configured to convert;
Perform in-band communication with the wireless power transmitter using the operating frequency, and perform out-band communication with the wireless power transmitter or other device using a frequency different from the operating frequency a communication circuit configured to do so; and
and a control circuit configured to control an overall operation of the wireless power receiver.
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