WO2018124669A1 - Wireless charging method and apparatus and system therefor - Google Patents

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WO2018124669A1
WO2018124669A1 PCT/KR2017/015413 KR2017015413W WO2018124669A1 WO 2018124669 A1 WO2018124669 A1 WO 2018124669A1 KR 2017015413 W KR2017015413 W KR 2017015413W WO 2018124669 A1 WO2018124669 A1 WO 2018124669A1
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WO
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power
wireless power
packet
transmitter
wireless
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Application number
PCT/KR2017/015413
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
권용일
유동한
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
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    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
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    • HELECTRICITY
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    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/24Negotiation of communication capabilities

Definitions

  • the present invention relates to wireless power transfer technology, and more particularly, to a wireless charging method and apparatus and system therefor.
  • Portable terminals such as mobile phones and laptops include a battery that stores power and circuits for charging and discharging the battery. In order for the battery of the terminal to be charged, power must be supplied from an external charger.
  • the terminal is supplied with commercial power and converted into a voltage and a current corresponding to the battery to supply electrical energy to the battery through the terminal of the battery.
  • Supply method This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable (cable) or wire. Therefore, when handling a lot of terminal supply equipment, many cables occupy considerable working space, are difficult to organize, and are not good in appearance.
  • the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge phenomenon due to different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, deterioration of battery life and performance.
  • a charging system (hereinafter, referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly have been proposed.
  • the wireless charging system was not pre-installed in some portable terminals in the past and the consumer had to separately purchase a wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system was low, but the number of wireless charging users is expected to increase rapidly. It is expected to be equipped with wireless charging function.
  • the wireless charging system includes a wireless power transmitter for supplying electrical energy through a wireless power transmission method and a wireless power receiver for charging the battery by receiving the electrical energy supplied from the wireless power transmitter.
  • the wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission method (eg, electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method, etc.).
  • wireless power transmission method eg, electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method, etc.
  • the wireless power transmission scheme may use various wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme that generates a magnetic field in the power transmitter coil and charges using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the receiver coil under the influence of the magnetic field.
  • the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) and Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance).
  • the wireless power transmission method may use an electromagnetic resonance method of transmitting power to a wireless power receiver located in close proximity by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency.
  • the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of the resonance method defined in the Air Fuel Alliance (formerly A4WP, Alliance for Wireless Power) standard mechanism which is a wireless charging technology standard mechanism.
  • the wireless power transmission method may use an RF wireless power transmission method that transmits power to a wireless power receiver located at a far distance by putting energy of low power in an RF signal.
  • the wireless power transmitter has increased heat and electromagnetic wave emission by high output. If the temperature increases due to heat generation, the wireless power transmitter may cause problems such as deterioration of wireless power transmission performance or damage to an internal system. In addition, the high electromagnetic waves emitted by the wireless power transmitter may be harmful to the human body, and may cause a problem of Electro Magnetic Compatibility (EMC). As an example of electronic compatibility, the frequency of the wireless charging system and the frequency of the vehicle smart key may cause interference.
  • EMC Electro Magnetic Compatibility
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a wireless charging method and apparatus and system therefor.
  • Still another object of the present invention is to provide a wireless charging method capable of controlling charging power according to a state of a wireless power transmission apparatus, and an apparatus and system therefor.
  • Still another object of the present invention is to provide a wireless charging method capable of controlling the charging power of the wireless power transmission apparatus, and an apparatus and system therefor.
  • the wireless power transmitter includes a power transmitter including one or more transmission coils; A power converter converting the intensity of DC power applied from the outside; A communication unit exchanging information with an external device; And a controller for changing a power transmission contract by transmitting a predetermined packet through the communication unit.
  • the power transmission contract may include guaranteed power which is a power strength value transmitted by the power transmitter in the power transmission step.
  • control unit may collect wireless power transmitter state information and transition to the renegotiation step based on the wireless power transmitter state information.
  • the transmitter state information may include a guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter.
  • the guaranteed power value may be recorded in a power transmitter capability packet.
  • control unit may transition to a renegotiation step by transmitting a NAK packet after receiving a received power packet.
  • the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet after receiving the general request packet.
  • control unit may transmit the power transmitter capability packet after receiving the renegotiation packet.
  • the wireless power transmitter includes a sensing unit for measuring the internal temperature, the electromagnetic wave intensity emitted from the power transmitter or the intensity of the external electromagnetic wave, the control unit is measured internal temperature value, electromagnetic wave intensity value of the sensing unit Alternatively, the renegotiation step may be performed to change the power transmission contract based on the intensity value of the external electromagnetic wave.
  • a wireless power receiver includes a receiving coil; A communication unit exchanging information with an external device through the receiving coil; And a controller for transitioning to a renegotiation step according to the control of the external device.
  • the wireless power receiver may transition to the renegotiation step when the controller transmits a received power packet to the external device and receives a NAK packet from the external device.
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power receiver may transmit the general request packet after receiving the NAK packet.
  • the wireless power receiver may receive the power transmitter capability packet after transmitting the general request packet.
  • the wireless power receiver may transmit the renegotiation packet after receiving the NAK packet.
  • the wireless power receiver may receive a power transmitter capability packet after transmitting the renegotiation packet.
  • the wireless charging method is a wireless charging method in a wireless power transmitter for transmitting power wirelessly to a wireless power receiver, in the power transmission step, the wireless power transmitter is a power to a guaranteed power value according to a power transmission contract Transmitting;
  • the wireless power transmitter collecting transmitter status information; Determining, by the wireless power transmitter, whether a transition is necessary to a renegotiation step based on the collected transmitter state information; And when the renegotiation step is required, transmitting the NAK packet after the reception of the received power packet to transition to the renegotiation step.
  • the wireless charging method may further include transmitting a power transmitter capability packet when the wireless power transmitter receives the general request packet after the transition to the renegotiation step.
  • the wireless charging method may further include transmitting a power transmitter capability packet when the wireless power transmitter receives the renegotiation packet after the transition to the renegotiation step.
  • the wireless charging method may further include determining whether the wireless power transmitter has transitioned to a power transmission step in the renegotiation step.
  • the wireless charging method according to the embodiment may further include the step of transitioning to the power transmission step by modifying the guaranteed power value of the power transmission contract if it is determined that the transition to the power transmission step. .
  • the power transmission contract may include guaranteed power, which is a power strength value transmitted by the power transmitter in a power transmission step.
  • the transmitter state information may include a guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter.
  • the guaranteed power value may be recorded in a power transmitter capability packet.
  • a wireless charging method provides a wireless charging method in a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter, wherein the wireless power receiver comprises: transmitting a received power packet;
  • the wireless power receiver may include the step of transitioning to a renegotiation step by receiving a NAK packet and transmitting a general request packet.
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the general request packet may be a packet for requesting a power transmitter capability packet from the wireless power transmitter.
  • the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of determining whether the wireless power receiver transitions to the power transmission step in the renegotiation step.
  • a wireless charging method provides a wireless charging method in a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter, wherein the wireless power receiver comprises: transmitting a received power packet;
  • the wireless power receiver may include a step of transmitting a renegotiation packet and transitioning to a renegotiation step after receiving the NAK packet.
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of receiving the power transmitter capability packet from the wireless power transmitter after the transition to the renegotiation step.
  • the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of determining whether the wireless power receiver transitions to the power transmission step in the renegotiation step.
  • the present invention can provide a wireless charging method and apparatus and system therefor.
  • the present invention can control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • the present invention can control the charging power to reduce the heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • the present invention can control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus.
  • the present invention can minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • the present invention can reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • the present invention can have a wider charging area by using a plurality of transmission coils, and thus user convenience is high.
  • the present invention can use only one of a plurality of the same circuit can reduce the size of the wireless power transmitter itself, it is possible to reduce the cost of the components used.
  • the present invention may utilize component elements defined in the published wireless power transfer standards, which may be in accordance with already defined standards.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
  • 5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC (Qi) standard.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of modulating and demodulating a wireless power signal, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a packet format, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing types of packets transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter, according to an embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a signal strength packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a power transmission end packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a power control suspension packet according to a wireless power transmission procedure according to one embodiment.
  • FIG. 14 illustrates a configuration packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • 15 illustrates an identification packet and an extended identification packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • 16 illustrates a general request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a special request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a FOD status packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • 19 illustrates a control error packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 20 illustrates a renegotiation packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • 21 illustrates a message format of an 8-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 22 illustrates a 24-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 23 illustrates a message format of a charging state packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • FIG. 24 illustrates a packet transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver and a power transmitter capability packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • 25 is a diagram for describing a wireless charging method on a wireless charging system, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 26 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power transmitter, according to an embodiment.
  • 29 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power receiver, according to an embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 31 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • 32 is a diagram for describing a wireless charging method of a wireless power transmitter according to another embodiment.
  • 33 is a view for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to another embodiment.
  • 34 is a diagram illustrating a renegotiation step time in a wireless charging method, according to an embodiment.
  • 35 is a diagram for describing a wireless charging transmission coil, according to an exemplary embodiment.
  • 36 is a diagram for describing three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 37 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils and a single drive circuit, according to an exemplary embodiment.
  • 38 is a diagram for describing a plurality of switches connecting one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an exemplary embodiment.
  • the present invention is not necessarily limited to these embodiments, although all of the components constituting the embodiments are described as being combined or operating in combination. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing the embodiments.
  • the storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.
  • the apparatus for transmitting wireless power on the wireless power charging system is a wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, transmitter, transmitter, transmitter, transmitting side for convenience of description.
  • a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and a wireless charging device will be used in combination.
  • a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiver terminal, a receiver, a receiver, a receiver Terminals and the like may be used interchangeably.
  • Wireless charging apparatus may be configured in the form of a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling buried, a wall, etc., one transmitter receives a plurality of wireless power It may also transmit power to the device.
  • AP access point
  • AP small base station
  • stand a stand
  • ceiling buried
  • wall etc.
  • the wireless power transmitter may not only be used on a desk or a table, but also may be developed and applied to an automobile and used in a vehicle.
  • the wireless power transmitter installed in the vehicle may be provided in the form of a cradle that can be fixed and mounted simply and stably.
  • Terminal is a mobile phone (smart phone), smart phone (smart phone), laptop computer (laptop computer), digital broadcasting terminal, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player), navigation, MP3 player, electric It may be used in small electronic devices such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing bobber, and the like, but is not limited to this.
  • the term “terminal” or “device” may be used interchangeably.
  • the wireless power receiver according to another embodiment may be mounted in a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, or the like.
  • the wireless power receiver may be provided with at least one wireless power transmission scheme, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters.
  • the wireless power transmission method may include at least one of the electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method.
  • the wireless power receiving means supporting the electromagnetic induction method may include electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) and Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance). Can be.
  • the wireless power receiving means supporting the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of the resonance method defined in the Air Fuel Alliance (formerly A4WP, Alliance for Wireless Power) standard mechanism of the wireless charging technology standard mechanism.
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver constituting the wireless power system may exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication.
  • in-band communication and BLE communication may be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, or the like.
  • the wireless power receiver may transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching ON / OFF the current induced through the receiving coil in a predetermined pattern.
  • the information transmitted by the wireless power receiver may include various state information including received power strength information.
  • the wireless power transmitter may calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power strength information.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
  • a wireless charging system includes a wireless power transmitter 10 that largely transmits power wirelessly, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 30 that receives the received power. Can be configured.
  • the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission.
  • the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 perform out-of-band communication for exchanging information using a separate frequency band different from an operating frequency used for wireless power transmission. It can also be done.
  • the information exchanged between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may include control information as well as status information of each other.
  • the status information and control information exchanged between the transmitting and receiving end will be more clear through the description of the embodiments to be described later.
  • the in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but are not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may provide one-way communication or half-duplex communication.
  • the unidirectional communication may be performed by the wireless power receiver 20 only transmitting information to the wireless power transmitter 10, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter 10 may transmit information to the wireless power receiver 20. It may be to transmit.
  • bidirectional communication between the wireless power receiver 20 and the wireless power transmitter 10 is possible, but at one time, only one device may transmit information.
  • the wireless power receiver 20 may obtain various state information of the electronic device 30.
  • the state information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage / current information, and the like.
  • the information may be obtained from the electronic device 30 and may be utilized for wireless power control.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
  • the wireless power receiver 20 may be configured with a plurality of wireless power receivers, and a plurality of wireless power receivers are connected to one wireless power transmitter 10 so that the wireless Charging may also be performed.
  • the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to the plurality of wireless power receivers in a time division manner, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter 10 may be configured for each wireless power receiver. By using different allocated frequency bands, power may be distributed and transmitted to a plurality of wireless power receivers.
  • the number of wireless power receivers that can be connected to one wireless power transmitter is adapted based on at least one of required power for each wireless power receiver, battery charge state, power consumption of the electronic device, and available power of the wireless power transmitter. Can be determined as
  • the wireless power transmitter 10 may include a plurality of wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver 20 may be connected to a plurality of wireless power transmitters at the same time, and may simultaneously receive power from the connected wireless power transmitters and perform charging.
  • the number of wireless power transmitters connected to the wireless power receiver 20 is adaptively based on the required power of the wireless power receiver 20, the state of charge of the battery, the power consumption of the electronic device, the available power of the wireless power transmitter, and the like. Can be determined.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter may be equipped with three transmitting coils 111, 112, and 113. Each transmission coil may overlap some other area with another transmission coil, and the wireless power transmitter may detect a predetermined detection signal 117, 127 for detecting the presence of the wireless power receiver through each transmission coil, for example, Digital ping signals are sent sequentially in a predefined order.
  • the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary detection signal transmission procedure illustrated in FIG. 110, and receives a signal strength indicator from the wireless power receiver 115.
  • the strength indicator 116 (or signal strength packet) may identify the received transmission coils 111, 112.
  • the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in FIG. 120, and transmits power among the transmission coils 111 and 112 where the signal strength indicator 126 is received.
  • the reason why the wireless power transmitter performs two sensing signal transmission procedures is to more accurately identify which transmitting coil is well aligned with the receiving coil of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter Based on the signal strength indicator 126 received at each of the first transmitting coil 111 and the second transmitting coil 112 selects the best-aligned transmitting coil and performs wireless charging using the selected transmitting coil. .
  • FIG. 4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
  • power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC standard is largely selected from a selection phase 410, a ping phase 420, an identification and configuration phase 430, It may be divided into a power transfer phase 440.
  • the selection step 410 may be a step of transitioning when a specific error or a specific event is detected while starting or maintaining the power transmission.
  • the transmitter may monitor whether an object exists on the interface surface. If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to the ping step 420 (S401).
  • the transmitter transmits a very short pulse of an analog ping signal, and may detect whether an object exists in an active area of the interface surface based on a change in current of a transmitting coil.
  • ping step 420 when an object is detected, the transmitter activates the receiver and sends a digital ping to identify whether the receiver is a receiver that is compliant with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal (for example, a signal strength indicator) from the receiver in response to the digital ping in step 420, it may transition back to the selection step 410 (S402). In addition, in the ping step 420, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission is completed, that is, a charging completion signal, from the receiver, the transmitter may transition to the selection step 410 (S403).
  • a response signal for example, a signal strength indicator
  • the transmitter may transition to the identification and configuration step 430 for collecting receiver identification and receiver configuration and status information (S404).
  • the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, a packet transmission error, or a power transmission contract. If this is not set (no power transfer contract) it may transition to the selection step (410) (S405).
  • the transmitter may transition to a power transmission step 440 for transmitting wireless power (S406).
  • the transmitter receives an unexpected packet, the desired packet has not been received for a predefined time, or a violation of a preset power transfer contract occurs. transfer contract violation), if the filling is completed, the transition to the selection step (410) (S407).
  • the transmitter may transition to the identification and configuration step 430 (S408).
  • the power transmission contract may be set based on state and characteristic information of the transmitter and the receiver.
  • the transmitter state information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver state information may include information about required power.
  • 5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC (Qi) standard.
  • power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC (Qi) standard is largely selected as a selection phase 510, a ping phase 520, an identification and configuration phase, and so on. 530, a negotiation phase 540, a calibration phase 550, a power transfer phase 560, and a renegotiation phase 570.
  • the selection step 510 may be a transition step, for example, S502, S504, S507, S510, and S512 when a specific error or a specific event is detected while starting or maintaining power transmission.
  • the transmitter may monitor whether an object exists on the interface surface. If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, the transmitter may transition to the ping step 520 (S501). In the selection step 510, the transmitter transmits a very short pulse of an analog ping signal and an object in the active area of the interface surface based on the current change of the transmitting coil or the primary coil. Can detect the presence of
  • ping step 520 when an object is detected, the transmitter activates the receiver and sends a digital ping to identify whether the receiver is a receiver that is compliant with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal (eg, a signal strength packet) for the digital ping from the receiver in the ping step 520, it may transition back to the selection step 510 (S502). In addition, in the ping step 520, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission is completed, that is, a charging completion packet, it may transition to the selection step 510 (S502).
  • a response signal eg, a signal strength packet
  • the transmitter may transition to the identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and status information (S503).
  • the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, a packet transmission error, or a power transmission contract. If this is not set (no power transfer contract) it may transition to the selection step (510) (S504).
  • the transmitter may determine whether entry into the negotiation step 540 is necessary based on a negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530.
  • the transmitter may enter a negotiation step 540 to perform a predetermined FOD detection procedure and make a power transmission contract (S505).
  • the transmitter may immediately enter the power transmission step 560 (S506).
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver may make a power transmission contract.
  • the power transmission contract may be set based on state and characteristic information of the transmitter and the receiver.
  • the transmitter state information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver state information may include information about required power.
  • the power transfer agreement may include guaranteed power.
  • the guaranteed power of the power transmission contract may be a power intensity value determined by the wireless power transmitter and the wireless power receiver to transmit during wireless charging in the power transmission phase.
  • the guaranteed power of the power transfer agreement may have a default value.
  • the guaranteed power of the power transmission contract can be determined based on the guaranteed power of the wireless power transmitter and the required power of the wireless power receiver. A detailed description of determining the guaranteed power of a power transmission contract will be given later. Note that there is a difference between the guaranteed power of the power transmission contract and the guaranteed power of the wireless power transmitter.
  • the guaranteed power of the power transmission contract may be a power intensity value transmitted in the power transmission step
  • the guaranteed power of the wireless power transmitter may be a power intensity value that the wireless power transmitter can transmit.
  • the guaranteed power of the wireless power transmitter may be information recorded in the power transmitter capability packet, which will be described later.
  • the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value.
  • FOD Foreign Object Detection
  • the transmitter may determine a threshold for FO detection based on the reference quality factor value.
  • the transmitter may detect whether the FO exists in the charging region by using the determined threshold for FO detection and the currently measured quality factor value, and control power transmission according to the FO detection result. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
  • the transmitter may return to the selection step 510 (S507).
  • the transmitter may enter the power transmission step 560 through the correction step 550 (S508) (S509).
  • the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end in the correction step 550, and determines the power loss at the receiving end and the transmitting end to determine the strength of the power transmitted by the transmitting end. It can be measured. That is, the transmitter may predict the power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver in the correction step 550.
  • the transmitter may correct the threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.
  • the transmitter receives an unexpected packet, an outgoing desired packet for a predefined time, or a violation of a predetermined power transmission contract occurs. transfer contract violation), if the filling is complete, the transition to the selection step (510) (S510).
  • the transmitter may transition to the renegotiation step 570 (S511).
  • the transmitter may return to the power transmission step 560 (S513). Further, in the renegotiation step 570, the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, or a violation of a preset power transmission contract occurs ( power transfer contract violation), if the charging is completed, the transition to the selection step (510) (S512).
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter 600 may largely include a power converter 610, a power transmitter 620, a communication unit 630, a controller 640, and a sensor 650.
  • the configuration of the wireless power transmitter 600 is not necessarily an essential configuration, and may include more or fewer components.
  • the power converter 610 may perform a function of converting the power into power of a predetermined intensity.
  • the power converter 610 may include a DC / DC converter 611 and an amplifier 612.
  • the DC / DC converter 611 may perform a function of converting DC power supplied from the power supply unit 660 into DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 640.
  • the sensing unit 650 may measure the voltage / current of the DC-converted power and provide the same to the control unit 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 600 to determine whether overheating occurs, and provide the measurement result to the controller 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the electromagnetic wave intensity radiated from the power transmitter 620 to determine whether the electromagnetic wave is over-radiated, and provide the measurement result to the controller 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the intensity and frequency of the external electromagnetic wave of the wireless power transmitter 600 and determine the electromagnetic interference, and may provide the measurement result to the controller 640.
  • the controller 640 adaptively supplies power from the power supply unit 650 based on the transmitter state information, the voltage / current value measured by the sensing unit 650, the internal temperature value, the electromagnetic wave value, the intensity and frequency of the external electromagnetic wave, and the like. Block the power supply to the amplifier 612.
  • one side of the power converter 610 may be further provided with a predetermined power cut-off circuit for cutting off the power supplied from the power supply unit 650, or cut off the power supplied to the amplifier 612.
  • control unit 640 and the wireless power receiver based on the transmitter status information, the voltage / current value, the internal temperature value, the electromagnetic wave intensity value, the intensity and frequency of the external electromagnetic wave measured in the power transmission step
  • the renegotiation phase can be performed to modify the power transfer agreement.
  • the controller 640 may generate a predetermined packet for performing the renegotiation step and transmit the predetermined packet to the modulator 631.
  • the signal modulated by the modulator 631 may be transmitted to the wireless power receiver through the transmitting coil 622 or a separate coil (not shown).
  • the controller 640 may perform a renegotiation step by transmitting a NAK packet after receiving a received power packet.
  • the amplifier 612 may adjust the intensity of the DC / DC converted power according to the control signal of the controller 640.
  • the controller 640 may receive power reception state information or (and) power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 630, and may be based on the received power reception state information or (and) power control signal.
  • the amplification factor of the amplifier 612 can be dynamically adjusted.
  • the power reception state information may include, but is not limited to, strength information of the rectifier output voltage and strength information of a current applied to the receiving coil.
  • the power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
  • the power transmitter 620 may include a multiplexer 621 (or a multiplexer) and a transmission coil 622.
  • the power transmitter 620 may further include a carrier generator (not shown) for generating a specific operating frequency for power transmission.
  • the carrier generator may generate a specific frequency for converting the output DC power of the amplifier 612 received through the multiplexer 621 into AC power having a specific frequency.
  • the AC signal generated by the carrier generator is mixed with the output terminal of the multiplexer 621 to generate AC power.
  • this is only one embodiment, and the other example is before the amplifier 612. Note that it may be mixed in stages or later.
  • Frequency of AC power delivered to each transmission coil may be different from each other, and another embodiment each using a predetermined frequency controller with a function to adjust the LC resonance characteristics differently for each transmission coil It is also possible to set different resonant frequencies for each transmission coil.
  • the power transmitter 620 includes a multiplexer 621 and a plurality of transmit coils 622—that is, a first to control the output power of the amplifier 612 to be transmitted to the transmit coil. To n-th transmission coils.
  • the controller 640 may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil. For example, three wireless power receivers, i.e., the first through third wireless power receivers, are identified in the wireless power transmitter 600 through three different transmission coils, i.e., the first through third transmission coils.
  • the controller 640 may control the multiplexer 621 to control power to be transmitted through a specific transmission coil in a specific time slot.
  • the amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver may be controlled according to the length of the time slot allocated to each transmitting coil, but this is only one embodiment.
  • By controlling the amplification factor of the amplifier 612 of the wireless power receiver may be controlled to transmit power.
  • the controller 640 may control the multiplexer 621 to sequentially transmit the sensing signals through the first to nth transmitting coils 622 during the first sensing signal transmission procedure.
  • the controller 640 may identify a time point at which the detection signal is transmitted by using the timer 655.
  • the control unit 640 controls the multiplexer 621 to detect the detection signal through the corresponding transmission coil. Can be controlled to be sent.
  • the timer 650 may transmit a specific event signal to the controller 640 at a predetermined period during the ping transmission step.
  • the controller 640 controls the multiplexer 621 to transmit the specific event signal.
  • the digital ping can be sent through the coil.
  • control unit 640 stores a predetermined transmission coil identifier and a corresponding transmission coil for identifying which transmission coil has received a signal strength indicator from the demodulator 632 during the first detection signal transmission procedure. Signal strength indicator received through the can be received. Subsequently, in the second detection signal transmission procedure, the control unit 640 controls the multiplexer 621 so that the detection signal may be transmitted only through the transmission coil (s) in which the signal strength indicator was received during the first detection signal transmission procedure. You may. As another example, the controller 640 transmits the second sensed signal to the transmit coil in which the signal strength indicator having the largest value is received when there are a plurality of transmit coils in which the signal intensity indicator is received during the first sensed signal transmit procedure. In the procedure, the sensing signal may be determined as the transmitting coil to be transmitted first, and the multiplexer 621 may be controlled according to the determination result.
  • the modulator 631 may modulate the control signal generated by the controller 640 and transmit the modulated control signal to the multiplexer 621.
  • the modulation scheme for modulating the control signal is a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a PSK (Phase Shift Keying) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, a differential 2 Differential bi-phase modulation schemes may be included, but is not limited thereto.
  • the demodulator 632 may demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 640.
  • the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for controlling power during wireless power transmission, an end of charge (EOC) indicator, an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, and the like.
  • EC error correction
  • EOC end of charge
  • the present invention is not limited thereto, and may include various state information for identifying a state of the wireless power receiver.
  • the demodulator 632 may identify from which transmission coil the demodulated signal is received, and may provide the control unit 640 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.
  • the wireless power transmitter 600 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that communicates with the wireless power receiver using the same frequency used for wireless power transmission.
  • the wireless power transmitter 600 may not only transmit wireless power using the transmission coil 622 but also exchange various information with the wireless power receiver through the transmission coil 622.
  • the wireless power transmitter 600 further includes a separate coil corresponding to each of the transmission coils 622 (that is, the first to nth transmission coils), and wireless power using the separate coils provided. Note that in-band communication with the receiver may also be performed.
  • the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver perform in-band communication by way of example.
  • this is only one embodiment, and is a frequency band used for wireless power signal transmission.
  • Short-range bidirectional communication may be performed through a frequency band different from that of FIG.
  • the short-range bidirectional communication may be any one of low power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and Zigbee communication.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 6.
  • the wireless power receiver 700 includes a receiving coil 710, a rectifier 720, a DC / DC converter 730, a load 740, a sensing unit 750, and a communication unit ( 760), and may include a main controller 770.
  • the communication unit 760 may include at least one of a demodulator 761 and a modulator 762.
  • the wireless power receiver 700 illustrated in the example of FIG. 7 is illustrated as being capable of exchanging information with the wireless power transmitter 600 through in-band communication, this is only one embodiment.
  • the communication unit 760 according to the embodiment may provide short-range bidirectional communication through a frequency band different from the frequency band used for wireless power signal transmission.
  • the AC power received through the receiving coil 710 may be delivered to the rectifier 720.
  • the rectifier 720 may convert AC power into DC power and transmit the DC power to the DC / DC converter 730.
  • the DC / DC converter 730 may convert the strength of the rectifier output DC power into a specific intensity required by the load 740 and then transfer it to the load 740.
  • the receiving coil 710 may include a plurality of receiving coils (not shown), that is, the first to nth receiving coils.
  • Frequency of AC power delivered to each receiving coil may be different from each other, another embodiment is a predetermined frequency controller with a function to adjust the LC resonance characteristics differently for each receiving coil It is also possible to set a different resonant frequency for each receiving coil by using a.
  • the sensing unit 750 may measure the intensity of the rectifier 720 output DC power and provide the same to the main controller 770. In addition, the sensing unit 750 may measure the strength of the current applied to the receiving coil 710 according to the wireless power reception, and may transmit the measurement result to the main controller 770. In addition, the sensing unit 750 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 700 and provide the measured temperature value to the main controller 770.
  • the main controller 770 may determine whether the overvoltage occurs by comparing the measured intensity of the rectifier output DC power with a predetermined reference value. As a result of the determination, when the overvoltage is generated, a predetermined packet indicating that the overvoltage has occurred may be generated and transmitted to the modulator 762.
  • the signal modulated by the modulator 762 may be transmitted to the wireless power transmitter through the receiving coil 710 or a separate coil (not shown).
  • the main controller 770 may determine that a sensing signal has been received. When the sensing signal is received, a signal strength indicator corresponding to the sensing signal may be modulated. Can be transmitted to the wireless power transmitter.
  • the demodulator 761 demodulates an AC power signal or a rectifier 720 output DC power signal between the receiving coil 710 and the rectifier 720 to identify whether a detection signal is received, and then, the main subject of the identification result. It may be provided to the unit 770. In this case, the main controller 770 may control the signal strength indicator corresponding to the sensing signal to be transmitted through the modulator 762.
  • the main controller 770 may generate a predetermined packet for performing the renegotiation step and transmit the predetermined packet to the modulator 762.
  • the signal modulated by the modulator 762 may be transmitted to the wireless power receiver through the transmission coil 710 or a separate coil (not shown).
  • the main controller 770 may generate a general request packet for the power transmitter capability packet request and transmit the generated request packet to the modulator 762.
  • the main control unit 770 may generate a renegotiation packet and transmit it to the modulator 762.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of modulating and demodulating a wireless power signal, according to an exemplary embodiment.
  • the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may encode or decode a transmission target packet based on an internal clock signal having the same period.
  • the wireless power signal when the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 does not transmit a specific packet, the wireless power signal is modulated with a specific frequency, as shown by reference numeral 41 of FIG. 1. AC signal may not be.
  • the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 transmits a specific packet the wireless power signal may be an AC signal modulated by a specific modulation scheme as shown in FIG.
  • the modulation scheme may include, but is not limited to, an amplitude modulation scheme, a frequency modulation scheme, a frequency and amplitude modulation scheme, a phase modulation scheme, and the like.
  • Differential bi-phase encoding may be applied to binary data of a packet generated by the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 as shown in FIG.
  • differential two-stage encoding allows two state transitions to encode data bit 1 and one state transition to encode data bit zero. That is, data bit 1 is encoded such that a transition between a HI state and a LO state occurs at a rising edge and a falling edge of the clock signal, and data bit 0 is HI at the rising edge of the clock signal.
  • the transition between state and LO state may be encoded to occur.
  • the encoded binary data may be applied with a byte encoding scheme, as shown at 830.
  • the byte encoding scheme includes a start bit and a stop bit for identifying a start and type of a corresponding bit stream for an 8-bit encoded binary bit stream.
  • the method may be a method of inserting a parity bit for detecting whether an error of a corresponding bit stream (byte) occurs.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a packet format, according to an exemplary embodiment.
  • a packet format 900 used for information exchange between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may be used for acquiring synchronization for demodulating the packet and identifying the correct start bit of the packet.
  • the packet receiver may identify the size of the message 930 included in the packet based on the header 920 value.
  • the header 920 may be defined in each step of the wireless power transfer procedure, and in some, the same value may be defined in different steps of the header 920.
  • a 24-bit received power packet transmitted by the wireless power transmitter and a power transmitter capability packet transmitted by the wireless power transmitter correspond to each other.
  • the header value may be equal to 0x31.
  • the message 930 includes data to be transmitted at the transmitting end of the packet.
  • the data included in the message 930 field may be a report, a request, or a response to the counterpart, but is not limited thereto.
  • the packet 900 may further include at least one of a transmitter identification information for identifying a transmitter that transmitted the packet and a receiver identification information for identifying a receiver for receiving the packet.
  • the transmitter identification information and the receiver identification information may include IP address information, MAC address information, product identification information, and the like, but are not limited thereto and may be information capable of distinguishing a receiver and a transmitter from a wireless charging system.
  • the packet 900 may further include predetermined group identification information for identifying the corresponding reception group when the packet is to be received by a plurality of devices.
  • FIG. 10 is a diagram for describing types of packets transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter, according to an embodiment.
  • a packet transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter includes a signal strength packet for transmitting strength information of a detected ping signal, and power transmission termination for requesting the transmitter to stop power transmission.
  • (End Power Transfer) packet power control hold-off packet for transmitting time information waiting to adjust actual power after receiving control error packet for transmitting power control, transmitting configuration information of receiver Configuration packet for transmission, identification packet for transmitting receiver identification information and extended identification packet, general request packet for transmitting general request message, and special request message for transmission.
  • Special Request packet for sending FOD Status packet for sending reference quality factor values for FO detection
  • a control error packet for controlling the transmission power of the transmitter a renegotiate packet for initiating renegotiation, a 24-bit received power packet for transmitting strength information of received power, and 8 It may include a 8-bit Received Power packet and a Charge Status packet for transmitting the charging status information of the current load.
  • Packets transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter may be transmitted using in-band communication using the same frequency band as the frequency band used for wireless power transmission.
  • FIG. 11 illustrates a signal strength packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • a message format of a signal strength packet 1101 may be configured as a signal strength value having a size of 1 byte.
  • the signal strength value may indicate a degree of coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and is calculated based on the rectifier output voltage in the digital ping period, the open circuit voltage measured by the output disconnect switch, the intensity of the received power, and the like. It may be a value.
  • the signal strength value may range from a minimum of 0 to a maximum of 255, and may have a value of 255 when the actual measured value U for a particular variable is equal to the maximum value Umax of the variable.
  • the signal strength value may be calculated as U / Umax * 256.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a power transmission end packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the power transmission end packet 1201 may be configured as an end power transfer code having a size of 1 byte.
  • the reason why the wireless power receiver requests the wireless power transmitter to terminate the power transmission is because of charge completion, internal fault, over temperature, over voltage, over current, and battery. It may include, but is not limited to, Battery Failure, Reconfigure and No Response, and Noise Current. It should be noted that the power transfer abort code may be further defined for each new power transfer termination reason.
  • the charging completion may be used that the charging of the receiver battery is completed.
  • Internal errors can be used when a software or logical error in receiver internal operation is detected.
  • the overheat / overvoltage / overcurrent can be used when the temperature / voltage / current values measured at the receiver exceed the thresholds defined for each.
  • Battery damage can be used if it is determined that a problem has occurred with the receiver battery.
  • Reconfiguration can be used when renegotiation for power transfer conditions is required.
  • No response may be used if it is determined that the transmitter's response to the control error packet, i.e., to increase or decrease the power strength, is not normal.
  • the noise current is a noise generated when switching in the inverter and may be used when the noise current value measured at the receiver exceeds a defined threshold value.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a power control suspension packet according to a wireless power transmission procedure according to one embodiment.
  • the message format of the power control hold packet 1301 may include a power control hold time (T_delay; Power Control Hole-Off Time).
  • a plurality of power control hold packets 1301 may be transmitted during the identification and configuration phase. For example, up to seven power control suspension packets 1301 may be transmitted.
  • the power control hold time T_delay may have a value between a predefined power control hold minimum time T_min: 5 ms and a power control hold maximum time T_max: 205 ms.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may perform power control by using the power control holding time of the power control holding packet 1301 last received in the identifying and configuring step.
  • the wireless power transmitter may use the T_min value as the T_delay value when the power control hold packet 1301 is not received in the identification and configuration steps.
  • the power control holding time may refer to a time during which the wireless power transmitter waits without performing power control after receiving the most recent control error packet and before performing the actual power control.
  • FIG. 14 illustrates a configuration packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the configuration packet 1401 may have a length of 5 bytes, and includes a power class field, a maximum power field, a power control field, and zero. ) Field, count field, window size field, window offset field, negotiation field, polarity field, depth field, and the like. .
  • the power class assigned to the wireless power receiver may be recorded in the power class field.
  • the strength value of the maximum power that can be provided by the rectifier output of the wireless power receiver may be recorded.
  • the maximum power Pmax desired to be provided at the rectifier output of the wireless power receiver may be calculated as (b / 2) * 10 ⁇ a.
  • the power control field may be used to indicate according to which algorithm the power control in the wireless power transmitter should be made. For example, if the power control field value is 0, this means that the power control algorithm is defined in the standard, and if the power control field value is 1, it may mean that power control is performed according to an algorithm defined by the manufacturer.
  • the count field may be used to record the number of option configuration packets to be transmitted by the wireless power receiver in the identification and configuration steps.
  • the window size field may be used to record the window size for calculating the average received power.
  • the window size may be a positive integer value greater than 0 and having a unit of 4 ms.
  • the window offset field may record information for identifying the time from the end of the average received power calculation window to the start of the transmission of the next received power packet.
  • the window offset may be a positive integer value greater than 0 and having a unit of 4 ms.
  • the wireless power transmitter sends an ACK response indicating that the wireless power receiver is entering the negotiation phase.
  • the polarity field can determine the polarity of the FSK. For example, a polarity field value of 1 indicates that the wireless power transmitter uses the default FSK polarity. A zero polarity field indicates that the wireless power transmitter uses reverse FSK polarity.
  • the depth field allows you to select the FSK modulation depth.
  • 15 illustrates an identification packet and an extended identification packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the identification packet 1501 includes a version information field, a manufacturer information field, an extension indicator field, and a basic device identification information field. It may be configured to include.
  • revision version information of a standard applied to a corresponding wireless power receiver may be recorded.
  • a predetermined identification code for identifying the manufacturer who manufactured the corresponding wireless power receiver may be recorded.
  • the extension indicator field may be an indicator for identifying whether there is an extension identification packet 1502 including extension device identification information. For example, if the extension indicator value is 0, it may mean that there is no extension identification packet. If the extension indicator value is 1, it may mean that the extension identification packet is present after the identification packet.
  • the device identifier for the corresponding wireless power receiver may be a combination of manufacturer information and basic device identification information.
  • the extended indicator value is 1
  • the device identifier for the corresponding wireless power receiver may be a combination of manufacturer information, basic device identification information and extended device identification information.
  • 16 illustrates a general request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the general request packet 1601 may include a request field.
  • the request field may be used for the wireless power receiver to request certain information from the wireless power transmitter.
  • the request field may be set to 0x31 to request a power transmitter capability packet of the wireless power transmitter.
  • the general request packet 1601 may be transmitted if a change in the power transmission contract or the power transmission contract is required.
  • the wireless power receiver may transmit a general request packet 1601 for a power transmission contract in a negotiation step.
  • the wireless power transmission apparatus may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step.
  • the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the reception of the received power packet.
  • the wireless power receiver receiving the NAK packet may transmit the general request packet 1601 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
  • FIG. 17 illustrates a special request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the special request packet 1701 may include a request field and a request parameter field.
  • the request field may record information about a parameter to be changed.
  • a change value of a parameter designated by the request field may be recorded.
  • the wireless power receiver when a change in count, which is a parameter of a power transmission contract, is required in the negotiation step, the wireless power receiver records 0x00 in the request field and records the change count, that is, the number of counts in the request parameter field. Can be recorded and transmitted.
  • the wireless power receiver may record 0x00 in the request field and transmit it. That is, when the request field is 0x00, not only the count of the power transmission contract is changed but also the negotiation phase or the renegotiation phase may be terminated.
  • the wireless power receiver may record 0x01 in the request field and record and transmit the guaranteed power value in the request parameter field.
  • the wireless power receiver may record 0x02 in the request field and record the header of the 24 bit received power packet in the request parameter field and transmit the packet.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a FOD status packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the FOD status packet 1801 may include a mode field and a reference quality factor value field.
  • the mode field may be used to indicate an operation mode of the wireless power receiver to which the reference quality factor value is applied. For example, if the mode field is '00', the wireless power receiver may be in a power off state.
  • the reference quality factor value field may record the reference quality factor value used to determine a threshold for FO detection in the negotiation phase.
  • 19 illustrates a control error packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the control error packet 1901 may include a control error value field of 1 byte.
  • the control error value field may record a control error value.
  • the control error value may be an integer value ranging from -128 to +127. If the control error value is negative, the power output of the wireless power transmitter may be lowered. If the control error value is negative, the power output of the wireless power transmitter may increase. If the control error value is 0, the transmission power of the wireless power transmitter may not be raised or lowered.
  • a control error packet (CEP) having a control error value of 0 may be referred to as a stable control error packet.
  • control error packet 1901 may be transmitted by the wireless power receiver during the power transmission step.
  • FIG. 20 illustrates a renegotiation packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the renegotiation packet 2001 may include a reserved field preset to an arbitrary value.
  • the reserved field may be set to zero.
  • the renegotiation packet 2001 may be transmitted if a change in the power transmission contract is required in the power transmission phase.
  • the wireless power receiver may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step. In this case, the wireless power receiver may transmit the renegotiation packet 2001 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
  • the wireless power transmission apparatus may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step.
  • the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the reception of the received power packet.
  • the wireless power receiver receiving the NAK packet may transmit the renegotiation packet 2001 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
  • 21 illustrates an 8-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • a message format of an 8-bit received power packet 2101 may include a received power value field of 1 byte.
  • the reception power value field may record a reception power value.
  • the received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during the predetermined period.
  • Actually received power (Preceived) may be calculated based on the maximum power (Power Class) and the power (Maximum Power) included in the configuration packet. For example, the actual received power may be calculated by (received power value / 128) * (maximum power / 2) * (10 ⁇ power rating).
  • FIG. 22 illustrates a 24-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • a message format of a 24-bit received power packet 2201 may include a mode field of 1 byte and a received power value field of 2 bytes.
  • the mode field may be used to provide additional information about the received power value.
  • the mode field may be used to request a response of the wireless power transmitter to the reception of the 24-bit received power packet 2291.
  • the wireless power receiver may request a response to the reception of the 24-bit received power packet 2201 from the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may transmit a NAK packet or an ACK packet to the wireless power receiver.
  • the wireless power receiver may not request a response to the reception of the 24-bit received power packet 2201 from the wireless power transmitter. In this case, the wireless power transmitter may not transmit the NAK packet or the ACK packet to the wireless power receiver.
  • the reception power value field may record a reception power value.
  • the received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during the predetermined period.
  • Actually received power (Preceived) may be calculated by the wireless power transmission apparatus based on the maximum power (Maximum Power) included in the power transmission contract. As an example, the actual received power Preceived may be calculated by (receive power value / 32768) * (maximum power).
  • FIG. 23 is a diagram for describing a charging state packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • the message format of the charge status packet 2301 may include a charge status value field of 1 byte.
  • the charge state value field may record a charge state value.
  • the charge state value may indicate a battery charge of the wireless power receiver.
  • the charge state value 0 may mean a fully discharged state
  • the charge state value 50 may indicate a 50% charge state
  • the charge state value 100 may mean a full state. If the wireless power receiver does not include the rechargeable battery or cannot provide the charging status information, the charging status value may be set to OxFF.
  • FIG. 24 illustrates a packet transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver and a power transmitter capability packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
  • a packet 2401 transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver may include a power transmitter capability packet 2402 for confirming power that can be transmitted by the transmitter.
  • the packet 2401 transmitted from the wireless power transmitter to the wireless power receiver may be transmitted using in-band communication using the same frequency band as the frequency band used for wireless power transmission.
  • the message format of the power transmitter capability packet 2402 includes a Power Class field, a Guaranteed Power Value field, a Potential Power Value field, a WPID field, and a Not Res sens field. Can be configured.
  • the power rating may be set to '00'.
  • the guaranteed power value may be transmission power that the wireless power transmitter can transmit according to the state. That is, the guaranteed power value may be a variation value that may vary depending on the state of the wireless power transmitter. For example, when multiple transmitters share a single power supply, the energy provided by a single power supply is limited, so the guaranteed power value depends on the number of wireless power receivers that the wireless power transmitter provides power at the same time. Can be.
  • the potential power value may be outgoing power that the wireless power transmitter is designed to deliver. That is, the potential power value may be a unique value determined according to the wireless power transmitter design regardless of the state of the wireless power transmitter. As an example, if multiple transmitters share a single power supply, the potential power value may not depend on the number of wireless power receivers for which the wireless power transmitter provides power at the same time.
  • the power transmitter capability packet 2402 may be transmitted if a change in the power transfer contract or power transfer contract is required.
  • the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver. More specifically, the wireless power transmitter may enter the renegotiation phase by receiving the renegotiation packet and simultaneously transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver. More specifically, the apparatus for transmitting power wirelessly may need to change a power transmission contract according to the power state of the apparatus for transmitting power wirelessly and thus may proceed with the renegotiation step. In this case, when the wireless power transmitter receives the renegotiation packet, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver even without receiving the general request packet requesting the power transmitter capability packet 2402.
  • 25 is a diagram for describing a wireless charging method on a wireless charging system, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating a wireless charging method when the negotiation step is performed on the wireless charging system and the wireless charging method until the renegotiation step or the renegotiation step is unnecessary.
  • the wireless power transmitter 2510 may transmit an analog ping to the wireless power receiver 2520.
  • the wireless power transmitter 2510 may transition from the selection step to the ping step when the object is detected.
  • the wireless power transmitter 2510 activates the wireless power receiver 2520, and may transmit a digital ping for identifying whether the receiver is a wireless power receiver 2520 that is compatible with the WPC standard (S2502).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a signal strength packet in response to the digital ping (S2503).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit an identification packet for notifying the identification information and a configuration packet for notifying the configuration information (S2504 and S2505).
  • the wireless power transmitter 2510 and the wireless power receiver 2520 may transition to the negotiation step if the negotiation field value of the configuration packet is a value indicating to perform the negotiation step.
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a FOD status packet for FO detection (S2506).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S2507).
  • the wireless power transmitter 2520 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2508).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2507).
  • the wireless power receiver 2520 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2510).
  • the wireless power transmitter 2510 accepts a guaranteed power value of a power transmission contract proposed by the wireless power receiver.
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S2511).
  • the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S2512). That is, the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
  • the wireless power receiver 2520 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 2510 in order to predict power loss (S2513).
  • the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 2510 (S2514).
  • the wireless power receiver 2520 may transmit the received power packet periodically or arbitrarily (S2516).
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (S2516).
  • FIG. 26 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 26 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system.
  • the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step or correction step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
  • the wireless power receiver 2620 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S2601).
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 2610 may determine that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S2602).
  • the wireless power transmitter 2610 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be sent by the wireless power transmitter 2610 can be changed after the negotiation phase.
  • the wireless charging system may perform a renegotiation step with NAK packet transmission in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 2610.
  • the wireless power transmitter 2610 may need to change the power transmission contract.
  • the NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet. If the transmittable guaranteed power value of the modified wireless power transmitter is greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 2610 determines that no change in the power transmission contract is necessary and responds to the reception of the received power packet.
  • ACK packet can be transmitted.
  • the wireless power transmitter 2610 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 2620 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet (S2603).
  • the wireless power transmitter 2620 may transmit a power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2604).
  • the wireless power receiver 2620 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2605).
  • the wireless power receiver 2620 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement to a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 2610 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2606). That is, the wireless power transmitter 2610 is a case where the wireless power receiver 2620 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed.
  • the wireless power receiver 2620 may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S2607).
  • the wireless power transmitter 2610 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for ending the renegotiation step (S2608). That is, the wireless power transmitter 2610 may send an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation phase.
  • the wireless power receiver 2620 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S2609).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device.
  • another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • FIG. 27 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 27 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system.
  • the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step, identification and configuration step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a FOD status packet for FO detection (S2701).
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S2702).
  • the wireless power transmitter 2720 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2703).
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2704).
  • the wireless power receiver 2720 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value greater than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit a NAK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2705). That is, the wireless power transmitter 2710 rejects the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 2720. In this case, the guaranteed power value may be determined to be lower than the guaranteed power value of the power transmission contract proposed in S2704. For example, if the wireless power transmitter 2710 transmits a NAK packet in step S2705, the power transmission contract may be set to a default value. As another example, the wireless power receiver 2720 may change the guaranteed power value of the power transfer agreement until the wireless power transmitter 2710 sends an ACK packet and resend the special request packet (not shown).
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S2706).
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S2707). That is, the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 2710 to predict power loss (S2708).
  • the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
  • the wireless power receiver 2720 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 2710 (S2709).
  • the wireless power receiver 2720 may transmit the received power packet periodically or arbitrarily (S2710).
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 2710 may determine that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S2711).
  • the wireless power transmitter 2710 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter 2710 may be changed after the negotiation step.
  • the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 2710. For example, if the transmittable guaranteed power value of the wireless power transmitter 2710 is changed to transmit power at a value greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 2710 may transmit a power transmission contract.
  • the NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet by determining that a change is required.
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount.
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet (S2712).
  • the wireless power transmitter 2720 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2713).
  • the wireless power receiver 2720 may send a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2714). For example, the wireless power receiver 2720 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2715). That is, the wireless power transmitter 2710 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 2720.
  • the wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S2716).
  • the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S2717). That is, the wireless power transmitter 2710 may send an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation phase.
  • the wireless power receiver 2720 may proceed with the power transmission step again by transmitting a control error packet (S2718).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device.
  • another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • FIG. 28 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power transmitter, according to an embodiment.
  • the wireless charging method in the wireless power transmitter may be a wireless charging method for the wireless power transmitter on the wireless charging system of FIGS. 25, 26, and 27.
  • the wireless power transmitter may transmit power with a guaranteed power value according to a power transmission contract in operation S2801.
  • the wireless power transmitter may collect transmitter state information (S2802).
  • the transmitter state information may include a guaranteed power value that the wireless power transmitter can transmit, a potential power value that the wireless power transmitter is designed to transmit, and the like.
  • the transmitter status information may be information recorded in a power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter may determine whether a transition is necessary in the renegotiation step based on the collected transmitter state information (S2803 and S2804). More specifically, the case where the renegotiation step is required is when the wireless power transmitter wants to change the power transmission contract. For example, the wireless power transmitter may attempt to perform a renegotiation step for changing a power state that can be transmitted, reducing heat generation, and reducing electromagnetic waves.
  • the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the received power packet and then transition to the renegotiation step (S2805).
  • the received power packet may be a 24-bit receive power packet.
  • the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet after receiving the general request packet for the power transmitter capability packet request (S2806). More specifically, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet in response to receiving the general request packet (the power transmitter capability packet request, ie, the request field is set to 0x31).
  • the wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2807).
  • the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract.
  • the wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet for terminating the renegotiation step (S2808).
  • the wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 after modifying the guaranteed power value of the power transmission contract (S2809).
  • the wireless power transmitter may transmit an ACK packet in response to the received power packet and then transition to the power transmission step of S2801 (S2810).
  • one embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmitter may control the charging power.
  • one embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • one embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus.
  • an embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • one embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • 29 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power receiver, according to an embodiment.
  • the wireless charging method in the wireless power receiver may be a wireless charging method for the wireless power receiver on the wireless charging system of FIGS. 25, 26, and 27.
  • the wireless power receiver may transmit a received power packet.
  • the received power packet may be a 24-bit receive power packet.
  • the wireless power receiver may transmit a general request packet to transition to the renegotiation step (S2902). More specifically, when the wireless power receiver receives the NAK packet in response to the transmission of the received power packet, the wireless power receiver may transmit a general request packet (a power transmitter capability packet request, that is, the request field is set to 0x31).
  • a general request packet a power transmitter capability packet request, that is, the request field is set to 0x31.
  • the wireless power receiver may receive a power transmitter capability packet (S2903).
  • the wireless power receiver may determine whether to transition from the renegotiation step to the power transmission step (S2904). More specifically, there may be a case where the transition from the renegotiation step to the power transfer step occurs. For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (a guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract. There may be a case where the transition from the renegotiation phase to the power transfer phase does not occur. For example, the charging of the wireless power receiver is completed. In addition, it may be necessary to receive a certain level of power due to system stability of the electronic device connected to the wireless power receiver. In this case, the guaranteed power value required by the wireless power receiver (guaranteed power value of the special request packet) is larger than the guaranteed power value (guaranteed power value of the power transmitter capability packet) that the wireless power transmitter can send.
  • a guaranteed power value a guaranteed power value of a special request packet
  • the wireless power receiver may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2905).
  • the guaranteed power value of the special request packet may be less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power receiver may receive an ACK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract to complete the power transmission contract (S2906).
  • the wireless power receiver may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S2907).
  • the wireless power receiver may transition to the power transmission step and transmit a control error packet (S2908).
  • the wireless power receiver may terminate power reception (S2909).
  • one embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmitter may control the charging power.
  • one embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • one embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus.
  • an embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • one embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • FIG. 30 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system.
  • the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step or correction step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
  • the wireless power receiver 3020 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S3001).
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 3010 determines that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S3002). More specifically, the wireless power transmitter 3010 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be sent by the wireless power transmitter 3010 may be changed after the negotiation step.
  • the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 3010.
  • the wireless power transmitter 3010 needs to change the power transmission contract.
  • the NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet. If the transmittable guaranteed power value of the modified wireless power transmitter is greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 3010 determines that no change in the power transmission contract is necessary and responds to the reception of the received power packet. ACK packet can be transmitted.
  • the wireless power transmitter 3010 may transmit a NAK packet to reduce the heating value or the electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 3020 may transmit a renegotiation packet (S3003).
  • the wireless power transmitter 3020 may transmit a power transmitter capability packet in response to the renegotiation packet (S3004).
  • the wireless power receiver 3020 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3005).
  • the wireless power receiver 3020 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement to a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3006). That is, the wireless power transmitter 3010 accepts a guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3020.
  • the wireless power receiver 3020 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S3007).
  • the wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S3008). That is, the wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation step.
  • the wireless power receiver 3020 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S3009).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. Further, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • FIG. 31 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
  • FIG. 31 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system.
  • the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step, identification and configuration step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a FOD status packet for FO detection (S3101).
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S3102).
  • the wireless power transmitter 3120 may transmit a power transmitter capability packet in response to the general request packet (S3103).
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3104).
  • the wireless power receiver 3120 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value greater than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 3110 may transmit a NAK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3105). That is, the wireless power transmitter 3110 rejects the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3120. In this case, the guaranteed power value may be determined to be lower than the guaranteed power value of the power transmission contract proposed in S3104. For example, if the wireless power transmitter 3110 transmits a NAK packet in step S3105, the power transmission contract may be set to a default value. As another example, the wireless power receiver 3120 may change the guaranteed power value of the power transmission contract until the wireless power transmitter 3110 sends an ACK packet and transmit the special request packet again (not shown).
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S3106).
  • the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S3107). That is, the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 3110 to predict power loss (S3108).
  • the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
  • the wireless power receiver 3120 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 3110 (S3109).
  • the wireless power receiver 3120 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S3110).
  • the received power packet may be a 24-bit received power packet.
  • the wireless power transmitter 3110 may determine that the power transmission contract needs to be changed and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S3111).
  • the wireless power transmitter 3110 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter 3110 may be changed after the negotiation step.
  • the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 3110. More specifically, when the transmittable guaranteed power value of the wireless power transmitter 3110 is changed to transmit power with a value greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 3110 may transmit a power transmission contract. The NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet by determining that a change is required. As another example, the wireless power transmitter 3110 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 3120 may transmit a renegotiation packet (S3112).
  • S3112 renegotiation packet
  • the wireless power transmitter 3120 may transmit a power transmitter capability packet in response to the renegotiation packet (S3113).
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3114). For example, the wireless power receiver 3120 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3115). That is, the wireless power transmitter 3110 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3120.
  • the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S3116).
  • the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S3117). That is, the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation step.
  • the wireless power receiver 3120 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S3118).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device.
  • another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • 32 is a diagram for describing a wireless charging method of a wireless power transmitter according to another embodiment.
  • the wireless charging method in the wireless power transmitter may be a wireless charging method for the wireless power transmitter on the wireless charging system of FIGS. 25, 30, and 31.
  • the wireless power transmitter may transmit power with a guaranteed power value according to a power transmission contract in operation S3201.
  • the wireless power transmitter may collect transmitter state information (S3202).
  • the transmitter state information may include a guaranteed power value that the wireless power transmitter can transmit, a potential power value that the wireless power transmitter is designed to transmit, and the like.
  • the transmitter status information may be information recorded in a power transmitter capability packet.
  • the wireless power transmitter may determine whether a transition is necessary in the renegotiation step based on the collected transmitter state information (S3203 and S3204). More specifically, the case where the renegotiation step is required is when the wireless power transmitter wants to change the power transmission contract. For example, the wireless power transmitter may attempt to perform a renegotiation step for changing a power state that can be transmitted, reducing heat generation, and reducing electromagnetic waves.
  • the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the received power packet and then transition to the renegotiation step (S3205).
  • the received power packet may be a 24-bit receive power packet.
  • the wireless power transmitter may transmit a power transmitter capability packet after receiving the renegotiation packet (S3206). More specifically, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet in response to receiving the renegotiation packet.
  • the wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving a special request packet suggesting a guaranteed power value of the power transmission contract (S3207).
  • the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract.
  • the wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet for ending the renegotiation step (S3208).
  • the wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 after modifying the guaranteed power value of the power transmission contract (S3209).
  • the wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 by transmitting an ACK packet in response after receiving the received power packet (S3210).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device.
  • another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • 33 is a view for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to another embodiment.
  • the wireless charging method in the wireless power receiver may be a wireless charging method for the wireless power receiver on the wireless charging system of FIGS. 25, 30, and 31.
  • the wireless power receiver may transmit a received power packet (S3301).
  • the received power packet may be a 24-bit receive power packet.
  • the wireless power receiver may transmit a renegotiation packet to transition to a renegotiation step (S3302). More specifically, the wireless power receiver may transmit the renegotiation packet when receiving the NAK packet in response to the transmission of the received power packet.
  • the wireless power receiver may receive a power transmitter capability packet (S3303).
  • the wireless power receiver may determine whether to transition from the renegotiation step to the power transmission step (S3304). More specifically, there may be a case where the transition from the renegotiation step to the power transfer step occurs. For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (a guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract. There may be a case where the transition from the renegotiation phase to the power transfer phase does not occur. For example, the charging of the wireless power receiver is completed. In addition, it may be necessary to receive a certain level of power due to system stability of the electronic device connected to the wireless power receiver. In this case, the guaranteed power value required by the wireless power receiver (guaranteed power value of the special request packet) is larger than the guaranteed power value (guaranteed power value of the power transmitter capability packet) that the wireless power transmitter can send.
  • a guaranteed power value a guaranteed power value of a special request packet
  • the wireless power receiver may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3305).
  • the guaranteed power value of the special request packet may be less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
  • the wireless power receiver may receive an ACK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract to complete the power transmission contract (S3306).
  • the wireless power receiver may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S3307).
  • the wireless power receiver may transition to the power transmission step and transmit a control error packet (S3308).
  • the wireless power receiver may end the power reception (S3309).
  • another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
  • the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
  • another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus.
  • another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device.
  • another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
  • another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
  • 34 is a diagram illustrating a renegotiation step time in a wireless charging method, according to an embodiment.
  • the first time T1 may be a time at which the wireless power transmitter receives a received power packet and delivers a NAK packet to the wireless power receiver.
  • the first time T1 may be about 250 ms.
  • the second time T2 may be the time it takes for the wireless power receiver to transmit the generic request packet.
  • the second time T2 may be 22 ms.
  • the third time T3 may be a time at which the wireless power transmitter receives the general request packet and forwards the power transmitter capability packet to the wireless power receiver.
  • the third time T3 may be about 250 ms.
  • the fourth time T4 may be a time taken for the wireless power receiver to transmit the first or second special request packet.
  • the first special request packet may be a special request packet that proposes a guaranteed power value of a power transmission contract.
  • the second special request packet may be a special request packet for ending the renegotiation step.
  • the fourth time T4 may be about 27.5 ms.
  • the fifth time T5 may be a time at which the wireless power transmitter receives the first special request packet and forwards the ACK packet to the wireless power receiver.
  • the fifth time T5 may be about 250 ms.
  • the sixth time T6 may be a time taken for the wireless power transmitter to receive the second special request packet and transmit the ACK packet.
  • the sixth time T6 may be 10 ms.
  • the T renegotiation may be 877 ms.
  • 35 is a diagram for describing a wireless charging transmission coil, according to an exemplary embodiment.
  • three transmitting coils may be disposed.
  • at least one of the plurality of transmitting coils may be overlapped.
  • the first coil 4010 and the second coil 4020 are disposed side by side on the shielding material 4040 at the first layer, and the third coil 4030 is disposed on the first coil and the second coil. It may be disposed overlapping the second layer.
  • the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may be manufactured according to the specifications of the coils defined in the WPC or PMA, and the same within the extent to which the respective physical characteristics are acceptable. can do.
  • the transmitting coil may have a specification as shown in Table 1 below.
  • Table 1 is a specification for the A13 type transmission coil defined in the WPC, and in one embodiment, the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 have an outer length defined in Table 1, It can be made with inner length, outer width, inner width, thickness and number of turns. Of course, the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may have the same physical characteristics within an error range by the same manufacturing process.
  • each of the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may have a different inductance value according to a position disposed in a relationship with the shielding material.
  • the first coil 4010 and the second coil 4020 satisfy the specifications of Table 1 and have an inductance of 12.5 uH
  • the third coil 4030 has a first coil having a separation distance from the shielding material. Unlike the 4010 and the second coil 4020, it may have an inductance smaller than 12.5 uH.
  • the first coil 4010 and the second coil 4020 are disposed in contact with the shielding material, but the third coil 4030 may be spaced apart from the shielding material by a predetermined height.
  • an adhesive may be disposed between the first coil 4010, the second coil 4020, or the third coil 4030 and the shielding material.
  • the third coil 4030 has a number of turns more than the number of turns of the first coil 4010 and the second coil 4020 to have the same inductance as the first coil 4010 and the second coil 4020. (E.g., 0.5 or 1 or 2 times) can be made to have more turns.
  • the third coil 4030 may have a number of turns of 12.5 or 13 or 14 times.
  • the centrally located third coil 4030 is located farther from the shielding material than the first coil 4010 and the second coil 4020 so that the measured inductance is measured in the first coil 4010 and the second coil 4020.
  • the length of the conducting wire constituting the third coil 4030 may be slightly longer than that of the first coil 4010 and the second coil 4020 to equally adjust the inductance.
  • the length of the conductive wire constituting the third coil 4030 is slightly longer than that of the first coil 4010 and the second coil 4020, so that the third coil 4030 may be the first coil 4030. And despite being located farther from the shield than the second coil 4020, the inductance of the three coils may be equal to 12.5 uH. In one embodiment, the same inductance of the coil means that it has an error range within ⁇ 0.5 uH.
  • the overlapping transmission coils may have a smaller inductance measured as the distance from the shield is farther away, and the length of the transmission coil may be longer to increase the inductance as the distance from the shield is farther away.
  • 36 is a diagram for describing three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils, according to an exemplary embodiment.
  • each of the three coils included in the wireless power transmitter has different inductances
  • three coils including a capacitor for generating the same resonant frequency as the three drive circuits 4110 connected to each coil are included.
  • LC resonant circuit 4120 is required.
  • the resonant frequency generated by the wireless power transmitter to perform power transmission cannot be different for each of the transmitting coils, and should be in accordance with the standard resonant frequency supported by the wireless power transmitter.
  • the resonant frequency generated by the LC resonant circuit 4120 may vary according to the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor.
  • the resonant frequency (fr, resonant frequency) may be 100Khz, and the capacitance of the capacitor connected to the coil to generate the resonance frequency is 200nF, to use only one capacitor, all three coils are 12.5. uH must be satisfied. If the inductances of the three coils are different from each other, three capacitors having different capacitances are required to generate a resonance frequency of 100 kHz. In addition, three drive circuits 4110 including an inverter for applying an alternating voltage in each LC resonant circuit 4120 are also required.
  • FIG. 37 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils and a single drive circuit, according to an exemplary embodiment.
  • the wireless power transmitter may include only one drive circuit 4210, and the wireless power receiver among one drive circuit 4210 and three coils.
  • the switch 4230 may be controlled to connect the coil of the wireless power transmitter with the coil having the highest power transmission efficiency.
  • the wireless power transmitter can reduce the area occupied by the component by using only one drive circuit 4210, thereby miniaturizing the wireless power transmitter itself, and reducing raw material costs required for manufacturing. .
  • the wireless power transmitter may use the signal strength indicator in the ping step to calculate the power transfer efficiency between the three coils of the wireless power transmitter and the coil of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may select a coil of the wireless power transmitter having a high coupling coefficient by calculating a coupling coefficient between the transmission and reception coils.
  • the wireless power transmitter may control the switch 4230 to calculate a factor (Q factor) to identify a coil of the wireless power transmitter having a high factor and to connect with the drive circuit 4210.
  • Q factor a factor
  • 38 is a diagram for describing a plurality of switches connecting one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an exemplary embodiment.
  • a power transmitter includes a drive circuit 4310 for converting an input voltage, a switch 4320 for connecting the drive circuit 4310 and an LC resonant circuit, a plurality of transmission coils 4330, and a plurality of wireless power transmitters.
  • One capacitor 4340 connected in series with the coil of the control unit 4320 may include a control unit 4350 to control the opening and closing.
  • the controller 4350 identifies a coil of the wireless power receiver and a coil of the wireless power transmitter having the highest power transmission efficiency among the plurality of coils 4330 of the wireless power transmitter, and drives the coil of the identified wireless power transmitter in the drive circuit 4310. Control to close the switch to connect the
  • the method according to the embodiment described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution on a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape , Floppy disks, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method may be easily inferred by programmers in the art to which the embodiments belong.

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Abstract

The present invention relates to wireless power transmission technology, and particularly, to a wireless charging method and an apparatus and a system therefor. A wireless power transmitter according to one embodiment may comprise: a power transmitting unit which comprises at least one transmitting coil; a power conversion unit which converts the intensity of DC power applied from the outside; a communication unit which exchanges information with an external device; and a control unit which transmits a predetermined packet through the communication unit to change a power transmission contract.

Description

무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템Wireless charging method and apparatus and system therefor
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히, 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to wireless power transfer technology, and more particularly, to a wireless charging method and apparatus and system therefor.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다. Portable terminals such as mobile phones and laptops include a battery that stores power and circuits for charging and discharging the battery. In order for the battery of the terminal to be charged, power must be supplied from an external charger.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.In general, as an example of an electrical connection method between a charging device and a battery for charging power to a battery, the terminal is supplied with commercial power and converted into a voltage and a current corresponding to the battery to supply electrical energy to the battery through the terminal of the battery. Supply method. This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable (cable) or wire. Therefore, when handling a lot of terminal supply equipment, many cables occupy considerable working space, are difficult to organize, and are not good in appearance. In addition, the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge phenomenon due to different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, deterioration of battery life and performance.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템" 이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다. Recently, in order to solve such a problem, a charging system (hereinafter, referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly have been proposed. In addition, since the wireless charging system was not pre-installed in some portable terminals in the past and the consumer had to separately purchase a wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system was low, but the number of wireless charging users is expected to increase rapidly. It is expected to be equipped with wireless charging function.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다. In general, the wireless charging system includes a wireless power transmitter for supplying electrical energy through a wireless power transmission method and a wireless power receiver for charging the battery by receiving the electrical energy supplied from the wireless power transmitter.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다. The wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission method (eg, electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method, etc.).
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신기 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신기 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 및 Air Fuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.For example, the wireless power transmission scheme may use various wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme that generates a magnetic field in the power transmitter coil and charges using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the receiver coil under the influence of the magnetic field. . Here, the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) and Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance).
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.As another example, the wireless power transmission method may use an electromagnetic resonance method of transmitting power to a wireless power receiver located in close proximity by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency. . Here, the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of the resonance method defined in the Air Fuel Alliance (formerly A4WP, Alliance for Wireless Power) standard mechanism which is a wireless charging technology standard mechanism.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.As another example, the wireless power transmission method may use an RF wireless power transmission method that transmits power to a wireless power receiver located at a far distance by putting energy of low power in an RF signal.
한편, 다양한 기기에 무선 충전 기능이 탑재되고, 무선 전력 수신기에 의해 요구되는 전력의 세기가 증가됨에 따라, 무선 전력 송신기는 높은 출력에 의해 발열, 전자파 방출이 증가하였다. 발열로 인하여 온도가 증가하면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 전송 성능 저하 또는 내부 시스템 손상 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기가 방출하는 높은 전자파는 인체에 유해할 수 있고, 전자적 양립성(EMC; Electro Magnetic Compatibility)이 문제될 수 있다. 전자적 양립성의 일 예로, 무선 충전 시스템의 주파수와 차량용 스마트키의 주파수가 간섭을 일으킬 수 있다.On the other hand, as the wireless charging function is installed in various devices and the power intensity required by the wireless power receiver is increased, the wireless power transmitter has increased heat and electromagnetic wave emission by high output. If the temperature increases due to heat generation, the wireless power transmitter may cause problems such as deterioration of wireless power transmission performance or damage to an internal system. In addition, the high electromagnetic waves emitted by the wireless power transmitter may be harmful to the human body, and may cause a problem of Electro Magnetic Compatibility (EMC). As an example of electronic compatibility, the frequency of the wireless charging system and the frequency of the vehicle smart key may cause interference.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a wireless charging method and apparatus and system therefor.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a wireless charging method capable of controlling charging power according to a state of a wireless power transmission apparatus, and an apparatus and system therefor.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어하는 것이 가능한 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a wireless charging method capable of controlling the charging power of the wireless power transmission apparatus, and an apparatus and system therefor.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 하나 이상의 송신 코일을 포함하는 전력 전송부; 외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부; 외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 소정의 패킷을 전송하여 파워 전송 계약을 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the wireless power transmitter according to the embodiment includes a power transmitter including one or more transmission coils; A power converter converting the intensity of DC power applied from the outside; A communication unit exchanging information with an external device; And a controller for changing a power transmission contract by transmitting a predetermined packet through the communication unit.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 파워 전송 계약은 전력 전송 단계에서 상기 전력 전송부가 송출하는 전력 세기 값인 보장된 전력을 포함할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the power transmission contract may include guaranteed power which is a power strength value transmitted by the power transmitter in the power transmission step.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 무선 전력 송신기 상태 정보를 수집하고, 상기 무선 전력 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the control unit may collect wireless power transmitter state information and transition to the renegotiation step based on the wireless power transmitter state information.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 송신기 상태 정보는 상기 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값을 포함할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the transmitter state information may include a guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 보장된 전력 값은 전력 송신기 능력 패킷에 기록될 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the guaranteed power value may be recorded in a power transmitter capability packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 수신 전력 패킷 수신 후 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the control unit may transition to a renegotiation step by transmitting a NAK packet after receiving a received power packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 일반 요구 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter according to an embodiment may transmit the power transmitter capability packet after receiving the general request packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기 제어부는 재협상 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신할 수 있다.In addition, in the wireless power transmitter according to the embodiment, the control unit may transmit the power transmitter capability packet after receiving the renegotiation packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 내부 온도 측정, 상기 전력 전송부에서 방사되는 전자파 세기 측정 또는 외부 전자파의 세기 측정하는 센싱부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱부의 측정된 내부 온도 값, 전자파 세기 값 또는 외부 전자파의 세기 값에 기반하여 상기 파워 전송 계약을 변경하기 위하여 재협상 단계를 수행할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter according to the embodiment includes a sensing unit for measuring the internal temperature, the electromagnetic wave intensity emitted from the power transmitter or the intensity of the external electromagnetic wave, the control unit is measured internal temperature value, electromagnetic wave intensity value of the sensing unit Alternatively, the renegotiation step may be performed to change the power transmission contract based on the intensity value of the external electromagnetic wave.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 수신 코일; 상기 수신 코일을 통해 외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및 상기 외부 장치의 제어에 따라 재협상 단계로 천이하는 제어부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a wireless power receiver includes a receiving coil; A communication unit exchanging information with an external device through the receiving coil; And a controller for transitioning to a renegotiation step according to the control of the external device.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 외부 장치에 수신 전력 패킷을 송신한 후 상기 외부 장치로부터NAK 패킷을 수신하면 재협상 단계로 천이할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to an embodiment may transition to the renegotiation step when the controller transmits a received power packet to the external device and receives a NAK packet from the external device.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다.In addition, in the wireless power receiver according to the embodiment, the received power packet may be a 24-bit received power packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 NAK 패킷을 수신한 후 일반 요구 패킷을 송신할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to an embodiment may transmit the general request packet after receiving the NAK packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 일반 요구 패킷을 송신한 후 전력 송신기 능력 패킷을 수신할 수 있다.The wireless power receiver according to the embodiment may receive the power transmitter capability packet after transmitting the general request packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 패킷을 송신할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to an embodiment may transmit the renegotiation packet after receiving the NAK packet.
또한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 상기 제어부는 상기 재협상 패킷을 송신한 후 전력 송신기 능력 패킷을 수신할 수 있다.The wireless power receiver according to the embodiment may receive a power transmitter capability packet after transmitting the renegotiation packet.
실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계에서, 상기 무선 전력 송신기는 파워 전송 계약에 따른 보장된 전력 값으로 전력을 전송하는 단계; 상기 무선 전력 송신기는 송신기 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 무선 전력 송신기는 상기 수집된 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이가 필요한지 판단하는 단계; 및 상기 무선 전력 송신기는 재협상 단계가 필요하면 수신 전력 패킷 수신 후 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함할 수 있다.The wireless charging method according to the embodiment is a wireless charging method in a wireless power transmitter for transmitting power wirelessly to a wireless power receiver, in the power transmission step, the wireless power transmitter is a power to a guaranteed power value according to a power transmission contract Transmitting; The wireless power transmitter collecting transmitter status information; Determining, by the wireless power transmitter, whether a transition is necessary to a renegotiation step based on the collected transmitter state information; And when the renegotiation step is required, transmitting the NAK packet after the reception of the received power packet to transition to the renegotiation step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 송신기는 일반 요구 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include transmitting a power transmitter capability packet when the wireless power transmitter receives the general request packet after the transition to the renegotiation step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 송신기는 재협상 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include transmitting a power transmitter capability packet when the wireless power transmitter receives the renegotiation packet after the transition to the renegotiation step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 재협상 단계에서 상기 무선 전력 송신기는 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include determining whether the wireless power transmitter has transitioned to a power transmission step in the renegotiation step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 전력 전송 단계로 천이하기로 판단하면, 상기 무선 전력 송신기는 상기 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수정하여 전력 전송 단계로 천이하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method according to the embodiment may further include the step of transitioning to the power transmission step by modifying the guaranteed power value of the power transmission contract if it is determined that the transition to the power transmission step. .
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 파워 전송 계약은 전력 전송 단계에서 상기 전력 전송부가 송출하는 전력 세기 값인 보장된 전력을 포함할 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the power transmission contract may include guaranteed power, which is a power strength value transmitted by the power transmitter in a power transmission step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 송신기 상태 정보는 상기 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값을 포함할 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the transmitter state information may include a guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 보장된 전력 값은 전력 송신기 능력 패킷에 기록될 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the guaranteed power value may be recorded in a power transmitter capability packet.
실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷을 송신하는 단계; 상기 무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신한 후 일반 요구 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함할 수 있다.A wireless charging method according to an embodiment of the present invention provides a wireless charging method in a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter, wherein the wireless power receiver comprises: transmitting a received power packet; The wireless power receiver may include the step of transitioning to a renegotiation step by receiving a NAK packet and transmitting a general request packet.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the received power packet may be a 24-bit received power packet.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 일반 요구 패킷은 상기 무선 전력 송신기로부터 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 패킷일 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the general request packet may be a packet for requesting a power transmitter capability packet from the wireless power transmitter.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 재협상 단계에서 상기 무선 전력 수신기는 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of determining whether the wireless power receiver transitions to the power transmission step in the renegotiation step.
실시예에 따른 무선 충전 방법은 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법에 있어서, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷을 송신하는 단계; 상기 무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함할 수 있다.A wireless charging method according to an embodiment of the present invention provides a wireless charging method in a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter, wherein the wireless power receiver comprises: transmitting a received power packet; The wireless power receiver may include a step of transmitting a renegotiation packet and transitioning to a renegotiation step after receiving the NAK packet.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 상기 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다.In addition, in the wireless charging method according to the embodiment, the received power packet may be a 24-bit received power packet.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 송신기로부터 전력송신기 능력 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of receiving the power transmitter capability packet from the wireless power transmitter after the transition to the renegotiation step.
또한 실시예에 따른 무선 충전 방법은 재협상 단계에서 상기 무선 전력 수신기는 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless charging method according to the embodiment may further comprise the step of determining whether the wireless power receiver transitions to the power transmission step in the renegotiation step.
본 발명에 따른 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 대한 효과에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.The effects on the effects of the wireless charging method and apparatus and system therefor according to the present invention are as follows.
본 발명은 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.The present invention can provide a wireless charging method and apparatus and system therefor.
또한, 본 발명은 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다.In addition, the present invention can control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus.
또한, 본 발명은 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다.In addition, in the present invention, the wireless power transmission apparatus may control the charging power.
또한, 본 발명은 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can control the charging power to reduce the heat generation of the wireless power transmission apparatus.
또한, 본 발명은 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus.
또한, 본 발명은 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다.In addition, the present invention can minimize the charging time by increasing the strength of the charging power.
또한, 본 발명은 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
또한, 본 발명은 복수개의 송신 코일을 이용하여 보다 넓은 충전 영역을 가질 수 있어, 사용자 편의성이 높다. In addition, the present invention can have a wider charging area by using a plurality of transmission coils, and thus user convenience is high.
또한, 본 발명은 복수개의 동일한 회로를 하나만 이용할 수 있어 무선 전력 송신기 자체의 크기를 줄일 수 있고, 사용되는 부품이 줄어 원가 절감할 수 있다.In addition, the present invention can use only one of a plurality of the same circuit can reduce the size of the wireless power transmitter itself, it is possible to reduce the cost of the components used.
또한, 본 발명은 공표된 무선 전력 전송 표준에 정의된 부품 소자를 이용할 수 있어, 이미 정의된 표준에 따를 수 있다.In addition, the present invention may utilize component elements defined in the published wireless power transfer standards, which may be in accordance with already defined standards.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are provided to facilitate understanding of the present invention, and provide embodiments of the present invention together with the detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute new embodiments.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
도 5는 WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC (Qi) standard.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 6.
도 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for describing a method of modulating and demodulating a wireless power signal, according to an exemplary embodiment.
도 9는 일 실시예에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a packet format, according to an exemplary embodiment.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송되는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing types of packets transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter, according to an embodiment.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 신호 세기 패킷을 설명하기 위한 도면이다.11 illustrates a signal strength packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 종료 패킷을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a power transmission end packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 제어 보류 패킷을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a diagram for describing a power control suspension packet according to a wireless power transmission procedure according to one embodiment. FIG.
도 14는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷을 설명하기 위한 도면이다.14 illustrates a configuration packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷 및 확장 식별 패킷을 설명하기 위한 도면이다.15 illustrates an identification packet and an extended identification packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 16은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 일반 요구 패킷을 설명하기 위한 도면이다.16 illustrates a general request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 17은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 특별 요구 패킷을 설명하기 위한 도면이다.17 illustrates a special request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 18은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 FOD 상태 패킷을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram illustrating a FOD status packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 19는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 제어 오류 패킷을 설명하기 위한 도면이다.19 illustrates a control error packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 20은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 재협상 패킷을 설명하기 위한 도면이다.20 illustrates a renegotiation packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 21은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 8비트 수신 전력 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.21 illustrates a message format of an 8-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 22는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 24비트 수신 전력 패킷을 설명하기 위한 도면이다.22 illustrates a 24-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 23은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 상태 패킷의 메시지 포맷을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 23 illustrates a message format of a charging state packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 24는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 전송되는 패킷 및 전력 송신기 능력 패킷을 설명하기 위한 도면이다.24 illustrates a packet transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver and a power transmitter capability packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 25는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.25 is a diagram for describing a wireless charging method on a wireless charging system, according to an exemplary embodiment.
도 26은 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
도 27은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
도 28은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power transmitter, according to an embodiment.
도 29는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power receiver, according to an embodiment.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
도 31은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 31 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
도 32은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for describing a wireless charging method of a wireless power transmitter according to another embodiment.
도 33는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.33 is a view for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to another embodiment.
도 34는 일 실시예에 따른 무선 충전 방법에서 재협상 단계 시간을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram illustrating a renegotiation step time in a wireless charging method, according to an embodiment.
도 35는 일 실시예에 따른 무선 충전 송신 코일을 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for describing a wireless charging transmission coil, according to an exemplary embodiment.
도 36는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하는 무선 전력 송신기에서 풀 브릿지 인버터(Full-bridge Invertor)를 포함하는 3개의 드라이브회로를 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for describing three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils, according to an exemplary embodiment.
도 37는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하면서 하나의 드라이브회로를 포함하는 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils and a single drive circuit, according to an exemplary embodiment.
도 38은 일 실시예에 따른 복수의 송신 코일 중 어느 하나를 드라이브 회로와 연결하는 복수의 스위치를 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for describing a plurality of switches connecting one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an exemplary embodiment.
이하, 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, an apparatus and various methods to which the embodiments are applied will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the foregoing description, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, although all of the components constituting the embodiments are described as being combined or operating in combination. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing the embodiments. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및 "전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiments, in the case of being described as being formed at "up (up) or down (down)", "before (front) or back (back)" of each component, "up (up) or down (Below) "and" before (before) or after (behind) "include both in which the two components are in direct contact with each other or one or more other components are formed disposed between the two components.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be included, unless otherwise stated, and thus excludes other components. It should be construed that it may further include other components instead. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms commonly used, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be construed in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured by those skilled in the art with respect to the related well-known technology, the detailed description thereof will be omitted.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiment, the apparatus for transmitting wireless power on the wireless power charging system is a wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, transmitter, transmitter, transmitter, transmitting side for convenience of description. A wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and a wireless charging device will be used in combination. In addition, as a representation of a device for receiving the wireless power from the wireless power transmitter, for convenience of description, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiver terminal, a receiver, a receiver, a receiver Terminals and the like may be used interchangeably.
실시예에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다. Wireless charging apparatus according to the embodiment may be configured in the form of a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling buried, a wall, etc., one transmitter receives a plurality of wireless power It may also transmit power to the device.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다. For example, the wireless power transmitter may not only be used on a desk or a table, but also may be developed and applied to an automobile and used in a vehicle. The wireless power transmitter installed in the vehicle may be provided in the form of a cradle that can be fixed and mounted simply and stably.
실시예에 따른 단말은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 실시예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, "디바이스"라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다. Terminal according to the embodiment is a mobile phone (smart phone), smart phone (smart phone), laptop computer (laptop computer), digital broadcasting terminal, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player), navigation, MP3 player, electric It may be used in small electronic devices such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing bobber, and the like, but is not limited to this. The term "terminal" or "device" may be used interchangeably. The wireless power receiver according to another embodiment may be mounted in a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, or the like.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 Air Fuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The wireless power receiver according to the embodiment may be provided with at least one wireless power transmission scheme, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters. Here, the wireless power transmission method may include at least one of the electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method. In particular, the wireless power receiving means supporting the electromagnetic induction method may include electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) and Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance). Can be. In addition, the wireless power receiving means supporting the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of the resonance method defined in the Air Fuel Alliance (formerly A4WP, Alliance for Wireless Power) standard mechanism of the wireless charging technology standard mechanism.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.In general, the wireless power transmitter and the wireless power receiver constituting the wireless power system may exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication. Here, in-band communication and BLE communication may be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, or the like. For example, the wireless power receiver may transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching ON / OFF the current induced through the receiving coil in a predetermined pattern. The information transmitted by the wireless power receiver may include various state information including received power strength information. In this case, the wireless power transmitter may calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power strength information.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless charging system includes a wireless power transmitter 10 that largely transmits power wirelessly, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 30 that receives the received power. Can be configured.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission. In another example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 perform out-of-band communication for exchanging information using a separate frequency band different from an operating frequency used for wireless power transmission. It can also be done.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, the information exchanged between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may include control information as well as status information of each other. Here, the status information and control information exchanged between the transmitting and receiving end will be more clear through the description of the embodiments to be described later.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but are not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may provide one-way communication or half-duplex communication.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, the unidirectional communication may be performed by the wireless power receiver 20 only transmitting information to the wireless power transmitter 10, but is not limited thereto. The wireless power transmitter 10 may transmit information to the wireless power receiver 20. It may be to transmit.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. In the half-duplex communication method, bidirectional communication between the wireless power receiver 20 and the wireless power transmitter 10 is possible, but at one time, only one device may transmit information.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다. The wireless power receiver 20 according to an embodiment may obtain various state information of the electronic device 30. For example, the state information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage / current information, and the like. The information may be obtained from the electronic device 30 and may be utilized for wireless power control.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.For example, as illustrated by reference numeral 200a, the wireless power receiver 20 may be configured with a plurality of wireless power receivers, and a plurality of wireless power receivers are connected to one wireless power transmitter 10 so that the wireless Charging may also be performed. In this case, the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to the plurality of wireless power receivers in a time division manner, but is not limited thereto. As another example, the wireless power transmitter 10 may be configured for each wireless power receiver. By using different allocated frequency bands, power may be distributed and transmitted to a plurality of wireless power receivers.
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.In this case, the number of wireless power receivers that can be connected to one wireless power transmitter is adapted based on at least one of required power for each wireless power receiver, battery charge state, power consumption of the electronic device, and available power of the wireless power transmitter. Can be determined as
다른 일 예로, 도 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다. As another example, as illustrated in FIG. 200B, the wireless power transmitter 10 may include a plurality of wireless power transmitters. In this case, the wireless power receiver 20 may be connected to a plurality of wireless power transmitters at the same time, and may simultaneously receive power from the connected wireless power transmitters and perform charging. In this case, the number of wireless power transmitters connected to the wireless power receiver 20 is adaptively based on the required power of the wireless power receiver 20, the state of charge of the battery, the power consumption of the electronic device, the available power of the wireless power transmitter, and the like. Can be determined.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing a detection signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.For example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmitting coils 111, 112, and 113. Each transmission coil may overlap some other area with another transmission coil, and the wireless power transmitter may detect a predetermined detection signal 117, 127 for detecting the presence of the wireless power receiver through each transmission coil, for example, Digital ping signals are sent sequentially in a predefined order.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)(또는 신호 세기 패킷)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다. As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary detection signal transmission procedure illustrated in FIG. 110, and receives a signal strength indicator from the wireless power receiver 115. The strength indicator 116 (or signal strength packet) may identify the received transmission coils 111, 112. Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in FIG. 120, and transmits power among the transmission coils 111 and 112 where the signal strength indicator 126 is received. The efficiency (or charging efficiency)-that is, the alignment between the transmitting coil and the receiving coil-can identify a good transmitting coil and control that power can be sent through the identified transmitting coil-i.e. wireless charging is made. .
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs two sensing signal transmission procedures is to more accurately identify which transmitting coil is well aligned with the receiving coil of the wireless power receiver.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다. If the signal strength indicators 116 and 126 are received at the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112, as shown in the reference numerals 110 and 120 of FIG. 3, the wireless power transmitter. Based on the signal strength indicator 126 received at each of the first transmitting coil 111 and the second transmitting coil 112 selects the best-aligned transmitting coil and performs wireless charging using the selected transmitting coil. .
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC standard.
도 4를 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 4, power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC standard is largely selected from a selection phase 410, a ping phase 420, an identification and configuration phase 430, It may be divided into a power transfer phase 440.
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The selection step 410 may be a step of transitioning when a specific error or a specific event is detected while starting or maintaining the power transmission. Here, specific errors and specific events will be apparent from the following description. In addition, in the selection step 410, the transmitter may monitor whether an object exists on the interface surface. If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to the ping step 420 (S401). In the selection step 410, the transmitter transmits a very short pulse of an analog ping signal, and may detect whether an object exists in an active area of the interface surface based on a change in current of a transmitting coil.
핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).In ping step 420, when an object is detected, the transmitter activates the receiver and sends a digital ping to identify whether the receiver is a receiver that is compliant with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal (for example, a signal strength indicator) from the receiver in response to the digital ping in step 420, it may transition back to the selection step 410 (S402). In addition, in the ping step 420, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission is completed, that is, a charging completion signal, from the receiver, the transmitter may transition to the selection step 410 (S403).
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).When the ping step 420 is completed, the transmitter may transition to the identification and configuration step 430 for collecting receiver identification and receiver configuration and status information (S404).
식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S405).In the identification and configuration step 430, the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, a packet transmission error, or a power transmission contract. If this is not set (no power transfer contract) it may transition to the selection step (410) (S405).
수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(440)로 천이할 수 있다(S406).When identification and configuration of the receiver is completed, the transmitter may transition to a power transmission step 440 for transmitting wireless power (S406).
전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S407).In the power transfer step 440, the transmitter receives an unexpected packet, the desired packet has not been received for a predefined time, or a violation of a preset power transfer contract occurs. transfer contract violation), if the filling is completed, the transition to the selection step (410) (S407).
또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).In addition, in the power transmission step 440, if it is necessary to reconfigure the power transmission contract in accordance with the change in the transmitter state, the transmitter may transition to the identification and configuration step 430 (S408).
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be set based on state and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter state information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver state information may include information about required power.
도 5는 WPC(Qi) 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure defined in the WPC (Qi) standard.
도 5를 참조하면, WPC(Qi) 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 5, power transmission from a transmitter to a receiver according to the WPC (Qi) standard is largely selected as a selection phase 510, a ping phase 520, an identification and configuration phase, and so on. 530, a negotiation phase 540, a calibration phase 550, a power transfer phase 560, and a renegotiation phase 570.
선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S502, S504, S507, S510, S512일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링 할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S501). 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The selection step 510 may be a transition step, for example, S502, S504, S507, S510, and S512 when a specific error or a specific event is detected while starting or maintaining power transmission. Here, specific errors and specific events will be apparent from the following description. In addition, in the selection step 510, the transmitter may monitor whether an object exists on the interface surface. If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, the transmitter may transition to the ping step 520 (S501). In the selection step 510, the transmitter transmits a very short pulse of an analog ping signal and an object in the active area of the interface surface based on the current change of the transmitting coil or the primary coil. Can detect the presence of
핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다(S502). 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다(S502).In ping step 520, when an object is detected, the transmitter activates the receiver and sends a digital ping to identify whether the receiver is a receiver that is compliant with the WPC standard. If the transmitter does not receive a response signal (eg, a signal strength packet) for the digital ping from the receiver in the ping step 520, it may transition back to the selection step 510 (S502). In addition, in the ping step 520, when the transmitter receives a signal indicating that power transmission is completed, that is, a charging completion packet, it may transition to the selection step 510 (S502).
핑 단계(520)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다(S503).When the ping step 520 is completed, the transmitter may transition to the identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and status information (S503).
식별 및 구성 단계(530)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다(S504).In the identification and configuration step 530, the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, a packet transmission error, or a power transmission contract. If this is not set (no power transfer contract) it may transition to the selection step (510) (S504).
송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.The transmitter may determine whether entry into the negotiation step 540 is necessary based on a negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530.
확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행 및 파워 전송 계약을 할 수 있다(S505).As a result of the check, if negotiation is necessary, the transmitter may enter a negotiation step 540 to perform a predetermined FOD detection procedure and make a power transmission contract (S505).
반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다(S506).On the other hand, if it is determined that negotiation is not necessary, the transmitter may immediately enter the power transmission step 560 (S506).
협상 단계(540)에서, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 파워 전송 계약을 할 수 있다. 상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.In negotiation step 540, the wireless power transmitter and the wireless power receiver may make a power transmission contract. The power transmission contract may be set based on state and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter state information may include information about the maximum amount of power that can be transmitted, information about the maximum number of receivers that can be accommodated, and the receiver state information may include information about required power.
또한, 파워 전송 계약은 보장된 전력을 포함할 수 있다. 파워 전송 계약의 보장된 전력은 무선 전력 송신기와 무선전력 수신기가 전력 전송 단계에서 무선 충전 시 전송하기로 정해진 전력 세기 값일 수 있다. 파워 전송 계약의 보장된 전력은 디폴트 값을 구비할 수 있다. 또한, 파워 전송 계약의 보장된 전력은 무선 전력 송신기의 보장된 전력과 무선전력 수신기의 요구 전력에 기초하여 정해 질 수 있다. 파워 전송 계약의 보장된 전력을 정하는 것에 대한 자세한 설명은 후술 한다. 파워 전송 계약의 보장된 전력과 무선 전력송신기의 보장된 전력은 차이가 있음을 주의해야 한다. 즉, 파워 전송 계약의 보장된 전력은 전력 전송 단계에서 송출되는 전력 세기 값이고, 무선 전력 송신기의 보장된 전력은 무선 전력 송신기가 송출 가능한 전력 세기 값일 수 있다. 무선 전력 송신기의 보장된 전력은 전력 송신기 능력 패킷에 기록된 정보일 수 있고, 이에 대한 자세한 설명은 후술 한다.  In addition, the power transfer agreement may include guaranteed power. The guaranteed power of the power transmission contract may be a power intensity value determined by the wireless power transmitter and the wireless power receiver to transmit during wireless charging in the power transmission phase. The guaranteed power of the power transfer agreement may have a default value. In addition, the guaranteed power of the power transmission contract can be determined based on the guaranteed power of the wireless power transmitter and the required power of the wireless power receiver. A detailed description of determining the guaranteed power of a power transmission contract will be given later. Note that there is a difference between the guaranteed power of the power transmission contract and the guaranteed power of the wireless power transmitter. That is, the guaranteed power of the power transmission contract may be a power intensity value transmitted in the power transmission step, and the guaranteed power of the wireless power transmitter may be a power intensity value that the wireless power transmitter can transmit. The guaranteed power of the wireless power transmitter may be information recorded in the power transmitter capability packet, which will be described later.
또한, 협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다.In addition, in the negotiation step 540, the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value. In this case, the transmitter may determine a threshold for FO detection based on the reference quality factor value.
송신기는 결정된 FO 검출을 위한 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The transmitter may detect whether the FO exists in the charging region by using the determined threshold for FO detection and the currently measured quality factor value, and control power transmission according to the FO detection result. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다(S507). 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐(S508) 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다(S509). 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.If the FO is detected, the transmitter may return to the selection step 510 (S507). On the other hand, when the FO is not detected, the transmitter may enter the power transmission step 560 through the correction step 550 (S508) (S509). In detail, when the FO is not detected, the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end in the correction step 550, and determines the power loss at the receiving end and the transmitting end to determine the strength of the power transmitted by the transmitting end. It can be measured. That is, the transmitter may predict the power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver in the correction step 550. The transmitter according to an embodiment may correct the threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.
전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다(S510).In power transmission step 540, the transmitter receives an unexpected packet, an outgoing desired packet for a predefined time, or a violation of a predetermined power transmission contract occurs. transfer contract violation), if the filling is complete, the transition to the selection step (510) (S510).
또한, 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다(S511). In addition, in the power transmission step 540, if it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to the change in the transmitter state, the transmitter may transition to the renegotiation step 570 (S511).
재협상 단계(570)에서, 파워 전송 계약 등 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다(S513). 또한, 재협상 단계(570)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다(S512).In the renegotiation step 570, if the renegotiation such as a power transmission contract is normally completed, the transmitter may return to the power transmission step 560 (S513). Further, in the renegotiation step 570, the transmitter receives an unexpected packet, a desired packet has not been received for a predefined time, or a violation of a preset power transmission contract occurs ( power transfer contract violation), if the charging is completed, the transition to the selection step (510) (S512).
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.Referring to FIG. 6, the wireless power transmitter 600 may largely include a power converter 610, a power transmitter 620, a communication unit 630, a controller 640, and a sensor 650. . It should be noted that the configuration of the wireless power transmitter 600 is not necessarily an essential configuration, and may include more or fewer components.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6, when power is supplied from the power supply unit 660, the power converter 610 may perform a function of converting the power into power of a predetermined intensity.
이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 증폭기(612)를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the power converter 610 may include a DC / DC converter 611 and an amplifier 612.
DC/DC 변환부(611)는 전원부(660)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The DC / DC converter 611 may perform a function of converting DC power supplied from the power supply unit 660 into DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 640.
이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 또한, 센싱부(650)는 전자파의 과방사 여부 판단을 위해 전력 전송부(620)에서 방사되는 전자파 세기를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수 도 있다. 또한, 센싱부(650)는 전자파 간섭을 판단하기 위해 무선 전력 송신기(600)의 외부 전자파의 세기 및 주파수를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수 도 있다.In this case, the sensing unit 650 may measure the voltage / current of the DC-converted power and provide the same to the control unit 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 600 to determine whether overheating occurs, and provide the measurement result to the controller 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the electromagnetic wave intensity radiated from the power transmitter 620 to determine whether the electromagnetic wave is over-radiated, and provide the measurement result to the controller 640. In addition, the sensing unit 650 may measure the intensity and frequency of the external electromagnetic wave of the wireless power transmitter 600 and determine the electromagnetic interference, and may provide the measurement result to the controller 640.
제어부(640)는 송신기 상태 정보, 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값, 내부 온도 값, 전자파 값, 외부 전자파의 세기와 주파수 등에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다. The controller 640 adaptively supplies power from the power supply unit 650 based on the transmitter state information, the voltage / current value measured by the sensing unit 650, the internal temperature value, the electromagnetic wave value, the intensity and frequency of the external electromagnetic wave, and the like. Block the power supply to the amplifier 612. To this end, one side of the power converter 610 may be further provided with a predetermined power cut-off circuit for cutting off the power supplied from the power supply unit 650, or cut off the power supplied to the amplifier 612.
또한, 제어부(640)는 전력 전송 단계에서 송신기 상태 정보, 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값, 내부 온도 값, 전자파 세기 값, 외부 전자파의 세기와 주파수 등에 기반하여 무선 전력 수신기와 파워 전송 계약을 수정하기 위하여 재협상 단계를 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(640)는 재협상 단계를 수행하기 위한 소정 패킷을 생성하여 변조부(631)에 전송할 수 있다. 변조부(631)에 의해 변조된 신호는 송신 코일(622) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 수신기에 전송될 수 있다. 예를 들어, 제어부(640)는 수신 전력 패킷 수신 후 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계를 수행할 수 있다. 증폭기(612)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(612)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. In addition, the control unit 640 and the wireless power receiver based on the transmitter status information, the voltage / current value, the internal temperature value, the electromagnetic wave intensity value, the intensity and frequency of the external electromagnetic wave measured in the power transmission step The renegotiation phase can be performed to modify the power transfer agreement. To this end, the controller 640 may generate a predetermined packet for performing the renegotiation step and transmit the predetermined packet to the modulator 631. The signal modulated by the modulator 631 may be transmitted to the wireless power receiver through the transmitting coil 622 or a separate coil (not shown). For example, the controller 640 may perform a renegotiation step by transmitting a NAK packet after receiving a received power packet. The amplifier 612 may adjust the intensity of the DC / DC converted power according to the control signal of the controller 640. For example, the controller 640 may receive power reception state information or (and) power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 630, and may be based on the received power reception state information or (and) power control signal. The amplification factor of the amplifier 612 can be dynamically adjusted. For example, the power reception state information may include, but is not limited to, strength information of the rectifier output voltage and strength information of a current applied to the receiving coil. The power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The power transmitter 620 may include a multiplexer 621 (or a multiplexer) and a transmission coil 622. In addition, the power transmitter 620 may further include a carrier generator (not shown) for generating a specific operating frequency for power transmission.
반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 증폭기(612)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 설명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(621)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(612) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다. The carrier generator may generate a specific frequency for converting the output DC power of the amplifier 612 received through the multiplexer 621 into AC power having a specific frequency. In the above description, the AC signal generated by the carrier generator is mixed with the output terminal of the multiplexer 621 to generate AC power. However, this is only one embodiment, and the other example is before the amplifier 612. Note that it may be mixed in stages or later.
일 실시예에 따른 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.Frequency of AC power delivered to each transmission coil according to one embodiment may be different from each other, and another embodiment each using a predetermined frequency controller with a function to adjust the LC resonance characteristics differently for each transmission coil It is also possible to set different resonant frequencies for each transmission coil.
그러나, 복수의 송신 코일 각각에서 발생되는 공진 주파수가 상이한 경우, 이를 제어하는 별도의 주파수 제어기가 필요하여 무선 전력 송신기의 크기가 커질 수 있고, 따라서, 일 실시예에서는 무선 전력 송신기가 복수의 송신 코일을 포함하더라도 동일한 공진 주파수를 이용하여 전력을 전송하는 경우를 도 35 내지 도 37에서 설명한다.However, when the resonant frequencies generated in each of the plurality of transmitting coils are different, a separate frequency controller for controlling the same may be required, thereby increasing the size of the wireless power transmitter. 35 to 37 illustrate a case in which power is transmitted using the same resonant frequency, even if including.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 전송부(620)는 증폭기(612)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the power transmitter 620 includes a multiplexer 621 and a plurality of transmit coils 622—that is, a first to control the output power of the amplifier 612 to be transmitted to the transmit coil. To n-th transmission coils.
일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 제3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(612) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.When a plurality of wireless power receivers are connected, the controller 640 according to an embodiment may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil. For example, three wireless power receivers, i.e., the first through third wireless power receivers, are identified in the wireless power transmitter 600 through three different transmission coils, i.e., the first through third transmission coils. In this case, the controller 640 may control the multiplexer 621 to control power to be transmitted through a specific transmission coil in a specific time slot. In this case, the amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver may be controlled according to the length of the time slot allocated to each transmitting coil, but this is only one embodiment. By controlling the amplification factor of the amplifier 612 of the wireless power receiver may be controlled to transmit power.
제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.The controller 640 may control the multiplexer 621 to sequentially transmit the sensing signals through the first to nth transmitting coils 622 during the first sensing signal transmission procedure. In this case, the controller 640 may identify a time point at which the detection signal is transmitted by using the timer 655. When the detection signal transmission time arrives, the control unit 640 controls the multiplexer 621 to detect the detection signal through the corresponding transmission coil. Can be controlled to be sent. For example, the timer 650 may transmit a specific event signal to the controller 640 at a predetermined period during the ping transmission step. When the corresponding event signal is detected, the controller 640 controls the multiplexer 621 to transmit the specific event signal. The digital ping can be sent through the coil.
또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. In addition, the control unit 640 stores a predetermined transmission coil identifier and a corresponding transmission coil for identifying which transmission coil has received a signal strength indicator from the demodulator 632 during the first detection signal transmission procedure. Signal strength indicator received through the can be received. Subsequently, in the second detection signal transmission procedure, the control unit 640 controls the multiplexer 621 so that the detection signal may be transmitted only through the transmission coil (s) in which the signal strength indicator was received during the first detection signal transmission procedure. You may. As another example, the controller 640 transmits the second sensed signal to the transmit coil in which the signal strength indicator having the largest value is received when there are a plurality of transmit coils in which the signal intensity indicator is received during the first sensed signal transmit procedure. In the procedure, the sensing signal may be determined as the transmitting coil to be transmitted first, and the multiplexer 621 may be controlled according to the determination result.
변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The modulator 631 may modulate the control signal generated by the controller 640 and transmit the modulated control signal to the multiplexer 621. Here, the modulation scheme for modulating the control signal is a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a PSK (Phase Shift Keying) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, a differential 2 Differential bi-phase modulation schemes may be included, but is not limited thereto.
복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.When a signal received through the transmitting coil is detected, the demodulator 632 may demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 640. Here, the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for controlling power during wireless power transmission, an end of charge (EOC) indicator, an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, and the like. However, the present invention is not limited thereto, and may include various state information for identifying a state of the wireless power receiver.
또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. In addition, the demodulator 632 may identify from which transmission coil the demodulated signal is received, and may provide the control unit 640 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.
일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다. For example, the wireless power transmitter 600 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that communicates with the wireless power receiver using the same frequency used for wireless power transmission.
또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, the wireless power transmitter 600 may not only transmit wireless power using the transmission coil 622 but also exchange various information with the wireless power receiver through the transmission coil 622. As another example, the wireless power transmitter 600 further includes a separate coil corresponding to each of the transmission coils 622 (that is, the first to nth transmission coils), and wireless power using the separate coils provided. Note that in-band communication with the receiver may also be performed.
이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.In the description of FIG. 6, the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver perform in-band communication by way of example. However, this is only one embodiment, and is a frequency band used for wireless power signal transmission. Short-range bidirectional communication may be performed through a frequency band different from that of FIG. For example, the short-range bidirectional communication may be any one of low power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and Zigbee communication.
도 7은 상기 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 6.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the wireless power receiver 700 includes a receiving coil 710, a rectifier 720, a DC / DC converter 730, a load 740, a sensing unit 750, and a communication unit ( 760), and may include a main controller 770. Herein, the communication unit 760 may include at least one of a demodulator 761 and a modulator 762.
상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다. Although the wireless power receiver 700 illustrated in the example of FIG. 7 is illustrated as being capable of exchanging information with the wireless power transmitter 600 through in-band communication, this is only one embodiment. The communication unit 760 according to the embodiment may provide short-range bidirectional communication through a frequency band different from the frequency band used for wireless power signal transmission.
수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(710)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.AC power received through the receiving coil 710 may be delivered to the rectifier 720. The rectifier 720 may convert AC power into DC power and transmit the DC power to the DC / DC converter 730. The DC / DC converter 730 may convert the strength of the rectifier output DC power into a specific intensity required by the load 740 and then transfer it to the load 740. In addition, the receiving coil 710 may include a plurality of receiving coils (not shown), that is, the first to nth receiving coils. Frequency of AC power delivered to each receiving coil (not shown) according to one embodiment may be different from each other, another embodiment is a predetermined frequency controller with a function to adjust the LC resonance characteristics differently for each receiving coil It is also possible to set a different resonant frequency for each receiving coil by using a.
센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다. The sensing unit 750 may measure the intensity of the rectifier 720 output DC power and provide the same to the main controller 770. In addition, the sensing unit 750 may measure the strength of the current applied to the receiving coil 710 according to the wireless power reception, and may transmit the measurement result to the main controller 770. In addition, the sensing unit 750 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 700 and provide the measured temperature value to the main controller 770.
일 예로, 주제어부(770)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the main controller 770 may determine whether the overvoltage occurs by comparing the measured intensity of the rectifier output DC power with a predetermined reference value. As a result of the determination, when the overvoltage is generated, a predetermined packet indicating that the overvoltage has occurred may be generated and transmitted to the modulator 762. Here, the signal modulated by the modulator 762 may be transmitted to the wireless power transmitter through the receiving coil 710 or a separate coil (not shown). In addition, when the intensity of the rectifier output DC power is greater than or equal to a predetermined reference value, the main controller 770 may determine that a sensing signal has been received. When the sensing signal is received, a signal strength indicator corresponding to the sensing signal may be modulated. Can be transmitted to the wireless power transmitter. As another example, the demodulator 761 demodulates an AC power signal or a rectifier 720 output DC power signal between the receiving coil 710 and the rectifier 720 to identify whether a detection signal is received, and then, the main subject of the identification result. It may be provided to the unit 770. In this case, the main controller 770 may control the signal strength indicator corresponding to the sensing signal to be transmitted through the modulator 762.
또한, 주제어부(770)는 재협상 단계를 수행하기 위한 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 송신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 수신기에 전송될 수 있다. 일 예로, 주제어부(770)는 수신 전력 패킷 송신 후 NAK 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷 요청을 위한 일반 요구 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 다른 예로, 주제어부(770)는 수신 전력 패킷 송신 후 NAK 패킷을 수신하면 재협상 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다.In addition, the main controller 770 may generate a predetermined packet for performing the renegotiation step and transmit the predetermined packet to the modulator 762. The signal modulated by the modulator 762 may be transmitted to the wireless power receiver through the transmission coil 710 or a separate coil (not shown). For example, when the main controller 770 receives the NAK packet after transmitting the received power packet, the main controller 770 may generate a general request packet for the power transmitter capability packet request and transmit the generated request packet to the modulator 762. As another example, when the main control unit 770 receives the NAK packet after transmitting the received power packet, the main control unit 770 may generate a renegotiation packet and transmit it to the modulator 762.
도 8은 일 실시예에 따른 무선 전력 신호의 변조 및 복조 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for describing a method of modulating and demodulating a wireless power signal, according to an exemplary embodiment.
도 8의 도면 번호 810에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 동일한 주기를 가지는 내부 클락 시그널에 기반하여 전송 대상 패킷을 인코딩하거나 디코딩할 수 있다.As shown in reference numeral 810 of FIG. 8, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may encode or decode a transmission target packet based on an internal clock signal having the same period.
이하에서는 상기 도 1 내지 도 8을 참조하여, 전송 대상 패킷의 인코딩 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of encoding a transmission target packet will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.
상기 도 1을 참조하면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)가 특정 패킷을 전송하지 않는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 41에 도시된 바와 같이, 특정 주파수를 가진 변조되지 않은 교류 신호일 수 있다. 반면, 무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)이 특정 패킷을 전송하는 경우, 무선 전력 신호는 도 1의 도면 번호 42에 도시된 바와 같이, 특정 변조 방식으로 변조된 교류 신호일 수 있다. 일 예로, 변조 방식은 진폭 변조 방식, 주파수 변조 방식, 주파수 및 진폭 변조 방식, 위상 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, when the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 does not transmit a specific packet, the wireless power signal is modulated with a specific frequency, as shown by reference numeral 41 of FIG. 1. AC signal may not be. On the other hand, when the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 transmits a specific packet, the wireless power signal may be an AC signal modulated by a specific modulation scheme as shown in FIG. For example, the modulation scheme may include, but is not limited to, an amplitude modulation scheme, a frequency modulation scheme, a frequency and amplitude modulation scheme, a phase modulation scheme, and the like.
무선 전력 송신단(10) 또는 무선 전력 수신단(20)에 의해 생성된 패킷의 이진 데이터는 도면 번호 820과 같이 차등 2단계 인코딩(Differential bi-phase encoding) 이 적용될 수 있다. 상세하게, 차등 2단계 인코딩은 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.Differential bi-phase encoding may be applied to binary data of a packet generated by the wireless power transmitter 10 or the wireless power receiver 20 as shown in FIG. Specifically, differential two-stage encoding allows two state transitions to encode data bit 1 and one state transition to encode data bit zero. That is, data bit 1 is encoded such that a transition between a HI state and a LO state occurs at a rising edge and a falling edge of the clock signal, and data bit 0 is HI at the rising edge of the clock signal. The transition between state and LO state may be encoded to occur.
인코딩된 이진 데이터는 상기 도면 번호 830에 도시된 바와 같은, 바이트 인코딩 기법이 적용될 수 있다. 도면 번호 830을 참조하면, 일 실시예에 따른 바이트 인코딩 기법은 8비트의 인코딩된 이진 비트 스트림에 대해 해당 비트 스트림의 시작과 종류를 식별하기 위한 시작 비트(Start Bit) 및 종료 비트(Stop Bit), 해당 비트 스트림(바이트)의 오류 발생 여부를 감지하기 위한 페리티 비트(Parity Bit)가 삽입하는 방법일 수 있다.The encoded binary data may be applied with a byte encoding scheme, as shown at 830. Referring to FIG. 830, the byte encoding scheme according to an embodiment includes a start bit and a stop bit for identifying a start and type of a corresponding bit stream for an 8-bit encoded binary bit stream. The method may be a method of inserting a parity bit for detecting whether an error of a corresponding bit stream (byte) occurs.
도 9는 일 실시예에 따른 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a packet format, according to an exemplary embodiment.
도 9를 참조하면, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(900)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 910) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 920) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 930) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위한 체크썸(Checksum, 940) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 9, a packet format 900 used for information exchange between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may be used for acquiring synchronization for demodulating the packet and identifying the correct start bit of the packet. Preamble (910) field, a header (Header, 920) field for identifying the type of the message included in the packet, a message for transmitting the contents (or payload) of the packet (Message, 930) and a checksum (940) field for checking whether an error has occurred in the corresponding packet.
패킷 수신단은 헤더(920) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(930)의 크기를 식별할 수도 있다.The packet receiver may identify the size of the message 930 included in the packet based on the header 920 value.
또한, 헤더(920)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(920) 값은 서로 다른 단계에서 동일한 값이 정의될 수도 있다. 일 예로, 도 10 및 도 24을 참조하면, 무선 전력 송신 장치가 전송하는 24 비트 수신 전력(24-bit Received Power) 패킷 및 무선 전력 송신 장치가 전송하는 전력 송신기 능력(Power Transmitter Capability) 패킷에 대응되는 헤더 값은 0x31로 동일할 수 있음을 주의해야 한다.In addition, the header 920 may be defined in each step of the wireless power transfer procedure, and in some, the same value may be defined in different steps of the header 920. For example, referring to FIGS. 10 and 24, a 24-bit received power packet transmitted by the wireless power transmitter and a power transmitter capability packet transmitted by the wireless power transmitter correspond to each other. Note that the header value may be equal to 0x31.
메시지(930)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(930) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The message 930 includes data to be transmitted at the transmitting end of the packet. For example, the data included in the message 930 field may be a report, a request, or a response to the counterpart, but is not limited thereto.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷을 전송한 송신단을 식별하기 위한 송신단 식별 정보, 해당 패킷을 수신할 수신단을 식별하기 위한 수신단 식별 정보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 여기서, 송신단 식별 정보 및 수신단 식별 정보는 IP 주소 정보, MAC 주소 정보, 제품 식별 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 충전 시스템상에서 수신단 및 송신단을 구분할 수 있는 정보이면 족하다.The packet 900 according to another embodiment of the present invention may further include at least one of a transmitter identification information for identifying a transmitter that transmitted the packet and a receiver identification information for identifying a receiver for receiving the packet. Here, the transmitter identification information and the receiver identification information may include IP address information, MAC address information, product identification information, and the like, but are not limited thereto and may be information capable of distinguishing a receiver and a transmitter from a wireless charging system.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 패킷(900)은 해당 패킷이 복수의 장치에 의해 수신되어야 하는 경우, 해당 수신 그룹을 식별하기 위한 소정 그룹 식별 정보가 더 포함될 수도 있다.The packet 900 according to another embodiment of the present invention may further include predetermined group identification information for identifying the corresponding reception group when the packet is to be received by a plurality of devices.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송되는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing types of packets transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter, according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷은 감지된 핑 신호의 세기 정보를 전송하기 위한 신호 세기(Signal Strength) 패킷, 송신기가 전력 전송을 중단하도록 요청하기 위한 전력 전송 종료(End Power Transfer) 패킷, 송출 전력 제어를 위한 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력을 조정하기까지 대기하는 시간 정보를 전송하기 위한 전력 제어 보류(Power Control Hold-off) 패킷, 수신기의 구성 정보를 전송하기 위한 구성(Configuration)) 패킷, 수신기 식별 정보를 전송하기 위한 식별(Identification) 패킷 및 확장 식별(Extended Identification) 패킷, 일반 요구 메시지를 전송하기 위한 일반 요구(General Request) 패킷, 특별 요구 메시지를 전송하기 위한 특별 요구(Specific Request) 패킷, FO 검출을 위한 기준 품질 인자 값을 전송하기 위한 FOD 상태(FOD Status) 패킷, 송신기의 송출 전력을 제어하기 위한 제어 오류(Control Error) 패킷, 재협상 개시를 위한 재협상(Renegotiate) 패킷, 수신 전력의 세기 정보를 전송하기 위한 24비트 수신 전력(24-bit Received Power) 패킷 및 8비트 수신 전력(8-bit Received Power) 패킷 및 현재 부하의 충전 상태 정보를 전송하기 위한 충전 상태(Charge Status) 패킷을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, a packet transmitted from a wireless power receiver to a wireless power transmitter includes a signal strength packet for transmitting strength information of a detected ping signal, and power transmission termination for requesting the transmitter to stop power transmission. (End Power Transfer) packet, power control hold-off packet for transmitting time information waiting to adjust actual power after receiving control error packet for transmitting power control, transmitting configuration information of receiver Configuration packet for transmission, identification packet for transmitting receiver identification information and extended identification packet, general request packet for transmitting general request message, and special request message for transmission. Special Request packet for sending, FOD Status packet for sending reference quality factor values for FO detection A control error packet for controlling the transmission power of the transmitter, a renegotiate packet for initiating renegotiation, a 24-bit received power packet for transmitting strength information of received power, and 8 It may include a 8-bit Received Power packet and a Charge Status packet for transmitting the charging status information of the current load.
상기한 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로 전송하는 패킷들은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 이용한 인밴드 통신을 이용하여 전송될 수 있다.Packets transmitted from the wireless power receiver to the wireless power transmitter may be transmitted using in-band communication using the same frequency band as the frequency band used for wireless power transmission.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 신호 세기 패킷을 설명하기 위한 도면이다.11 illustrates a signal strength packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 신호 세기 패킷(1101)의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 신호 세기 값(Signal Strength Value)로 구성될 수 있다. 신호 세기 값은 송신 코일과 수신 코일 사이의 정합도(Degree of Coupling)를 가리킬 수 있으며, 디지털 핑 구간에서의 정류기 출력 전압, 출력 차단 스위치 등에서 측정된 개방 회로 전압, 수신 전력의 세기 등에 기반하여 산출된 값일 수 있다. 신호 세기 값은 최저 0에서 최고 255까지의 범위를 가질 수 있으며, 특정 변수에 대한 실제 측정 값(U)이 해당 변수의 최대 값(Umax)과 동일한 경우, 255의 값을 가질 수 있다.Referring to FIG. 11, a message format of a signal strength packet 1101 may be configured as a signal strength value having a size of 1 byte. The signal strength value may indicate a degree of coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and is calculated based on the rectifier output voltage in the digital ping period, the open circuit voltage measured by the output disconnect switch, the intensity of the received power, and the like. It may be a value. The signal strength value may range from a minimum of 0 to a maximum of 255, and may have a value of 255 when the actual measured value U for a particular variable is equal to the maximum value Umax of the variable.
일 예로, 신호 세기 값(Signal Strength Value)은 U/Umax*256로 산출될 수 있다.As an example, the signal strength value may be calculated as U / Umax * 256.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 전송 종료 패킷을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for describing a power transmission end packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 12 를 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 전송 종료 패킷(1201)의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 전력 전송 종료 코드(End Power Transfer Code)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 12, the message format of the power transmission end packet 1201 according to an embodiment may be configured as an end power transfer code having a size of 1 byte.
무선 전력 수신 장치가 전력 전송 종료를 무선 전력 송신기에 요청하는 이유는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 손상(Battery Failure), 재구성(Reconfigure) 및 응답 없음(No Response), 노이즈 전류(Noise Current) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 전송 중단 코드는 새로운 전력 전송 종료 이유 각각에 대응하여 추가 정의될 수도 있음을 주의해야 한다.The reason why the wireless power receiver requests the wireless power transmitter to terminate the power transmission is because of charge completion, internal fault, over temperature, over voltage, over current, and battery. It may include, but is not limited to, Battery Failure, Reconfigure and No Response, and Noise Current. It should be noted that the power transfer abort code may be further defined for each new power transfer termination reason.
충전 완료는 수신기 배터리의 충전이 완료되었음을 사용될 수 있다. 내부 오류는 수신기 내부 동작에 있어서의 소프트웨어적 또는 논리적인 오류가 감지되었을 때 사용될 수 있다. The charging completion may be used that the charging of the receiver battery is completed. Internal errors can be used when a software or logical error in receiver internal operation is detected.
과열/과전압/과전류는 수신기에서 측정된 온도/전압/전류 값이 각각에 대해 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다. The overheat / overvoltage / overcurrent can be used when the temperature / voltage / current values measured at the receiver exceed the thresholds defined for each.
배터리 손상은 수신기 배터리에 문제가 발생된 것으로 판단되었을 경우 사용될 수 있다. Battery damage can be used if it is determined that a problem has occurred with the receiver battery.
재구성은 전력 전송 조건에 대한 재협상이 필요한 경우 사용될 수 있다.Reconfiguration can be used when renegotiation for power transfer conditions is required.
응답 없음은 제어 오류 패킷에 대한 송신기의 응답-즉, 전력의 세기를 증가시키거나 감소시키는 것을 의미함-이 정상적이지 않은 것으로 판단된 경우 사용될 수 있다.No response may be used if it is determined that the transmitter's response to the control error packet, i.e., to increase or decrease the power strength, is not normal.
노이즈 전류는 과전류와 달리 인버터에서 스위칭시 발생하는 노이즈로 수신기에서 측정된 노이즈 전류 값이 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.Unlike the overcurrent, the noise current is a noise generated when switching in the inverter and may be used when the noise current value measured at the receiver exceeds a defined threshold value.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 전력 제어 보류 패킷을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a diagram for describing a power control suspension packet according to a wireless power transmission procedure according to one embodiment. FIG.
도 13을 참조하면, 전력 제어 보류 패킷(1301)의 메시지 포맷은 전력 제어 보류 시간(T_delay; Power Control Hole - Off Time)을 포함하여 구성될 수 있다. 전력 제어 보류 패킷(1301)은 식별 및 구성 단계 동안 복수개가 전송될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 보류 패킷(1301)은 7개까지 전송될 수 있다. 전력 제어 보류 시간(T_delay)은 미리 정의된 전력 제어 보류 최소 시간(T_min: 5ms)과 전력 제어 보류 최대 시간(T_max: 205ms) 사이의 값을 가질 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계에서 마지막으로 수신된 전력 제어 보류 패킷(1301)의 전력 제어 보류 시간을 이용하여 전력 제어를 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치는 식별 및 구성 단계에서 전력 제어 보류 패킷(1301)이 수신되지 않은 경우, 상기 T_min 값을 T_delay 값으로 사용할 수 있다. Referring to FIG. 13, the message format of the power control hold packet 1301 may include a power control hold time (T_delay; Power Control Hole-Off Time). A plurality of power control hold packets 1301 may be transmitted during the identification and configuration phase. For example, up to seven power control suspension packets 1301 may be transmitted. The power control hold time T_delay may have a value between a predefined power control hold minimum time T_min: 5 ms and a power control hold maximum time T_max: 205 ms. The apparatus for transmitting power wirelessly may perform power control by using the power control holding time of the power control holding packet 1301 last received in the identifying and configuring step. In addition, the wireless power transmitter may use the T_min value as the T_delay value when the power control hold packet 1301 is not received in the identification and configuration steps.
전력 제어 보류 시간은 무선 전력 송신 장치가 가장 최근의 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력 제어를 수행하기 이전에 전력 제어를 수행하지 않고 대기해야 하는 시간을 의미할 수 있다.The power control holding time may refer to a time during which the wireless power transmitter waits without performing power control after receiving the most recent control error packet and before performing the actual power control.
도 14는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 구성 패킷을 설명하기 위한 도면이다.14 illustrates a configuration packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 14를 참조하면, 구성 패킷(1401)의 메시지 포맷은 5바이트의 길이를 가질 수 있으며, 전력 등급(Power Class) 필드, 최대 전력(Maximum Power) 필드, 전력 제어(Prop) 필드, 제로(Zero) 필드, 카운트(Count) 필드, 윈도우 사이즈(Window Size) 필드, 윈도우 옵셋(Window Offset) 필드, 협상(Neg) 필드, 극성(Polarity) 필드, 깊이(Depth) 필드 등을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 14, the message format of the configuration packet 1401 may have a length of 5 bytes, and includes a power class field, a maximum power field, a power control field, and zero. ) Field, count field, window size field, window offset field, negotiation field, polarity field, depth field, and the like. .
전력 등급 필드에는 해당 무선 전력 수신기에 할당된 전력 등급이 기록될 수 있다.The power class assigned to the wireless power receiver may be recorded in the power class field.
최대 전력 필드에는 무선 전력 수신기의 정류기 출력단에서 제공할 수 있는 최대 전력의 세기 값이 기록될 수 있다.In the maximum power field, the strength value of the maximum power that can be provided by the rectifier output of the wireless power receiver may be recorded.
일 예로, 전력 등급이 a이고 최대 전력이 b인 경우에 있어서, 무선 전력 수신 장치의 정류기 출력단에서 제공되길 바라는 최대 전력(Pmax)는 (b/2)*10^a로 산출될 수 있다. For example, when the power class is a and the maximum power is b, the maximum power Pmax desired to be provided at the rectifier output of the wireless power receiver may be calculated as (b / 2) * 10 ^ a.
전력 제어 필드에는 무선 전력 송신기에서의 전력 제어가 어떤 알고리즘에 따라 이루어져야 하는지를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 전력 제어 필드 값이 0이면, 표준에 정의된 전력 제어 알고리즘 적용을 의미하고, 전력 제어 필드 값이 1이면, 제조사에 의해 정의된 알고리즘에 따라 전력 제어가 이루어지는 것을 의미할 수 있다.The power control field may be used to indicate according to which algorithm the power control in the wireless power transmitter should be made. For example, if the power control field value is 0, this means that the power control algorithm is defined in the standard, and if the power control field value is 1, it may mean that power control is performed according to an algorithm defined by the manufacturer.
카운트 필드는 무선 전력 수신 장치가 식별 및 구성 단계에서 전송할 옵션 구성 패킷의 개수를 기록하기 위해 사용될 수 있다.The count field may be used to record the number of option configuration packets to be transmitted by the wireless power receiver in the identification and configuration steps.
윈도우 사이즈 필드는 평균 수신 파워 산출을 위한 윈도우 크기를 기록하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 윈도우 사이즈는 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.The window size field may be used to record the window size for calculating the average received power. As an example, the window size may be a positive integer value greater than 0 and having a unit of 4 ms.
윈도우 옵셋 필드는 평균 수신 파워 산출 윈도우 종료 시점부터 다음 수신 전력 패킷의 전송 시작 시점까지의 시간을 식별하기 위한 정보가 기록될 수 있다. 일 예로, 윈도우 옵셋은 0보다 크고, 4ms 단위를 가지는 양의 정수 값일 수 있다.The window offset field may record information for identifying the time from the end of the average received power calculation window to the start of the transmission of the next received power packet. As an example, the window offset may be a positive integer value greater than 0 and having a unit of 4 ms.
협상 필드는 값이 1이면, 무선 전력 송신 장치가 무선 전력 수신 장치에게 협상 단계에 들어가고 있음을 나타내는 ACK 응답을 보냅니다.If the Negotiation field is 1, the wireless power transmitter sends an ACK response indicating that the wireless power receiver is entering the negotiation phase.
극성 필드는 FSK의 극성을 결정할 수 있습니다. 일 예로, 극성 필드 값이 1이면, 무선 전력 송신 장치에 기본 FSK 극성을 사용함을 알려줍니다. 극성 필드 값이 0이면 무선 전력 송신 장치에 반전 FSK 극성을 사용함을 알려줍니다.The polarity field can determine the polarity of the FSK. For example, a polarity field value of 1 indicates that the wireless power transmitter uses the default FSK polarity. A zero polarity field indicates that the wireless power transmitter uses reverse FSK polarity.
깊이 필드는 FSK 변조 깊이를 선택할 수 있습니다.The depth field allows you to select the FSK modulation depth.
도 15는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 식별 패킷 및 확장 식별 패킷을 설명하기 위한 도면이다.15 illustrates an identification packet and an extended identification packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 15를 참조하면, 식별 패킷(1501)의 메시지 포맷은 버전 정보(Version Information) 필드, 제조사 정보(Manufacturer Information) 필드, 확장 지시자(Extension Indicator) 필드 및 기본 디바이스 식별 정보(Basic Device Identification Information) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 15, the message format of the identification packet 1501 includes a version information field, a manufacturer information field, an extension indicator field, and a basic device identification information field. It may be configured to include.
버전 정보 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치에 적용된 표준의 개정 버전 정보가 기록될 수 있다.In the version information field, revision version information of a standard applied to a corresponding wireless power receiver may be recorded.
제조사 정보 필드에는 해당 무선 전력 수신 장치를 제조한 제조사를 식별하기 위한 소정 식별 코드가 기록될 수 있다.In the manufacturer information field, a predetermined identification code for identifying the manufacturer who manufactured the corresponding wireless power receiver may be recorded.
확장 지시자 필드는 확장 디바이스 식별 정보를 포함하는 확장 식별 패킷(1502)이 존재하는지를 식별하기 위한 지시자일 수 있다. 일 예로, 확장 지시자 값이 0이면, 확장 식별 패킷이 존재하지 않음을 의미하고, 확장 지시자 값이 1이면, 확장 식별 패킷이 식별 패킷 이후에 존재함을 의미할 수 있다.The extension indicator field may be an indicator for identifying whether there is an extension identification packet 1502 including extension device identification information. For example, if the extension indicator value is 0, it may mean that there is no extension identification packet. If the extension indicator value is 1, it may mean that the extension identification packet is present after the identification packet.
도면 번호 1501 내지 1502를 참조하면, 확장 지시자 값이 0이면, 해당 무선 전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보와 기본 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다. 반면, 확장 지시자 값이 1이면, 해당 무선 전력 수신기를 위한 디바이스 식별자는 제조사 정보, 기본 디바이스 식별 정보 및 확장 디바이스 식별 정보의 조합으로 이루어질 수 있다.Referring to reference numerals 1501 to 1502, if the extension indicator value is 0, the device identifier for the corresponding wireless power receiver may be a combination of manufacturer information and basic device identification information. On the other hand, if the extended indicator value is 1, the device identifier for the corresponding wireless power receiver may be a combination of manufacturer information, basic device identification information and extended device identification information.
도 16은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 일반 요구 패킷을 설명하기 위한 도면이다.16 illustrates a general request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 16을 참조하면, 일반 요구 패킷(1601)의 메시지 포맷은 요청(Request) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 16, the message format of the general request packet 1601 may include a request field.
요청 필드는 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기에 소정의 정보를 요청하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기의 전력 송신기 능력 패킷을 요청하기 위하여 요청 필드는 0x31로 설정될 수 있다. The request field may be used for the wireless power receiver to request certain information from the wireless power transmitter. For example, the request field may be set to 0x31 to request a power transmitter capability packet of the wireless power transmitter.
일반 요구 패킷(1601)은 파워 전송 계약 또는 파워 전송 계약의 변경이 필요하면 전송될 수 있다.The general request packet 1601 may be transmitted if a change in the power transmission contract or the power transmission contract is required.
일 예로, 무선 전력 수신기는 협상 단계에서 파워 전송 계약을 위하여 일반 요구 패킷(1601)을 전송할 수 있다. For example, the wireless power receiver may transmit a general request packet 1601 for a power transmission contract in a negotiation step.
다른 예로, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계에서 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 송신할 수 있다. 이 후, NAK 패킷을 수신한 무선 전력 수신 장치는 재협상 단계를 수행하기 위하여 일반 요구 패킷(1601)을 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다.As another example, the wireless power transmission apparatus may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step. In this case, the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the reception of the received power packet. Thereafter, the wireless power receiver receiving the NAK packet may transmit the general request packet 1601 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
도 17은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 특별 요구 패킷을 설명하기 위한 도면이다.17 illustrates a special request packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 17을 참조하면, 특별 요구 패킷(1701)의 메시지 포맷은 요청(Request) 필드, 요청 파라미터(Reqquest Parameter) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17, the message format of the special request packet 1701 may include a request field and a request parameter field.
요청 필드는 변경하고자 하는 파라미터에 관한 정보가 기록될 수 있다.The request field may record information about a parameter to be changed.
요청 파라미터 필드는 요청 필드에 의해 지정된 파라미터의 변경 값이 기록될 수 있다.In the request parameter field, a change value of a parameter designated by the request field may be recorded.
일 예로, 도면번호 1702를 참조하면, 협상 단계에서 파워 전송 계약의 파라미터인 카운트의 변화가 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 요청 필드에 0x00이 기록하고 요청 파라미터 필드에 변화 카운트, 즉 카운트의 수를 기록하여 전송할 수 있다. 또한, 파워 전송 계약을 위한 협상 단계 또는 재협상 단계를 종료하기 위하여, 무선 전력 수신기는 요청 필드에 0x00이 기록하여 전송할 수 있다. 즉, 요청 필드가 0x00인 경우, 파워 전송 계약의 카운트를 변화시킬 뿐만 아니라 협상 단계 또는 재협상 단계를 종료할 수 있다. 또한, 파워 전송 계약의 파라미터인 보장된 전력 값의 변화가 요구되는 경우, 무선 전력 수신기는 요청 필드에 0x01을 기록하고, 요청 파라미터 필드에 보장된 전력 값을 기록하여 전송할 수 있다. 또한, 전력 전송 단계에서 24비트 수신 전력 패킷을 사용하고자 하는 경우, 무선 전력 수신기는 요청 필드에 0x02를 기록하고, 요청 파라미터 필드에 24비트 수신 전력 패킷의 헤더를 기록하여 전송 할 수 있다.For example, referring to reference numeral 1702, when a change in count, which is a parameter of a power transmission contract, is required in the negotiation step, the wireless power receiver records 0x00 in the request field and records the change count, that is, the number of counts in the request parameter field. Can be recorded and transmitted. In addition, in order to terminate the negotiation phase or the renegotiation phase for the power transmission contract, the wireless power receiver may record 0x00 in the request field and transmit it. That is, when the request field is 0x00, not only the count of the power transmission contract is changed but also the negotiation phase or the renegotiation phase may be terminated. In addition, if a change in the guaranteed power value, which is a parameter of the power transmission contract, is required, the wireless power receiver may record 0x01 in the request field and record and transmit the guaranteed power value in the request parameter field. In addition, when a 24 bit received power packet is to be used in the power transmission step, the wireless power receiver may record 0x02 in the request field and record the header of the 24 bit received power packet in the request parameter field and transmit the packet.
도 18은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 FOD 상태 패킷을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram illustrating a FOD status packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 18을 참조하면, FOD 상태 패킷(1801)의 메시지 포맷은 모드(Mode) 필드, 기준 품질 인자 값(Reference Quality Factor Value) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18, the message format of the FOD status packet 1801 may include a mode field and a reference quality factor value field.
모드 필드는 기준 품질 인자 값이 적용되는 무선 전력 수신기의 작동 모드를 나타내기 위하여 사용될 수 있다. 일 예로, 모드 필드가 '00'이면, 무선 전력 수신기는 전원이 오프(off)된 상태일 수 있다.The mode field may be used to indicate an operation mode of the wireless power receiver to which the reference quality factor value is applied. For example, if the mode field is '00', the wireless power receiver may be in a power off state.
기준 품질 인자 값 필드는 협상 단계에서 FO 검출을 위한 임계치를 결정하는데 이용되는 기준 품질 인자 값을 기록할 수 있다.The reference quality factor value field may record the reference quality factor value used to determine a threshold for FO detection in the negotiation phase.
도 19는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 제어 오류 패킷을 설명하기 위한 도면이다.19 illustrates a control error packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 19를 참조하면, 제어 오류 패킷(1901)의 메시지 포맷은 1바이트의 제어 오류 값(Control Error Value) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19, the message format of the control error packet 1901 may include a control error value field of 1 byte.
제어 오류 값 필드는 제어 오류 값이 기록되어 있을 수 있다. 제어 오류 값은 -128부터 +127까지의 범위의 정수 값일 수 있다. 제어 오류 값이 음이면, 무선 전력 송신 장치의 송출 전력이 내려가고, 양이면, 무선 전력 송신 장치의 송출 전력이 올라갈 수 있다. 제어 오류 값이 0이면 무선 전력 송신 장치의 송출 전력을 올라가거나 내려가지 않을 수 있다. 특히, 제어 오류 값이 0인 제어 오류 패킷(CEP)를 안정 제어 오류 패킷으로 지칭할 수 있다.The control error value field may record a control error value. The control error value may be an integer value ranging from -128 to +127. If the control error value is negative, the power output of the wireless power transmitter may be lowered. If the control error value is negative, the power output of the wireless power transmitter may increase. If the control error value is 0, the transmission power of the wireless power transmitter may not be raised or lowered. In particular, a control error packet (CEP) having a control error value of 0 may be referred to as a stable control error packet.
또한, 제어 오류 패킷(1901)은 전력 전송 단계 중 무선 전력 수신 장치에 의해 전송될 수 있다.In addition, the control error packet 1901 may be transmitted by the wireless power receiver during the power transmission step.
도 20은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 재협상 패킷을 설명하기 위한 도면이다.20 illustrates a renegotiation packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 20을 참조하면, 재협상 패킷(2001)의 메시지 포맷은 임의의 값으로 미리 설정된 리저브드(Reserved) 필드를 포함할 수 있다. 일 예로, 리저브드 필드는 제로(zero)로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 20, the message format of the renegotiation packet 2001 may include a reserved field preset to an arbitrary value. As an example, the reserved field may be set to zero.
재협상 패킷(2001)은 전력 전송 단계에서 파워 전송 계약의 변경이 필요하면 전송될 수 있다. The renegotiation packet 2001 may be transmitted if a change in the power transmission contract is required in the power transmission phase.
일 예로, 무선 전력 수신 장치는 전력 전송 단계에서 파워 전송 계약의 변경을 필요하다고 판단할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신 장치는 재협상 단계를 수행하기 위하여 재협상 패킷(2001)을 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다. For example, the wireless power receiver may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step. In this case, the wireless power receiver may transmit the renegotiation packet 2001 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
다른 예로, 무선 전력 송신 장치는 전력 전송 단계에서 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 송신할 수 있다. 이 후, NAK 패킷을 수신한 무선 전력 수신 장치는 재협상 단계를 수행하기 위하여 재협상 패킷(2001)을 무선 전력 송신장치로 전송할 수 있다.As another example, the wireless power transmission apparatus may determine that the power transmission contract needs to be changed in the power transmission step. In this case, the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the reception of the received power packet. Thereafter, the wireless power receiver receiving the NAK packet may transmit the renegotiation packet 2001 to the wireless power transmitter to perform the renegotiation step.
도 21은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 8비트 수신 전력 패킷을 설명하기 위한 도면이다.21 illustrates an 8-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 21을 참조하면, 8비트 수신 전력 패킷(2101)의 메시지 포맷은 1바이트의 수신 파워 값(Received Power Value) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21, a message format of an 8-bit received power packet 2101 may include a received power value field of 1 byte.
수신 파워 값 필드는 수신 파워 값이 기록될 수 있다. 수신 파워 값은 소정 구간 동안 산출된 평균 정류기 수신 전력 값에 대응될 수 있다. 실제 수신된 전력(Preceived)은 구성 패킷에 포함된 최대 전력(Maximum Power) 및 전력 등급(Power Class)에 기반하여 산출될 수 있다. 일 예로, 실제 수신된 전력은 (수신 파워 값/128)*(최대 전력/2)*(10^전력등급)에 의해 산출될 수 있다.The reception power value field may record a reception power value. The received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during the predetermined period. Actually received power (Preceived) may be calculated based on the maximum power (Power Class) and the power (Maximum Power) included in the configuration packet. For example, the actual received power may be calculated by (received power value / 128) * (maximum power / 2) * (10 ^ power rating).
도 22는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 24비트 수신 전력 패킷을 설명하기 위한 도면이다.22 illustrates a 24-bit received power packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 22를 참조하면, 24비트 수신 전력 패킷(2201)의 메시지 포맷은 1바이트의 모드(Mode) 필드, 2바이트의 수신 파워 값(Received Power Value) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 22, a message format of a 24-bit received power packet 2201 may include a mode field of 1 byte and a received power value field of 2 bytes.
모드 필드는 수신 파워 값에 관한 추가 정보를 제공하는데 이용될 수 있다. 또한, 모드필드는 24비트 수신 전력 패킷(2291)의 수신에 대한 무선 전력 송신 장치의 응답을 요구하는데 사용될 수 있다. 일 예로, 모드 필드가 '000', '001' 또는 '010'인 경우, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치에 24비트 수신 전력 패킷(2201)의 수신에 대한 응답을 요청할 수 있다. 이 경우, 무선전력 송신 장치는 NAK 패킷 또는 ACK 패킷을 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다. 모드 필드가 '100'인 경우, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치에 24비트 수신 전력 패킷(2201)의 수신에 대한 응답을 요청하지 않을 수 있다. 이경우, 무선 전력 송신 장치는 NAK 패킷 또는 ACK 패킷을 무선 전력 수신 장치로 전송하지 않을 수 있다.The mode field may be used to provide additional information about the received power value. In addition, the mode field may be used to request a response of the wireless power transmitter to the reception of the 24-bit received power packet 2291. For example, when the mode field is '000', '001', or '010', the wireless power receiver may request a response to the reception of the 24-bit received power packet 2201 from the wireless power transmitter. In this case, the wireless power transmitter may transmit a NAK packet or an ACK packet to the wireless power receiver. When the mode field is '100', the wireless power receiver may not request a response to the reception of the 24-bit received power packet 2201 from the wireless power transmitter. In this case, the wireless power transmitter may not transmit the NAK packet or the ACK packet to the wireless power receiver.
수신 파워 값 필드는 수신 파워 값이 기록될 수 있다. 수신 파워 값은 소정 구간 동안 산출된 평균 정류기 수신 전력 값에 대응될 수 있다. 실제 수신된 전력(Preceived)은 파워 전송 계약에 포함된 최대 전력(Maximum Power)에 기반하여 무선 전력 송신 장치에 의해 산출될 수 있다. 일 예로, 실제 수신된 전력(Preceived)은 (수신 파워 값/32768)*(최대 전력)에 의해 산출될 수 있다.The reception power value field may record a reception power value. The received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during the predetermined period. Actually received power (Preceived) may be calculated by the wireless power transmission apparatus based on the maximum power (Maximum Power) included in the power transmission contract. As an example, the actual received power Preceived may be calculated by (receive power value / 32768) * (maximum power).
도 23은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 충전 상태 패킷을 설명하기 위한 도면이다.23 is a diagram for describing a charging state packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 23을 참조하면, 충전 상태 패킷(2301)의 메시지 포맷은 1바이트의 충전 상태 값(Charge Status Value) 필드를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 23, the message format of the charge status packet 2301 may include a charge status value field of 1 byte.
충전 상태 값 필드는 충전 상태 값이 기록될 수 있다. 충전 상태 값은 무선 전력 수신 장치의 배터리 충전량을 가리킬 수 있다. 일 예로, 충전 상태 값 0은 완전 방전 상태를 의미하고, 충전 상태 값 50은 50% 충전 상태, 충전 상태 값 100은 만충 상태를 의미할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 충전 배터리를 포함하지 않거나 충전 상태 정보를 제공할 수 없는 경우, 충전 상태 값은 OxFF로 설정될 수 있다. The charge state value field may record a charge state value. The charge state value may indicate a battery charge of the wireless power receiver. For example, the charge state value 0 may mean a fully discharged state, the charge state value 50 may indicate a 50% charge state, and the charge state value 100 may mean a full state. If the wireless power receiver does not include the rechargeable battery or cannot provide the charging status information, the charging status value may be set to OxFF.
도 24는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차에 따른 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 전송되는 패킷 및 전력 송신기 능력 패킷을 설명하기 위한 도면이다.24 illustrates a packet transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver and a power transmitter capability packet according to a wireless power transmission procedure according to an embodiment.
도 24를 참조하면, 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 전송하는 패킷(2401)은 송신기의 송출 가능한 전력을 확인하기 위한 전력 송신기 능력(Power Transmitter Capability) 패킷(2402)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 24, a packet 2401 transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver may include a power transmitter capability packet 2402 for confirming power that can be transmitted by the transmitter.
상기한 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 전송하는 패킷(2401)은 무선 전력 전송에 사용되는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 이용한 인밴드 통신을 이용하여 전송될 수 있다.The packet 2401 transmitted from the wireless power transmitter to the wireless power receiver may be transmitted using in-band communication using the same frequency band as the frequency band used for wireless power transmission.
전력 송신기 능력 패킷(2402)의 메시지 포맷은 전력 등급(Power Class) 필드, 보장된 전력 값(Guaranteed Power Value) 필드, 잠재적인 전력 값(Potential Power Value) 필드, WPID 필드, Not Res sens 필드를 포함하여 구성될 수 있습니다.The message format of the power transmitter capability packet 2402 includes a Power Class field, a Guaranteed Power Value field, a Potential Power Value field, a WPID field, and a Not Res sens field. Can be configured.
전력 등급은 '00'으로 설정될 수 있다.The power rating may be set to '00'.
보장된 전력 값은 무선 전력 송신기가 상태에 따라 송출 가능한 송출 전력일 수 있다. 즉, 보장된 전력 값은 무선 전력 송신기의 상태에 따라 변동될 수 있는 변동 값일 수 있다. 일 예로, 복수의 송신기가 단일 전원 공급 장치를 공유하는 경우, 단일 전원 공급 장치에서 제공되는 에너지는 한정되어 있으므로 보장된 전력 값은 무선 전력 송신기가 동시에 전력을 제공하는 무선 전력 수신기의 수에 따라 달라질 수 있다.The guaranteed power value may be transmission power that the wireless power transmitter can transmit according to the state. That is, the guaranteed power value may be a variation value that may vary depending on the state of the wireless power transmitter. For example, when multiple transmitters share a single power supply, the energy provided by a single power supply is limited, so the guaranteed power value depends on the number of wireless power receivers that the wireless power transmitter provides power at the same time. Can be.
잠재적인 전력 값은 무선 전력 송신기가 송출하기로 설계된 송출 전력일 수 있다. 즉, 잠재적인 전력 값은 무선 전력 송신기의 상태에 관계없이 무선 전력 송신기 설계에 따라 정해진 고유의 값일 수 있다. 일 예로, 복수의 송신기가 단일 전원 공급 장치를 공유하는 경우, 잠재적인 전력 값은 무선 전력 송신기가 동시에 전력을 제공하는 무선 전력 수신기의 수에 따라 달라지지 않을 수 있다.The potential power value may be outgoing power that the wireless power transmitter is designed to deliver. That is, the potential power value may be a unique value determined according to the wireless power transmitter design regardless of the state of the wireless power transmitter. As an example, if multiple transmitters share a single power supply, the potential power value may not depend on the number of wireless power receivers for which the wireless power transmitter provides power at the same time.
전력 송신기 능력 패킷(2402)은 파워 전송 계약 또는 파워 전송 계약의 변경이 필요하면 전송 될 수 있다.The power transmitter capability packet 2402 may be transmitted if a change in the power transfer contract or power transfer contract is required.
일 예로, 무선 전력 송신 장치는 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다.For example, when the wireless power transmitter receives the general request packet for requesting the power transmitter capability packet 2402, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver.
다른 예로, 무선 전력 송신 장치는 재협상 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 송신 장치는 재협상 패킷 수신으로 재협상 단계에 진입을 하고, 동시에 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 송신 장치의 전력 상태에 따라 파워 전송 계약의 변경이 필요하여 재협상 단계를 진행하고자 할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치는 재협산 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 요청하는 일반 요구 패킷을 수신하지 않더라도 전력 송신기 능력 패킷(2402)을 무선 전력 수신 장치로 전송할 수 있다.As another example, when the wireless power transmitter receives the renegotiation packet, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver. More specifically, the wireless power transmitter may enter the renegotiation phase by receiving the renegotiation packet and simultaneously transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver. More specifically, the apparatus for transmitting power wirelessly may need to change a power transmission contract according to the power state of the apparatus for transmitting power wirelessly and thus may proceed with the renegotiation step. In this case, when the wireless power transmitter receives the renegotiation packet, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet 2402 to the wireless power receiver even without receiving the general request packet requesting the power transmitter capability packet 2402.
도 25는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.25 is a diagram for describing a wireless charging method on a wireless charging system, according to an exemplary embodiment.
상세하게 도 25는 무선 충전 시스템상에서 협상 단계를 수행하고 재협상 단계 전까지의 무선 충전 방법 또는 재협상 단계가 필요 없는 경우의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.In detail, FIG. 25 is a flowchart illustrating a wireless charging method when the negotiation step is performed on the wireless charging system and the wireless charging method until the renegotiation step or the renegotiation step is unnecessary.
도 25를 참조하면, 무선 전력 송신기(2510)은 선택 단계에서 무선 전력 수신기(2520)로 아날로그 핑을 전송할 수 있다(S2501). Referring to FIG. 25, in operation S2501, the wireless power transmitter 2510 may transmit an analog ping to the wireless power receiver 2520.
무선 전력 송신기(2510)는 물체가 감지되면 선택 단계에서 핑 단계로 천이할 수 있다. 무선 전력 송신기(2510)는 무선 전력 수신기(2520)를 활성화 시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 무선 전력 수신기(2520)인지를 식별하기 위한 디지털 핑을 전송할 수 있다(S2502). 무선 전력 수신기(2520)는 디지털 핑에 대한 응답으로 신호 세기 패킷을 전송할 수 있다(S2503).The wireless power transmitter 2510 may transition from the selection step to the ping step when the object is detected. The wireless power transmitter 2510 activates the wireless power receiver 2520, and may transmit a digital ping for identifying whether the receiver is a wireless power receiver 2520 that is compatible with the WPC standard (S2502). The wireless power receiver 2520 may transmit a signal strength packet in response to the digital ping (S2503).
핑 단계가 완료되면 식별 및 구성 단계에서, 무선 전력 수신기(2520)는 식별 정보를 알리기 위한 식별 패킷과 구성 정보를 알리기 위한 구성 패킷을 전송할 수 있다(S2504, S2505). 무선 전력 송신기(2510)와 무선 전력 수신기(2520)는 구성 패킷의 협상 필드 값이 협상 단계를 수행하자고 지시하는 값이면 협상 단계로 천이할 수 있다. Upon completion of the ping step, in the identification and configuration step, the wireless power receiver 2520 may transmit an identification packet for notifying the identification information and a configuration packet for notifying the configuration information (S2504 and S2505). The wireless power transmitter 2510 and the wireless power receiver 2520 may transition to the negotiation step if the negotiation field value of the configuration packet is a value indicating to perform the negotiation step.
협상 단계에서, 무선 전력 수신기(2520)는 FO 검출을 위하여 FOD 상태 패킷을 전송할 수 있다(S2506). 또한, 무선 전력 수신기(2520)는 파워 전송 계약을 위하여 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2507). 무선 전력 송신기(2520)는 일반 요구 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S2508). 무선 전력 수신기(2520)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2507). 예를 들어, 무선 전력 수신기(2520)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값과 동일하거나 보다 작은 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(2510)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2510). 즉, 무선 전력 송신기(2510)는 무선 전력 수신기가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 이후 무선 전력 수신기(2520)는 파워 전송 계약이 완료되면 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2511). 무선 전력 송신기(2510)는 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2512). 즉, 무선 전력 송신기(2510)는 협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.In the negotiation step, the wireless power receiver 2520 may transmit a FOD status packet for FO detection (S2506). In addition, the wireless power receiver 2520 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S2507). The wireless power transmitter 2520 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2508). The wireless power receiver 2520 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2507). For example, the wireless power receiver 2520 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2510). In other words, the wireless power transmitter 2510 accepts a guaranteed power value of a power transmission contract proposed by the wireless power receiver. Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 2520 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S2511). The wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S2512). That is, the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
보정 단계에서, 무선 전력 수신기(2520)는 전력 손실을 예측하기 위하여 수신 전력 패킷을 무선 전력 송신기(2510)에 전송할 수 있다(S2513). 이 경우, 수신 전력 패킷은 8비트 수신 전력 패킷 또는 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 패킷이 24비트 수신 전력 패킷이면, 무선 전력 송신기(2510)는 수신 전력 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(미도시).In the correcting step, the wireless power receiver 2520 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 2510 in order to predict power loss (S2513). In this case, the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet. For example, if the received power packet is a 24-bit received power packet, the wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
보정 단계가 완료되면 전력 전송 단계를 진행할 수 있다. 무선 전력 수신기(2520)는 무선 전력 송신기(2510)의 송출 전력을 제어하기 위하여 하나 이상의 제어 오류 패킷을 전송 할 수 있다 (S2514). 무선 전력 수신기(2520)는 정기적으로 또는 임의로 수신 전력 패킷을 전송할 수 있다(S2516). 이 경우, 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 무선 전력 송신기(2510)는 수신 전력 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2516).When the correction step is completed, the power transmission step may proceed. The wireless power receiver 2520 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 2510 (S2514). The wireless power receiver 2520 may transmit the received power packet periodically or arbitrarily (S2516). In this case, the received power packet may be a 24-bit received power packet. The wireless power transmitter 2510 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (S2516).
도 26은 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
상세하게 도 26은 무선 충전 시스템상에서 재협상 단계를 수행하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 도 25의 무선 충전 시스템의 무선 충전 방법에서 선택 단계 내지 보정단계와 동일할 수 있으므로 이를 생략한다.In detail, FIG. 26 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system. In addition, since the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step or correction step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
도 26을 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 수신기(2620)는 정기적으로 또는 임의로 수신 전력 패킷을 전송할 수 있다(S2601). 이 경우, 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 무선 전력 송신기(2610)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S2602). 일 예로, 무선 전력 송신기(2610)는 전력 상태가 협상 단계에서의 전력 상태와 차이가 있을 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(2610)가 송출 가능한 보장된 전력 값이 협상 단계 이후에 변경될 수 있다. 이 경우, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(2610)의 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷 전송으로 재협상 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기(2610)의 송출 가능한 보장된 전력 값이 변경되어 파워 전송 계약의 보장된 전력 값으로 전력을 송출하지 못할 경우, 무선 전력 송신기(2610)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 변경된 무선 전력 송신기의 송출 가능한 보장된 전력 값이 파워 전송 계약의 보장된 전력 값보다 큰 경우, 무선 전력 송신기(2610)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하지 않다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 송신기(2610)는 발열량 또는 전자파 방사량을 감소시키기 위하여 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 이후 무선 전력 수신기(2620)는 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2603). 무선 전력 송신기(2620)는 일반 요구 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S2604). 무선 전력 수신기(2620)는 전력 송신기 능력 패킷의 변경된 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2605). 예를 들어, 무선 전력 수신기(2620)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값과 동일하거나 보다 작은 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(2610)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2606). 즉, 무선 전력 송신기(2610)는 무선 전력 수신기(2620)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 이후 무선 전력 수신기(2620)는 파워 전송 계약이 완료되면 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2607). 무선 전력 송신기(2610)는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2608). 즉, 무선 전력 송신기(2610)는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 26, in the power transmission step, the wireless power receiver 2620 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S2601). In this case, the received power packet may be a 24-bit received power packet. The wireless power transmitter 2610 may determine that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S2602). For example, the wireless power transmitter 2610 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be sent by the wireless power transmitter 2610 can be changed after the negotiation phase. In this case, the wireless charging system may perform a renegotiation step with NAK packet transmission in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 2610. As an example, when the guaranteed power value of the wireless power transmitter 2610 is changed to transmit power to the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 2610 may need to change the power transmission contract. The NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet. If the transmittable guaranteed power value of the modified wireless power transmitter is greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 2610 determines that no change in the power transmission contract is necessary and responds to the reception of the received power packet. ACK packet can be transmitted. As another example, the wireless power transmitter 2610 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 2620 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet (S2603). The wireless power transmitter 2620 may transmit a power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2604). The wireless power receiver 2620 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2605). For example, the wireless power receiver 2620 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement to a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 2610 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2606). That is, the wireless power transmitter 2610 is a case where the wireless power receiver 2620 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed. Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 2620 may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S2607). The wireless power transmitter 2610 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for ending the renegotiation step (S2608). That is, the wireless power transmitter 2610 may send an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation phase.
재협상 단계가 완료되면 무선 전력 수신기(2620)가 제어 오류 패킷을 전송함으로 전력 전송 단계를 다시 진행할 수 있다(S2609). When the renegotiation step is completed, the wireless power receiver 2620 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S2609).
따라서, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. In addition, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 27은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.27 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
상세하게 도 27은 무선 충전 시스템상에서 재협상 단계를 수행하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 도 25의 무선 충전 시스템의 무선 충전 방법에서 선택 단계 내지 식별 및 구성 단계와 동일할 수 있으므로 이를 생략한다.In detail, FIG. 27 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system. In addition, the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step, identification and configuration step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
도 27을 참조하면, 협상 단계에서, 무선 전력 수신기(2720)는 FO 검출을 위하여 FOD 상태 패킷을 전송할 수 있다(S2701). 또한, 무선 전력 수신기(2720)는 파워 전송 계약을 위하여 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2702). 무선 전력 송신기(2720)는 일반 요구 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S2703). 무선 전력 수신기(2720)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2704). 예를 들어, 무선 전력 수신기(2720)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값보다 큰 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(2710)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S2705). 즉, 무선 전력 송신기(2710)는 무선 전력 수신기(2720)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 거절한 경우 이다. 이 경우, 파워 전송 계약은 S2704에서 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값보다 낮은 값으로 보장된 전력 값이 결정될 수 있다. 일 예로, S2705단계에서 무선 전력 송신기(2710)가 NAK 패킷을 전송하면, 파워 전송 계약은 디폴트 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 수신기(2720)는 무선 전력 송신기(2710)가 ACK 패킷을 보낼 때까지 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 변경하여 특별 요구 패킷을 다시 전송할 수 있다(미도시). 이후 무선 전력 수신기(2720)는 파워 전송 계약이 완료되면 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2706). 무선 전력 송신기(2710)는 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2707). 즉, 무선 전력 송신기(2710)는 협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 27, in the negotiation step, the wireless power receiver 2720 may transmit a FOD status packet for FO detection (S2701). In addition, the wireless power receiver 2720 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S2702). The wireless power transmitter 2720 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2703). The wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2704). For example, the wireless power receiver 2720 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value greater than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 2710 may transmit a NAK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2705). That is, the wireless power transmitter 2710 rejects the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 2720. In this case, the guaranteed power value may be determined to be lower than the guaranteed power value of the power transmission contract proposed in S2704. For example, if the wireless power transmitter 2710 transmits a NAK packet in step S2705, the power transmission contract may be set to a default value. As another example, the wireless power receiver 2720 may change the guaranteed power value of the power transfer agreement until the wireless power transmitter 2710 sends an ACK packet and resend the special request packet (not shown). Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S2706). The wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S2707). That is, the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
보정 단계에서, 무선 전력 수신기(2720)는 전력 손실을 예측하기 위하여 수신 전력 패킷을 무선 전력 송신기(2710)에 전송할 수 있다(S2708). 이 경우, 수신 전력 패킷은 8비트 수신 전력 패킷 또는 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 패킷이 24비트 수신 전력 패킷이면, 무선 전력 송신기(2710)는 수신 전력 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(미도시).In the correcting step, the wireless power receiver 2720 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 2710 to predict power loss (S2708). In this case, the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet. For example, if the received power packet is a 24-bit received power packet, the wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
보정 단계가 완료되면 전력 전송 단계를 진행할 수 있다. 무선 전력 수신기(2720)는 무선 전력 송신기(2710)의 송출 전력을 제어하기 위하여 하나 이상의 제어 오류 패킷을 전송 할 수 있다 (S2709). 무선 전력 수신기(2720)는 정기적으로 또는 임의로 수신 전력 패킷을 전송할 수 있다(S2710). 이 경우, 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 무선 전력 송신기(2710)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S2711). 일 예로, 무선 전력 송신기(2710)는 전력 상태가 협상 단계에서의 전력 상태와 차이가 있을 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(2710)가 송출 가능한 보장된 전력 값이 협상 단계 이후에 변경될 수 있다. 이 경우, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(2710)의 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷 전송으로 재협상 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(2710)의 송출 가능한 보장된 전력 값이 변경되어 파워 전송 계약의 보장된 전력 값 보다 큰 값으로 전력을 송출할 수 있는 경우, 무선 전력 송신기(2710)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 송신기(2710)는 발열량 또는 전자파 방사량을 감소시키기 위하여 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 이후 무선 전력 수신기(2720)는 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2712). 무선 전력 송신기(2720)는 일반 요구 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S2713). 무선 전력 수신기(2720)는 전력 송신기 능력 패킷의 변경된 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2714). 예를 들어, 무선 전력 수신기(2720)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값과 동일하거나 보다 작은 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(2710)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2715). 즉, 무선 전력 송신기(2710)는 무선 전력 수신기(2720)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 이후 무선 전력 수신기(2720)는 파워 전송 계약이 완료되면 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S2716). 무선 전력 송신기(2710)는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S2717). 즉, 무선 전력 송신기(2710)는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.When the correction step is completed, the power transmission step may proceed. The wireless power receiver 2720 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 2710 (S2709). The wireless power receiver 2720 may transmit the received power packet periodically or arbitrarily (S2710). In this case, the received power packet may be a 24-bit received power packet. The wireless power transmitter 2710 may determine that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S2711). For example, the wireless power transmitter 2710 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter 2710 may be changed after the negotiation step. In this case, the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 2710. For example, if the transmittable guaranteed power value of the wireless power transmitter 2710 is changed to transmit power at a value greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 2710 may transmit a power transmission contract. The NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet by determining that a change is required. As another example, the wireless power transmitter 2710 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 2720 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet (S2712). The wireless power transmitter 2720 may transmit the power transmitter capability packet in response to the general request packet (S2713). The wireless power receiver 2720 may send a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S2714). For example, the wireless power receiver 2720 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2715). That is, the wireless power transmitter 2710 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 2720. Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 2720 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S2716). The wireless power transmitter 2710 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S2717). That is, the wireless power transmitter 2710 may send an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation phase.
재협상 단계가 완료되면 무선 전력 수신기(2720)가 제어 오류 패킷을 전송함으로 전력 전송 단계를 다시 진행할 수 있다(S2718). When the renegotiation step is completed, the wireless power receiver 2720 may proceed with the power transmission step again by transmitting a control error packet (S2718).
따라서, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. In addition, another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. In addition, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 28은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.28 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power transmitter, according to an embodiment.
상세하게 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법은 도 25, 도 26, 도 27의 무선 충전 시스템 상에서의 무선 전력 송신기에 대한 무선 충전 방법일 수 있다.In detail, the wireless charging method in the wireless power transmitter according to an embodiment may be a wireless charging method for the wireless power transmitter on the wireless charging system of FIGS. 25, 26, and 27.
도 28을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 송신기는 파워 전송 계약에 따른 보장된 전력 값으로 전력을 전송할 수 있다(S2801).Referring to FIG. 28, in the power transmission step, the wireless power transmitter may transmit power with a guaranteed power value according to a power transmission contract in operation S2801.
무선 전력 송신기는 송신기 상태 정보를 수집할 수 있다(S2802). 예를 들어, 송신기 상태 정보는 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값, 무선 전력 송신기가 송출하기로 설계된 잠재적인 전력 값 등을 포함할 수 있다. 또한, 송신기 상태 정보는 전력 송신기 능력 패킷에 기록된 정보일 수 있다.The wireless power transmitter may collect transmitter state information (S2802). For example, the transmitter state information may include a guaranteed power value that the wireless power transmitter can transmit, a potential power value that the wireless power transmitter is designed to transmit, and the like. In addition, the transmitter status information may be information recorded in a power transmitter capability packet.
무선 전력 송신기는 수집된 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이가 필요한지 판단할 수 있다(S2803, S2804). 보다 구체적으로, 재협상 단계가 필요한 경우는 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약을 변경하고자 하는 경우이다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 송출 가능한 전력 상태 변경, 발열 감소, 전자파 감소 등을 위하여 재협상 단계의 수행을 시도할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a transition is necessary in the renegotiation step based on the collected transmitter state information (S2803 and S2804). More specifically, the case where the renegotiation step is required is when the wireless power transmitter wants to change the power transmission contract. For example, the wireless power transmitter may attempt to perform a renegotiation step for changing a power state that can be transmitted, reducing heat generation, and reducing electromagnetic waves.
판단 결과 재협상 단계가 필요하면, 무선 전력 송신기는 수신 전력 패킷을 수신한 후 응답으로 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이 할 수 있다(S2805). 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. If it is determined that the renegotiation step is necessary, the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the received power packet and then transition to the renegotiation step (S2805). The received power packet may be a 24-bit receive power packet.
무선 전력 송신기는 전력 송신기 능력 패킷 요청을 위한 일반 요구 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신할 수 있다(S2806). 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 일반 요구 패킷(전력 송신기 능력 패킷 요청, 즉 요청 필드는 0x31로 설정) 수신에 대한 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet after receiving the general request packet for the power transmitter capability packet request (S2806). More specifically, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet in response to receiving the general request packet (the power transmitter capability packet request, ie, the request field is set to 0x31).
무선 전력 송신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하는 특별 요구 패킷을 수신한 후 ACK 패킷을 송신할 수 있다(S2807). 예를 들어, 파워 전송 계약 수락 이전의 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)으로 무선 전력 송신기가 송출 가능한 경우 이다. The wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2807). For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract.
무선 전력 송신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신한 후 ACK 패킷을 송신할 수 있다(S2808).The wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet for terminating the renegotiation step (S2808).
무선 전력 송신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수정 한 후 S2801의 전력 전송 단계로 천이 할 수 있다(S2809).The wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 after modifying the guaranteed power value of the power transmission contract (S2809).
S2804 단계에서 재협상 단계가 필요하지 않으면, 무선 전력 송신기는 수신 전력 패킷을 수신한 후 응답으로 ACK 패킷을 송신하여 S2801의 전력 전송 단계로 천이 할 수 있다(S2810)If the renegotiation step is not necessary in step S2804, the wireless power transmitter may transmit an ACK packet in response to the received power packet and then transition to the power transmission step of S2801 (S2810).
따라서, 일 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 일 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, one embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In addition, in one embodiment, the wireless power transmitter may control the charging power. In addition, one embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, one embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus. In addition, an embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. In addition, one embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 29는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.29 is a diagram for describing a wireless charging method in a wireless power receiver, according to an embodiment.
상세하게 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법은 도 25, 도 26, 도 27의 무선 충전 시스템 상에서의 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전 방법일 수 있다.In detail, the wireless charging method in the wireless power receiver according to an embodiment may be a wireless charging method for the wireless power receiver on the wireless charging system of FIGS. 25, 26, and 27.
도 29을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷을 송신할 수 있다(S2901). 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다.Referring to FIG. 29, in step S2901, the wireless power receiver may transmit a received power packet. The received power packet may be a 24-bit receive power packet.
무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신 후 일반 요구 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이할 수 있다(S2902). 보다 구체적으로, 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷 송신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 수신하면 일반 요구 패킷(전력 송신기 능력 패킷 요청, 즉 요청 필드는 0x31로 설정)을 전송할 수 있다.After receiving the NAK packet, the wireless power receiver may transmit a general request packet to transition to the renegotiation step (S2902). More specifically, when the wireless power receiver receives the NAK packet in response to the transmission of the received power packet, the wireless power receiver may transmit a general request packet (a power transmitter capability packet request, that is, the request field is set to 0x31).
무선 전력 수신기는 전력 송신기 능력 패킷을 수신할 수 있다(S2903).The wireless power receiver may receive a power transmitter capability packet (S2903).
무선 전력 수신기는 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단 할 수 있다(S2904). 보다 구체적으로, 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 파워 전송 계약 수락 이전의 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)으로 무선 전력 송신기가 송출 가능한 경우이다. 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 하지 않는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기의 충전 완료된 경우이다. 또한, 무선 전력 수신기에 연결된 전자기기의 시스템 안정상 일정 레벨의 전력을 공급받아야 할 수 있다. 이 때, 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)이 무선 전력 송신기가 송출 가능한 보장된 전력 값(전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값)보다 큰 경우 이다.The wireless power receiver may determine whether to transition from the renegotiation step to the power transmission step (S2904). More specifically, there may be a case where the transition from the renegotiation step to the power transfer step occurs. For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (a guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract. There may be a case where the transition from the renegotiation phase to the power transfer phase does not occur. For example, the charging of the wireless power receiver is completed. In addition, it may be necessary to receive a certain level of power due to system stability of the electronic device connected to the wireless power receiver. In this case, the guaranteed power value required by the wireless power receiver (guaranteed power value of the special request packet) is larger than the guaranteed power value (guaranteed power value of the power transmitter capability packet) that the wireless power transmitter can send.
전력 전송 단계로 천이 하기로 판단하면, 무선 전력 수신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 송신할 수 있다(S2905). 특별 요구 패킷의 보장된 전력 값은 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값 미만일 수 있다.If it is determined that the transition to the power transmission step, the wireless power receiver may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S2905). The guaranteed power value of the special request packet may be less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
무선 전력 수신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 수신하여 파워 전송 계약을 완료 할 수 있다(S2906).The wireless power receiver may receive an ACK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract to complete the power transmission contract (S2906).
무선 전력 수신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 송신할 수 있다(S2907).The wireless power receiver may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S2907).
무선 전력 수신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK패킷을 수신하면 전력 전송 단계로 천이하여 제어 오류 패킷을 송신할 수 있다(S2908).When the wireless power receiver receives the ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step, the wireless power receiver may transition to the power transmission step and transmit a control error packet (S2908).
S2903 단계에서 전력 전송 단계로 천이하지 않기로 판단하면, 무선 전력 수신기는 전력 수신을 종료 할 수 있다(S2909).If it is determined in step S2903 not to transition to the power transmission step, the wireless power receiver may terminate power reception (S2909).
따라서, 일 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 일 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 일 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, one embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In addition, in one embodiment, the wireless power transmitter may control the charging power. In addition, one embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, one embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission apparatus. In addition, an embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. In addition, one embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 30은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.30 is a diagram for describing a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
상세하게 도 30은 무선 충전 시스템상에서 재협상 단계를 수행하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 도 25의 무선 충전 시스템의 무선 충전 방법에서 선택 단계 내지 보정단계와 동일할 수 있으므로 이를 생략한다.In detail, FIG. 30 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system. In addition, since the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step or correction step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
도 30을 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선 전력 수신기(3020)는 정기적으로 또는 임의로 수신 전력 패킷을 전송할 수 있다(S3001). 이 경우, 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 무선 전력 송신기(3010)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S3002). 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기(3010)는 전력 상태가 협상 단계에서의 전력 상태와 차이가 있을 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(3010)가 송출 가능한 보장된 전력 값이 협상 단계 이후에 변경될 수 있다. 이 경우, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(3010)의 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷 전송으로 재협상 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(3010)의 송출 가능한 보장된 전력 값이 변경되어 파워 전송 계약의 보장된 전력 값으로 전력을 송출하지 못할 경우, 무선 전력 송신기(3010)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 변경된 무선 전력 송신기의 송출 가능한 보장된 전력 값이 파워 전송 계약의 보장된 전력 값보다 큰 경우, 무선 전력 송신기(3010)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하지 않다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 송신기(3010)는 발열량 또는 전자파 방사량을 감소시키기 위하여 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 이후 무선 전력 수신기(3020)는 재협상 패킷을 전송할 수 있다(S3003). 무선 전력 송신기(3020)는 재협상 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S3004). 무선 전력 수신기(3020)는 전력 송신기 능력 패킷의 변경된 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3005). 예를 들어, 무선 전력 수신기(3020)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값과 동일하거나 보다 작은 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(3010)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S3006). 즉, 무선 전력 송신기(3010)는 무선 전력 수신기(3020)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 이후 무선 전력 수신기(3020)는 파워 전송 계약이 완료되면 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3007). 무선 전력 송신기(3010)는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S3008). 즉, 무선 전력 송신기(3010)는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 30, in the power transmission step, the wireless power receiver 3020 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S3001). In this case, the received power packet may be a 24-bit received power packet. The wireless power transmitter 3010 determines that the power transmission contract needs to be changed, and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S3002). More specifically, the wireless power transmitter 3010 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be sent by the wireless power transmitter 3010 may be changed after the negotiation step. In this case, the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 3010. For example, if the transmittable guaranteed power value of the wireless power transmitter 3010 is changed and fails to send power to the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 3010 needs to change the power transmission contract. The NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet. If the transmittable guaranteed power value of the modified wireless power transmitter is greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 3010 determines that no change in the power transmission contract is necessary and responds to the reception of the received power packet. ACK packet can be transmitted. As another example, the wireless power transmitter 3010 may transmit a NAK packet to reduce the heating value or the electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 3020 may transmit a renegotiation packet (S3003). The wireless power transmitter 3020 may transmit a power transmitter capability packet in response to the renegotiation packet (S3004). The wireless power receiver 3020 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3005). For example, the wireless power receiver 3020 may propose a guaranteed power value of the power transfer agreement to a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3006). That is, the wireless power transmitter 3010 accepts a guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3020. Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 3020 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S3007). The wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S3008). That is, the wireless power transmitter 3010 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation step.
재협상 단계가 완료되면 무선 전력 수신기(3020)가 제어 오류 패킷을 전송함으로 전력 전송 단계를 다시 진행할 수 있다(S3009). When the renegotiation step is completed, the wireless power receiver 3020 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S3009).
따라서, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. Further, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 31은 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템상에서의 재협상 단계를 포함하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 31 illustrates a wireless charging method including a renegotiation step on a wireless charging system according to another embodiment.
상세하게 도 31은 무선 충전 시스템상에서 재협상 단계를 수행하는 무선 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템은 도 25의 무선 충전 시스템의 무선 충전 방법에서 선택 단계 내지 식별 및 구성 단계와 동일할 수 있으므로 이를 생략한다.In detail, FIG. 31 is a flowchart illustrating a wireless charging method of performing a renegotiation step on a wireless charging system. In addition, the wireless charging system according to another embodiment may be the same as the selection step, identification and configuration step in the wireless charging method of the wireless charging system of FIG.
도 31을 참조하면, 협상 단계에서, 무선 전력 수신기(3120)는 FO 검출을 위하여 FOD 상태 패킷을 전송할 수 있다(S3101). 또한, 무선 전력 수신기(3120)는 파워 전송 계약을 위하여 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 일반 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3102). 무선 전력 송신기(3120)는 일반 요구 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S3103). 무선 전력 수신기(3120)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3104). 예를 들어, 무선 전력 수신기(3120)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값보다 큰 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(3110)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S3105). 즉, 무선 전력 송신기(3110)는 무선 전력 수신기(3120)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 거절한 경우 이다. 이 경우, 파워 전송 계약은 S3104에서 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값보다 낮은 값으로 보장된 전력 값이 결정될 수 있다. 일 예로, S3105단계에서 무선 전력 송신기(3110)가 NAK 패킷을 전송하면, 파워 전송 계약은 디폴트 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 수신기(3120)는 무선 전력 송신기(3110)가 ACK 패킷을 보낼 때까지 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 변경하여 특별 요구 패킷을 다시 전송할 수 있다(미도시). 이후 무선 전력 수신기(3120)는 파워 전송 계약이 완료되면 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3106). 무선 전력 송신기(3110)는 협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S3107). 즉, 무선 전력 송신기(3110)는 협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 31, in the negotiation step, the wireless power receiver 3120 may transmit a FOD status packet for FO detection (S3101). In addition, the wireless power receiver 3120 may transmit a general request packet requesting a power transmitter capability packet for a power transmission contract (S3102). The wireless power transmitter 3120 may transmit a power transmitter capability packet in response to the general request packet (S3103). The wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3104). For example, the wireless power receiver 3120 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value greater than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 3110 may transmit a NAK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3105). That is, the wireless power transmitter 3110 rejects the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3120. In this case, the guaranteed power value may be determined to be lower than the guaranteed power value of the power transmission contract proposed in S3104. For example, if the wireless power transmitter 3110 transmits a NAK packet in step S3105, the power transmission contract may be set to a default value. As another example, the wireless power receiver 3120 may change the guaranteed power value of the power transmission contract until the wireless power transmitter 3110 sends an ACK packet and transmit the special request packet again (not shown). Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for terminating the negotiation step (S3106). The wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the negotiation step (S3107). That is, the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the negotiation step.
보정 단계에서, 무선 전력 수신기(3120)는 전력 손실을 예측하기 위하여 수신 전력 패킷을 무선 전력 송신기(3110)에 전송할 수 있다(S3108). 이 경우, 수신 전력 패킷은 8비트 수신 전력 패킷 또는 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 패킷이 24비트 수신 전력 패킷이면, 무선 전력 송신기(3110)는 수신 전력 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(미도시).In the correcting step, the wireless power receiver 3120 may transmit a received power packet to the wireless power transmitter 3110 to predict power loss (S3108). In this case, the received power packet may be an 8-bit received power packet or a 24-bit received power packet. For example, if the received power packet is a 24-bit received power packet, the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the received power packet (not shown).
보정 단계가 완료되면 전력 전송 단계를 진행할 수 있다. 무선 전력 수신기(3120)는 무선 전력 송신기(3110)의 송출 전력을 제어하기 위하여 하나 이상의 제어 오류 패킷을 전송 할 수 있다 (S3109). 무선 전력 수신기(3120)는 정기적으로 또는 임의로 수신 전력 패킷을 전송할 수 있다(S3110). 이 경우, 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. 무선 전력 송신기(3110)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다(S3111). 일 예로, 무선 전력 송신기(3110)는 전력 상태가 협상 단계에서의 전력 상태와 차이가 있을 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(3110)가 송출 가능한 보장된 전력 값이 협상 단계 이후에 변경될 수 있다. 이 경우, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(3110)의 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷 전송으로 재협상 단계를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기(3110)의 송출 가능한 보장된 전력 값이 변경되어 파워 전송 계약의 보장된 전력 값 보다 큰 값으로 전력을 송출할 수 있는 경우, 무선 전력 송신기(3110)는 파워 전송 계약의 변경이 필요하다고 판단하여 수신 전력 패킷의 수신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예로, 무선 전력 송신기(3110)는 발열량 또는 전자파 방사량을 감소시키기 위하여 NAK 패킷을 전송할 수 있다. 이후 무선 전력 수신기(3120)는 재협상 패킷을 전송할 수 있다(S3112). 무선 전력 송신기(3120)는 재협상 패킷의 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다(S3113). 무선 전력 수신기(3120)는 전력 송신기 능력 패킷의 변경된 보장된 전력 값에 기초하여 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3114). 예를 들어, 무선 전력 수신기(3120)는 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값과 동일하거나 보다 작은 값으로 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안할 수 있다. 무선 전력 송신기(3110)는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S3115). 즉, 무선 전력 송신기(3110)는 무선 전력 수신기(3120)가 제안한 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수락한 경우 이다. 이후 무선 전력 수신기(3120)는 파워 전송 계약이 완료되면 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 전송할 수 있다(S3116). 무선 전력 송신기(3110)는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다(S3117). 즉, 무선 전력 송신기(3110)는 재협상 단계 종료에 대한 수락으로 ACK 패킷을 전송할 수 있다.When the correction step is completed, the power transmission step may proceed. The wireless power receiver 3120 may transmit one or more control error packets to control the transmission power of the wireless power transmitter 3110 (S3109). The wireless power receiver 3120 may periodically or arbitrarily transmit a received power packet (S3110). In this case, the received power packet may be a 24-bit received power packet. The wireless power transmitter 3110 may determine that the power transmission contract needs to be changed and may transmit a NAK packet in response to the reception of the received power packet (S3111). For example, the wireless power transmitter 3110 may have a power state different from that of the negotiation stage. That is, the guaranteed power value that can be transmitted by the wireless power transmitter 3110 may be changed after the negotiation step. In this case, the wireless charging system may perform the renegotiation step by transmitting the NAK packet in response to the reception of the received power packet of the wireless power transmitter 3110. More specifically, when the transmittable guaranteed power value of the wireless power transmitter 3110 is changed to transmit power with a value greater than the guaranteed power value of the power transmission contract, the wireless power transmitter 3110 may transmit a power transmission contract. The NAK packet may be transmitted in response to the reception of the received power packet by determining that a change is required. As another example, the wireless power transmitter 3110 may transmit a NAK packet to reduce a heating amount or an electromagnetic radiation amount. Thereafter, the wireless power receiver 3120 may transmit a renegotiation packet (S3112). The wireless power transmitter 3120 may transmit a power transmitter capability packet in response to the renegotiation packet (S3113). The wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract based on the changed guaranteed power value of the power transmitter capability packet (S3114). For example, the wireless power receiver 3120 may suggest a guaranteed power value of the power transfer agreement with a value equal to or less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet. The wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3115). That is, the wireless power transmitter 3110 accepts the guaranteed power value of the power transmission contract proposed by the wireless power receiver 3120. Thereafter, when the power transmission contract is completed, the wireless power receiver 3120 may transmit a special request packet for terminating the renegotiation step (S3116). The wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step (S3117). That is, the wireless power transmitter 3110 may transmit an ACK packet with acceptance of the end of the renegotiation step.
재협상 단계가 완료되면 무선 전력 수신기(3120)가 제어 오류 패킷을 전송함으로 전력 전송 단계를 다시 진행할 수 있다(S3118). When the renegotiation step is completed, the wireless power receiver 3120 may resume the power transmission step by transmitting a control error packet (S3118).
따라서, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. In addition, another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. Further, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 32은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.32 is a diagram for describing a wireless charging method of a wireless power transmitter according to another embodiment.
상세하게 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법은 도 25, 도 30, 도 31의 무선 충전 시스템 상에서의 무선 전력 송신기에 대한 무선 충전 방법일 수 있다.In detail, the wireless charging method in the wireless power transmitter according to another embodiment may be a wireless charging method for the wireless power transmitter on the wireless charging system of FIGS. 25, 30, and 31.
도 32을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 송신기는 파워 전송 계약에 따른 보장된 전력 값으로 전력을 전송할 수 있다(S3201).Referring to FIG. 32, in the power transmission step, the wireless power transmitter may transmit power with a guaranteed power value according to a power transmission contract in operation S3201.
무선 전력 송신기는 송신기 상태 정보를 수집할 수 있다(S3202). 예를 들어, 송신기 상태 정보는 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값, 무선 전력 송신기가 송출하기로 설계된 잠재적인 전력 값 등을 포함할 수 있다. 또한, 송신기 상태 정보는 전력 송신기 능력 패킷에 기록된 정보일 수 있다.The wireless power transmitter may collect transmitter state information (S3202). For example, the transmitter state information may include a guaranteed power value that the wireless power transmitter can transmit, a potential power value that the wireless power transmitter is designed to transmit, and the like. In addition, the transmitter status information may be information recorded in a power transmitter capability packet.
무선 전력 송신기는 수집된 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이가 필요한지 판단할 수 있다(S3203, S3204). 보다 구체적으로, 재협상 단계가 필요한 경우는 무선 전력 송신기가 파워 전송 계약을 변경하고자 하는 경우이다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 송출 가능한 전력 상태 변경, 발열 감소, 전자파 감소 등을 위하여 재협상 단계의 수행을 시도할 수 있다.The wireless power transmitter may determine whether a transition is necessary in the renegotiation step based on the collected transmitter state information (S3203 and S3204). More specifically, the case where the renegotiation step is required is when the wireless power transmitter wants to change the power transmission contract. For example, the wireless power transmitter may attempt to perform a renegotiation step for changing a power state that can be transmitted, reducing heat generation, and reducing electromagnetic waves.
판단 결과 재협상 단계가 필요하면, 무선 전력 송신기는 수신 전력 패킷을 수신한 후 응답으로 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이 할 수 있다(S3205). 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다. If it is determined that the renegotiation step is required, the wireless power transmitter may transmit the NAK packet in response to the received power packet and then transition to the renegotiation step (S3205). The received power packet may be a 24-bit receive power packet.
무선 전력 송신기는 재협상 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신할 수 있다(S3206). 보다 구체적으로, 무선 전력 송신기는 재협상 패킷 수신에 대한 응답으로 전력 송신기 능력 패킷을 전송할 수 있다.The wireless power transmitter may transmit a power transmitter capability packet after receiving the renegotiation packet (S3206). More specifically, the wireless power transmitter may transmit the power transmitter capability packet in response to receiving the renegotiation packet.
무선 전력 송신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하는 특별 요구 패킷을수신한 후 ACK 패킷을 송신할 수 있다(S3207). 예를 들어, 파워 전송 계약 수락 이전의 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)으로 무선 전력 송신기가 송출 가능한 경우 이다. The wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving a special request packet suggesting a guaranteed power value of the power transmission contract (S3207). For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract.
무선 전력 송신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 수신한 후 ACK 패킷을 송신할 수 있다(S3208).The wireless power transmitter may transmit an ACK packet after receiving the special request packet for ending the renegotiation step (S3208).
무선 전력 송신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 수정 한 후 S2801의 전력 전송 단계로 천이 할 수 있다(S3209).The wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 after modifying the guaranteed power value of the power transmission contract (S3209).
S3204 단계에서 재협상 단계가 필요하지 않으면, 무선 전력 송신기는 수신 전력 패킷을 수신한 후 응답으로 ACK 패킷을 송신하여 S2801의 전력 전송 단계로 천이 할 수 있다(S3210)If the renegotiation step is not necessary in step S3204, the wireless power transmitter may transition to the power transmission step of S2801 by transmitting an ACK packet in response after receiving the received power packet (S3210).
따라서, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. In addition, another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. In addition, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 33는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.33 is a view for explaining a wireless charging method in a wireless power receiver according to another embodiment.
상세하게 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법은 도 25, 도 30, 도 31의 무선 충전 시스템 상에서의 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전 방법일 수 있다.In detail, the wireless charging method in the wireless power receiver according to another embodiment may be a wireless charging method for the wireless power receiver on the wireless charging system of FIGS. 25, 30, and 31.
도 33을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷을 송신할 수있다(S3301). 수신 전력 패킷은 24비트 수신 전력 패킷일 수 있다.Referring to FIG. 33, in a power transmission step, the wireless power receiver may transmit a received power packet (S3301). The received power packet may be a 24-bit receive power packet.
무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신 후 재협상 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이할 수 있다(S3302). 보다 구체적으로, 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷 송신에 대한 응답으로 NAK 패킷을 수신하면 재협상 패킷을 전송할 수 있다.After receiving the NAK packet, the wireless power receiver may transmit a renegotiation packet to transition to a renegotiation step (S3302). More specifically, the wireless power receiver may transmit the renegotiation packet when receiving the NAK packet in response to the transmission of the received power packet.
무선 전력 수신기는 전력 송신기 능력 패킷을 수신할 수 있다(S3303).The wireless power receiver may receive a power transmitter capability packet (S3303).
무선 전력 수신기는 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단 할 수 있다(S3304). 보다 구체적으로, 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 파워 전송 계약 수락 이전의 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)으로 무선 전력 송신기가 송출 가능한 경우이다. 재협상 단계에서 전력 전송 단계로 천이 하지 않는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기의 충전 완료된 경우이다. 또한, 무선 전력 수신기에 연결된 전자기기의 시스템 안정상 일정 레벨의 전력을 공급받아야 할 수 있다. 이 때, 무선 전력 수신기가 요구하는 보장된 전력 값(특별 요구 패킷의 보장된 전력 값)이 무선 전력 송신기가 송출 가능한 보장된 전력 값(전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값)보다 큰 경우 이다.The wireless power receiver may determine whether to transition from the renegotiation step to the power transmission step (S3304). More specifically, there may be a case where the transition from the renegotiation step to the power transfer step occurs. For example, the wireless power transmitter may transmit a guaranteed power value (a guaranteed power value of a special request packet) required by the wireless power receiver before accepting the power transmission contract. There may be a case where the transition from the renegotiation phase to the power transfer phase does not occur. For example, the charging of the wireless power receiver is completed. In addition, it may be necessary to receive a certain level of power due to system stability of the electronic device connected to the wireless power receiver. In this case, the guaranteed power value required by the wireless power receiver (guaranteed power value of the special request packet) is larger than the guaranteed power value (guaranteed power value of the power transmitter capability packet) that the wireless power transmitter can send.
전력 전송 단계로 천이 하기로 판단하면, 무선 전력 수신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷을 송신할 수 있다(S3305). 특별 요구 패킷의 보장된 전력 값은 전력 송신기 능력 패킷의 보장된 전력 값 미만일 수 있다.If it is determined that the transition to the power transmission step, the wireless power receiver may transmit a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract (S3305). The guaranteed power value of the special request packet may be less than the guaranteed power value of the power transmitter capability packet.
무선 전력 수신기는 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK 패킷을 수신하여 파워 전송 계약을 완료 할 수 있다(S3306).The wireless power receiver may receive an ACK packet in response to a special request packet for proposing a guaranteed power value of the power transmission contract to complete the power transmission contract (S3306).
무선 전력 수신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷을 송신할 수 있다(S3307).The wireless power receiver may transmit a special request packet for ending the renegotiation step (S3307).
무선 전력 수신기는 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷에 대한 응답으로 ACK패킷을 수신하면 전력 전송 단계로 천이하여 제어 오류 패킷을 송신할 수 있다(S3308).When the wireless power receiver receives the ACK packet in response to the special request packet for terminating the renegotiation step, the wireless power receiver may transition to the power transmission step and transmit a control error packet (S3308).
S3303 단계에서 전력 전송 단계로 천이하지 않기로 판단하면, 무선 전력 수신기는 전력 수신을 종료 할 수 있다(S3309).If it is determined in step S3303 not to transition to the power transmission step, the wireless power receiver may end the power reception (S3309).
따라서, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치의 상태에 따라 충전 전력을 제어 할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 무선 전력 송신 장치가 충전 전력을 제어할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 발열을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력을 제어하여 무선 전력 송신 장치의 전자파 방출을 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 충전 전력의 세기를 증가 시켜 충전 시간을 최소화시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예는 재협상 단계를 수행하기 위하여 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에 교환하는 패킷의 수를 감소시킬 수 있으므로 재협상 단계 시간을 최소화할 수 있다.Therefore, another embodiment may control the charging power according to the state of the wireless power transmission apparatus. In another embodiment, the wireless power transmission apparatus may control the charging power. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce heat generation of the wireless power transmission apparatus. In addition, another embodiment may control the charging power to reduce the electromagnetic emission of the wireless power transmission device. In addition, another embodiment may minimize the charging time by increasing the strength of the charging power. In addition, another embodiment may reduce the number of packets exchanged between the wireless power transmitter and the wireless power receiver to perform the renegotiation step, thereby minimizing the renegotiation step time.
도 34는 일 실시예에 따른 무선 충전 방법에서 재협상 단계 시간을 설명하기 위한 도면이다.34 is a diagram illustrating a renegotiation step time in a wireless charging method, according to an embodiment.
도 34를 참조하면, 제1 시간(T1)은 무선 전력 송신기가 수신 전력 패킷을 수신하고 NAK 패킷을 무선 전력 수신기로 전달하는 시간일 수 있다. 예를 들어 제1 시간(T1)은 약 250ms일 수 있다. 제2 시간은(T2)은 무선 전력 수신기가 일반 요구 패킷을 전송하는데 걸리는 시간일 수 있다. 예를 들어 제2 시간(T2)은 22ms일 수 있다. 제3 시간(T3)는 무선 전력 송신기가 일반 요구 패킷을 수신하고 전력 송신기 능력 패킷을 무선 전력 수신기로 전달하는 시간일 수 있다. 예를 들어 제3 시간(T3)은 약 250ms일 수 있다. 제4 시간(T4)은 무선 전력 수신기가 제1 또는 제2 특별 요구 패킷을 전송하는데 걸리는 시간일 수 있다. 예를 들어, 제1 특별 요구 패킷은 파워 전송 계약의 보장된 전력 값을 제안하는 특별 요구 패킷일 수 있다. 제2 특별 요구 패킷은 재협상 단계를 종료하기 위한 특별 요구 패킷일 수 있다. 제4 시간(T4)은 약 27.5ms일 수 있다. 제5 시간(T5)은 무선 전력 송신기가 제1 특별 요구 패킷을 수신하고 ACK 패킷을 무선 전력 수신기로 전달하는 시간일 수 있다. 예를 들어 제5 시간(T5)은 약 250ms일 수 있다. 제6 시간(T6)은 무선 전력 송신기가 제2 특별 요구 패킷을 수신하고 ACK 패킷을 송신하는데 걸리는 시간일 수 있다. 예를 들어, 제6 시간(T6)은 10ms일 수 있다.Referring to FIG. 34, the first time T1 may be a time at which the wireless power transmitter receives a received power packet and delivers a NAK packet to the wireless power receiver. For example, the first time T1 may be about 250 ms. The second time T2 may be the time it takes for the wireless power receiver to transmit the generic request packet. For example, the second time T2 may be 22 ms. The third time T3 may be a time at which the wireless power transmitter receives the general request packet and forwards the power transmitter capability packet to the wireless power receiver. For example, the third time T3 may be about 250 ms. The fourth time T4 may be a time taken for the wireless power receiver to transmit the first or second special request packet. For example, the first special request packet may be a special request packet that proposes a guaranteed power value of a power transmission contract. The second special request packet may be a special request packet for ending the renegotiation step. The fourth time T4 may be about 27.5 ms. The fifth time T5 may be a time at which the wireless power transmitter receives the first special request packet and forwards the ACK packet to the wireless power receiver. For example, the fifth time T5 may be about 250 ms. The sixth time T6 may be a time taken for the wireless power transmitter to receive the second special request packet and transmit the ACK packet. For example, the sixth time T6 may be 10 ms.
즉, 일 실시예에 따른 재협상 단계 시간은 최소 T1+T2+T3+T4+T5+T4+T6=T재협상 일 수 있다. 예를 들어, T재협상은 877ms 일 수 있다. That is, the renegotiation step time according to an embodiment may be at least T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T4 + T6 = T renegotiation. For example, the T renegotiation may be 877 ms.
따라서, 일 실시예에 따른 무선 충전 방법의 재협상 단계 시간을 최소화 할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the renegotiation step time of the wireless charging method according to an embodiment.
도 35는 일 실시예에 따른 무선 충전 송신 코일을 설명하기 위한 도면이다.35 is a diagram for describing a wireless charging transmission coil, according to an exemplary embodiment.
도 35를 참조하면, 3개의 송신 코일이 배치될 수 있다. 일정한 크기의 충전 영역 내에서 균일한 전력 전송을 수행하기 위해서, 복수의 송신 코일 중 적어도 하나는 중첩되어 배치될 수 있다. 도 40에서 제1코일(4010)과 제2코일(4020)은 차폐재(4040) 위에 일정 간격을 두고 나란히 제1층에 배치되어 있고, 제3코일(4030)은 제1코일 및 제2코일 위에 제2층에 중첩되어 배치될 수 있다.Referring to FIG. 35, three transmitting coils may be disposed. In order to perform uniform power transfer in a charging region of a constant size, at least one of the plurality of transmitting coils may be overlapped. In FIG. 40, the first coil 4010 and the second coil 4020 are disposed side by side on the shielding material 4040 at the first layer, and the third coil 4030 is disposed on the first coil and the second coil. It may be disposed overlapping the second layer.
제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 WPC 또는 PMA에서 정의한 코일의 규격대로 제조될 수 있고, 각각의 물리적 특성이 허용될 수 있는 정도의 범위 내에서 동일할 수 있다.The first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may be manufactured according to the specifications of the coils defined in the WPC or PMA, and the same within the extent to which the respective physical characteristics are acceptable. can do.
예를 들어, 송신 코일은 하기 표 1과 같은 규격을 가질 수 있다.For example, the transmitting coil may have a specification as shown in Table 1 below.
ParameterParameter SymbolSymbol ValueValue
외측 길이(Outer length)Outer length doldol 53.2±0.5 mm53.2 ± 0.5 mm
내측 길이( Inner length)Inner length dildil 27.5±0.5 mm27.5 ± 0.5 mm
외측 너비(Outer width)Outer width dowdow 45.2±0.5 mm45.2 ± 0.5 mm
내측 너비(Inner width)Inner width diwdiw 19.5±0.5 mm19.5 ± 0.5 mm
두께(Thickness)Thickness dcdc 1.5±0.5 mm1.5 ± 0.5 mm
권선수(Number of turns per layer)Number of turns per layer NN 12 turns12 turns
층수(Number of layers)Number of layers 1One
표 1은 WPC에 정의된 A13 타입의 송신 코일에 대한 규격이며, 일 실시예로 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 표 1에 정의된 외측 길이, 내측 길이, 외측 너비, 내측 너비, 두께 및 권선수로 제조될 수 있다. 물론, 동일한 제조 공정에 의해 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030)은 오차 범위 내에서 물리적 특성이 동일할 수 있다.Table 1 is a specification for the A13 type transmission coil defined in the WPC, and in one embodiment, the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 have an outer length defined in Table 1, It can be made with inner length, outer width, inner width, thickness and number of turns. Of course, the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may have the same physical characteristics within an error range by the same manufacturing process.
다만, 도 21에서와 같이 제1코일(4010), 제2코일(4020) 및 제3코일(4030) 각각은 차폐재와의 관계에서 배치되는 위치에 따라 측정되는 인덕턴스가 다른 값을 가질 수 있다. However, as shown in FIG. 21, each of the first coil 4010, the second coil 4020, and the third coil 4030 may have a different inductance value according to a position disposed in a relationship with the shielding material.
예를 들어, 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)은 상기 표 1의 규격을 만족하며12.5uH의 인덕턴스를 가지는데, 제3코일(4030)은 차폐재와의 이격 거리가 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 달라 12.5uH 보다 작은 인덕턴스를 가질 수 있다. For example, the first coil 4010 and the second coil 4020 satisfy the specifications of Table 1 and have an inductance of 12.5 uH, and the third coil 4030 has a first coil having a separation distance from the shielding material. Unlike the 4010 and the second coil 4020, it may have an inductance smaller than 12.5 uH.
예를 들어, 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)은 차폐재와 접촉하여 배치되지만, 제3코일(4030)은 차폐재로부터 소정 높이만큼 이격되어 배치될 수 있다.For example, the first coil 4010 and the second coil 4020 are disposed in contact with the shielding material, but the third coil 4030 may be spaced apart from the shielding material by a predetermined height.
일 실시예에서 제1코일(4010), 제2코일(4020) 또는 제3코일(4030)과 차폐재 사이에는 접착재가 배치될 수 있다.In one embodiment, an adhesive may be disposed between the first coil 4010, the second coil 4020, or the third coil 4030 and the shielding material.
따라서, 일 실시예에서 제3코일(4030)은 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 동일한 인덕턴스를 갖기 위해서 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)의 권선수 보다 수회(예를 들어, 0.5회 또는 1회 또는 2회) 더 많은 권선수를 갖도록 할 수 있다. Therefore, in one embodiment, the third coil 4030 has a number of turns more than the number of turns of the first coil 4010 and the second coil 4020 to have the same inductance as the first coil 4010 and the second coil 4020. (E.g., 0.5 or 1 or 2 times) can be made to have more turns.
일 실시예에서 제3코일(4030)은 12.5회 또는 13회 또는 14회의 권선수를 가질 수 있다. In one embodiment, the third coil 4030 may have a number of turns of 12.5 or 13 or 14 times.
다시 말해서, 중앙에 위치하는 제3코일(4030)은 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 차폐재로부터 더 멀리 위치하여 측정된 인덕턴스가 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)과 다를 수 있어, 제3코일(4030)을 구성하는 도선의 길이를 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 조금 더 길게 하여 인덕턴스를 동일하게 조정할 수 있다.In other words, the centrally located third coil 4030 is located farther from the shielding material than the first coil 4010 and the second coil 4020 so that the measured inductance is measured in the first coil 4010 and the second coil 4020. ), The length of the conducting wire constituting the third coil 4030 may be slightly longer than that of the first coil 4010 and the second coil 4020 to equally adjust the inductance.
일 실시예에서, 제3코일(4030)을 구성하는 도선의 길이를 제1코일(4010) 및 제2코일(4020)보다 조금 더 길게하여, 제3코일(4030)이 제1코일(4030) 및 제2코일(4020)보다 차폐재로부터 더 멀리 위치함에도 불구하고, 3개의 코일의 인덕턴스가 12.5uH로 동일할 수 있다. 일 실시예에서 코일의 인덕턴스가 동일하다는 것은 ±0.5uH 내의 오차범위를 가지는 것을 의미한다.In an exemplary embodiment, the length of the conductive wire constituting the third coil 4030 is slightly longer than that of the first coil 4010 and the second coil 4020, so that the third coil 4030 may be the first coil 4030. And despite being located farther from the shield than the second coil 4020, the inductance of the three coils may be equal to 12.5 uH. In one embodiment, the same inductance of the coil means that it has an error range within ± 0.5 uH.
중첩되어 위치하는 송신 코일은 차폐재와의 거리가 멀리 떨어질수록 측정되는 인덕턴스가 작을 수 있고, 차폐재와의 거리가 멀수록 인덕턴스를 증가시키기 위해 송신 코일의 길이를 더 길게 할 수 있다.The overlapping transmission coils may have a smaller inductance measured as the distance from the shield is farther away, and the length of the transmission coil may be longer to increase the inductance as the distance from the shield is farther away.
도 36는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하는 무선 전력 송신기에서 풀 브릿지 인버터(Full-bridge Invertor)를 포함하는 3개의 드라이브회로를 설명하기 위한 도면이다.36 is a diagram for describing three drive circuits including a full-bridge inverter in a wireless power transmitter including a plurality of coils, according to an exemplary embodiment.
도 36를 참조하면, 무선 전력 송신기가 포함하는 3개의 코일 각각이 상이한 인덕턴스를 가지는 경우, 각각의 코일과 연결되는 3개의 드라이브 회로(4110)와 동일한 공진 주파수를 발생시키기 위한 커패시터를 포함하는 3개의 LC 공진 회로(4120)가 필요하다.Referring to FIG. 36, when each of the three coils included in the wireless power transmitter has different inductances, three coils including a capacitor for generating the same resonant frequency as the three drive circuits 4110 connected to each coil are included. LC resonant circuit 4120 is required.
무선 전력 송신기가 복수의 코일을 포함하더라도, 무선 전력 송신기가 전력 전송을 수행하기 위해 발생시키는 공진 주파수는 송신 코일 각각에 따라 다를 수 없고, 무선 전력 송신기가 지원하는 표준 공진 주파수에 따라야 한다. Even if the wireless power transmitter includes a plurality of coils, the resonant frequency generated by the wireless power transmitter to perform power transmission cannot be different for each of the transmitting coils, and should be in accordance with the standard resonant frequency supported by the wireless power transmitter.
LC 공진 회로(4120)에서 발생되는 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스에 따라 다를 수 있다.The resonant frequency generated by the LC resonant circuit 4120 may vary according to the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor.
예를 들어, 공진 주파수(fr, resonant frequency)는 100Khz 일 수 있고, 코일과 연결되어 상기 공진 주파수를 발생시키는 커패시터의 커패시턴스(capacitance)가 200nF 인 경우, 하나의 커패시터만을 이용하려면 3개의 코일 모두 12.5uH를 만족해야 한다. 3개의 코일의 인덕턴스가 각각 상이하면 100khz의 공진 주파수를 발생시키기 위해서 각각 대응되는 서로 다른 커패시턴스를 가지는 3개의 커패시터가 필요하다. 이에 추가적으로 각각의 LC 공진 회로(4120)에서 교류 전압을 인가하기 위한 인버터를 포함하는 드라이브회로(4110) 역시 3개가 필요하다.For example, if the resonant frequency (fr, resonant frequency) may be 100Khz, and the capacitance of the capacitor connected to the coil to generate the resonance frequency is 200nF, to use only one capacitor, all three coils are 12.5. uH must be satisfied. If the inductances of the three coils are different from each other, three capacitors having different capacitances are required to generate a resonance frequency of 100 kHz. In addition, three drive circuits 4110 including an inverter for applying an alternating voltage in each LC resonant circuit 4120 are also required.
도 37는 일 실시예에 따른 복수의 코일을 포함하면서 하나의 드라이브회로를 포함하는 무선 전력 송신기를 설명하기 위한 도면이다.37 is a diagram for describing a wireless power transmitter including a plurality of coils and a single drive circuit, according to an exemplary embodiment.
도 37을 참조하면, 무선 전력 송신기의 3개의 코일의 인덕터스가 동일한 경우 무선 전력 송신기는 하나의 드라이브회로(4210)만을 포함할 수 있고, 하나의 드라이브회로(4210)와 3개의 코일 중에서 무선 전력 수신기의 코일과 전력 전송 효율이 가장 높은 무선 전력 송신기의 코일을 연결하도록 스위치(4230)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 37, when the inductances of the three coils of the wireless power transmitter are the same, the wireless power transmitter may include only one drive circuit 4210, and the wireless power receiver among one drive circuit 4210 and three coils. The switch 4230 may be controlled to connect the coil of the wireless power transmitter with the coil having the highest power transmission efficiency.
도 36와 비교할 때, 무선 전력 송신기는 드라이브회로(4210)를 하나만 사용함으로써 부품이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 무선 전력 송신기 자체를 소형화할 수 있으며, 제조 시 소요되는 원 재료비를 줄일 수 있는 효과가 있다.Compared with FIG. 36, the wireless power transmitter can reduce the area occupied by the component by using only one drive circuit 4210, thereby miniaturizing the wireless power transmitter itself, and reducing raw material costs required for manufacturing. .
일 실시예로, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 3개의 코일과 무선 전력 수신기의 코일 사이의 전력 전송 효율을 산출하기 위해 핑 단계에서 신호 세기 지시자를 이용할 수 있다. In one embodiment, the wireless power transmitter may use the signal strength indicator in the ping step to calculate the power transfer efficiency between the three coils of the wireless power transmitter and the coil of the wireless power receiver.
또는 다른 실시예로, 무선 전력 송신기는 송수신 코일 사이의 결합 계수를 산출하여 결합 계수가 높은 무선 전력 송신기의 코일을 선택할 수 있다. Alternatively, in another embodiment, the wireless power transmitter may select a coil of the wireless power transmitter having a high coupling coefficient by calculating a coupling coefficient between the transmission and reception coils.
또는 다른 실시예로, 무선 전력 송신기는 큐펙터(Q factor)를 산출하여 큐펙터가 높은 무선 전력 송신기의 코일을 식별하여 드라이브회로(4210)과 연결하도록 스위치(4230)를 제어할 수 있다.Alternatively, in another embodiment, the wireless power transmitter may control the switch 4230 to calculate a factor (Q factor) to identify a coil of the wireless power transmitter having a high factor and to connect with the drive circuit 4210.
도 38은 일 실시예에 따른 복수의 송신 코일 중 어느 하나를 드라이브 회로와 연결하는 복수의 스위치를 설명하기 위한 도면이다.38 is a diagram for describing a plurality of switches connecting one of a plurality of transmission coils to a drive circuit according to an exemplary embodiment.
도 38을 참조하면, 전력 전송부는 입력 전압을 변환하는 드라이브회로(4310), 드라이브회로(4310)와 LC 공진회로를 연결하는 스위치(4320), 복수의 송신 코일(4330), 무선 전력 송신기의 복수의 코일과 직렬로 연결되는 하나의 커패시터(4340) 및 스위치(4320)의 개폐를 제어하는 제어부(4350)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 38, a power transmitter includes a drive circuit 4310 for converting an input voltage, a switch 4320 for connecting the drive circuit 4310 and an LC resonant circuit, a plurality of transmission coils 4330, and a plurality of wireless power transmitters. One capacitor 4340 connected in series with the coil of the control unit 4320 may include a control unit 4350 to control the opening and closing.
제어부(4350)는 무선 전력 송신기의 복수의 코일(4330) 중 무선 전력 수신기의 코일과 전력 전송 효율이 가장 높은 무선 전력 송신기의 코일을 식별하고, 식별된 무선 전력 송신기의 코일을 드라이브회로(4310)과 연결하도록 스위치를 닫는 제어를 수행할 수 있다.The controller 4350 identifies a coil of the wireless power receiver and a coil of the wireless power transmitter having the highest power transmission efficiency among the plurality of coils 4330 of the wireless power transmitter, and drives the coil of the identified wireless power transmitter in the drive circuit 4310. Control to close the switch to connect the
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The method according to the embodiment described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution on a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape , Floppy disks, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method may be easily inferred by programmers in the art to which the embodiments belong.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.
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.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.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 송신 코일을 포함하는 전력 전송부;A power transmitter including one or more transmitting coils;
    외부로부터 인가된 직류 전력의 세기를 변환하는 전력 변환부;A power converter converting the intensity of DC power applied from the outside;
    외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및A communication unit exchanging information with an external device; And
    상기 통신부를 통해 소정의 패킷을 전송하여 파워 전송 계약을 변경하는 제어부를 포함하고,A control unit for changing a power transmission contract by transmitting a predetermined packet through the communication unit;
    상기 제어부는 무선 전력 송신기 상태 정보를 수집하고, 상기 무선 전력 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이하는 무선 전력 송신기.The controller collects wireless power transmitter state information and transitions to a renegotiation step based on the wireless power transmitter state information.
  2. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 송신기 상태 정보는 상기 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값을 포함하는 무선 전력 송신기.The transmitter state information includes a guaranteed power value that the wireless power transmitter can transmit.
  3. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제어부는 수신 전력 패킷 수신 후 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 무선 전력 송신기.The control unit transmits a NAK packet after receiving a received power packet to transition to a renegotiation step.
  4. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 제어부는 일반 요구 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 무선 전력 송신기.The control unit transmits a power transmitter capability packet after receiving a general request packet.
  5. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 제어부는 재협상 패킷 수신 후 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 무선 전력 송신기.The control unit transmits a power transmitter capability packet after receiving a renegotiation packet.
  6. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    내부 온도 측정, 상기 전력 전송부에서 방사되는 전자파 세기 측정 또는 외부 전자파의 세기 측정하는 센싱부를 포함하고,Including a sensing unit for measuring the internal temperature, the electromagnetic wave intensity emitted from the power transmitter or the intensity of the external electromagnetic wave
    상기 제어부는 상기 센싱부의 측정된 내부 온도 값, 전자파 세기 값 또는 외부 전자파의 세기 값에 기반하여 상기 파워 전송 계약을 변경하기 위하여 재협상 단계를 수행하는 무선 전력 송신기.The control unit performs a renegotiation step to change the power transmission contract based on the measured internal temperature value, electromagnetic wave intensity value or external electromagnetic wave intensity value of the sensing unit.
  7. 수신 코일;Receiving coil;
    상기 수신 코일을 통해 외부 장치와 정보를 교환하는 통신부; 및A communication unit exchanging information with an external device through the receiving coil; And
    상기 외부 장치의 제어에 따라 재협상 단계로 천이하는 제어부;를 포함하는 무선 전력 수신기. And a controller for transitioning to a renegotiation step according to the control of the external device.
  8. 제7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    상기 제어부는 상기 외부 장치에 수신 전력 패킷을 송신한 후 상기 외부 장치로부터 NAK 패킷을 수신하면 재협상 단계로 천이하는 무선 전력 수신기.And the control unit transitions to a renegotiation step when receiving a NAK packet from the external device after transmitting a received power packet to the external device.
  9. 제8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 제어부는 상기 NAK 패킷을 수신한 후 일반 요구 패킷을 송신하는 무선 전력 수신기.The control unit is a wireless power receiver for transmitting a general request packet after receiving the NAK packet.
  10. 제8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 제어부는 상기 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 패킷을 송신하는 무선 전력 수신기.The control unit is a wireless power receiver for transmitting a renegotiation packet after receiving the NAK packet.
  11. 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에서의 무선 충전 방법에 있어서,A wireless charging method in a wireless power transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver,
    전력 전송 단계에서, 상기 무선 전력 송신기는 파워 전송 계약에 따른 보장된 전력 값으로 전력을 전송하는 단계;In a power transmission step, the wireless power transmitter transmitting power at a guaranteed power value in accordance with a power transmission contract;
    상기 무선 전력 송신기는 송신기 상태 정보를 수집하는 단계;The wireless power transmitter collecting transmitter status information;
    상기 무선 전력 송신기는 상기 수집된 송신기 상태 정보에 기반하여 재협상 단계로 천이가 필요한지 판단하는 단계; 및Determining, by the wireless power transmitter, whether a transition is necessary to a renegotiation step based on the collected transmitter state information; And
    상기 무선 전력 송신기는 재협상 단계가 필요하면 수신 전력 패킷 수신 후 NAK 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법.And transmitting, by the wireless power transmitter, a NAK packet after receiving a received power packet to transition to a renegotiation step if a renegotiation step is required.
  12. 제11 항에 있어서, The method of claim 11, wherein
    상기 재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 송신기는 일반 요구 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 단계를 더 포함하는 무선 충전 방법.And after the transition to the renegotiation step, the wireless power transmitter transmitting a power transmitter capability packet upon receiving a general request packet.
  13. 제11 항에 있어서, The method of claim 11, wherein
    상기 재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 송신기는 재협상 패킷을 수신하면 전력 송신기 능력 패킷을 송신하는 단계를 더 포함하는 무선 충전 방법.And after the transition to the renegotiation step, the wireless power transmitter transmits a power transmitter capability packet upon receiving a renegotiation packet.
  14. 제11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein
    상기 송신기 상태 정보는 상기 무선 전력 송신기가 송출 할 수 있는 보장된 전력 값을 포함하는 무선 충전 방법.And the transmitter state information includes a guaranteed power value that the wireless power transmitter can send.
  15. 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에서의 무선 충전 방법에 있어서,A wireless charging method in a wireless power receiver that wirelessly receives power from a wireless power transmitter,
    전력 전송 단계에서, 무선 전력 수신기는 수신 전력 패킷을 송신하는 단계;In the power transmission step, the wireless power receiver transmits a received power packet;
    상기 무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법. And the wireless power receiver transitions to a renegotiation step after receiving a NAK packet.
  16. 제15 항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 단계로 천이하는 단계는 상기 무선 전력 수신기가 NAK 패킷을 수신한 후 일반 요구 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 무선 충전 방법.And the wireless power receiver transitions to the renegotiation step after receiving the NAK packet.
  17. 제16 항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 일반 요구 패킷은 상기 무선 전력 송신기로부터 전력 송신기 능력 패킷을 요청하는 패킷인 무선 충전 방법.The generic request packet is a packet for requesting a power transmitter capability packet from the wireless power transmitter.
  18. 제15 항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 무선 전력 수신기는 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 단계로 천이하는 단계는 상기 무선 전력 수신기가 NAK 패킷을 수신한 후 재협상 패킷을 송신하여 재협상 단계로 천이하는 단계;를 포함하는 무선 충전 방법. And the wireless power receiver transitioning to the renegotiation step after receiving the NAK packet comprises: transitioning to the renegotiation step by transmitting the renegotiation packet after the wireless power receiver receives the NAK packet.
  19. 제18 항에 있어서,The method of claim 18,
    재협상 단계로 천이한 후 상기 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 송신기로부터 전력송신기 능력 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 무선 충전 방법.After transitioning to a renegotiation step, the wireless power receiver further comprising receiving a power transmitter capability packet from the wireless power transmitter.
  20. 제15 항에 있어서,The method of claim 15,
    재협상 단계에서 상기 무선 전력 수신기는 전력 전송 단계로 천이 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 무선 충전 방법.And in the renegotiation step, determining whether the wireless power receiver has transitioned to a power transmission step.
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