KR20240018857A - 무선 전력 전송 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이 명세서는 무선 전력 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 명세서의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은, 멀티 구조의 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하는 단계; 아날로그 핑 동작의 결과에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계; 오브젝트가 있다고 판단될 때 디지털 핑 동작을 수행하여 1차 코일과 자기 유도 결합할 수 있는 2차 코일을 포함하는 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 수신 장치가 있다고 판단할 때 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계를 포함하고, 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제1 단계; 및 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 전송 장치 및 방법 {Apparatus and method for transmitting power wirelessly}
이 명세서는 무선으로 전력을 전송하는 장치와 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 멀티코일을 사용하는 무선 충전기에서 이물질을 검출하는 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.
한편, 최근에 일반적으로 사용되는 무선 충전기의 경우, 예를 들어 15W 이하의 저전력으로만 충전이 가능하고, 전송 거리도 수 mm 이하로 짧은 문제가 있다. 또한, 전력 수신 장치가 전력 전송 장치, 즉 무선 충전기의 인터페이스 표면 위에서 이동하여 전송 효율이 저하되는 문제도 있다.
무선 충전기의 전력 전송 능력과 전송 거리를 개선하고 무선 충전 영역을 넓히기 위해, 유도 결합 방식의 무선 전력 전송 장치에 전송 코일을 하나만 형성하지 않고 전송 코일을 복수 개 겹치도록 배치하는 다중 코일(또는 멀티 코일) 유형의 무선 충전기가 출시되고 있다.
멀티 코일을 채용한 무선 충전기가 아날로그 핑(Analog Ping) 값을 이용하여 이물질을 검출할 때, 크기가 작은 이물질을 제대로 검출하지 못하는 경우가 발생한다. 무선 충전기와 수신 장치 사이에 이물질이 있어도 검출하지 못하고 무선 충전을 진행하는 경우 온도가 상승하는 문제가 발생할 수밖에 없다.
이 명세서는 이러한 상황을 감안한 것으로, 이 명세서의 목적은 멀티 코일을 채용한 전송 장치가 이물질이 있는지 여부를 효과적으로 판단하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 이 명세서의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은, 멀티 구조의 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하는 단계; 아날로그 핑 동작의 결과에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계; 오브젝트가 있다고 판단될 때 디지털 핑 동작을 수행하여 1차 코일과 자기 유도 결합할 수 있는 2차 코일을 포함하는 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 수신 장치가 있다고 판단할 때 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계를 포함하고, 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제1 단계; 및 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 명세서의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는, 직류 전원을 교류로 변환하기 위한 인버터와 수신 장치의 2차 코일과의 자기 유도 결합에 의해 전력을 전송하기 위한 1차 코일을 멀티 코일 구조로 포함하는 공진 회로를 포함하는 전력 변환부; 아날로그 핑 동작에 따른 아날로그 핑 값을 검출하기 위한 검출부; 및 전력 변환부를 제어하여 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하고, 검출부를 통해 검출한 아날로그 핑 값에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 있다고 판단할 때 전력 변환부를 제어하여 디지털 핑 동작을 수행하여 수신 장치가 있는지 여부를 판단하고, 수신 장치가 있다고 판단할 때 전력 변환부를 제어하여 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 없다고 판단될 때 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 멀티 코일을 채용한 무선 충전기가 금속 이물질이 수신 장치 사이에 있는지 여부를 효과적으로 판단할 수 있고, 이에 따라 무선 전력 전송 때 금속 이물질에 출력이 집중하여 발열이 심하게 되고 화제가 발생하는 위험을 사전에 방지할 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 코일에 공진 주파수의 신호를 입력하여 ADC를 통해 코일의 출력 전압을 얻는 아날로그 핑(Analog Ping) 동작을 수행할 때의 코일 입력과 출력을 도시한 것이고,
도 6은 오브젝트를 멀티 코일로 구성되는 전송 코일을 통과하여 이동시키면서 각 코일의 공진 주파수와 아날로그의 피크 전압을 측정하는 동작을 도시한 것이고,
도 7은 도 6의 동작을 통해 각 코일에서 측정한 피크 전압의 변동량(아날로그 핑 변동량)과 오브젝트 측정 레벨을 비교하여 도시한 것이고,
도 8a 내지 도 8c는 각각 제1 내지 제3 전송 코일에 대해 측정한 아날로그 핑 변동량, 오브젝트 검출 레벨 및 오브젝트를 검출하지 못하는 구간을 도시한 것이고,
도 9는 제1 내지 제3 코일에 대해 측정한 아날로그 핑 값을 합한 값의 변동량과 오브젝트 검출 레벨을 도시한 것이고,
도 10a 내지 도 10c는 각각 제1 내지 제3 전송 코일에 대해 오브젝트를 도 6과 같이 이동시키면서 측정한 아날로그 핑 변동량, 측정한 공진 주파수의 변동량, 아날로그 핑 변동량에 대한 오브젝트 검출 레벨, 공진 주파수 변동량에 대한 오브젝트 검출 레벨을 도시한 것이고,
도 11은 이 명세서가 적용되는 무선 전력 전송 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이고,
도 12는 이 명세서에 따라 오브젝트를 검출하면서 무선으로 전력을 전송하는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.
이하, 이 명세서에 따른 무선 전력 전송 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 오브젝트 또는 이물질, 특히 금속 이물질이 놓여 있는지 여부를 검출하기 위해 일반적으로 아날로그 핑(Analog Ping) 동작을 수행한다.
아날로그 핑 동작은 공진 주파수로 소정 전압의 신호를 코일에 소정 시간 인가한 후 방전하였을 때 시간에 따른 코일 전압의 변화를 측정하여 오브젝트의 유무를 판단한다. 디지털 핑 동작은, 아날로그 핑 동작에서 오브젝트가 검출된 이후 수신 모듈이 있는지 여부를 판단하는 과정으로, 수신 모듈이 깨어날 수 있는 충분한 파워를 코일에 인가하여 수신 모듈로부터 응답을 확인하는 과정이다.
도 5는 코일에 공진 주파수의 신호를 입력하여 ADC를 통해 코일의 출력 전압을 얻는 아날로그 핑(Analog Ping) 동작을 수행할 때의 코일 입력과 출력을 도시한 것이다.
아날로그 핑 동작 때 오브젝트 검출 효율을 올리기 위해 코일에 공진 주파수를 인가할 수 있다. 공진 주파수는, 코일 양단에 전압을 인가한 후 코일 스위치를 온(On)시키면 코일에 공진이 발생하고, 이때 코일의 출력 신호를 비교기를 거쳐 펄스 형태의 구형파로 변환하여 펄스의 주기를 측정함으로써, 구할 수 있다.
도 5에 도시한 것과 같이, 공진 주파수로 소정 전압을 코일에 입력하고, 코일의 출력 전압을 ADC를 통해 디지털 값을 변환하여, 출력 전압의 피크 값을 아날로그 핑 값으로 측정할 수 있다.
멀티 코일을 채용한 전송 코일에서 오브젝트를 검출할 때, 오브젝트와 각 코일의 위치 관계에 따른 아날로그 핑 값의 특성을 도 6 내지 도 8을 참조하여 파악할 수 있다.
도 6은 오브젝트를 멀티 코일로 구성되는 전송 코일을 통과하여 이동시키면서 각 코일의 공진 주파수와 아날로그의 피크 전압을 측정하는 동작을 도시한 것이고, 도 7은 도 6의 동작을 통해 각 코일에서 측정한 피크 전압의 변동량(아날로그 핑 변동량)과 오브젝트 측정 레벨을 비교하여 도시한 것이고, 도 8a 내지 도 8c는 각각 제1 내지 제3 전송 코일에 대해 측정한 아날로그 핑 변동량, 오브젝트 검출 레벨 및 오브젝트를 검출하지 못하는 구간을 도시한 것이다.
도 6에서 전송 모듈의 전송 코일은 코일1, 코일2 및 코일3(또는 제1 코일, 제2 코일 및 제3 코일)이 수평 방향을 따라 일부 구간이 서로 겹친 상태로 순서대로 나열되어 있다. 도 6과 같이, 오브젝트를 코일1, 코일2 및 코일3이 나열되는 수평 방향을 따라 이동시키면서 오브젝트의 각 위치에서 코일1, 코일2 및 코일3에 각각에 해당 코일의 공진 주파수를 공급한 후 해당 코일의 출력 전압을 측정하여 해당 코일의 아날로그 핑 값을 계산할 수 있다.
도 6에서, 가로 축은 오브젝트가 왼쪽 끝에서 오른쪽으로 수평 방향으로 이동한 변위를 가리키고, 세로 축은 아날로그 핑 값의 변동량을 그린 것으로, 즉 오브젝트가 없는 상태에서 측정한 아날로그 핑 값을 기준으로 오브젝트가 있을 때 측정한 아날로그 핑 값의 변동량을 그린 것이다.
오브젝트가 있을 때 오브젝트, 특히 금속 물질의 오브젝트에 의해 코일의 출력 전압이 감소하여, 도 6에서는 아날로그 핑 값의 변동량(이후에는 간략하게 아날로그 핑 변동량이라고 표현함)이 마이너스 값으로 표현되고, 아날로그 핑 변동량이 클수록 마이너스 값의 절대값도 커진다.
가로 축을 기준으로 코일1(Coil1)이 가장 왼쪽에 있고 코일2(Coil2)가 중간에 있고 코일3(Coil3)이 가장 오른쪽에 있기 때문에, 코일1에 대한 그래프(도 7과 도 8a 참조)에서 가장 먼저, 즉 왼쪽 구간에서 아날로그 핑 변동이 발생하고, 그 다음 코일2(Coil2)에 대한 그래프에서(도 7과 도 8b 참조) 중간 구간에서 아날로그 핑 변동이 발생하고, 그 다음 코일3(Coil)에 대한 그래프에서(도 7과 도 8c) 오른쪽 구간에서 아날로그 핑 변동이 발생한다.
도 7과 도 8a 내지 도 8c에서 아날로그 핑 변동이 발생하는 구간, 즉 오브젝트가 있다고 판단되는 구간 내에서 변동량이 오르락 내리락하는데, 이는 측정에 사용된 오브젝트가 코일1 내지 코일3 각각의 직경에 비해 작기 때문이다.
오브젝트가 있는 것으로 판단하는 기준이 되는 오브젝트 검출 레벨(Object Detection Level)을 소정 값(0을 기준으로 마이너스 값)으로 설정할 때, 도 7에 도시한 것과 같이, 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 아래에 있는 구간이 오브젝트가 있다고 판단되는 구간에 해당한다.
하지만, 일부 구간에서는, 도 8a 내지 도 8c에서 박스로 표시한 구간에서는, 오브젝트가 있음에도 불구하고 마이너스 값으로 표현되는 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 크게 되어 오브젝트가 없다고 잘못 판단할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에서 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 크게 되는 구간은 대체로 오브젝트가 해당 코일의 중앙 부근, 즉 해당 코일의 와이어가 지나가지 않은 구간에 해당한다. 하지만, 해당 구간에는 해당 코일에 인접한 다른 코일의 와이어가 지나가게 되고, 이에 따라 다른 코일에서는 해당 구간에서 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 작게 된다.
이 명세서에서는, 이러한 멀티 코일의 배치 특성을 기반으로 멀티 코일 각각의 아날로그 핑 값을 종합적으로 고려하여 오브젝트를 검출하는 정확도를 높일 수 있도록 한다. 즉, 멀티 코일을 채용하는 전송 코일로 구성되는 무선 전력 전송 장치에서, 개별 코일에서 측정하는 아날로그 핑 변동량으로 오브젝트를 잘못 판단할 때 발생하는 문제를 해결하기 위하여, 전송 코일을 구성하는 각 코일에서 아날로그 핑 값을 검출하고, 각 코일의 아날로그 핑 값들을 더하고 더한 그 값에 대해서 변동량을 구하고 이를 오브젝트 검출 레벨과 비교하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단할 수 있다.
도 9는 제1 내지 제3 코일에 대해 측정한 아날로그 핑 값을 합한 값의 변동량과 오브젝트 검출 레벨을 도시한 것이다.
도 9에서, 코일1 내지 코일3에 대해 측정한 아날로그 핑 값들의 합산 값에 대한 변동량(Coil1+Coil2+Coil3)(아래에서는 아날로그 핑 합산 변동량으로 표현함)은, 좌측으로는 코일1에 대해 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 작아지는 제1 지점으로부터 우측으로는 코일 3에 대해 아날로그 핑 변동량이 오브젝트 검출 레벨보다 제2 지점까지 이르는 구간에서, 오브젝트 검출 레벨보다 작다. 이때 제1 지점과 제2 지점은 각각 코일1의 왼쪽 끝과 코일3의 오른쪽 끝에 대응한다.
따라서, 아날로그 핑 합산 변동량은 오브젝트가 멀티 코일로 구성된 전송 코일의 어느 지점에 있더라도 오브젝트 검출 레벨보다 작게 되어, 멀티 코일의 전송 모듈은 아날로그 핑 합산 변동량을 구하고 이를 오브젝트 검출 레벨과 비교함으로써 오브젝트를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
한편, 오브젝트, 즉 금속 이물질이 전송 코일 위 인터페이스 표면에 놓이면 전송 코일에 소정 전압을 인가하여 구동할 때 출력 전압의 공진 주파수가 바뀌게 된다.
이 명세서에서는, 이러한 점을 고려하여, 공진 주파수의 변동량을 근거로 오브젝트가 있는지 여부를 판단할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 각각 제1 내지 제3 전송 코일에 대해 오브젝트를 도 6과 같이 이동시키면서 측정한 아날로그 핑 변동량, 측정한 공진 주파수의 변동량, 아날로그 핑 변동량에 대한 오브젝트 검출 레벨, 공진 주파수 변동량에 대한 오브젝트 검출 레벨을 도시한 것이다.
도 10a 내지 도 10c에서, 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)은 아날로그 핑 변동량과 비교하기 위한 것으로 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨로 표현할 수 있고, 오브젝트 검출 레벨(ODL_21, ODL_22)은 공진 주파수 변동량과 비교하기 위한 것으로 공진 주파수용 오브젝트 검출 레벨로 표현할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에 도시한 것과 같이, 오브젝트가 코일의 한쪽 외경부터 반대쪽 외경으로 이동하는 동안 코일에서 측정한 신호에서 검출하는 공진 주파수도 변동하게 된다. 또한, 오브젝트를 이동하면서 측정하는 공진 주파수의 변동량은, 일부 구간에서 플러스 값을 갖는 것을 제외하고는, 코일에서 측정하는 아날로그 핑 변동량과 비슷한 형태를 가진다.
즉, 오브젝트를 코일 위를 통과하여 이동시킬 때, 오브젝트가 코일의 한쪽 외경과 내경을 형성하는 와이어 가닥이 놓인 구간에 있을 때는 코일에서 측정한 신호의 공진 주파수가 원래 공진 주파수보다 작아지다가, 코일의 중심, 즉 와이어가 없는 구간에 있을 때는 공진 주파수가 원래 공진 주파수보다 커지고, 다시 오브젝트가 코일의 반대쪽 내경과 외경을 형성하는 와이어 가닥이 놓인 구간에 있을 때는 공진 주파수가 원래 공진 주파수보다 작아진다.
따라서, 공진 주파수의 변동량을 근거로 오브젝트의 유무를 판단할 수 있고, 공진 주파수의 변동이 오브젝트의 위치에 따라 플러스 값과 마이너스 값을 갖는 특성을 고려하여, 도 10a 내지 도 10c에 도시한 것과 같이 공진 주파수 변동량에 기초하는 오브젝트 검출 레벨(Object Detection Level: ODL)도 플러스 값(ODL_21)과 마이너스 값(ODL_22)으로 2개를 사용할 수 있다.
공진 주파수 변동량이 플러스 값의 오브젝트 검출 레벨(ODL_21)(이하에서는 공진 주파수용 제1 오브젝트 검출 레벨로 표현함)보다 크거나 또는 마이너스 값의 오브젝트 검출 레벨(ODL_22)(이하에서는 공진 주파수용 제2 오브젝트 검출 레벨로 표현함)보다 작을 때 해당 코일 부근에 오브젝트가 있다고 판단할 수 있다.
멀티 코일을 채택한 무선 충전기는, 멀티 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하여 얻은 아날로그 핑 변동량과 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)의 비교에 근거하여 오브젝트를 검출하거나, 각 코일에 소정 전압을 인가하여 구동할 때 검출되는 공진 주파수 변동량과 공진 주파수용 제1 및 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_21, ODL_22)의 비교에 근거하여 오브젝트를 검출하거나, 또는 각 코일에서 얻는 아날로그 핑 값을 합산한 값의 변동량, 즉 아날로그 핑 합산 변동량과 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)의 비교에 근거하여 오브젝트를 검출할 수 있는데, 이러한 3가지 방법 중 하나만 사용하거나 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
도 11은 이 명세서가 적용되는 무선 전력 전송 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.
도 11의 전송 장치는 도 3에 도시한 전송 모듈에 더해 아날로그 핑 값 및/또는 공진 주파수를 검출하기 위한 검출부를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 11의 전송 장치는 각 코일의 원래 아날로그 핑 값(이물질이나 수신 모듈이 없을 때의 아날로그 핑 값)과 원래 공진 주파수(이물질이나 수신 모듈이 없을 때의 공진 주파수)를 저장하기 위한 저장 수단과 수신 모듈이 아닌 오브젝트, 즉 금속 이물질이 놓인 것을 사용자에게 알리기 위한 출력 수단을 더 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(100) 또는 전송 모듈(100)은, 도 11에 도시한 것과 같이, 전력 변환부(110), 통신부(120), 제어부(130), 전원부(140) 및 검출부(150)를 포함하여 구성될 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.
공진 회로를 구성하는 전송 코일(또는 1차 코일)은 멀티 코일 구조로 둘 이상 또는 셋 이상의 코일의 일부가 서로 겹쳐진 형태가 될 수 있다.
통신부(120)는, 전력 변환부(110)에 연결되어, 자기 유도에 따라 무선으로 전력을 수신하는 수신 장치에 의하여 변조되는 무선 전력 신호를 복조하여 전력 제어 메시지를 검출할 수 있다. 중전력 이상의 전력을 전송할 수 있는 전송 모듈의 통신부(120)는 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 통신 수단을 포함하여 수신 모듈과 통신할 수도 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.
전원부(140)는 전송 장치의 구성 요소에 전원을 공급할 수 있다.
제어부(130)는, 전력 변환부(110)를 제어하여, 멀티 코일을 구성하는 각 코일에 대해서 해당 코일(해당 코일을 포함하는 공진 회로)의 공진 주파수로 소정 전압을 코일에 인가하는 아날로그 핑 동작을 수행하고, 검출부(150)는 아날로그 핑 동작의 결과로 해당 코일의 전압을 아날로그 핑 값으로 검출할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 전력 변환부(110)를 제어하여 각 코일에 소정 전압을 인가한 상태로 인버터를 온시켜 공진 회로에 공진이 발생하도록 하고, 검출부(150)를 통해 해당 코일의 공진 주파수를 측정할 수 있다.
제어부(130)에 포함된 프로세서는, 아날로그 핑 동작을 통해 측정한 각 코일의 아날로그 핑 값과 메모리(미도시)에 저장된 해당 코일의 원래 아날로그 핑 값의 차이를 계산하여 해당 코일의 아날로그 핑 변동량을 구할 수 있는데, 일반적으로 측정된 아날로그 핑 값은 저장되어 있는 원래 아날로그 핑 값보다 작기 때문에 아날로그 핑 변동량은 마이너스 값을 갖는다.
또한, 제어부(130)의 프로세서는, 측정한 각 코일의 공진 주파수를 메모리(미도시)에 저장된 해당 코일의 원래 공진 주파수와 비교하여 해당 코일의 공진 주파수 변동량을 계산할 수 있다.
제어부(130)의 프로세서는, 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 메모리에 저장된 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)과 비교하여, 마이너스 값의 아날로그 핑 변동량이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 그 값이 더 작을 때 오브젝트가 전송 모듈의 인터페이스 표면 위에 있다고 판단하고, 그렇지 않으면 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
또한, 제어부(130)의 프로세서는, 각 코일의 공진 주파수 변동량을 메모리에 저장된 공진 주파수용 제1 및 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_21, ODL_22)과 비교하여, 공진 주파수 변동량이 플러스 값의 제1 오브젝트 검출 레벨(ODL_21)보다 크거나 마이너스 값의 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_22)보다 작을 때 오브젝트가 전송 모듈의 인터페이스 표면 위에 있다고 판단하고, 그렇지 않을 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
또한, 제어부(130)의 프로세서는, 각 코일의 아날로그 핑 변동량의 합하여 아날로그 핑 합산 변동량을 구하고, 아날로그 핑 합산 변동량을 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)과 비교하여, 마이너스 값의 아날로그 핑 합산 변동량이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 그 값이 더 작을 때 오브젝트가 전송 모듈의 인터페이스 표면 위에 있다고 판단하고, 그렇지 않으면 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
전원부(140)는 전송 장치의 구성 요소에 전원을 공급할 수 있다.
전송 모듈(100)은 출력부(미도시)를 더 포함하여 오브젝트, 예를 들어 금속 이물질이 있는 것을 사용자에게 알릴 수 있다. 출력부는 이미지나 빛을 통해 메시지를 출력하는 디스플레이부, 소리를 통해 메시지를 전달하는 사운드부, 진동을 통해 메시지를 전달하는 진동부 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
도 12는 이 명세서에 따라 오브젝트를 검출하면서 무선으로 전력을 전송하는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 도 12의 동작은 전송 장치의 제어부(130) 또는 제어부(130)에 포함된 프로세서가 수행할 수 있다.
제어부(130)는, 전력 변환부(110)를 제어하여 전송 장치 또는 전송 모듈(100)에 포함된 멀티 코일 구조의 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하고, 검출부(150)를 통해 각 코일에 대한 아날로그 핑 값을 검출한다(S1200).
또한, 제어부(130)는, 각 코일에 대해서 검출한 아날로그 핑 값과 메모리에 저장된 원래 아날로그 핑 값의 차이로 해당 코일의 아날로그 핑 변동량(AP variation)을 계산할 수 있다.
제어부(130)는, 전력 변환부(110)를 제어하여 각 코일의 공진 회로에 공진이 발생하도록 하고, 검출부(150)를 통해 해당 코일의 공진 주파수를 측정하고, 이를 메모리에 저장된 원래 공진 주파수와 비교하여 해당 코일의 공진 주파수 변동량(RF variation)을 계산할 수 있는데(S1205), 아날로그 핑 동작과 공진 주파수 측정 동작은 순서가 바뀔 수 있다.
제어부(130)는, 멀티 코일을 구성하는 코일들 중 하나 이상에 대해 아날로그 핑 변동량(AP variation)을 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)과 비교한다(S1210).
제어부(130)는, 하나의 코일에서라도 마이너스 값의 아날로그 핑 변동량(AP variation)이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 작을 때(또는 아날로그 핑 변동량이 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨보다 절대값이 클 때)(S1210에서 Yes), 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 있다고 판단하여, S1250 단계로 진행한다.
반면, 제어부(130)는, 모든 코일에서 마이너스 값의 아날로그 핑 변동량(AP variation)이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 클 때(또는 아날로그 핑 변동량이 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨보다 절대값이 작을 때)(S1210에서 No), 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 없다고 판단하고, 멀티 코일을 구성하는 코일들 중 하나 이상에 대해 공진 주파수 변동량(RF variation)을 공진 주파수용 제1 및 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_21, ODL_22)과 비교한다(S1220).
제어부(130)는, 하나의 코일에서라도 공진 주파수 변동량(RF variation)이 플러스 값의 공진 주파수용 제1 오브젝트 검출 레벨(ODL_21)보다 크거나 마이너스 값의 공진 주파수용 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_22)보다 작을 때(S1220에서 Yes), 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 있다고 판단하여, S1250 단계로 진행한다.
반면, 제어부(130)는, 모든 코일에서 공진 주파수 변동량(RF variation)이 플러스 값의 공진 주파수용 제1 오브젝트 검출 레벨(ODL_21)보다 작고 마이너스 값의 공진 주파수용 제2 오브젝트 검출 레벨(ODL_22)보다 클 때(S1220에서 No), 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 없다고 판단하고, 멀티 코일을 구성하는 코일들의 아날로그 핑 값을 더한 아날로그 핑 합산(APS)을 구하고, 또한 이를 원래 아날로그 핑 값과 비교하여 아날로그 핑 합산 변동량(APS variation)을 계산한다(S1230).
제어부(130)는, 마이너스 값의 아날로그 핑 합산 변동량(APS variation)이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 작을 때(또는 아날로그 핑 합산 변동량이 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨보다 절대값이 클 때)(S1235에서 Yes), 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 있다고 판단하여, S1250 단계로 진행한다.
반면, 제어부(130)는, 마이너스 값의 아날로그 핑 합산 변동량(APS variation)이 마이너스 값의 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨(ODL_1)보다 클 때(또는 아날로그 핑 합산 변동량이 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨보다 절대값이 작을 때)(S1235에서 No), 최종적으로 수신 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 없다고 판단하고, 오브젝트 존재 플래그(OEF)의 값을 0 값으로 리셋한다(S1240).
공진 주파수 변동량을 공진 주파수용 오브젝트 검출 레벨과 비교하는 S1220 단계는, 아날로그 핑 합산 변동량을 계산하고 이를 아날로그 핑용 오브젝트 검출 레벨과 비교하는 S1230 단계와 S1235 단계 이후에 수행할 수도 있다.
S1210 단계, S1220 단계 및 S1235 단계 중 적어도 하나에서 오브젝트가 있는 것으로 판단되는 경우, 제어부(130)는, 전력 변환부(110)를 제어하여 멀티 코일을 구성하는 코일들 중 하나 이상에 대해 수신 모듈이 깨어날 수 있는 충분한 파워를 인가하는 디지털 핑 동작을 수행할 수 있다(S1250).
제어부(130)는, 통신부(120)를 통해 디지털 핑 동작에 따라 수신 모듈로부터 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet)이 수신되었는지 확인할 수 있다(S1260).
제어부(130)는, 신호 강도 패킷이 수신되었다면(S1260에서 Yes), 즉 수신 장치가 인터페이스 표면 위에 놓여 있다고 판단하면, 수신 장치가 아닌 다른 이물질을 검출했는지를 가리키는 오브젝트 존재 플래그(OEF)의 값이 1로 설정되었는지 확인할 수 있다(S1270).
제어부(130)는, 오브젝트 존재 플래그(OEF)의 값이 1로 설정되어 있으면(S1270에서 Yes), 전송 장치(100)의 인터페이스 표면 위에 수신 장치뿐만 아니라 금속의 이물질이 있는 것으로 판단하여, 수신 장치에 무선으로 전송하는 전력의 최대 크기를 제한할 수 있다(S1280).
이후 제어부(130)는, 전력 변환부(110)와 통신부(120)를 제어하여 수신 장치로 전력을 무선으로 전달하는 충전 동작을 수행한다(S1290). 또는, 제어부(130)는, 신호 강도 패킷을 수신하여 수신 장치를 검출한 상태에서 오브젝트 존재 플래그(OEF)의 값이 1로 설정되어 있으면(S1270에서 Yes), 수신 장치로의 전력 전송을 중단할 수도 있고 이 경우 S1290 단계는 생략될 수 있다.
제어부(130)는, 신호 강도 패킷을 수신하지 못할 때(S1260에서 No), 수신 장치가 인터페이스 표면 위에 없다고 판단하고, 검출된 오브젝트는 수신 장치가 아니라 금속 이물질이라고 판단하여 오브젝트 존재 플래그(OEF)의 값을 1로 설정할 수 있다(S1275).
아날로그 핑 변동량과 아날로그 핑 합산 변동량만으로 오브젝트를 검출할 수도 있기 때문에, S1205 단계의 공진 주파수 측정 동작과 S1220 단계의 공진 주파수 변동량을 오브젝트 검출 레벨과 비교하는 동작은 생략될 수도 있다.
이와 같이, 멀티 코일 구조의 무선 전력 전송 장치가 아날로그 핑 변동량, 아날로그 핑 합산 변동량 및 공진 주파수 변동량을 이용하여 인터페이스 표면 위에 오브젝트가 있는지 더 정확하게 판단할 수 있게 되어, 전력 전송 동작(또는 충전)을 진행하거나 중단시킬 지 또는 전력 전송 최대 크기를 감소시킬 지 판단할 수 있게 된다.
또한, 금속 이물질의 오브젝트가 인터페이스 표면에 있을 때 이물질 유무를 이미지나 소리 등을 통해 알리거나 전력 전송을 중지시켜 이물질에 의해 열이 과하게 발생하거나 화재가 발생하는 것을 막을 수 있고, 또한 충전에 영향을 별로 미치지 않는 이물질에 의해 충전 동작이 간헐적으로 중단되는 것을 막아 전자 기기를 빠르게 충전할 수 있게 된다.
이 명세서에 기재된 무선 전력 전송 방법 및 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은, 멀티 구조의 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하는 단계; 아날로그 핑 동작의 결과에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계; 오브젝트가 있다고 판단될 때 디지털 핑 동작을 수행하여 1차 코일과 자기 유도 결합할 수 있는 2차 코일을 포함하는 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 수신 장치가 있다고 판단할 때 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계를 포함하고, 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제1 단계; 및 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 단계는, 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 아날로그 핑 변동량이 마이너스 값의 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 아날로그 핑 변동량이 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 단계는, 아날로그 핑 합산 변동량이 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 아날로그 핑 합산 변동량이 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는 오브젝트가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그를 리셋하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계는 신호 강도 패킷을 수신할 때 수신 장치가 있다고 판단하고 신호 강도 패킷을 수신하지 못했을 때 수신 장치가 없다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 수신 장치가 있다고 판단하고 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때, 수신 장치로 전력을 전송할 수 있는 최대 파워 값이 제한될 수 있다.
일 실시예에서, 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계는 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때 전력 전송을 중단할 수 있다.
일 실시예에서, 수신 장치가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그가 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 측정한 공진 주파수 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제3 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 단계는, 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 공진 주파수 변동량이 플러스 값의 제2 레벨보다 크거나 마이너스 값의 제3 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 공진 주파수 변동량이 제2 레벨보다 작고 제3 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는, 직류 전원을 교류로 변환하기 위한 인버터와 수신 장치의 2차 코일과의 자기 유도 결합에 의해 전력을 전송하기 위한 1차 코일을 멀티 코일 구조로 포함하는 공진 회로를 포함하는 전력 변환부; 아날로그 핑 동작에 따른 아날로그 핑 값을 검출하기 위한 검출부; 및 전력 변환부를 제어하여 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하고, 검출부를 통해 검출한 아날로그 핑 값에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 있다고 판단할 때 전력 변환부를 제어하여 디지털 핑 동작을 수행하여 수신 장치가 있는지 여부를 판단하고, 수신 장치가 있다고 판단할 때 전력 변환부를 제어하여 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 없다고 판단될 때 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는, 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 아날로그 핑 변동량이 마이너스 값의 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 아날로그 핑 변동량이 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는, 아날로그 핑 합산 변동량이 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 아날로그 핑 합산 변동량이 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는, 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 없는 것으로 판단할 때, 전력 변환부를 제어하여 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 측정한 공진 주파수 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 추가로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 오브젝트가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그를 리셋할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 디지털 핑 동작에서 신호 강도 패킷을 수신하여 수신 장치가 있다고 판단하고 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때 수신 장치로 전력을 전송할 수 있는 최대 파워 값을 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 디지털 핑 동작에서 신호 강도 패킷을 수신하지 못하여 수신 장치가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그를 설정할 수 있다.
이 명세서는 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 150: 검출부
200: 무선 전력 수신 모듈 210: 전력 수신부
220: 통신부 230: 제어부
240: 부하

Claims (17)

  1. 멀티 구조의 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하는 단계;
    상기 아날로그 핑 동작의 결과에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 오브젝트가 있다고 판단될 때 디지털 핑 동작을 수행하여 상기 1차 코일과 자기 유도 결합할 수 있는 2차 코일을 포함하는 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 수신 장치가 있다고 판단할 때 상기 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계를 포함하고,
    상기 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제1 단계; 및
    상기 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 상기 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 아날로그 핑 변동량이 마이너스 값의 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 상기 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 아날로그 핑 변동량이 상기 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 단계는, 상기 아날로그 핑 합산 변동량이 상기 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 상기 아날로그 핑 합산 변동량이 상기 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 오브젝트가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그를 리셋하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 수신 장치가 있는지 여부를 판단하는 단계는, 신호 강도 패킷을 수신할 때 수신 장치가 있다고 판단하고 상기 신호 강도 패킷을 수신하지 못했을 때 수신 장치가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    수신 장치가 있다고 판단하고 상기 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때, 상기 수신 장치로 전력을 전송할 수 있는 최대 파워 값을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 단계는 상기 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때 전력 전송을 중단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    수신 장치가 없다고 판단할 때 상기 오브젝트 존재 플래그를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 단계에서 오브젝트가 없다고 판단될 때, 상기 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 측정한 공진 주파수 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 제3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 단계는, 상기 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 공진 주파수 변동량이 플러스 값의 제2 레벨보다 크거나 마이너스 값의 제3 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 상기 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 공진 주파수 변동량이 상기 제2 레벨보다 작고 상기 제3 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 방법.
  11. 직류 전원을 교류로 변환하기 위한 인버터와 수신 장치의 2차 코일과의 자기 유도 결합에 의해 전력을 전송하기 위한 1차 코일을 멀티 코일 구조로 포함하는 공진 회로를 포함하는 전력 변환부;
    아날로그 핑 동작에 따른 아날로그 핑 값을 검출하기 위한 검출부; 및
    상기 전력 변환부를 제어하여 상기 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 아날로그 핑 동작을 수행하고, 상기 검출부를 통해 검출한 아날로그 핑 값에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 있다고 판단할 때 상기 전력 변환부를 제어하여 디지털 핑 동작을 수행하여 상기 수신 장치가 있는지 여부를 판단하고, 상기 수신 장치가 있다고 판단할 때 상기 전력 변환부를 제어하여 상기 수신 장치에 전력을 무선으로 전송하거나 전력 전송을 중단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 아날로그 핑 동작을 통해 각 코일에 대해 구한 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하고, 오브젝트가 없다고 판단될 때 각 코일의 아날로그 핑 변동량을 더해서 구한 아날로그 핑 합산 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 1차 코일을 구성하는 코일 중 적어도 하나의 아날로그 핑 변동량이 마이너스 값의 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 상기 1차 코일을 구성하는 모든 코일의 아날로그 핑 변동량이 상기 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 아날로그 핑 합산 변동량이 상기 제1 레벨보다 작을 때 오브젝트가 있다고 판단하고, 상기 아날로그 핑 합산 변동량이 상기 제1 레벨보다 클 때 오브젝트가 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 아날로그 핑 변동량에 기초하여 오브젝트가 없는 것으로 판단할 때, 상기 전력 변환부를 제어하여 상기 1차 코일을 구성하는 각 코일에 대해 측정한 공진 주파수 변동량에 기초하여 오브젝트가 있는지 여부를 추가로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 오브젝트가 없다고 판단할 때 오브젝트 존재 플래그를 리셋하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디지털 핑 동작에서 신호 강도 패킷을 수신하여 수신 장치가 있다고 판단하고 상기 오브젝트 존재 플래그가 설정되었을 때, 상기 수신 장치로 전력을 전송할 수 있는 최대 파워 값을 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디지털 핑 동작에서 신호 강도 패킷을 수신하지 못하여 수신 장치가 없다고 판단할 때, 상기 오브젝트 존재 플래그를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
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