WO2016200028A1 - 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 Download PDF

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WO2016200028A1
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power transmitter
wireless
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이재규
권용일
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엘지이노텍(주)
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Definitions

  • the present invention relates to wireless charging technology, and more particularly, to a wireless power management method using a wireless charging system and apparatus and system therefor.
  • Wireless power transmission or wireless energy transfer is a technology that transmits electrical energy wirelessly from a transmitter to a receiver using the principle of induction of magnetic field, which is already used by electric motors or transformers using the electromagnetic induction principle in the 1800s. Since then, there have been attempts to transmit electrical energy by radiating electromagnetic waves such as radio waves and lasers. Electric toothbrushes and some wireless razors that we commonly use are actually charged with the principle of electromagnetic induction.
  • energy transmission using wireless may be classified into magnetic induction, electromagnetic resonance, and RF transmission using short wavelength radio frequency.
  • the magnetic induction method uses the phenomenon that magnetic flux generated at this time causes electromotive force to other coils when two coils are adjacent to each other and current flows to one coil, and is rapidly commercialized in small devices such as mobile phones. Is going on. Magnetic induction is capable of transmitting power of up to several hundred kilowatts (kW) and has high efficiency, but the maximum transmission distance is less than 1 centimeter (cm).
  • the magnetic resonance method is characterized by using an electric or magnetic field instead of using electromagnetic waves or current. Since the magnetic resonance method is hardly affected by the electromagnetic wave problem, it has the advantage of being safe for other electronic devices or the human body. On the other hand, it can be utilized only in limited distances and spaces, and has a disadvantage in that energy transmission efficiency is rather low.
  • the short wavelength wireless power transmission scheme implies, the RF transmission scheme— takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in the form of RadioWave.
  • This technology is a wireless power transmission method of the RF method using a rectenna, a compound word of an antenna and a rectifier (rectifier) refers to a device that converts RF power directly into direct current power.
  • the RF method is a technology that converts AC radio waves to DC and uses them. Recently, research on commercialization has been actively conducted as efficiency is improved.
  • Wireless power transfer technology can be widely used not only for mobile, but also for industries such as IT, railway, automobile, and home appliance industries.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a power management method using a wireless charging system and an apparatus and system therefor.
  • Another object of the present invention is to calculate a real-time wireless charging efficiency in units of a wireless power transmitter and a wireless power receiver through a network-connected wireless charging system, by collecting them, power management method using a wireless charging system capable of optimizing the wireless charging system And an apparatus and system therefor.
  • Another object of the present invention is to provide a power management method using a wireless charging system capable of providing device-specific statistical information collected through a network-connected wireless charging system, and apparatus and system therefor.
  • Another object of the present invention is to provide a smart wireless power management method capable of monitoring the wireless charging status of wireless charging devices installed in a house in real time, and an apparatus and system therefor.
  • the present invention can provide a wireless power management method using a wireless charging system and apparatus and system therefor.
  • a wireless power management method in a wireless power transmitter for wirelessly supplying power to at least one user device equipped with a wireless power receiver according to the first embodiment of the present invention includes first to first corresponding to at least one user device.
  • the method may include receiving n state information, calculating first statistical information based on the first to nth state information, and transmitting the calculated first statistical information to a networked server.
  • the first statistical information is collected in the unit of the user device, wherein the information collected in the unit of the user device is information on the amount of power consumed during the unit time, information on the load charging efficiency, information on the current amount of charge of the load And information about an estimated time required to complete charging of the load.
  • the first statistical information is collected in the unit of the wireless power transmitter
  • the information collected in the unit of the wireless power transmitter is information on the average power transmission efficiency during the unit time, the average of all the user devices connected during the unit time At least one of the information on the charging efficiency, information on the total amount of power output from the wireless power transmitter during the unit time, statistical information about the grant and rejection of the power transmission request from the user device.
  • an area corresponding to the wireless power transmitter is a shaded area.
  • whether or not the shaded area may be determined by the server or the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may determine whether to add / delete / change the wireless power transmitter to a home network to which the wireless power transmitter is connected based on the information collected in units of the wireless power transmitter.
  • At least one of the maximum output power of the wireless power transmitter and the maximum number of accessible wireless power receivers of the wireless power transmitter may be controlled based on the information collected in the wireless power transmitter.
  • the state information may include information on power strength applied to the load of the user device, information on power strength at the rear of the rectifier of the wireless power receiver, information on power demand, charge state information, system error information, maximum It may include at least one of information on the load charge amount and information on the current load charge amount.
  • the wireless power transmitter may transmit the power in at least one of a magnetic induction method, a magnetic resonance method, and an RF method.
  • the wireless power management method may further include receiving second to k statistical information corresponding to an adjacent wireless power transmitter connected to the network, based on the first to kth statistical information.
  • the amount of power consumed and the expected electric charge for the unit period corresponding to the network can be calculated.
  • a wireless power management method in a server connected through at least one wireless power transmitter and a home network may include receiving statistical information collected by each of the wireless power transmitters.
  • the method may include determining a wireless power supply shadow area based on the result, and transmitting the determination result to a predetermined customer terminal.
  • the statistical information may include information collected in units of a user device that receives power wirelessly from the wireless power transmitter.
  • the information collected in the unit of the user device may include information on the number of times the power transmission request has been received during the unit time, information on the amount of power consumed during the unit time, information on the load charging efficiency, information on the current charge amount of the load It may include at least one of information on the estimated time required to complete the charging of the load.
  • the statistical information may further include information about an average power transmission efficiency during a unit time calculated based on the information collected in units of the user device, and an average charging efficiency for all user devices connected to the wireless power transmitter during a unit time. And information about the total amount of power output from the wireless power transmitter during the unit time, and statistical information about the grant and rejection of the power transmission request from the user device.
  • the wireless power management method according to the second embodiment may further comprise the step of identifying the user device is charged based on the statistical information and transmitting the identification result to the customer terminal.
  • the wireless power management method according to the second embodiment may further include controlling a maximum output power of the wireless power transmitter based on the statistical information.
  • the wireless power management method according to the second embodiment may further include the step of calculating the power consumption and the expected electric charge during the unit period corresponding to the home network by using the statistical information.
  • a third embodiment of the present invention can provide a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing any one of the wireless power management methods.
  • a wireless power transmitter for wirelessly supplying power to at least one user device equipped with a wireless power receiver may receive first to nth state information corresponding to at least one user device.
  • the first communication unit may include a control unit for calculating first statistical information based on the first to nth state information, and a second communication unit for transmitting the calculated first statistical information to a networked server.
  • a wireless power management apparatus connected with at least one wireless power transmitter according to a fifth embodiment of the present invention via a home network may be configured to wirelessly receive the statistical information collected by the wireless power transmitter and based on the statistical information.
  • the wireless power management system supplies the power to the first to nth wireless power receivers and the first to nth wireless power receivers which receive power wirelessly, A first to k-th wireless power transmitter that receives state information from the wireless power receiver to generate statistical information, and determines a wireless power supply shadow area based on the statistical information received from the first to k-th wireless power transmitter. It can include a server.
  • the present invention has the advantage of providing a power management method using a wireless charging system and apparatus and system therefor.
  • the present invention has the advantage of optimizing the wireless charging system by identifying the wireless power shadow area based on the wireless charging efficiency collected in real time for each wireless power transmitter through a network connected wireless charging system.
  • the present invention has the advantage of providing the user with device-specific statistical information collected through a network-connected wireless charging system.
  • the present invention has the advantage of providing a smart wireless power management method and apparatus and system therefor capable of monitoring the wireless charging status of the wireless charging devices installed in the house in real time.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the type and characteristics of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining the type and characteristics of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a state transition diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation region of a wireless power receiver based on V RECT according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a wireless charging procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a wireless power management system for explaining a wireless power management method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an information collection process in a wireless power management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an information collection process in a wireless power management system according to another embodiment of the present invention.
  • a wireless power management method in a wireless power transmitter for wirelessly supplying power to at least one user device equipped with a wireless power receiver according to the first embodiment of the present invention includes first to first corresponding to at least one user device.
  • the method may include receiving n state information, calculating first statistical information based on the first to nth state information, and transmitting the calculated first statistical information to a networked server.
  • the apparatus for transmitting wireless power on the wireless power system is a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and the like will be used interchangeably.
  • a wireless power receiver a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiver terminal, a receiver, a receiver, a receiver Or the like can be used in combination.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be configured in a pad form, a cradle form, an access point (AP) form, a small base station form, a stand form, a ceiling embedment form, a wall mount form, a vehicle embed form, a vehicle mount form, and the like.
  • the transmitter of may transmit power to a plurality of wireless power receiver at the same time.
  • the wireless power transmitter may comprise at least one wireless power transmission means.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be interworked with another wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitters may interwork with each other using short range wireless communication such as Bluetooth.
  • the wireless power transmitters may be interworked using wireless communication technologies such as Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Long Term Evolution (LTE) / LTE-Advanced, and Wi-Fi.
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-Advanced Long Term Evolution-Advanced
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • the wireless power transmission means applied to the present invention uses various electromagnetic power transmission standards based on the electromagnetic induction method which generates a magnetic field in the power transmitter coil and charges using the electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the receiver coil under the influence of the magnetic field.
  • the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) or / and the Power Matters Alliance (PMA).
  • the wireless power transmission means may use an electromagnetic resonance method of transmitting power to a wireless power receiver located at a short distance by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency.
  • the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of a resonance method defined in A4WP (Alliance for Wireless Power) which is a wireless charging technology standard apparatus.
  • the wireless power transmission unit may use an RF wireless power transmission method that transmits power to a wireless power receiver located at a far distance by putting low power energy on the RF signal.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be designed to support at least two or more wireless power transmission methods of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.
  • the wireless power transmitter may be adaptively used for the wireless power receiver based on the type, state, power required of the wireless power receiver, as well as the wireless power transmission scheme supported by the wireless power transmitter and the wireless power receiver. Can be determined.
  • the wireless power receiver may be provided with at least one wireless power receiving means, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver may include at least one of the electromagnetic induction method, the electromagnetic resonance method, and the RF wireless power transmission method.
  • the wireless power receiver includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, and an MP3 player. It may be mounted on a small electronic device such as an electric toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing bobber, and the like, but is not limited thereto.
  • the wireless power receiving means according to the present invention may be equipped to wirelessly receive power or charge a battery. It's enough if it's possible.
  • the wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may be mounted on a home appliance including a TV, a refrigerator, a washing machine, a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, a robot, or the like.
  • the wireless charging method is a self resonance method
  • a power management method using a wireless charging system and an apparatus and system therefor will be described in detail. Shall be.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmission system may include a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200.
  • FIG. 1 illustrates that the wireless power transmitter 100 transmits wireless power to one wireless power receiver 200, this is only one embodiment, and wireless power according to another embodiment of the present invention.
  • the transmitter 100 may transmit wireless power to the plurality of wireless power receivers 200.
  • the wireless power receiver 200 according to another embodiment may simultaneously receive wireless power from the plurality of wireless power transmitters 100.
  • the wireless power transmitter 100 may generate a magnetic field using a specific power transmission frequency to transmit power to the wireless power receiver 200.
  • the wireless power receiver 200 may receive power by tuning to the same frequency as that used by the wireless power transmitter 100. That is, the wireless power receiver 200 may receive power transmitted by the wireless power transmitter 100 through a resonance phenomenon.
  • the resonant frequency used for wireless power transmission may be a 6.78 MHz band, but is not limited thereto.
  • the power transmitted by the wireless power transmitter 100 may be transmitted only to the wireless power receiver 200 which is in resonance with the wireless power transmitter 100.
  • the maximum number of wireless power receivers 200 that can receive power from one wireless power transmitter 100 is the maximum transmit power level of the wireless power transmitter 100, the maximum power reception level of the wireless power receiver 200, the wireless It may be determined based on the physical structures of the power transmitter 100 and the wireless power receiver 200.
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may perform bidirectional communication in a frequency band different from a frequency band for transmitting wireless power, that is, a resonant frequency band.
  • the bidirectional communication may use a half-duplex Bluetooth Low Energy (BLE) communication protocol, but is not limited thereto.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may exchange characteristic and state information, that is, power negotiation information, with each other through the bidirectional communication.
  • the wireless power receiver 200 may transmit predetermined power reception state information for controlling the power level received from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transmitter 100 through bidirectional communication.
  • 100 may dynamically control the transmit power level based on the received power reception state information.
  • the wireless power transmitter 100 may not only optimize power transmission efficiency, but also prevent load damage due to over-voltage, and prevent unnecessary waste of power due to under-voltage. It can provide a function to.
  • the wireless power transmitter 100 may perform a function of authenticating and identifying the wireless power receiver 200 through two-way communication, a function of identifying an incompatible device or an unchargeable object, and a function of identifying a valid load. It may be.
  • the wireless power transmitter 100 may obtain information on power consumption of the electronic device mounted in the wireless power receiver 200 from the wireless power receiver 200 through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter 100 may obtain information regarding the maximum charge capacity and the charge amount change of the load connected to the wireless power receiver 200 through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit the output power strength information to the wireless power receiver 200 through a bidirectional communication.
  • the wireless power receiver 200 may measure the strength of the power applied to the load during charging and calculate the wireless charging efficiency by using the output power intensity information at the transmitter and the strength of the power applied to the load. .
  • the calculated wireless charging efficiency may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter 100 includes a power supplier 110, a power conversion unit 120, a matching circuit 130, a transmission resonator 140, and a main controller. , 150) and a communication unit 160.
  • the communication unit may include a data transmitter and a data receiver.
  • the power supply unit 110 may supply a specific supply voltage to the power converter 120 under the control of the main controller 150.
  • the supply voltage may be a DC voltage or an AC voltage.
  • the power converter 120 may convert the voltage received from the power supply unit 110 into a specific voltage under the control of the main controller 150.
  • the power converter 120 may include at least one of a DC / DC converter, an AC / DC converter, and a power amplifier.
  • the matching circuit 130 is a circuit that matches the impedance between the power converter 120 and the transmission resonator 140 in order to maximize power transmission efficiency.
  • the transmission resonator 140 may wirelessly transmit power using a specific resonance frequency according to the voltage applied from the matching circuit 130.
  • the wireless power receiver 200 includes a reception resonator 210, a rectifier 220, a DC-DC converter 230, a load 240, a main controller 250. ) And a communication unit 260.
  • the communication unit may include a data transmitter and a data receiver.
  • the reception resonator 210 may receive power transmitted by the transmission resonator 140 through a resonance phenomenon.
  • the rectifier 220 may perform a function of converting an AC voltage applied from the receiving resonator 210 into a DC voltage.
  • the DC-DC converter 230 may convert the rectified DC voltage into a specific DC voltage required for the load 240.
  • the main controller 250 controls the operations of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 or generates characteristics and state information of the wireless power receiver 200 and controls the communication unit 260 to control the wireless power transmitter 100.
  • the characteristics and state information of the wireless power receiver 200 may be transmitted to the.
  • the main controller 250 may control the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 by monitoring the intensity of the output voltage and the current in the rectifier 220 and the DC-DC converter 230. have.
  • the intensity information of the monitored output voltage and current may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260.
  • the main controller 250 compares the rectified DC voltage with a predetermined reference voltage to determine whether it is in an over-voltage state or an under-voltage state, and according to the determination result, the main controller 250 is in a system error state. If detected, the detection result may be transmitted to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260.
  • the main controller 250 when the main controller 250 detects a system error condition, the main controller 250 controls the operation of the rectifier 220 and the DC-DC converter 230 or a predetermined overcurrent including a switch or a zener diode to prevent damage to the load.
  • the blocking circuit may be used to control the power applied to the load 240.
  • the main control unit 250 determines that the local failure state, and the predetermined failure notification message to the wireless power transmitter 100 through the communication unit 260. You can also send.
  • the main controller 150 or 250 and the communication unit 160 or 260 of each of the transceivers are shown as being configured with different modules, respectively, but this is only one embodiment and another embodiment of the present invention. It should be noted that the main controller 150 or 250 and the communication unit 160 or 260 may be configured as a single module, respectively.
  • the main controller 250 of the wireless power receiver 200 may include the maximum charging capacity of the load 240, the current state of charge of the load 240, that is, the amount of power charged to the load 240 so far, and (and ) May include information about a current charging ratio to a maximum charging capacity, and an estimated time to complete charging of the load 240 based on the amount of power applied to the load 240.
  • the wireless power receiver 200 may transmit the calculated charging completion time required to the microprocessor (not shown) of an electronic device, for example, a smartphone, connected through a predetermined interface. Subsequently, the microprocessor may display the estimated time required for completion of charging through the display means provided in the electronic device.
  • the main controller 250 controlling the operation of the wireless power receiver 200 and the microprocessor mounted on the electronic device are described as separate hardware devices. However, this is only one embodiment. In addition, it should be noted that the main controller 250 and the microprocessor may be mounted in one hardware device and configured as separate software modules. In addition, the wireless power receiver 200 may transmit the calculated charging completion estimated time required to the wireless power transmitter 100 through bidirectional communication.
  • the wireless power receiver 200 may detect an operation state change of the connected electronic device and recalculate an estimated time required to complete charging.
  • the change in the operating state of the electronic device may include at least one of a power ON / OFF state change of the electronic device, a change in the execution state of an application on the electronic device, a change in the ON / OFF state of the electronic device display, and a change in power consumption of the electronic device. It may include. That is, the wireless power receiver 200 adaptively calculates or measures the real-time power consumption of the electronic device according to the change in the operating state of the electronic device, and estimates the estimated time to complete charging based on the calculated or measured power consumption. You can also ship.
  • the recharged estimated completion time may be displayed through the display means of the electronic device as well as transmitted to the wireless power transmitter 100 through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter 100 has an event such as a new wireless power receiver is added to the charging area during charging, the connection with the wireless power receiver being charged is released, or the charging of the wireless power receiver is completed. If detected, a power redistribution procedure for the remaining charging target wireless power receivers may be performed. In this case, the power redistribution result may be transmitted to the wireless power receiver (s) connected through the out-of-band communication.
  • the wireless power receiver 200 may recalculate the estimated time required for completion of charging according to the power redistribution result, and the recalculated estimated time required for recharging may be displayed through the display means of the electronic device, and wireless power may be obtained through bidirectional communication. May be transmitted to the transmitter 100.
  • the wireless power receiver 200 has been described as calculating the estimated time required for the completion of charging, but this is only one embodiment, and the wireless power transmitter 200 according to another embodiment of the present invention provides wireless power.
  • the estimated time required for completion of charging may be calculated based on information on the maximum charging capacity of the load collected from the receiver 200, information on the amount of charge of the current load, information on power intensity applied to the load, and the like.
  • the estimated time required for the completion of charging may be calculated for each wireless power receiver or electronic device that receives the wireless power from the wireless power transmitter 100, and the wireless power transmitter 200 estimates the completion of charging calculated through the display means provided. Information about the time required can be displayed.
  • the wireless power transmitter 200 may provide information about wireless charging efficiency of each device that is being charged to another networked wireless power transmitter or (and) a specific home network server or (and) a specific cloud server, and the estimated time to complete charging. Information regarding the amount of power consumed may be transmitted.
  • the home network server or the cloud server may store and process the information received from the wireless power transmitter 200, and extract and transmit the corresponding statistical information when requested from the user or the user terminal.
  • FIG. 2 is a view for explaining the type and characteristics of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • types and characteristics may be classified into classes and categories, respectively.
  • the type and characteristics of the wireless power transmitter can be largely identified through the following three parameters.
  • the wireless power transmitter may be identified by a rating determined according to the strength of the maximum power applied to the transmission resonator 140.
  • the rating of the wireless power transmitter is a maximum value of the power P TX_IN_COIL applied to the transmission resonator 140. It may be determined by comparing with (P TX _IN_MAX ).
  • P TX _IN_COIL may be an average real value calculated by dividing a product of voltage V (t) and current I (t) applied to the transmission resonator 140 for a unit time by a corresponding unit time.
  • the grade disclosed in Table 1 is merely an example, and a new grade may be added or deleted.
  • the values for the maximum input power for each class, the minimum category support requirement, and the maximum number of devices that can be supported may also change according to the purpose, shape, and implementation of the wireless power transmitter.
  • the class of the wireless power transmitter may be determined as class 3.
  • the wireless power transmitter may be identified according to Minimum Category Support Requirements corresponding to the identified class.
  • the minimum category support requirement may be a supportable number of wireless power receivers corresponding to a category of the highest level among wireless power receiver categories that can be supported by a wireless power transmitter of a corresponding class. That is, the minimum category support requirement may be the minimum number of maximum category devices that the wireless power transmitter can support. In this case, the wireless power transmitter may support all categories of wireless power receivers corresponding to the maximum category or less according to the minimum category requirement.
  • the wireless power transmitter can support a wireless power receiver of a category higher than the category specified in the minimum category support requirement, the wireless power transmitter may not be limited to supporting the wireless power receiver.
  • a class 3 wireless power transmitter should support at least one category 5 wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may support the wireless power receiver 100 corresponding to a category lower than the category level corresponding to the minimum category support requirement.
  • the wireless power transmitter may support a wireless power receiver having a higher level category if it is determined that the wireless power transmitter can support a higher level category than the category corresponding to the minimum category support requirement.
  • the wireless power transmitter may be identified by the maximum number of devices that can be supported corresponding to the identified class.
  • the maximum supportable device number may be identified by the maximum supportable number of wireless power receivers corresponding to the lowest level category among the categories supported in the corresponding class, hereinafter, simply the maximum number of devices that can be supported by a business card. .
  • a class 3 wireless power transmitter should be able to support up to two wireless power receivers of at least category 3.
  • the wireless power transmitter can support more than the maximum number of devices corresponding to its class, it is not limited to supporting more than the maximum number of devices.
  • the wireless power transmitter according to the present invention should be able to perform wireless power transmission at least up to the number defined in Table 1 within the available power, unless there is a special reason for not allowing the power transmission request of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the wireless power receiver.
  • power adjustment of the wireless power receiver may be controlled.
  • the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may not accept the power transmission request of the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may perform a power redistribution procedure based on the amount of power currently available.
  • the power redistribution procedure may further perform the power redistribution procedure by considering at least one of a category, a wireless power reception state, a required power amount, a priority, and a power consumption amount to be described later of the power transmission target wireless power receiver.
  • At least one information of the category, the wireless power reception state, the required power amount, the priority, and the power consumption of the wireless power receiver is transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter through at least one control signal through the out-of-band communication channel. Can be.
  • the wireless power transmitter may transmit the power redistribution result to the corresponding wireless power receiver through out-of-band communication.
  • the wireless power receiver may recalculate the estimated time to complete charging based on the received power redistribution result and transmit the recalculation result to the microprocessor of the connected electronic device. Subsequently, the microprocessor may control the display of the electronic device to display the estimated time required for recharging completion. In this case, the displayed charging completion time required may be controlled to disappear after being displayed on a predetermined time screen.
  • the microprocessor may control to display the information on the reason for recalculation when the estimated time required for completion of recharging is recalculated.
  • the wireless power transmitter may also transmit information on the reason why the corresponding power redistribution occurs when the power redistribution result is transmitted to the wireless power receiver.
  • the wireless power receiver may transmit the recalculated charge completion estimated time to the wireless power transmitter through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter may display the received charge completion estimated time required through the display means provided, and transmit it to a networked home network server or a cloud server.
  • a wireless power transmitter detects an internal system error (eg, including overvoltage, overcurrent, overheating, etc.)
  • the wireless power transmitter displays the detection result through display means provided with a network, and It can also be sent to a connected home network server or (and) cloud server.
  • the wireless power transmitter if it is confirmed that the collected or calculated wireless charging efficiency or wireless power transmission efficiency is less than a predetermined reference value, and displays through the display means provided with a confirmation result, the network connected home network It may also notify the server or (and) the cloud server.
  • a user may connect to a home network server or a cloud server to identify a wireless power transmitter with low wireless charging efficiency.
  • the wireless power transmitter with low wireless charging efficiency may be determined as a wireless power transmitter located in a wireless power shadow area.
  • the wireless power transmitter corresponds to a networked home network server or (and) a cloud server when the number of times that the power transmission request from the wireless power receiver is rejected due to a lack of available power exceeds a reference value. You may be notified.
  • an area in which a wireless power transmitter is installed in which the number of times of rejecting the power transmission request is greater than the reference value is required to install an additional wireless power transmitter or to be replaced by a wireless power transmitter having a higher power transmission capacity, that is, a higher grade. It can be judged as a region.
  • an area in which a wireless power transmitter having a number of times of rejecting a power transmission request or more is installed may be classified as a dangerous area in which an unauthorized or invalid wireless power receiver or an electronic device equipped with a wireless power receiver is located.
  • FIG 3 is a view for explaining the type and characteristics of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the average output power P RX_OUT of the receiving resonator 210 is equal to the voltage V (t) and the current I (t) output by the receiving resonator 210 for a unit time. It may be a real value calculated by dividing the product by the corresponding unit time.
  • the average output voltage P RX _ OUT of the receiving resonator 210 may be a real value calculated by dividing the product of the voltage V (t) and the current I (t) measured at the rear end of the rectifier by unit time. It is not limited to this.
  • the category of the wireless power receiver may be defined based on the maximum output power P RX_OUT_MAX of the reception resonator 210, as shown in Table 2 below.
  • TBD Bluetooth handset Category 2 3.5 W Feature Phone Category 3 6.5 W Smartphone Category 4 13 W Tablet Category 5 25 W Small laptop Category 6 37.5 W laptop Category 6 50 W TBD
  • the category 3 wireless power receiver may supply 5W of power to the charging port of the load.
  • a microprocessor of a wireless power receiver or an electronic device interoperating with a wireless power receiver may include a maximum load capacity of a load, a current amount of charge, a maximum or average input power of a wireless power transmitter, Based on the current charging efficiency at the category load stage of the wireless power receiver, an estimated time required for the corresponding load to be charged may be calculated.
  • the maximum input power corresponding to the category of the wireless power receiver may be adaptively changed, and accordingly, the estimated time to complete the charging may be recalculated.
  • the calculated information about the estimated time required for completion of charging may be transmitted to the wireless power transmitter through a bidirectional communication channel.
  • the wireless power transmitter may receive information about the charging efficiency, the category of the wireless power receiver, the maximum charging capacity of the load, the amount of charge of the current load, and the like from the wireless power receiver through bidirectional communication.
  • the wireless power transmitter may calculate an estimated time required for the corresponding load to be charged.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows the interface point on an equivalent circuit in which reference parameters, which will be described later, are measured.
  • I TX and I TX _COIL are root mean square (RMS) currents applied to the matching circuit (or matching network) 420 of the wireless power transmitter and RMS currents applied to the transmission resonator coil 425 of the wireless power transmitter, respectively. do.
  • RMS root mean square
  • Z TX _IN denotes an input impedance after the power supply / amplifier / filter 410 of the wireless power transmitter and an input impedance before the matching circuit 420.
  • Z TX _IN_COIL means input impedance after the matching circuit 420 and before the transmission resonator coil 425.
  • L1 and L2 mean an inductance value of the transmission resonator coil 425 and an inductance value of the reception resonator coil 427, respectively.
  • Z RX _ IN denotes an input impedance at the rear end of the matching circuit 430 of the wireless power receiver and the front end of the filter / rectifier / load 440 of the wireless power receiver.
  • the resonance frequency used for the operation of the wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention may be 6.78MHz ⁇ 15kHz.
  • the wireless power transmission system may provide simultaneous charging of multiple wireless power receivers, i.e., multi-charging, in which case the wireless power receiver remains even if the wireless power receiver is newly added or deleted.
  • the amount of change in the received power of can be controlled so as not to exceed a predetermined reference value.
  • the amount of change in the received power may be ⁇ 10%, but is not limited thereto. If it is impossible to control the received power change amount not to exceed the reference value, the wireless power transmitter may not accept the power transmission request from the newly added wireless power receiver.
  • the condition for maintaining the received power variation amount should not overlap with the existing wireless power receiver when the wireless power receiver is added to or deleted from the charging area.
  • the real part of the Z TX _IN may be inversely related to the load resistance of the rectifier, hereinafter referred to as R RECT . That is, increasing R RECT may decrease Z TX_IN and decreasing R RECT may increase Z TX_IN .
  • Resonator Coupling Efficiency may be the maximum power reception ratio calculated by dividing the power transmitted from the receiver resonator coil to the load 440 by the power carried in the resonant frequency band by the transmitter resonator coil 425. have.
  • Resonator matching efficiency between the wireless power transmitter and wireless power receiver can be calculated if the reference port impedance (Z TX_IN) and receiving a reference port impedance (Z _IN RX) of the cavity resonator is a transmission that is perfectly matched.
  • Table 3 below is an example of the minimum resonator matching efficiency according to the class of the wireless power transmitter and the class of the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the minimum resonator matching efficiency corresponding to the class and category shown in Table 3 may increase.
  • a microprocessor of a wireless power receiver or an electronic device connected to a wireless power receiver may include a maximum load capacity of a load, a charge amount of a current load, a charging efficiency of a load, a category of a wireless power receiver, and the like.
  • the time required to complete charging of the corresponding load may be calculated based on at least one of the minimum resonator matching efficiencies corresponding to the class of the wireless power transmitter.
  • FIG. 5 is a state transition diagram for explaining a state transition procedure in the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • a state of the wireless power transmitter is largely configured as a configuration state 510, a power save state 520, a low power state 530, and a power transfer state. , 540), a local fault state 550, and a locking fault state 560.
  • the wireless power transmitter may transition to configuration state 510.
  • the wireless power transmitter may transition to the power saving state 520 when the predetermined reset timer expires or the initialization procedure is completed in the configuration state 510.
  • the wireless power transmitter may generate a beacon sequence and transmit it through the resonant frequency band.
  • the wireless power transmitter may control the beacon sequence to be started within a predetermined time after entering the power saving state 520.
  • the wireless power transmitter may control the beacon sequence to be started within 50 ms after the power saving state 520 transition, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter periodically generates and transmits a first beacon sequence for sensing the wireless power receiver, and detects a change in impedance of the reception resonator, that is, a load variation.
  • a load variation that is, a load variation.
  • the first beacon and the first beacon sequence will be referred to as short beacon and short beacon sequences, respectively.
  • the short beacon sequence may be repeatedly generated and transmitted at a predetermined time interval t CYCLE for a short period (t SHORT _ BEACON ) to save standby power of the wireless power transmitter until the wireless power receiver is detected.
  • t SHORT _BEACON is less than 30ms
  • t CYCLE can be respectively set to 250ms +/- 5ms.
  • the current strength of the short beacon is more than a predetermined reference value, and may increase gradually over a period of time.
  • the minimum current strength of the short beacon may be set large enough so that the wireless power receiver of category 2 or more of Table 2 may be detected.
  • the wireless power transmitter according to the present invention may be provided with a predetermined sensing means for detecting a change in reactance and resistance in a reception resonator according to a short beacon.
  • the wireless power transmitter may periodically generate and transmit a second beacon sequence for supplying sufficient power for booting and responding to the wireless power receiver.
  • the second beacon and the second beacon sequence will be referred to as long beacon and long beacon sequences, respectively.
  • the wireless power receiver may broadcast a predetermined response signal through the out-of-band communication channel.
  • the Long Beacon sequence may be generated and transmitted at a predetermined time interval (t LONG _BEACON_PERIOD ) during a relatively long period (t LONG_BEACON ) compared to the Short Beacon to supply sufficient power for booting the wireless power receiver.
  • t LONG _BEACON may be set to 105 ms + 5 ms and t LONG _BEACON_PERIOD may be set to 850 ms, respectively.
  • the current strength of the long beacon may be relatively strong compared to the current strength of the short beacon.
  • the long beacon may maintain a constant power during the transmission interval.
  • the wireless power transmitter may wait to receive a predetermined response signal during the long beacon transmission period.
  • the response signal will be referred to as an advertisement signal.
  • the wireless power receiver may broadcast the advertisement signal through an out-of-band communication frequency band different from the resonant frequency band.
  • the advertisement signal may include message identification information for identifying a message defined in the corresponding out-of-band communication standard, unique service for identifying whether the wireless power receiver is a legitimate or compatible receiver for the wireless power transmitter, or wireless power receiver identification.
  • Information, output power information of the wireless power receiver, rated voltage / current information applied to the load, antenna gain information of the wireless power receiver, information for identifying the category of the wireless power receiver, wireless power receiver authentication information, with overvoltage protection Information on whether or not, may include at least one or any one of the software version information mounted on the wireless power receiver.
  • the advertisement signal may further include information about the maximum charging capacity of the load, information about the current charging amount of the load.
  • the wireless power transmitter may transition from the power saving state 520 to the low power state 530 and then establish an out-of-band communication link with the wireless power receiver. Subsequently, the wireless power transmitter may perform a registration procedure for the wireless power receiver via the established out-of-band communication link. For example, when the out-of-band communication is Bluetooth low power communication, the wireless power transmitter may perform Bluetooth pairing with the wireless power receiver and exchange at least one of state information, characteristic information, and control information with each other through the paired Bluetooth link. have.
  • the wireless power transmitter transmits a predetermined control signal to the wireless power receiver for initiating charge through out-of-band communication in the low power state 530, that is, the predetermined control signal requesting that the wireless power receiver delivers power to the load.
  • the state of the wireless power transmitter may transition from the low power state 530 to the power transfer state 540.
  • the state of the wireless power transmitter may transition to the power saving state 520 in the low power state 530.
  • the wireless power transmitter may be driven by a separate Link Expiration Timer for connection with each wireless power receiver, and the wireless power receiver may indicate that the wireless power transmitter is present in the wireless power transmitter at a predetermined time period. Must be sent before the link expiration timer expires.
  • the link expiration timer is reset each time the message is received and an out-of-band communication link established between the wireless power receiver and the wireless power receiver may be maintained if the link expiration timer has not expired.
  • the state of the wireless power transmitter May transition to a power saving state 520.
  • the wireless power transmitter in the low power state 530 may drive a predetermined registration timer when a valid advertisement signal is received from the wireless power receiver. In this case, when the registration timer expires, the wireless power transmitter in the low power state 530 may transition to the power saving state 520. In this case, the wireless power transmitter may output a predetermined notification signal indicating that registration has failed through notification display means provided in the wireless power transmitter, including, for example, an LED lamp, a display screen, a beeper, and the like. have.
  • the wireless power transmitter may transition to the low power state 530 when charging of all connected wireless power receivers is completed.
  • the wireless power receiver may allow registration of a new wireless power receiver in states other than configuration state 510, local failure state 550, and lock failure state 560.
  • the wireless power transmitter may dynamically control the transmission power based on state information received from the wireless power receiver in the power transmission state 540.
  • the receiver state information transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter is for reporting the required power information, voltage and / or current information measured at the rear of the rectifier, charging state information, overcurrent and / or overvoltage and / or overheating state. It may include at least one of information indicating whether the means for interrupting or reducing the power delivered to the load according to the information, overcurrent or overvoltage is activated.
  • the receiver state information may be transmitted at a predetermined cycle or whenever a specific event occurs.
  • a means for cutting off or reducing power delivered to the load according to the overcurrent or overvoltage may be provided using at least one of an ON / OFF switch and a Zener diode.
  • the charging state information may include at least one of information on the current charge amount of the load, information indicating whether the charging of the load is completed, information on the estimated time required to complete the charge.
  • Receiver state information transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter is information indicating that an external power source is wired to the wireless power receiver, information indicating that an out-of-band communication scheme has been changed. It may further include at least one of-can be changed from NFC (Near Field Communication) to Bluetooth Low Energy (BLE) communication.
  • NFC Near Field Communication
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • a wireless power transmitter may receive power for each wireless power receiver based on at least one of its currently available power, priority for each wireless power receiver, and the number of connected wireless power receivers.
  • the power strength to be transmitted for each wireless power receiver may be adaptively determined.
  • the power strength to be transmitted for each wireless power receiver may be determined by a ratio of power to the maximum power that can be processed by the rectifier of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command including information on the determined power ratio to the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power receiver may determine whether power control is possible at a power ratio determined by the wireless power transmitter, and transmit the determination result to the wireless power transmitter through a predetermined power control response message.
  • the wireless power receiver before receiving the power control command receives predetermined receiver status information indicating whether wireless power control is possible according to a power adjustment command of the wireless power transmitter. You can also send.
  • the power transmission state 540 may be any one of a first state 541, a second state 542, and a third state 543 according to the power reception state of the connected wireless power receiver.
  • the first state 541 may mean that power reception states of all wireless power receivers connected to the wireless power transmitter are normal voltages.
  • the second state 542 may mean that there is no wireless power receiver having a low voltage state and a high voltage state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter.
  • the third state 543 may mean that the power reception state of at least one wireless power receiver connected to the wireless power transmitter is a high voltage state.
  • the wireless power transmitter may transition to the lock failure state 560 when a system error is detected in the power saving state 520 or the low power state 530 or the power transfer state 540.
  • the wireless power transmitter in the lock failure state 560 may transition to the configuration state 510 or the power saving state 520 when it is determined that all connected wireless power receivers have been removed from the charging area.
  • the wireless power transmitter may transition to local failure state 550 if a local failure is detected.
  • the wireless power transmitter having the local failure state 550 may transition back to the lock failure state 560.
  • transition to configuration state 510 in any one of the configuration state 510, power saving state 520, low power state 530, power transmission state 540, the wireless power transmitter has a local failure Once released, transition to configuration state 510 may occur.
  • the wireless power transmitter may cut off the power supplied to the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may transition to a local failure state 550 when a failure such as an overvoltage, an overcurrent, an overheat, or the like is detected, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter may transmit a predetermined power control command to at least one connected wireless power receiver to reduce the strength of the power received by the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may transmit a predetermined control command to the connected at least one wireless power receiver to stop charging of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter can prevent device damage due to overvoltage, overcurrent, overheating, and the like.
  • the wireless power transmitter when the wireless power transmitter detects an overcurrent, an overvoltage, an overheating, a local failure of the connected wireless power receiver, including an expiration of a timer for handling a message, and the like, the wireless power transmitter transmits a detection result to a networked home network server. Or (and) transmit to a cloud server for wireless power management.
  • the wireless power transmitter transmits the detection result to a networked home network server or (and) cloud server for wireless power management or (and) adjacent wireless power. It may also transmit to the transmitter.
  • the wireless power transmitter may transition to the lock failure state 560 when the intensity of the output current of the transmission resonator is greater than or equal to the reference value.
  • the wireless power transmitter transitioned to the lock failure state 560 may attempt to make the intensity of the output current of the transmission resonator less than or equal to the reference value for a predetermined time.
  • the attempt may be repeated for a predetermined number of times. If the lock failure state 560 is not released despite the repetition, the wireless power transmitter transmits a predetermined notification signal indicating that the lock failure state 560 is not released to the user by using a predetermined notification means. can do. In this case, when all the wireless power receivers located in the charging area of the wireless power transmitter are removed from the charging area by the user, the lock failure state 560 may be released.
  • the wireless power transmitter may transmit a predetermined notification signal indicating that the lock failure state 560 is not released when the lock failure state 560 is not released for a predetermined time. May be sent to a cloud server for and / or to a neighboring wireless power transmitter.
  • the lock failure state 560 is automatically released.
  • the state of the wireless power transmitter may automatically transition from the lock failure state 560 to the power saving state 520 to perform the detection and identification procedure for the wireless power receiver again.
  • the wireless power transmitter of the power transmission state 540 transmits continuous power and adaptively controls the output power based on the state information of the wireless power receiver and a predefined optimal voltage region setting parameter. have.
  • the optimal voltage region setting parameter may include at least one of a parameter for identifying a low voltage region, a parameter for identifying an optimal voltage region, a parameter for identifying a high voltage region, and a parameter for identifying an overvoltage region. It may include.
  • the wireless power transmitter may increase the output power if the power reception state of the wireless power receiver is in the low voltage region, and reduce the output power if the wireless power receiver is in the high voltage region.
  • the wireless power transmitter may control the transmission power to maximize the power transmission efficiency.
  • the wireless power transmitter may control the transmission power so that the deviation of the amount of power required by the wireless power receiver is equal to or less than the reference value.
  • the wireless power transmitter may stop power transmission when the rectifier output voltage of the wireless power receiver reaches a predetermined overvoltage region, that is, when an over voltage is detected.
  • the wireless power receiver or the electronic device connected to the wireless power receiver according to the present invention may calculate the estimated time to complete the charging of the load when the change in the power received in the power transmission state 540 is stabilized below the reference value. Can be.
  • the wireless power receiver may determine that power reception is stabilized when the average intensity of the voltage or current measured at the rear end of the rectifier for a unit time is less than or equal to a reference value based on a predetermined optimal voltage or current intensity.
  • the wireless power transmitter may determine whether power control to the corresponding wireless power receiver is stabilized based on state information received from the wireless power receiver. If the power control is stabilized, the wireless power transmitter may calculate the estimated time required for completing the charging based on the maximum charging capacity of the previously collected load, the current charging amount of the load, the charging efficiency of the load, and the like.
  • the wireless power transmitter may receive voltage strength information V RECT measured at the rear of the rectifier from the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may determine that the power control is stabilized when the deviation of the V RECT value continuously received within a predetermined number remains within the reference value or the deviation of the V RECT value received for the predetermined time remains within the reference value. have.
  • the wireless power transmitter may determine that power control is stabilized when the state information is not received from the wireless power receiver for a predetermined time in the power transmission state 540.
  • FIG. 6 is a state transition diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • a state of a wireless power receiver may be classified into a disable state (610), a boot state (620), an enable state (630) (or an on state), and a system error state ( System Error State, 640).
  • the state of the wireless power receiver may be determined based on the intensity of the output voltage at the rectifier terminal of the wireless power receiver, hereinafter, referred to as a V RECT business card.
  • the activation state 630 may be divided into an optimal voltage state 631, a low voltage state 632, and a high voltage state 633 according to the value of V RECT .
  • the wireless power receiver in the inactive state 610 may transition to the boot state 620 if the measured V RECT value is greater than or equal to the predefined V RECT_BOOT value.
  • the wireless power receiver establishes an out-of-band communication link with the wireless power transmitter and V RECT Wait until the value reaches the power required by the load stage.
  • Wireless power receiver in boot state 620 is V RECT When it is confirmed that the value has reached the power required for the load, the transition to the active state 630 may begin charging.
  • the wireless power receiver in the activated state 630 may transition to the boot state 620 when charging is confirmed to be completed or stopped.
  • the wireless power receiver in the activated state 630 may transition to the system error state 640.
  • the system error may include overvoltage, overcurrent and overheating as well as other predefined system error conditions.
  • the wireless power receiver in the activated state 630 is V RECT If the value falls below the V RECT _BOOT value, it may transition to an inactive state 610.
  • the wireless power receiver in the boot state 620 or the system error state 640 may transition to an inactive state 610 when the V RECT value falls below the V RECT_BOOT value.
  • the wireless power receiver or the electronic device connected to the wireless power receiver according to the present invention may calculate the estimated time to complete the charging of the load when the change in the power received in the activation state 630 is stabilized below the reference value. have.
  • the wireless power receiver may determine that power reception is stabilized when the average intensity of the voltage V RECT measured at the rear end of the rectifier for a unit time has a deviation below a reference value based on a predetermined optimal voltage intensity.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation region of a wireless power receiver based on V RECT according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiver is maintained in an inactive state 610.
  • the wireless power receiver transitions to the boot state 620 and may broadcast the advertisement signal within a predetermined time. Thereafter, when the advertisement signal is detected by the wireless power transmitter, the wireless power transmitter may transmit a predetermined connection request signal for establishing an out-of-band communication link to the wireless power receiver.
  • V RECT_MIN the minimum output voltage at the rectifier for normal charging
  • V RECT _ MIN If the V RECT value exceeds V RECT _ MIN , the state of the wireless power receiver transitions from boot state 620 to activation state 630 and may begin charging the load.
  • V RECT _ MAX which is a predetermined reference value for determining the overvoltage
  • the activation state 630 is divided into a low voltage state 632, an optimum voltage state 631, and a high voltage state 633 according to the value of V RECT . Can be.
  • the wireless power receiver transitioned to the high voltage state 633 may suspend the operation of cutting off the power supplied to the load for a predetermined time, which is referred to as a high voltage state holding time for convenience of description below.
  • the high voltage state holding time may be predetermined to prevent damage to the wireless power receiver and the load in the high voltage state 633.
  • the wireless power receiver may transmit a predetermined message indicating an overvoltage occurrence to the wireless power transmitter through the out-of-band communication link within a predetermined time.
  • the wireless power receiver may control the voltage applied to the load by using an overvoltage blocking means provided to prevent damage of the load due to the overvoltage in the system error state 630.
  • an ON / OFF switch or a zener diode may be used as the overvoltage blocking means.
  • the wireless power receiver may transmit a predetermined message indicating the occurrence of overheating to the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may reduce the heat generated internally by driving the provided cooling fan.
  • the wireless power receiver may receive wireless power in cooperation with a plurality of wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver may transition to the system error state 640 if it is determined that the wireless power transmitter determined to receive the actual wireless power is different from the wireless power transmitter to which the actual out-of-band communication link is established.
  • the wireless power receiver may determine that power reception is stabilized when the strength of the voltage V RECT measured at the rear of the rectifier is maintained at the optimum voltage state 631 for a predetermined time.
  • the electronic device connected to the wireless power receiver or the wireless power receiver may calculate an estimated time required to complete charging of the load.
  • FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmission system may be configured in a star topology, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter may collect various characteristic information and state information from the wireless power receiver through an out-of-band communication link, and control the operation and transmission power of the wireless power receiver based on the collected information.
  • the wireless power transmitter may transmit its characteristic information and predetermined control signals to the wireless power receiver via an out-of-band communication link.
  • the wireless power transmitter may determine the power transmission order for each wireless power receiver of the connected wireless power receiver, and may transmit wireless power according to the determined power transmission order.
  • the wireless power transmitter may include a category of the wireless power receiver, a pre-assigned priority for each wireless power receiver, a power reception efficiency of the wireless power receiver or a power transmission efficiency in the wireless power transmitter, and a minimum between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.
  • the power transmission order may be determined based on at least one of resonance matching efficiency, charging efficiency at a load, a charging state of the wireless power receiver, and whether a system error occurs for each wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may determine the amount of power to be transmitted for each connected wireless power receiver. For example, the wireless power transmitter may calculate the amount of power to be transmitted for each wireless power receiver based on the currently available power and the power reception efficiency for each wireless power receiver, and transmit the information about the calculated power to the wireless power receiver through a predetermined control message. You can also send.
  • the wireless power transmitter is a wireless power receiver that is being charged when a new wireless power receiver is added to the charging area, when the existing wireless power receiver is being removed from the charging area, when the charging of the existing wireless power receiver is completed.
  • the power redistribution procedure may be initiated.
  • the power redistribution result may be transmitted to the wireless power receiver through a predetermined control message.
  • the wireless power transmitter may generate and provide a timing synchronization signal (Tim Synchronization Signal) for acquiring time synchronization with the network-connected wireless power receiver (s).
  • the time synchronization signal is a frequency band for transmitting wireless power, i.e., in-band, or a frequency band for performing out-of-band communication, i.e., out-of-band. Can be sent through.
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver may manage communication timing and communication sequences of each other based on the time synchronization signal.
  • FIG. 8 illustrates a configuration in which a wireless power transmission system including one wireless power transmitter and a plurality of wireless power receivers is connected to a network in a star topology
  • a wireless power transmission system a plurality of wireless power transmitters and a plurality of wireless power receivers may be connected to a network to transmit and receive wireless power.
  • the wireless power transmitter may transmit its status information and / or status information of the wireless power receiver connected to the wireless power transmitter to another networked wireless power transmitter through a separate communication channel.
  • the wireless power receiver may control the wireless power receiver to receive seamless power through the handover between the wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver sums the powers received from the respective wireless power transmitters, and based on that, charging of the load is performed. You can also calculate the estimated time to complete. That is, the electronic device connected to the wireless power receiver or the wireless power receiver may adaptively calculate the charging completion time required according to the handover and control the electronic device to be displayed on the display screen.
  • the wireless power transmitter also acts as a network coordinator and can exchange information with the wireless power receiver via an out-of-band communication link.
  • the wireless power transmitter may receive various information of the wireless power receiver to generate and manage a predetermined device control table, and transmit network management information to the wireless power receiver based on the device control table. Through this, the wireless power transmitter may create and maintain a wireless power transmission system network.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a wireless charging procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter may generate a beacon sequence when the wireless power transmitter is configured, ie, boot, and transmit the beacon sequence through the transmission resonator (S901).
  • the wireless power receiver may broadcast an advertisement signal including its identification information and characteristic information (S903).
  • the advertisement signal may be repeatedly transmitted at a predetermined period until the connection request signal, which will be described later, is received from the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may transmit a predetermined connection request signal for establishing the out-of-band communication link to the wireless power receiver (S905).
  • the wireless power receiver may establish an out-of-band communication link and transmit its static state information through the set out-of-band communication link (S907).
  • the static state information of the wireless power receiver identifies category information, hardware and software version information, maximum rectifier output power information, initial reference parameter information for power control, information on a required voltage or power, and whether a power regulation function is installed. And at least one of information on supportable out-of-band communication schemes, information on supportable power control algorithms, and information on preferred rectifier stage voltage values initially set in the wireless power receiver.
  • the static state information of the wireless power receiver may further include information on the maximum capacity of the load, information on the current charge amount of the load, and the like.
  • the wireless power transmitter may transmit the static state information of the wireless power transmitter to the wireless power receiver through an out-of-band communication link (S909).
  • the static state information of the wireless power transmitter may include information about transmitter output power information, rating information, hardware and software version information, information about the maximum number of wireless power receivers that can be supported, and / or information about the number of wireless power receivers currently connected. It may be configured to include at least one.
  • the wireless power receiver monitors its real-time power reception state and charging state, and may transmit dynamic state information to the wireless power transmitter in a periodic or specific event (S911).
  • the dynamic state information of the wireless power receiver includes information on the rectifier output voltage and current, information on the voltage and current applied to the load, information on the internal measurement temperature of the wireless power receiver, and change of reference parameters for power control ( Rectified voltage minimum value, rectified voltage maximum value, default preferred rectifier terminal voltage change value), charge status information, including information on whether the charge is completed, information on the current charge amount of the load, etc., system error Information, alert information, including, for example, local fault information, and the like.
  • the wireless power transmitter may perform power adjustment by changing a setting value included in the existing static state information when the reference parameter change information for power control is received.
  • the wireless power transmitter may control the wireless power receiver to start charging by issuing a predetermined control command through the out-of-band communication link (S913).
  • the wireless power transmitter may dynamically control the transmission power by receiving the dynamic state information from the wireless power receiver (S915).
  • the wireless power receiver may transmit the dynamic state information to the wireless power transmitter including data for identifying the system error and / or data indicating that the charging is completed ( S917).
  • the system error may include overcurrent, overvoltage, overheating, and the like.
  • the wireless power transmitter when the currently available power does not meet the required power of all connected wireless power receivers, the wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention redistributes power to be transmitted to each wireless power receiver and issues a predetermined control command. It can also be transmitted to the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter redistributes power to be received for each connected wireless power receiver based on the currently available power, and the wireless power receiver is received through a predetermined control command. Can also be sent to.
  • the wireless power transmitter may remain when wireless charging of the previously connected wireless power receiver is completed or the out-of-band communication link is released, including, for example, when the wireless power receiver is removed from the charging area.
  • the power to be received for each wireless power receiver may be redistributed and transmitted to the corresponding wireless power receiver through a predetermined control command.
  • the wireless power transmitter may determine whether the wireless power receiver has a power regulation function through a predetermined control procedure. In this case, when a power redistribution situation occurs, the wireless power transmitter may perform power redistribution only for the wireless power receiver equipped with the power adjustment function.
  • the power redistribution situation may receive a valid advertisement signal from an unconnected wireless power receiver to receive a dynamic parameter indicating a new wireless power receiver is added or indicates the current state of the connected wireless power receiver, or a previously connected wireless power receiver is provided. Occurs when an event occurs such that it is confirmed that it no longer exists, the charging of the connected wireless power receiver is completed, or an alarm message indicating a system error state of the connected wireless power receiver is received. have.
  • the system error state may include an overvoltage state, an overcurrent state, an overheat state, a network connection error state, and the like.
  • the wireless power transmitter may transmit power redistribution related information to the wireless power receiver through a predetermined control command.
  • the power redistribution related information may include command information for controlling power of a wireless power receiver, information for identifying whether to allow or deny a power transmission request, and a valid load variation of the wireless power receiver. It may include time information for generating a.
  • the command for controlling the wireless power receiver power is a first command for controlling the wireless power receiver providing power received to the load, and a second command for allowing the wireless power receiver to indicate that charging is being made.
  • the control unit may include a power control command for indicating a ratio of the maximum power provided by the wireless power transmitter to the maximum rectifier power of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may not transmit the power adjustment command to the corresponding wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may determine whether it is possible to provide the amount of power required by the wireless power receiver based on its available power. As a result of determination, when the required amount of power exceeds the available amount of power, the wireless power transmitter may check whether the power control function is installed in the corresponding wireless power receiver. As a result of the check, when the power adjustment function is mounted, the wireless power receiver may determine an amount of power to be received by the wireless power receiver within the amount of available power, and transmit the determined result to the wireless power receiver through a predetermined control command.
  • the power redistribution may be performed within a range in which the wireless power transmitter and the wireless power receiver can operate normally and / or a normal charging range.
  • the information for identifying whether to allow or deny the power transmission request may include a grant condition and a reason for rejection.
  • the grant condition may include a grant subject to a wait for a certain time due to the lack of available power.
  • Reasons for rejection may include rejection due to lack of available power, rejection due to exceeding the number of acceptable wireless power receivers, rejection due to overheating of the wireless power transmitter, rejection due to a limited class of wireless power transmitter, and the like.
  • the wireless power transmitter collects detailed information on grant and rejection according to the power transmission request for a unit of time, and collects the detailed grant and rejection information from a networked home network server or cloud. You can send it to a server.
  • the detailed grant and reject information collected is the number of times the total power transmission request has been received, the total grant count, the total reject count, the immediate grant count, the wait grant count, the reject count due to lack of power, and the rejection due to the excess number of wireless power receivers.
  • the information may include at least one of the number of times of rejection due to an error of the wireless power transmitter system, the number of times of rejection due to authentication failure, and the number of times of rejection according to a limited grade.
  • the home network server or cloud server for power management statistically processes the collected detailed grant and reject information for each wireless power transmitter and automatically transmits the processed statistical information to a predetermined user terminal or the like to request a user's inquiry. Accordingly, it can be transmitted to the corresponding user terminal.
  • the user may determine whether to expand / change / remove the wireless power transmitter based on the received statistical information.
  • the home network server or cloud server for power management may determine whether to expand / change / remove the wireless power transmitter based on the collected detailed grant and reject information for each wireless power transmitter, and determine the determination result. It may be transmitted to a predetermined user terminal.
  • the wireless power receiver may support a plurality of out-of-band communication schemes. If it is desired to change the currently set out-of-band communication link in another manner, the wireless power receiver may transmit a predetermined control signal for requesting the out-of-band communication change to the wireless power transmitter. When the out-of-band communication change request signal is received, the wireless power transmitter may release the currently set out-of-band communication link and establish a new out-of-band communication link by the out-of-band communication method requested by the wireless power receiver.
  • the out-of-band communication scheme applicable to the present invention may include Near Field Communication (NFC), Radio Frequency Identification (RFID), Bluetooth Low Energy (BLE), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), and Long LTE.
  • NFC Near Field Communication
  • RFID Radio Frequency Identification
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • Long LTE Long LTE.
  • Term Evolution / LTE-Advance communication and Wi-Fi communication.
  • the communication between the transmitters may be performed through any one or at least one of a wired or wireless IP network, wideband code division multiple access (WCDMA) communication, long term evolution (LTE) / LTE-advance communication, and Wi-Fi communication. It may be, but is not limited thereto.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a wireless power management system for explaining a wireless power management method according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless power management system may include a user device 1000, a wireless power transmitter 1020, a home network server 1030, a power management cloud server 1040, and a customer terminal 1050. Can be.
  • the components of the wireless power management system shown in FIG. 10 are not essential and may consist of fewer or more components.
  • the home network server 1030 may be configured on the same device as the power management cloud server 1040 to operate each function in one device.
  • FIG. 10 includes only one wireless power transmitter 1020 and the user device 1000 in the wireless power management system, this is for convenience of description and includes more wireless power transmitters and user devices. It can be apparent through the description of Figures 1 to 9 described above.
  • the user device 1000 may receive wireless power transmitted by the wireless power transmitter 1020 through at least one of magnetic induction, magnetic resonance, and RF.
  • the user device 1000 may exchange state information with the wireless power transmitter 1020 through in-band communication and / or bidirectional out-of-band communication.
  • the exchanged state information is replaced with the above description of FIGS. 1 to 9.
  • the user device 1000 includes a first power controller 1010, a power receiver 1011, a load 1012, and a first communication unit 1013, a wireless power receiver 1001, a second controller 1014, and a first display unit. It may be configured as an electronic device 1002 including 1015.
  • the wireless power receiver 1001 may be embedded in the electronic device 1002 and configured.
  • the wireless power receiver 1001 is only one embodiment, and the wireless power receiver 1001 according to another embodiment may be implemented separately and detachably. It may be mounted on the electronic device 1002.
  • the electronic device 1002 of the user device 1000 may be equipped with a wireless communication module and a GPS receiving module.
  • the wireless communication module may be a Wi-Fi communication module, a 3G mobile communication module such as Wideband Codedivision Multiple Access (WCDMA) or CDMA2000, a 3.5G mobile communication module such as High Speed Packet Access (HSPA), or long term evolution (LTE). It may be configured to include at least one of 4G / 4.5G mobile communication module, such as) / LTE_Advanced.
  • the user device 1000 may communicate with the power management cloud server 1040 through the provided wireless communication module.
  • the user device 1000 may provide its current location information acquired through the GPS receiving module to the power management cloud server 1040.
  • the power management cloud server 1040 may search for an area (or a place) for wireless charging corresponding to the current location of the user device 1000, and transmit the search result to the user device 1000 through a wireless communication network.
  • the power management cloud server 1040 performs a wireless charging service subscription procedure with the user device 1000 equipped with the wireless power receiver 1001 through a wireless communication network or in a state of the user device 1000. You can also monitor your work.
  • the monitored state of the user device 1000 may include at least one of battery state information, application use state information, and current location information.
  • the present invention is not limited thereto, and the state information of the user device 1000 may be collected by the user device 1000. It is enough.
  • the power management cloud server 1040 may be updated through a wireless communication network when there is software or firmware to be updated for a specific device.
  • the user accesses the power management cloud server 1040 through a predetermined app installed in the user device 1000 and the wireless power receiver 1001 or the electronic device 1002 mounted in the user device 1000.
  • Recharge coupon corresponding to can also be purchased.
  • the power management cloud server 1040 and the wireless power transmitter 1020 use the charging coupon to provide charging period information, chargeable power amount information, chargeable region and / or location of the wireless power receiver 1001. At least one of the information related to the charging priority and the power reception rating may be identified.
  • the wireless power transmitter 1020 transmits predetermined device identification information about the identified wireless power receiver 1001 to the power management cloud server 1040, and transmits information about a charging coupon corresponding to the corresponding device identification information. It may be obtained from the management cloud server 1040.
  • the power management cloud server 1040 may maintain information about the charging coupon corresponding to the device identification information in the internal database.
  • the power management cloud server 1040 may enable or disable the wireless power transmitter through a predetermined control command.
  • the power management cloud server 1040 may obtain location information of the user device 1000.
  • the power management cloud server 1040 identifies and identifies the wireless power transmitter to be activated and the wireless power transmitter to be deactivated based on the acquired location information of the user device 1000 and the previously known location information of the wireless power transmitter.
  • the networked wireless power transmitter can be turned ON / OFF.
  • the power management cloud server 1040 may control to activate or deactivate charging to a specific wireless power receiver when there are a plurality of wireless power receivers connected to a specific wireless power transmitter.
  • the power management cloud server 1040 may dynamically determine a charging target receiver in the wireless power transmitter based on receiver state information and / or transmitter state information received from the wireless power transmitter.
  • the power management cloud server 1040 may receive a predetermined charging completion message from the user device 1000 indicating that charging is completed through the wireless communication network. In this case, the power management cloud server 1040 may control the corresponding wireless power transmitter to stop power transmission to the charged wireless power receiver. Through this, there is an advantage that can minimize the processing load of the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter 1020 may include a third controller 1021, a power transmitter 1022, a power supply 1023, a second communication unit 1024, and a second display unit 1025.
  • the components of the user device 1000 and the wireless power transmitter 1020 shown in FIG. 10 are not essential and may consist of fewer or more components.
  • the wireless power transmitter 1020 wirelessly transmits power applied from the power supply unit 1023 through the power transmitter 1022.
  • the user device 1000 receives wireless power through the power receiver 1011 and transfers the received power to the load 1012 to perform charging.
  • the power transmitter 1022 and the power receiver 1011 according to the present invention may support at least one wireless power transmission method among a magnetic resonance method, a magnetic induction method, and an RF method.
  • the wireless power receiver and the wireless power transmitter 1020 may exchange information with each other through the first communication unit 1013 and the second communication unit 1024, respectively.
  • the exchanged information may include at least one of the control signal and the state information mentioned in the above description of FIGS. 1 to 9 and will be replaced with the above description.
  • the first communication unit 1013 and the second communication unit 1024 communicate by using the same frequency band as the frequency band used for wireless power transmission, using a frequency band different from the frequency band used for wireless power transmission. At least one of the out-of-band (out-of-band) communication to perform communication can be performed.
  • the third controller 1021 of the wireless power transmitter 1020 may control power consumption per user device 1000 and / or time zone based on state information and control signals received from the wireless power receiver 1001, and the user device 1000. ) Charging efficiency for each user, estimated time required for completion of charging for each user device 1000, total power consumption and total charging efficiency corresponding to the wireless power transmitter 1020, authorization based on a power transmission request corresponding to the wireless power transmitter 1020, and Rejection statistics and the like may be calculated, and the calculation result may be controlled to be output through the second display unit 1025.
  • the wireless power transmitter 1020 may further include input means (not shown) such as a touch panel and a key button, and the user may inquire the calculation result through the input means.
  • input means such as a touch panel and a key button
  • the wireless power transmitter 1020 may transmit the calculation result to the home network server 1030 or the power management cloud server 1040.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 statistically processes the collected or (and) calculated information for each wireless power transmitter / user device based on the calculation result received from the wireless power transmitter 1020. And store the power consumption, and the estimated electric charges may be calculated by summing power consumption of all wireless power transmitters connected to the home network server 1030.
  • the user may access the home network server 1030 or the power management cloud server 1040 through the customer terminal 1050 to inquire statistically processed information and the estimated electric charge.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may control the maximum transmission power of the wireless power transmitter 1020 based on the calculation result received from the wireless power transmitter 1020.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 is the maximum output power of the wireless power transmitter when the number of times the power transmission request rejection due to the lack of available power for a unit period exceeds the threshold value Can be increased.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 if the number of times of rejection of the power transmission request due to overheating, overvoltage, overcurrent, etc. during the unit period exceeds the threshold, the corresponding wireless power The maximum output power of the transmitter can be reduced.
  • the home network server 1030 or the power management cloud server 1040 may reduce the maximum output power for a wireless power transmitter having a wireless charging efficiency less than or equal to the first reference value, and the wireless charging efficiency may be reduced to the second reference value.
  • the maximum output power can be increased.
  • the first reference value and the second reference value may be the same value or different values.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may determine the wireless power supply shadow area based on the statistically processed information, and the information about the determined wireless power supply shadow area is determined in advance by a predetermined customer terminal ( A predetermined user interface may be provided to transmit to 1050 or to be viewed by the corresponding customer terminal 1050.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may be used when periodic or specific events occur, for example, when the estimated electricity rate is greater than or equal to a preset amount. May be transmitted to a predetermined customer terminal 1050.
  • a predetermined notification message indicating that the charging of the user device is completed to the corresponding customer terminal 1050. Can also be transmitted.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may receive a predetermined notification message indicating that the charging of the user device is completed from the wireless power transmitter, but this is only one embodiment.
  • the home network server 1030 or the power management cloud server 1040 may receive a predetermined notification message indicating that charging is completed directly from the user device 1000 through a wireless communication network. .
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may map the wireless power supply shadowed area to a map corresponding to the corresponding area and display the same, and provide the same to the corresponding customer terminal 1050.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 may select at least one of the location of the wireless power transmitter and the wireless power supply transliteration region on the factory layout map. It can be displayed and provided to a predetermined management person terminal or (and) a user device of the corresponding factory.
  • the home network server 1030 or (and) the power management cloud server 1040 is at least one of the location of the wireless power transmitter and the wireless power supply transliteration area on the floor plan of the household. May be displayed and provided to a predetermined customer terminal or user device.
  • information calculated and statistically processed by the home network server 1030 may be transmitted to the power management cloud server 1040.
  • Customer terminal 1050 applied to the present invention is a mobile phone, smart phone, laptop computer, desktop computer, digital broadcasting terminal, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player) ), Navigation, and the like.
  • PDA Personal Digital Assistants
  • PMP Portable Multimedia Player
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an information collection process in a wireless power management system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power management system transmits wireless power to a plurality of wireless power receivers 1110 and a plurality of wireless power receivers 1110 for transmitting real-time state information A1 to A6 to a connected wireless power transmitter.
  • a plurality of wireless power transmitters 1120 for collecting status information from the connected wireless power receivers
  • a home network server for receiving status information of the wireless power receivers and power consumption information from the wireless power transmitters from the plurality of wireless power transmitters.
  • the power management cloud server 1140 collects information from the home network server 1130 and generates and maintains statistical information for wireless power management.
  • the components of the wireless power management system are not necessarily essential and may consist of more or fewer components.
  • the wireless power management system may further include a customer terminal (not shown) interworking with the power management cloud server 1140 or may not include the power management cloud server 1140.
  • the state information A1 to A6 of the wireless power receiver includes unique identification information for identifying the wireless power receiver or a user device on which the wireless power receiver is mounted, hereinafter referred to as receiver identification information for convenience of description. can do. Therefore, the wireless power transmitter can statistically process and maintain power transmission efficiency, load charging efficiency, power consumption, and the like, for each wireless power receiver.
  • the information B1 to B3 transmitted by the wireless power transmitter 1120 to the home network server 1130 includes unique identification information for identifying the wireless power transmitter, hereinafter referred to as transmitter identification information for convenience of description. It may include.
  • the B1 to B3 may include various statistical information calculated internally of the wireless power transmitter 1120 as well as status information received from the wireless power receiver 1110.
  • statistical information calculated internally of the wireless power transmitter 1120 may include information on power consumption accumulated during unit time in the wireless power transmitter, and average load of all wireless power receivers connected to the wireless power transmitter during the unit time. Information on the charging efficiency, and statistical information about the grant and rejection of the power transmission request received from the corresponding wireless power transmitter for a unit time.
  • the home network server 1130 may transmit statistically processed information C1 to the power management cloud server 1140 based on the information collected from the wireless power transmitter 1120.
  • the information statistically processed by the home network server 1130 includes the amount of power consumed by all the wireless power transmitters connected to the corresponding network during the unit time-hereinafter, for convenience of explanation, the business card is a network power consumption. can do.
  • the home network server 1130 may transmit information about the user device that has been wirelessly charged on the network to the power management cloud server 1140.
  • the power management cloud server 1140 calculates a cumulative electricity rate for each period of the home network based on the collected network power consumption, including, for example, hourly, daily, weekly, monthly, etc.
  • the calculated electric charge may be provided at the request of a customer terminal (not shown).
  • the power management cloud server 1140 may identify a user device for which wireless charging is completed for each home network and transmit a predetermined wireless charging completion notification message to a predetermined customer terminal corresponding to the corresponding home network.
  • the power management cloud server 1140 may statistically process and maintain state information for each home network / wireless power transmitter / wireless power receiver and may provide a predetermined user interface screen for inquiring the statistically processed state information. In this case, the user may access the power management cloud server 1140 through the customer terminal to query the desired information.
  • the power management cloud server 1140 identifies the wireless power supply shadow area in the corresponding home network based on statistical information collected from the home network server 1130, and provides information on the identified wireless power supply shadow area to the corresponding customer. It may be transmitted to the terminal.
  • the power management cloud server 1140 may receive information about the current location of the user device and information about the wireless power transmitter to which the user device is connected from the user device through a wireless communication network. In this case, the power management cloud server 1140 may identify the location of the wireless power transmitter through the current location of the charging user device.
  • the wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention may be fixedly installed in a specific area or (place), but this is only one embodiment, and the wireless power transmitter according to another embodiment may be a mobile device.
  • the wireless power transmitter may be changed in real time, and the position of the wireless power transmitter may be inferred from the current position of the user device equipped with the wireless power receiver charging from the wireless power transmitter.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an information collection process in a wireless power management system according to another embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitters constituting the home network for wireless power transmission may exchange information by interworking with a master / slave structure.
  • the first wireless power transmitter 1221 may operate as a master and directly interwork with the home network server 1230.
  • the slave second wireless power transmitter 1222 and the third wireless power transmitter 1223 may transmit the collected and statistically processed information B2 to B3 to the first wireless power transmitter 1221 as the master.
  • the first wireless power transmitter 1221 may collect its collected and statistically processed information B1 and the information B2 to B3 collected and statistically processed by the neighboring wireless power transmitters 1222 to 1223. 1230 may be transmitted.
  • the master first wireless power transmitter 1221 may control operations of the slave second wireless power transmitter 1222 and the third wireless power transmitter 1223.
  • the first wireless power transmitter 1221 may control handover on the corresponding home network.
  • the first wireless power transmitter 1221 may control the maximum output power and the number of connectable wireless power receivers of the second wireless power transmitter 1222 and the third wireless power transmitter 1223 that are slaves.
  • the wireless power management system may not include the home network server 1230 and the power management cloud server 1240 in FIG. 12.
  • the method according to the embodiment described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution on a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape , Floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method may be easily inferred by programmers in the art to which the embodiments belong.
  • the present invention can be used in the field of wireless charging, and in particular, it can be applied to a wireless charging system requiring wireless power management.

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Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템을 이용한 무선 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예 따른 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 관리 방법은 적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하는 단계와 상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하는 단계와 산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 무선 충전 시스템상에서 효과적인 무선 전력 관리 방법을 제공하는 장점이 있다.

Description

무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전 시스템을 이용한 무선 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.
언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 자동차, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.
종래의 스마트 홈 기술은 댁내 가전 기기들의 전력 사용량을 수집하고, 수집된 전력 사용량에 따른 비용을 산출하여 사용자 단말 또는 댁내 구비된 모니터링 단말을 통해 조회하는 것이 가능하였다.
하지만, 종래에는 전원 케이블을 통해 연결된 가전 기기들의 사용 전력량을 수집할 뿐 무선 충전 기능이 탑재된 전자 기기들의 사용 전력량을 효과적으로 관리하기 위한 방법 및 시스템이 제공되지 않았다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 네트워크 연결된 무선 충전 시스템을 통해 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 단위로 실시간 무선 충전 효율을 산출하고, 이를 수집함으로써, 무선 충전 시스템을 최적화하는 것이 가능한 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 네트워크 연결된 무선 충전 시스템을 통해 수집된 기기별 통계 정보를 제공하는 것이 가능한 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 댁내에 설치된 무선 충전 기기들의 무선 충전 상태를 실시간으로 모니터링하는 것이 가능한 스마트 무선 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 무선 충전 시스템을 이용한 무선 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 관리 방법은 적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하는 단계와 상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하는 단계와 산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 통계 정보는 상기 사용자 디바이스 단위로 수집되되, 상기 사용자 디바이스 단위로 수집되는 정보는 단위 시간 동안 소비된 전력량에 대한 정보, 부하 충전 효율에 관한 정보, 상기 부하의 현재 충전량에 관한 정보 및상기 부하의 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 통계 정보는 상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되되, 상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보는 단위 시간 동안의 평균 전력 전송 효율에 관한 정보, 단위 시간 동안 접속된 모든 사용자 디바이스에 대한 평균 충전 효율에 관한 정보, 단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에서 출력된 전체 전력량에 관한 정보, 상기 사용자 디바이스로부터의 전력 전송 요청에 대한 허여 및 거절에 대한 통계 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에 대응되는 지역이 음영 지역인지 여부가 판단될 수 있다.
여기서, 상기 음영 지역인지 여부가 상기 서버 또는 상기 무선 전력 송신기에 의해 판단될 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기가 연결된 홈 네트워크에 상기 무선 전력 송신기를 추가/삭제/변경할 지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워, 상기 무선 전력 송신기의 최대 접속 가능 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나가 제어될 수 있다.
또한, 상기 상태 정보는 상기 사용자 디바이스의 부하에 인가되는 전력 세기에 관한 정보, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 후단의 전력 세기에 관한 정보, 요구 전력 세기에 관한 정보, 충전 상태 정보, 시스템 오류 정보, 최대 부하 충전량에 관한 정보 및 현재 부하 충전량에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 전력 송신기는 자기 유도 방식, 자기 공진 방식, RF 방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 전력을 전송할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법은 상기 네트워크에 연결된 인접 무선 전력 송신기에 대응되는 제2 내지 k 통계 정보를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 내지 제 k 통계 정보에 기반하여 상기 네트워크에 대응되는 단위 기간 동안의 소비 전력량 및 예상 전기 요금이 산출될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 적어도 하나의 무선 전력 송신기와 홈 네트워크를 통해 연결된 서버에서의 무선 전력 관리 방법은 각각의 상기 무선 전력 송신기에 의해 수집된 통계 정보를 수신하는 단계와 상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 단계와 상기 판단 결과를 미리 지정된 고객 단말에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 통계 정보는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보는 단위 시간 동안 전력 전송 요청이 수신된 회수에 대한 정보, 단위 시간 동안 소비된 전력량에 대한 정보, 부하 충전 효율에 관한 정보, 상기 부하의 현재 충전량에 관한 정보, 상기 부하의 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 통계 정보는 상기 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보에 기반하여 산출되는 단위 시간 동안의 평균 전력 전송 효율에 관한 정보, 단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에 접속된 모든 사용자 디바이스에 대한 평균 충전 효율에 관한 정보, 단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에서 출력된 전체 전력량에 관한 정보 및 상기 사용자 디바이스로부터의 전력 전송 요청에 대한 허여 및 거절에 대한 통계 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법은 상기 통계 정보에 기반하여 충전 완료된 사용자 디바이스를 식별하는 단계와 상기 식별 결과를 상기 고객 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법은 상기 통계 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법은 상기 통계 정보를 이용하여 상기 홈 네트워크에 대응되는 단위 기간 동안의 전력 소비량 및 예상 전기 요금을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예는 상기 무선 전력 관리 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하기 위한 제1 통신부와 상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하기 위한 제어부와 산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하기 위한 제2 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 적어도 하나의 무선 전력 송신기와 홈 네트워크를 통해 연결된 무선 전력 관리 장치는 각각의 상기 무선 전력 송신기에 의해 수집된 통계 정보를 수신하는 수단과 상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 수단과 상기 판단 결과를 미리 지정된 고객 단말에 전송하는 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템은 무선으로 전력을 수신하는 제1 내지 제n 무선 전력 수신기와 상기 제1 내지 제n 무선 전력 수신기에 상기 전력을 공급하고, 상기 제1 내지 제n 무선 전력 수신기로부터 상태 정보를 수신하여 통계 정보를 생성하는 제1 내지 제k 무선 전력 송신기와 상기 제1 내지 제k 무선 전력 송신기로부터 수신된 상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 서버를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 네트워크 연결된 무선 충전 시스템을 통해 무선 전력 송신기 별 실시간 수집된 무선 충전 효율에 기반하여 무선 전력 음영 지역을 식별함으로써, 무선 충전 시스템을 최적화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 네트워크 연결된 무선 충전 시스템을 통해 수집된 기기별 통계 정보를 사용자에 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 댁내에 설치된 무선 충전 기기들의 무선 충전 상태를 실시간으로 모니터링하는 것이 가능한 스마트 무선 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VRECT에 따른 무선 전력 수신기의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법을 설명하기 위한 무선 전력 관리 시스템 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템에서의 정보 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템에서의 정보 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 관리 방법은 적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하는 단계와 상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하는 단계와 산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및 "전(앞) 또는 후(뒤)" 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다.
또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 파워 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태, 차량 매립 형태, 차량 거치 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 동시에 파워를 전송할 수 있다.
이를 위해, 무선 파워 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 파워 송신기는 다른 무선 파워 송신기와 네트워크 연동될 수 있다. 일 예로, 무선 파워 송신기는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신을 이용하여 상호 연동될 수 있다. 다른 일 예로, 무선 파워 송신기는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advanced, Wi-Fi 등의 무선 통신 기술을 이용하여 상호 연동될 수도 있다.
본 발명에 적용되는 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선파워 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 파워 전송 수단은 무선 파워 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 파워 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 파워 전송 수단은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 파워 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 파워 전송 방식이 이용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 예로, 본 발명에 따른 무선 파워 송신기는 상기한 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 2개 이상의 무선 파워 전송 방식을 지원할 수 있도록 설계될 수도 있다.
이 경우, 무선 파워 송신기는 무선 파워 송신기 및 무선 파워 수신기에서 지원 가능한 무선 전력 전송 방식뿐만 아니라 무선 파워 수신기의 종류, 상태, 요구 전력 등에 기반하여 적응적으로 해당 무선 파워 수신기를 위해 사용될 무선 전력 전송 방식을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 파워 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 파워 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 파워 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 파워 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 탑재될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 무선으로 전력 수신이 가능하거나 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 파워 수신기는 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함하는 댁내 가전기기, 차량, 무인 항공기, 에어 드론, 로봇 등에도 탑재될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 9를 참조하여, 무선 충전 방식이 자기 공진 방식인 경우를 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 이용한 전력 관리 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 도 1에는 무선 전력 송신기(100)가 하나의 무선 전력 수신기(200)에 무선 파워를 전송하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(100)는 복수의 무선 전력 수신기(200)에 무선 파워를 전송할 수도 있다. 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기(200)는 복수의 무선 전력 송신기(100)로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있음을 주의해야 한다.
무선 전력 송신기(100)는 특정 전력 전송 주파수를 이용하여 자기장을 발생시켜 무선 전력 수신기(200)에 전력을 송신할 수 있다.
무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 송신기(100)에 의해 사용되는 주파수와 동일한 주파수로 동조하여 전력을 수신할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기(200)는 공진 현상을 통해 무선 전력 송신기(100)에 의해 송출되는 전력을 수신할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 전송을 위해 사용되는 공진 주파수는 6.78MHz 대역일 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.
이때, 무선 전력 송신기(100)에 의해 전송된 전력은 무선 전력 송신기(100)와 공진을 이루는 무선 전력 수신기(200)에만 전달될 수 있다.
하나의 무선 전력 송신기(100)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신기(200)의 최대 개수는 무선 전력 송신기(100)의 최대 전송 파워 레벨, 무선 전력 수신기(200)의 최대 전력 수신 레벨, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(200)의 물리적인 구조에 기반하여 결정될 수 있다.
무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 전송을 위한 주파수 대역-즉, 공진 주파수 대역-과는 상이한 주파수 대역으로 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 양방향 통신은 반이중 방식의 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 프로토콜이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)는 상기 양방향 통신을 통해 서로의 특성 및 상태 정보-즉, 전력 협상 정보-를 교환할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 수신기(200)는 무선 전력 송신기(100)로부터 수신되는 전력 레벨을 제어하기 위한 소정 전력 수신 상태 정보를 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수 있으며, 무선 전력 송신기(100)는 수신된 전력 수신 상태 정보에 기반하여 동적으로 전송 전력 레벨을 제어할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기(100)는 전력 전송 효율을 최적화시킬 수 있을 뿐만 아니라 과전압(Over-Voltage)에 따른 부하 파손을 방지하는 기능, 저전압(Under-Voltage)에 따라 불필요한 전력이 낭비되는 것을 방지하는 기능 등을 제공할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)를 인증하고 식별하는 기능, 호환되지 않는 장치 또는 충전이 불가능한 물체를 식별하는 기능, 유효한 부하를 식별하는 기능 등을 수행할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)에 탑재된 전자 기기의 소비 전력에 관한 정보를 해당 무선 전력 수신기(200)로부터 획득할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 무선 전력 수신기(200)에 연결된 부하의 최대 충전 용량 및 충전량 변화에 관한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(100)는 양방향 통신을 통해 송신단에서 출력 전력 세기 정보를 무선 전력 수신기(200)에 전송할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기(200)는 충전 중 부하에 인가되는 전력의 세기를 측정하고, 상기 송신단에서의 출력 전력 세기 정보와 부하에 인가되는 전력의 세기를 이용하여 무선 충전 효율을 산출할 수도 있다. 산출된 무선 충전 효율은 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적으로 공진 방식의 무선 전력 전송 과정을 상기 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
무선 전력 송신기(100)는 전원공급부(power supplier, 110), 전력변환부(Power Conversion Unit, 120), 매칭회로(Matching Circuit, 130), 송신공진기(Transmission Resonator, 140), 주제어부(Main Controller, 150) 및 통신부(Communication Unit, 160)를 포함하여 구성될 수 있다. 통신부는 데이터 송신기(Data Transmitter)와 데이터 수신기(Data receiver)를 포함할 수 있다.
전원공급부(110)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력변환부(120)에 특정 공급 전압을 공급할 수 있다. 이때, 공급 전압은 DC 전압 또는 AC 전압일 수 있다.
전력변환부(120)는 주제어부(150)의 제어에 따라 전력공급부(110)로부터 수신된 전압을 특정 전압으로 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 전력변환부(120)는 DC/DC 변환기(DC/DC convertor), AC/DC 변환기(AC/DC convertor), 파워 증폭기(Power amplifier) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
매칭회로(130)는 전력 전송 효율을 극대화시키기 위해 전력변환부(120)와 송신공진기(140) 사이의 임피던스를 정합하는 회로이다.
송신공진기(140)는 매칭회로(130)로부터 인가된 전압에 따라 특정 공진 주파수를 이용하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
무선 전력 수신기(200)는 수신공진기(Reception Resonator, 210), 정류기(Rectifier, 220), DC-DC 변환기(DC-DC Converter, 230), 부하(Load, 240), 주제어부(Main Controller, 250) 및 통신부(Communication Unit, 260)를 포함하여 구성될 수 있다. 통신부는 데이터 송신기(Data Transmitter)와 데이터 수신기(Data receiver)를 포함할 수 있다.
수신공진기(210)는 공진 현상을 통해 송신공진기(140)에 의해 송출된 전력을 수신할 수 있다.
정류기(220)는 수신공진기(210)로부터 인가되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
DC-DC 변환기(230)는 정류된 DC 전압을 부하(240)에 요구되는 특정 DC 전압으로 변환할 수 있다.
주제어부(250)는 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 정보를 생성하고 통신부(260)를 제어하여 무선 전력 송신기(100)에 상기 무선 전력 수신기(200)의 특성 및 상태 정보를 전송할 수 있다. 일 예로, 주제어부(250)는 정류기(220)와 DC-DC 변환기(230)에서의 출력 전압 및 전류의 세기를 모니터링하여 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 모니터링된 출력 전압 및 전류의 세기 정보는 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.
또한, 주제어부(250)는 정류된 DC 전압을 소정 기준 전압과 비교하여 과전압 상태(Over-Voltage State)인지 저전압 상태(Under-Voltage State)인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 시스템 오류 상태인 것으로 감지되면, 감지 결과를 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(250)는 시스템 오류 상태가 감지되면, 부하의 훼손을 방지하기 위해 정류기(220) 및 DC-DC 변환기(230)의 동작을 제어하거나 스위치 또는(및) 제너 다이오드를 포함한 소정 과전류 차단 회로를 이용하여 부하(240)에 인가되는 전력을 제어할 수도 있다.
또한, 주제어부(250)는 외부 또는 내부 메시지 핸들링을 위해 구동된 소정 타이머가 만료된 경우, 로컬 장애 상태인 것으로 판단하고, 소정 장애 알림 메시지를 통신부(260)를 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.
상기한 도 1에서는 송수신기 각각의 주제어부(150 또는 250)와 통신부(160 또는 260)가 각각 서로 다른 모듈로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 주제어부(150 또는 250)와 통신부(160 또는 260)가 각각 하나의 모듈로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기(200)의 주제어부(250)는 부하(240)의 최대 충전 용량, 부하(240)의 현재 충전 상태-즉, 현재까지 부하(240)에 충전된 전력량 또는(및) 최대 충전 용량 대비 현재 충전 비율에 관한 정보 등을 포함함- 및 부하(240)에 인가되는 전력량에 기반하여 해당 부하(240)의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 무선 전력 수신기(200)는 소정 인터페이스 통해 연결된 전자 기기-예를 들면, 스마트폰-의 마이크로 프로세서(미도시)에 산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 전송할 수 있다. 연이어, 마이크로 프로세서는 충전 완료 예상 소요 시간을 전자기기에 구비된 디스플레이 수단을 통해 표시할 수 있다. 이상에서는, 무선 전력 수신기(200)의 동작을 제어하는 주제어부(250)와 전자기기에 탑재된 마이크로 프로세서가 별개의 하드웨어 장치로 구성되는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 주제어부(250) 및 마이크로 프로세서는 하나의 하드웨어 장치에 탑재되어 별도의 소프트웨어 모듈로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. 또한, 무선 전력 수신기(200)는 산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 전력 수신기(200)는 연결된 전자기기의 동작 상태변화를 감지하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출할 수도 있다. 일 예로, 전자기기의 동작 상태 변화는 전자기기의 전원 ON/OFF 상태 변화, 전자기기상에서의 어플리케이션의 실행 상태 변화, 전자기기 디스플레이의 ON/OFF 상태 변화, 전자기기의 소모 전력 변화 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기(200)는 전자기기의 동작 상태 변화에 따라 적응적으로 전자기기의 실시간 소모 전력을 산출 또는 측정하고, 산출 또는 측정된 소모 전력에 기반하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출할 수도 있다. 물론, 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간은 전자기기의 표시 수단을 통해 표시될 수 있을 뿐만 아니라 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기(100)는 충전 중 충전 영역에 새로운 무선 전력 수신기가 추가되거나, 충전 중인 무선 전력 수신기와의 접속이 해제되거나, 무선 전력 수신기의 충전이 완료되는 등의 이벤트가 감지되면, 나머지 충전 대상 무선 전력 수신기들을 위한 전력 재분배 절차를 수행할 수도 있다. 이때, 전력 재분배 결과는 대역외 통신을 통해 접속된 무선 전력 수신기(들)에 전송될 수 있다. 무선 전력 수신기(200)는 전력 재분배 결과에 따라 충전 완료 예상 소요 시간을 재산출할 수 있으며, 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간은 전자기기의 표시 수단을 통해 표시될 수 있고, 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기(100)에 전송될 수 있다.
이상에서는, 무선 전력 수신기(200)가 충전 완료 예상 소요 시간을 산출하는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(200)가 무선 전력 수신기(200)로부터 수집된 부하의 최대 충전 용량에 관한 정보, 현재 부하의 충전량에 관한 정보, 부하에 인가되는 전력 세기에 관한 정보 등에 기반하여 충전 완료 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 이때, 충전 완료 예상 소요 시간은 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기 또는 전자 기기 별로 산출될 수 있으며, 무선 전력 송신기(200)는 구비된 표시 수단을 통해 산출된 충전 완료 예상 소요 시간에 대한 정보를 표시할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 네트워크 연결된 다른 무선 전력 송신기 또는(및) 특정 홈 네트워크 서버 또는(및) 특정 클라우드 서버에 충전 중인 기기 별 무선 충전 효율에 관한 정보, 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보, 소모 전력량에 관한 정보 등을 전송할 수도 있다.
상기 홈 네트워크 서버 또는(및) 상기 클라우드 서버는 무선 전력 송신기(200)로부터 수신된 정보를 통계 처리하여 저장하고, 사용자 또는 사용자 단말로부터 요청 시 해당 통계 정보를 추출하여 전송할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 각각 등급(Class)과 카테고리(Category)로 타입 및 특성이 분류될 수 있다.
무선 전력 송신기의 타입 및 특성은 크게 다음의 3가지 파라메터를 통해 식별될 수 있다.
첫째, 무선 전력 송신기는 송신 공진기(140)에 인가되는 최대 전력의 세기에 따라 결정되는 등급에 의해 식별될 수 있다.
여기서, 무선 전력 송신기의 등급은 송신 공진기(140)에 인가되는 파워(PTX_IN_COIL)의 최대 값을 하기 무선 전력 송신기 등급 테이블-이하, 표 1이라 명함-에 명기된 등급 별 미리 정의된 최대 입력 파워(PTX _IN_MAX)와 비교하여 결정될 수 있다. 여기서, PTX _IN_COIL은 송신공진기(140)에 단위 시간 동안 인가되는 전압(V(t))과 전류(I(t))의 곱을 해당 단위 시간으로 나누어 산출되는 평균 실수 값일 수 있다.
등급(Class) 최대 입력 파워 최소 카테고리지원 요구 조건 지원 가능 최대 디바이스의 개수
등급 1 2W 1 x 등급1 1 x 등급1
등급 2 10W 1 x 등급3 2 x 등급2
등급 3 16W 1 x 등급4 2 x 등급3
등급 4 33W 1 x 등급5 3 x 등급3
등급 5 50W 1 x 등급6 4 x 등급3
등급 6 70W 1 x 등급6 5 x 등급3
상기 표 1에 개시된 등급은 일 실시예에 불과하며, 새로운 등급이 추가되거나 삭제될 수도 있다. 또한, 등급 별 최대 입력 파워, 최소 카테고리 지원 요구 조건, 지원 가능 최대 디바이스 개수에 대한 값도 무선 전력 송신기의 용도, 형상 및 구현 형태 등에 따라 변경될 수도 있음을 주의해야 한다.
일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 송신 공진기(140)에 인가되는 파워(PTX_IN_COIL)의 최대 값이 등급 3에 대응되는 PTX _IN_MAX 값보다 크거나 같고, 등급 4에 대응되는 PTX _IN_MAX 값보다 작은 경우, 해당 무선 전력 송신기의 등급은 등급 3으로 결정될 수 있다.
둘째, 무선 전력 송신기는 식별된 등급에 대응되는 최소 카테고리 지원 요구 조건(Minimum Category Support Requirements)에 따라 식별될 수도 있다.
여기서, 최소 카테고리 지원 요구 조건은 해당 등급의 무선 전력 송신기가 지원 가능한 무선 전력 수신기 카테고리 중 가장 높은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기의 지원 가능 개수일 수 있다. 즉, 최소 카테고리 지원 요구 조건은 해당 무선 전력 송신기가 지원 가능한 최대 카테고리 디바이스의 최소 개수일 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 상기 최소 카테고리 요구 조건에 따른 최대 카테고리 이하에 해당하는 모든 카테고리의 무선 전력 수신기를 지원할 수 있다.
다만, 만약, 무선 전력 송신기가 상기 최소 카테고리 지원 요구 조건에 명시된 카테고리보다 더 높은 카테고리의 무선 전력 수신기를 지원할 수 있다면, 무선 전력 송신기가 해당 무선 전력 수신기를 지원하는 것을 제한하지는 않을 수 있다.
일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 등급 3인 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 카테고리 5인 무선 전력 수신기를 지원해야 한다. 물론, 이 경우, 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 지원 요구 조건에 해당되는 카테고리 수준 보다 낮은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기(100)를 지원할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 지원 요구 조건에 대응되는 카테고리보다 더 높은 수준의 카테고리를 지원 가능한 것으로 판단되면, 더 높은 수준의 카테고리를 갖는 무선 전력 수신기를 지원할 수도 있음을 주의해야 한다.
셋째, 무선 전력 송신기는 식별된 등급에 대응되는 지원 가능 최대 디바이스 개수에 의해 식별될 수도 있다. 여기서, 지원 가능 최대 디바이스 개수는 해당 등급에서 지원 가능한 카테고리 중 가장 낮은 수준의 카테고리에 해당되는 무선 전력 수신기의 최대 지원 가능 개수-이하, 간단히 지원 가능 디바이스의 최대 개수라 명함-에 의해 식별될 수도 있다.
일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 등급 3의 무선 전력 송신기는 최소 카테고리 3인 무선 전력 수신기를 최대 2개까지 지원할 수 있어야 한다.
다만, 무선 전력 송신기가 자신의 등급에 상응하는 최대 디바이스 개수 이상을 지원할 수 있는 경우, 최대 디바이스 개수 이상을 지원하는 것을 제한하지는 않는다.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 허락하지 않을 특별한 이유가 없는 경우, 가용한 파워 내에서 적어도 상기 표 1에 정의된 개수까지는 무선 전력 전송을 수행할 수 있어야 한다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 해당 전력 전송 요청을 수용할 정도의 가용한 파워가 남아있지 않는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기의 전력 조정을 제어할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 요청을 수락하면 수용 가능한 무선 전력 수신기의 개수를 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송을 요청한 무선 전력 수신기의 카테고리가 자신의 등급에서 지원 가능한 카테고리 수준을 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 내부 온도가 기준치 이상을 초과하는 경우, 해당 무선 전력 수신기의 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력량에 기반하여 전력 재분배 절차를 수행할 수 있다. 이때, 전력 재분배 절차는 전력 전송 대상 무선 전력 수신기의 후술할 카테고리, 무선 전력 수신 상태, 요구 전력량, 우선 순위, 소모 전력량 중 적어도 하나를 더 고려하여 전력 재분배 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 수신기의 카테고리, 무선 전력 수신 상태, 요구 전력량, 우선 순위, 소모 전력량 중 적어도 하나의 정보는 대역외 통신 채널을 통해 적어도 하나의 제어 신호를 통해 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전달될 수 있다.
무선 전력 송신기는 전력 재분배 절차가 완료되면, 전력 재분배 결과를 대역외 통신을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.
무선 전력 수신기는 수신된 전력 재분배 결과에 기반하여 충전 완료까지의 예상 소요 시간을 재산출하고, 재산출 결과를 연결된 전자기기의 마이크로 프로세서에 전송할 수 있다. 연이어, 마이크로 프로세서는 전자기기에 구비된 디스플레이에 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간이 표시되도록 제어할 수 있다. 이때, 표시된 충전 완료 예상 소요 시간은 일정 시간 화면에 표시된 후 사라지도록 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마이크로 프로세서는 충전 완료 예상 소요 시간이 재산출된 경우, 재산출된 이유에 대한 정보가 함께 표시되도록 제어할 수도 있다. 이를 위해, 무선 전력 송신기는 전력 재분배 결과 전송 시 해당 전력 재분배가 발생된 이유에 관한 정보도 함께 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 재산출된 충전 완료 예상 소요 시간을 양방향 통신을 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 수신된 충전 완료 예상 소요 시간을 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 전송할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 내부 시스템 오류-예를 들면, 과전압, 과전류, 과열 등을 포함함-가 감지된 경우, 감지 결과를 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 전송할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 수집 또는 산출된 무선 충전 효율 또는 무선 전력 전송 효율이 소정 기준치 이하인 것이 확인되면, 확인 결과를 구비된 표시 수단을 통해 표시하고, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 해당 사실을 통보할 수도 있다. 사용자는 홈 네트워크 서버 또는 클라우드 서버에 접속하여 무선 충전 효율이 낮은 무선 전력 송신기를 식별할 수 있다. 여기서, 무선 충전 효율이 낮은 무선 전력 송신기는 무선 전력 음영 지역에 위치한 무선 전력 송신기로 판단될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 가용한 전력 부족으로 인해 무선 전력 수신기로부터의 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 경우, 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버에 해당 사실을 통보할 수도 있다. 여기서, 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 무선 전력 송신기가 설치된 지역은 추가적인 무선 전력 송신기의 설치가 요구되거나, 보다 전력 전송 용량이 높은-즉, 등급이 높은- 무선 전력 송신기로 교체 설치되어야 되는 지역으로 판단될 수 있다. 다른 일 예로, 전력 전송 요청을 거절한 횟수가 기준치 이상인 무선 전력 송신기가 설치된 지역은 인증되지 않았거나 유효하지 않은 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기가 탑재된 전자 기기가 위치한 위험 지역으로 분류될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 타입 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수신공진기(210)의 평균 출력 파워(PRX_OUT)은 단위 시간 동안 수신공진기(210)에 의해 출력되는 전압(V(t))와 전류(I(t))의 곱을 해당 단위 시간으로 나누어 산출되는 실수 값일 수 있다. 일 예로, 수신공진기(210)의 평균 출력 전압(PRX _OUT)은 정류기 후단에서 측정된 전압(V(t))와 전류(I(t))의 곱을 단위 시간으로 나누어 산출되는 실수 값일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선 전력 수신기의 카테고리는 하기 표 2에 도시된 바와 같이, 수신 공진기(210)의 최대 출력 파워(PRX_OUT_MAX)에 기반하여 정의될 수 있다.
카테고리(Category) 최대 입력 파워 응용 예
카테고리 1 TBD 블루투스 핸드셋
카테고리 2 3.5W 피쳐폰
카테고리 3 6.5W 스마트폰
카테고리 4 13W 테블릿
카테고리 5 25W 소형 랩탑
카테고리 6 37.5W 랩탑
카테고리 6 50W TBD
일 예로, 부하단에서의 충전 효율이 80%이상인 경우, 카테고리 3의 무선 전력 수신기는 부하의 충전 포트에 5W의 전력을 공급할 수 있다.
상기 표 2에 개시된 카테고리는 일 실시예에 불과하며, 새로운 카테고리가 추가되거나 삭제될 수도 있다. 또한, 상기 표 2에 보여지는 카테고리 별 최대 출력 파워, 응용 어플리케이션의 예도 무선 전력 수신기의 용도, 형상 및 구현 형태 등에 따라 변경될 수도 있음을 주의해야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연동되는 전자기기의 마이크로 프로세서는 부하의 최대 충전 용량(Maximum Load Capacitance), 현재 부하의 충전량, 무선 전력 송신기의 최대 또는 평균 입력 파워, 무선 전력 수신기의 카테고리 부하단에서의 현재 충전 효율 등에 기반하여 해당 부하가 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 무선 전력 송신기의 전력 재분배에 따라 무선 전력 수신기의 카테고리에 대응되는 최대 입력 파워는 적응적으로 변경될 수 있으며, 그에 따라 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간은 재산출되어 변경될 수 있다. 이때, 산출된 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보는 양방향 통신 채널을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 양방향 통신을 통해 부하단에서의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 카테고리, 부하의 최대 충전 용량, 현재 부하의 충전량 등에 관한 정보를 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 송신기는 해당 부하가 충전 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 등가 회로도이다.
상세하게, 도 4는 후술할 레퍼런스 파라메터들이 측정되는 등가 회로상에서의 인터페이스 지점을 보여준다.
이하에서는, 상기 도 4에 표시된 레퍼런스 파라메터들의 의미를 간단히 설명하기로 한다.
ITX와 ITX _COIL은 각각 무선 전력 송신기의 매칭 회로(또는 매칭 네트워크)(420)에 인가되는 RMS(Root Mean Square) 전류와 무선 전력 송신기의 송신 공진기 코일(425)에 인가되는 RMS 전류를 의미한다.
ZTX _IN 은 무선 전력 송신기의 전원부/증폭기/필터(410) 후단의 입력 임피던스(Input Impedance)와 매칭 회로(420) 전단의 입력 임피던스(Input Impedance)를 의미한다.
ZTX _IN_COIL은 매칭 회로(420) 후단 및 송신 공진기 코일(425) 전단에서의 입력 임피던스를 의미한다.
L1과 L2는 각각 송신 공진기 코일(425)의 인덕턴스 값과 수신 공진기 코일(427)의 인덕턴스 값을 의미한다.
ZRX _IN은 무선전력수신기의 매칭 회로(430) 후단과 무선전력수신기의 필터/정류기/부하(440) 전단에서의 입력 임피던스를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 동작에 사용되는 공진 주파수는 6.78MHz ± 15㎑일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 복수의 무선 전력 수신기에 대한 동시 충전-즉, 멀티 충전-을 제공할 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 수신기가 새로 추가되거나 삭제되더라도 남아 있는 무선 전력 수신기의 수신 파워 변화량은 소정 기준치 이상을 초과하지 않도록 제어될 수 있다. 일 예로, 수신 파워 변화량은 ±10%일 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 만약, 수신 파워 변화량이 기준치 이상 초과되지 않도록 제어하는 것이 불가능할 경우, 무선 전력 송신기는 새롭게 추가된 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 요청을 수락하지 않을 수도 있다.
상기 수신 파워 변화량을 유지하기 위한 조건은 무선 전력 수신기가 충전 영역에 추가 또는 삭제 시 기존 무선 전력 수신기와 중첩되지 않아야 한다.
무선 전력 수신기의 매칭 회로(430)가 정류기에 연결된 경우, 상기 ZTX _IN의 실수부(Real Part)는 정류기의 부하 저항-이하, RRECT이라 명함-과 역의 관계일 수 있다. 즉, RRECT의 증가는 ZTX_IN을 감소시키고, RRECT의 감소는 ZTX_IN을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공진기 정합 효율(Resonator Coupling Efficiency)은 수신공진기 코일에서 부하(440)로 전달되는 파워를 송신공진기 코일(425)에서 공진 주파수 대역에 실어주는 파워로 나누어 산출되는 최대 파워 수신 비율일 수 있다. 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 공진기 정합 효율은 송신공진기의 레퍼런스 포트 임피던스(ZTX_IN)과 수신공진기의 레퍼런스 포트 임피던스(ZRX _IN)가 완벽하게 매칭되는 경우에 산출될 수 있다.
하기 표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 등급 및 무선 전력 수신기의 클래스에 따른 최소 공진기 정합 효율의 예이다.
카테고리 1 카테고리 2 카테고리 3 카테고리 4 카테고리 5 카테고리 6 카테고리 7
등급 1 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
등급 2 N/A 74%(-1.3) 74%(-1.3) N/A N/A N/A N/A
등급 3 N/A 74%(-1.3) 74%(-1.3) 76%(-1.2) N/A N/A N/A
등급 4 N/A 50%(-3) 65%(-1.9) 73%(-1.4) 76%(-1.2) N/A N/A
등급 5 N/A 40%(-4) 60%(-2.2) 63%(-2) 73%(-1.4) 76%(-1.2) N/A
등급 5 N/A 30%(-5.2) 50%(-3) 54%(-2.7) 63%(-2) 73%(-1.4) 76%(-1.2)
만약, 복수의 무선 전력 수신기가 사용될 경우, 상기 표 3에 표시된 클래스 및 카테고리에 대응되는 최소 공진기 정합 효율은 증가할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기의 마이크로 프로세서는 부하의 최대 충전 용량(Maximum Load Capacitance), 현재 부하의 충전량, 부하의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 카테고리와 무선 전력 송신기의 등급에 상응하는 최소 공진기 정합 효율 중 적어도 하나에 기반하여 해당 부하의 충전이 완료되기까지 소요되는 시간을 산출할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 상태 천이 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 송신기의 상태는 크게 구성 상태(Configuration State, 510), 전력 절약 상태(Power Save State, 520), 저전력 상태(Low Power State, 530), 전력 전송 상태(Power Transfer State, 540), 로컬 장애 상태(Local Fault State, 550) 및 잠금 장애 상태(Latching Fault State, 560)을 포함하여 구성될 수 있다.
무선 전력 송신기에 전력이 인가되면, 무선 전력 송신기는 구성 상태(510)로 천이할 수 있다. 무선 전력 송신기는 구성 상태(510)에서 소정 리셋 타이머가 만료되거나 초기화 절차가 완료되면, 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다.
전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 비콘 시퀀스를 생성하여 공진 주파수 대역을 통해 전송할 수 있다.
여기서, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520)에 진입한 후 소정 시간 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520) 천이 후 50ms 이내에 비콘 시퀀스가 개시될 수 있도록 제어할 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다.
전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 감지하기 위한 제1 비콘 시퀀스(First Beacon Sequence)를 주기적으로 생성하여 전송하고, 수신 공진기의 임피던스 변화-즉, Load Variation-를 감지할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1 비콘과 제1 비콘 시퀀스를 각각 Short Beacon과 Short Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.
특히, Short Beacon 시퀀스는 무선 전력 수신기가 감지되기 전까지 무선 전력 송신기의 대기 전력이 절약될 수 있도록 짧은 구간 동안(tSHORT _BEACON) 일정 시간 간격(tCYCLE)으로 반복 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, tSHORT _BEACON은 30ms이하, tCYCLE은 250ms +/- 5ms로 각각 설정될 수 있다. 또한, Short Beacon의 전류 세기는 소정 기준치 이상이고, 일정 시간 구간 동안 점증적으로 증가될 수 있다. 일 예로, Short Beacon의 최소 전류 세기는 상기 표 2의 카테고리 2 이상의 무선 전력 수신기가 감지될 수 있도록 충분히 크게 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 Short Beacon에 따른 수신 공진기에서의 리액턴스(reactance) 및 저항(resistance) 변화를 감지하기 위한 소정 센싱 수단이 구비될 수 있다.
또한, 전력 절약 상태(520)에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 부팅(Booting) 및 응답에 필요한 충분한 전력을 공급하기 위한 제2 비콘 시퀀스를 주기적으로 생성하여 전송할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 제2 비콘과 제2 비콘 시퀀스를 각각 Long Beacon과 Long Beacon 시퀀스라 명하기로 한다.
즉, 무선 전력 수신기는 제2 비콘 시퀀스를 통해 부팅이 완료되면, 대역외 통신 채널을 통해 소정 응답 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.
특히, Long Beacon 시퀀스는 무선 전력 수신기의 부팅에 필요한 충분한 전원을 공급하기 위해 Short Beacon에 비해 상대적으로 긴 구간 동안(tLONG_BEACON)동안 일정 시간 간격(tLONG _BEACON_PERIOD)으로 생성되어 전송될 수 있다. 일 예로, tLONG _BEACON은 105 ms+5 ms, tLONG _BEACON_PERIOD 은 850ms로 각각 설정될 수 있으며, Long Beacon의 전류 세기는 Short Beacon의 전류 세기에 비해 상대적으로 강할 수 있다. 또한, Long Beacon은 전송 구간 동안 일정 세기의 파워가 유지될 수 있다.
이 후, 무선 전력 송신기는 수신 공진기의 임피던스 변화가 감지된 후, 무선 전력 송신기는 Long Beacon 전송 구간 동안 소정 응답 시그널의 수신을 대기할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 상기 응답 시그널을 광고 시그널(Advertisement Signal)이라 명하기로 한다. 여기서, 무선 전력 수신기는 공진 주파수 대역과는 상이한 대역외 통신 주파수 대역을 통해 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다.
일 예로, 광고 시그널은 해당 대역외 통신 표준에 정의된 메시지를 식별하기 위한 메시지 식별 정보, 무선 전력 수신기가 적법한 또는 해당 무선 전력 송신기에 호환 가능한 수신기인지를 식별하기 위한 고유한 서비스 또는 무선 전력 수신기 식별 정보, 무선 전력 수신기의 출력 파워 정보, 부하에 인가되는 정격 전압/전류 정보, 무선 전력 수신기의 안테나 이득 정보, 무선 전력 수신기의 카테고리를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기 인증 정보, 과전압 보호 기능의 탑재 여부에 관한 정보, 무선 전력 수신기에 탑재된 소프트웨어 버전 정보 중 적어도 하나 또는 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 광고 시그널은 부하의 최대 충전 용량에 관한 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 더 포함할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 광고 시그널이 수신되면, 전력 절약 상태(520)에서 저전력 상태(530)로 천이한 후, 무선 전력 수신기와의 대역외 통신 링크를 설정할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 설정된 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 대한 등록 절차를 수행할 수 있다. 일 예로, 대역외 통신이 블루투스 저전력 통신인 경우, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와 블루투스 페어링을 수행하고, 페어링된 블루투스 링크를 통해 서로의 상태 정보, 특성 정보 및 제어 정보 중 적어도 하나를 교환할 수 있다.
무선 전력 송신기가 저전력 상태(530)에서 대역외 통신을 통해 충전을 개시하기 위한 소정 제어 신호-즉, 무선 전력 수신기가 부하에 전력을 전달하도록 요청하는 소정 제어 신호-를 무선 전력 수신기에 전송하면, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(530)에서 전력 전송 상태(540)로 천이될 수 있다.
만약, 저전력 상태(530)에서 대역외 통신 링크 설정 절차 또는 등록 절차가 정상적으로 완료되지 않은 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 저전력 상태(530)에서 전력 절약 상태(520)에 천이될 수 있다.
무선 전력 송신기는 각 무선 전력 수신기와의 접속을 위한 별도의 분리된 링크 만료 타이머(Link Expiration Timer)가 구동될 수 있으며, 무선 전력 수신기는 소정 시간 주기로 무선 전력 송신기에 자신이 존재함을 알리는 소정 메시지를 링크 만료 타이머가 만료되기 이전에 전송해야 한다. 링크 만료 타이머는 상기 메시지가 수신될 때마다 리셋되며, 링크 만료 타이머가 만료되지 않으면 무선 전력 수신기와 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크는 유지될 수 있다.
만약, 저전력 상태(530) 또는 전력 전송 상태(540)에서, 무선 전력 송신기와 적어도 하나의 무선 전력 수신기 사이에 설정된 대역외 통신 링크에 대응되는 모든 링크 만료 타이머가 만료된 경우, 무선 전력 송신기의 상태는 전력 절약 상태(520)로 천이될 수 있다.
또한, 저전력 상태(530)의 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 시그널이 수신되면 소정 등록 타이머를 구동시킬 수 있다. 이때, 등록 타이머가 만료되면, 저전력 상태(530)의 무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 등록에 실패하였음을 알리는 소정 알림 신호를 무선 전력 송신기에 구비된 알림 표시 수단-예를 들면, LED 램프, 디스플레이 화면, 비퍼(beeper) 등을 포함함-을 통해 출력할 수도 있다.
또한, 전력 전송 상태(540)에서, 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기의 충전이 완료되면, 저전력 상태(530)로 천이될 수 있다.
특히, 무선 전력 수신기는 구성 상태(510), 로컬 장애 상태(550) 및 잠금 장애 상태(560)를 제외한 나머지 상태에서 새로운 무선 전력 수신기의 등록을 허용할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(540)에서 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 전송 전력을 동적으로 제어할 수 있다.
이때, 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 요구 전력 정보, 정류기 후단에서 측정된 전압 및/또는 전류 정보, 충전 상태 정보, 과전류 및/또는 과전압 및/또는 과열 상태를 통보하기 위한 정보, 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단이 활성화되었는지 여부를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 수신기 상태 정보는 미리 지정된 주기로 전송되거나 특정 이벤트가 발생될 때마다 전송될 수 있다. 또한, 상기 과전류 또는 과전압에 따라 부하에 전달되는 전력을 차단하거나 감소시키는 수단은 ON/OFF 스위치, 제너 다이오드 중 적어도 하나를 이용하여 제공될 수 있다. 또한, 상기 충전 상태 정보는 부하의 현재 충전량에 관한 정보, 부하의 충전이 완료되었는지 여부를 지시하는 정보, 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기로부터 무선 전력 송신기에 전송되는 수신기 상태 정보는 무선 전력 수신기에 유선으로 외부 전원이 연결되었음을 알리는 정보, 대역외 통신 방식이 변경되었음을 알리는 정보-일 예로, NFC(Near Field Communication)에서 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신으로 변경될 수 있음- 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 자신의 현재 가용한 전력, 무선 전력 수신기 별 우선 순위, 접속된 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 무선 전력 수신기 별 수신해야 할 파워 세기 또는 무선 전력 수신기 별 전송되어야 할 파워 세기를 적응적으로 결정할 수 있다. 여기서, 무선 전력 수신기 별 전송되어야 할 파워 세기는 해당 무선 전력 수신기의 정류기에서 처리 가능한 최대 파워 대비 얼마의 비율로 파워를 수신해야 하는지로 결정될 수 있다.
이 후, 무선 전력 송신기는 결정된 파워 비율에 관한 정보가 포함된 소정 전력 제어 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기에 의해 결정된 파워 비율로 전력 제어가 가능한지 여부를 판단하고, 판단 결과를 소정 전력 제어 응답 메시지를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기의 전력 제어 명령(Power Adjustment Command)에 따라 무선 전력 제어가 가능한지 여부를 지시하는 소정 수신기 상태 정보를 상기 전력 제어 명령을 수신하기 이전에 전송할 수도 있다.
전력 전송 상태(540)는 접속된 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태에 따라 제1 상태(541), 제2 상태(542) 및 제3 상태(543) 중 어느 하나의 상태일 수 있다.
일 예로, 제1 상태(541)는 무선 전력 송신기에 접속된 모든 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 정상 전압인 상태임을 의미할 수 있다.
제2 상태(542)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 상태이고 고전압 상태인 무선 전력 수신기가 존재하지 않음을 의미할 수 있다.
제3 상태(543)는 무선 전력 송신기에 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 고전압 상태임을 의미할 수 있다.
무선 전력 송신기는 전력 절약 상태(520) 또는 저전력 상태(530) 또는 전력 전송 상태(540)에서 시스템 오류가 감지되면, 잠금 장애 상태(560)로 천이될 수 있다
잠금 장애 상태(560)의 무선 전력 송신기는 접속된 모든 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 것으로 판단되면, 구성 상태(510) 또는 전력 절약 상태(520)로 천이할 수 있다.
또한, 잠금 장애 상태(560)에서, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 감지되면, 로컬 장애 상태(550)로 천이할 수 있다. 여기서, 로컬 장애 상태(550)인 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 다시 잠금 장애 상태(560)로 천이될 수 있다.
반면, 구성 상태(510), 전력 절약 상태(520), 저전력 상태(530), 전력 전송 상태(540) 중 어느 하나의 상태에서 로컬 장애 상태(550)로 천이된 경우, 무선 전력 송신기는 로컬 장애가 해제되면, 구성 상태(510)로 천이될 수 있다.
무선 전력 송신기는 로컬 장애 상태(550)로 천이되면, 무선 전력 송신기에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등의 장애가 감지되면 로컬 장애 상태(550)로 천이될 수 있으나 이에 국한되지는 않는다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기에 의해 수신되는 전력의 세기를 감소시키기 위한 소정 전력 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 과전류, 과전압, 과열 등이 감지되면, 무선 전력 수신기의 충전을 중단시키기 위한 소정 제어 명령을 접속된 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
상기와 같은 전력 제어 절차를 통해, 무선 전력 송신기는 과전압, 과전류, 과열 등에 따른 기기 파손을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기의 과전류, 과전압, 과열, 로컬 장애-예를 들면, 메시지 핸들링을 위한 타이머의 만료 등을 포함함- 등이 감지되면, 감지 결과를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 송신기 내부에서의 과전류, 과전압, 과열, 로컬 장애 등이 감지된 경우, 감지 결과를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버 또는(및) 인접 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이상인 경우, 잠금 장애 상태(560)로 천이할 수 있다. 이때, 잠금 장애 상태(560)로 천이된 무선 전력 송신기는 송신 공진기의 출력 전류의 세기를 미리 지정된 시간 동안 기준치 이하가 되도록 시도할 수 있다. 여기서, 상기 시도는 미리 지정된 회수 동안 반복 수행될 수 있다. 만약, 반복 수행에도 불구하고, 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 소정 알림 수단을 이용하여 사용자에게 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 송출할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기의 충전 영역에 위치한 모든 무선 전력 수신기가 사용자에 의해 충전 영역에서 제거되면, 잠금 장애 상태(560)가 해제될 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 잠금 장애 상태(560)가 소정 시간 동안 해제되지 않는 경우, 잠금 장애 상태(560)가 해제되지 않음을 지시하는 소정 알림 신호를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 무선 전력 관리를 위한 클라우드 서버 또는(및) 인접 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.
반면, 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 미리 지정된 시간 이내에 기준치 이하로 떨어지거나 상기 미리 지정된 반복 수행 동안 송신 공진기의 출력 전류의 세기가 기준치 이하로 떨어지는 경우, 잠금 장애 상태(560)는 자동으로 해제될 수 있으며, 이때, 무선 전력 송신기의 상태는 잠금 장애 상태(560)에서 전력 절약 상태(520)로 자동 천이되어 무선 전력 수신기에 대한 감지 및 식별 절차를 다시 수행할 수 있다.
전력 전송 상태(540)의 무선 전력 송신기는 연속된 전력을 송출하고, 무선 전력 수신기의 상태 정보 및 미리 정의된 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터에 기반하여 적응적으로 송출 전력을 제어할 수 있다.
일 예로, 최적 전압 영역(Optimal Voltage Region) 설정 파라메터는 저전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 최적 전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 고전압 영역을 식별하기 위한 파라메터, 과전압 영역을 식별하기 위한 파라메터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태가 저전압 영역에 있으면, 송출 전력을 증가시키고, 고전압 영역에 있으면, 송출 전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 전력 전송 효율이 최대화되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량의 편차가 기준치 이하가 되도록 송출 전력을 제어할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정류기 출력 전압이 소정 과전압 영역에 도달한 경우-즉, Over Voltage가 감지된 경우-, 전력 전송을 중단할 수도 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자 기기는 전력 전송 상태(540)에서 수신되는 전력의 변화가 기준치 이하로 안정화된 경우, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 수신기는 단위 시간 동안 정류기 후단에서 측정된 전압 또는 전류의 평균 세기가 소정 최적 전압 또는 전류 세기를 중심으로 기준치 이하의 편차를 가지는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다.
다른 일예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신되는 상태 정보에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 제어가 안정화되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 전력 제어가 안정화된 경우, 무선 전력 송신기는 기 수집된 부하의 최대 충전 용량, 부하의 현재 충전량, 부하의 충전 효율 등에 기반하여 충전 완료 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 정류기 후단에서 측정된 전압 세기 정보(VRECT)를 무선 전력 수신기로부터 수신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 소정 개수의 연속하여 수신된 VRECT 값의 편차가 기준치 이내로 유지되거나 소정 시간 동안 수신된 VRECT 값의 편차가 기준치 이내로 유지되는 경우, 전력 제어가 안정화된 것으로 판단할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 상태(540)에서 소정 시간 동안 무선 전력 수신기로부터 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 전력 제어가 안정화된 것으로 판단할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 상태 천이도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기의 상태는 크게 비활성화 상태(Disable State, 610), 부트 상태(Boot State, 620), 활성화 상태(Enable State, 630)(또는, On state) 및 시스템 오류 상태(System Error State, 640)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 무선 전력 수신기의 상태는 무선 전력 수신기의 정류기단에서의 출력 전압의 세기-이하, 설명의 편의를 위해 VRECT이라 명함-에 기반하여 결정될 수 있다.
활성화 상태(630)는 VRECT의 값에 따라 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631), 저전압 상태(Low Voltage State, 632) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.
비활성화 상태(610)의 무선 전력 수신기는 측정된 VRECT 값이 미리 정의된 VRECT_BOOT 값보다 크거나 같으면, 부트 상태(620)로 천이할 수 있다.
부트 상태(620)에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기와의 대역외 통신 링크를 설정하고 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달할 때까지 대기할 수 있다.
부트 상태(620)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 부하단에 요구되는 전력에 도달된 것이 확인되면, 활성화 상태(630)로 천이하여 충전을 시작할 수 있다.
활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 충전이 완료되거나 충전이 중단된 것이 확인되면, 부트 상태(620)로 천이될 수 있다.
또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 소정 시스템 오류가 감지되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수 있다. 여기서, 시스템 오류는 과전압, 과전류 및 과열뿐만 아니라 미리 정의된 다른 시스템 오류 조건이 포함될 수 있다.
또한, 활성화 상태(630)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT _BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.
또한, 부트 상태(620) 또는 시스템 오류 상태(640)의 무선 전력 수신기는 VRECT 값이 VRECT_BOOT 값 이하로 떨어지면, 비활성화 상태(610)로 천이될 수도 있다.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자 기기는 활성화 상태(630)에서 수신되는 전력의 변화가 기준치 이하로 안정화된 경우, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 수신기는 단위 시간 동안 정류기 후단에서 측정된 전압(VRECT)의 평균 세기가 소정 최적 전압 세기를 중심으로 기준치 이하의 편차를 가지는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는, 활성화 상태(630)내에서의 무선 전력 수신기의 상태 천이를 후술할 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VRECT에 따른 무선 전력 수신기의 동작 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, VRECT 값이 소정 VRECT _ BOOT 보다 작으면, 무선 전력 수신기는 비활성화 상태(610)에 유지된다.
이 후, VRECT 값이 VRECT _BOOT 이상으로 증가되면, 무선 전력 수신기는 부트 상태(620)로 천이되며, 미리 지정된 시간 이내에 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다. 이 후, 광고 시그널이 무선 전력 송신기에 의해 감지되면, 무선 전력 송신기는 대역외 통신 링크 설정을 위한 소정 연결 요청 시그널을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.
무선 전력 수신기는 대역외 통신 링크가 정상적으로 설정되고, 등록에 성공한 경우, VRECT 값이 정상적인 충전을 위한 정류기에서의 최소 출력 전압-이하, 설명의 편의를 위해 VRECT_MIN이라 명함-에 도달할 때까지 대기할 수 있다.
VRECT 값이 VRECT _MIN을 초과하면, 무선 전력 수신기의 상태는 부트 상태(620)에서 활성화 상태(630)로 천이되며 부하에 충전을 시작할 수 있다.
만약, 활성화 상태(630)에서 VRECT 값이 과전압을 판단하기 위한 소정 기준치인 VRECT _MAX을 초과하면, 무선 전력 수신기는 활성화 상태(630)에서 시스템 오류 상태(640)로 천이될 수 있다.
도 7를 참조하면, 활성화 상태(630)는 VRECT의 값에 따라 저전압 상태(Low Voltage State, 632), 최적 전압 상태(Optimum Voltage State, 631) 및 고전압 상태(High Voltage State, 633)로 구분될 수 있다.
저전압 상태(632)는 VRECT _BOOT <= VRECT <= VRECT _ MIN인 상태를 의미하고, 최적 전압 상태(631)은 VRECT _MIN < VRECT <=VRECT _ HIGH인 상태를 의미하고, 고전압 상태(633)는 VRECT_HIGH < VRECT <=VRECT_MAX인 상태를 의미할 수 있다.
특히, 고전압 상태(633)로 천이된 무선 전력 수신기는 부하에 공급되는 전력을 차단하는 동작을 미리 지정된 시간-이하 설명의 편의를 위해 고전압 상태 유지 시간이라 명함- 동안 유보시킬 수도 있다. 이때, 고전압 상태 유지 시간은 고전압 상태(633)에서 무선 전력 수신기 및 부하에 피해가 발생되지 않도록 미리 결정될 수 있다.
무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(640)로 천이되면, 과전압 발생을 지시하는 소정 메시지를 미리 지정된 시간 이내에 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.
또한, 무선 전력 수신기는 시스템 오류 상태(630)에서 과전압에 따른 부하의 피해를 방지하기 위해 구비된 과전압 차단 수단을 이용하여 부하에 인가되는 전압을 제어할 수도 있다. 여기서, 과전압 차단 수단으로 ON/OFF 스위치 또는/및 제너다이오드 등이 사용될 수 있다.
상기 실시예에서는 무선 전력 수신기에 과전압이 발생되어 시스템 오류 상태(640)로 천이된 경우, 무선 전력 수신기에서의 시스템 오류 대응 방법 및 수단을 설명하고 있으나 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 실시예는 무선 전력 수신기에 과열, 과전류 등에 의해서도 시스템 오류 상태로 천이될 수도 있다.
일 예로, 과열에 따라 시스템 오류 상태로 천이된 경우, 무선 전력 수신기는 과열 발생을 알리는 소정 메시지를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 구비된 냉각팬 등을 구동하여 내부 발생된 열을 감소시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 복수의 무선 전력 송신기와 연동하여 무선 전력을 수신할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 실제 무선 전력을 수신하기로 결정된 무선 전력 송신기와 실제 대역외 통신 링크가 설정된 무선 전력 송신기가 서로 상이한 것으로 판단되면, 시스템 오류 상태(640)로 천이할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 정류기 후단에서 측정된 전압(VRECT)의 세기가 일정 시간 동안 최적 전압 상태(631)에 유지되는 경우, 전력 수신이 안정화된 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기는 전력 수신이 안정화된 것으로 판단되면, 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 시그널링 절차를 후술할 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템은 스타 토폴로지(Star Topology)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선 전력 송신기는 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기로부터 각종 특성 정보 및 상태 정보를 수집하고, 수집된 정보에 기반하여 무선 전력 수신기의 동작 및 송출 전력을 제어할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 자신의 특성 정보 및 소정 제어 신호를 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신기 별 전력 전송 순서를 결정할 수 있으며, 결정된 전력 전송 순서에 따라 무선 전력을 송출할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 카테고리, 무선 전력 수신기 별 미리 할당된 우선 순위, 무선 전력 수신기의 전력 수신 효율 또는 무선 전력 송신기에서의 전력 전송 효율, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이의 최소 공진 정합 효율, 부하에서의 충전 효율, 무선 전력 수신기의 충전 상태, 무선 전력 수신기 별 시스템 오류 발생 여부 중 적어도 하나에 기반하여 전력 전송 순서를 결정할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 접속된 무선 전력 수신기 별 전송해야 할 전력량을 결정할 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력량 및 무선 전력 수신기 별 전력 수신 효율 등에 기반하여 무선 전력 수신기 별 전송할 전력량을 산출할 수 있으며, 산출된 전력량에 관한 정보를 소정 제어 메시지를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 새로운 무선 전력 수신기가 충전 영역에 추가되는 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거되는 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기의 충전이 완료된 경우, 기존 충전 중인 무선 전력 수신기의 시스템 오류가 감지된 경우 등의 무선 충전 상태의 변화가 감지된 경우, 전력 재분배 절차를 개시할 수도 있다. 이때, 전력 재분배 결과는 소정 제어 메시지를 통해 무선 전력 수신기에 전송될 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 네트워크 연결된 무선 전력 수신기(들)과의 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 신호(Tim Synchronization Signal)를 생성하여 무선 전력 수신기에 제공할 수도 있다. 여기서, 시간 동기 신호는 무선 전력을 전송하기 위한 주파수 대역-즉, 인밴드(In-Bnad)- 또는 대역외 통신을 수행하기 위한 주파수 대역-즉, 아웃오브밴드(Out-Of-Band)-을 통해 전송될 수 있다. 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 시간 동기 신호에 기반하여 서로의 통신 타이밍 및 통신 시퀀스를 관리할 수 있다.
이상의 도 8에서는 하나의 무선 전력 송신기와 복수의 무선 전력 수신기로 구성된 무선 전력 전송 시스템이 스타 토폴로지로 네트워크 연결된 구성을 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 복수의 무선 전력 송신기 및 복수의 무선 전력 수신기가 네트워크 연결되어 무선 전력을 송수신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 별도의 통신 채널을 통해 자신의 상태 정보 또는(및) 자신에 접속된 무선 전력 수신기의 상태 정보를 네트워크 연결된 다른 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기가 이동 가능한 장치인 경우, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기 사이의 핸드오버를 통해 이동 중인 무선 전력 수신기에 끊김 없는 전력이 수신될 수 있도록 제어할 수도 있다.
만약, 하나의 무선 전력 수신기가 핸드 오버 과정 중 복수의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신하는 경우, 무선 전력 수신기는 각각의 무선 전력 송신기로부터 수신되는 전력을 합산하고, 그에 기반하여 부하의 충전이 완료되기까지의 예상 소요 시간을 산출할 수도 있다. 즉, 무선 전력 수신기 또는 무선 전력 수신기와 연결된 전자기기는 핸드 오버에 따라 적응적으로 충전 완료 예상 소요 시간을 산출하고 이를 디스플레이 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 네트워크 조정자(Network Coordinator)로서 동작하며 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기와 정보를 교환할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 각종 정보를 수신하여 소정 디바이스 제어 테이블(Device Control Table)을 생성 및 관리하고, 디바이스 제어 테이블을 기초하여 네트워크 관리 정보를 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기는 무선 전력 전송 시스템 네트워크를 생성하고, 이를 유지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 무선 충전 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전원 인가에 따라 무선 전력 송신기 구성, 즉, 부팅이 완료되면, 비콘 시퀀스를 생성하여 송신 공진기를 통해 전송할 수 있다(S901).
무선 전력 수신기는 비콘 시퀀스가 감지되면 자신의 식별 정보 및 특성 정보가 포함된 광고 시그널을 브로드캐스팅할 수 있다(S903). 이때, 광고 시그널은 후술할 연결 요청 신호가 무선 전력 송신기로부터 수신되기 이전까지 소정 주기로 반복 전송될 수 있음을 주의해야 한다.
무선 전력 송신기는 광고 시그널이 수신되면, 대역외 통신 링크를 설정하기 위한 소정 연결 요청 신호를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S905).
무선 전력 수신기는 연결 요청 신호가 수신되면, 대역외 통신 링크를 설정하고, 설정된 대역외 통신 링크를 통해 자신의 정적 상태 정보를 전송할 수 있다(S907).
여기서, 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보는 카테고리 정보, 하드웨어 및 소프트웨어 버전 정보, 최대 정류기 출력 파워 정보, 전력 제어를 위한 초기 기준 파라메터 정보, 요구 전압 또는 전력에 관한 정보, 전력 조절 기능 탑재 여부를 식별하기 위한 정보, 지원 가능한 대역외 통신 방식에 관한 정보, 지원 가능한 전력 제어 알고리즘에 관한 정보, 무선전력수신기에 초기 설정된 선호 정류기단 전압값 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보는 부하의 최대 용량 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 더 포함할 수도 있다.
무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 정적 상태 정보가 수신되면, 무선 전력 송신기의 정적 상태 정보를 대역외 통신 링크를 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다(S909).
여기서, 무선 전력 송신기의 정적 상태 정보는 송신기 출력 전력 정보, 등급 정보, 하드웨어 및 소프트웨어 버전 정보, 지원 가능한 무선 전력 수신기의 최대 개수에 관한 정보 및/또는 현재 접속된 무선 전력 수신기의 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
이 후, 무선 전력 수신기는 자신의 실시간 전력 수신 상태 및 충전 상태를 모니터링하며, 주기적 또는 특정 이벤트 발생 시 동적 상태 정보를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다(S911).
여기서, 무선 전력 수신기의 동적 상태 정보는 정류기 출력 전압 및 전류에 관한 정보, 부하에 인가되는 전압 및 전류에 관한 정보, 무선 전력 수신기의 내부 측정 온도에 관한 정보, 전력 제어를 위한 기준 파라메터 변경 정보(정류 전압 최소 값, 정류 전압 최대 값, 초기 설정된 선호 정류기단 전압 변경 값), 충전 상태 정보-예를 들면, 충전 완료 여부에 관한 정보, 부하의 현재 충전량에 관한 정보 등을 포함함-, 시스템 오류 정보, 경보 정보- 예를 들면, 로컬 장애 정보 등을 포함함- 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 무선 전력 송신기는 상기 전력 제어를 위한 기준 파라메터 변경 정보 수신 시 기존 정적 상태 정보에 포함된 설정 값을 변경하여 전력 조절을 수행할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 충전하기 위한 충분한 전력이 준비되면, 대역외 통신 링크를 통해 소정 제어 명령을 송출하여 무선 전력 수신기가 충전을 개시하도록 제어할 수 있다(S913).
이 후, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 동적 상태 정보를 수신하여 송출 전력을 동적으로 제어할 수 있다(S915).
또한, 무선 전력 수신기는 내부 시스템 오류가 감지되거나 충전이 완료된 경우, 동적 상태 정보에 해당 시스템 오류를 식별하기 위한 데이터 및/또는 충전이 완료되었음을 지시하는 데이터를 포함하여 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다(S917). 여기서, 시스템 오류는 과전류, 과전압, 과열 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 현재 가용한 전력이 접속된 모든 무선 전력 수신기의 요구 전력을 충족하지 못하는 경우, 각 무선 전력 수신기에 전송할 전력을 재분배하고 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 충전 중 새로운 무선 전력 수신기가 추가 등록 또는 연결된 경우, 현재 가용한 전력에 기반하여 접속된 무선 전력 수신기 별 수신할 전력을 재분배하고, 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 무선 충전 중 기존 접속된 무선 전력 수신기의 충전이 완료되거나 대역외 통신 링크가 해제-예를 들면, 무선 전력 수신기가 충전 영역에서 제거된 경우를 포함함-되는 경우, 남아있는 무선 전력 수신기 별 수신할 전력을 재분배하고 이를 소정 제어 명령을 통해 해당 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기는 소정 제어 절차를 통해 무선 전력 수신기가 전력 조절 기능이 탑재되었는지 여부를 확인할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기는 전력 재분배 상황이 발생된 경우, 전력 조절 기능이 탑재된 무선 전력 수신기에 대해서만 전력 재분배를 수행할 수도 있다.
일 예로, 전력 재분배 상황은 연결되지 않은 무선 전력 수신기로부터 유효한 광고 시그널을 수신하여 새로운 무선 전력 수신기가 추가되거나 연결된 무선 전력 수신기의 현재 상태 등을 지시하는 동적 파라메터가 수신되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기가 더 이상 존재하지 않음이 확인되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기의 충전이 완료되거나, 기 연결된 무선 전력 수신기의 시스템 오류 상태를 지시하는 알람(Alert) 메시지가 수신되는 등의 이벤트가 발생된 경우 발생될 수 있다.
여기서, 시스템 오류 상태는 과전압 상태, 과전류 상태, 과열 상태, 네트워크 연결 오류 상태 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 소정 제어 명령을 통해 전력 재분배 관련 정보를 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.
여기서, 전력 재분배 관련 정보는 무선 전력 수신기 전력 제어를 위한 명령 정보, 전력 전송 요청에 대한 허여(Permission) 또는 거절(deny) 여부를 식별하기 위한 정보, 무선 전력 수신기가 유효한 부하 변화(Valid Load Variation)을 생성하는 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
여기서, 무선 전력 수신기 전력 제어를 위한 명령은 무선 전력 수신기가 부하에 수신된 전력을 제공하는 것을 제어하기 위한 제1 명령, 무선 전력 수신기가 충전이 이루어지고 있음을 지시하는 것을 허여하기 위한 제2 명령, 무선 전력 수신기의 최대 정류기 파워 대비 무선 전력 송신기에 의해 제공 가능한 최대 파워의 비율을 지시하는 파워 조절 명령(Adjust Power Command) 등을 포함할 수 있다.
만약, 무선 전력 수신기가 상기 파워 조절 명령을 지원하지 않는 경우, 무선 전력 송신기는 파워 조절 명령을 해당 무선 전력 수신기에 전송하지 않을 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 새로운 무선 전력 수신기가 등록되면, 자신의 가용한 전력량에 기반하여 무선 전력 수신기에 의해 요구된 전력량을 제공 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 요구된 전력량이 가용한 전력량을 초과하는 경우, 무선 전력 송신기는 해당 무선 전력 수신기에 전력 조절 기능이 탑재되었는지 여부를 확인할 수 있다. 확인 결과, 전력 조절 기능이 탑재된 경우, 무선 전력 수신기는 가용한 전력량 내에서 무선 전력 수신기가 수신할 전력의 양을 결정하고, 결정된 결과를 소정 제어 명령을 통해 무선 전력 수신기에 전송할 수도 있다.
물론, 상기 전력 재분배는 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 정상적으로 동작 가능한 범위 및/또는 정상적인 충전이 가능한 범위 내에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 전력 전송 요청에 대한 허여(Permission) 또는 거절(deny) 여부를 식별하기 위한 정보는 허여 조건 및 거절 이유가 포함될 수 있다.
일 예로, 허여 조건은 가용한 파워 부족으로 인한 일정 시간 동안의 대기를 조건으로 한 허여가 포함될 수 있다. 거절 이유는 가용한 파워 부족으로 인한 거절, 수용 가능한 무선 전력 수신기 개수의 초과로 인한 거절, 무선 전력 송신기의 과열로 인한 거절, 무선 전력 송신기의 제한된 등급에 따른 거절 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 전력 전송 요청에 따른 허여 및 거절에 대한 상세 정보를 단위 시간 동안 수집하고, 수집된 상세 허여 및 거절 정보를 네트워크 연결된 홈 네트워크 서버 또는(및) 클라우드 서버 등에 전송할 수 있다. 여기서, 수집된 상세 허여 및 거절 정보는 총 전력 전송 요청이 수신된 횟수, 총 허여 회수, 총 거절 회수, 즉시 허여 회수, 대기 허여 회수, 파워 부족으로 인한 거절 회수, 무선 전력 수신기 개수 초과로 인한 거절 회수, 무선 전력 송신기 시스템 오류로 인한 거절 회수, 인증 실패로 인한 거절 회수, 제한된 등급에 따른 거절 회수 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버는 무선 전력 송신기 별 상기 수집된 상세 허여 및 거절 정보를 통계 처리하고, 처리된 통계 정보를 자동으로 미리 지정된 사용자 단말 등에 전송하거나 사용자의 조회 요청에 따라 해당 사용자 단말에 전송할 수 있다. 사용자는 수신된 통계 정보를 통해 무선 전력 송신기의 증설/변경/제거 여부를 결정할 수 있다.
다른 일 예로, 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버는 무선 전력 송신기 별 상기 수집된 상세 허여 및 거절 정보에 기반하여 무선 전력 송신기의 증설/변경/제거 여부를 결정하고, 결정 결과를 미리 지정된 사용자 단말에 전송할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 복수의 대역외 통신 방식을 지원할 수 있다. 만약, 현재 설정된 대역외 통신 링크를 다른 방식으로 변경하고자 하는 경우, 무선 전력 수신기는 대역외 통신 변경을 요청하는 소정 제어 신호를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기는 대역외 통신 변경 요청 신호가 수신되면, 현재 설정된 대역외 통신 링크를 해제하고, 무선 전력 수신기에 의해 요청된 대역외 통신 방식으로 새로운 대역외 통신 링크를 설정할 수 있다.
일 예로, 본 발명에 적용 가능한 대역외 통신 방식에는 NFC(Near Field Communication) 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신, LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advance 통신, Wi-Fi 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 적용 가능한 무선 전력 송신기와 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버와의 통신, 홈 네트워크 서버 또는(및) 전력 관리를 위한 클라우드 서버와 사용자 단말과의 통신, 무선 전력 송신기들 사이의 통신은 유선 또는 무선의 IP망, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신, LTE(Long Term Evolution)/LTE-Advance 통신, Wi-Fi 통신 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 통해 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 방법을 설명하기 위한 무선 전력 관리 시스템 구성도이다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 관리 시스템은 크게 사용자 디바이스(1000), 무선 전력 송신기(1020), 홈 네트워크 서버(1030), 전력관리 클라우드 서버(1040), 고객 단말(1050)를 포함하여 구성될 수 있다. 하지만, 도 10에 도시된 무선 전력 관리 시스템의 구성 요소는 필수적인 것은 아니어서, 그보다 적거나 많은 구성 요소들로 구성될 수 있음을 주의해야 한다. 또한, 홈 네트워크서버(1030)은 전력관리 클라우드 서버(1040)와 동일한 장치에 구성되어 각각의 기능을 하나의 장치에서 동작하는 구성이 될 수 있다.
또한, 상기 도 10은 무선 전력 관리 시스템에 하나의 무선 전력 송신기(1020) 및 사용자 디바이스(1000)만이 포함되어 있으나, 이는 설명의 편리함을 위함일 뿐 보다 많은 무선 전력 송신기 및 사용자 디바이스를 포함하여 구성될 수 있음은 상기한 도 1 내지 도 9의 설명을 통해 자명하다.
사용자 디바이스(1000)는 자기 유도 방식, 자기 공진 방식, RF 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 무선 전력 송신기(1020)에 의해 전송된 무선 전력을 수신할 수 있다. 또한, 사용자 디바이스(1000)는 인밴드 통신 또는(및) 양방향 대역외 통신을 통해 무선 전력 송신기(1020)와 상태 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 교환되는 상태 정보는 상기한 도 1 내지 도 9의 설명으로 대체한다.
사용자 디바이스(1000)는 제1 제어부(1010), 전력수신부(1011), 부하(1012) 및 제1통신부(1013)로 구성되는 무선 전력 수신기(1001)과 제2제어부(1014)과 제1표시부(1015)를 포함하는 전자 기기(1002)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 수신기(1001)는 전자 기기(1002)에 임베디드되어 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1001)는 별도로 구현되어 착탈식으로 전자 기기(1002)에 장착될 수도 있다.
만약, 사용자 디바이스(1000)가 스마트폰과 같은 이동 단말인 경우, 사용자 디바이스(1000)의 전자 기기(1002)는 무선 통신 모듈 및 GPS 수신 모듈이 탑재될 수 있다. 일 예로, 무선 통신 모듈은 와이파이(WiFi) 통신 모듈, WCDMA(Wideband Codedivision Multiple Access)나 CDMA2000과 같은 3G 이동 통신 모듈, HSPA(High Speed Packet Access)와 같은 3.5G 이동 통신 모듈, LTE(Long Term Evolution)/LTE_Advanced와 같은 4G/4.5G 이동 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 사용자 디바이스(1000)는 구비된 무선 통신 모듈을 통해 전력 관리 클라우드 서버(1040)와 통신을 수행할 수도 있다. 일 예로, 사용자 디바이스(1000)는 GPS 수신 모듈을 통해 획득된 자신의 현재 위치 정보를 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 제공할 수 있다. 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 해당 사용자 디바이스(1000)의 현재 위치에 대응하여 무선 충전이 가능한 지역(또는 장소)을 검색하고, 검색 결과를 무선 통신망을 통해 사용자 디바이스(1000)에 전송할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전력관리 클라우드 서버(1040)는 무선 통신망을 통해 무선 전력 수신기(1001)이 탑재된 사용자 디바이스(1000)와 무선 충전 서비스 가입 절차를 수행하거나 사용자 디바이스(1000)의 상태에 대한 모니터링 작업을 수행할 수도 있다. 여기서, 모니터링되는 사용자 디바이스(1000)의 상태는 배터리 상태 정보, 어플리케이션 사용 상태 정보 및 현재 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 사용자 디바이스(1000)에서 수집 가능한 상태 정보이면 족하다.
또한, 일 실시예에 따른 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 특정 디바이스에 대해 업데이트되어야 소프트웨어 또는 펌웨어가 존재하는 경우, 무선 통신망을 통해 업데이트를 수행할 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 사용자는 사용자 디바이스(1000)에 탑재된 소정 앱을 통해 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 접속하여 사용자 디바이스(1000)에 탑재된 무선 전력 수신기(1001) 또는 전자 기기(1002)에 대응되는 충전 쿠폰을 구매할 수도 있다. 여기서, 전력 관리 클라우드 서버(1040) 및 무선 전력 송신기(1020)는 충전 쿠폰을 통해 해당 무선 전력 수신기(1001)의 충전 가능 기간 정보, 충전 가능한 전력량 정보, 충전 가능 지역 및(또는) 장소에 관한 정보, 충전 우선 순위에 관한 정보, 전력 수신 등급에 관한 정보 중 적어도 하나를 식별할 수 있다. 이를 위해, 무선 전력 송신기(1020)는 식별된 무선 전력 수신기(1001)에 관한 소정 디바이스 식별 정보를 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 전송하고, 해당 디바이스 식별 정보에 대응되는 충전 쿠폰에 관한 정보를 전력 관리 클라우드 서버(1040)로부터 획득할 수 있다. 이때, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 디바이스 식별 정보에 대응되는 충전 쿠폰에 관한 정보를 내부 데이터베이스에 유지할 수 있다.
또한, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 소정 제어 명령을 통해 무선 전력 송신기를 활성화(Enable)시키거나 비활성화(Disable)시킬 수도 있다.
일 예로, 전력관리 클라우드 서버(1040)는 사용자 디바이스(1000)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 획득된 사용자 디바이스(1000)의 위치 정보와 미리 알고 있는 무선 전력 송신기의 위치 정보에 기반하여 활성화시킬 무선 전력 송신기와 비활성화시킬 무선 전력 송신기를 식별하고, 식별 결과에 따라 네트워크 연결된 무선 전력 송신기를 ON/OFF 제어할 수도 있다.
또한, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 특정 무선 전력 송신기에 접속된 무선 전력 수신기가 복수 개인 경우, 특정 무선 전력 수신기로의 충전을 활성화시키거나 비활성화시키도록 제어할 수도 있다. 일 예로, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 전력 송신기로부터 수신되는 수신기 상태 정보 및(또는) 송신기 상태 정보에 기반하여 해당 무선 전력 송신기에서의 충전 대상 수신기를 동적으로 결정할 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 통신망을 통해 충전이 완료되었음을 지시하는 소정 충전 완료 메시지를 사용자 다바이스(1000)로부터 수신할 수도 있다. 이 경우, 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 충전 완료된 무선 전력 수신기로의 전력 전송을 중단하도록 해당 무선 전력 송신기를 제어할 수도 있다. 이를 통해, 무선 전력 송신기의 처리 부하를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
무선 전력 송신기(1020)는 제3제어부(1021), 전력송신부(1022), 전원공급부(1023), 제2통신부(1024), 제2표시부(1025)를 포함하여 구성될 수 있다.
하지만, 도 10에 도시된 사용자 디바이스(1000) 및 무선 전력 송신기(1020)의 구성 요소는 필수적인 것은 아니어서, 그보다 적거나 많은 구성 요소들로 구성될 수 있음을 주의해야 한다.
무선 전력 송신기(1020)는 전원공급부(1023)로부터 인가되는 전력을 전력송신부(1022)를 통해 무선으로 전송한다.
사용자 디바이스(1000)는 전력수신부(1011)를 통해 무선 전력을 수신하고, 수신된 전력을 부하(1012)에 전달하여 충전을 수행한다.
본 발명에 따른 전력송신부(1022) 및 전력수신부(1011)는 자기 공진 방식, 자기 유도 방식, RF 방식 중 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식을 지원할 수 있다.
무선 전력 수신기와 무선전력송신기(1020)는 각각 제1통신부(1013) 및 제2통신부(1024)를 통해 서로의 정보를 교환할 수 있다.
여기서, 교환되는 정보는 상기한 도 1 내지 도 9의 설명에서 언급된 제어 신호 및 상태 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으므로 상기 설명으로 대체하기로 한다.
제1통신부(1013) 및 제2통신부(1024)는 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하여 통신하는 인밴드 통신, 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 사용하여 통신하는 아웃오브밴드(대역외) 통신 중 적어나 하나의 통신을 수행할 수 있다.
무선 전력 송신기(1020)의 제3제어부(1021)는 무선 전력 수신기(1001)로부터 수신된 상태 정보 및 제어 신호에 기반하여 사용자 디바이스(1000) 별 또는(및) 시간대 별 전력 소모량, 사용자 디바이스(1000) 별 충전 효율, 사용자 디바이스(1000) 별 충전 완료 예상 소요 시간, 무선 전력 송신기(1020)에 대응되는 전체 소모 전력 및 전체 충전 효율, 무선 전력 송신기(1020)에 대응되는 전력 전송 요청에 따른 허가 및 거절 통계 등을 산출하고, 산출 결과를 제2표시부(1025)를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(1020)는 터치 패널, 키 버튼 등의 입력 수단(미도시)이 더 구비될 수 있으며, 사용자는 입력 수단을 통해 산출 결과를 조회할 수도 있다.
또한, 무선 전력 송신기(1020)는 산출 결과를 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 전송할 수도 있다.
홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 전력 송신기(1020)로부터 수신된 산출 결과에 기반하여 무선 전력 송신기/사용자 디바이스 별 수집 또는(및) 산출된 정보를 통계 처리하여 저장하고, 홈 네트워크 서버(1030)에 연결된 모든 무선 전력 송신기의 전력 소비량을 합하여 예상 전기 요금을 산출할 수도 있다. 사용자는 고객 단말(1050)을 통해 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 접속하여 통계 처리된 정보 및 예상 전기 요금을 조회할 수 있다.
또한, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 전력 송신기(1020)로부터 수신된 산출 결과에 기반하여 무선 전력 송신기(1020)의 최대 송출 전력을 제어할 수도 있다. 일 예로, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 단위 기간 동안의 가용 전력 부족에 따른 전력 전송 요청 거절 회수가 기준치를 초과하는 경우, 해당 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워를 증가시킬 수 있다. 다른 일 예로, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 단위 기간 동안 과열, 과전압, 과전류 등의 이유로 인한 전력 전송 요청의 거절 회수가 기준치를 초과하는 경우, 해당 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워를 감소시킬 수 있다. 또 다른 일 예로, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 충전 효율이 제1 기준치 이하인 무선 전력 송신기에 대해서는 최대 출력 파워를 감소시키고, 무선 충전 효율이 제2 기준치 이상인 무선 전력 송신기에 대해서는 최대 출력 파워를 증가시킬 수 있다. 여기서, 제1 기준치 및 제2기준치는 동일한 값이거나 서로 다른 값일 수 있다.
홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 통계 처리된 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 결정할 수 있으며, 결정된 무선 전력 공급 음영 지역에 관한 정보를 미리 지정된 고객 단말(1050)에 전송하거나 해당 고객 단말(1050)에 의해 조회 가능하도록 소정 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 물론, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 주기적 또는 특정 이벤트 발생 시-예를 들면, 예상 전기 요금이 미리 설정된 금액 이상인 경우- 상기 통계 처리된 정보 및 예상 전기 요금을 미리 지정된 고객 단말(1050)에 전송할 수도 있다.
또한, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 충전 완료된 사용자 디바이스(1000)가 확인되면, 해당 고객 단말(1050)로 해당 사용자 디바이스의 충전이 완료되었음을 알리는 소정 알림 메시지를 전송할 수도 있다. 이때, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 해당 사용자 다바이스의 충전이 완료되었음을 지시하는 소정 알림 메시지를 무선 전력 송신기로부터 수신할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 통신망을 통해 사용자 디바이스(1000)로부터 직접 충전 완료되었음을 지시하는 소정 알림 메시지를 수신할 수도 있다.
또한, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 무선 전력 공급 음영 지역을 해당 지역에 대응되는 지도에 매핑하여 표시한 후 해당 고객 단말(1050)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기가 공장에 설치된 경우, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 공장 배치 지도상에 무선 전력 송신기의 위치 및 무선 전력 공급 음역 지역 중 적어도 하나를 표시하여 해당 공장의 미리 지정된 관리 담당자 단말 또는(및) 사용자 디바이스에 제공할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 송신기가 댁내에 설치된 경우, 홈 네트워크 서버(1030) 또는(및) 전력 관리 클라우드 서버(1040)는 해당 세대의 평면도에 무선 전력 송신기의 위치 및 무선 전력 공급 음역 지역 중 적어도 하나를 표시하여 미리 지정된 고객 단말 또는 사용자 디바이스에 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는 홈 네트워크 서버(1030)에 의해 산출 및 통계 처리된 정보가 전력 관리 클라우드 서버(1040)에 전송될 수도 있다.
본 발명에 적용되는 고객 단말(1050)은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 데스크탑 컴퓨터, 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템에서의 정보 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 무선 전력 관리 시스템은 실시간 상태 정보(A1 내지 A6)를 접속된 무선 전력 송신기에 전송하는 복수의 무선 전력 수신기(1110), 복수의 무선 전력 수신기(1110)에 무선 전력을 공급하고, 연결된 무선 전력 수신기로부터 상태 정보를 수집하는 복수의 무선 전력 송신기(1120), 복수의 무선 전력 송신기로부터 무선 전력 수신기의 상태 정보 및 무선 전력 송신기에서의 전력 소모 정보를 수신하는 홈 네트워크 서버(1130) 및 홈 네트워크 서버(1130)로부터 정보를 수집하여 무선 전력 관리를 위한 통계 정보를 생성하여 유지하는 전력 관리 클라우드 서버(1140)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 관리 시스템의 구성 요소들은 반드시 필수적인 것은 아니어서, 보다 많거나 보다 적은 구성 요소로 구성될 수도 있다. 일 예로, 무선 전력 관리 시스템은 전력 관리 클라우드 서버(1140)와 연동되는 고객 단말(미도시)을 더 포함하거나, 전력 관리 클라우드 서버(1140)를 포함하지 않을 수도 있다.
무선 전력 수신기의 상태 정보(A1 내지 A6)에는 해당 무선 전력 수신기 또는 해당 무선 전력 수신기가 탑재된 사용자 디바이스를 식별하기 위한 고유 식별 정보-이하, 설명의 편의를 위해, 수신기 식별 정보라 명함-를 포함할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기 단위의 전력 전송 효율, 부하 충전 효율, 전력 소비량 등을 통계 처리하여 유지할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(1120)가 홈 네트워크 서버(1130)에 전송하는 정보(B1 내지 B3)에는 해당 무선 전력 송신기를 식별하기 위한 고유 식별 정보-이하, 설명의 편의를 위해 송신기 식별 정보라 명함-를 포함할 수 있다.
특히, 상기 B1 내지 B3에는 무선 전력 수신기(1110)로부터 수신된 상태 정보뿐만 아니라 무선 전력 송신기(1120) 내부적으로 산출된 각종 통계 정보가 포함될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기(1120) 내부적으로 산출되는 통계 정보는 해당 무선 전력 송신기에서의 단위 시간 동안 누적된 소비 전력량에 관한 정보, 단위 시간 동안 해당 무선 전력 송신기에 접속된 모든 무선 전력 수신기의 평균 부하 충전 효율에 관한 정보, 단위 시간 동안 해당 무선 전력 송신기에서 수신된 전력 전송 요청에 대한 허여 및 거절에 관한 통계 정보 등을 포함할 수 있다.
홈 네트워크 서버(1130)는 무선 전력 송신기(1120)로부터 수집된 정보에 기반하여 통계 처리된 정보(C1)를 전력 관리 클라우드 서버(1140)에 전송할 수 있다. 일 예로, 홈 네트워크 서버(1130)에 의해 통계 처리되는 정보는 단위 시간 동안의 해당 네트워크에 연결된 모든 무선 전력 송신기에 의해 소비된 전력량-이하, 설명의 편의를 위해, 네트워크 전력 소비량이라 명함-을 포함할 수 있다. 또한, 홈 네트워크 서버(1130)는 해당 네트워크상에서 무선 충전이 완료된 사용자 디바이스에 대한 정보를 전력 관리 클라우드 서버(1140)에 전송할 수도 있다.
전력 관리 클라우드 서버(1140)는 수집된 네트워크 전력 소비량에 기반하여 홈 네트워크 별 단위 기간-예를 들면, 시간 단위, 일 단위, 주 단위, 월 단위 등을 포함함- 동안의 누적 전기 요금을 산출하고, 산출된 누적 전기 요금을 고객 단말(미도시)의 요청에 따라 제공할 수 있다.
또한, 전력 관리 클라우드 서버(1140)는 홈 네트워크 별 무선 충전이 완료된 사용자 디바이스를 식별하여 해당 홈 네트워크에 대응하여 미리 지정된 고객 단말에 소정 무선 충전 완료 알림 메시지를 전송할 수도 있다.
또한, 전력 관리 클라우드 서버(1140)는 홈 네트워크/무선 전력 송신기/무선 전력 수신기 별 상태 정보를 통계 처리하여 유지하며, 통계 처리된 상태 정보를 조회하기 위한 소정 사용자 인터페이스 화면을 제공할 수도 있다. 이 경우, 사용자는 고객 단말을 통해 전력 관리 클라우드 서버(1140)에 접속하여 원하는 정보를 조회할 수 있다.
특히, 전력 관리 클라우드 서버(1140)는 홈 네트워크 서버(1130)로부터 수집된 통계 정보에 기반하여 해당 홈 네트워크 내 무선 전력 공급 음영 지역을 식별하고, 식별된 무선 전력 공급 음영 지역에 대한 정보를 해당 고객 단말에 전송할 수도 있다.
또한, 전력 관리 클라우드 서버(1140)는 사용자 디바이스의 현재 위치에 관한 정보 및 해당 사용자 디바이스가 접속된 무선 전력 송신기에 관한 정보를 무선 통신망을 통해 사용자 디바이스로부터 수신할 수도 있다. 이 경우, 전력 관리 클라우드 서버(1140)는 충전중인 사용자 디바이스의 현재 위치를 통해 해당 무선 전력 송신기의 위치를 식별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 특정 지역 또는(장소)에 고정으로 설치될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 이동 수단-예를 들면, 자동차, 기차, 선박, 비행기 등을 포함함- 등에 장착될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기의 위치는 실시간 변경될 수 있으며, 해당 무선 전력 송신기로부터 충전중인 무선 전력 수신기가 탑재된 사용자 디바이스의 현재 위치를 통해 무선 전력 송신기의 위치가 추측될 수도 있음을 주의해야 한다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템에서의 정보 수집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송을 위한 홈 네트워크를 구성하는 무선 전력 송신기는 마스터(MASTER)/슬레이브(SLAVE) 구조로 상호 연동되어 정보를 교환할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제1 무선 전력 송신기(1221)는 마스터로서 동작하며, 홈 네트워크 서버(1230)와 직접 연동될 수 있다. 반면, 슬레이브인 제2 무선 전력 송신기(1222) 및 제3 무선 전력 송신기(1223)은 수집 및 통계 처리된 정보(B2 내지 B3)를 마스터인 제1 무선 전력 송신기(1221)에 전송할 수 있다. 연이어, 제1 무선 전력 송신기(1221)는 자신의 수집 및 통계 처리된 정보(B1) 및 인접 무선 전력 송신기(1222 내지 1223)에 의해 수집 및 통계 처리된 정보(B2 내지 B3)를 홈 네트워크 서버(1230)에 전송할 수 있다.
이 경우, 마스터인 제1 무선 전력 송신기(1221)는 슬레이브인 제2 무선 전력 송신기(1222) 및 제3 무선 전력 송신기(1223)의 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 제1 무선 전력 송신기(1221)는 해당 홈 네트워크상에서의 핸드 오버를 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 제1 무선 전력 송신기(1221)는 슬레이브인 제2 무선 전력 송신기(1222) 및 제3 무선 전력 송신기(1223)의 최대 출력 파워, 접속 가능한 무선 전력 수신기의 개수를 제어할 수도 있다.
홈 네트워크 서버(1230)와 전력 관리 클라우드 서버(1240) 사이의 동작은 상기 도 11의 설명으로 대체한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 관리 시스템은 상술한 도 12에서 홈 네트워크 서버(1230) 및 전력 관리 클라우드 서버(1240)가 포함되지 않을 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 충전 분야에 이용될 수 있으며, 특히, 무선 전력 관리가 필요한 무선 충전 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기에서의 무선 전력 관리 방법에 있어서,
    적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하는 단계
    를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통계 정보는 상기 사용자 디바이스 단위로 수집되되,
    상기 사용자 디바이스 단위로 수집되는 정보는
    단위 시간 동안 소비된 전력량에 대한 정보;
    부하 충전 효율에 관한 정보;
    상기 부하의 현재 충전량에 관한 정보; 및
    상기 부하의 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보
    중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 통계 정보는 상기 무선 전력 송신기 단위로 더 수집되되,
    상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보는
    단위 시간 동안의 평균 전력 전송 효율에 관한 정보;
    단위 시간 동안 접속된 모든 사용자 디바이스에 대한 평균 충전 효율에 관한 정보;
    단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에서 출력된 전체 전력량에 관한 정보; 및
    상기 사용자 디바이스로부터의 전력 전송 요청에 대한 허여 및 거절에 대한 통계 정보
    중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기에 대응되는 지역이 음영 지역인지 여부를 판단하는, 무선 전력 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 음영 지역인지 여부가 상기 서버 또는 상기 무선 전력 송신기 중 어느 하나에 의해 판단되는, 무선 전력 관리 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기가 연결된 홈 네트워크에 상기 무선 전력 송신기를 추가/삭제/변경할 지 여부를 판단하는, 무선 전력 관리 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기 단위로 수집되는 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워, 상기 무선 전력 송신기의 최대 접속 가능 무선 전력 수신기의 개수 중 적어도 하나가 제어되는, 무선 전력 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상태 정보는 상기 사용자 디바이스의 부하에 인가되는 전력 세기에 관한 정보, 상기 무선 전력 수신기의 정류기 후단의 전력 세기에 관한 정보, 요구 전력 세기에 관한 정보, 충전 상태 정보, 시스템 오류 정보, 최대 부하 충전량에 관한 정보 및 현재 부하 충전량에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기는 자기 유도 방식, 자기 공진 방식, RF 방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 전력을 전송하는, 무선 전력 관리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크에 연결된 인접 무선 전력 송신기에 대응되는 제2 내지 k 통계 정보를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 내지 제 k 통계 정보에 기반하여 상기 네트워크에 대응되는 단위 기간 동안의 소비 전력량 및 예상 전기 요금이 산출되는, 무선 전력 관리 방법.
  11. 적어도 하나의 무선 전력 송신기와 홈 네트워크를 통해 연결된 서버에서의 무선 전력 관리 방법에 있어서,
    각각의 상기 무선 전력 송신기에 의해 수집된 통계 정보를 수신하는 단계;
    상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과를 미리 지정된 고객 단말에 전송하는 단계
    를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 통계 정보는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보는
    단위 시간 동안 전력 전송 요청이 수신된 회수;
    단위 시간 동안 소비된 전력량에 대한 정보;
    부하 충전 효율에 관한 정보;
    상기 부하의 현재 충전량에 관한 정보; 및
    상기 부하의 충전 완료 예상 소요 시간에 관한 정보
    중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 통계 정보는 상기 사용자 디바이스 단위로 수집된 정보에 기반하여 산출되는
    단위 시간 동안의 평균 전력 전송 효율에 관한 정보;
    단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에 접속된 모든 사용자 디바이스에 대한 평균 충전 효율에 관한 정보;
    단위 시간 동안 상기 무선 전력 송신기에서 출력된 전체 전력량에 관한 정보; 및
    상기 사용자 디바이스로부터의 전력 전송 요청에 대한 허여 및 거절에 대한 통계 정보
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 통계 정보에 기반하여 충전 완료된 사용자 디바이스를 식별하는 단계; 및
    상기 식별 결과를 상기 고객 단말에 전송하는 단계
    를 더 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 통계 정보에 기반하여 상기 무선 전력 송신기의 최대 출력 파워를 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 통계 정보를 이용하여 상기 홈 네트워크에 대응되는 단위 기간 동안의 전력 소비량 및 예상 전기 요금을 산출하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 관리 방법.
  18. 무선 전력 수신기가 탑재된 적어도 하나의 사용자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송신기에 있어서,
    적어도 하나의 상기 사용자 디바이스에 대응되는 제1 내지 제n 상태 정보를 수신하기 위한 제1 통신부;
    상기 제1 내지 제n 상태 정보에 기반하여 제1 통계 정보를 산출하기 위한 제어부; 및
    산출된 상기 제1 통계 정보를 네트워크 연결된 서버에 전송하기 위한 제2 통신부
    를 포함하는, 무선 전력 송신기.
  19. 적어도 하나의 무선 전력 송신기와 홈 네트워크를 통해 연결된 무선 전력 관리 장치에 있어서,
    각각의 상기 무선 전력 송신기에 의해 수집된 통계 정보를 수신하는 수단;
    상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 수단; 및
    상기 판단 결과를 미리 지정된 고객 단말에 전송하는 수단
    을 포함하는, 무선 전력 관리 장치.
  20. 무선으로 전력을 수신하는 제1 내지 제n 무선 전력 수신기;
    상기 제1 내지 제n 무선 전력 수신기에 상기 전력을 공급하고, 상기 제1 내지 제n 무선 전력 수신기로부터 상태 정보를 수신하여 통계 정보를 생성하는 제1 내지 제k 무선 전력 송신기; 및
    상기 제1 내지 제k 무선 전력 송신기로부터 수신된 상기 통계 정보에 기반하여 무선 전력 공급 음영 지역을 판단하는 서버
    를 포함하는, 무선 전력 관리 시스템.
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