KR20230166817A - 무선전력송수신시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서, 상기 무선전력송신장치에 마련되어, 상기 무선전력수신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부, 및 상기 무선전력수신장치에 마련되어, 상기 무선전력송신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제2 근거리통신부를 포함하고, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부를 이용하여 상기 제1 온도정보를 상기 무선전력수신장치와 공유하고, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템을 제공한다.

Description

무선전력송수신시스템 및 이의 제어방법 {WIRELESS POWER TRANSCEIVER SYSTEM AND METHOD FOR CONTOLING THE SAME}

본 발명은, 무선으로 전력을 전송 및 수신할 수 있는 무선전력송수신시스템과, 이의 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로 전자기기에 전력을 공급하고자 하는 경우, 전선을 전자기기에 연결함으로써 외부의 상용전원을 전자기기에 공급하고 있다. 이렇게 유선방식으로 전력을 전자기기에 공급하는 경우, 전선의 정리에 어려움이 있고, 단선의 위험이 있는 문제가 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 최근에는 무선방식으로 전력을 송수신하는 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 그 일 예로서, 코드리스 주방(cordless kitchen)에 대한 관심이 급증하고 있다.

구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 플레이트(1)의 일 측, 일 예로 상측에는 피안착물로서 소형가전(2)이 안착될 수 있고, 플레이트(1)의 타 측, 일 예로 하측에는 무선전력송신장치(10)가 마련될 수 있다.

이렇게 무선전력송신장치(10)를 싱크대나 탁자 따위의 상판(또는 플레이트)(1)의 아래에 숨겨, 상판(1) 위에는 전선은 물론, 전력을 공급하기 위한 구성요소가 노출되지 않도록 하여 상판(1) 위에 깔끔한 환경을 조성할 수 있고, 이에 무선전력송신장치(10)가 마련된 상판(1) 위에 안착된 다양한 소형가전(일 예로 믹서기, 주전자, 밥솥, 토스터, 커피메이커, 에어프라이어 등)(2)은 상판(1) 아래에 마련된 무선전력송신장치(10)로부터 무선으로 전력을 공급받아 작동할 수 있다.

즉, 무선전력송신장치(10)는 전선(11)을 통해 외부의 상용전원을 제공받아 무선으로 상판(1) 위에 안착된 피안착물에 무선으로 전력을 공급할 수 있다.

도 2는 무선전력을 송수신하는 무선전력송수신시스템의 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 무선전력송신장치(10)와 무선전력수신장치(20)를 포함하는 무선전력송수신시스템에서, 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 전력을 무선으로 전송할 수 있다.

무선으로 전력을 전송하는 방식은 자기유도방식과 전자기파방식 등이 있으나, 주로 유도결합(inductive coupling)방식을 이용하고 있다.

유도결합방식에 의한 무선전력송신장치(10)는 단일 또는 멀티 코일을 이용하여 전력을 상대측인 무선전력수신장치(20)에 전송할 수 있다. 즉, 인접하게 배치된 한 쌍의 코일 중 1차코일에 교류전원이 인가되는 경우, 1차코일에 흐르는 교류전원에 의해 자기장이 변하고, 이로 인해 2차코일의 자속이 변하게 되어, 2차코일 측에 유도기전력이 발생함으로써, 무선으로 1차측에서 2차측으로 전력이 공급될 수 있다.

이때, 무선전력송신장치(10)가 무선전력수신장치(20)에 무선으로 전력을 전송하는 주파수는, 전기레인지의 상판 위에 안착된 가열용기를 유도가열방식으로 가열하는 주파수와는 상이할 수 있다.

다만, 상판(1)을 투과하여 무선으로 전력을 전송하였을 때, 피안착물인 소형가전 내 내용물의 가열이나, 지속적인 무선 전력 전송 등의 이유로 상판(1)은 가열될 수 있고, 결국 상판(1) 위의 소형가전(2)이 사용 후 제거되었을 때, 소형가전(2)이 안착되었던 해당 영역에 접촉한 사용자는 잔열에 의해 화상 등의 피해를 입을 수 있는 문제가 있다.

따라서, 이러한 문제를 해소할 수 있는 필요기술에 대한 요구가 대두되고 있는 실정에 있다.

KR 10-2309295 B1 JP 4850220 B2

본 발명은, 상판(또는 플레이트)이 고열로 가열되지 않은 상태를 유지하면서 상판 위에 안착된 피안착물에 대하여 무선전력전송이 이루어지도록 하는 무선전력송수신시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서, 상기 무선전력송신장치에 마련되어, 상기 무선전력수신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부, 및 상기 무선전력수신장치에 마련되어, 상기 무선전력송신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제2 근거리통신부를 포함하고, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부를 이용하여 상기 제1 온도정보를 상기 무선전력수신장치와 공유하고, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템을 제공한다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 및 제2 근거리통신부는, 블루투스통신방식으로 서로 데이터를 송수신할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 온도센서는, 상기 피안착물에 마련되어, 상기 플레이트의 외부에 노출된 표면의 온도를 측정할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 상기 플레이트가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하면서, 상기 무선전력수신장치에 전력을 전송할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보와의 차이에 따라 상기 무선전력신호의 출력전력을 조절할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력송신장치는, 상기 플레이트의 비열에 따라 상기 무선전력신호의 출력전력을 조절할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력수신장치의 수신코일이나 상기 피안착물 내 내용물이나 상기 내용물이 수용된 내부수용공간에 대한 제2 온도정보를 획득하는 제2 온도센서를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부에 의해 상기 무선전력수신장치와 상기 제2 온도정보를 공유하여, 상기 제1 및 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 무선전력송신장치는, 제어지령을 추종하도록 상기 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하되, 상기 제1 온도정보를 이용하여 상기 플레이트가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제어지령은, 상기 무선전력수신장치를 통한 사용자입력에 따를 수 있다.

또한, 본 발명은, 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치에 있어서, 상기 무선전력수신장치에 마련된 제2 근거리통신부와 통신 가능하도록 연결되어, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부를 포함하고, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송신장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치와, 상기 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치를 포함하는 무선전력송수신시스템의 제어방법에 있어서, 상기 무선전력송수신시스템은, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서와, 상기 무선전력송신장치에 마련되어, 상기 무선전력수신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부와, 상기 무선전력수신장치에 마련되어, 상기 무선전력송신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제2 근거리통신부를 포함하되, 상기 무선전력송수신시스템의 제어방법은, 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부를 이용하여 상기 제1 온도정보를 상기 무선전력수신장치와 공유하는 단계, 및 상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템의 제어방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상판(또는 플레이트)이 고열로 가열되지 않은 상태를 유지하면서 상판 위에 안착된 피안착물에 대하여 무선전력전송이 이루어지도록 할 수 있다.

도 1은 플레이트와 이에 안착되는 피안착물, 그리고 무선전력송신장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선전력송수신시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신장치 간에 전력과 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신장치들의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선전력송신장치가 출력전력을 조절하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템의 제어방법을 나타낸 단계별 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

무선전력송수신시스템

도 2는 무선전력송수신시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신장치 간에 전력과 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템은, 무선방식으로 전력을 상대측으로 전송하는 무선전력송신장치(10)를 포함할 수 있고, 또 이에 상응하여 상판(또는 플레이트)(1)에 안착되는 피안착물(2)에 포함된 무선전력수신장치(20)를 포함할 수 있다.

여기서, 플레이트(1)에 안착되는 피안착물(2)은, 무선으로 전송된 전력을 이용하여 작동되는 믹서기, 주전자, 밥솥, 토스터, 커피메이커, 에어프라이어 등과 같은 가전제품일 수 있으며, 무선전력송신장치(10)의 1차코일(112)에 의해 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선전력수신장치(20)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는, 플레이트(1) 위에 안착된 피안착물(2)의 무선전력수신장치(20)에 무선전력신호를 전송할 수 있고, 이에 따라 무선전력수신장치(20)를 포함한 피안착물(2)은 무선으로 전송된 전력을 이용하여 구동할 수 있다.

무선전력송신장치(10)는 피안착물의 무선전력수신장치(20)에 무선으로 전력을 전송하기 위한 1차코일(112)을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어 중 1차코일(112)은 무선전력송신장치(10)측에 마련된 코일을 가리키며, 무선으로 상대측인 무선전력수신장치(20)에 전력을 전송할 수 있기 때문에 1차코일은 송신코일이라는 용어와 혼용할 수 있다.

한편, 플레이트(1)의 위에 안착되는 피안착물(2)이 가전제품인 경우, 피안착물(2)인 가전제품은 작동을 위한 전력을 수신할 수 있도록 무선전력수신장치(20)를 포함할 수 있다.

무선전력수신장치(20)는 상대측으로부터 무선으로 인가된 전력을 수신하고, 수신된 전력을 열선이나 모터 따위와 같은 부하(211)에 전달할 수 있다.

이렇게, 무선전력수신장치(20)는 1차코일(112)에 흐르는 교류전원에 의한 자기장의 변화에 따라 자기유도현상이 유도될 수 있도록 2차코일(212)을 포함할 수 있으며, 2차코일(212) 역시 전력을 수신할 수 있기 때문에 2차코일이라는 용어는 수신코일이라는 용어와 혼용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)와 무선전력수신장치(20)는, 무선으로 전력을 송수신할 수 있는 장치이면 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)의 무선전력전송은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도방식에 따른 무선전력전송방식을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는 무선으로 전력을 송신할 수 있는 단일의 장치일 수 있으나, 이에 한하지 않고, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 기능을 가진 각종의 가전제품에 포함될 수도 있다.

결국, 도 3에 도시한 바와 같이, 무선전력송신장치(10)에 마련된 1차코일(112)과 무선전력수신장치(20)의 2차코일(212) 간의 상호작용을 매개로, 무선전력송신장치(10)의 전송전력생성부(111)에서 생성된 전력은 무선전력수신장치(20)로 무선 전송되어, 플레이트(1) 위에 안착된 피안착물(2) 또는 이에 포함된 부하(211)에 전력이 공급될 수 있다.

한편, 무선전력전송과 별도로, 무선전력송신장치(10)와 무선전력수신장치(20) 간에는 한 쌍의 제1 및 제2 근거리통신부(122, 222)를 매개로 데이터를 상호 송수신할 수 있다. 여기서, 도 3의 도면부호 121 및 221, 각각은 무선전력송신장치(10)와 무선전력수신장치(20) 각각에 마련된 무선통신모듈(122, 222)을 구동시키기 위한 전원을 가리킬 수 있으며, 이때 무선전력수신장치(20)의 무선통신모듈(122, 222)은 무선전력송신장치(10)로부터 전송된 무선전력을 전원으로 작동할 수 있다.

한 쌍의 제1 및 제2 근거리통신부(122, 222) 간에는 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 통신 방식에 따를 수 있는 것이면 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 일 예로, 블루투스(Bluetooth), 적외선통신(IrDA), 무선랜(LAN), 지그비(Zigbee), 라디오주파수(RF) 통신 등 중에서 어느 하나 또는 이들의 조합에 따를 수 있으나, 바람직하게는 블루투스 통신 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템은, 무선전력전송을 위한 한 쌍의 1차코일(112) 및 2차코일(212)과, 근거리 무선통신을 위한 한 쌍의 제1 및 제2 근거리통신모듈(122, 222)이 상호 분리되어 별도로 마련될 수 있다.

이렇게 무선전력송수신시스템은, 무선전력전송을 위한 부분(100a, 200a)과, 데이터전송을 위한 부분(100b, 200b)이 서로 분리 구현되더라도, 전력의 송수신과 데이터의 송수신 간에는 간섭이 발생할 수 있으며, 무선전력송수신과 데이터송수신 사이에 서로 간섭이 발생하지 않도록 하기 위해, 무선전력을 전송하는 구간과 무선통신하는 구간을 시간적으로 분할하여 서로 중첩되지 않도록 하거나, 또는 사용하는 주파수 범위가 상호 중첩되지 않도록 할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따라, 무선전력송신장치(10)에서 무선전력수신장치(20)로 무선전력전송을 할 때 소정의 제1 주파수를 가진 무선전력전송을 위한 신호에 소정의 제2 주파수를 가진 데이터전송을 위한 신호를 인가하도록 변조할 수 있고, 변조된 신호를 무선전력송신장치(10)로부터 수신한 무선전력수신장치(20)는 상기 변조된 신호를 복조하여 무선전력전송을 위한 신호와 데이터전송을 위한 신호로 분리한 다음, 부하(211)에 무선전력전송을 위한 신호가 인가되도록 하고, 가전제품의 제어부에 데이터전송을 위한 신호가 인가되도록 함으로써, 무선전력송수신과 데이터송수신을 동시에 함으로써, 어느 일측에서 타측을 제어하거나 모니터링할 때 실시간으로 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신장치들의 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는, 무선전력송신장치(10)의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 무선전력송신장치(10)의 각 구성요소와 연동하여 각종 응용 프로그램을 실행하고, 그와 관련된 동작을 수행하기 위한 제1 제어부(101)를 포함할 수 있다.

제1 제어부(101)는 무선전력송신장치(10)의 구성요소들에 입출력되는 신호나 데이터 등을 처리하거나 제1 저장부(미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 무선전력송신부(113)를 통해 무선전력수신장치(20)에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

여기서, 무선전력송신부(113)는 1차코일(112)을 포함하거나, 이에 1차코일(112)을 통해 무선전력수신장치(20)로 전송되는 전력을 생성하는 전송전력생성부(111)를 더 포함할 수 있다.

무선전력송신장치(10)에 상응하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력수신장치(20)는, 무선전력수신장치(20)의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 무선전력수신장치(20)의 각 구성요소와 연동하여 각종 응용 프로그램을 실행하고, 그와 관련된 동작을 수행하기 위한 제2 제어부(201)를 포함할 수 있다.

제2 제어부(201)는 무선전력수신장치(20)의 구성요소들에 입출력되는 신호나 데이터 등을 처리하거나 제2 저장부(미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 무선전력수신부(213)를 통해 무선전력송신장치(10)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.

여기서, 무선전력수신부(213)는 2차코일(212)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력수신장치(20)는 플레이트(1)의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서(231)를 포함할 수 있다.

제1 온도센서(231)는 무선전력수신장치(20)가 포함된 피안착물이 안착된 플레이트(1)의 온도를 측정하기 위한 수단으로서, 무선전력수신장치(20)의 2차코일(212)이나 피안착물(2) 내 내용물 또는 수용공간에 대한 온도가 아닌, 플레이트(1)의 온도를 접촉 또는 비접촉 방식으로 측정할 수 있다.

바람직하게 제1 온도센서(231)는 플레이트(1)의 외부에 노출된 표면의 온도를 측정하는 것이 바람직하되, 더욱 바람직하게는 플레이트(1) 중 피안착물(2)이 안착된 부분의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 제2 제어부(201)는 제1 온도센서(231)에 의해 측정된 제1 온도정보를 제2 근거리통신부(222)를 통해 근거리 무선 통신 방식으로 무선전력송신장치(10)와 공유할 수 있고, 무선전력송신장치(10)는 제1 근거리통신부(111)를 통해 수신된 상기 제1 온도정보를 이용하여 무선전력송신부(113)를 통해 무선전력수신부(213)로 무선 전송되는 출력전력을 조절할 수 있다.

무선전력송신장치(10)가 유도결합방식으로 플레이트(1)를 투과하여 무선으로 무선전력수신장치(20)에 전력을 전송할 때, 지속적인 무선 전력 전송으로 플레이트(1) 중 피안착물(2)이 안착된 부분은 다양한 원인 등에 의해 가열될 수 있고, 이후 피안착물이 제거되었을 때 해당 가열 부분에 의해 사용자는 화상 등의 피해를 입을 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)로부터 수신된 플레이트(1)에 대해 측정된 제1 온도정보를 이용하여 플레이트(1)가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하도록, 무선전력수신장치(20)에 전력을 전송시 출력전력을 조절할 수 있다.

즉, 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 무선으로 전력을 전송할 때, 플레이트(1)의 표면 온도가 소정의 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하면서 무선전력전송을 할 수 있다.

본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 제어부(101)는, 무선전력송신부(113)를 통한 출력전력을 조절하기 위해, 제1 온도정보가 상기 제1 안전온도에 도달하면 출력전력의 레벨(level)을 낮추도록 조절하거나, 또는 소정 주기 내 출력시간의 비율(또는 듀티비)을 낮출 수 있다.

이와 다르게, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제1 제어부(101)는, 제1 온도정보가 상기 제1 안전온도에 도달하기 이전부터 출력전력의 레벨을 점차적으로 또는 단계적으로 낮추도록 조절하거나, 또는 소정 주기 내 출력시간의 비율(또는 듀티비)을 낮출 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선전력송신장치가 출력전력을 조절하는 예시를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 무선으로 전력전송시 플레이트(1)의 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하되, 제1 온도정보가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

구체적으로, 제1 제어부(101)는 무선전력수신장치(20)로부터 공유된 제1 온도정보를 이용하여, 기 설정된 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이에 따라, 무선전력송신부(13)의 출력전력을 조절할 수 있다.

일 예로서, 도 5(a)의 도면부호 C1에 도시한 바와 같이, 제1 제어부(101)는 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 클 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 레벨을 크게(또는 최대) 할 수 있고, 지속적인 무선전력의 출력으로 플레이트(1)의 온도가 상승하여 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 점차 줄어들면, 그 차이가 줄어듦에 따라 제1 제어부(101)는 비례적으로 또는 지수적으로 출력전력의 레벨을 감소하도록 조절할 수 있다.

또 다른 예로서, 도 5(b)의 도면후보 D1 ~ D2에 도시한 바와 같이, 제1 제어부(101)는 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 클 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 듀티비를 크게(또는 최대) 할 수 있고, 지속적인 무선전력의 출력으로 플레이트(1)의 온도가 상승하여 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 점차 줄어들면, 그 차이가 줄어듦에 따라 제1 제어부(101)는 비례적으로 또는 지수적으로 출력전력의 듀티비를 감소하도록 조절할 수 있다. 즉, 종전 도면부호 D12와 같은 듀티비에서 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 줄어들면 도면부호 D11와 같은 듀티비를 가질 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 제어부(101)는 상기와 같이 제1 안전온도와 제1 온도정보 사이의 차이를 근거로 무선전력송신부(13)의 출력전력을 조절할 수 있으나, 이때, 바람직한 일 실시예에 따라 상기 제1 제어부(101)는 플레이트(1)의 비열을 이용하여 무선전력송신부(13)의 출력전력을 조절할 수 있다.

무선전력송신장치(10)가 피안착물(2)에 지속적으로 무선 전력을 전송하더라도 플레이트(1)의 비열에 따라 플레이트(1)에 대한 가열정도가 다를 수 있다.

이에 따라, 플레이트(1)의 비열에 따라 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이에는 마진(margin)이 발생할 수 있으며, 무선전력송신장치(10)는 이를 반영하여 출력전력을 조절하는 것이 바람직하다.

가정하여, 플레이트(1)의 비열이 상대적으로 높으면, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 작더라도, 무선전력신호의 출력전력을 상대적으로 더 크게할 수 있으며, 이와 반대로 플레이트(1)의 비열이 상대적으로 낮으면, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이가 크더라도, 무선전력신호의 출력전력을 상대적으로 더 작게할 수 있다.

구체적인 일 예로서, 제1 제어부(101)는 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이에 따라, 상기 온도차이가 클 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 레벨을 크게(또는 최대) 할 수 있고, 상기 온도차이가 작을 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 레벨을 작게(또는 최소) 할 수 있으나, 이때, 플레이트(1)의 비열에 따라, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 온도차이에 따른 상기 출력전력의 변화율을 달리하되, 플레이트(1)의 비열이 클 때에는 도면부호 C2와 같이, 무선전력신호의 출력전력 및/또는 출력전력의 변화율을 상대적으로 더 크게 할 수 있고, 이와 반대로 플레이트(1)의 비열이 작을 때에는 도면부호 C3와 같이, 무선전력신호의 출력전력 및/또는 출력전력의 변화율을 상대적으로 더 작게 할 수 있다.

또 다른 예로서, 제1 제어부(101)는 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이에 따라, 상기 온도차이가 클 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 듀티비를 크게(또는 최대) 할 수 있고, 상기 온도차이가 작을 때에는 무선전력송신부(13)의 출력전력의 듀티비를 작게(또는 최소) 할 수 있으나, 이때 상기 플레이트(1)의 비열에 따라, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 온도차이에 따른 상기 출력전력을 달리하되, 플레이트(1)의 비열이 클 때에는 도면부호 D22와 같이, 무선전력신호의 출력전력을 상대적으로 더 크게 할 수 있고, 이와 반대로 플레이트(1)의 비열이 작을 때에는 도면부호 D23과 같이, 무선전력신호의 출력전력을 상대적으로 더 작게 할 수 있다.

이를 위해, 무선전력송신장치(10)의 제1 저장부는 플레이트(1)의 종류나 이의 비열에 대한 정보를 사용자입력 등에 의해 저장할 수 있으며, 제1 제어부(101)는 상기 제1 안전온도, 상기 제1 온도정보, 그리고 상기 플레이트(1)의 비열정보를 근거로 무선전력송신부(13)를 통한 무선전력신호의 출력전력을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템, 구체적인 일 실시예에 따른 무선전력수신장치(20)는 무선전력수신장치(20)의 수신코일(2차코일(212))이나, 피안착물 내 내용물 또는 상기 내용물이 수용된 내부수용공간에 대한 제2 온도정보를 획득하는 제2 온도센서(232)를 포함할 수 있다.

제2 온도센서(232)는 피안착물(2)이 안착된 플레이트(1)의 온도가 아닌, 무선전력수신장치(20)의 수신코일(2차코일(212))이나, 피안착물 내 내용물 또는 상기 내용물이 수용된 내부수용공간에 대하여 접촉 또는 비접촉 방식으로 온도를 측정하기 위한 수단이다.

이에 따라, 제1 및 제2 제어부(101, 201)는 서로 제1 및 제2 근거리통신부(122, 222)를 이용하여 제1 온도정보뿐 아니라, 제2 온도정보도 서로 공유할 수 있으며, 이에 따라 제1 제어부(101)는 공유된 제2 온도정보를 이용하여 무선전력송신부(13)의 출력전력을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 일 방향으로 무선 전력을 전송하지만, 이때 무선전력수신장치(20)의 상태에 따라 무선전력을 전송하는 것이 바람직하다.

즉, 무선전력수신장치(20)가 포함된 가전제품이 가열장치인 경우, 무선전력수신장치(20)의 상태와 상관없이 무선전력송신장치(10)가 일방으로 무선전력수신장치(20)에 소정의 전력을 소정의 시간동안 전력을 공급하면, 무선전력수신장치(20) 내 내용물이 증발하여 제거되었음에도 지속적으로 전력이 공급되어 부하에 의해 가열된 내부수용공간은 고열로 피안착물의 화재가 유발될 수 있는 문제가 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 의해 공유된 제2 온도정보를 이용하여, 무선전력수신장치(20)에 대한 출력전력을 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 무선전력수신장치(20)의 코일이나 내부수용공간, 또는 내용물에 대한 제2 온도정보를 이용하여, 기 설정된 제2 안전온도를 초과하지 않도록 무선전력송신장치(10)는 무선전력수신장치(20)에 대한 출력전력을 조절하는 것이 바람직하다.

이때, 무선전력송신장치(10)의 제1 제어부(101) 및/또는 무선전력수신장치(20)의 제2 제어부(201)는, 상기 제2 온도정보가 상기 제2 안전온도에 다다르거나 근접하는 경우에는 무선전력송신장치(10) 및/또는 무선전력수신장치(20)의 알람수단(미도시)을 이용하여 외부로 소리 및/또는 빛을 출력하여 사용자에게 피안착물에 위험이 있음을 알릴 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 플레이트(1)의 일 측에 마련된 피안착물(2) 또는 무선전력수신장치(20)는, 사용자로부터 제어지령(일 예로 2단계 가열, 1단계 분쇄 등)을 입력받을 수 있고, 무선전력송신장치(10)는 상기 사용자입력에 따른 제어지령을 추종하도록 출력전력을 조절하되, 바람직하게는 상기 제1 및 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것이 좋다.

전술한 바와 같이, 무선전력송신장치(10)는 제1 온도정보에 따라 플레이트(1)가 제1 안전온도에 이르지 않도록 하되, 이와 동시에 제2 온도정보에 따라 무선전력수신장치(20)의 코일, 내용물 및/또는 내부수용공간의 온도가 제2 안전온도를 초과하지 않도록 하여, 플레이트(1)가 고열 상태에 이르지 않도록 함은 물론, 피안착물의 고열로 인한 화재 등을 방지토록 하는 것이 바람직하다.

무선전력송수신시스템의 제어방법

한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템의 제어방법을 나타낸 단계별 흐름도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템의 제어방법은, 무선전력수신장치(20)가 제1 및 제2 근거리통신부(122, 222)를 이용하여 제1 온도정보를 무선전력송신장치(10)와 공유하는 단계(S20)와, 무선전력송신장치(10)는 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하고, 이에 따라 무선전력수신장치(20)에 무선전력을 송신하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.

구체적인 일 실시예에 따라, 무선전력송신장치(10)는 제1 온도정보가 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하면서 무선전력수신장치(20)에 무선전력을 전송하되, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보 간의 차이에 따라, 그리고/또는 플레이트(1)의 비열에 따라 출력전력을 조절할 수 있다.

이렇게 무선전력송신장치(10)가 무선전력수신장치(20)에 무선전력을 송신할 때, 플레이트(1)가 고열로 가열되지 않은 상태를 유지하도록 함으로써, 플레이트(1) 위에 피안착물(2)이 제거된 이후에도 잔열로 인한 사용자의 화상 등의 피해가 가해지지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 무선전력수신장치(20)는 무선전력송신장치(10)에 사용자입력에 따른 제어지령을 전송(S10)할 수 있고, 이에 따라 무선전력송신장치(10)는 제어지령을 추종하도록 무선전력전송을 할 수 있으나, 바람직하게는 무선전력송신장치(10)가 무선전력수신장치(20)로부터 제2 온도정보를 수신할 수 있으며, 무선전력송신장치(10)는 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절할 수 있다.

다만, 전술한 각 단계들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 무선전력송수신시스템의 제어방법이 구현될 수 있음은 물론이다.

상기 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신시스템의 제어방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 플레이트 2: 소형가전
10: 무선전력송신장치 101: 제1 제어부
111: 전송전력생성부 112: 1차코일, 송신코일
113: 무선전력송신부 122: 제1 근거리통신부
20: 무선전력수신장치 201: 제2 제어부
211: 부하 212: 2차코일, 수신코일
213: 무선전력수신부 222: 제2 근거리통신부
231: 제1 온도센서

Claims (12)

1. 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치;
   상기 플레이트의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서;
   상기 무선전력송신장치에 마련되어, 상기 무선전력수신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부; 및
   상기 무선전력수신장치에 마련되어, 상기 무선전력송신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제2 근거리통신부;
   를 포함하고,
   상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부를 이용하여 상기 제1 온도정보를 상기 무선전력수신장치와 공유하고, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 근거리통신부는, 블루투스통신방식으로 서로 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 온도센서는, 상기 피안착물에 마련되어, 상기 플레이트의 외부에 노출된 표면의 온도를 측정하기 위한 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 상기 플레이트가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하면서, 상기 무선전력수신장치에 전력을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 안전온도와 상기 제1 온도정보와의 차이에 따라 상기 무선전력신호의 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 무선전력송신장치는, 상기 플레이트의 비열에 따라 상기 무선전력신호의 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 무선전력수신장치의 수신코일이나 상기 피안착물 내 내용물이나 상기 내용물이 수용된 내부수용공간에 대한 제2 온도정보를 획득하는 제2 온도센서;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부에 의해 상기 무선전력수신장치와 상기 제2 온도정보를 공유하여, 상기 제1 및 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 무선전력송신장치는, 제어지령을 추종하도록 상기 제2 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하되, 상기 제1 온도정보를 이용하여 상기 플레이트가 기 설정된 제1 안전온도 이하의 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어지령은, 상기 무선전력수신장치를 통한 사용자입력에 따르는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템.
11. 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치에 있어서,
    상기 무선전력수신장치에 마련된 제2 근거리통신부와 통신 가능하도록 연결되어, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부;
    를 포함하고,
    상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 것을 특징으로 하는 무선전력송신장치.
12. 플레이트의 일 측에 안착되는 피안착물의 무선전력수신장치와, 상기 플레이트의 타 측에 마련되어, 상기 무선전력수신장치에 무선전력신호를 송신하는 무선전력송신장치를 포함하는 무선전력송수신시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 무선전력송수신시스템은, 상기 플레이트의 제1 온도정보를 획득하는 제1 온도센서와, 상기 무선전력송신장치에 마련되어, 상기 무선전력수신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제1 근거리통신부와, 상기 무선전력수신장치에 마련되어, 상기 무선전력송신장치와 상기 제1 온도정보를 공유하기 위한 제2 근거리통신부를 포함하되,
    상기 무선전력송수신시스템의 제어방법은,
    상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 및 제2 근거리통신부를 이용하여 상기 제1 온도정보를 상기 무선전력수신장치와 공유하는 단계; 및
    상기 무선전력송신장치는, 상기 제1 온도정보를 이용하여 출력전력을 조절하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력송수신시스템의 제어방법.

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