WO2018034405A1 - 무선전력 전송장치 - Google Patents

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황호균
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엘지전자 주식회사
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    • H05K2201/10151—Sensor

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmission apparatus in the field of wireless power transmission.
  • the wireless power receiver for receiving energy wirelessly may be directly driven by the received wireless power, or may be driven by the charged power by charging a battery using the received wireless power.
  • standardization ie, standardization of a technology related to the transmission of wireless power is in progress.
  • Magnetic resonance is a principle that generates a magnetic field in the transmitter coil and delivers power only to the receiver coil having the same frequency.
  • Wireless charging method using the above-mentioned electromagnetic induction is already frequently encountered in our lives. For example, it has been commercialized and used in electric toothbrushes, wireless coffee ports, and the like.
  • a coil is disposed within the housing of the wireless power transmitter, and one surface of the housing is provided with an interface surface on which the wireless power receiver can be placed.
  • a friction pad configured to prevent the wireless power receiver from slipping may form the interface surface.
  • wireless power is delivered in the form of an energy field, such as an electric field, magnetic field, or electromagnetic field, when foreign matter is located in the energy field, eddy currents may occur, and power leakage and / or heat generation may occur due to the eddy currents.
  • an energy field such as an electric field, magnetic field, or electromagnetic field
  • the eddy current can occur at various locations, the area overlapping the coil included in the wireless power transmitter, i.e., the interface surface, should be monitored almost all the time.
  • a temperature sensor should be provided. When the temperature sensor is disposed in the housing of the wireless power transmitter, the eddy current may be generated by the temperature sensor.
  • An object of the present invention is to provide a wireless power transmission device provided with a temperature sensor in the housing that accurately measures the temperature of the interface surface, so that no induced current is generated by the temperature sensor.
  • Another object is to provide a wireless power transmitter having a plurality of coils and configured to selectively control the coils based on a temperature distribution on an interface surface.
  • Another object is to provide a wireless power transmitter for controlling the temperature sensor so that communication interference does not occur by a wireless transmission signal transmitted to the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter includes a housing having one surface on which an opening is formed; A coil unit disposed in the housing and configured to transmit a wireless power signal to the wireless power receiver; A temperature sensor disposed in the housing to overlap the opening, the temperature sensor configured to measure a temperature of an object through the opening; And a power transmission control unit configured to control the coil unit based on the temperature measured by the temperature sensor.
  • the wireless power transmitter may further include a pad disposed on one surface of the housing to cover the opening, and the temperature sensor may be configured to measure the temperature of the pad.
  • a groove corresponding to the opening may be provided. This is for the temperature sensor to more accurately measure the temperature of the wide area of the object, the groove can accommodate the lens overlapping the opening.
  • the lens may further include a lens overlapping the opening, and at least a portion of the lens may be inserted into the opening to be fixed to the housing.
  • one surface of the lens may be a flat surface, the other surface of the lens may be an aspheric surface.
  • the lens may be a Fresnel lens. The Fresnel lens is used to secure the viewing angle of the temperature sensor.
  • the temperature sensor may be attached to one surface of the lens.
  • the temperature sensor may be located above the coil portion and below the opening. In order not to be influenced by the energy field formed by the coil part, the temperature sensor may be made of an insulator or an insulator.
  • the wireless power transmitter may further include a circuit board disposed on the coil unit, and the temperature sensor may be disposed on the circuit board.
  • At least a portion of the housing may be made transparent or translucent so that the temperature sensor can measure the temperature of an object located outside the housing through the housing.
  • At least a portion of the housing may have one surface made of a flat surface and the other surface made of an aspheric surface. At least a portion of the housing may have the shape of a Fresnel lens.
  • the wireless power transmitter includes a plurality of openings and a plurality of temperature sensors, each temperature sensor may be disposed in the housing so as to overlap each opening. This is to evenly measure the temperature distribution over the entire pad.
  • the coil unit may include a plurality of coils, and the power transmission controller may select at least one of the plurality of coils based on temperatures measured by the plurality of temperature sensors and select the selected coil. Can be controlled.
  • the power transmission control unit may control the heat generation by turning off a coil corresponding to a portion whose temperature is equal to or higher than a reference value or adjusting an amount of power transmitted.
  • the coil unit may include first and second coils
  • the temperature sensor may include: a first temperature sensor overlapping the first coil and configured to measure a first temperature; And a second temperature sensor overlapping the second coil and configured to measure a second temperature, wherein the power transmission controller is configured to reference the first temperature while transmitting the wireless power signal using the first coil. If higher, the first coil may be controlled such that the first coil stops transmitting the wireless power signal. Since the temperature of the part corresponding to each coil can be measured, individual control of each coil is attained.
  • the power transmission control unit the wireless power when the first temperature is higher than the reference and the second temperature is lower than the reference while transmitting the wireless power signal using the first coil, the wireless power
  • the first and second coils may be controlled to transmit a signal through the second coil instead of the first coil.
  • the power transmission control unit when the first temperature is higher than the reference and the second temperature is lower than the reference while transmitting the wireless power signal using the first and second coils, Control the first and second coils such that the first coil stops transmitting the wireless power signal and the second coil keeps transmitting the wireless signal.
  • the opening may include first and second openings formed at different positions, and the temperature sensor may measure the temperature of an object through one of the first and second openings.
  • the apparatus may further include a driving unit configured to move the sensor.
  • One temperature sensor allows the measurement of temperature for different areas of the interface surface through multiple openings.
  • the temperature sensor may be a non-contact thermometer using infrared light.
  • the power transmission control unit may control the temperature sensor to measure the temperature of the object after a predetermined time elapses from the time when the wireless power receiver is detected.
  • the power transmission control unit may control the temperature sensor so that the temperature sensor does not operate for the predetermined time.
  • the power transmission controller controls the temperature sensor so that the temperature sensor does not operate for a predetermined time. can do.
  • the present invention can be extended to a vehicle having the above-described wireless power transmission apparatus or a vehicle performing the wireless power transmission method.
  • the temperature sensor provided inside the housing measures the temperature of the object in contact with the wireless power receiver through the opening of the housing, a wireless power transmitter capable of accurately measuring the temperature of the interface surface can be provided. .
  • FIG. 1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to embodiments of the present invention.
  • FIGS. 2A and 2B are exemplary block diagrams illustrating configurations of a wireless power transmitter and a wireless power receiver that can be employed in the embodiments disclosed herein.
  • FIG. 3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to an inductive coupling method.
  • 4A and 4B are exemplary block diagrams illustrating a part of a configuration of a magnetic induction wireless power transmitter and a wireless power receiver employable in the embodiments disclosed herein.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
  • FIG. 6 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to a resonance coupling method.
  • FIGS. 7A and 7B are exemplary block diagrams illustrating a part of a configuration of a resonant wireless power transmitter and a wireless power receiver that can be employed in the embodiments disclosed herein.
  • FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power in accordance with a resonance coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
  • FIG. 9 illustrates operation states of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to the embodiments disclosed herein.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing the structure of a wireless power transmitter having a temperature sensor in a housing.
  • 11A to 11C are cross-sectional views of the wireless power transmitter for explaining the position of the temperature sensor.
  • 12A and 12B are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a pad.
  • 13A to 13D are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a lens.
  • 14A and 14B are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a pad and a lens.
  • 15A and 15B are cross-sectional views of a wireless power transmission apparatus in which one surface of the housing is made transparent or translucent.
  • 16A to 16C are diagrams for describing a wireless power transmitter capable of measuring temperature for different portions of one surface of a housing.
  • 17 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of controlling a temperature sensor by a wireless power transmitter.
  • 19 is an exemplary diagram for describing a method of displaying a temperature distribution of a wireless power transmitter.
  • the technology disclosed herein applies to wireless power transmission.
  • the technology disclosed herein is not limited thereto, and may be applied to all power transmission systems and methods, wireless charging circuits and methods, and other methods and devices using wirelessly transmitted power to which the technical spirit of the technology may be applied. .
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to embodiments of the present invention.
  • the wireless power transmitter 100 may be a power transmission device that delivers power wirelessly required by the wireless power receiver 200.
  • the wireless power transmitter 100 may be a wireless charging device that charges the battery of the wireless power receiver 200 by transferring power wirelessly.
  • the wireless power transmitter 100 may be implemented as various types of devices that deliver power to the wireless power receiver 200 that requires power in a non-contact state.
  • the wireless power receiver 200 is a device capable of operating by wirelessly receiving power from the wireless power transmitter 100.
  • the wireless power receiver 200 may charge the battery using the received wireless power.
  • the wireless power receiver for wirelessly receiving power described in the present specification includes all portable electronic devices such as an input / output device such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart device.
  • portable electronic devices such as an input / output device such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart device.
  • Smart phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), tablets, and multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
  • the wireless power receiver 200 may be a mobile communication terminal (eg, a mobile phone, a cellular phone, a tablet) or a multimedia device, as described below.
  • a mobile communication terminal eg, a mobile phone, a cellular phone, a tablet
  • a multimedia device as described below.
  • the wireless power transmitter 100 may wirelessly transfer power to the wireless power receiver 200 without contact with each other by using one or more wireless power transfer methods. That is, the wireless power transmitter 100 has an inductive coupling based on a magnetic induction phenomenon caused by the wireless power signal and a magnetic resonance coupling based on an electromagnetic resonance caused by a wireless power signal having a specific frequency. Power may be delivered using one or more of the following methods.
  • the wireless power transmission by the inductive coupling method is a technology for wirelessly transmitting power by using a primary coil and a secondary coil, and the electric power is induced by inducing a current to the other coil through a magnetic field that is changed in one coil by a magnetic induction phenomenon. Say it is being delivered.
  • resonance occurs in the wireless power receiver 200 by the wireless power signal transmitted from the wireless power transmitter 100, and the wireless power transmitter is caused by the resonance phenomenon.
  • the power is transmitted from the 100 to the wireless power receiver 200.
  • FIGS. 2A and 2B are exemplary block diagrams illustrating configurations of the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 that may be employed in the embodiments disclosed herein.
  • the wireless power transmitter 100 is configured to include a power transmission unit 110.
  • the power transmission unit 110 may include a power conversion unit 111 and a power transmission control unit 112.
  • the power converter 111 converts the power supplied from the transmission power supply 190 into a wireless power signal and transmits the converted power to the wireless power receiver 200.
  • the wireless power signal transmitted by the power converter 111 is formed in the form of a magnetic field or an electromagnetic field having an oscillation characteristic.
  • the power converter 111 may be configured to include a coil for generating the wireless power signal.
  • the power converter 111 may include a component for forming a wireless power signal of a different type according to each power transmission scheme.
  • the power converter 111 may be configured to include a primary coil that forms a changing magnetic field to induce a current in the secondary coil of the wireless power receiver 200 according to an inductive coupling method.
  • the power converter 111 may be configured to include a coil (or antenna) for forming a magnetic field having a specific resonance frequency in order to generate a resonance phenomenon in the wireless power receiver 200 according to the resonance coupling method. have.
  • the power converter 111 may transfer power using at least one of the above-described inductive coupling method and resonance coupling method.
  • the power converter 111 may be configured to further include a circuit that can adjust the characteristics such as the frequency, applied voltage, current used to form the wireless power signal.
  • the power transmission control unit 112 controls each component included in the power transmission unit 110.
  • the power transmission control unit 112 may be implemented to be integrated with another control unit (not shown) that controls the wireless power supply device 100.
  • the wireless power signal can reach the area can be divided into two.
  • an active area refers to an area through which a wireless power signal for delivering power to the wireless power receiver 200 passes.
  • a semi-active area refers to a region of interest in which the wireless power transmitter 100 may detect the existence of the wireless power receiver 200.
  • the power transmission control unit 112 may detect whether the wireless power receiver 200 is placed or removed in the active area or the detection area. Specifically, the power transmission control unit 112 uses the wireless power signal formed by the power conversion unit 111, or the wireless power receiver 200 in the active area or the detection area by a sensor provided separately. It can be detected whether it is deployed.
  • the power transmission controller 112 is affected by the wireless power signal due to the wireless power receiver 200 present in the sensing area, thereby forming the wireless power signal of the power converter 111.
  • the presence of the wireless power receiver 200 may be detected by monitoring whether a characteristic of power for the power is changed.
  • the active area and the sensing area may vary according to a wireless power transmission method such as an inductive coupling method and a resonance coupling method.
  • the power transmission control unit 112 may perform a process of identifying the wireless power receiver 200 or determine whether to start wireless power transmission according to a result of detecting the existence of the wireless power receiver 200. have.
  • the power transmission control unit 112 may determine one or more characteristics of the frequency, voltage, and current of the power conversion unit 111 for forming the wireless power signal. The determination of the characteristic may be made by the condition of the wireless power transmitter 100 or by the condition of the wireless power receiver 200.
  • the power transmission control unit 112 may receive a power control message from the wireless power receiver 200.
  • the power transmission control unit 112 may determine one or more characteristics of the frequency, voltage, and current of the power conversion unit 111 based on the received power control message, and other control based on the power control message. You can perform the operation.
  • the power transmission control unit 112 may form the wireless power signal according to a power control message including at least one of rectified power amount information, charging state information, and identification information of the wireless power receiver 200. Can be used to determine the characteristics of one or more of the frequencies, currents, and voltages used.
  • the wireless power transmitter 100 may perform a general control operation related to wireless power transfer based on the power control message.
  • the wireless power transmitter 100 may receive information to be output audibly or visually related to the wireless power receiver 200 through the power control message, or may receive information necessary for authentication between devices. It may be.
  • the power transmission control unit 112 may use at least one of a method of receiving through the wireless power signal and a method of receiving other user data.
  • the wireless power transmitter 100 may further include a power demodulation / demodulation unit 113 electrically connected to the power converter 111. .
  • the demodulation unit 113 may be used to demodulate the wireless power signal modulated by the wireless power receiver 200 to receive the power control message.
  • the power transmission control unit 112 receives a power control message by receiving user data including a power control message by a communication means (not shown) included in the wireless power transmitter 100. May be obtained.
  • the power transmission control unit 112 may transmit data to the wireless power receiver 200.
  • the data transmitted by the power transmission control unit 112 may be a request for the wireless power receiver 200 to send a power control message.
  • the wireless power receiver 200 is configured to include a power supply unit 290.
  • the power supply unit 290 supplies power required for the operation of the wireless power receiver 200.
  • the power supply unit 290 may include a power receiver 291 and a power receiving control unit 292.
  • the power receiver 291 receives power transmitted wirelessly from the wireless power transmitter 100.
  • the power receiver 291 may include components required to receive the wireless power signal according to a wireless power transfer method.
  • the power receiver 291 may receive power according to one or more wireless power transfer schemes.
  • the power receiver 291 may include components required for each scheme.
  • the power receiver 291 may be configured to include a coil for receiving a wireless power signal transmitted in the form of a magnetic or electromagnetic field having a vibrating characteristic.
  • the power receiver 291 may include a secondary coil in which a current is induced by a changing magnetic field.
  • the power receiver 291 may include a coil and a resonance circuit in which a resonance phenomenon is generated by a magnetic field having a specific resonance frequency as a component according to a resonance coupling method.
  • the power receiver 291 when the power receiver 291 receives power according to one or more wireless power transfer schemes, the power receiver 291 is implemented to receive using one coil, or differently formed according to each power transfer scheme. It may be implemented to receive using a coil.
  • the power receiver 291 may further include a rectifier and a regulator for converting the wireless power signal into a direct current.
  • the power receiver 291 may further include a circuit for preventing overvoltage or overcurrent from occurring by the received power signal.
  • the power reception control unit 292 controls each component included in the power supply unit 290.
  • the power receiving control unit 292 may transmit a power control message to the wireless power transmitter 100.
  • the power control message may instruct the wireless power transmitter 100 to start or end the transmission of the wireless power signal.
  • the power control message may instruct the wireless power transmitter 100 to adjust characteristics of the wireless power signal.
  • the power reception control unit 292 may use at least one of a method of transmitting through the wireless power signal and a method of transmitting through other user data.
  • the wireless power receiver 200 may further include a power demodulation / demodulation unit 293 electrically connected to the power receiver 291.
  • the modulation and demodulation unit 293 may be used to transmit the power control message through the wireless power signal, similarly to the wireless power transmitter 100 described above.
  • the modulation and demodulation unit 293 may be used as a means for adjusting a current and / or a voltage flowing through the power converter 111 of the wireless power transmitter 100.
  • a description will be given of a method used by each of the demodulation units 113 and 293 at the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 to transmit and receive a power control message via a wireless power signal. do.
  • the wireless power signal formed by the power converter 111 is received by the power receiver 291.
  • the power reception control unit 292 controls the modulation / demodulation unit 293 on the wireless power receiver 200 side to modulate the wireless power signal.
  • the power reception control unit 292 may perform a modulation process so that the amount of power received from the wireless power signal is changed by changing the reactance of the modulation and demodulation unit 293 connected to the power reception unit 291. have.
  • the change in the amount of power received from the wireless power signal results in a change in the current and / or voltage of the power converter 111 forming the wireless power signal.
  • the demodulation unit 113 of the wireless power transmitter 100 performs a demodulation process by detecting a change in current and / or voltage of the power converter 111.
  • the power reception control unit 292 generates a packet including a power control message to be transmitted to the wireless power transmitter 100 to modulate the wireless power signal to include the packet, and the power The transmission controller 112 may acquire the power control message included in the packet by decoding the packet based on a result of the demodulation process performed by the modulation / demodulator 113.
  • the power reception control unit 292 transmits user data including a power control message by a communication means (not shown) included in the wireless power reception device 200 to transmit a power control message. May be transmitted to the wireless power transmitter 100.
  • the power reception control unit 292 may receive data transmitted from the wireless power transmission apparatus 100.
  • the data transmitted from the wireless power transmitter 100 may request to transmit a power control message.
  • the power supply unit 290 may be configured to further include a charging unit 298 and a battery 299.
  • the wireless power receiver 200 which is supplied with power for operation from the power supply unit 290 operates by the power delivered from the wireless power transmitter 100 or uses the transferred power to the battery. After charging the battery 299, the battery 299 may operate by power charged in the battery 299. In this case, the power receiving control unit 292 may control the charging unit 298 to perform charging by using the transferred power.
  • FIG. 3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to an inductive coupling method.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 is configured to include a transmission coil (Tx coil) 1111a that acts as a primary coil in magnetic induction.
  • the power receiver 291 of the wireless power receiver 200 is configured to include a Rx coil (2911a) to operate as a secondary coil in magnetic induction.
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 such that the transmitting coil 1111a of the wireless power transmitter 100 and the receiving coil of the wireless power receiver 200 are close to each other. Place it.
  • the power transmission control unit 112 controls the current of the transmitting coil 1111a to be changed
  • the power receiving unit 291 uses the electromotive force induced in the receiving coil 2911a to provide the wireless power receiver ( 200 to control the power supply.
  • the efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method has little influence on frequency characteristics, but alignment between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 including each coil. And distance.
  • the wireless power transmitter 100 may be configured to include an interface surface (not shown) in the form of a flat surface for wireless power transfer by an inductive coupling method.
  • One or more wireless power receivers may be placed above the interface surface, and the transmitting coil 1111a may be mounted below the interface surface.
  • a vertical spacing is formed at the lower portion of the interface surface between the mounted transmitting coil 1111a and the receiving coil 2911a of the wireless power receiver 200 located above the interface surface. The distance between the coils is small enough so that the wireless power transfer by the inductive coupling method can be made efficiently.
  • an array indicating unit (not shown) indicating a position where the wireless power receiver 200 is placed may be formed on the interface surface.
  • the alignment indicator indicates the position of the wireless power receiver 200 in which an arrangement between the transmitting coil 1111a and the receiving coil 2911a mounted below the interface surface can be suitably made.
  • the arrangement indicating unit may be a simple mark or may be formed in the form of a protruding structure that guides the position of the wireless power receiver 200.
  • the arrangement indicating unit may be formed in the form of a magnetic body such as a magnet mounted below the interface surface, such that the coils are arranged by mutual attraction with the magnetic material of the other pole mounted inside the wireless power receiver 200. You can also guide to achieve this.
  • the wireless power transmitter 100 may be formed to include one or more transmission coils.
  • the wireless power transmitter 100 may increase power transmission efficiency by selectively using a part of coils suitably arranged with the receiving coil 2911a of the wireless power receiver 200 among the one or more transmitting coils.
  • the wireless power transmitter 100 including the one or more transmission coils will be described below with reference to FIG. 5.
  • FIG. 4A and 4B are exemplary block diagrams illustrating some of the configurations of the magnetic induction wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 that may be employed in the embodiments disclosed herein.
  • a configuration of the power transmitter 110 included in the wireless power transmitter 100 will be described with reference to FIG. 4A, and the power supply unit included in the wireless power receiver 200 will be described with reference to FIG. 4B.
  • the configuration of 290 will be described.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 may be configured to include a Tx coil 1111a and an inverter 1112.
  • the transmitting coil 1111a forms a magnetic field corresponding to the wireless power signal according to the change of the current.
  • the transmission coil 1111a may be implemented in a planar spiral type or a cylindrical solenoid type.
  • the inverter 1112 transforms a DC input obtained from the power supply unit 190 into an AC waveform.
  • the alternating current transformed by the inverter 1112 drives a resonant circuit including the transmitting coil 1111a and a capacitor (not shown) so that a magnetic field is formed in the transmitting coil 1111a. .
  • the power conversion unit 111 may be configured to further include a positioning unit 1114.
  • the positioning unit 1114 may move or rotate the transmitting coil 1111a to increase the efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method.
  • the power transfer by the inductive coupling method is performed by the alignment and the distance between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 including primary and secondary coils. distance).
  • the location determiner 1114 may be used when the wireless power receiver 200 does not exist in the active area of the wireless power transmitter 100.
  • the position determiner 1114 has a distance between the centers of the transmitting coil 1111a of the wireless power transmitter 100 and the receiving coil 2911a of the wireless power receiver 200.
  • a driving unit (not shown) which moves the transmitting coil 1111a to be within a predetermined range, or rotates the transmitting coil 1111a such that the centers of the transmitting coil 1111a and the receiving coil 2911a overlap. It can be configured to.
  • the wireless power transmitter 100 may further include a position detection unit (not shown) made of a sensor for detecting the position of the wireless power receiver 200, the power transmission control unit 112 may control the location determiner 1114 based on the location information of the wireless power receiver 200 received from the location sensor.
  • a position detection unit (not shown) made of a sensor for detecting the position of the wireless power receiver 200
  • the power transmission control unit 112 may control the location determiner 1114 based on the location information of the wireless power receiver 200 received from the location sensor.
  • the power transmission control unit 112 receives control information on the arrangement or distance from the wireless power receiver 200 through the modulation / demodulation unit 113, and controls information on the received arrangement or distance.
  • the positioning unit 1114 may be controlled based on the control.
  • the position determiner 1114 may determine which of the plurality of transmission coils will be used for power transmission.
  • the configuration of the wireless power transmitter 100 including the plurality of transmission coils will be described later with reference to FIG. 5.
  • the power converter 111 may be configured to further include a power sensing unit 1115.
  • the power sensing unit 1115 of the wireless power transmitter 100 monitors a current or voltage flowing through the transmission coil 1111a.
  • the power sensing unit 1115 checks whether the wireless power transmitter 100 operates normally.
  • the power sensing unit 1115 detects a voltage or a current of a power supplied from the outside, and determines whether the detected voltage or current exceeds a threshold. You can check it.
  • the power sensing unit 1115 compares a resistance for detecting a voltage or current of a power source supplied from an external source with a threshold value of a voltage value or a current value of the detected power source and outputs a comparison result. It may include a comparator. Based on the check result of the power sensing unit 1115, the power transmission control unit 112 may control a switching unit (not shown) to cut off power applied to the transmission coil 1111a.
  • the power supply unit 290 of the wireless power receiver 200 may be configured to include a receiving coil (Rx coil) 2911a and a rectifier circuit 2913.
  • the current is induced in the receiving coil 2911a by the change in the magnetic field formed from the transmitting coil 1111a.
  • the implementation form of the receiving coil 2911a may be in the form of a flat spiral or a cylindrical solenoid, as in the case of the transmitting coil 1111a.
  • series and parallel capacitors may be connected to the receiving coil 2911a to increase reception efficiency of wireless power or to detect resonance.
  • the receiving coil 2911a may be in the form of a single coil or a plurality of coils.
  • the rectifier circuit 2913 performs full-wave rectification on the current to convert an alternating current into a direct current.
  • the rectifier circuit 2913 may be implemented as, for example, a full bridge rectifier circuit consisting of four diodes or a circuit using active components.
  • the rectifier circuit 2913 may further include a smoothing circuit (regulator) to make the rectified current to a more flat and stable direct current.
  • the output power of the rectifier circuit 2913 is supplied to each component of the power supply 290.
  • the rectifier circuit 2913 converts the output DC power to an appropriate voltage to match the power required for each component of the power supply unit 290 (for example, a circuit such as the charging unit 298). (DC-DC converter) may further include.
  • the modulation and demodulation unit 293 is connected to the power receiver 291, and may be configured as a resistive element having a change in resistance with respect to a DC current, and configured as a capacitive element having a reactance with respect to an alternating current. Can be.
  • the power reception control unit 292 may modulate the wireless power signal received by the power reception unit 291 by changing the resistance or reactance of the modulation and demodulation unit 293.
  • the power supply unit 290 may be configured to further include a power sensing unit 2914.
  • the power sensing unit 2914 of the wireless power receiver 200 monitors the voltage and / or current of the power rectified by the rectifying circuit 2913, and as a result of the monitoring, the voltage and / or voltage of the rectified power. When the current exceeds a threshold, the power reception control unit 292 transmits a power control message to the wireless power transmitter 100 to deliver appropriate power.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 may be composed of one or more transmitting coils 1111a-1 to 1111a-n.
  • the one or more transmitting coils 1111a-1 to 1111a-n may be an array of partly overlapping primary coils.
  • An active area may be determined by some of the one or more transmitting coils.
  • the one or more transmitting coils 1111a-1 to 1111a-n may be mounted below the interface surface.
  • the power converter 111 may further include a multiplexer 1113 for establishing and releasing connection of some of the one or more transmission coils 1111a-1 to 1111a-n. .
  • the power transmission control unit 112 may consider the detected position of the wireless power receiver 200 in consideration of the one or more transmission coils ( The multiplexer 1113 may be controlled to connect coils which may be placed in an inductive coupling relationship with the receiving coil 2911a of the wireless power receiver 200 among the 1111a-1 to 1111a-n.
  • the power transmission control unit 112 may obtain location information of the wireless power receiver 200.
  • the power transmission control unit 112 may acquire the position of the wireless power receiver 200 on the interface surface by the position sensing unit (not shown) included in the wireless power transmitter 100. Can be.
  • the power transmission control unit 112 may use the one or more transmission coils 1111a-1 to 1111a-n, respectively, to indicate a power control message indicating the strength of a wireless power signal from an object on the interface surface; Obtaining location information of the wireless power receiver 200 by receiving a power control message indicating the identification information of the object and determining which one of the one or more transmission coils is close to the location of the one or more transmission coils based on the received result. You may.
  • the active area is a part of the interface surface, it means a portion that can pass a high efficiency magnetic field when the wireless power transmitter 100 wirelessly transfers power to the wireless power receiver 200. Can be.
  • a single transmitting coil or a combination of one or more transmitting coils forming a magnetic field passing through the active region may be referred to as a primary cell.
  • the power transmission control unit 112 determines an active region based on the detected position of the wireless power receiver 200, establishes a connection of a main cell corresponding to the active region, and establishes the wireless power receiver ( The multiplexer 1113 may be controlled such that the receiving coil 2911a of the 200 and the coils belonging to the main cell may be in an inductive coupling relationship.
  • the power converter 111 may further include an impedance matching unit (not shown) for adjusting the impedance to form a resonant circuit with the connected coils.
  • an impedance matching unit (not shown) for adjusting the impedance to form a resonant circuit with the connected coils.
  • FIG. 6 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to a resonance coupling method.
  • Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives a periodic external force having the same frequency as its natural frequency, and the amplitude increases markedly.
  • Resonance is a phenomenon that occurs in all vibrations, including mechanical and electrical vibrations. In general, when a force capable of vibrating the vibration system from the outside, if the natural frequency of the vibration system and the frequency of the force applied from the outside is the same, the vibration is severe and the amplitude is also large.
  • inductors and capacitors can be used to create resonant circuits.
  • the magnetic field having a specific vibration frequency is formed by the AC power in the power transmission unit 110.
  • a resonance phenomenon occurs in the wireless power receiver 200 by the formed magnetic field, power is generated in the wireless power receiver 200 by the resonance phenomenon.
  • the resonance frequency may be determined by, for example, the following equation (1).
  • the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit.
  • the inductance may be determined by the number of rotations of the coil, etc.
  • the capacitance may be determined by the distance, area, etc. between the coils.
  • a capacitive resonance circuit other than the coil may be configured to be connected.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 may include a transmission coil 1111b in which a magnetic field is formed. It may be configured to include a resonant circuit 1116 connected to the transmitting coil 1111b and for determining a specific vibration frequency.
  • the resonant circuit 1116 may be implemented using capacitors, and the specific vibration frequency is determined based on the inductance of the transmission coil 1111b and the capacitance of the resonant circuit 1116.
  • the circuit element of the resonant circuit 1116 may be configured in various forms so that the power converter 111 may form a magnetic field, and may be connected in parallel with the transmission coil 1111b as shown in FIG. 6. It is not limited.
  • the power receiver 291 of the wireless power receiver 200 includes a resonant circuit 2912 and a receive coil configured to cause a resonance phenomenon by a magnetic field formed in the wireless power transmitter 100.
  • the resonant circuit 2912 may also be implemented using a capacitive circuit, and the resonant circuit 2912 is determined based on the inductance of the receiving coil 2911b and the capacitance of the resonant circuit 2912.
  • the resonance frequency is configured to be equal to the resonance frequency of the formed magnetic field.
  • the circuit element of the resonant circuit 2912 may be configured in various forms such that the power receiver 291 may cause resonance by the magnetic field, and is connected in series with the receiving coil 2911b as shown in FIG. 6. It is not limited in form.
  • the specific vibration frequency in the wireless power transmitter 100 may be obtained by using Equation 1 with LTx and CTx.
  • Equation 1 when the result of substituting LRX and CRX of the wireless power receiver 200 into Equation 1 is equal to the specific vibration frequency, resonance occurs in the wireless power receiver 200.
  • the efficiency of the wireless power transfer by the resonance coupling method has a large influence on the frequency characteristic, while the arrangement and the distance between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 including each coil.
  • the effect is relatively small compared to the inductive coupling method.
  • FIGS. 7A and 7B are exemplary block diagrams illustrating a part of the configuration of the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 of the resonance method that may be employed in the embodiments disclosed herein.
  • a configuration of the power transmitter 110 included in the wireless power transmitter 100 will be described with reference to FIG. 7A.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 may be configured to include a transmission coil (Tx coil) 1111b, an inverter 1112, and a resonant circuit 1116.
  • the inverter 1112 may be configured to be connected to the transmitting coil 1111b and the resonant circuit 1116.
  • the transmitting coil 1111b may be mounted separately from the transmitting coil 1111a for transmitting power according to the inductive coupling method, but may also be configured to transmit power in an inductive coupling method and a resonance coupling method using one single coil.
  • the transmitting coil 1111b forms a magnetic field for transferring power, as described above.
  • vibration may occur.
  • the vibration frequency is based on the inductance of the transmission coil 1111b and the capacitance of the resonant circuit 1116. Can be determined.
  • the inverter 1112 transforms the DC input obtained from the power supply unit 190 into an AC waveform, and the modified AC current is applied to the transmission coil 1111b and the resonant circuit 1116.
  • the power converter 111 may be configured to further include a frequency adjuster 1117 for changing the resonance frequency value of the power converter 111. Since the resonant frequency of the power converter 111 is determined based on inductance and capacitance in the circuit constituting the power converter 111 by Equation 1, the power transmission controller 112 is the inductance and / or The resonance frequency of the power converter 111 may be determined by controlling the frequency adjusting unit 1117 to change the capacitance.
  • the frequency adjusting unit 1117 may include, for example, a motor capable of changing capacitance by adjusting a distance between capacitors included in the resonant circuit 1116, or the number of rotations of the transmission coil 1111b ( number of turns) or a motor that can change the inductance by adjusting its diameter, or can be configured to include active elements that determine the capacitance and / or inductance.
  • the power converter 111 may be configured to further include a power sensing unit 1115. Operation of the power sensing unit 1115 is the same as described above.
  • the power supply unit 290 may be configured to include the Rx coil 2911b and the resonant circuit 2912.
  • the power receiver 291 of the power supply unit 290 may be configured to further include a rectifier circuit 2913 for converting the alternating current generated by the resonance phenomenon into a direct current.
  • the rectifier circuit 2913 may be configured in the same manner as described above.
  • the power receiver 291 may be configured to further include a power sensing unit 2914 for monitoring the voltage and / or current of the rectified power.
  • the power sensing unit 2914 may be configured in the same manner as described above.
  • FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power in accordance with a resonance coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
  • the power converter 111 of the wireless power transmitter 100 is connected to one or more transmission coils 1111b-1 to 1111b-n and respective transmission coils. It may be configured to include the resonant circuit (1116-1 to 1116-n). In addition, the power converter 111 may further include a multiplexer 1113 for establishing and releasing connection of some of the one or more transmission coils 1111b-1 to 1111b-n. .
  • the one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have the same resonant frequency, or some of them may be set to have different resonant frequencies. This is determined by what inductance and / or capacitance the resonant circuits 1116-1 through 1116-n respectively connected with the one or more transmitting coils 1111b-1 through 1111b-n have.
  • the frequency adjusting unit 1117 may change inductance and / or capacitance of the resonant circuits 1116-1 to 1116-n respectively connected to the one or more transmission coils 1111b-1 to 1111b-n. It can be configured to be.
  • FIG 9 illustrates operation states of the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 according to the embodiments disclosed herein.
  • an operation state of the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 for wireless power transmission may include a selection phase 610 and a detection phase 620. , Identification and configuration phase 630, and power transfer phase 640.
  • the wireless power transmitter 100 detects whether objects exist within a range capable of wirelessly transmitting power, and in the detection state 620, the wireless power transmitter ( 100 transmits a detection signal to the detected object, and the wireless power receiver 200 sends a response to the detection signal.
  • the wireless power transmitter 100 identifies the selected wireless power receiver 200 through previous states and obtains setting information for power transmission.
  • the wireless power transmitter 100 adjusts the power transmitted in response to the control message received from the wireless power receiver 200, to the wireless power receiver 200. Transmit power.
  • the wireless power transmitter 100 in the selection state 610 performs a detection process to select the wireless power receiver 200 existing in the detection area.
  • the sensing area refers to an area in which an object in the corresponding area may affect the characteristics of the power of the power converter 111.
  • the detection process for the selection of the wireless power receiver 200 in the selection state 610 is to receive a response from the wireless power receiver 200 using a power control message.
  • the power converter of the wireless power transmitter 100 detects a change in the amount of power for forming the wireless power signal and checks whether an object exists within a predetermined range.
  • the detection process in the selection state 610 may be referred to as an analog detection process (analog ping) in that an object is detected using a wireless power signal instead of a digital packet in the detection state 620 to be described later. .
  • the wireless power transmitter 100 in the selection state 610 may detect that an object enters and exits in the detection area. In addition, the wireless power transmitter 100 may distinguish between the wireless power receiver 200 capable of transmitting power wirelessly from other objects within the sensing area and other objects (eg, a key, a coin, etc.). Can be.
  • the sensing areas in which the object is detected in the selection state 610 may be different from each other.
  • the wireless power transmitter 100 in the selection state 610 may monitor an interface surface (not shown) to detect placement and removal of objects.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the position of the wireless power receiver 200 placed on the interface surface. As described above, the wireless power transmitter 100 formed to include one or more transmitting coils enters the detection state 620 in the selection state 610 and uses each coil in the detection state 620. To determine whether a response to the detection signal is transmitted from the object or to enter the identification state 630 to determine whether identification information is transmitted from the object. The wireless power transmitter 100 may determine a coil to be used for wireless power transmission based on the detected position of the wireless power receiver 200 obtained through the above process.
  • the wireless power transmitter 100 in the selection state 610 may change one or more of the frequency, current, and voltage of the power converter due to an object in the sensing area. The object can be detected.
  • the wireless power transmitter 100 in the selection state 610 may detect an object by at least one of the detection methods according to the inductive coupling method and the resonance coupling method.
  • the wireless power transmitter 100 performs an object detection process according to each power transmission method, and then detects the object in a combination method for wireless power transfer in order to proceed to other states 620, 630, and 640. You can choose one.
  • a wireless power signal formed to detect an object and digital detection, identification, setting, and power in subsequent states 620, 630, and 640 are performed.
  • the wireless power signal formed for transmission may have different characteristics such as frequency and strength. This means that the selected state 610 of the wireless power transmitter 100 corresponds to an idle phase for detecting an object, so that the wireless power transmitter 100 reduces power consumption in the standby or is efficient. This is to generate a signal specialized for detecting an object.
  • the wireless power transmitter 100 in the detection state 620 detects the wireless power receiver 200 existing in the detection area through a power control message. Compared with the detection process of the wireless power receiver 200 using characteristics of the wireless power signal in the selection state 610, the detection process in the detection state 620 may be referred to as a digital ping process. have.
  • the wireless power transmitter 100 forms a wireless power signal for detecting the wireless power receiver 200, and modulates the wireless power signal by the wireless power receiver 200. Demodulate and obtain a power control message in the form of digital data corresponding to the response to the detection signal from the demodulated wireless power signal.
  • the wireless power transmitter 100 may recognize the wireless power receiver 200 that is the target of power transmission by receiving a power control message corresponding to the response to the detection signal.
  • the detection signal formed by the wireless power transmitter 100 in the detection state 620 to perform a digital detection process is a wireless power signal formed by applying a power signal of a specific operating point for a predetermined time.
  • the operation point may mean a frequency, a duty cycle, and an amplitude of a voltage applied to a Tx coil.
  • the wireless power transmitter 100 may generate the detection signal generated by applying the power signal of the specific operation point for a predetermined time and attempt to receive a power control message from the wireless power receiver 200. have.
  • the power control message corresponding to the response to the detection signal may be a message indicating the strength (strength) of the wireless power signal received by the wireless power receiver 200.
  • the wireless power receiver 200 may include a signal strength packet 5100 including a message indicating the strength of a wireless power signal received as a response to the detection signal as shown in FIG. 14. ) Can be sent.
  • the packet 5100 may be configured to include a header 5120 indicating that the packet indicates the signal strength and a message 5130 indicating the strength of the power signal received by the wireless power receiver 200.
  • the strength of the power signal in the message 5130 may be a value indicating a degree of coupling for inductive coupling or resonance coupling for power transmission between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200. have.
  • the wireless power transmitter 100 After receiving the response message for the detection signal, the wireless power transmitter 100 discovers the wireless power receiver 200, the wireless power transmitter 100 may extend the digital detection process to enter the identification and detection state 630. have. That is, the wireless power transmitter 100 may receive the power control message required in the identification and detection state 630 by maintaining the power signal of the specific operation point after discovering the wireless power receiver 200. have.
  • the operation state of the wireless power transmitter 100 returns to the selection state 610. Can be.
  • the wireless power transmitter 100 in the identification and setting state 630 may receive the identification information and / or setting information transmitted by the wireless power receiver 200 to control the power transfer to be efficient.
  • the wireless power receiver 200 may transmit a power control message including its identification information.
  • the wireless power receiver 200 may transmit, for example, an identification packet 5200 including a message indicating identification information of the wireless power receiver 200.
  • the packet 5200 may be configured to include a header 5220 indicating that the packet represents identification information and a message 5230 including identification information of the wireless power receiver.
  • the message 5230 includes information (2531 and 5232) indicating the version of the protocol for wireless power transmission, information (5233) identifying the manufacturer of the wireless power receiver 200, information indicating the presence or absence of an extension device identifier. 5234 and a basic device identifier 5235.
  • an extended identification packet 5300 including the extended device identifier may be separately transmitted.
  • the packet 5300 may be configured to include a header 5320 indicating that the packet indicates an extended device identifier and a message 5330 including the extended device identifier.
  • the extended device identifier is used as described above, in order to identify the wireless power receiver 200, based on the manufacturer's identification information 5333, the basic device identifier 5235, and the extended device identifier 5330. Information can be used.
  • the wireless power receiver 200 may transmit a power control message including information on the expected maximum power.
  • the wireless power receiver 200 may transmit, for example, a configuration packet 5400.
  • the packet may be configured to include a header 5520 indicating that the packet is a setup packet and a message 5430 including information on the expected maximum power.
  • the message 5430 includes a power class 5523, information about an expected maximum power 5432, an indicator 5333 indicating how to determine the current of a primary cell on the wireless power transmitter side, and an optional number of configuration packets ( 5434).
  • the indicator 5433 may indicate whether the current of the main cell of the wireless power transmitter side is to be determined as specified in the protocol for wireless power transmission.
  • the wireless power transmitter 100 may generate a power transfer contract used for power charging with the wireless power receiver 200 based on the identification information and / or setting information.
  • the power transfer protocol may include limits of parameters that determine power transfer characteristics in the power transfer state 640.
  • the wireless power transmitter 100 may end the identification and setting state 630 and return to the selection state 610 before entering the power transfer state 640.
  • the wireless power transmitter 100 may end the identification and setup state 630 to find another wireless power receiver capable of receiving power wirelessly.
  • the wireless power transmitter 100 in the power transmission state 640 transmits power to the wireless power receiver 200.
  • the wireless power transmitter 100 receives a power control message from the wireless power receiver 200 during power transmission, and adjusts a characteristic of power applied to the transmission coil in response to the received power control message.
  • a power control message used to adjust the power characteristic of the transmitting coil may be included in a control error packet 5500.
  • the packet 5500 may be configured to include a header 5520 indicating a control error packet and a message 5530 including a control error value.
  • the wireless power transmitter 100 may adjust power applied to the transmission coil according to the control error value. That is, the current applied to the transmitting coil can be adjusted to be maintained when the control error value is zero, to decrease when it is negative and to increase when it is positive.
  • the wireless power transmitter 100 may monitor parameters in a power transfer contract generated based on the identification information and / or configuration information. As a result of monitoring the parameters, if the power transmission with the wireless power receiver 200 violates the limitations included in the power transfer protocol, the wireless power transmitter 100 cancels the power transmission.
  • the selection state 610 may be returned.
  • the wireless power transmitter 100 may terminate the power transfer state 640 based on a power control message transmitted from the wireless power receiver 200.
  • the wireless power receiver 200 requests power to stop the wireless power transmission to the wireless power transmitter 100. You can pass control messages. In this case, the wireless power transmitter 100 may end the wireless power transmission after receiving a message requesting that the power transmission be stopped, and return to the selection state 610.
  • the wireless power receiver 200 may transmit a power control message requesting renegotiation or reconfigure to update a power transfer protocol that has already been generated.
  • the wireless power receiver 200 may transmit a message requesting renegotiation of the power transfer protocol when a greater or less amount of power is required than the amount of currently transmitted power.
  • the wireless power transmitter 100 may terminate wireless power transmission and return to the identification and setting state 630.
  • the message transmitted by the wireless power receiver 200 may be, for example, an end power transfer packet 5600.
  • the packet 5600 may be configured to include a message 5630 including a header 5620 indicating the power transmission interruption packet and a power transmission interruption code indicating the reason for the interruption.
  • the power transfer stop code includes charge complete, internal fault, over temperature, over voltage, over current, battery failure, reset, It may indicate one of a no response or an unknown error.
  • the present invention provides a method for a wireless power transmitter to measure a temperature of an object located outside the housing by using a temperature sensor provided inside the housing, and transmit power to the wireless power receiver based on the measured temperature. More specifically, it is possible to provide a wireless power transmission apparatus having a temperature sensor in the housing and can measure the temperature of the object through one surface of the housing using the temperature sensor. Furthermore, the present invention provides a new method of measuring the temperature to control the interference between the temperature sensor and the wireless power receiver does not occur.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing the structure of a wireless power transmitter having a temperature sensor in a housing.
  • the wireless power transmitter 1000 may include a first housing 1010, a coil unit 1020, a temperature sensor 1030, and a second housing 1040.
  • the first housing 1010 is disposed on a lower surface of the wireless power transmitter 1000 based on one direction (for example, gravity direction), and the coil unit 1020 from the first housing 1010.
  • the temperature sensor 1030 and the second housing 1040 may be sequentially disposed toward the top surface of the wireless power transmitter 1000.
  • the temperature sensor 1030 may be positioned below the coil part 1020 or may form the same layer as the coil part 1020. When the temperature sensor 1030 is positioned below the coil part 1020, the temperature sensor 1030 passes through both the coil part 1030 and the second housing 1040 to measure the temperature of an object. Is arranged to.
  • the wireless power transmitter 1000 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, a pad, etc.) forming an external appearance. As shown, the wireless power transmitter 1000 may include a first housing 1010 on the bottom surface and a second housing 1040 on the top surface. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the first housing 1010 and the second housing 1040.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, a pad, etc.
  • first and second housings 1010 and 1040 may be simply referred to as 'housing'.
  • the wireless power transmitter 1000 may be configured such that one housing may provide the internal space, unlike the above example in which the plurality of housings 1010 and 1040 provide an internal space for accommodating various electronic components. .
  • the coil unit 1020 may be mounted on the first housing 1010.
  • the first housing 1010 does not radiate electromagnetic waves generated inside the wireless power transmitter 1000 to the lower surface of the wireless power transmitter 1000, and electromagnetic waves radiated from the outside penetrate into the housing. To block them.
  • the first housing 1010 may be formed of a material capable of shielding electromagnetic waves emitted from the coil part 1020, and an example of the material may be ferrite.
  • the coil unit 1020 is disposed in an inner space formed by the first and second housings 1010 and 1040 and transmits a wireless power signal to a wireless power receiver.
  • the coil unit 1020 may correspond to the power converter 111 described above with reference to FIGS. 1 to 9.
  • the coil unit 1020 includes at least one coil.
  • the coil is formed to convert current into magnetic flux and is wound to form a predetermined shape. Either coil may be wound in multiple layers having a single layer or multiple layers. When a plurality of coils are included, the plurality of coils may be arranged to form a single layer or may be arranged to overlap each other to form a plurality of layers.
  • the first housing 1010 is formed to cover one surface of the coil unit 1020
  • the second housing 1040 is formed to cover the other surface of the coil unit 1020.
  • the coil unit is shielded by the first and second housings 1010 and 1040.
  • One surface of the second housing 1040 may be formed to place the wireless power receiver, and may correspond to an upper surface of the wireless power transmitter 1000. Further, one surface of the second housing 1040 may include at least one opening 1042. The opening 1042 is used to measure the temperature of an object in which the temperature sensor 1030 is located outside the second housing 1040.
  • the temperature sensor 1030 is disposed in the first and second housings 1010 and 1040 to overlap with the opening 1042, and penetrates through the opening 1042 to measure the temperature of an object.
  • the temperature sensor 1030 may be positioned above the coil part 1020 and below the opening 1042. In other words, the temperature sensor 1030 may be located between the coil unit 1020 and the opening 1042.
  • the coil unit 1020 may include a central region formed of an empty space without a coil formed therein, and a coil region formed along an outer circumference of the central region and wound with coils.
  • the temperature sensor 1030 may be disposed in the central area to form a single layer with the coil part 1020, or may be disposed under the coil part 1020 while overlapping the central area.
  • a conventional thermistor is used as a sensor for measuring temperature in a wireless power transmitter.
  • the thermistor is disposed so as not to overlap with the coil because the thermistor generates an induced current in the energy field formed by the wireless power transmitter 1000 and malfunctions and affects power transmission. Accordingly, the temperature of the portion not overlapping with the coil, not the portion that overlaps the coil, is measured so that the measurement result is inaccurate.
  • the temperature sensor 1030 is a non-contact thermometer using infrared rays, and may be a fast infrared (FIR) sensor.
  • FIR fast infrared
  • the temperature sensor 1030 may measure temperature by converting thermal energy emitted from the surface of the object into electrical energy without contacting the object. Since the temperature sensor 1030 is hardly affected by the energy field, accurate temperature measurement is possible.
  • the temperature sensor 1030 is formed of a surface mounting type chip, and is disposed such that one surface of the temperature sensor 1030 faces the opening 1042 provided in the second housing 1040. Can be.
  • the temperature sensor 1030 does not measure the temperature inside the housing, but measures the temperature of an object located outside the housing.
  • the temperature sensor 1030 has a maximum energy density among Stefan-Boltzmann law and / or the wavelength emitted from the radiator, and the thermal radiation energy emitted by the radiator is proportional to the fourth square of the absolute temperature. It can be made to measure the temperature of the object based on Wien's displacement law that the temperature of the radiation is inversely proportional.
  • the wireless power transmitter 1000 may further include a pad 1060 and / or a lens 1050.
  • An upper surface of the wireless power transmitter 100 is formed of an interface surface having a flat surface, and one or more wireless power receivers may be placed on the interface surface.
  • the interface surface may correspond to one surface of the pad 1060 stacked on the upper portion of the second housing 1040.
  • the pad 1060 is disposed on one surface of the second housing 1040 to cover the opening 1042, and the temperature sensor 1030 penetrates through the opening 1042 and the pad 1060. ) To measure the temperature.
  • the pad 1060 may be formed to be detachable from one surface of the second housing 1040.
  • the interface surface is designed to be larger than the size of a typical wireless power receiver. For this reason, various foreign matters may be placed together on the interface surface in addition to the wireless power receiver. When foreign matters are placed on the interface surface, heat generated by the foreign matters is generated, and thus, it is necessary to accurately sense which part of the interface surface is the foreign matters placed on.
  • the wireless power receiver When the wireless power receiver is placed on the interface surface, since the interface surface is covered by the wireless power receiver, it is difficult to measure the temperature of the interface surface on the wireless power receiver. Thus, it is advantageous for the wireless power transmitter 1000 located below the interface surface to measure the temperature of the interface surface.
  • the temperature sensor 1030 measures the temperature of the pad 160 through the opening 1042, the temperature of the part of the pad 160 corresponding to the opening 1042 is accurately measured. can do. Furthermore, since the temperature sensor 1030 itself does not contain a metal, there is no fear of malfunction by the coil unit 1020.
  • a lens 1050 overlapping with the opening 1042 may be included in the wireless power transmitter 1000 to prevent foreign matter from penetrating into the housing through the opening 1042.
  • At least a portion of the lens 1050 may be inserted into the opening 1042 to be fixed to the second housing 1040.
  • the lens 1050 may be made transparent or translucent.
  • the lens 1050 may be formed by injecting a synthetic resin, for example, may be formed of polyethylene, silicon, or the like.
  • the lens 1050 may have a shape for securing a viewing angle required by the temperature sensor 1030.
  • one surface of the lens 1050 facing the inside of the housing may be a flat surface, and the other surface of the lens 1050 facing the outside of the housing may be an aspherical surface.
  • the lens 1050 may be a Fresnel lens.
  • the size and / or shape of the lens 1050 may vary.
  • the temperature measured by the temperature sensor 1030 is transmitted to the power transmission control unit 112.
  • the power transmission control unit 112 is configured to control the coil unit 1020 based on the temperature measured by the temperature sensor 1030.
  • the power transmission control unit 112 may perform various controls based on the measured temperature.
  • the amount of power delivered to the wireless power receiver may be adjusted, or power delivery may be started or stopped.
  • each of the coils may be individually controlled according to the measured temperature. For example, in a situation in which the first and second coils may transmit power to the wireless power receiver, when the temperature measured in the portion corresponding to the first coil is higher than the reference, the wireless power through the first coil. The transmission of the signal may be stopped, and the wireless power signal may be transmitted using the second coil. In other words, the power transmission control unit 112 may select at least one of the plurality of coils based on the measured temperature and control the selected coil.
  • Examples of the control of the selected coil may include turning on or off the transmission of the wireless power signal, changing the coil to transmit the wireless power signal, and differently adjusting the amount of power transmitted by each coil.
  • the wireless power transmitter may share the measured temperature with other devices including the wireless power receiver.
  • the temperature sensor provided in the housing measures the temperature of an object contacting the wireless power receiver through the opening of the housing, the wireless power transmission capable of accurately measuring the temperature of the interface surface.
  • An apparatus may be provided.
  • 11A to 11C are cross-sectional views of the wireless power transmitter for explaining the position of the temperature sensor.
  • the wireless power transmitter 1000 includes a second housing 1040 having a coil unit 1020, a temperature sensor 1030, and an opening 1042. As shown in FIG. 11A, the temperature sensor 1030 is positioned on the coil part 1020, and the temperature sensor 1030 is formed to overlap the opening 1042. The temperature sensor 1030 is configured to measure the temperature of an object located outside the second housing 1040 through the opening 1042.
  • the wireless power transmitter 1000 may further include a circuit board 1070 such as a printed circuit board (PCB).
  • the circuit board 1070 is disposed on the coil part 1020 to shield the coil part 1020, and may be used for frequency generation in a magnetic resonance method.
  • the temperature sensor 1030 may be disposed on the circuit board and electrically connected to the power transmission control unit 112 through the circuit board 1070.
  • the second housing 1040 may further include an accommodating part 1044 for accommodating the temperature sensor 1130.
  • the accommodating part 1044 is configured such that the temperature sensor 1130 is installed, and a distance between one surface of the second housing 1040 and one side of the accommodating part 1044, that is, the height h is It depends on the size and / or shape of the opening 1042. Specifically, the larger the opening 1042, the larger the height h, and the smaller the opening 1042, the smaller the height h becomes. This is because the width h of the portion to be measured and the height h are proportional to each other.
  • 12A and 12B are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a pad.
  • the wireless power transmitter 1000 may further include a pad 1060.
  • the pad 1060 may be a friction pad such as a rubber pad configured to prevent the wireless power receiver from slipping.
  • the pad 1060 is disposed on one surface of the second housing 1040 to cover the opening 1042.
  • the temperature sensor 1030 may measure the temperature of a portion of the pad 1060 through the opening 1042.
  • the hand touches the pad 1060. Therefore, whether or not the user may be damaged is determined by the temperature of the pad 1060. For this reason, accurately measuring the temperature of the pad 1060 is an important issue for a manufacturer manufacturing a wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter 1000 since the wireless power transmitter 1000 according to the present invention accurately measures the temperature of the pad 1060 through the opening 1042, the issue is solved.
  • the pad 1060 may include a groove 1062 corresponding to the opening 1042.
  • One surface of the pad 1060 may be in contact with one surface of the second housing 1040, and the other surface of the pad 1060 may be in contact with a wireless power receiver or a foreign substance.
  • the other surface of the pad 1060 is in contact with the object, and may include a point where the heat generated by the vortex phenomenon is the highest. For this reason, the thinner the thickness of the pad 1060, the smaller the temperature difference between one surface and the other surface of the pad 1060.
  • a portion of one surface of the pad 1060 corresponding to the opening 1042 may be provided with a groove 1062 for reducing the thickness of the pad 1060.
  • the temperature sensor 1030 may more accurately measure a temperature of a wide portion of the pad 1060.
  • the pad 1060 may be disposed on the second housing 1040.
  • 13A to 13D are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a lens.
  • the wireless power transmitter 1000 may further include a lens 1050 overlapping with the opening 1042.
  • the wireless power transmitter 1000 may be sold without the pad 1060.
  • foreign matter may enter the housing through the opening 1042.
  • the lens 1050 may be disposed to overlap the opening 1042, and may shield the opening 1042.
  • the temperature sensor 1030 corresponds to a non-contact optical thermometer, infrared light or the like should converge to the temperature sensor 1030.
  • the lens 1050 has a predetermined shape to secure a viewing angle required by the temperature sensor 1030, and heat radiation energy radiated from the pad 1060 may be concentrated by the temperature sensor 1030. Can be.
  • the lens 1050 may be positioned above the second housing 1040 so that at least a portion thereof overlaps the opening 1042.
  • at least a portion of the lens 1050 may be inserted into the opening 1042.
  • the thickness of the wireless power transmitter 1000 due to the lens 1050 may be minimized, and the lens 1050 may be the second. It may be firmly fixed to the housing 1040.
  • the temperature sensor 1030 may be attached to one surface of the lens 1050.
  • the lens 1050 may serve as a light guide to guide the heat radiation energy generated by the pad 1060 to the temperature sensor 1030.
  • the temperature sensor 1030 is manufactured integrally with the lens 1050, the production cost can be lowered.
  • 14A and 14B are cross-sectional views of a wireless power transmitter further including a pad and a lens.
  • the wireless power transmitter 1000 may include the pad 1060 and the lens 1050. As shown in FIG. 14A, at least a portion of the lens 1050 may be received and fixed in the groove 1062 of the pad 1060. On the contrary, as shown in FIG. 14B, when the pad 1060 has no groove, the pad 1060 is disposed on the second housing 1040, and the pad 1060 and the second housing are provided. At least a portion of the lens 1050 may be inserted into and fixed to a groove (or an opening) formed by the 1040.
  • 15A and 15B are cross-sectional views of a wireless power transmission apparatus in which one surface of the housing is made transparent or translucent.
  • the wireless power transmitter 1000 performs the function of the opening 1042 but does not have the opening 1042. It may include. In this case, the third housings 1080 and 1090 are included in the wireless power transmitter 1000 instead of the second housing 1040.
  • the third housings 1080 and 1090 may be formed to be transparent or translucent so that the temperature sensor can measure the temperature of an object located outside the housing through the housing.
  • the third housing may be formed of polyethylene, silicon, or the like. Because the housing itself is transparent or translucent, the temperature sensor 1030 can measure the temperature of the object through the housing.
  • At least a part of the third housing 1090 may have one surface formed of a flat surface and the other surface formed of an aspheric surface. That is, at least a part of the third housing 1090 may have a shape of a Fresnel lens.
  • At least a portion of the third housing 1090 may have a predetermined shape, thereby exerting the function of the lens 1050.
  • the opening 1042 and the lens 1050 are not provided, an integrated housing that can perform the corresponding function is provided.
  • At least a portion of the second housing 1040, located around the opening 1042, may be made transparent or translucent.
  • the temperature sensor 1030 may measure the temperature by using radiant energy transmitted through at least a portion of the opening 1042 and the second housing 1042.
  • a wireless power transmitter 1000 capable of uniformly measuring the temperature distribution over the entire pad 1050 may be provided.
  • 16A to 16C are diagrams for describing a wireless power transmitter capable of measuring temperature for different portions of one surface of a housing.
  • the second housing 1040 may include a plurality of openings 1042a-1042d, and a plurality of temperature sensors 1030a-1030d may be included in the housing.
  • each temperature sensor may be disposed in the housing to overlap each opening. Temperatures of different parts of the pad 1060 may be monitored by each temperature sensor.
  • Temperatures measured from the temperature sensors 1030a-1030d are defined as 'temperature distribution'.
  • the temperature distribution may consist of (t1, t2, t3, t4).
  • the first temperature t1 is measured by the first temperature sensor 1030a and corresponds to the temperature of the first portion of the pad 1060 corresponding to the first opening 1042a.
  • the fourth temperature t4 is measured by the fourth temperature sensor 103d and corresponds to the temperature of the fourth portion of the pad 1060 corresponding to the fourth opening 1042d.
  • the wireless power transmitter 1000 may individually control a plurality of coils included in the coil unit 1020 based on the temperature distribution. The control method will be described later with reference to FIG. 17.
  • each temperature sensor may be disposed to overlap each opening, and as shown in FIG. 16B, may be disposed so as not to overlap.
  • one surface of each temperature sensor is disposed to face different openings, one surface of each temperature sensor faces different directions.
  • a plurality of temperature sensors may be concentrated in a predetermined area, so that design and manufacture may be facilitated.
  • a wireless power transmitter 1000 for measuring temperatures of different portions of the pad 1060 using one temperature sensor may be provided.
  • the wireless power transmitter 1000 may further include a driver 1600 configured to move the temperature sensor 1030.
  • the direction in which one surface of the temperature sensor 1030 faces is changed by the composition unit 1600, and the temperature sensor 1030 can continuously measure the temperature distribution of different parts of the pad 1060. do.
  • the driving unit 1060 may be configured such that the temperature sensor 1030 passes through any one of the first and second openings.
  • the temperature sensor 1030 can be moved to measure the temperature.
  • the driving unit 1060 may move the temperature sensor 1030 toward the first opening or the second opening.
  • 17 is a flowchart illustrating a wireless power transmission method of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the power transmission control unit 112 selects at least one of the plurality of coils based on temperatures measured by the plurality of temperature sensors (S1710). In operation S1730, the selected coil may be controlled.
  • the temperature distribution is measured by a plurality of temperature sensors, by selectively controlling the plurality of coils, the temperature distribution can be adjusted.
  • the coil unit includes first and second coils, and the temperature sensor overlaps the first coil and overlaps the first coil and the second coil to measure the first temperature. And a second temperature sensor configured to measure.
  • the first coil stops transmitting the wireless power signal.
  • the first coil can be controlled.
  • the power transmission control unit 112 may remove the cause of heat generation for the part by controlling the coil corresponding to the part not to operate.
  • the power transmission control unit 112 when transmitting the wireless power signal using the first coil, when the first temperature is higher than the reference and the second temperature is lower than the reference, the wireless power signal
  • the first and second coils may be controlled so that the N is transmitted through the second coil instead of the first coil.
  • the power transmission controller 112 controls the first coil corresponding to the first portion not to operate, Power may be delivered using a second coil corresponding to the second portion. In this case, while the second coil which has not been operated is operated, power can be continuously transmitted. Since the coil for transmitting power is changed, the power transmission is not suspended, and the temperature of the pad 1060 can be adjusted.
  • the power transmission control unit 112 when the first temperature is higher than the reference and the second temperature is lower than the reference while transmitting the wireless power signal using the first and second coils,
  • the first and second coils may be controlled such that the first coil stops transmitting the wireless power signal and the second coil keeps transmitting the wireless signal.
  • the power transmission controller 112 may comprehensively monitor the interface surface based on temperatures measured by the plurality of temperature sensors.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of controlling a temperature sensor by a wireless power transmitter.
  • the temperature sensor 1030 is a non-contact optical thermometer and communicates in a predetermined manner.
  • the predetermined method may be an I2C (Inter Integrated Circuit).
  • I2C uses two bidirectional open collector lines, serial data (SDA) and serial clock (SCL) with pull-up resistors.
  • the power transmission control unit 112 may control the plurality of temperature sensors using I2C communication.
  • the temperature sensor 1030 transmits temperature information to the power transmission control unit 112 at the request of the power transmission control unit 112.
  • the wireless power transmitter 1000 When the wireless power transmitter 1000 detects the wireless power receiver, the wireless power transmitter communicates with the wireless power receiver. There is a problem in that the communication band between the wireless power receiver and the I2C communication partially overlap.
  • a step (S1810) of communicating with the wireless power receiver in response to the detection of the wireless power receiver is made.
  • a step (S1830) of controlling the temperature sensor to start the temperature measurement is performed. Since the temperature sensor 1030 should not operate during the predetermined time when the communication bands overlap, the power transmission control unit 112 controls the temperature sensor so that the temperature sensor 1030 does not operate during the predetermined time. The power transmission control unit 112 controls the temperature sensor 1030 to measure the temperature of the object after the predetermined time has elapsed from when the wireless power receiver is detected.
  • the predetermined time may vary depending on the detected wireless power receiver.
  • the temperature sensor 1030 may start temperature measurement based on the control of the power transmission control unit 112. The temperature measurement may be paused or resumed depending on whether the wireless power receiver is detected.
  • the power transmission control unit 112 may not operate the temperature sensor 1030 for a predetermined time. 1030 can be controlled. This is because a communication band is overlapped for a predetermined time while communicating with the second wireless power receiver, so that the temperature sensor 1030 may malfunction or various problems may occur. In other words, when a new wireless power receiver is detected, the temperature measurement is paused to block frequency interference.
  • the present invention can be extended to a vehicle having the above-described wireless power transmitter 1000 or a vehicle performing the wireless power transmission method.
  • 19 is an exemplary diagram for describing a method of displaying a temperature distribution of a wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter 1000 may measure temperature distributions for different parts of the pad 1060 by using at least one temperature sensor 1030 and transmit the measured temperature distributions to other devices.
  • the other device may be a vehicle control device and / or a display provided in the vehicle.
  • the display 1900 may display the temperature distribution. For example, an image indicating the height of the temperature may be displayed on the display 1900 by connecting points of the same temperature in the pad 1060. The image may include temperature information measured at each point of the pad 1060.
  • the present invention described above can be embodied as computer readable code (or an application or software) on a medium on which a program is recorded.
  • the above-described control method of the autonomous vehicle can be realized by a code stored in a memory or the like.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.
  • Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like. This also includes implementations in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer may also include a processor or a controller. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

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Abstract

본 발명은 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선전력 전송장치 및 무선전력 전송장치의 무선전력 전송방법에 관한 것이다. 상기 무선전력 전송장치는, 개구부가 형성되는 일 면을 구비하는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 무선전력 수신장치로 무선 전력 신호를 송신하도록 이루어지는 코일부; 상기 개구부와 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 개구부를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록 이루어지는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 근거하여 상기 코일부를 제어하도록 이루어지는 전력 송신 제어부를 포함한다.

Description

무선전력 전송장치
본 발명은 무선 전력 전송분야에서, 무선전력 전송장치에 관한 것이다.
전통적으로 무선전력 수신장치들에게 유선으로 전기 에너지를 공급하는 방법 대신에, 최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 사용된다. 무선으로 에너지를 수신하는 무선전력 수신장치는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.
상기 무선 전력을 전송하는 무선전력 전송장치와 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신장치 간에 원활한 무선 전력을 전송하기 위하여, 무선 전력의 전송과 관련된 기술의 규격화(즉, 표준화)가 진행되고 있다.
상기 무선 전력의 전송과 관련된 기술의 표준화의 일환으로, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송에 대한 기술을 다루는 무선 전력 협의체(Wireless Power Consortium)는 2010년 4월 12일에 무선 전력 전송에서의 호환성(interoperability)에 대한 "무선 전력 전송 시스템 설명서, 제1권, 저전력, 파트 1: 인터페이스 정의, 버전 1.00 RC1(System Description Wireless Power Transfer, Volume 1, Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.00 Release Candidate 1)" 표준 문서를 공개하였다.
한편, 또 다른 기술표준협의체인 파워매터스얼라이언스(Power Matters Alliance)는 2012년 3월 설립되어, 인터페이스 표준의 제품군을 발전시키고, 유도 공진 전력을 제공하기 위하여 유도 결합 기술을 기반으로 한 표준 문서를 공개하였다.
이밖에, 자기 공명 방식에 의한 무선 충전 기술을 표준화하기 위한 무선충전연합(Aliance for Wireless Power; A4WP)이 있다. 자기 공명 방식은 송신부 코일에서 자기장을 생성해 같은 주파수를 갖고 있는 수신부 코일에만 전력을 전달하는 원리이다.
상기와 같은 전자기유도를 이용한 무선 충전 방식은 우리 생활에서 이미 자주 접하고 있다. 예를 들어, 전동 칫솔, 무선커피포트 등에서 상용화되어 활용되고 있다.
일반적으로, 무선전력 전송장치의 하우징 내에는 코일이 배치되고, 상기 하우징의 일 면에는 무선전력 수신장치가 놓일 수 있는 인터페이스 표면이 구비된다. 예를 들어, 무선전력 수신장치가 미끄러지지 않도록 이루어진 마찰 패드(friction pad)가 상기 인터페이스 표면을 형성할 수 있다.
상기 인터페이스 표면에는 무선전력 수신장치뿐만 아니라 다양한 이물질이 놓여질 수 있다. 무선 전력은 전기장, 자기장 또는 전자기장과 같은 에너지 필드의 형태로 전달되기 때문에, 이물질이 상기 에너지 필드에 위치하면 와류 전류가 발생하고, 상기 와류 전류로 인해 전력 누수 및/또는 발열이 발생할 수 있다.
상기 와류 전류는 다양한 위치에서 발생할 수 있기 때문에, 무선전력 전송장치에 포함된 코일과 오버랩 되는 영역, 즉 상기 인터페이스 표면은 거의 대부분 모니터링 되어야 한다. 상기 인터페이스 표면의 온도를 측정하기 위해서는 온도 센서가 구비되어야 하는데, 상기 온도 센서가 상기 무선전력 전송장치의 하우징 내에 배치되면 상기 온도 센서에 의해서도 와류 전류가 발생할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 목적은, 인터페이스 표면의 온도를 정확히 측정하는 온도 센서를 하우징 내에 구비하면서도, 상기 온도 센서에 의한 유도 전류가 발생하지 않도록 이루어진 무선전력 전송장치를 제공하는 것이다.
다른 일 목적은, 복수의 코일들을 구비하며, 인터페이스 표면의 온도 분포에 근거하여 상기 코일들을 선택적으로 제어하도록 이루어진 무선전력 전송장치를 제공하는 것이다.
다른 일 목적은, 무선전력 수신장치로 전송되는 무선 전송 신호에 의하여 통신 간섭이 발생하지 않도록 상기 온도 센서를 제어하는 무선전력 전송장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선전력 전송장치에 관한 것이다. 상기 무선전력 전송장치는, 개구부가 형성되는 일 면을 구비하는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 무선전력 수신장치로 무선 전력 신호를 송신하도록 이루어지는 코일부; 상기 개구부와 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 개구부를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록 이루어지는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 근거하여 상기 코일부를 제어하도록 이루어지는 전력 송신 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 송신장치는, 상기 하우징의 일 면 상에 배치되어 상기 개구부를 덮는 패드를 더 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 패드의 온도를 측정하도록 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 개구부에 대응하는 홈을 구비할 수 있다. 이는, 온도 센서가 물체의 넓은 부위에 대한 온도를 보다 정확히 측정하기 위한 것이며, 상기 홈은 상기 개구부와 오버랩 되는 렌즈를 수용할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 개구부와 오버랩 되는 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 상기 렌즈의 적어도 일부는 상기 하우징에 고정되도록 상기 개구부에 삽입될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 렌즈의 일 면은 평면으로 이루어지고, 상기 렌즈의 타 면은 비구면으로 이루어질 수 있다. 상기 렌즈는 프레넬 렌즈일 수 있다. 상기 프레넬 렌즈는, 온도 센서의 시야각을 확보하는데 이용된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 렌즈의 일 면에 부착될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 코일부의 위 그리고 상기 개구부의 아래에 위치할 수 있다. 상기 코일부에 의하여 형성되는 에너지 필드에 영향을 받지 않기 위해서, 상기 온도 센서는 절연체나 부도체로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 송신장치는, 상기 코일부의 위에 배치되는 회로기판을 더 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 회로기판 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 온도 센서가 상기 하우징을 관통하여 상기 하우징의 외부에 위치한 물체의 온도를 측정할 수 있도록, 상기 하우징의 적어도 일부는 투명 또는 반투명하게 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 하우징의 적어도 일부는 평면으로 이루어진 일 면과 비구면으로 이루어진 타 면을 구비할 수 있다. 상기 하우징의 적어도 일부는 프레넬 렌즈의 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 송신장치는, 복수 개의 개구부들과 복수 개의 온도 센서들이 포함되며, 각 온도 센서는 각 개구부에 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치될 수 있다. 이는, 패드 전체에 대한 온도 분포를 골고루 측정하기 위한 것이다.
일 실시 예에 있어서, 상기 코일부는 복수 개의 코일들을 포함하며, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 복수 개의 온도 센서들에서 측정된 온도들에 근거하여 상기 복수 개의 코일들 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 코일을 제어할 수 있다. 전력 송신 제어부는 온도가 기준 이상인 부분에 대응하는 코일을 오프 시키거나, 전달하는 전력량을 조절함으로써 발열을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 코일부는 제1 및 제2 코일을 포함하고, 상기 온도 센서는, 상기 제1 코일과 오버랩 되며 제1 온도를 측정하도록 이루어지는 제1 온도 센서; 및 상기 제2 코일과 오버랩 되며 제2 온도를 측정하도록 이루어지는 제2 온도 센서를 포함하며, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 기준보다 높은 경우, 상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것이 중지되도록 상기 제1 코일을 제어할 수 있다. 각 코일에 대응하는 부분의 온도를 측정할 수 있기 때문에, 각 코일에 대한 개별 제어가 가능해진다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우, 상기 무선 전력 신호가 상기 제1 코일이 아닌 상기 제2 코일을 통해 송신되도록 상기 제1 및 제2 코일을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 제1 및 제2 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우, 상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것은 중지되고 상기 제2 코일이 상기 무선 신호를 전송하는 것은 유지되도록, 상기 제1 및 제2 코일을 제어할 ㅜ 이싿.
일 실시 예에 있어서, 상기 개구부는 서로 다른 위치에 형성된 제1 및 제2 개구부를 포함하고, 상기 온도 센서가 상기 제1 및 제2 개구부 중 어느 하나를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록, 상기 온도 센서를 이동시키도록 이루어지는 구동부를 더 포함할 수 있다. 하나의 온도 센서로 다수의 개구부를 통해 인터페이스 표면의 서로 다른 영역에 대한 온도를 측정할 수 있게 된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 온도 센서는 적외선을 이용한 비접촉식 온도계일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 무선전력 수신장치가 감지된 시점으로부터 소정시간이 지난 후에 상기 물체의 온도를 측정하도록 상기 온도 센서를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 온도 센서가 상기 소정시간 동안 동작하지 않도록 상기 온도 센서를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전력 송신 제어부는, 제1 무선전력 수신장치에 전력을 송신하는 중에 제2 무선전력 수신장치가 감지되는 경우, 상기 온도 센서가 소정시간 동안 동작하지 않도록 상기 온도 센서를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 무선전력 전송장치를 구비한 차량 또는 무선전력 전송방법을 수행하는 차량으로까지 확장될 수 있다.
본 발명에 따른 무선전력 전송방법 및 무선전력 전송장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 하우징 내부에 구비한 온도 센서가 하우징의 개구부를 통해 무선전력 수신장치와 접촉하는 물체의 온도를 측정하기 때문에, 인터페이스 표면의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 무선전력 전송장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2A 및 2B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선전력 전송장치로부터 무선전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선전력 전송장치의 블록도이다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선전력 전송장치로부터 무선전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 7a 및 도 7b은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선전력 전송장치의 블록도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 동작 상태들을 도시한다.
도 10은 하우징 내에 온도 센서를 구비한 무선전력 전송장치의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 온도 센서의 위치를 설명하기 위한 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 패드를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 13a 내지 도 13d는 렌즈를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 14a 및 도 14b는 패드 및 렌즈를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 하우징 일 면이 투명 또는 반투명하게 이루어진 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 하우징 일 면의 서로 다른 부분에 대한 온도를 측정할 수 있는 무선전력 전송장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송장치의 무선전력 전송방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 무선전력 전송장치가 온도 센서를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 19는 무선전력 전송장치의 온도 분포를 표시하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
본 명세서에 개시된 기술은 무선 전력 전송(wireless power transmission)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전력 전송 시스템 및 방법, 무선 충전회로 및 방법, 그 외 무선으로 전송되는 전력을 이용하는 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 또한, 본 명세서에서 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.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)가 필요로 하는 무선으로 전력을 전달하는 전력 전달 장치일 수 있다 .
또한, 상기 무선전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 무선전력 수신장치(200)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치일 수 있다.
그 밖에도, 상기 무선전력 전송장치(100)는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 무선전력 수신장치(200)에게 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.
상기 무선전력 수신장치(200)는 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 무선전력 수신장치(200)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.
상기 무선전력 수신장치(200)는, 후술하는 바와 같이, 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다.
한편, 상기 무선전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용하여 상기 무선전력 수신장치(200)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달할 수 있다. 즉, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 신호에 의한 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정한 주파수의 무선 전력 신호에 의한 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 자기 유도 현상에 의하여 하나의 코일에서 변화하는 자기장 통해 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 상기 무선전력 전송장치(100)에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 무선전력 수신장치(200)에서 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 상기 무선전력 수신장치(200)로 전력이 전달되는 것을 말한다.
이하에서는 본 명세서에 개시된 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)에 관한 실시 예들을 구체적으로 설명한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
도 2a 및 2b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 2a를 참조하면, 상기 무선전력 전송장치(100)는 전력 전달부(Power Transmission Unit)(110)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(110)는 전력 변환부(Power Conversion Unit)(111) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit)(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 무선전력 수신장치(200)로 전달한다. 상기 전력 변환부(111)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전력 변환부(111)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 변환부(111)는 유도 결합 방식에 따라 상기 무선전력 수신장치(200)의 2차 코일에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 공진 결합 방식에 따라 상기 무선전력 수신장치(200)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 전력 변환부(111)는 전술된 유도 결합 방식과 공진 결합 방식 중 하나 이상의 방법을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.
상기 전력 변환부(111)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7 a, 도 7b및 도 8을 참조하여 후술된다.
한편, 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 전달부(110)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 공급 장치(100)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역은 두 가지로 구분될 수 있다. 먼저, 활동 영역(active area)은 상기 무선전력 수신장치(200)로 전력을 전달하는 무선 전력 신호가 통과하는 영역을 말한다. 다음으로, 감지 영역(semi-active area)은 상기 무선전력 전송장치(100)가 상기 무선전력 수신장치(200)의 존재를 감지할 수 있는 관심 영역을 말한다. 여기서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치(placement)되거나 제거(removal)되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 변환부(111)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나, 별도로 구비된 센서에 의하여 상기 무선전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 감지 영역에 존재하는 상기 무선전력 수신장치(200)로 인하여 상기 무선 전력 신호가 영향을 받아, 상기 전력 변환부(111)의 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링함으로써 상기 무선전력 수신장치(200)의 존재를 검출할 수 있다. 다만, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다.
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 무선전력 수신장치(200)를 식별하는 과정을 수행하거나, 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 무선전력 전송장치(100) 측의 조건에 의하여 또는 상기 무선전력 수신장치(200) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.
또한, 상기 전력 제어 메시지를 이용하는 그 밖의 다른 제어 동작으로서, 상기 무선전력 전송장치(100)는 무선 전력 전달과 관련된 일반적인 제어 동작을 상기 전력 제어 메시지를 기초로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 제어 메시지를 통하여 상기 무선전력 수신장치(200)와 관련된 청각적 또는 시각적으로 출력할 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다.
이와 같은 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 수신하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 수신하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 변환부(111)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(113)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 무선전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다.
그 밖에, 어떤 실시 예에서는 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선전력 전송장치(100)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선전력 수신장치(200)로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)가 전송하는 데이터는 상기 무선전력 수신장치(200)가 전력 제어 메시지를 보내도록 요청하는 것일 수 있다.
도 2B를 참조하면, 상기 무선전력 수신장치는(200)는 전원 공급부(290)를 포함하도록 구성된다. 상기 전원 공급부(290)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(290)는 전력 수신부(291) 및 전력 수신 제어부(292)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전력 수신부(291)는 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.
상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(291)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서, 상기 전력 수신부(291)는 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 회로를 포함할 수 있다.
다만, 상기 전력 수신부(291)가 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신하는 경우, 상기 전력 수신부(291)는 하나의 코일을 이용하여 수신하도록 구현되거나, 또는 각 전력 전달 방식에 따라 다르게 형성된 코일을 이용하여 수신하도록 구현될 수 있다.
상기 전력 수신부(291)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술된다.
한편, 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류 회로(rectifier) 및 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전원 공급부(290)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.
구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선전력 전송장치(100)로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선전력 전송장치(100)에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선전력 전송장치(100)에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.
이와 갈은 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 통하여 전송하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 무선전력 수신장치(200)는 상기 전력 수신부(291)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(293)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는, 전술된 상기 무선전력 전송장치(100)의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 상기 무선전력 전송장치(100) 측과 상기 무선전력 수신장치(200) 측의 각각의 변복조부(113 및 293)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 무선전력 수신장치(200) 측의 변복조부(293)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)과 연결된 변복조부(293)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 무선전력 전송장치(100) 측의 변복조부(113)는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.
즉, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선전력 전송장치(100)에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코드함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다.
그 밖에, 어떤 실시 예들에서는 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선전력 수신장치(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 무선전력 전송장치(100)로 전송할 수도 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 전송되는 데이터는 전력 제어 메시지를 전송할 것을 요청하는 것일 수 있다.
그 밖에, 상기 전원 공급부(290)는 충전부(298) 및 배터리(299)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전원 공급부(290)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 무선전력 수신장치(200)는 상기 무선전력 전송장치(100)로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(299)를 충전한 후 상기 배터리(299)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(298)를 제어할 수 있다.
이하에서, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치에 대하여 설명된다. 먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 무선전력 전송장치가 상기 무선전력 수신장치로 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선전력 전송장치로부터 무선전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
무선전력 전송장치(100) 의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 무선전력 수신장치(200) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.
이 방식에 따르면, 상기 무선전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil)(1111a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 무선전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil)(2911a)을 포함하도록 구성된다.
먼저 상기 무선전력 전송장치(100) 측의 상기 전송 코일(1111a)과 상기 무선전력 수신장치(200) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 무선전력 전송장치(100) 및 상기 무선전력 수신장치(200)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전송 코일(1111a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(291)는 상기 수신 코일(2911a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 무선전력 수신장치(200)에 전원을 공급하도록 제어한다.
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선전력 전송장치(100) 및 상기 무선전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.
한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선전력 전송장치(100)는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 무선전력 수신장치가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 상기 전송 코일(1111a)가 장착될 수 있다. 그 경우, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 장착된 상기 전송 코일(1111a)과 상기 인터페이스 표면의 상부에 위치한 무선전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a) 사이의 수직 공간(vertical spacing)이 작게 형성됨으로써 상기 코일들 간의 거리는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분히 작게 된다.
또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 무선전력 수신장치(200)가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a) 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치를 지시한다. 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)이거나, 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또는 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 무선전력 수신장치(200) 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.
한편, 상기 무선전력 전송장치(100)는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 무선전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일을 포함하는 무선전력 전송장치(100)에 관하여 도 5를 참조하여 후술된다.
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 유도 결합 방식의 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다. 도 4a를 참조하여 상기 무선전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명하고, 도 4b를 참조하여 상기 무선전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명한다.
도 4a를 참조하면, 상기 무선전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111a) 및 인버터(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전송 코일(1111a)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111a)은 평판 나선형태(Planar Spiral type) 또는 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.
상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(1112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(1111a) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(1111a)에서 형성된다.
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 위치 결정부(Positioning Unit)(1114)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 위치 결정부(1114)는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선전력 전송장치(100) 및 상기 무선전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선전력 수신장치(200)가 상기 무선전력 전송장치(100)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.
따라서, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선전력 전송장치(100)의 상기 전송 코일(1111a)과 및 상기 무선전력 수신장치(200)의 상기 수신 코일(2911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(1111a)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(1111a)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이를 위하여, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit)(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.
또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 통하여 상기 무선전력 수신장치(200)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.
만약, 상기 전력 변환부(111)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다. 상기 복수의 전송 코일을 포함한 무선전력 전송장치(100)의 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술된다.
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100) 측의 전력 센싱부(1115)는 상기 전송 코일(1111a)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(1115)는 무선전력 전송장치(100)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(1111a)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 무선전력 수신장치(200)의 상기 전원 공급부(290)는 수신 코일(Rx 코일)(2911a) 및 정류 회로(2913)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 전송 코일(1111a)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(2911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(2911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(1111a)의 경우와 마찬가지로, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(2911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 수신 코일(2911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.
상기 정류 회로(2913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(2913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.
그 밖에, 상기 정류 회로(2913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(2913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(2913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.
상기 변복조부(293)는 상기 전력 수신부(291)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변복조부(293)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(291)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.
한편, 상기 전원 공급부(290)는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선전력 수신장치(200) 측의 전력 센싱부(2914)는 상기 정류 회로(2913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(292)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선전력 전송장치(100)에게 전력 제어 메시지를 송신한다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선전력 전송장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선전력 전송장치(100) 의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 부분적으로 겹치는 1차 코일들의 배열(an array of partly overlapping primary coils)일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부에 의하여 활동 영역이 결정될 수 있다.
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선전력 수신장치(200)의 위치가 감지되면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 상기 무선전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다.
이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 전송장치(100)에 구비된 상기 위치 감지부(미도시)에 의하여 상기 인터페이스 표면 상의 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 각각 이용하여 상기 인터페이스 표면 상의 물체로부터 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 전력 제어 메시지 또는 상기 물체의 식별 정보를 나타내는 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신된 결과를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 어느 코일의 위치와 근접한지를 판단함으로써 상기 무선전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수도 있다.
한편, 상기 활동 영역은 상기 인터페이스 표면의 일부로서, 상기 무선전력 전송장치(100)가 상기 무선전력 수신장치(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 전송 코일 또는 하나 이상의 전송 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있다. 따라서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 기초로 활동 영역을 결정하고, 상기 활동 영역에 대응되는 주요 셀의 연결을 수립하여 상기 무선전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)와 상기 주요 셀에 속한 코일들이 유도 결합 관계에 놓일 수 있도록 상기 다중화기(1113)을 제어할 수 있다.
또한, 상기 전력 변환부(111)는 연결된 코일들과 진동 회로(resonant circuit)를 형성하도록 임피던스를 조절하는 임피던스 매칭부(impedance matching unit)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 무선전력 전송장치가 공진 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선전력 전송장치로부터 무선전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터과 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다.
무선전력 전송장치(100)의 전력 전달이 공진 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110)에서 교류 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 상기 무선전력 수신장치(200)에서 공진 현상이 일어나는 경우 상기 무선전력 수신장치(200) 내에서는 상기 공진 현상에 의하여 전력이 발생된다.
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2017003928-appb-M000001
여기서, 공진 주파수 (f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 커패시턴스는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력이 전송되는 경우, 상기 무선전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기장이 형성되는 전송 코일(Tx coil)(1111b) 및 상기 전송 코일(1111b)와 연결되고 특정한 진동 주파수를 결정하기 위한 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 공진 회로(1116)는 용량성 회로(capacitors)를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 상기 특정한 진동 주파수가 결정된다.
상기 공진 회로(1116)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 변환부(111)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 전송 코일(1111b)과 병렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.
또한, 상기 무선전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선전력 전송장치(100)에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 공진 회로(2912) 및 수신 코일(Rx coil)(2911b)을 포함한다. 즉, 상기 공진 회로(2912)는 역시 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 공진 회로(2912)는 상기 수신 코일(2911b)의 인덕턴스와 상기 공진 회로(2912)의 커패시턴스를 기초로 결정되는 공진 주파수가 상기 형성된 자기장의 공진 주파수와 동일하도록 구성된다.
상기 공진 회로(2912)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 수신부(291)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 수신 코일(2911b)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.
상기 무선전력 전송장치(100)에서의 상기 특정한 진동 주파수는 LTx, CTx를 가지고 상기 수학식 1을 이용하여 획득될 수 있다. 여기서, 상기 무선전력 수신장치(200)의 LRX 및 CRX를 상기 수학식 1에 대입한 결과가 상기 특정한 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 무선전력 수신장치(200)에서는 공진이 일어난다.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향이 큰 반면, 각 코일을 포함하는 상기 무선전력 전송장치(100) 및 상기 무선전력 수신장치(200) 사이의 배열 및 거리에 따른 영향은 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 작다.
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 공진 결합 방식의 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
도 7a 및 도 7b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 7a를 참조하여 상기 무선전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명된다.
상기 무선전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111b), 인버터(1112) 및 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인버터(1112)는 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)와 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 전송 코일(1111b)은 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하기 위한 전송 코일(1111a)과 별도로 장착될 수 있으나, 하나의 단일 코일을 이용하여 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식으로 전력을 전달할 수도 있다.
상기 전송 코일(1111b)은, 전술된 바와 같이, 전력을 전달하기 위한 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있으며, 이 때 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 진동 주파수가 결정될 수 있다.
이를 위하여 상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190) 로부터 얻은 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)에 인가된다.
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수 값을 변경시키기 위한 주파수 조절부(1117)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수는 수학식 1에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 구성하는 회로내의 인덕턴스 및 커패시턴스를 기초로 결정되므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경되도록 상기 주파수 조절부(1117)를 제어함으로써 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.
상기 주파수 조절부(1117)는, 예를 들어, 상기 공진 회로(1116)에 포함된 커패시터 간의 거리를 조절하여 커패시턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 전송 코일(1111b)의 회전 수(number of turns) 또는 직경을 조절하여 인덕턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 커패시턴스 및/또는 인덕턴스를 결정하는 능동 소자들을 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 동작에 대해서는 전술된 바와 동일하다.
도 7b를 참조하여 상기 무선전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명된다. 상기 전원 공급부(290)는, 전술된 바와 같이, 상기 수신 코일(Rx coil)(2911b) 및 공진 회로(2912)를 포함하도록 구성될 수 있다.
그 외에도, 상기 전원 공급부(290)의 전력 수신부(291)는 공진 현상에 의하여 생성된 교류 전류를 직류로 변환시키는 정류 회로(2913)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 정류 회로(2913)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 전력 수신부(291)는 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(2914)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선전력 전송장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정되거나, 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정된다.
이를 위하여, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
이하에서, 상기 무선전력 전송장치(100) 및 상기 무선전력 수신장치(200)의 동작 상태들에 대하여 설명된다.
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)의 동작 상태들을 도시한다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 전송을 위한 상기 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)의 동작 상태는 선택 상태(Selection Phase) (610), 검출 상태(Ping Phase)(620), 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase)(630), 그리고 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)(640)로 구분될 수 있다.
상기 선택 상태(610)에서는 상기 무선전력 전송장치(100)가 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 물체(object)들이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 검출 상태(620)에서는 상기 무선전력 전송장치(100)가 상기 감지된 물체로 검출 신호를 보내고, 상기 무선전력 수신장치(200)는 상기 검출 신호에 대한 응답을 보낸다.
또한, 상기 식별 및 설정 상태(630)에서는 상기 무선전력 전송장치(100)가 이전 상태들을 통하여 선택된 무선전력 수신장치(200)를 식별하고 전력 전달을 위한 설정 정보를 획득한다. 상기 전력 전송 상태(640)에서는 상기 무선전력 전송장치(100)가, 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 수신한 제어 메시지에 대응하여 전송하는 전력을 조절하면서, 상기 무선전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다.
이하에서는, 상기 각 동작 상태를 구체적으로 설명한다.
1) 선택 상태 (Selection Phase)
상기 선택 상태(610)에 있는 무선전력 전송장치(100)는 감지 영역 내에 존재하는 무선전력 수신장치(200)를 선택하기 위하여 검출 과정을 수행한다. 상기 감지 영역은, 전술된 바와 같이, 해당 영역 내의 물체가 상기 전력 변환부(111)의 전력의 특성에 영향을 미칠 수 있는 영역을 말한다. 상기 검출 상태(620)와 비교하여, 상기 선택 상태(610)에서 무선전력 수신장치(200)의 선택을 위한 검출 과정은 전력 제어 메시지를 이용하여 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 응답을 수신하는 방식 대신에, 상기 무선전력 전송장치(100) 측의 전력 변환부에서 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력량이 변화하는 것을 감지하여 일정 범위 내에 물체가 존재하는지 확인하는 과정이다. 상기 선택 상태(610)에서의 검출 과정은 후술될 검출 상태(620)에서 디지털 형식의 패킷을 이용하지 아니하고 무선 전력 신호를 이용하여 물체를 검출하는 점에서 아날로그 검출 과정(analog ping)으로 불릴 수 있다.
상기 선택 상태(610)의 무선전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 물체가 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다. 또한, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 있는 물체들 중에서 무선으로 전력을 전달할 수 있는 무선전력 수신장치(200)와 그 밖의 물체들(예를 들어, 열쇠, 동전 등)을 구분할 수 있다.
전술된 바와 같이, 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력을 전송할 수 있는 거리가 다르므로 상기 선택 상태(610)에서 물체가 검출되는 감지 영역은 서로 다를 수 있다.
먼저, 유도 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선전력 전송장치(100)는 물체들의 배치 및 제거를 감지하기 위하여 인터페이스 표면(미도시)을 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선전력 수신장치(200)의 위치를 감지할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성된 무선전력 전송장치(100)는 상기 선택 상태(610)에서 상기 검출 상태(620)로 진입하고, 상기 검출 상태(620)에서 각각의 코일을 이용하여 상기 물체로부터 검출 신호에 대한 응답이 전송되는지 여부를 확인하거나 또는 그 후 상기 식별 상태(630)로 진입하여 상기 물체로부터 식별 정보가 전송되는지 여부를 확인하는 방법을 수행할 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 이와 같은 과정을 통하여 획득한 상기 감지된 무선전력 수신장치(200)의 위치에 기초하여 무선 전력 전송에 사용될 코일을 결정할 수 있다.
또한, 공진 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내의 물체로 인한 상기 전력 변환부의 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상이 변경되는 것을 감지함으로써 상기 물체를 검출할 수 있다.
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선전력 전송장치(100)는 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따른 검출 방법 중 적어도 하나의 방법에 의하여 물체를 검출할 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 각 전력 전송 방식에 따른 물체 검출 과정을 수행하고, 이후에 다른 상태들(620, 630, 640)로 진행하기 위하여 무선 전력 전달을 위한 결합 방식 중에서 상기 물체를 검출한 방식을 선택할 수 있다.
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선전력 전송장치(100)에 있어서, 물체를 검출하기 위하여 형성하는 무선 전력 신호와 이후 상태들(620, 630, 640)에서의 디지털 검출, 식별, 설정 및 전력 전송을 위하여 형성하는 무선 전력 신호는 그 주파수, 세기 등의 특성이 다를 수 있다. 이는 상기 무선전력 전송장치(100)의 선택 상태(610)는 물체를 검출하기 위한 대기 상태(idle phase)에 해당하여, 상기 무선전력 전송장치(100)가 대기 중의 소비 전력을 줄이거나, 또는 효율적인 물체 검출을 위하여 특화된 신호를 생성시킬 수 있도록 하기 위함이다.
2) 검출 상태 (Ping Phase)
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선전력 전송장치(100)가 전력 제어 메시지를 통해 상기 감지 영역 내에 존재하는 무선전력 수신장치(200)를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 신호의 특성 등을 이용한 무선전력 수신장치(200)의 검출 과정과 비교하여, 상기 검출 상태(620)에서의 검출 과정은 디지털 검출 과정(digital ping)이라 불릴 수 있다.
상기 검출 상태(620)에서 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)를 검출하기 위한 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 무선전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하고, 상기 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 디지털 데이터 형태의 전력 제어 메시지를 획득한다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 수신함으로써 전력 전송의 대상이 되는 상기 무선전력 수신장치(200)를 인지 할 수 있다.
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선전력 전송장치(100)가 디지털 검출 과정을 수행하기 위하여 형성하는 검출 신호는 특정 동작 포인트(operating point)의 전력 신호를 일정한 시간 동안 인가함으로써 형성되는 무선 전력 신호일 수 있다. 상기 동작 포인트는 전송 코일(Tx coil)에 인가되는 전압의 주파수, 듀티 사이클(duty cycle) 및 진폭을 의미할 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 인가함으로써 생성된 상기 검출 신호를 일정한 시간 동안 생성하고, 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 것을 시도할 수 있다.
한편, 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지는 상기 무선전력 수신장치(200)가 수신한 무선 전력 신호의 강도(strength)를 나타내는 메시지일 수 있다. 예를 들어, 상기 무선전력 수신장치(200)는 도 14에 도시된 바와 같은 상기 검출 신호에 대한 응답으로서 수신된 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지가 포함된 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet)(5100)을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5100)은 신호 강도를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5120) 및 상기 무선전력 수신장치(200)가 수신한 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지(5130)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5130) 내의 전력 신호의 강도는 상기 무선전력 전송장치(100)와 상기 무선전력 수신장치(200) 사이의 전력 전송을 위한 유도 결합 또는 공진 결합의 정도(degree of coupling)를 나타내는 값일 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답 메시지를 수신하여 상기 무선전력 수신장치(200)를 발견한 후에, 상기 디지털 검출 과정을 연장하여 식별 및 검출 상태(630)로 진입할 수 있다. 즉, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)를 발견한 후에 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 유지하여 상기 식별 및 검출 상태(630)에서 필요한 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.
다만, 상기 무선전력 전송장치(100)가 전력을 전달할 수 있는 무선전력 수신장치(200)를 발견하지 못한 경우, 상기 무선전력 전송장치(100)의 동작 상태는 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.
3) 식별 및 설정 상태 (Identification and Configuration Phase)
상기 식별 및 설정 상태(630)의 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)가 전송하는 식별 정보 및/또는 설정 정보를 수신하여 전력 전달이 효율적으로 이루어지도록 제어할 수 있다.
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선전력 수신장치(200)는 자신의 식별 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선전력 수신장치(200)는, 예컨대, 무선전력 수신장치(200)의 식별 정보를 나타내는 메시지가 포함된 식별 패킷(Identification Packet)(5200) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5200)은 식별 정보를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5220) 및 상기 무선전력 수신장치의 식별 정보를 포함하는 메시지(5230)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5230)는 무선 전력 전송을 위한 규약의 버전을 나타내는 정보(2531 및 5232), 상기 무선전력 수신장치(200)의 제조 업체를 식별하는 정보(5233), 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234) 및 기본 장치 식별자(5235)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234)에 확장 장치 식별자가 존재하는 것으로 표시되는 경우, 확장 장치 식별자를 포함한 확장 식별 패킷(Extended Identification Packet)(5300) 이 별도로 전송될 수 있다. 상기 패킷(5300)은 확장 장치 식별자를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5320) 및 확장 장치 식별자를 포함하는 메시지(5330)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 확장 장치 식별자가 사용되는 경우에, 상기 무선전력 수신장치(200)를 식별하기 위하여 상기 제조 업체의 식별 정보(5233), 상기 기본 장치 식별자(5235) 및 상기 확장 장치 식별자(5330)에 기초한 정보가 사용될 수 있다.
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선전력 수신장치(200)는 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선전력 수신장치(200)는, 예컨대, 설정 패킷(Configuration Packet)(5400) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷은 설정 패킷임을 알리는 헤더(5420) 및 상기 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 메시지(5430)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5430)는 전력 클래스(5431), 예상 최대 전력에 대한 정보(5432), 무선전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자(5433), 선택적인 설정 패킷들의 수(5434)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 지시자(5433)는 무선 전력 전송을 위한 규약에 명시된 대로 상기 무선전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류가 결정될 것인지 여부를 나타내는 것일 수 있다.
한편, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 상기 무선전력 수신장치(200)와 전력 충전에 사용되는 전력 전달 규약(power transfer contract)을 생성할 수 있다. 상기 전력 전달 규약은 상기 전력 전달 상태(640)에서의 전력 전달 특성을 결정하는 파라미터들의 한정 사항들(limits)을 포함할 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 상태(640)로 진입하기 전에 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료하고, 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다. 예컨대, 상기 무선전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 수신할 수 있는 다른 무선전력 수신장치를 찾기 위하여 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료할 수 있다.
4) 전력 전송 상태 (Power Transfer Phase)
상기 전력 전송 상태(640)에서의 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다.
상기 무선전력 전송장치(100)는 전력을 전송하는 도중에 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신한 전력 제어 메시지에 대응하여 상기 전송 코일에 인가되는 전력의 특성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 코일의 전력 특성을 조절하기 위해 사용되는 전력 제어 메시지는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)(5500)에 포함될 수 있다. 상기 패킷(5500)은 제어 오류 패킷임을 알리는 헤더(5520)와 제어 오류 값을 포함하는 메시지(5530)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 전송 코일에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 즉, 상기 전송 코일에 인가되는 전류는 상기 제어 오류 값이 0인 경우에 유지되고, 음수(negative value)인 경우에 감소되고, 양수(positive value)인 경우에 증가하도록 조절될 수 있다.
상기 전력 전송 상태(640)에서 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 생성된 전력 전달 규약(power transfer contract) 내의 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 파라미터들을 모니터링한 결과, 상기 무선전력 수신장치(200)와의 전력 전송이 상기 전력 전달 규약 내에 포함되어 있는 한정 사항들을 위반하게 되는 경우에는 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송을 취소하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 무선전력 수신장치(200)로부터 전달된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 전송 상태(640)를 종료할 수 있다.
예를 들어, 상기 무선전력 수신장치(200)가 전달된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 도중에 상기 배터리의 충전이 완료된 경우 상기 무선전력 전송장치(100)로 무선 전력 전송을 중지할 것을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송의 중지를 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다.
또 다른 예를 들어, 상기 무선전력 수신장치(200)는 이미 생성된 전력 전달 규약을 갱신하기 위하여 재협상(renegotiation) 또는 재설정(reconfigure)을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 무선전력 수신장치(200)는 현재 전송되는 전력량보다 많거나 적은 양의 전력이 필요한 경우에 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 식별 및 설정 상태(630)로 되돌아 갈 수 있다.
이를 위하여, 상기 무선전력 수신장치(200)가 전송하는 메시지는, 예컨대, 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)(5600)일 수 있다. 상기 패킷(5600)은 전력 전송 중단 패킷임을 알리는 헤더(5620) 및 중단의 이유를 나타내는 전력 전송 중단 코드를 포함하는 메시지(5630)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 전송 중단 코드는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 오류(Battery Failure), 재설정(Reconfigure), 무응답(No Response), 알려지지 않은 오류(Unknown) 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 무선 전력 송수신 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에서는, 무선전력 전송장치가 하우징 내부에 구비된 온도 센서를 이용하여 하우징 외부에 위치한 물체의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 근거하여 무선전력 수신장치로 전력을 전달하는 방법을 제시한다. 보다 구체적으로, 상기 하우징 내에 온도 센서를 구비하면서 상기 온도 센서를 이용하여 상기 하우징의 일 면을 관통하여 물체의 온도를 측정할 수 있는 무선전력 전송장치를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명은 온도 센서와 무선전력 수신장치 간의 간섭이 발생하지 않도록 제어하는 새로운 방식의 온도 측정 방법을 제공한다.
먼저, 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선전력 전송장치로서, 하우징 내에 온도 센서를 구비한 무선전력 전송장치에 대해서 설명한다.
도 10은 하우징 내에 온도 센서를 구비한 무선전력 전송장치의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 무선전력 전송장치(1000)는 제1 하우징(1010), 코일부(1020), 온도 센서(1030), 제2 하우징(1040)을 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징(1010)은 일 방향(예를 들어, 중력방향)을 기준으로 상기 무선전력 전송장치(1000)의 하면에 배치되고, 상기 제1 하우징(1010)부터 상기 코일부(1020), 상기 온도 센서(1030) 및 상기 제2 하우징(1040)이 상기 무선전력 전송장치(1000)의 상면을 향해 순차적으로 배치될 수 있다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 센서(1030)는 상기 코일부(1020)의 아래에 위치하거나 상기 코일부(1020)와 동일 레이어를 형성할 수 있다. 상기 온도 센서(1030)가 상기 코일부(1020)의 아래에 위치하는 경우, 상기 온도 센서(1030)는 상기 코일부(1030) 및 상기 제2 하우징(1040)을 모두 관통하여 물체의 온도를 측정하도록 배치된다.
무선전력 전송장치(1000)는 외관을 이루는 케이스(예를 들어, 프레임, 하우징, 커버, 패드 등)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 무선전력 전송장치(1000)는 하면의 제1 하우징(1010)과 상면의 제2 하우징(1040)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(1010)와 제2 하우징(1040)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다.
상기 제1 및 제2 하우징(1010, 1040)이 결합되어 있는 경우에 대하여, 상기 제1 및 제2 하우징(1010, 1040)을 ‘하우징’이라고 단순하게 호칭할 수 있다.
무선전력 전송장치(1000)는, 복수의 하우징들(1010, 1040)이 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 하우징이 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다.
상기 제1 하우징(1010)에는 상기 코일부(1020)가 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 하우징(1010)은 무선전력 전송장치(1000)의 내부에서 발생하는 전자파를 상기 무선전력 전송장치(1000)의 하면으로 방사시키지 않고, 외부에서 방사된 전자파가 하우징 내부로 침입하는 것을 차단하도록 이루어진다. 즉, 상기 제1 하우징(1010)은 상기 코일부(1020)로부터 방사되는 전자파 등을 차폐할 수 있는 소재로 이루어질 수 있으며, 상기 소재의 일 예로 페라이트(ferrite)가 있다.
상기 코일부(1020)는 상기 제1 및 제2 하우징(1010, 1040)에 의해 형성되는 내부 공간에 배치되며, 무선전력 수신장치로 무선 전력 신호를 송신하도록 이루어진다. 상기 코일부(1020)는 도 1 내지 도 9에서 상술한 전력 변환부(111)에 해당할 수 있다.
상기 코일부(1020)는 적어도 하나의 코일을 포함한다. 코일은 전류를 자속으로 변환시키도록 형성되며, 소정 형상을 이루도록 권선된다. 어느 하나의 코일은 단일 레이어 또는 멀티층을 가지는 복수 레이어로 권선될 수 있다. 복수의 코일들이 포함되는 경우, 복수의 코일들은, 단일 레이어를 형성하도록 배치되거나, 상호 오버랩 되어 복수 레이어를 형성되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 하우징(1010)은 상기 코일부(1020)의 일 면을 덮도록 형성되고, 상기 제2 하우징(1040)은 상기 코일부(1020)의 타 면을 덮도록 형성된다. 상기 코일부는 상기 제1 및 제2 하우징(1010,1040)에 의하여 차폐된다.
상기 제2 하우징(1040)의 일 면은 무선전력 수신장치가 놓여질 수 있도록 형성되며, 무선전력 전송장치(1000)의 상면에 해당할 수 있다. 나아가, 상기 제2 하우징(1040)의 일 면은 적어도 하나의 개구부(1042)를 포함할 수 있다. 상기 개구부(1042)는 상기 온도 센서(1030)가 상기 제2 하우징(1040) 밖에 위치한 물체의 온도를 측정하는데 이용된다.
상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)와 오버랩 되도록 상기 제1 및 제2 하우징(1010, 1040) 내에 배치되며, 상기 개구부(1042)를 통해 관통하여 물체의 온도를 측정하도록 이루어진다.
일 예로, 상기 온도 센서(1030)는 상기 코일부(1020)의 위 그리고 상기 개구부(1042)의 아래에 위치할 수 있다 . 다시 말해, 상기 온도 센서(1030)는 상기 코일부(1020)와 상기 개구부(1042) 사이에 위치할 수 있다.
다른 일 예로, 상기 코일부(1020)는 코일이 형성되지 않아 빈 공간으로 이루어진 중앙영역과, 상기 중앙영역의 외주를 따라 형성되며 코일이 권선된 코일영역을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 온도 센서(1030)는 상기 코일부(1020)와 단일 레이어를 형성하도록 상기 중앙영역에 배치되거나, 상기 상기 중앙영역과 오버랩 되면서 상기 코일부(1020)의 아래에 배치될 수 있다.
한편, 기존의 무선전력 전송장치에는 온도를 측정하기 위한 센서로 서미스터(Thermisor)가 이용되었다. 상기 서미스터는, 무선전력 전송장치(1000)에 의하여 형성되는 에너지 필드에 유도 전류를 발생시켜 오작동하게 되고 전력 전송에 영향을 주기 때문에, 코일과 오버랩 되지 않게 배치되었다. 이에 따라, 상기 코일과 오버랩 되는 부분이 아니라, 상기 코일과 오버랩 되지 않는 부분의 온도를 측정하게 되어 측정 결과가 부정확한 문제가 있다.
본 발명에서는, 상술한 문제를 해결하기 위하여, 광학 온도계를 이용한다. 일 예로, 상기 온도 센서(1030)는 적외선을 이용한 비접촉식 온도계로서, FIR(fast infrared) 센서일 수 있다 .
상기 온도 센서(1030)는 물체와 접촉하지 않고 물체 표면으로부터 발산되는 열 에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 온도를 측정할 수 있다. 상기 온도 센서(1030) 에너지 필드의 영향을 거의 받지 않아 정확한 온도 측정이 가능하다.
상기 온도 센서(1030)는 표면 실장 형 칩(surface mounting type chip)으로 이루어지고, 상기 온도 센서(1030)의 일 면이 상기 제2 하우징(1040)에 구비된 상기 개구부(1042)를 향하도록 배치될 수 있다.
상기 온도 센서(1030)는 하우징 내부의 온도를 측정하는 것이 아니라, 하우징 외부에 위치한 물체의 온도를 측정하도록 이루어진다.
상기 온도 센서(1030)는, 복사체가 방출하는 열복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다는 슈테판-볼츠만의 법칙(Stefan-Boltzmann law) 및/또는 복사체로부터 방출되는 파장 가운데 에너지밀도가 최대인 파장과 복사체의 온도가 반비례한다는 빈의 변위 법칙(Wien’s displacement law)에 근거하여 물체의 온도를 측정하도록 이루어질 수 있다.
한편, 상기 무선전력 전송장치(1000)는 패드(1060) 및/또는 렌즈(1050)를 더 포함할 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(100)의 상면은 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)으로 이루어지며, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 무선전력 수신장치가 놓일 수 있다. 상기 인터페이스 표면은 상기 제2 하우징(1040)의 상부에 적층된 패드(1060)의 일 면에 해당할 수 있다.
상기 패드(1060)는 상기 제2 하우징(1040)의 일 면 상에 배치되어 상기 개구부(1042)를 덮도록 이루어지고, 상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)를 관통하여 상기 패드(1060)의 온도를 측정하도록 이루어진다 .
상기 패드(1060)는 상기 제2 하우징(1040)의 일 면에 탈부착이 가능하도록 이루어질 수 있다.
다양한 크기의 무선전력 수신장치를 수용할 수 있도록, 상기 인터페이스 표면은 일반적인 무선전력 수신장치의 크기보다 크게 설계된다. 이 때문에, 상기 인터페이스 표면에는 무선전력 수신장치 이외에 다양한 이물질이 함께 놓일 수 있게 된다. 상기 인터페이스 표면에 이물질이 놓이는 경우, 상기 이물질에 의한 발열이 발생하므로, 상기 인터페이스 표면 중 어느 부위에 상기 이물질이 놓여있는지가 정확히 감지되어야 한다.
상기 인터페이스 표면에 무선전력 수신장치가 놓이게 되면, 상기 무선전력 수신장치에 의하여 상기 인터페이스 표면이 가려지기 때문에, 상기 무선전력 수신장치 위에서는 상기 인터페이스 표면의 온도를 측정하기가 곤란하다. 따라서, 상기 인터페이스 표면의 하부에 위치한 무선전력 전송장치(1000)가 상기 인터페이스 표면의 온도를 측정하는 것이 유리하다.
상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)를 관통하여 상기 패드(160)의 온도를 측정하기 때문에, 상기 패드(160)의 전체부분 중에서 상기 개구부(1042)에 대응하는 일부의 온도를 정확히 측정할 수 있다. 나아가, 상기 온도 센서(1030) 자체는 금속을 포함하지 않기 때문에, 상기 코일부(1020)에 의해 오작동 할 우려가 없다.
한편, 상기 개구부(1042)를 통해 이물질이 하우징 내로 침투되는 것이 방지되도록, 상기 개구부(1042)와 오버랩 되는 렌즈(1050)가 상기 무선전력 전송장치(1000)에 포함될 수 있다 .
상기 렌즈(1050)의 적어도 일부는 상기 제2 하우징(1040)에 고정되도록 상기 개구부(1042)에 삽입될 수 있다.
상기 렌즈(1050)는 투명 또는 반투명하게 이루어질 수 있다. 상기 렌즈(1050)는 합성수지를 사출하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 실리콘 등으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈(1050)는 상기 온도 센서(1030)가 요구하는 시야각을 확보하기 위한 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 하우징의 내부를 향하는 상기 렌즈(1050)의 일 면은 평면으로 이루어지고, 하우징의 외부를 향하는 상기 렌즈(1050)의 타 면은 비구면으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 렌즈(1050)는 프레넬 렌즈일 수 있다. 상기 개구부(1042)의 크기 및/또는 형상에 따라, 상기 렌즈(1050)의 크기 및/또는 형상이 달라질 수 있다.
상기 온도 센서(1030)로부터 측정된 온도는 전력 송신 제어부(112)로 전송된다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 온도 센서(1030)에서 측정된 온도에 근거하여 상기 코일부(1020)를 제어하도록 이루어진다.
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 측정된 온도에 근거하여 다양한 제어를 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 측정된 온도에 따라, 무선전력 수신장치로 전달되는 전력량을 조절하거나, 전력 전달을 시작 또는 중지할 수 있다.
상기 코일부(1020)에 복수 개의 코일들이 포함되는 경우, 측정된 온도에 따라 상기 코일들의 각각을 개별적으로 제어할 수도 있다. 예를 들어, 무선전력 수신장치로 제1 및 제2 코일이 전력을 전달할 수 있는 상황에서, 상기 제1 코일에 대응하는 부분에서 측정된 온도가 기준보다 높은 경우, 상기 제1 코일을 통한 무선 전력 신호의 전송을 중지하고, 상기 제2 코일을 이용하여 무선 전력 신호를 전송할 수 있다. 다시 말해, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 측정된 온도에 근거하여 상기 복수 개의 코일들 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 코일을 제어할 수 있다.
선택된 코일의 제어에 대한 예로, 무선 전력 신호의 전송을 온 또는 오프 하는 것, 무선 전력 신호를 전송할 코일을 변경하는 하는 것, 각 코일이 전송하는 전력량을 다르게 조절하는 것 등이 있을 수 있다.
또한, 무선전력 전송장치는 상기 측정된 온도를 무선전력 수신장치를 포함하는 다른 기기와 공유할 수 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에서는 하우징 내부에 구비한 온도 센서가 하우징의 개구부를 통해 무선전력 수신장치와 접촉하는 물체의 온도를 측정하기 때문에, 인터페이스 표면의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 무선전력 전송장치가 제공될 수 있다.
이하에서는, 상기 무선전력 전송장치(1000)에서 각 구성요소의 위치 관계에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 11a 내지 도 11c는 온도 센서의 위치를 설명하기 위한 무선전력 전송장치의 단면도이다.
무선전력 전송장치(1000)는 코일부(1020), 온도 센서(1030) 및 개구부(1042)를 구비하는 제2 하우징(1040)을 포함한다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 코일부(1020) 상에 상기 온도 센서(1030)가 위치하는데, 상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)와 오버랩 되도록 이루어진다. 상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)를 관통하여 상기 제2 하우징(1040)의 밖에 위치한 물체의 온도를 측정하도록 이루어진다.
한편, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 무선전력 전송장치(1000)는 PCB(printed circuit board)와 같은 회로 기판(1070)을 더 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(1070)는 상기 코일부(1020)의 위에 배치되어 상기 코일부(1020)를 차폐하도록 이루어지며, 자기공진방식에서는 주파수 생성 용도로 이용될 수도 있다.
상기 회로 기판(1070)이 구비되는 경우, 상기 온도 센서(1030)는 상기 회로기판 상에 배치되어 상기 회로 기판(1070)을 통해 상기 전력 송신 제어부(112)와 전기적으로 연결될 수 있다 .
한편, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 제2 하우징(1040)에는 상기 온도 센서(1130)를 수용하기 위한 수용부(1044)가 더 포함될 수 있다. 상기 수용부(1044)는 상기 온도 센서(1130)가 설치되도록 이루어지며, 상기 제2 하우징(1040)의 일 면과 상기 수용부(1044)의 일 면사이의 거리, 즉 높이(h)는 상기 개구부(1042)의 크기 및/또는 형상에 따라 달라진다. 구체적으로, 상기 개구부(1042)가 클수록 상기 높이(h)는 커지고, 상기 개구부(1042)가 작을수록 상기 높이(h)는 작아지게 된다. 이는, 측정할 부위의 넓이와 높이(h)는 비례관계에 있기 때문이다.
도 12a 및 도 12b는 패드를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 무선전력 전송장치(1000)는 패드(1060)를 더 구비할 수 있다. 상기 패드(1060)는 무선전력 수신장치가 미끄러지지 않도록 이루어진 고무 패드와 같은 마찰 패드(friction pad)일 수 있다.
상기 패드(1060)는 상기 제2 하우징(1040)의 일 면에 배치되어 상기 개구부(1042)를 덮도록 이루어진다. 이로써, 상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042)를 관통하여 상기 패드(1060)의 일부분에 대한 온도를 측정할 수 있게 된다.
사용자가 상기 패드(1060) 위에 무선전력 수신장치를 놓거나, 놓여져 있는 무선전력 수신장치를 수취하는 경우, 손이 상기 패드(1060)와 닿게 된다. 따라서, 사용자가 화상의 피해를 입을 수 있는지 여부는 상기 패드(1060)의 온도에 의하여 결정된다. 이 때문에, 상기 패드(1060)의 온도를 정확히 측정하는 것은 무선전력 전송장치를 제조하는 제조사에게 중요한 이슈에 해당한다.
본 발명에 따른 무선전력 전송장치(1000)는 개구부(1042)를 통해 상기 패드(1060)의 온도를 정확히 측정하기 때문에, 상기 이슈가 해결된다.
한편, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 패드(1060)는 상기 개구부(1042)에 대응하는 홈(1062)을 구비할 수 있다 .
상기 패드(1060)의 일 면은 상기 제2 하우징(1040)의 일 면과 맞닿고, 상기 패드(1060)의 타 면은 무선전력 수신장치 또는 이물질과 맞닿을 수 있다. 상기 패드(1060)의 타 면은 물체와 맞닿는 곳으로, 와류 현상에 의한 발열이 가장 높은 지점을 포함할 수 있다. 이 때문에, 상기 패드(1060)의 두께가 얇을수록, 상기 패드(1060)의 일 면과 타 면의 온도 차이는 작아지게 된다.
상기 온도 차이가 축소되도록, 상기 패드(1060)의 일 면 중에서 상기 개구부(1042)에 대응하는 일부분에는 상기 패드(1060)의 두께를 줄이기 위한 홈(1062)이 구비될 수 있다.
상기 홈(1052)에 의하여 상기 온도 센서(1030)는 상기 패드(1060)의 넓은 부위에 대한 온도를 보다 정확히 측정할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 패드(1060)에 대한 설명을 생략하나, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 상기 패드(1060)는 상기 제2 하우징(1040) 상에 배치될 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 렌즈를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
상기 무선전력 전송장치(1000)는 상기 개구부(1042)와 오버랩 되는 렌즈(1050)를 더 포함할 수 있다. 상기 무선전력 전송장치(1000)는 상기 패드(1060)가 구비되지 않은 채로 판매가 될 수 있는데, 이경우 상기 개구부(1042)를 통해 이물질이 하우징 내로 침입할 수 있다. 이물질 침입을 방지하기 위하여, 상기 렌즈(1050)는 상기 개구부(1042)와 오버랩 되도록 배치되어, 상기 개구부(1042)를 차폐할 수 있다.
나아가, 상기 온도 센서(1030)는 비접촉식 광학 온도계에 해당하므로, 상기 온도 센서(1030)로 적외선 등이 수렴되어야 한다. 상기 렌즈(1050)는 상기 온도 센서(1030)가 요구하는 시야각을 확보하도록 소정의 형상을 가지게 되며, 상기 형상에 의하여 상기 패드(1060)에서 방사되는 열복사에너지가 상기 온도 센서(1030)로 집중될 수 있다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(1050)는 상기 제2 하우징(1040)의 위에 위치하여 적어도 일부가 상기 개구부(1042)와 오버랩 되도록 이루어질 수 있다. 이와 달리, 도 13b에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(1050)의 적어도 일부 가 상기 개구부(1042)에 삽입될 수 있다. 상기 렌즈(1050)가 상기 개구부(1042)에 삽입되는 경우, 상기 렌즈(1050)로 인해 무선전력 전송장치(1000)의 두께가 두꺼워지는 것이 최소화될 수 있으며, 상기 렌즈(1050)가 상기 제2 하우징(1040)에 단단히 고정될 수 있다.
도 13c 및 도 13d에 도시된 것처럼, 상기 온도 센서(1030)는 상기 렌즈(1050)의 일 면에 부착될 수 있다 . 상기 렌즈(1050)는 상기 패드(1060)에서 발생한 열복사에너지를 상기 온도 센서(1030)로 가이드 하는 광 가이드의 역할을 수행할 수 있다. 상기 온도 센서(1030)는 상기 렌즈(1050)와 일체형으로 제작되어, 생산 단가가 낮아질 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 패드 및 렌즈를 더 구비하는 무선전력 전송장치의 단면도이다.
상기 무선전력 전송장치(1000)는 상기 패드(1060)와 상기 렌즈(1050)를 포함할 수 있다. 도 14a에 도시된 것처럼, 상기 렌즈(1050)의 적어도 일부는 상기 패드(1060)의 홈(1062)에 수용되어 고정될 수 있다. 이와 달리, 도 14b에 도시된 것처럼, 상기 패드(1060)가 홈을 구비하지 않는 경우, 상기 패드(1060)는 상기 제2 하우징(1040) 위에 배치되고, 상기 패드(1060)와 상기 제2 하우징(1040)에 의하여 형성되는 홈(또는 개구부)에 상기 렌즈(1050)의 적어도 일부가 삽입되어 고정될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 하우징 일 면이 투명 또는 반투명하게 이루어진 무선전력 전송장치의 단면도이다.
도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선전력 전송장치(1000)는 개구부(1042)의 기능을 수행하는, 그러나 개구부(1042)를 구비하지 않은 제3 하우징(1080, 1090)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 하우징(1040) 대신 상기 제3 하우징(1080, 1090)이 상기 무선전력 전송장치(1000)에 포함된다.
구체적으로, 상기 제3 하우징(1080, 1090)은 상기 온도 센서가 상기 하우징을 관통하여 상기 하우징의 외부에 위치한 물체의 온도를 측정할 수 있도록, 상기 하우징의 적어도 일부는 투명 또는 반투명하게 이루어질 수 있다 . 예를 들어, 상기 제3 하우징은 폴리에틸렌, 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 하우징 자체가 투명 또는 반투명하기 때문에, 상기 온도 센서(1030)는 하우징을 관통하여 물체의 온도를 측정할 수 있게 된다.
나아가, 도 15b에 도시된 것처럼, 상기 제3 하우징(1090)의 적어도 일부는 평면으로 이루어진 일 면과 비구면으로 이루어진 타 면을 구비할 수 있다. 즉, 상기 제3 하우징(1090)의 적어도 일부는 프레넬 렌즈의 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 하우징(1090)의 적어도 일부가 소정의 형상을 가짐으로써, 상기 렌즈(1050)의 기능을 발휘할 수 있다. 이 경우, 상기 개구부(1042)와 상기 렌즈(1050)를 구비하지 않지만, 해당 기능을 수행할 수 있는 일체형의 하우징이 제공된다.
상기 개구부(1042) 주변에 위치하는, 상기 제2 하우징(1040)의 적어도 일부가 투명 또는 반투명하게 이루어지는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 온도 센서(1030)는 상기 개구부(1042) 및 상기 제2 하우징(1042)의 적어도 일부틀 통해 전달되는 복사에너지를 이용하여 온도를 측정할 수 있다.
한편, 상기 패드(1050)의 전체에 대한 온도 분포를 골고루 측정할 수 있는 무선전력 전송장치(1000)가 제공될 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 하우징 일 면의 서로 다른 부분에 대한 온도를 측정할 수 있는 무선전력 전송장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16a를 참조하면, 상기 제2 하우징(1040)은 복수 개의 개구부들(1042a-1042d)을 포함하고, 상기 하우징의 내부에는 복수 개의 온도 센서들(1030a-1030d)이 포함될 수 있다. 이 경우, 각 온도 센서는 각 개구부에 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치될 수 있다 . 각 온도 센서에 의하여 상기 패드(1060)의 서로 다른 부분에 대한 온도가 모니터링 될 수 있다.
상기 온도 센서들(1030a-1030d)로부터 측정된 온도들을 ‘온도 분포’라고 정의한다. t 시점에서 상기 온도 분포는 (t1, t2, t3, t4)로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 온도(t1)은 제1 온도 센서(1030a)에서 측정된 것으로, 제1 개구부(1042a)에 대응하는 상기 패드(1060)의 제1 부분의 온도에 해당한다. 이와 달리, 제4 온도(t4)는 제4 온도 센서(103d)에서 측정된 것으로, 제4 개구부(1042d)에 대응하는 상기 패드(1060)의 제4 부분의 온도에 해당한다.
무선전력 전송장치(1000)는 상기 온도 분포에 근거하여 상기 코일부(1020)에 포함된 복수의 코일들을 개별적으로 제어할 수 있다. 제어하는 방법에 대해서는 도 17을 참조하여 후술한다.
한편, 도 16a에 도시된 것처럼, 각 온도 센서는 각 개구부와 오버랩 되도록 배치될 수 있고, 도 16b에 도신된 것처럼, 오버랩 되지 않도록 배치될 수도 있다. 도 16b에 도시된 실시 예의 경우, 각 온도 센서의 일 면은 서로 다른 개구부를 향하도록 배치되기 때문에, 각 온도 센서의 일 면은 서로 다른 방향을 향하게 된다. 복수 개의 온도 센서들이 소정 영역에 집중적으로 배치되어, 설계 및 제조가 용이해질 수 있다.
도 16c를 참조하면, 하나의 온도 센서를 이용하여 상기 패드(1060)의 서로 다른 부분의 온도를 측정하는 무선전력 전송장치(1000)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 무선전력 전송장치(1000)는 상기 온도 센서(1030)를 이동시키도록 이루어진 구동부(1600)를 더 포함할 수 있다. 구도부(1600)에 의하여 상기 온도 센서(1030)의 일 면이 향하는 방향이 달라지며, 상기 온도 센서(1030)는 상기 패드(1060)의 서로 다른 부분에 대한 온도 분포를 연속적으로 측정할 수 있게 된다.
상기 개구부(1040)가 서로 다른 위치에 형성된 제1 및 제2 개구부를 포함하는 경우, 상기 구동부(1060)는 상기 온도 센서(1030)가 상기 제1 및 제2 개구부 중 어느 하나를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록, 상기 온도 센서(1030)를 이동시킬 수 있다 . 상기 구동부(1060)는 상기 온도 센서(1030)가 상기 제1 개구부 또는 상기 제2 개구부를 향하도록 이동시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송장치의 무선전력 전송방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 코일부(1020)가 복수 개의 코일들를 포함하는 경우, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 복수 개의 온도 센서들에서 측정된 온도들에 근거하여 상기 복수 개의 코일들 중 적어도 하나를 선택하고(S1710), 선택된 코일을 제어할 수 있다(S1730) .
복수 개의 온도 센서들에 의하여 온도 분포가 측정되기 때문에, 상기 복수 개의 코일들을 선택적으로 제어함으로써, 상기 온도 분포를 조절할 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 코일부는 제1 및 제2 코일을 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 제1 코일과 오버랩 되며 제1 온도를 측정하도록 이루어지는 제1 온도 센서와 상기 제2 코일과 오버랩 되며 제2 온도를 측정하도록 이루어지는 제2 온도 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 기준보다 높은 경우, 상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것이 중지되도록 상기 제1 코일을 제어할 수 있다 .
상기 패드(1060)의 일부분이 기준 보다 뜨거운 경우, 상기 일부분에 대응하는 코일이 동작하지 않도록 제어함으로써, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 일부분에 대한 발열 원인을 제거할 수 있다.
나아가, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우, 상기 무선 전력 신호가 상기 제1 코일이 아닌 상기 제2 코일을 통해 송신되도록 상기 제1 및 제2 코일을 제어할 수 있다 .
상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 패드(1060)의 제1부분은 기준보다 뜨겁지만 제2부분은 기준보다 차가운 경우, 상기 제1부분에 대응하는 제1코일은 동작하지 않도록 제어하고, 상기 제2부분에 대응하는 제2코일을 이용하여 전력을 전달할 수 있다. 이경우, 동작하지 않고 있던 제2코일이 동작하게 되면서 전력이 계속해서 전달될 수 있다. 전력을 전달하는 코일이 변경되기 때문에, 전력 전달이 일시 중지되지 않으며, 상기 패드(1060)의 온도는 조절될 수 있게 된다.
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 제1 및 제2 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우, 상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것은 중지되고 상기 제2 코일이 상기 무선 신호를 전송하는 것은 유지되도록, 상기 제1 및 제2 코일을 제어할 수 있다 .
상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 복수 개의 온도 센서들로부터 측정된 온도들에 근거하여 인터페이스 표면을 종합적으로 모니터링할 수 있다.
도 18은 무선전력 전송장치가 온도 센서를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 온도 센서(1030)는 비접촉식 광학온도계이며 소정 방식으로 통신을 수행한다. 일 예로, 상기 소정 방식은 I2C(Inter Integrated Circuit)일 수 있다. I2C 는 풀업 저항이 연결된 직렬 데이터(serial data, SDA)와 직렬 클럭(serial clock, SCL)이라는 두 개의 양 방향 오픈 컬렉터 라인을 사용한다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 I2C 통신을 이용하여 복수의 온도 센서들을 제어할 수 있다.
상기 온도 센서(1030)는 상기 전력 송신 제어부(112)의 요청에 따라 온도 정보를 상기 전력 송신 제어부(112)로 전송한다.
무선전력 전송장치(1000)는 무선전력 수신장치를 감지하면 상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하게 되는데, 상기 무선전력 수신장치와의 통신과 I2C 통신의 통신 대역이 일부 겹치게 되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 무선전력 수신장치가 감지되는 것에 응답하여 상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계(S1810)가 이루어진다. 이는, 도 9에서 상술한, 선택 상태(610), 검출 상태(620), 식별 및 설정 상태(630) 중 적어도 하나의 상태를 의미한다.
상기 통신이 시작된 시점으로부터 소정시간이 지난 경우, 온도 측정을 시작하도록 온도 센서를 제어하는 단계(S1830)가 이루어진다. 통신 대역이 겹쳐지는 소정시간 동안은 온도 센서(1030)가 동작하지 않아야 하므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 소정시간 동안 온도 센서(1030)가 동작하지 않도록 상기 온도 센서를 제어한다. 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 무선전력 수신장치가 감지된 시점으로부터 상기 소정시간이 지난 후에 상기 물체의 온도를 측정하도록 상기 온도 센서(1030)를 제어한다 .
상기 소정시간은 감지된 무선전력 수신장치에 따라 달라질 수 있다. 통신 대역이 겹쳐지는 통신이 완료되고 나면, 상기 온도 센서(1030)는 상기 전력 송신 제어부(112)의 제어에 근거하여 온도 측정을 시작할 수 있다. 무선전력 수신장치가 감지되는지 여부에 따라 온도 측정이 일시 중지되거나 다시 시작될 수 있다.
상기 전력 송신 제어부는(112)는, 제1 무선전력 수신장치에 전력을 송신하는 중에 제2 무선전력 수신장치가 감지되는 경우, 상기 온도 센서(1030)가 소정시간 동안 동작하지 않도록 상기 온도 센서(1030)를 제어할 수 있다 . 상기 제2 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 소정시간 동안 통신 대역이 겹쳐져 상기 온도 센서(1030)가 오동작하거나 다양한 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 다시 말해, 새로운 무선전력 수신장치가 감지되면 온도 측정을 일시 중지하여 주파수 간섭을 차단한다.
한편, 본 발명은 상술한 무선전력 전송장치(1000)를 구비한 차량 또는 무선전력 전송방법을 수행하는 차량으로까지 확장될 수 있다.
도 19는 무선전력 전송장치의 온도 분포를 표시하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에 따른 무선전력 전송장치(1000)는 적어도 하나의 온도 센서(1030)를 이용하여 상기 패드(1060)의 서로 다른 부분에 대한 온도 분포를 측정하고, 측정된 온도 분포를 다른 기기로 전송할 수 있다. 상기 다른 기기는 상기 차량에 구비된 차량 제어 장치 및/또는 디스플레이일 수 있다.
디스플레이(1900)는 상기 온도 분포를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 패드(1060)에서 온도가 같은 지점을 연결하여 온도의 높낮이를 나타내는 이미지가 상기 디스플레이(1900)에 표시될 수 있다. 상기 이미지에는 상기 패드(1060)의 각 지점에서 측정된 온도 정보가 포함될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드(또는, 애플리케이션이나 소프트웨어)로서 구현하는 것이 가능하다. 상술한 자율 주행 차량의 제어 방법은 메모리 등에 저장된 코드에 의하여 실현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 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.

Claims (20)

  1. 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선전력 전송장치에 있어서,
    개구부가 형성되는 일 면을 구비하는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되며, 상기 무선전력 수신장치로 무선 전력 신호를 송신하도록 이루어지는 코일부;
    상기 개구부와 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 개구부를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록 이루어지는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서에서 측정된 온도에 근거하여 상기 코일부를 제어하도록 이루어지는 전력 송신 제어부를 포함하는 무선전력 전송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일 면 상에 배치되어 상기 개구부를 덮는 패드를 더 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 패드의 온도를 측정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패드는 상기 개구부에 대응하는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구부와 오버랩 되는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈의 일 면은 평면으로 이루어지고, 상기 렌즈의 타 면은 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 렌즈의 일 면에 부착되는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 코일부의 위 그리고 상기 개구부의 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코일부의 위에 배치되는 회로기판을 더 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 회로기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서가 상기 하우징을 관통하여 상기 하우징의 외부에 위치한 물체의 온도를 측정할 수 있도록, 상기 하우징의 적어도 일부는 투명 또는 반투명하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 적어도 일부는 평면으로 이루어진 일 면과 비구면으로 이루어진 타 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  11. 제1항에 있어서,
    복수 개의 개구부들과 복수 개의 온도 센서들이 포함되며,
    각 온도 센서는 각 개구부에 오버랩 되도록 상기 하우징 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코일부는 복수 개의 코일들을 포함하며,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 복수 개의 온도 센서들에서 측정된 온도들에 근거하여 상기 복수 개의 코일들 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 코일을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코일부는 제1 및 제2 코일을 포함하고,
    상기 온도 센서는,
    상기 제1 코일과 오버랩 되며 제1 온도를 측정하도록 이루어지는 제1 온도 센서; 및
    상기 제2 코일과 오버랩 되며 제2 온도를 측정하도록 이루어지는 제2 온도 센서를 포함하며,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 기준보다 높은 경우, 상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것이 중지되도록 상기 제1 코일을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 제1 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우, 상기 무선 전력 신호가 상기 제1 코일이 아닌 상기 제2 코일을 통해 송신되도록 상기 제1 및 제2 코일을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 제1 및 제2 코일을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 송신하는 중에 상기 제1 온도가 상기 기준보다 높고 상기 제2 온도가 상기 기준보다 낮은 경우,
    상기 제1 코일이 상기 무선 전력 신호를 송신하는 것은 중지되고 상기 제2 코일이 상기 무선 신호를 전송하는 것은 유지되도록, 상기 제1 및 제2 코일을 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 송신장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 서로 다른 위치에 형성된 제1 및 제2 개구부를 포함하고,
    상기 온도 센서가 상기 제1 및 제2 개구부 중 어느 하나를 관통하여 물체의 온도를 측정하도록, 상기 온도 센서를 이동시키도록 이루어지는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 적외선을 이용한 비접촉식 온도계인 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 무선전력 수신장치가 감지된 시점으로부터 소정시간이 지난 후에 상기 물체의 온도를 측정하도록 상기 온도 센서를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부는,
    상기 온도 센서가 상기 소정시간 동안 동작하지 않도록 상기 온도 센서를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 전력 송신 제어부는,
    제1 무선전력 수신장치에 전력을 송신하는 중에 제2 무선전력 수신장치가 감지되는 경우, 상기 온도 센서가 소정시간 동안 동작하지 않도록 상기 온도 센서를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
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