KR20220102869A - 무선 전력 수신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 전력 수신 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 방법은, 배터리의 전원을 이용하여 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출하고, 이물질이 검출될 때 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하고, 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력할 수 있다. 이물질이 검출될 때 무선 전력 수신 모듈의 동작을 중지시킬 수 있고, 이물질이 검출되지 않을 때 플래그의 설정 값을 리셋할 수 있다. 무선 전력 전송 모듈에 의해 무선 전력 수신 모듈이 동작을 시작할 때 플래그의 설정 값을 확인하고, 플래그가 이물질이 없는 것을 가리키는 값으로 리셋되어 있을 때 무선 전력 수신 모듈을 통해 무선 전력 전송 모듈로부터 전력을 무선으로 전송받을 수 있다.

Description

무선 전력 수신 장치 및 방법 {Apparatus and method for receiving power wirelessly}

본 발명은 무선으로 전력을 수신하는 장치와 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 전송 장치와 사이에 놓인 이물질을 검출하여 충전을 중단시키는 방법에 관한 것이다.

통신 및 정보 처리 기술이 발달함에 따라 스마트 폰 등은 스마트 단말기의 사용이 점차적으로 증가되고 있는데, 현재 스마트 단말에 많이 적용되고 있는 충전 방식은 전원에 연결된 어댑터를 스마트 단말기에 직접 연결하여 외부 전원을 공급받아 충전하거나 또는 호스트의 USB 단자를 통해 스마트 단말기에 연결하여 호스트의 USB 전원을 공급받아 충전하는 방식이다.

최근에는, 연결 선을 통해 어댑터에 또는 호스트에 스마트 단말기를 직접 연결해야 하는 불편함을 줄이기 위하여, 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 배터리를 무선으로 충전하는 무선 충전 방식이 점차 스마트 단말기에 적용되고 있다.

무선으로 전기 에너지를 공급하거나 공급받기 위한 방법이 몇 가지 있는데, 대표적으로 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의한 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling) 방식이 있다.

두 방식 모두 무선 충전 장치와 스마트 단말과 같은 전자 기기 사이에 통신 채널을 형성하여 데이터를 주고받음으로써 전력 전송의 안정성을 확보하고 전송 효율을 높일 수 있다. 유도 결합 방식은 무선으로 전력을 전송하는 동안 전력 수신 장치가 이동하여 전송 효율이 저하되는 문제가 있고, 공진 결합 방식은 통신 채널에 잡음이 발생하여 전력 전송이 중단되는 현상이 발생하는 문제가 있다.

전송 장치와 수신 장치 사이에 동전과 같은 금속 이물질이 있을 때, 전력 손실이 발생하고 금속 이물질에 무선 전송 전력이 집중되면 발열 위험이 있어서, 안정적인 전력 전송을 방해한다. 따라서, 최근 유도 결합 방식의 무선 충전 규격을 적용하는 제품에 전송 장치에 금속 이물질이 놓여 있는지 여부를 탐지할 수 있는 FOD(Foreign Object Detection) 기능이 필수적으로 구현되고 있다.

이물질을 검출하기 위한 방법으로, 무선 충전기가 전력을 전송하면서 측정하는 전송 코일의 공진 주파수에서의 큐-팩터(Q-Factor)와 수신 장치에 저장되어 전송되는 큐-팩터를 비교하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

무선 전력 수신 장치는, 무선 충전 때 자체 큐-팩터 값을 무선 충전기에 전달하여 무선 충전기가 이물질을 검출하는 것을 도울 뿐, 이물질 검출과 관련해서는 무선 충전기기에 의존하는 수동적인 역할밖에 할 수 없다.

하지만, 무선 충전기는 이물질을 검출하는 데에는 한계가 있어서, 클립과 같이 금속 물질의 크기가 작은 경우나 무선 전력 수신 장치, 예를 들어 스마트 폰의 케이스에 이물질이 있는 경우와 같이 무선 충전기가 이물질을 잘 검출하지 못하는 경우가 자주 발생하고, 이러한 경우 충전 효율이 떨어지고 열이 발생할 수 있다.

본 발명은 이러한 상황을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 전송 장치가 수신 장치 사이에 놓인 이물질을 검출하지 못하는 상황을 방지하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전송 장치와 수신 장치 사이에 이물질이 있는지 여부를 효과적으로 판단하고 이물질이 있을 때 충전을 중지시키는 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 방법은, 배터리의 전원을 이용하여 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출하는 단계; 이물질이 검출될 때, 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하는 단계; 및 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 2차 코일을 포함하는 매칭 회로와 매칭 회로의 동작 특성을 측정하기 위한 검출 수단을 포함하는 전력 수신부; 전력 수신부가 출력하는 전력을 이용하여 배터리를 충전하기 위한 전원부; 전력 수신부의 출력을 근거로 전력 수신부에 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 전송 모듈에 전달할 전력 제어 메시지를 생성하기 위한 제어부; 및 출력부를 포함하여 구성되고, 제어부는, 배터리의 전원을 이용하여 검출 수단을 통해 이물질을 검출하고, 이물질이 검출될 때 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하고 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.

수신 장치가 자체적으로 이물질을 검출하고 필요한 경우 무선 충전 동작을 중지시킴으로써, 이물질에 의해 충전 효율이 떨어지는 상황을 회피할 수 있게 된다.

또한, 충전기와 수신 장치 사이에 놓인 이물질에 의해 발열이 심하게 되고 화재가 발생할 수 있는 안전 문제를 회피할 수 있다.

도 1은 무선 전력 전송 장치로부터 전자 기기로 전력이 무선으로 전송되는 것을 개념적으로 나타낸 것이고,
도 2는 전자기 유도 방식으로 전력을 무선으로 전송하기 위한 전송 모듈의 전력 변환부의 회로 구성을 개념적으로 도시한 것이고,
도 3은 무선 전력 전송 모듈과 수신 모듈이 전력과 메시지를 주고받기 위한 구성을 도시한 것이고,
도 4는 무선 전력 전송 모듈과 수신 모듈 사이 전력 전송을 제어하기 위한 루프를 블록으로 도시한 것이고,
도 5는 입력 전압과 출력 전압의 비율을 이용하여 Q 팩터를 검출하기 위한 회로와 검출되는 Q 팩터에 대한 그래프를 도시한 것이고,
도 6은 신호의 감쇠를 검출하여 이물질 여부를 판단하는 개념을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명에 따라 이물질을 검출하고 이물질의 부착 여부를 알리기 위한 전자 기기의 구성을 기능 블록으로 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따라 전자 기기가 이물질을 검출하여 이를 알리는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 무선 전력 수신 장치 및 방법에 대한 실시예를 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 무선 전력 전송 장치로부터 전자 기기로 전력이 무선으로 전송되는 것을 개념적으로 나타낸 것이다.

무선 전력 전송 장치(1)는, 전자 기기(2)가 필요로 하는 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달 장치이거나, 무선으로 전력을 전달함으로써 전자 기기(2)의 배터리를 충전하기 위한 무선 충전 장치일 수 있고, 또는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 전자 기기(2)에 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.

전자 기기(2)는 무선 전력 전송 장치(1)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기로, 무선으로 수신되는 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수도 있다. 무선으로 전력을 수신하는 전자 기기는 휴대가 가능한 전자 기기, 예를 들어 스마트 폰이나 스마트 단말, 태블릿 컴퓨터, 멀티미디어 단말, 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 장치 등의 입출력 장치, 보조 배터리 등을 포함할 수 있다.

무선 전력 전송 장치(1)의 무선 전력 신호에 의한 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식, 즉 무선 전력 전송 장치(1)에서 전송하는 무선 전력 신호에 의하여 전자 기기(2)에서 공진이 발생하고 공진 현상에 의하여 무선 전력 전송 장치(1)로부터 전자 기기(2)로 접촉 없이 무선으로 전력이 전달될 수 있는데, 전자기 유도 현상에 의하여 1차 코일에서 교류 전류에 의해 자기장을 변화시켜 2차 코일 쪽에 전류를 유도함으로써 전력을 전달한다.

무선 전력 전송 장치(1)의 1차 코일에 흐르는 전류의 세기가 변화하면, 그 전류에 의해 1차 코일 또는 전송 코일(primary coil, TX coil)을 통과하는 자기장이 변화하고, 변화된 자기장은 전자 기기(2) 내의 2차 코일 또는 수신 코일(secondary coil, RX coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.

무선 전력 전송 장치(1) 측의 1차 코일과 전자 기기(2) 측의 2차 코일이 근접하도록 무선 전력 전송 장치(1) 및 전자 기기(2)를 배치하고, 무선 전력 전송 장치(1)가 1차 코일의 전류가 변화하도록 제어하면, 전자 기기(2)는 2차 코일에 유도된 기전력을 이용하여 배터리와 같은 부하에 전원을 공급한다.

유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 무선 전력 전송 장치(1)와 전자 기기(2) 사이의 배치와 거리의 영향을 받게 되므로, 무선 전력 전송 장치(1)는 평평한 인터페이스 표면을 포함하도록 구성되고 인터페이스 표면의 하부에는 1차 코일이 장착되고, 인터페이스 표면 상부에 하나 이상의 전자 기기가 놓일 수 있다. 인터페이스 표면 하부에 장착된 1차 코일과 인터페이스 표면 상부에 위치한 2차 코일 사이 공간을 충분히 작게 함으로써 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 올릴 수 있다.

인터페이스 표면 상부에는 전자 기기가 놓일 위치를 지시하는 마크가 표시될 수 있는데, 인터페이스 표면 하부에 장착된 1차 코일과 2차 코일 사이의 배열이 적합하게 이루어지도록 하는 전자 기기의 위치를 지시할 수 있다. 전자 기기의 위치를 안내하기 위한 돌출 형태의 구조물이 인터페이스 표면 상부에 형성될 수도 있고, 인터페이스 표면 하부에 자석과 같은 자성체를 형성하여 전자 기기 내부에 마련된 다른 극의 자성체와의 인력에 의하여 1차 코일과 2차 코일이 잘 배열되도록 안내할 수도 있다.

도 2는 전자기 유도 방식으로 전력을 무선으로 전송하기 위한 전송 모듈의 전력 변환부의 회로 구성을 개념적으로 도시한 것이다.

무선 전력 전송 모듈은 크게 전원 및 인버터와 공진 회로로 구성되는 전력 변환부를 포함하여 구성될 수 있는데, 전원은 전압원이나 전류원이 될 수 있고 전력 변환부는 전원으로부터 공급되는 전력을 무선 전력 신호로 변환하여 무선 전력 수신 모듈에 전달한다. 무선 전력 신호는 공진 특성을 갖는 자기장 또는 전자기장 형태로 형성되고, 공진 회로는 무선 전력 신호를 발생시키는 코일을 포함한다.

인버터는 스위칭 소자와 제어 회로를 통해 직류 입력을 원하는 전압과 주파수의 교류 파형으로 변환하는데, 도 2에서는 풀 브리지(Full-bridge) 인버터를 도시한 것이고, 하프 브리지 인버터 등 다른 종류의 인버터도 가능하다.

공진 회로는 자기 유도 방식으로 전력을 전송할 1차 코일(Lp)과 커패시터(Cp)를 포함하여 구성되는데, 코일과 커패시터가 전력 전송의 기본 공진 주파수를 결정한다. 1차 코일은 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성하고, 평판 형태 또는 솔레노이드 형태로 구현될 수 있다.

인버터에 의해 변환된 교류 전류가 공진 회로를 구동시킴으로써 1차 코일에 자기장이 형성되는데, 인버터가 포함된 스위치의 온/오프 타이밍을 제어하여 공진 회로의 공진 주파수에 가까운 주파수의 교류를 생성하여 전송 모듈의 전송 효율을 높일 수 있고, 인버터를 제어함으로써 전송 모듈의 전송 효율을 변경할 수 있다.

도 3은 무선 전력 전송 모듈과 수신 모듈이 전력과 메시지를 주고받기 위한 구성을 도시한 것이다.

전력 변환부는 수신 모듈의 수신 상태와 상관없이 일방적으로 전력을 전송할 뿐이므로, 수신 모듈의 상태에 맞도록 전력을 전송하기 위해서는 수신 모듈로부터 수신 상태와 관련된 피드백을 받기 위한 구성이 무선 전력 전송 모듈에 필요하다.

무선 전력 전송 모듈(100)은 전력 변환부(110), 통신부(120), 제어부(130) 및 전원부(140)를 포함하여 구성될 수 있고, 무선 전력 수신 모듈(200)은 전력 수신부(210), 통신부(220) 및 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있고 수신되는 전력이 공급될 부하(또는 전원부)(240)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 부하(240)는 전력 수신부(210)로부터 공급되는 전력으로 내부 배터리를 충전하기 위한 충전부를 포함할 수 있다.

전력 변환부(110)는, 도 2의 인버터와 공진 회로로 구성되고, 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

통신부(120)는, 전력 변환부(110)에 연결되어, 전송 모듈(100)로부터 자기 유도에 따라 무선으로 전력을 수신하는 수신 모듈(200)에 의하여 변조되는 무선 전력 신호를 복조하여 전력 제어 메시지를 검출할 수 있다.

제어부(130)는, 통신부(120)가 검출하는 메시지를 기초로, 전력 변환부(110)의 동작 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정하고, 전력 변환부(110)를 제어하여 전력 변환부(110)가 메시지에 적합한 무선 전력 신호를 생성하도록 할 수 있다. 통신부(120)와 제어부(130)는 하나의 모듈로 구성될 수 있다.

전력 수신부(210)는, 전력 변환부(110)의 1차 코일에서 발생하는 자기장의 변화에 따라 유도 기전력이 발생하는 2차 코일과 커패시터로 구성되는 매칭 회로를 포함하고, 2차 코일에 흐르는 교류 전류를 정류하여 직류 전류를 출력하는 정류 회로를 포함할 수 있다.

수신 모듈의 통신부(220)는, 전력 수신부(210)에 연결되고, DC에서의 저항 부하 및/또는 AC에서의 용량성 부하를 조절하는 방식으로 전력 수신부의 부하를 조절함으로써, 전송 모듈과 수신 모듈 사이의 무선 전력 신호를 변화시켜 전력 제어 메시지를 전송 모듈에 전송할 수 있다.

수신 모듈의 제어부(230)는, 수신 모듈에 포함된 각 구성 요소를 제어하는데, 전력 수신부(210)의 출력을 전류 또는 전압 형태로 측정하고, 이를 근거로 통신부(220)를 제어하여 무선 전력 전송 모듈(100)에 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 메시지는 무선 전력 전송 모듈(100)로 하여금 무선 전력 신호의 전달을 시작하거나 종료하도록 지시할 수 있고 또한 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 할 수 있다.

전송 모듈의 전력 변환부(110)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 전력 수신부(210)에 의하여 수신되고, 수신 모듈의 제어부(230)는 무선 전력 신호를 변조하도록 통신부(220)를 제어하는데, 제어부(230)는 통신부(220)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 변하도록 하는 변조 과정을 수행할 수 있다. 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량이 변하면 무선 전력 신호를 형성시키는 전력 변환부(110)의 전류 및/또는 전압도 바뀌고, 무선 전력 전송 모듈(100)의 통신부(120)는 전력 변환부(110)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조 과정을 수행할 수 있다.

수신 모듈의 제어부(230)는, 무선 전력 전송 모듈(100)에게 전달하고자 하는 메시지를 포함하는 패킷을 생성하고 생성되는 패킷을 포함하도록 무선 전력 신호를 변조하고, 전송 모듈의 제어부(130)는 통신부(120)를 통해 추출한 패킷을 디코딩 하여 전력 제어 메시지를 획득할 수 있는데, 수신 모듈의 제어부(230)는 수신되는 파워를 조절하기 위하여 전력 수신부(210)를 통해 수신되는 전력량을 근거로 무선 전력 신호의 특성을 변경을 요청하는 메시지를 전송할 수 있다.

도 4는 무선 전력 전송 모듈과 수신 모듈 사이 전력 전송을 제어하기 위한 루프를 블록으로 도시한 것이다.

전송 모듈(100)의 전력 변환부(110)에서 발생하는 자기장의 변화에 따라 수신 모듈(200)의 전력 수신부(210)에서 전류가 유도되어 전력이 전송되고, 수신 모듈의 제어부(230)는 원하는 제어 점, 즉 원하는 출력 전류 및/또는 전압을 선택하고, 전력 수신부(210)을 통해 수신되는 전력의 실제 제어 점을 결정한다.

수신 모듈(100)의 제어부(230)는 전력이 전송되는 동안 원하는 제어 점과 실제 제어 점을 이용하여 제어 에러 값을 계산하는데, 예를 들어 2개의 출력 전압 또는 전류의 차이를 제어 에러 값으로 취할 수 있다. 원하는 제어 점에 도달하기 위해 적은 전력이 요구되면, 예를 들어 마이너스 값이 되고, 원하는 제어 점에 도달하기 위해 더 많은 전력이 필요하면 플러스 값이 되도록 제어 에러 값을 결정할 수 있다. 수신 모듈(200)의 제어부(230)는 통신부(220)를 통해 전력 수신부(210)의 리액턴스를 시간에 따라 변경하는 방식으로 계산된 제어 에러 값을 포함하는 패킷을 생성하여 전송 모듈(100)에 전송할 수 있다.

전송 모듈의 통신부(120)는 수신 모듈(200)에 의하여 변조되는 무선 전력 신호에 포함되는 패킷을 복조하여 메시지를 검출하는데, 제어 에러 값을 포함하는 제어 에러 패킷을 복조할 수 있다.

전송 모듈의 제어부(130)는, 통신부(120)를 통해 추출한 제어 에러 패킷을 디코딩 하여 제어 에러 값을 얻고, 전력 변환부(110)에 실제로 흐르는 실제 전류 값과 제어 에러 값을 이용하여 수신 모듈이 원하는 전력을 전송하기 위한 새로운 전류 값을 결정할 수 있다.

전송 모듈의 제어부(130)는, 수신 모듈로부터 제어 에러 패킷을 수신하는 과정으로부터 시스템이 안정화되면, 1차 코일에 흐르는 실제 전류 값이 새로운 전류 값이 되도록 새로운 동작 점, 즉 1차 코일에 인가되는 AC 전압의 크기, 주파수, 듀티 비 등이 새로운 값에 이르도록 전력 변환부(110)를 제어하고, 수신 모듈이 추가로 제어 정보나 상태 정보를 통신할 수 있도록 새로운 동작 점을 계속 유지하도록 한다.

무선 전력 전송 모듈(100)과 무선 전력 수신 모듈(200) 사이 상호 작용은 선택(selection), 핑(ping), 식별/구성(identification & configuration) 및 파워 전송(power transfer)을 포함하여 4가지 단계로 이루어질 수 있다. 선택 단계는 전송 모듈이 인터페이스 표면 위에 놓인 대상물을 발견하기 위한 단계이고, 핑 단계는 대상물이 수신 모듈을 포함하는 지 여부를 확인하는 단계이고, 식별/구성 단계는 수신 모듈에 전력을 보내기 위한 준비 단계로 수신 모듈로부터 적절한 정보를 수신하고 이를 근거로 수신 모듈과 전력 전송 계약(Power Transfer Contract)을 체결하고, 파워 전송 단계는 전송 모듈과 수신 모듈의 상호 작용으로 실제로 전력을 무선으로 수신 모듈에 전송하는 단계이다.

핑 단계에서는, 수신 모듈(200)이 1차 코일과 수신 코일의 자속 결합 정도를 가리키는 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet, SSP)을 공진 파형의 변조를 통해 전송 모듈(100)에 전송하는데, 신호 강도 패킷(SSP)은 수신 모듈에서 정류한 전압을 모니터링 하여 생성하는 메시지로서, 전송 모듈(100)은 이를 수신 모듈(200)로부터 수신하여 전력 전송을 위한 초기 구동 주파수를 선정하는 데 활용할 수 있다.

식별/구성 단계에서는, 수신 모듈(200)의 버전, 제조사 코드, 장치 식별 정보 등을 포함하는 식별 패킷(Identification Packet), 수신 모듈(200)의 최대 파워, 파워 전송 방법 등의 정보를 포함하는 구성 패킷(Configuration Packet) 등을 수신 모듈(200)이 전송 모듈(100)에 전송한다.

파워 전송 단계에서는, 수신 모듈(200)이 전력 신호를 수신하는 동작 점과 파워 전송 계약에서 정한 동작 점과의 차이를 가리키는 제어 에러 패킷(Control Error Packet, CEP), 수신 모듈(200)이 인터페이스 표면을 통해 수신하는 파워의 평균 값을 가리키는 수신 파워 패킷(Received Power Packet, RPP) 등을 수신 모듈(200)이 전송 모듈(100)에 전송한다.

수신 파워 패킷(RPP)은, 수신 모듈의 전력 수신부(210)의 정류 전압, 부하 전류, 옵셋 전력 등을 감안한 수신 전력량 데이터로, 수신 모듈(200)에 의해 전력을 수신 중에 계속하여 전송 모듈(100)로 전송되고, 전송 모듈(100)은 이를 수신하여 전력 제어를 위한 연산 인자로 사용한다.

전송 모듈의 통신부(120)는 각각 공진 파형의 변화로부터 패킷을 추출하고, 제어부(130)는 추출되는 패킷을 디코딩 하여 메시지를 얻고 이를 기초로 전력 변환부(110)를 제어하여 수신 모듈(200)이 요청하는 대로 파워 전송 특성을 바꾸면서 전력을 무선으로 전송할 수 있다.

한편, 유도 결합에 의해 전력을 무선으로 전달 방식에서 그 효율은 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 전송 모듈(100)과 수신 모듈(200) 사이의 배열과 거리의 영향을 받게 된다.

무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역을 두 가지로 구분할 수 있는데, 전송 모듈(100)이 수신 모듈(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 인터페이스 표면의 부분을 활동 영역이라고 할 수 있고, 전송 모듈(100)이 수신 모듈(200)의 존재를 감지할 수 있는 영역을 감지 영역이라 할 수 있다.

전송 모듈의 제어부(130)는, 수신 모듈(200)이 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되거나 제거되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있는데, 전력 변환부(110)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나 별도로 구비되는 센서에 의하여 수신 모듈(200)이 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다.

예를 들어, 전송 모듈의 제어부(130)는 감지 영역에 존재하는 수신 모듈(200)로 인하여 무선 전력 신호가 영향을 받아 전력 변환부(110)의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링 함으로써 수신 모듈(200)의 존재를 검출할 수 있다. 전송 모듈의 제어부(130)는 수신 모듈(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 수신 모듈(200)을 식별하는 과정을 수행하거나 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부 등을 결정할 수 있다.

전송 모듈의 전력 변환부(110)는 위치 결정부를 더 포함할 수 있는데, 위치 결정부는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 1차 코일을 이동 또는 회전시킬 수 있고, 특히 수신 모듈(200)이 전송 모듈(100)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.

위치 결정부는 전송 모듈(100)의 1차 코일과 수신 모듈(200)의 2차 코일의 중심간 거리가 일정 범위 이내가 되도록 1차 코일을 이동시키거나 1차 코일과 수신 코일의 중심이 중첩되도록 1차 코일을 이동시키는 구동부를 포함하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 전송 모듈(100)은 수신 모듈(200)의 위치를 감지하기 위한 센서나 감지부를 더 구비할 수 있고, 전송 모듈의 제어부(130)는 감지부의 센서로부터 수신하는 수신 모듈(200)에 대한 위치 정보를 기초로 위치 결정부를 제어할 수 있다.

또는, 전송 모듈의 제어부(130)는 통신부(120)를 통하여 수신 모듈(200)과의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고 이를 기초로 위치 결정부를 제어할 수도 있다.

또한, 전송 모듈(100)은 둘 이상 복수의 1차 코일을 포함하도록 형성되어 복수의 1차 코일 중에서 수신 모듈(200)의 수신 코일과 적합하게 배열되는 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전송 효율을 높일 수 있는데, 이 경우 위치 결정부는 복수의 1차 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다.

활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 1차 코일 또는 하나 이상의 1차 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있는데, 전송 모듈의 제어부(130)는, 수신 모듈(200)의 위치를 감지하고 이를 기초로 활동 영역을 결정하고, 활동 영역에 대응되는 주요 셀을 구성하는 전송 모듈을 연결하고 해당 전송 모듈의 1차 코일과 수신 모듈(200)의 2차 코일이 유도 결합될 수 있도록 제어할 수 있다.

한편, 수신 모듈(200)은 스마트 폰 또는 멀티미디어 재생 단말을 포함하는 스마트 폰이나 스마트 기기와 같은 전자 기기 내에 내장되고, 전자 기기가 전송 모듈(100)의 인터페이스 표면 위에 수직이나 수평 방향으로 일정하지 않은 방향이나 위치로 놓이게 되므로, 전송 모듈은 넓은 활동 영역을 필요로 한다.

활동 영역을 넓히기 위하여 복수 개의 1차 코일을 사용할 경우, 1차 코일 개수만큼 구동 회로가 필요하고 복수 개의 1차 코일에 대한 제어가 복잡해지므로, 제품화할 때 전송 모듈 즉 무선 충전기의 비용 증가가 발생한다. 또한, 활동 영역을 확대하기 위하여 전송 코일의 위치를 바꾸는 방식을 적용하는 경우에도 1차 코일의 위치를 옮기기 위한 이송 메커니즘을 구비해야 하므로, 부피와 무게가 커지고 제작 비용이 많아지는 문제가 있다.

위치가 고정된 하나의 1차 코일을 가지고도 활동 영역을 확장하는 방법이 있다면 효과적이지만, 단순하게 1차 코일의 크기를 키운다면 1차 코일의 단위 면적당 자속 밀도가 떨어지고 송수신 코일 사이에 자기 결합력이 약해져 기대하는 만큼 활동 영역이 증가하지도 않고 전송 효율도 떨어지게 된다.

이와 같이, 활동 영역의 확대와 전송 효율의 향상을 위하여 1차 코일의 적절한 형상과 크기를 결정하는 것이 중요하다. 둘 이상의 1차 코일을 채용하는 다중 코일 방식이 무선 전력 전송 모듈의 활동 영역을 확대하는 방법으로 효과적이다.

한편, 수신 장치와 전송 장치 사이에 이물질, 특히 금속 이물질이 놓여 있는지 여부를 검출하기 위한 방법 중 하나는 전송 장치 또는 수신 장치의 Q 팩터가 바뀌어 있는지 여부를 판단하는 것으로, 저장되어 있는 Q 팩터와 새로 검출한 Q 팩터가 다르면 이물질이 있다고 판단할 수 있다.

도 5는 입력 전압과 출력 전압의 비율을 이용하여 Q 팩터를 검출하기 위한 회로와 검출되는 Q 팩터에 대한 그래프를 도시한 것이다.

커패시터(C)와 코일(L)을 포함하는 공진 회로에 주파수를 바꾸어 가면서 교류 전압을 입력 전압(V1)으로 입력하여 코일(L) 양단에 걸리는 전압을 출력 전압(V2)로 검출하고, 출력 전압(V2)와 입력 전압(V1)의 비를 이용하여 Q 팩터를 계산할 수 있는데, 도 5의 오른쪽 그래프에서 100kHz 주파수가 공진 주파수가 되어 공진 주파수에서 가장 높은 출력 전압이 발생하는 것을 볼 수 있다.

도 6은 신호의 감쇠를 검출하여 이물질 여부를 판단하는 개념을 도시한 것이다. 공진 주파수 또는 공진 주파수에 가까운 주파수의 입력 전압을 공진 회로에 공급할 때, 공진 회로의 출력 신호는

로 표현되고, 여기서

이고,

이다.

공진 회로 가까이에 이물질이 없으면(NO FO), 출력 신호는 시간이 진행함에 따라 회로를 구성하는 저항 성분에 의한 자연 감쇠가 약간 발생하여 서서히 신호가 감소하지만, 공진 회로 가까이에 이물질이 있을 때(With FO), 이물질과 공진 회로의 상호 작용으로 인해 출력 신호는 급속히 감쇠하게 된다.

이와 같이 공진 회로를 공진 주파수 부근의 주파수로 구동할 때 출력 신호의 감쇠 정도를 검출하여 이물질의 근접 여부를 판단할 수 있다.

무선 충전기에 도 5나 도 6과 같이 이물질 근접 여부를 판단하기 위한 수단을 구비할 수도 있지만, 무선 충전기는 수신 장치의 Q 팩터나 공진 주파수를 모르기 때문에, 이물질이 충전기와 수신 장치 사이에 있는지 정확하게 판단하는 것이 쉽지 않다.

최근 무선 충전기 가능한 스마트 폰과 같은 수신 장치는 장치 보호를 위해 전용 케이스에 씌워진 상태로 사용되고 또한 무선 충전기에 올려지는데, 케이스 내부에 NFC와 같은 RF 기능이 있는 RF 모듈을 포함하는 신용 카드가 수납되기도 한다. 이러한 신용 카드의 RF 모듈은 무선 충전 동작을 방해하는 이물질 역할을 한다.

이와 같이, 무선 충전기 위에 동전이나 클립이 놓인 상태로 수신 장치가 무선 충전기의 인터페이스 표면 위에 놓여 이물질이 충전을 방해하는 경우보다, 수신 장치의 케이스 내부에 신용 카드나 클립 등이 수납된 상태로 수신 장치가 무선 충전기 위에 놓여 이물질이 충전을 방해하는 경우가 더 많이 발생하게 된다.

이러한 점을 고려할 때, 수신 장치가 이물질이 자신의 몸체 부근에 붙어 있는지 확인하여 무선 충전을 하지 않도록 사용자에게 알리거나 무선 충전을 중지하도록 하는 편이 더 바람직할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 수신 장치가 이물질 유무를 판단하고 이를 사용자에게 알리는 방법을 제안한다.

본 발명에서, 수신 장치는 이물질 검출을 위한 검출 수단을 포함할 수 있는데, 수신 장치는 2차 코일 또는 수신 코일을 포함하는 회로의 공진 주파수의 변화나 해당 회로의 출력 신호의 시간 변화를 근거로 이물질이 근처에 있는지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 수신 장치는, 주기적으로 이물질을 검출하여 이를 저장하고, 무선 충전이 시작될 때 이를 근거로 사용자에게 이물질이 있는지 여부를 알리거나 무선 충전기가 충전을 멈추도록 제어 신호를 전달할 수도 있다.

도 7은 본 발명에 따라 이물질을 검출하고 이물질 유무를 알리기 위한 전자 기기의 구성을 기능 블록으로 도시한 것이다.

도 7의 전자 기기는 스마트 폰이나 스마트 패드와 같은 무선 충전 기능이 있는 스마트 기기로, 시각, 청각, 촉각 등의 감각을 통해 사용자에게 메시지를 전달할 수 있는 기기가 이에 해당할 수 있다.

도 7의 전자 기기는 무선 충전을 위해 도 3에 도시된 수신 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 전자 기기는, 이물질의 부착 여부 또는 이물질 유무를 판단하기 위한 검출 수단을 더 포함할 수 있고, 또한 이물질 유무를 저장하기 위한 저장 수단 및 이물질이 부착된 것을 사용자에게 알리는 메시지를 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함할 수 있다.

전자 기기(2)는, 전력 수신을 위한 무선 전력 수신 모듈로 전력 수신부(210), 통신부(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.

전력 수신부(210)는, 무선 충전기의 1차 코일에서 발생하는 자기장의 변화에 따라 유도 기전력이 발생하는 2차 코일과 커패시터로 구성되는 매칭 회로를 포함하고, 2차 코일에 흐르는 교류 전류를 정류하여 직류 전류를 출력하는 정류 회로를 포함할 수 있다.

또한, 전력 수신부(210)는, 이물질의 부착 여부를 검출하기 위한 검출 회로(215)를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 검출 회로(215)는 도 5나 도 6을 통해 설명한 방법으로 이물질을 검출할 수 있다.

검출 회로(215)는, 2차 코일과 커패시터로 구성되는 매칭 회로의 공진 주파수 또는 Q 팩터를 검출하거나 2차 코일의 출력 전압을 소정 시간동안 검출할 수 있다. 이를 위해, 검출 회로(215)는 교류 전압을 매칭 회로에 입력하기 위한 인버터 및 매칭 회로의 입력 전압과 2차 코일에 걸리는 출력 전압을 검출하기 위한 전압 센서를 포함하여 구성될 수 있다.

통신부(220)는 저항 부하 및/또는 용량성 부하를 조절하는 방식으로 전력 수신부(210)의 부하를 조절함으로써 전력 제어 메시지를 전송 모듈에 전송할 수 있다. 또는, 중전력 이상의 전력을 전송할 수 있는 전송 모듈의 통신부(220)는 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 통신 수단을 포함하여 전송 모듈과 통신할 수도 있다.

수신 모듈에 포함된 각 구성 요소를 제어하는 제어부(230)는, 전력 수신부(210)의 출력을 전류 또는 전압 형태로 측정하고, 이를 근거로 통신부(220)를 제어하여 전송 모듈에 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다.

또한, 제어부(230)는, 검출 수단(215)을 제어하여 매칭 회로의 Q 팩터를 검출하거나 또는 매칭 회로를 교류 전압으로 구동하면서 2차 코일의 출력 전압을 소정 시간동안 검출하여, 검출된 Q 팩터를 저장된 Q 팩터와 비교하거나 감쇠 시간을 소정 값과 비교함으로써 이물질의 부착 여부를 판단하고, 이물질 부착을 가리키는 플래그 값을 설정하여 저장할 수 있다.

제어부(230)는 전력 수신부(210)에 포함된 매칭 회로의 Q 팩터나 감쇠 시간을 저장하고 플래그 값을 저장하기 위한 내부 메모리(235)를 포함할 수 있다.

전자 기기(2)는 전자 기기의 구성 요소에 전원을 공급하기 위한 전원부(240)를 더 포함하여 구성된다. 전원부(240)는 전력 수신부(210)로부터 공급되는 전력으로 내부 배터리(245)를 충전하고 또한 내부 배터리(245)의 출력을 각 구성 요소에 전원으로 공급할 수 있다.

전자 기기(2)는 메인 프로세서(250)와 출력부(260)를 더 포함하여 구성된다.

메인 프로세서(250)는 전자 기기(2)의 전반적인 동작을 제어하는데, 수신 모듈의 제어부(230)가 이물질을 검출하여 플래그를 내부 메모리(235)에 설정하면, 내부 메모리(235)의 데이터를 읽고 이에 대응하는 메시지를 생성하여 출력부(260)를 통해 출력할 수 있다.

출력부(260)는 이미지나 빛을 통해 메시지를 출력하는 디스플레이부, 소리를 통해 메시지를 전달하는 사운드부, 진동을 통해 메시지를 전달하는 진동부 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있고, 이물질 유무를 알리는 플래그에 대응하여 메시지가 전달되면 이를 이물질이 없는 상태와 다른 이미지, 소리, 진동 패턴 등으로 출력할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따라 전자 기기가 이물질을 검출하여 이를 알리는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 도 8의 동작은 수신 모듈의 제어부(230)가 단독으로 수행하거나 메인 프로세서(250)와 협력하여 수행할 수 있다.

제어부(230)는 타이머를 리셋하고 타이머를 다시 시작하는데(S810), 자체 동작하는 타이머나 메인 프로세서(250)에 마련된 타이머를 이용할 수 있다. 타이머는 전자 기기가 이물질 유무를 주기적으로 검출하기 위한 시간 카운트 기능을 제공한다.

제어부(230)는 무선 충전기의 전송 모듈에 의해 수신 모듈이 저절로 켜지는지, 즉 전력 수신부(210)가 자동으로 동작을 시작하는지 확인하는데(S820), 사용자가 전자 기기(2)를 무선 충전기 위에 놓을 때 무선 충전기의 1차 코일에 흐르는 교류 전류에 의해 2차 코일에 유도 전류가 발생하면 검출 수단(215)이 이를 검출할 수 있다.

수신 모듈이 켜지지 않으면(S820에서 NO), 제어부(230)는 타이머 출력 값과 문턱 값(THD)을 비교하여 타이머 출력 값이 문턱 값(THD)보다 크게 되었는지 여부, 즉 이물질 부착 여부를 검출할 주기가 되었는지 여부를 확인하고(S830), 타이머 출력 값이 문턱 값(THD) 이하이면 S820 단계로 되돌아 간다.

반면, 수신 모듈이 송신 모듈에 의해 저절로 켜지면(S820에서 YES), 제어부(230)는 메모리(235)에 설정된 플래그(FLAG) 값이 0인지 확인한다(S825).

플래그(FLAG) 값이 0이면(S825에서 YES), 제어부(230)는, 무선 충전기와 전자 기기 사이에 이물질이 없는 것으로 판단하여, 전력 수신부(210)를 제어하여, 도 4를 통해 설명한 과정에 따라 전송 모듈로부터 전력을 무선으로 수신하고 전력 수신부(210)가 출력하는 전력을 전원부(240)의 내부 배터리(245)에 충전하는 동작을 수행하고(S826), 내부 배터리(245)의 충전이 완료될 때까지 S825 단계와 S826 단계를 반복하여 계속한다(S827). 내부 배터리(245)의 충전이 완료되면(S827에서 YES), S810 단계로 진행한다.

플래그(FLAG) 값이 0이면(S825에서 NO), 제어부(230)는, 무선 충전기와 전자 기기 사이에 이물질이 있는 것으로 판단하여 이물질이 있는지 다시 확인하는 동작을 수행하는데, 내부 배터리(245)의 전원을 이용하여 수신 모듈을 켜고 검출 회로(215)를 제어하여 이물질을 검출한다(S831).

검출 회로(215)는 인버터를 이용하여 교류 전원을 생성하여 전력 수신부(210)의 매칭 회로에 공급하고 2차 코일의 출력 전압을 측정하는데, 교류 전원의 동작 주파수를 가변하면서 Q 팩터를 측정하고 메모리(235)에 저장된 Q 팩터와 비교하거나 메모리(235)에 저장된 Q 팩터 또는 공진 주파수로 매칭 회로를 구동하고 2차 코일의 출력 전압을 소정 시간동안 측정하여 감쇠 정도를 계산하고, 이를 통해 이물질의 부착 또는 이물질이 가까이 있는지 확인할 수 있다.

이물질이 검출되면(S840에서 YES), 제어부(230)는 메모리(235)의 플래그(FLAG) 값을 1로 설정하고, 수신 모듈 또는 전력 수신부(210)의 동작을 멈추게 하여 전송 모듈로부터 전력을 수신하지 않고(S842), 이물질 부착을 알리는 알라 메시지를 메인 프로세서(250)에 출력할 수 있다(S843).

알람 메시지를 받은 메인 프로세서(250)는 전자 기기(2)의 디스플레이나 스피커 또는 진동 액츄에이터를 통해 이미지나 소리, 움직임 등으로 이물질이 있음을 사용자에게 알릴 수 있다.

이물질이 검출되지 않으면(S840에서 NO), 제어부(230)는 메모리(235)의 플래그(FLAG) 값이 1로 설정되어 있는지 확인하고(S850), 메모리(235)의 플래그(FLAG) 값이 1로 설정되어 있으면(S850에서 YES) 메모리(235)의 플래그(FLAG) 값을 0으로 리셋하고(S851), 메모리(235)의 플래그(FLAG) 값이 1로 설정되어 있지 않으면(S850에서 NO) S810 단계로 진행한다.

도 8의 동작 흐름도에 따르면, 제어부(230)는, 타이머 값을 근거로 주기적으로 배터리(245) 전원을 이용하여 검출 수단(215)을 통해 이물질을 검출할 수 있다(S810, S830, S831).

또한, 제어부(230)는, 전력 수신부(210)가 전송 모듈에 의해 자동으로 동작을 시작할 때, 이물질 유무를 가리키는 플래그를 확인하고, 이물질이 없으면 배터리(245)가 충전 완료될 때까지 전력을 수신하는 동작을 수행할 수 있다(S820, S825, S826, S827).

또한, 제어부(230)는, 이물질이 검출되면 플래그 값을 1로 설정하고 전력 수신부(210)의 동작을 중지시키고 이물질 부착을 알리는 메시지를 출력하도록 하고, 이물질이 검출되지 않으면 플래그 값을 0으로 리셋 할 수 있다(S840, S841, S842, S843, S850, S851).

도 8의 동작 흐름도에 따라 전자 기기가 적극적으로 이물질 부착 여부를 판단하고 이물질 유무를 이미지나 소리 등을 통해 알리거나 전력 전송을 중지시킬 수 있게 되고, 이에 따라 이물질에 의해 열이 과하게 발생하는 현상을 막을 수 있게 된다.

또한, 사용자 입장에서는 충전 효율이 낮거나 충전이 되지 않는 이유를 쉽게 확인하고 이에 따라 이물질을 제거할 수 있게 되어, 전자 기기가 과하게 발열하거나 화재가 발생하는 것을 막고 전자 기기를 빠르게 충전할 수 있게 된다.

이 명세서에 기재된 무선 전력 수신 방법 및 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.

일 실시예에 따른 무선 전력 수신 방법은, 배터리의 전원을 이용하여 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출하는 단계; 이물질이 검출될 때, 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하는 단계; 및 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

일 실시예에서, 이물질이 검출될 때 무선 전력 수신 모듈의 동작을 중지시킬 수 있다.

일 실시예에서, 검출하는 단계는 타이머를 이용하여 주기적으로 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 이물질이 검출되지 않을 때 플래그의 설정 값을 확인하고, 플래그가 이물질이 있는 것을 가리키는 값으로 설정되어 있을 때 플래그의 설정 값을 리셋 할 수 있다.

일 실시예에서, 무선 전력 전송 모듈에 의해 무선 전력 수신 모듈이 동작을 시작할 때 플래그의 설정 값을 확인하고, 플래그가 이물질이 없는 것을 가리키는 값으로 리셋 되어 있을 때 무선 전력 수신 모듈을 통해 무선 전력 전송 모듈로부터 전력을 무선으로 전송받아 배터리를 충전할 수 있다.

일 실시예에서, 플래그가 이물질이 있는 것을 가리키는 값으로 설정되어 있을 때 배터리의 전원을 이용하여 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출할 수 있다.

일 실시예에서, 무선 전력 수신 모듈에 포함된 매칭 회로의 Q 팩터를 검출하고 검출된 Q 팩터를 저장된 Q 팩터와 비교하거나 또는 매칭 회로를 소정 주파수로 구동하여 매칭 회로의 출력 전압을 소정 시간동안 검출하고 검출되는 출력 전압의 감쇠 시간을 저장된 감쇠 시간과 비교하여 이물질을 검출할 수 있다.

다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는, 2차 코일을 포함하는 매칭 회로와 매칭 회로의 동작 특성을 측정하기 위한 검출 수단을 포함하는 전력 수신부; 전력 수신부가 출력하는 전력을 이용하여 배터리를 충전하기 위한 전원부; 전력 수신부의 출력을 근거로 전력 수신부에 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 전송 모듈에 전달할 전력 제어 메시지를 생성하기 위한 제어부; 및 출력부를 포함하여 구성되고, 제어부는, 배터리의 전원을 이용하여 검출 수단을 통해 이물질을 검출하고, 이물질이 검출될 때 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하고 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력부를 통해 출력할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1: 무선 전력 전송 장치 2: 전자 기기
100: 무선 전력 전송 모듈 110: 전력 변환부
120: 통신부 130: 제어부
140: 전원부 200: 무선 전력 수신 모듈
210: 전력 수신부 215: 검출 수단
220: 통신부 230: 제어부
235: 메모리 240: 부하
245: 배터리 250: 메인 프로세서
260: 출력부

Claims (13)

1. 배터리의 전원을 이용하여 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출하는 단계;
   상기 이물질이 검출될 때, 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하는 단계; 및
   상기 이물질이 있음을 알리는 메시지를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 무선 전력 수신 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 이물질이 검출될 때, 상기 무선 전력 수신 모듈의 동작을 중지시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는 타이머를 이용하여 주기적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 이물질이 검출되지 않을 때, 상기 플래그의 설정 값을 확인하는 단계; 및
   상기 플래그가 이물질이 있는 것을 가리키는 값으로 설정되어 있을 때, 상기 플래그의 설정 값을 리셋 하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   무선 전력 전송 모듈에 의해 상기 무선 전력 수신 모듈이 동작을 시작할 때, 상기 플래그의 설정 값을 확인하는 단계; 및
   상기 플래그가 이물질이 없는 것을 가리키는 값으로 리셋되어 있을 때, 상기 무선 전력 수신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송 모듈로부터 전력을 무선으로 전송받아 상기 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 플래그가 이물질이 있는 것을 가리키는 값으로 설정되어 있을 때, 상기 배터리의 전원을 이용하여 상기 무선 전력 수신 모듈을 통해 이물질을 검출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 검출하는 단계는, 상기 무선 전력 수신 모듈에 포함된 매칭 회로의 Q 팩터를 검출하고 검출된 Q 팩터를 저장된 Q 팩터와 비교하는 단계를 포함하거나, 또는 상기 매칭 회로를 소정 주파수로 구동하여 상기 매칭 회로의 출력 전압을 소정 시간동안 검출하고 검출되는 출력 전압의 감쇠 시간을 저장된 감쇠 시간과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 방법.
8. 2차 코일을 포함하는 매칭 회로와 상기 매칭 회로의 동작 특성을 측정하기 위한 검출 수단을 포함하는 전력 수신부;
   상기 전력 수신부가 출력하는 전력을 이용하여 배터리를 충전하기 위한 전원부;
   상기 전력 수신부의 출력을 근거로 상기 전력 수신부에 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 전송 모듈에 전달할 전력 제어 메시지를 생성하기 위한 제어부; 및
   출력부를 포함하여 구성되고,
   상기 제어부는, 상기 배터리의 전원을 이용하여 상기 검출 수단을 통해 이물질을 검출하고, 상기 이물질이 검출될 때 이물질이 있는 것을 가리키는 플래그를 설정하고 상기 이물질이 있음을 알리는 메시지를 상기 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 이물질이 검출될 때 상기 전력 수신부가 상기 무선 전력 전송 모듈로부터 전력을 전송받는 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는 타이머를 이용하여 주기적으로 이물질을 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 이물질이 검출되지 않을 때 상기 플래그의 설정 값을 확인하고, 상기 플래그가 이물질이 있는 것을 가리키는 값으로 설정되어 있을 때 상기 플래그의 설정 값을 리셋 하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.
12. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 무선 전력 전송 모듈에 의해 상기 전력 수신부가 동작을 시작할 때 상기 플래그의 설정 값을 확인하고, 상기 플래그가 이물질이 없는 것을 가리키는 값으로 리셋되어 있을 때 상기 전력 수신부를 통해 상기 무선 전력 전송 모듈로부터 전력을 무선으로 전송받고 이를 이용하여 상기 전원부의 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.
13. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출 수단을 제어하여 상기 매칭 회로의 Q 팩터를 검출하고, 검출된 Q 팩터를 저장된 Q 팩터와 비교하거나, 또는 상기 검출 수단을 제어하여 상기 매칭 회로를 소정 주파수로 구동하여 상기 매칭 회로의 출력 전압을 소정 시간동안 검출하고, 검출되는 출력 전압의 감쇠 시간을 저장된 감쇠 시간과 비교하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.

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