WO2019027158A1 - Wireless power transmitter and controlling method for wireless power transmitter - Google Patents

Wireless power transmitter and controlling method for wireless power transmitter Download PDF

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WO2019027158A1
WO2019027158A1 PCT/KR2018/008059 KR2018008059W WO2019027158A1 WO 2019027158 A1 WO2019027158 A1 WO 2019027158A1 KR 2018008059 W KR2018008059 W KR 2018008059W WO 2019027158 A1 WO2019027158 A1 WO 2019027158A1
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WO
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wireless power
temperature
power
transmitter
power transmitter
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Application number
PCT/KR2018/008059
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
이윤복
정우길
최순철
이종헌
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • H01F27/085Cooling by ambient air
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • 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
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20209Thermal management, e.g. fan control

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter.
  • a charging system (hereinafter referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly are proposed.
  • the wireless charging system since the wireless charging system has not been installed in some terminals in the past and the consumer has to purchase a separate wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system is low, but the wireless charging user is expected to increase rapidly. It is expected to be equipped with charging function.
  • a wireless charging system comprises a wireless power transmitter for supplying electric energy in a wireless power transmission mode and a wireless power receiver for receiving electric energy supplied from a wireless power transmitter to charge the battery.
  • Such a wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission scheme (e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.).
  • a wireless power transmission scheme e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.
  • the wireless power transmission scheme may use various wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme in which a magnetic field is generated in a power transmission terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a reception terminal coil due to the magnetic field .
  • the electromagnetic induction type wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined in a Wireless Power Consortium (WPC) or a Power Matters Alliance (PMA).
  • the wireless power transmission scheme may employ an electromagnetic resonance scheme in which the magnetic field generated by the transmission coil of the wireless power transmitter is tuned to a specific resonance frequency to transmit power to a nearby wireless power receiver .
  • the electromagnetic resonance method may include a resonance-type wireless charging technique defined in the Alliance for Wireless Power (A4WP) standard mechanism, a wireless charging technology standard mechanism.
  • a wireless power transmission scheme may use an RF wireless power transmission scheme that transmits power to a wireless power receiver located at a remote location by applying low-power energy to the RF signal.
  • heat may be generated in an electronic device including a wireless power transmitter, a battery powered by the wireless power receiver, or a wireless power receiver while wireless charging is performed, and the temperature of the wireless power transmitter or the wireless power receiver may be set to a predetermined level
  • the wireless charging system may stop wireless charging.
  • the international standards bodies in connection with the wireless charging system may initiate specific conditions and points of time to resume wireless charging with respect to the wireless power transmitter And is not.
  • the present invention provides a method of controlling a wireless power transmitter including a condition for monitoring the temperature of the wireless power transmitter and for resuming wireless charging in consideration of the degree of cooling of the wireless power transmitter.
  • a method of controlling a wireless power transmitter comprising: receiving a power transmission interruption packet from a wireless power receiver; Stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring an off temperature at the time of receiving the power transmission stop packet; Calculating a temperature difference between the stop temperature and a re-measurement temperature at a time point when the first time has elapsed; And resuming power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition; . ≪ / RTI >
  • measuring the interruption temperature may include stopping power transmission and driving a cooling fan.
  • the step of resuming the power transmission comprises: stopping the driving of the cooling fan if the temperature difference satisfies the retransmission condition; . ≪ / RTI >
  • the step of driving the cooling fan includes: varying a driving speed of the cooling fan according to the temperature difference; . ≪ / RTI >
  • the step of measuring the interruption temperature comprises the steps of: measuring the interruption temperature using a temperature sensor disposed in or within the predefined distance from the active area; Wherein the active region may include an area where the wireless power receiver is stationary.
  • the method may further include generating a digital zip signal or resuming power transmission at a point of time when a second time elapses from a point of time when the power transmission interruption packet is received.
  • the step of resuming the power transmission comprises: generating a digital zipping signal within a predetermined time; . ≪ / RTI >
  • the retransmission condition may be satisfied if the temperature difference is above a threshold temperature.
  • the step of resuming the power transfer comprises: determining the threshold temperature from the threshold temperature table according to the suspended temperature; . ≪ / RTI >
  • the interruption temperature included in the critical temperature table and the critical temperature may have a certain ratio.
  • the threshold temperature may be at least 5 degrees.
  • the step of measuring the interruption temperature comprises: stopping generation of the analog and digital signals for a third time; . ≪ / RTI >
  • the present invention can provide a computer-readable recording medium on which a program for executing the above-described method is recorded.
  • a wireless power transmitter including: a communication unit for receiving a power transmission interruption packet from a wireless power receiver; And a controller for stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring the stop temperature at the time of receiving the power transmission stop packet.
  • the controller calculates a temperature difference between the interrupted temperature and a remeasurement temperature at a point of time when the first time elapses and resumes power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition have.
  • a cooling fan may drive the cooling fan when the power transmission is interrupted.
  • the control unit when the temperature difference satisfies the retransmission condition, the control unit can stop the driving of the cooling fan.
  • the controller may vary the driving speed of the cooling fan according to the temperature difference.
  • a temperature sensor for measuring the interruption temperature is disposed in an active area or within a predetermined distance from the active area and the active area may include an area where the radio power receiver is mounted.
  • the controller may generate a digital zip signal or resume power transmission at a time point when a second time elapses after receiving the power transmission interrupt packet.
  • the controller may generate a digital signal within a preset time.
  • the retransmission condition may be satisfied if the temperature difference is above a threshold temperature.
  • control section can determine the threshold temperature from the threshold temperature table according to the stop temperature.
  • the interruption temperature included in the critical temperature table and the critical temperature may have a certain ratio.
  • the threshold temperature may be at least 5 degrees.
  • control unit may stop the generation of the analog and digital signals for the third time.
  • one embodiment may specify a specific point in time to resume wireless charging and may resume wireless charging quickly through wireless charging resume at this point.
  • one embodiment may specify the resumption time of the wireless charging in consideration of the state of the wireless power transmitter, and may perform power transfer resumption with a consistent rule regardless of the wireless power receiver which may have various kinds or types have.
  • the wireless charging can be resumed more quickly by cooling the wireless power transmitter quickly using the cooling fan in the state where the wireless charging is interrupted.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a packet format transmitted and received between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the types of packets that a wireless power receiver can transmit in a ping stage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining the types of packets that the wireless power receiver can transmit in the power transmission step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • a method of controlling a wireless power transmitter includes: receiving a power transmission stop packet from a wireless power receiver; Stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring an off temperature at the time of receiving the power transmission stop packet; Calculating a temperature difference between the stop temperature and a re-measurement temperature at a time point when the first time has elapsed; And resuming power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition; . ≪ / RTI >
  • modules and " parts” for the components used in the following description may be implemented in hardware components - including, for example, circuit elements, microprocessors, memories, sensors, This is only one embodiment, and some or all of the components may be implemented in software.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements.
  • a wireless power transmitter and a wireless power receiver that constitute a wireless power system can exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication.
  • the in-band communication and the BLE communication can 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, and the like.
  • the wireless power receiver can 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 reception coil in a predetermined pattern.
  • the information transmitted by the wireless power receiver may include various status information including received power intensity information.
  • the wireless power transmitter can calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power intensity information.
  • an apparatus equipped with a function of transmitting wireless power on a wireless charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, , , A transmitting side, a wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Further, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, A receiver, a receiver, and the like can be used in combination.
  • the transmitter according to the present invention may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power can also be transmitted.
  • the transmitter may comprise at least one radio power transmission means.
  • the radio power transmitting means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field.
  • the wireless power transmission standard may include, but is not limited to, electromagnetic induction standard techniques as defined in the Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (WPC) standards bodies.
  • a receiver may include at least one wireless power receiving means, and may receive wireless power from one or more transmitters.
  • the receiver according to the present invention may be used in a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, A portable electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing rod, a smart watch, etc.
  • a portable electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing rod, a smart watch, etc.
  • the present invention is not limited thereto. It suffices.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless charging system includes a wireless power transmission terminal 10 for wirelessly transmitting power, a wireless power receiving terminal 20 for receiving the transmitted power, and an electronic device 30 Lt; / RTI > According to an embodiment, the power that the wireless power transmitting terminal 10 transmits to the wireless power receiving terminal 20 can be performed by transmitting and receiving a power signal.
  • the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 can perform in-band communication in which information is exchanged using the same frequency band as that used for wireless power transmission.
  • the wireless power receiving terminal 20 modulates the received power signal, (42) may be transmitted to the wireless power transmitting terminal (10).
  • the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 perform out-of-band communication in which information is exchanged using a different frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission .
  • information exchanged between the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 may include control information as well as status information of each other.
  • the status information and the control information exchanged between the transmitting and receiving end will become more apparent 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 the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
  • the unidirectional communication may be that the wireless power receiving terminal 20 transmits information only to the wireless power transmitting terminal 10, but the wireless power transmitting terminal 10 is not limited to the wireless power receiving terminal 20 It may be to transmit information.
  • bidirectional communication is possible between the wireless power receiving terminal 20 and the wireless power transmitting terminal 10, but information can be transmitted only by any one device at any time.
  • the wireless power receiving terminal 20 may acquire various status information of the electronic device 30.
  • the status 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 is information obtainable from the electronic device 30 and available for wireless power control.
  • the wireless power receiving terminal 20 can acquire the overheat information of the battery of the electronic device 30. [ Specifically, the wireless power receiving terminal 20 transmits power to the wireless power transmitting terminal 10 due to overheating of the wireless power receiving terminal 20 itself, overheating of the electronic device 30, or overheating of the battery included in the electronic device 30. [ The wireless charging can be stopped through the interruption request of transmission of the signal.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiving terminal 20 may include a plurality of wireless power receiving devices, and a plurality of wireless power receiving devices may be connected to one wireless power transmitting terminal 10, Charging may also be performed.
  • the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses in a time division manner, but it is not limited thereto.
  • the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses using different frequency bands allocated to the wireless power receiving apparatuses.
  • the number of wireless power receiving devices connectable to one wireless power transmitting terminal 10 is based on at least one of the required power for each wireless power receiving device, the battery charging status, the power consumption of the electronic device, Can be determined adaptively.
  • the wireless power transmitting terminal 10 may be composed of a plurality of wireless power transmitting apparatuses.
  • the wireless power receiving terminal 20 may be connected to a plurality of wireless power transmission apparatuses at the same time, and may simultaneously receive power from connected wireless power transmission apparatuses to perform charging.
  • the number of wireless power transmission devices connected to the wireless power receiving terminal 20 is adaptively set based on the required power of the wireless power receiving terminal 20, the battery charging state, the power consumption amount of the electronic device, Can be determined.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter may be equipped with three transmit coils 111, 112, 113. Each transmit coil may overlap a portion of the transmit coil with a different transmit coil, and the wireless power transmitter may include a predetermined sense signal 117, 127 for sensing the presence of the wireless power receiver through each transmit coil - And sequentially transmits digital ping signals in a predefined order.
  • the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary sensing signal transmission procedure shown in reference numeral 110, and receives a signal strength indicator (Signal Strength Indicator 116 may identify the received transmit coil 111, 112. Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in the reference numeral 120, and the signal strength indicator 126 is transmitted to the transmission coils 111 and 112 It is possible to control the efficiency (or charging efficiency) - that is, the state of alignment between the transmitting coil and the receiving coil - to identify a good transmitting coil and to allow power to be delivered through the identified transmitting coil, .
  • the efficiency or charging efficiency
  • the sensing signal transmission procedure according to another embodiment may be performed only in a first order (or one time).
  • 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 aforementioned numerals 110 and 120 of FIG. 3, Selects a transmission coil having the best alignment based on the received signal strength indicator 126 in each of the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112 and performs wireless charging using the selected transmission coil .
  • FIG. 4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
  • power transmission from a transmitter to a receiver includes a selection phase 410, a ping phase 420, an Identification and Configuration Phase A Negotiation Phase 440, a Calibration Phase 450, a Power Transfer Phase 460 and a Renegotiation Phase 470.
  • a selection phase 410 a ping phase 420
  • an Identification and Configuration Phase A negotiation Phase 440 a Calibration Phase 450
  • a Power Transfer Phase 460 a Renegotiation Phase 470.
  • the selection step 410 may include steps that are transient, e.g., S402, S404, S408, S410 and S412, when a specific error or a specific event is detected while initiating a power transfer or maintaining a power transfer .
  • steps that are transient e.g., S402, S404, S408, S410 and S412, when a specific error or a specific event is detected while initiating a power transfer or maintaining a power transfer .
  • the specific error and the specific event will become clear through the following description.
  • the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the transmitter detects that an object has been placed on the interface surface, it can transition to the zipping step 420.
  • the transmitter transmits an analog ping signal of a very short pulse and, based on the current variation of the transmit coil or the primary coil, ) Of the object.
  • the active area may mean an area where wireless charging is possible on the transmitter.
  • the active area may be defined as a portion of an interface included in a wireless power transmitter in which a sufficiently high flux (power signal) can reach a wireless power receiver.
  • the active region may include a region where the radio power receiver is mounted, and the active region may include a region where the transmit coil is disposed.
  • the transmitter may detect whether an object is present in the active area of the interface surface using the provided sensor.
  • the sensor may include a Hall sensor, a pressure sensor, a capacitance sensor, a current sensor, a voltage sensor, a light sensor, and the like. At least one sensor may be used to detect whether a conductive object is disposed in the active area .
  • the transmitter When the transmitter senses an object, it may enter a zip stage 420 to wake up the receiver and send a digital ping to identify the sensed object as a wireless power receiver. If the sender does not receive a response signal to the digital ping (e. G., A signal strength packet) from the receiver at step 420, then the receiver may transition back to step 410 again. Also, at the step 420, the transmitter may transition to the selection step 410 upon receipt of a signal indicating that the power transmission is complete from the receiver, i.e., a charge complete packet.
  • a response signal to the digital ping e. G., A signal strength packet
  • the transmitter may transition to an identification and configuration step 430 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and status information.
  • the sender may determine whether an unexpected packet is received, a desired packet is received for a predefined period of time (time out), a packet transmission error, If the transfer contract is not established (no power transfer contract), the transition to the selection step 410 can be made.
  • the transmitter may determine whether an entry to the negotiation step 440 is necessary based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 430.
  • the receiver can be classified into a base power profile and an extended power profile according to a power level that can be received.
  • the reference power profile is applied to a wireless power transmitter capable of transmitting power of about 5 W or less and a wireless power receiver capable of receiving power of about 5 W or less, A power transmitter and a power receiver capable of receiving power in excess of 5 W.
  • the wireless power transmitter determines the allowable power (power level) that the wireless power receiver can be provided according to the negotiation field included in the configuration packet .
  • a receiver with a defined power profile may perform some foreign object detection procedures (some functions of the FOD Extensions) prior to entering the power transfer phase.
  • the receiver having the reference power profile can not perform the foreign matter detection procedure before entering the power transmission step.
  • the receiver sets the negotiation field to 1 to perform the foreign matter detection procedure before the power transmission step and improve the foreign matter detection performance in the power transmission step through the correction step which will be described later.
  • the transmitter When the transmitter receives the configuration packet with the negotiation field set to '1' from the receiver, it can send a normal response (ACK response) to the receiver to enter the negotiation phase.
  • ACK response a normal response
  • the transmitter and the receiver can perform predetermined foreign matter detection procedures.
  • the receiver transmits the FOD Status Packet at least once to the transmitter.
  • the transmitter receiving the FOD Status Packet can determine whether or not a foreign object exists by using at least one foreign substance detection method which will be described later.
  • the transmitter may send an ACK / NACK response to the receiver according to the determination result of the presence of the foreign substance.
  • the transmitter may send a non-defined response (ND).
  • ND non-defined response
  • the transmitter can transmit an ACK response. Also, if a foreign object is detected, the transmitter can send a NACK response.
  • the receiver may itself limit the required power parameter so that it does not require more than 5 W of power to the transmitter.
  • the receiver may send a predetermined control message to the transmitter requesting power interruption, negotiation abort. If the transmitter has sent a NACK response, the transmitter may revert to the selection step 410 within a certain amount of time, regardless of additional communication from the receiver.
  • the transmitter may complete the negotiation step 440 for the transmit power and may enter the power transfer step 460 via the correction step 450.
  • the transmitter can receive information about the strength of the received power from the receiver in the correcting step 450 (hereinafter referred to as received power intensity information for convenience of explanation).
  • the transmitter may include a case, battery, and other circuitry of the electronic device 30 that includes the Friendly FO of the receiver by comparing the intensity of the power currently being delivered with the received power intensity, Can be calculated.
  • the transmitter determines whether an unexpected packet is received, a desired packet is received during a predefined period of time (time out), a violation of a predetermined power transmission contract occurs transfer contract violation, or an end power transfer due to overheating or charging completion, the selection step 410 may be entered.
  • the transmitter may transition to the renegotiation step 470 if it is necessary to reconfigure the power transfer contract according to the transmitter state change or the like.
  • the receiver may also transition to renegotiation step 470 if it needs to reconfigure the power transmission contract based on the received power state or the like. At this time, if the renegotiation is normally completed, the transmitter may return to the power transmission step 460.
  • the power transmission contract may be set based on the status and characteristic information of the transmitter and the receiver.
  • the transmitter status information may include information on the maximum transmittable power, information on the maximum number of receivers, etc.
  • the receiver status information may include information on the requested power and the like.
  • the wireless power transmitter receives a power down packet due to overheating from the wireless power receiver in power transfer step 460, then the condition that the wireless power receiver does not enter selection step 410 during the time it is cooled need.
  • the wireless power transmitter may generate a digital zip signal, which may generate heat in the wireless power transmitter when generating the digital zip signal and generate heat when receiving the digital zip signal in the wireless power receiver. It is because.
  • the wireless power transmitter may suspend transmission of power for a predetermined period of time required for cooling from the point of time of receipt upon receipt of the power down packet.
  • the type, size, and type of the wireless power receiver may vary and the predetermined time taken for cooling may be different for each wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter receives a power transmission interruption packet due to overheating, there is a need to resume the power transmission based on the temperature at which the wireless power transmitter is cooled without reference to the time required for cooling And will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter 500 includes a power conversion unit 510, a power transmission unit 520, a communication unit 530, a control unit 540, a sensing unit 550, and a temperature control unit 570, As shown in FIG. It should be noted that the configuration of the wireless power transmitter 500 described above is not necessarily an essential configuration, and may be configured to include more or less components.
  • the power conversion unit 510 may convert the DC power into AC power of a predetermined intensity.
  • the power converter 510 may include a DC / DC converter 511, an inverter 512, and a frequency generator 513.
  • the inverter 512 may be a half bridge inverter or a full bridge inverter.
  • the present invention is not limited thereto, and a circuit configuration capable of converting DC power into AC power having a specific operating frequency is sufficient.
  • the DC / DC converting unit 511 may convert DC power supplied from the power supply unit 550 into DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 540.
  • the sensing unit 550 may measure the voltage / current of the DC-converted power and provide it to the controller 540.
  • the sensing unit 550 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 500 and may provide the measurement result to the controller 540 in order to determine whether overheating occurs.
  • the sensing unit 550 may include a temperature sensor capable of measuring the internal temperature of the wireless power transmitter 500, for example, the temperature sensor may include a thermistor.
  • the temperature sensor may be disposed in an area where the wireless power receiver is mounted, or in an area spaced a predetermined distance from the area where the wireless power receiver is mounted.
  • the temperature sensor may be located in a configuration that generates the most heat within the wireless power transmitter 500 and may include a converter (e. G., A buck converter) that converts the magnitude of the voltage or current, ) Or a regulator (Low Drop Out (LDO)).
  • a converter e. G., A buck converter
  • LDO Low Drop Out
  • the temperature sensor can measure the internal temperature of the wireless power transmitter 500 at the point of time of receiving the power down packet from the wireless power receiver, and can continue monitoring by measuring the internal temperature every predetermined period have.
  • control unit 540 may be configured to block power supply from the power supply unit 550 adaptively based on the voltage / current / temperature value measured by the sensing unit 550, or to supply power to the amplifier 512 You can block things.
  • a power cutoff circuit may be further provided at one side of the power conversion unit 510 to cut off power supplied from the power supply unit 550 or to cut off power supplied to the amplifier 512.
  • the inverter 512 may convert the DC / DC converted DC power into AC power based on the reference AC signal generated by the frequency generator 513. [ At this time, the frequency of the reference AC signal - that is, the operating frequency - can be dynamically changed according to the control signal of the controller 540.
  • the wireless power transmitter 500 according to an embodiment of the present invention may adjust the intensity of the transmitted power by adjusting the operating frequency.
  • control unit 540 may receive the power reception status information and / or the power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 530 and may receive the power reception status information or the power control signal And to dynamically control the frequency generator 513 to generate the determined operating frequency.
  • the power reception status information may include, but is not limited to, the intensity information of the rectifier output voltage, the intensity information of the current applied to the reception coil, and the like.
  • the power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
  • the power transmitting unit 520 may be configured to include a multiplexer 521 (or a multiplexer) and a transmitting coil unit 522.
  • the transmission coil section 522 may be composed of first to n-th transmission coils.
  • the power transmitting unit 520 may further include a carrier generator (not shown) for generating a specific carrier frequency for power transmission.
  • the carrier generator may generate a specific carrier frequency for mixing with the output AC power of the inverter 512 transmitted through the multiplexer 521.
  • one embodiment of the present invention may have different frequencies of AC power delivered to each transmit coil.
  • the resonance frequency of each transmission coil may be set differently by using a predetermined frequency controller having a function of controlling LC resonance characteristics for different transmission coils.
  • the multiplexer 521 may perform a switch function to transmit AC power to the transmission coil selected by the controller 540.
  • the control unit 540 may select a transmission coil to be used for power transmission to the corresponding wireless power receiver based on the signal strength indicator received for each transmission coil.
  • the controller 540 may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil when a plurality of wireless power receivers are connected.
  • the controller 540 controls the multiplexer 521 to control the AC power to be transmitted only through a specific transmission coil in a specific time slot.
  • the amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver can be controlled according to the length of the time slot allocated for each transmission coil, but this is only one embodiment.
  • DC power of the DC / DC converter 511 to control the transmission power of each wireless power receiver.
  • the control unit 540 may control the multiplexer 521 so that the detection signals may be sequentially transmitted through the first through n'th transmission coils 522 during the first detection signal transmission procedure. At this time, the control unit 540 can identify the time at which the detection signal is transmitted using the timer 555. When the time of the transmission of the spoofing signal arrives, the control unit 540 controls the multiplexer 521 to output a detection signal It can be controlled to be transmitted. For example, the timer 550 can send a specific event signal to the control unit 540 at predetermined intervals during the ping transmission step, and the control unit 540 controls the multiplexer 521 every time the corresponding event signal is detected So that the digital ping can be transmitted through the corresponding transmission coil.
  • control unit 540 transmits a predetermined transmission coil identifier for identifying a signal strength indicator (Signal Strength Indicator) through a transmission coil from the demodulation unit 532 during the first detection signal transmission procedure, Lt; / RTI > received signal strength indicator.
  • a signal strength indicator Signal Strength Indicator
  • the controller 540 may control the multiplexer 521 to transmit the detection signal only through the transmission coil (s) on which the signal strength indicator is received during the first detection signal transmission procedure Control.
  • control unit 540 can identify the cause of the power transmission interruption included in the power transmission stop packet from the wireless power receiver in the power transmission step received from the demodulation unit 532.
  • the reasons for the interruption of the power transmission include Charge Complete, Internal Fault, Over Temperature, Over Voltage, Over Current, Battery Failure, Reconfigure, No Response, Noise Current, and the like.
  • the controller 540 may immediately stop transmitting power for a sufficient time to cool the heat generated inside the wireless power transmitter 500. Sufficient time to cool down may be set differently for each wireless power transmitter 500.
  • control unit 540 may generate a digital ping signal while transitioning from the power transmitting step to the selecting step.
  • controller 540 can monitor the internal temperature of the wireless power transmitter by the temperature sensor.
  • the control unit 540 can calculate the temperature difference between the restart temperature measured by the temperature sensor and the re-measurement temperature at the point of time when the preset time passes after receiving the power transmission interrupt packet, and when the temperature difference satisfies the retransmission condition The power transmission to the wireless power receiver can be resumed.
  • the cooling operation may be performed by the temperature regulator 570 for a predetermined period of time from the time when the power transmission interruption packet is received, and the predetermined period of time may be, for example, 5 seconds.
  • the internal temperature of the wireless power transmitter may be 60 [deg.] C at the time the wireless power transmitter 500 receives the power interruption packet, and 58 [deg.] C after 5 seconds.
  • the temperature difference may then indicate the degree of cooling of the internal temperature of the wireless power transmitter. If the temperature difference indicating the degree of cooling is smaller than the threshold temperature (for example, 30 DEG C), the control unit 540 can determine that the degree of cooling is insufficient and can continue to hold the power transmission interrupted state.
  • the threshold temperature for example, 30 DEG C
  • the controller 540 determines that the retransmission condition is satisfied when the temperature difference (40 ° C) is equal to or higher than the threshold temperature (30 ° C) Power transmission to the power receiver can be resumed.
  • the communication unit 530 may include at least one of a modulation unit 531 and a demodulation unit 532.
  • the modulator 531 modulates the control signal generated by the controller 540 and transmits the modulated signal to the multiplexer 521.
  • the modulation scheme for modulating the control signal includes a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a phase shift keying (PSK) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, A differential bi-phase modulation method, and the like.
  • the demodulator 532 can demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 540 when a signal received through the transmission coil is detected.
  • the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an end of charge indicator (EOC), an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, but is not limited to, various status information for identifying the status of the wireless power receiver.
  • the demodulation unit 532 may identify the signal from which the demodulated signal is received and may provide the control unit 540 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.
  • the demodulation unit 532 demodulates the signal received through the transmission coil 523 and transmits the demodulated signal to the control unit 540.
  • the demodulated signal may include, but is not limited to, a signal strength indicator, and the demodulated signal may include various status information of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter 500 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that uses the same frequency used for wireless power transmission to communicate with the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit wireless power using the transmit coil portion 522, as well as exchange various control signals and status information with the wireless power receiver via the transmit coil portion 522 .
  • a separate coil corresponding to each of the first to n-th transmission coils of the transmission coil part 522 may be additionally provided in the wireless power transmitter 500, and wireless power It should be noted that it may also perform in-band communication with the receiver.
  • the wireless power transmitter 500 and the wireless power receiver perform in-band communication.
  • Directional communication through different frequency bands may be any one of low-power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and Zigbee communication.
  • the power transmission unit 520 of the wireless power transmitter 500 includes a multiplexer 521 and a plurality of transmission coils 522, but this is only one embodiment, It should be noted that the power transmission unit 520 according to the embodiment may be composed of one transmission coil.
  • the temperature regulating unit 570 may include a cooling fan or the like, and may drive the cooling fan to reduce heat generated internally.
  • the temperature controller 570 can prevent a dangerous situation caused by the high temperature inside the wireless power transmitter and prevent the loss of the internal configuration included in the wireless power transmitter.
  • the temperature regulator 570 may be driven to cool the internal heat that may occur together when the power signal is generated in the power transmission step.
  • the present invention is not limited to the power transmission step, but may be operated to cool the internal heat of the wireless power transmitter 500 even in the selection step, the ping step, the identification and configuration step, and the negotiation step.
  • the power transmission can be stopped and the cooling fan can be driven to cool the wireless power transmitter.
  • the cooling of the wireless power transmitter may also have the effect of cooling the wireless power receiver located in contact with the wireless power transmitter.
  • the temperature control unit 570 may set the driving conditions regardless of each step of the wireless transmission.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
  • the wireless power receiver 600 includes a receiving coil 610, a rectifier 620, a DC / DC converter 630, a load 640, a sensing unit 650, 660, and a main control unit 670, as shown in FIG.
  • the communication unit 660 may include at least one of a demodulation unit 661 and a modulation unit 662.
  • the communication unit 660 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 610 may be transmitted to the rectifying unit 620.
  • the rectifier 620 may convert the AC power to DC power and transmit it to the DC / DC converter 630.
  • the DC / DC converter 630 may convert the intensity of the rectifier output DC power to a specific intensity required by the load 640 and then deliver it to the load 640.
  • the sensing unit 650 may measure the intensity of the DC power output from the rectifier 620 and may provide it to the main control unit 670. Also, the sensing unit 650 may measure the intensity of the current applied to the reception coil 610 according to the wireless power reception, and may transmit the measurement result to the main control unit 670. Also, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 600 and provide the measured temperature value to the main control unit 670.
  • the main control unit 670 may compare the measured rectifier output DC power with a predetermined reference value to determine whether an overvoltage is generated. As a result of the determination, when an overvoltage is generated, a predetermined packet indicating that an overvoltage has occurred can be generated and transmitted to the modulating unit 662.
  • the signal modulated by the modulating unit 662 may be transmitted to the wireless power transmitter 600 through the receiving coil 610 or a separate coil (not shown).
  • the main control unit 670 may determine the overheating by measuring the internal temperature according to the heat generated in the configuration shown in FIG. 6 or may measure the temperature of the battery included in the electronic device or the electronic device that supplies power to the wireless power receiver So that overheating can be judged. The main control unit 670 can determine whether the temperature is overheated by comparing the predetermined reference temperature with the measured temperature.
  • the main control unit 670 may transmit the power transmission stop packet to the wireless power transmitter in the ping step or the power transmission step to stop the power transmission. At this time, the main control unit 670 may transmit the power transmission interruption packet due to overheating.
  • the main control unit 670 can determine that the detection signal is received when the intensity of the rectifier output DC power is equal to or greater than a predetermined reference value.
  • the signal intensity indicator corresponding to the detection signal is received by the modulation unit 662 To be transmitted to the wireless power transmitter 600 via the wireless network.
  • the demodulation unit 661 demodulates the AC power signal between the reception coil 610 and the rectifier 620 or the DC power signal output from the rectifier 620 to identify whether or not the detection signal is received, (670). ≪ / RTI > At this time, the main control unit 670 may control the signal intensity indicator corresponding to the detection signal to be transmitted through the modulation unit 662.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a packet format transmitted and received between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • a packet format 700 used for information exchange between a wireless power transmitter and a wireless power receiver includes a preamble (Preamble) for identifying a synchronization start for demodulating the packet, A header 720 field for identifying the type of the message included in the packet, a message 730 for transmitting the content of the packet (or payload) And a check sum (740) field for identifying whether or not an error has occurred.
  • Preamble a preamble
  • a header 720 field for identifying the type of the message included in the packet
  • a message 730 for transmitting the content of the packet (or payload)
  • a check sum (740) field for identifying whether or not an error has occurred.
  • the packet receiving end may identify the size of the message 730 included in the packet based on the header 720 value.
  • the header 720 may be defined for each step of the wireless power transmission procedure, and some values of the header 720 may be defined as different types of messages although they are the same value at different stages.
  • the header value corresponding to the end power transfer of the pinging step and the power transmission end of the power transmitting step may be equal to 0x02.
  • the message 730 includes data to be transmitted at the transmitting end of the packet.
  • the data contained in the message 730 field may be, but is not limited to, a report, a request, or a response to the other party.
  • the packet 700 may further include at least one of transmitting end identification information for identifying a transmitting end that transmitted the packet and receiving end identifying information for identifying a receiving end to receive 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.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 8 is a view for explaining the types of packets that a wireless power receiver can transmit in a ping stage according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiving apparatus can transmit a signal strength packet or a power transmission stop packet.
  • a message format of a signal strength packet may include a signal strength value having a size of 1 byte.
  • the signal strength value may indicate the degree of coupling between the transmitting coil and the receiving coil and may be calculated based on the rectifier output voltage in the digital ping section, the open circuit voltage measured in the output blocking switch, Lt; / RTI >
  • the signal strength value may range from a minimum of 0 to a maximum of 255 and may have a value of 255 if the actual measured value for a particular variable is equal to the maximum value of that variable (Umax).
  • the signal strength value may be calculated as U / Umax * 256.
  • the message format of the power transmission stop packet may include an end power transfer code having a size of 1 byte.
  • the reasons why the wireless power receiving apparatus requests the wireless power transmitter to stop the power transmission include charging completion, internal fault, overtemperature, overvoltage, overcurrent, battery But is not limited to, battery failure, reconfiguration and no response, noise current, and the like. It should be noted that the power transmission interruption code may be further defined in response to each new power transmission interruption reason.
  • Charging complete can be used to indicate that the charging of the receiver battery is complete.
  • the wireless power receiver may transmit a power transmission interruption code for reasons of charging completion when it determines that the battery included in the wireless power receiver or the electronic appliance is fully charged.
  • the wireless power transmitter When the wireless power transmitter receives a power transmission interruption code that includes a charging completion, the wireless power transmitter displays an output (e.g., " buffer ") indicating that charging is complete via a user interface included in the wireless power receiver .
  • an output e.g., " buffer "
  • the wireless power transmitter may not generate the analog ping signal generated in the selection step and the digital ping signal generated in the ping stage after receiving the power transmission interruption code due to the completion of charging.
  • the wireless power transmitter may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
  • Internal errors can be used when a software or logical error in the internal operation of the receiver is detected.
  • Overheating / overvoltage / overcurrent can be used when the measured temperature / voltage / current value at the receiver exceeds the defined threshold for each.
  • the wireless power transmitter may not generate the analog ping signal generated in the selection step and the digital ping signal generated in the ping stage after receiving the power transmission interruption code due to overheating.
  • the wireless power transmitter may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
  • the wireless power receiver may not transmit a packet containing a signal strength value or a packet containing a power transmission interruption code to the wireless power transmitter even after receiving the digital transmission signal, .
  • the wireless power receiver may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
  • Battery damage can be used if it is determined that there is a problem with the receiver battery.
  • Reconfiguration can be used when renegotiation is required for power transmission conditions.
  • No response can be used if the transmitter's response to the control error packet - meaning increasing or decreasing the strength of the power - is judged to be unhealthy.
  • the noise current which is different from the overcurrent, can be used when the noise current value measured at the receiver exceeds the defined threshold value due to switching noise in the inverter.
  • a packet that can be transmitted by the wireless power receiving apparatus includes a control error packet, an end power transfer packet, a received power packet, A packet (Charge Status Packet), a packet defined by a manufacturer, and the like.
  • Reference numeral 901 denotes a message format of a control error packet composed of a 1-byte 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 transmission power of the radio power transmission apparatus decreases, and if it is positive, the transmission power of the radio power transmission apparatus can be increased.
  • Reference numeral 902 denotes a message format of a control error packet composed of a 1-byte power transmission interruption code (End Power Transfer Code).
  • the power transmission interruption code will be replaced with the description of FIG. 8 described above.
  • Reference numeral 903 denotes a message format of a received power packet composed of a 1-byte received power value.
  • the received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during a predetermined period.
  • the actual received power (P received ) may be calculated based on the Maximum Power and Power Class included in the configuration packet 1501. As an example, the actual received power may be calculated by (received power value / 128) * (maximum power / 2) * (10 power rating ).
  • Reference numeral 904 denotes a message format of a Charge Status Packet consisting of a 1-byte Charge Status Value.
  • the charge state value may indicate the battery charge amount of the wireless power receiving device.
  • the charge state value 0 means a completely discharged state
  • the charge state value 50 may mean a 50% charge state
  • the charge state value 100 may mean a full charge state. If the wireless power receiving device does not include a rechargeable battery or can not provide charge state information, the charge state value may be set to OxFF.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter may receive a power transmission interruption packet from a wireless power receiver (S1010).
  • the wireless power receiver may transmit a power transmission shutdown packet due to over temperature in the power transmission stage.
  • the wireless power receiver can determine the overheating by measuring the internal temperature according to the heat generated in the configuration shown in FIG. 6, and the temperature of the battery included in the electronic device or the electronic device that supplies power to the wireless power receiver is measured Overheating can be judged.
  • the wireless power transmitter Upon receiving the power transmission interruption packet, the wireless power transmitter can stop the power transmission to the wireless power receiver and measure the interruption temperature at the time of receiving the power transmission interruption packet (S1020).
  • the wireless power transmitter can determine whether the power transmission interruption included in the power transmission interruption packet is caused by overheating, and can measure the internal temperature of the wireless power transmitter as the interruption temperature only in case of overheating.
  • the wireless power transmitter when it receives the power transmission stop packet, it can stop the generation of the power signal generated in the transmission coil and stop the generation of the analog and digital signals for a predetermined time. This is because the heat generated from the internal configuration of the wireless power transmitter may interfere with the cooling in the process of re-generating the analog and digital signals, and the wireless power receiver receiving the digital signal may generate a signal strength indicator To prevent the cooling from being disturbed by proceeding again to the identification and configuration step, the negotiation step, and the power transmission step by re-transmission.
  • the wireless power transmitter can determine the internal temperature of the wireless power transmission as a stop temperature using a temperature sensor located within a predefined distance from the active area or active area, The temperature sensor can be used to determine the temperature of the region where the highest temperature is determined in the wireless power transmitter to be the stop temperature.
  • the active region may include a region where the radio power receiver is mounted, and the active region may include a region where the transmit coil is disposed.
  • the wireless power transmitter determines that the reason for the power transmission interruption included in the power transmission interrupt packet is due to overheating, it can drive the cooling fan, and the driving speed of the cooling fan can be changed have.
  • the driving speed of the cooling fan can be increased to promote the cooling.
  • the wireless power transmitter may measure the remeasurement temperature inside the wireless power transmitter after a predetermined time has elapsed from the time of receiving the power transmission suspension packet (S1030).
  • the wireless power transmitter can monitor the measured internal temperature using a temperature sensor at predetermined time intervals.
  • the wireless power transmitter may measure the remeasurement temperature for a predetermined time (e.g., 5 seconds) from the point of time of receiving the power transmission interruption packet.
  • the wireless power transmitter can calculate the temperature difference between the interrupted temperature and the re-measured temperature every time the re-measured temperature is measured (S1030).
  • the wireless power transmitter may determine whether to resume power transmission according to whether the temperature difference satisfies the retransmission condition (S 1040).
  • the temperature difference calculated by the wireless power transmitter can indicate the degree of cooling of the wireless power transmitter, and if the degree of cooling is high, the temperature difference can be large.
  • the retransmission condition can be satisfied when the calculated temperature difference is equal to or higher than a predetermined threshold temperature.
  • the temperature difference indicates the degree of cooling
  • the critical temperature may be a temperature that is a reference for resuming power transmission depending on the degree of cooling. Therefore, if the temperature difference is greater than the critical temperature, it can be determined that cooling has been performed to resume power transmission. However, if the temperature difference is less than the critical temperature, it is difficult to judge that cooling has been performed to resume power transmission.
  • the threshold temperature is 5 ° C or higher, power transfer can be resumed.
  • the wireless power transmitter can calculate the temperature difference to 40 ° C, Can be judged to have been performed.
  • the critical temperature is 35 ⁇ ⁇ , it can be judged that the retransmission condition is satisfied because the temperature difference is equal to or higher than the critical temperature.
  • the temperature difference is 20 deg. C, it is difficult to judge that sufficient cooling has been performed because the temperature difference is smaller than the critical temperature, and it can be judged that the retransmission condition is not satisfied.
  • the remeasurement temperature can be measured every predetermined time period in the state where the power transmission is stopped. Conversely, when the temperature difference satisfies the retransmission condition (YES in S1040), the wireless power transmitter may resume power transmission (S1050).
  • the threshold temperature may be a predetermined value for the wireless power transmitter and may be calculated from the threshold temperature table previously stored in the wireless power transmitter according to the stop temperature.
  • the critical temperature is a value indicative of the degree of cooling which is a standard for restarting the power transmission, and the value may be changed depending on the stop temperature. For example, given the case of an interruption temperature of 90 ° C and a case of 60 ° C, the former may require relatively more cooling than the latter.
  • the threshold temperature table may be stored in advance in the wireless power transmitter based on experimentally calculated data at room temperature, and the stop temperature and the threshold temperature included in the threshold temperature table may have a predetermined ratio.
  • the wireless power transmitter may enter a selection stage to generate a digital zip signal or may immediately enter a power transfer stage to generate a power signal.
  • the wireless power transmitter can stop driving the cooling fan.
  • the present invention can be applied to a wireless charging field, and in particular, to a wireless power transmitter equipped with an overheating prevention function.

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Abstract

The present invention relates to a wireless power transmitter and a controlling method for the wireless power transmitter. The controlling method for a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention may comprise the steps of: receiving an end power transfer packet from a wireless power receiver; upon receiving the end power transfer packet, ending power transfer and measuring an end temperature at the time point when the end power transfer packet has been received; calculating the temperature difference between the end temperature and a temperature measured again at the time point when a first period of time has elapsed; and when the temperature difference satisfies a transfer resumption condition, resuming power transfer to the wireless power receiver.

Description

무선 전력 송신기 및 무선 전력 송신기의 제어 방법Control method of wireless power transmitter and wireless power transmitter
본 발명은 무선 전력 송신기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmitter.
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.2. Description of the Related Art [0002] Generally, as an example of an electrical connection between a charging device and a battery for charging electric power of a battery, a commercial electric power is supplied to a terminal for converting electric power into voltage and current corresponding to the battery, Supply method. This type of terminal supply is accompanied by the use of physical cables or wires. Therefore, when handling a lot of terminal-supplied equipment, many cables occupy considerable work space, are difficult to organize, and are not well apparent. Also, the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge due to different potential difference between terminals, burnout due to foreign substances, fire, natural discharge, battery life and deterioration of 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 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.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 are proposed. In addition, since the wireless charging system has not been installed in some terminals in the past and the consumer has to purchase a separate wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system is low, but the wireless charging user is expected to increase rapidly. It is expected to be equipped with 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.Generally, a wireless charging system comprises a wireless power transmitter for supplying electric energy in a wireless power transmission mode and a wireless power receiver for receiving electric energy supplied from a wireless power transmitter to charge the battery.
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.Such a wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission scheme (e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.).
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 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) 또는/및 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 in which a magnetic field is generated in a power transmission terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a reception terminal coil due to the magnetic field . Here, the electromagnetic induction type wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined in a Wireless Power Consortium (WPC) or a Power Matters Alliance (PMA).
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 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.In another example, the wireless power transmission scheme may employ an electromagnetic resonance scheme in which the magnetic field generated by the transmission coil of the wireless power transmitter is tuned to a specific resonance frequency to transmit power to a nearby wireless power receiver . Here, the electromagnetic resonance method may include a resonance-type wireless charging technique defined in the Alliance for Wireless Power (A4WP) standard mechanism, 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.In another example, a wireless power transmission scheme may use an RF wireless power transmission scheme that transmits power to a wireless power receiver located at a remote location by applying low-power energy to the RF signal.
한편, 무선 충전이 수행되는 동안 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기가 전력을 공급하는 배터리 또는 무선 전력 수신기를 포함하는 전자 기기에서 열이 발생할 수 있으며, 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 온도가 기 설정된 수준을 넘어서는 경우 무선 충전 시스템은 무선 충전을 중단할 수 있다.On the other hand, heat may be generated in an electronic device including a wireless power transmitter, a battery powered by the wireless power receiver, or a wireless power receiver while wireless charging is performed, and the temperature of the wireless power transmitter or the wireless power receiver may be set to a predetermined level The wireless charging system may stop wireless charging.
이후, 무선 전력 송신기 또는 무선 전력 수신기의 온도가 낮아지면 무선 충전은 다시 재개될 수 있는데, 무선 충전 시스템과 관련한 국제 표준 단체들은 무선 전력 송신기와 관련하여 무선 충전을 재개할 구체적인 조건 및 시점에 대해 개시하고 있지 않고 있다.Thereafter, the wireless charging can be resumed once the temperature of the wireless power transmitter or the wireless power receiver is lowered. The international standards bodies in connection with the wireless charging system may initiate specific conditions and points of time to resume wireless charging with respect to the wireless power transmitter And is not.
따라서, 무선 전력 송신기가 무선 충전을 재개할 수 있는 조건 또는 무선 충전을 재개할 수 있는 시점을 고려한 무선 전력 송신기의 구체적인 제어 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for a specific control method of a wireless power transmitter that takes into account the conditions under which the wireless power transmitter can resume wireless charging, or the point at which wireless charging can be resumed.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 송신기 및 무선 전력 송신기의 제어 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of controlling a wireless power transmitter and a wireless power transmitter.
본 발명은 무선 전력 송신기의 온도를 모니터링하고, 무선 전력 송신기의 냉각 정도를 고려하여 무선 충전을 재개하기 위한 조건을 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a method of controlling a wireless power transmitter including a condition for monitoring the temperature of the wireless power transmitter and for resuming wireless charging in consideration of the degree of cooling of the wireless power transmitter.
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.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신하는 단계; 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신하면 전력 전송을 중단하고, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점의 중단 온도를 측정하는 단계; 상기 중단 온도와 제1 시간이 경과한 시점의 재측정 온도 사이의 온도차를 산출하는 단계; 및 상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 상기 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless power transmitter, the method comprising: receiving a power transmission interruption packet from a wireless power receiver; Stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring an off temperature at the time of receiving the power transmission stop packet; Calculating a temperature difference between the stop temperature and a re-measurement temperature at a time point when the first time has elapsed; And resuming power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 상기 중단 온도를 측정하는 단계는, 전력 전송을 중단하고, 냉각용 팬(fan)을 구동시키는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment, measuring the interruption temperature may include stopping power transmission and driving a cooling fan.
실시예에 따라, 상기 전력 전송을 재개하는 단계는, 상기 온도차가 상기 재전송조건을 만족하면, 냉각용 팬(fan)의 구동을 중단시키는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of resuming the power transmission comprises: stopping the driving of the cooling fan if the temperature difference satisfies the retransmission condition; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 상기 냉각용 팬(fan)을 구동시키는 단계는, 상기 온도차에 따라 상기 냉각용 팬의 구동 속도를 달리하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of driving the cooling fan includes: varying a driving speed of the cooling fan according to the temperature difference; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 상기 중단 온도를 측정하는 단계는, 활성 영역에 배치되거나 상기 활성 영역으로부터 기 설정 거리 내에 배치되는 온도 센서를 이용하여 상기 중단 온도를 측정하는 단계; 를 포함하며, 상기 활성 영역은 상기 무선 전력 수신기가 거치되는 영역을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of measuring the interruption temperature comprises the steps of: measuring the interruption temperature using a temperature sensor disposed in or within the predefined distance from the active area; Wherein the active region may include an area where the wireless power receiver is stationary.
실시예에 따라, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점으로부터 제2 시간이 경과한 시점에서 디지털 핑 신호를 발생시키거나 전력 전송을 재개하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating a digital zip signal or resuming power transmission at a point of time when a second time elapses from a point of time when the power transmission interruption packet is received.
실시예에 따라, 상기 전력 전송을 재개하는 단계는, 기 설정 시간 이내 디지털 핑 신호를 발생시키는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of resuming the power transmission comprises: generating a digital zipping signal within a predetermined time; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 상기 온도차가 임계 온도 이상인 경우 상기 재전송 조건은 만족될 수 있다.According to an embodiment, the retransmission condition may be satisfied if the temperature difference is above a threshold temperature.
실시예에 따라, 상기 전력 전송을 재개하는 단계는, 임계 온도 테이블로부터 상기 중단 온도에 따라 상기 임계 온도를 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of resuming the power transfer comprises: determining the threshold temperature from the threshold temperature table according to the suspended temperature; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 상온에서 상기 임계 온도 테이블에 포함된 상기 중단 온도와 상기 임계 온도는 일정 비율을 가질 수 있다.According to the embodiment, at the normal temperature, the interruption temperature included in the critical temperature table and the critical temperature may have a certain ratio.
실시예에 따라, 상기 임계 온도는 5도 이상일 수 있다.According to an embodiment, the threshold temperature may be at least 5 degrees.
실시예에 따라, 상기 중단 온도를 측정하는 단계는, 제3 시간 동안 아날로그 핑 신호 및 디지털 핑 신호의 발생을 중단시키는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of measuring the interruption temperature comprises: stopping generation of the analog and digital signals for a third time; . ≪ / RTI >
실시예에 따라, 본 발명은 상기 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.According to the embodiment, the present invention can provide a computer-readable recording medium on which a program for executing the above-described method is recorded.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는, 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신하는 통신부; 및 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신하면 전력 전송을 중단시키고, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점의 중단 온도를 측정하는 제어부; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 중단 온도와 제1 시간이 경과한 시점의 재측정 온도 사이의 온도차를 산출하고, 상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 상기 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmitter including: a communication unit for receiving a power transmission interruption packet from a wireless power receiver; And a controller for stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring the stop temperature at the time of receiving the power transmission stop packet. Wherein the controller calculates a temperature difference between the interrupted temperature and a remeasurement temperature at a point of time when the first time elapses and resumes power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition have.
실시예에 따라, 냉각용 팬(fan); 를 더 포함하며, 상기 제어부는 전력 전송을 중단시킬 때, 상기 냉각용 팬을 구동시킬 수 있다.According to an embodiment, a cooling fan; And the control unit may drive the cooling fan when the power transmission is interrupted.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 온도차가 상기 재전송조건을 만족하면, 상기 냉각용 팬(fan)의 구동을 중단시킬 수 있다.According to the embodiment, when the temperature difference satisfies the retransmission condition, the control unit can stop the driving of the cooling fan.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 온도차에 따라 상기 냉각용 팬의 구동 속도를 달리할 수 있다.According to the embodiment, the controller may vary the driving speed of the cooling fan according to the temperature difference.
실시예에 따라, 상기 중단 온도를 측정하는 온도 센서; 를 더 포함하며, 상기 온도 센서는, 활성 영역에 배치되거나 상기 활성 영역으로부터 기 설정 거리 내에 배치되며, 상기 활성 영역은 상기 무선 전력 수신기가 거치되는 영역을 포함할 수 있다.A temperature sensor for measuring the interruption temperature, according to an embodiment; Wherein the temperature sensor is disposed in an active area or within a predetermined distance from the active area and the active area may include an area where the radio power receiver is mounted.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점으로부터 제2 시간이 경과한 시점에서 디지털 핑 신호를 발생시키거나 전력 전송을 재개시킬 수 있다.According to an embodiment, the controller may generate a digital zip signal or resume power transmission at a time point when a second time elapses after receiving the power transmission interrupt packet.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 기 설정 시간 이내 디지털 핑 신호를 발생시킬 수 있다.According to the embodiment, when the temperature difference satisfies the retransmission condition, the controller may generate a digital signal within a preset time.
실시예에 따라, 상기 온도차가 임계 온도 이상인 경우 상기 재전송 조건은 만족될 수 있다.According to an embodiment, the retransmission condition may be satisfied if the temperature difference is above a threshold temperature.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 임계 온도 테이블로부터 상기 중단 온도에 따라 상기 임계 온도를 결정할 수 있다.According to the embodiment, the control section can determine the threshold temperature from the threshold temperature table according to the stop temperature.
실시예에 따라, 상온에서 상기 임계 온도 테이블에 포함된 상기 중단 온도와 상기 임계 온도는 일정 비율을 가질 수 있다.According to the embodiment, at the normal temperature, the interruption temperature included in the critical temperature table and the critical temperature may have a certain ratio.
실시예에 따라, 상기 임계 온도는 5도 이상일 수 있다.According to an embodiment, the threshold temperature may be at least 5 degrees.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 제3 시간 동안 아날로그 핑 신호 및 디지털 핑 신호의 발생을 중단시킬 수 있다.According to the embodiment, the control unit may stop the generation of the analog and digital signals for the third time.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 송신기의 제어 방법에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.The effect of the control method of the wireless power transmitter and the wireless power transmitter according to the embodiment will be described as follows.
첫째, 일 실시예는 무선 충전을 재개하기 위한 구체적인 시점을 특정할 수 있고, 상기 시점에서 무선 충전 재개를 통해 신속하게 무선 충전을 재개할 수 있다.First, one embodiment may specify a specific point in time to resume wireless charging and may resume wireless charging quickly through wireless charging resume at this point.
둘째, 일 실시예는 무선 전력 송신기의 상태를 고려하여 무선 충전의 재개 시점을 특정할 수 있고, 다양한 종류 또는 형태를 가질 수 있는 무선 전력 수신기에 무관하게 일관적인 규칙으로 전력 전송 재개를 수행할 수 있다.Second, one embodiment may specify the resumption time of the wireless charging in consideration of the state of the wireless power transmitter, and may perform power transfer resumption with a consistent rule regardless of the wireless power receiver which may have various kinds or types have.
셋째, 일 실시예는 무선 충전이 중단된 상태에서 냉각용 팬을 이용하여 신속하게 무선 전력 송신기를 냉각시킴으로써, 보다 신속하게 무선 충전을 재개할 수 있다.Third, in one embodiment, the wireless charging can be resumed more quickly by cooling the wireless power transmitter quickly using the cooling fan in the state where the wireless charging is interrupted.
실시예에서 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 obtained in the embodiments are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below 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, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that 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 a new embodiment.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 6은 상기 도 5에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 사이 송수신되는 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a packet format transmitted and received between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 핑 단계에서 전송할 수 있는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the types of packets that a wireless power receiver can transmit in a ping stage according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 전력 전송 단계에서 전송할 수 있는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the types of packets that the wireless power receiver can transmit in the power transmission step according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신하는 단계; 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신하면 전력 전송을 중단하고, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점의 중단 온도를 측정하는 단계; 상기 중단 온도와 제1 시간이 경과한 시점의 재측정 온도 사이의 온도차를 산출하는 단계; 및 상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 상기 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개하는 단계; 를 포함할 수 있다.A method of controlling a wireless power transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention includes: receiving a power transmission stop packet from a wireless power receiver; Stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring an off temperature at the time of receiving the power transmission stop packet; Calculating a temperature difference between the stop temperature and a re-measurement temperature at a time point when the first time has elapsed; And resuming power transmission to the wireless power receiver if the temperature difference satisfies a retransmission condition; . ≪ / RTI >
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix " module " and " part " for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 하드웨어적이 구성 요소-예를 들면, 회로 소자, 마이크로 프로세서, 메모리, 센서 등을 포함함-로 구현될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 해당 구성 요소의 일부 기능 또는 전체가 소프트웨어로 구현될 수도 있다.Also, suffixes " modules " and " parts " for the components used in the following description may be implemented in hardware components - including, for example, circuit elements, microprocessors, memories, sensors, This is only one embodiment, and some or all of the components may be implemented in software.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
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.It is also to be understood that the terms such as " comprises, " " comprising, " or " having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
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 describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element 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, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
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.Generally, a wireless power transmitter and a wireless power receiver that constitute a wireless power system can exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication. Here, the in-band communication and the BLE communication can 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, and the like. For example, the wireless power receiver can 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 reception coil in a predetermined pattern. The information transmitted by the wireless power receiver may include various status information including received power intensity information. At this time, the wireless power transmitter can calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power intensity information.
실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus equipped with a function of transmitting wireless power on a wireless charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, , A transmitting side, a wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Further, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, A receiver, a receiver, and the like can be used in combination.
본 발명에 따른 송신기는 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 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 전송 표준은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 표준 기술을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power can also be transmitted. To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmitting means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. For example, the wireless power transmission standard may include, but is not limited to, electromagnetic induction standard techniques as defined in the Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (WPC) standards bodies.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 1개 이상의 송신기로부터 무선 파워를 수신할 수도 있다.Also, a receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means, and may receive wireless power from one or more transmitters.
본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.The receiver according to the present invention may be used in a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, A portable electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing rod, a smart watch, etc. However, the present invention is not limited thereto. It suffices.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
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. 실시예에 따라, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 송출하는 전력은 전력 신호의 송수신에 의해 수행될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless power transmission terminal 10 for wirelessly transmitting power, a wireless power receiving terminal 20 for receiving the transmitted power, and an electronic device 30 Lt; / RTI > According to an embodiment, the power that the wireless power transmitting terminal 10 transmits to the wireless power receiving terminal 20 can be performed by transmitting and receiving a power signal.
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.For example, the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 can perform in-band communication in which information is exchanged using the same frequency band as that used for wireless power transmission.
인밴드 통신에 있어서, 무선 전력 송신단(10)에 의해 송출된 전력 신호(41)가 무선 전력 수신단(20)에 수신되면, 무선 전력 수신단(20)은 수신된 전력 신호를 변조하고, 변조된 신호(42)가 무선 전력 송신단(10)에 전송될 수 있다.In the in-band communication, when the power signal 41 transmitted by the wireless power transmitting terminal 10 is received by the wireless power receiving terminal 20, the wireless power receiving terminal 20 modulates the received power signal, (42) may be transmitted to the wireless power transmitting terminal (10).
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.In another example, the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 perform out-of-band communication in which information is exchanged using a different frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission .
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, information exchanged between the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 may include control information as well as status information of each other. Here, the status information and the control information exchanged between the transmitting and receiving end will become more apparent 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 the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
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)으로만 정보를 전송하는 것일 수도 있다.For example, the unidirectional communication may be that the wireless power receiving terminal 20 transmits information only to the wireless power transmitting terminal 10, but the wireless power transmitting terminal 10 is not limited to the wireless power receiving terminal 20 It may be to transmit information.
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 mode, bidirectional communication is possible between the wireless power receiving terminal 20 and the wireless power transmitting terminal 10, but information can be transmitted only by any one device at any time.
본 발명의 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 receiving terminal 20 according to an embodiment of the present invention may acquire various status information of the electronic device 30. [ For example, the status 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 is information obtainable from the electronic device 30 and available for wireless power control.
실시예에 따라, 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 배터리의 과열 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 무선 저력 수신단(20)은 무선 전력 수신단(20) 자체의 과열 또는 전자 기기(30)의 과열 또는 전자 기기(30)에 포함된 배터리의 과열을 원인으로 무선 전력 송신단(10)으로 전력 신호의 송신의 중단 요청을 통해 무선 충전을 중지시킬 수 있다.According to the embodiment, the wireless power receiving terminal 20 can acquire the overheat information of the battery of the electronic device 30. [ Specifically, the wireless power receiving terminal 20 transmits power to the wireless power transmitting terminal 10 due to overheating of the wireless power receiving terminal 20 itself, overheating of the electronic device 30, or overheating of the battery included in the electronic device 30. [ The wireless charging can be stopped through the interruption request of transmission of the signal.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
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 shown in 200a, the wireless power receiving terminal 20 may include a plurality of wireless power receiving devices, and a plurality of wireless power receiving devices may be connected to one wireless power transmitting terminal 10, Charging may also be performed. At this time, the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses in a time division manner, but it is not limited thereto. In another example, the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses using different frequency bands allocated to the wireless power receiving apparatuses.
이때, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 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.At this time, the number of wireless power receiving devices connectable to one wireless power transmitting terminal 10 is based on at least one of the required power for each wireless power receiving device, the battery charging status, the power consumption of the electronic device, Can be determined adaptively.
다른 일 예로, 도면 부호 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 shown in 200b, the wireless power transmitting terminal 10 may be composed of a plurality of wireless power transmitting apparatuses. In this case, the wireless power receiving terminal 20 may be connected to a plurality of wireless power transmission apparatuses at the same time, and may simultaneously receive power from connected wireless power transmission apparatuses to perform charging. At this time, the number of wireless power transmission devices connected to the wireless power receiving terminal 20 is adaptively set based on the required power of the wireless power receiving terminal 20, the battery charging state, the power consumption amount of the electronic device, Can be determined.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
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.As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit coils 111, 112, 113. Each transmit coil may overlap a portion of the transmit coil with a different transmit coil, and the wireless power transmitter may include a predetermined sense signal 117, 127 for sensing the presence of the wireless power receiver through each transmit coil - And sequentially transmits digital ping signals 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)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 sensing signal transmission procedure shown in reference numeral 110, and receives a signal strength indicator (Signal Strength Indicator 116 may identify the received transmit coil 111, 112. Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in the reference numeral 120, and the signal strength indicator 126 is transmitted to the transmission coils 111 and 112 It is possible to control the efficiency (or charging efficiency) - that is, the state of alignment between the transmitting coil and the receiving coil - to identify a good transmitting coil and to allow power to be delivered through the identified transmitting coil, .
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. 다른 일 실시예에 따른 감지 신호 송출 절차는 1차(또는 1회)만 수행될 수도 있다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs the two detection signal transmission procedures is to more accurately identify to which transmission coil the reception coil of the wireless power receiver is well aligned. The sensing signal transmission procedure according to another embodiment may be performed only in a first order (or one time).
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 aforementioned numerals 110 and 120 of FIG. 3, Selects a transmission coil having the best alignment based on the received signal strength indicator 126 in each of the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112 and performs wireless charging using the selected transmission coil .
도 4는 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 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), 협상 단계(Negotiation Phase, 440), 보정 단계(Calibration Phase, 450), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 460) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 470)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 4, power transmission from a transmitter to a receiver according to an embodiment of the present invention includes a selection phase 410, a ping phase 420, an Identification and Configuration Phase A Negotiation Phase 440, a Calibration Phase 450, a Power Transfer Phase 460 and a Renegotiation Phase 470. In this case,
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S402, S404, S408, S410 및 S412를 포함함-일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다.The selection step 410 may include steps that are transient, e.g., S402, S404, S408, S410 and S412, when a specific error or a specific event is detected while initiating a power transfer or maintaining a power transfer . Here, the specific error and the specific event will become clear through the following description.
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.Also, in a selection step 410, the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the transmitter detects that an object has been placed on the interface surface, it can transition to the zipping step 420.
일 예로, 선택 단계(410)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. 여기서, 활성 영역은 송신기상에서의 무선 충전이 가능한 영역을 의미할 수 있다.For example, in a selection step 410, the transmitter transmits an analog ping signal of a very short pulse and, based on the current variation of the transmit coil or the primary coil, ) Of the object. Here, the active area may mean an area where wireless charging is possible on the transmitter.
실시예에 따라, 활성 영역은 무선 전력 수신기로 충분히 높은 자속(전력 신호)가 도달할 수 있는 무선 전력 송신기에 포함된 인터페이스의 일부 영역으로 정의될 수 있다.According to an embodiment, the active area may be defined as a portion of an interface included in a wireless power transmitter in which a sufficiently high flux (power signal) can reach a wireless power receiver.
실시예에 따라, 활성 영역은 무선 전력 수신기가 거치되는 영역을 포함할 수 있으며, 활성 영역은 송신 코일이 배치되는 영역을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the active region may include a region where the radio power receiver is mounted, and the active region may include a region where the transmit coil is disposed.
다른 일 예로, 선택 단계(410)에서 송신기는 구비된 센서를 이용하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수도 있다. 일 예로, 센서는 홀 센서, 압력 센서, 정전 용량 센서, 전류 센서, 전압 센서, 빛 감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나의 센서를 이용하여 활성 영역에 전도성 물체가 배치되었는지가 감지될 수 있다.As another example, in a selection step 410, the transmitter may detect whether an object is present in the active area of the interface surface using the provided sensor. For example, the sensor may include a Hall sensor, a pressure sensor, a capacitance sensor, a current sensor, a voltage sensor, a light sensor, and the like. At least one sensor may be used to detect whether a conductive object is disposed in the active area .
송신기는 물체를 감지하면, 핑 단계(420)에 진입하여 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송할 수 있다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다.When the transmitter senses an object, it may enter a zip stage 420 to wake up the receiver and send a digital ping to identify the sensed object as a wireless power receiver. If the sender does not receive a response signal to the digital ping (e. G., A signal strength packet) from the receiver at step 420, then the receiver may transition back to step 410 again. Also, at the step 420, the transmitter may transition to the selection step 410 upon receipt of a signal indicating that the power transmission is complete from the receiver, i.e., a charge complete packet.
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다.Once the ping stage 420 is complete, the transmitter may transition to an identification and configuration step 430 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and status information.
또한, 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.In addition, in the identifying and configuring step 430, the sender may determine whether an unexpected packet is received, a desired packet is received for a predefined period of time (time out), a packet transmission error, If the transfer contract is not established (no power transfer contract), the transition to the selection step 410 can be made.
송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(440)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.The transmitter may determine whether an entry to the negotiation step 440 is necessary based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 430. [
수신기는 수신할 수 있는 전력 레벨(power level)에 따라 기준 전력 프로파일(Baseline Power Profile) 및 확장 전력 프로파일(Extended Power Profile)로 구분될 수 있다.The receiver can be classified into a base power profile and an extended power profile according to a power level that can be received.
기준 전력 프로파일은 약 5 W 이하의 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 송신기 및 약 5 W 이하의 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신기에 적용되며, 확장 전력 프로파일은 5W를 초과하는 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 송신기 및 5W를 초과하는 전력을 수신할 수 있는 전력 수신기에 적용될 수 있다.무선 전력 송신기는 구성 패킷에 포함된 협상 필드에 따라 무선 전력 수신기가 제공 받을 수 있는 허용 전력(전력 레벨)을 판단할 수 있다.The reference power profile is applied to a wireless power transmitter capable of transmitting power of about 5 W or less and a wireless power receiver capable of receiving power of about 5 W or less, A power transmitter and a power receiver capable of receiving power in excess of 5 W. The wireless power transmitter determines the allowable power (power level) that the wireless power receiver can be provided according to the negotiation field included in the configuration packet .
확정 전력 프로파일을 가지는 수신기는 전력 전송 단계로의 진입 이전에 일부 이물질 검출 절차(FOD Extensions의 일부 기능)를 수행할 수 있다. 반면, 기준 전력 프로파일을 가지는 수신기는 전력 전송 단계로 진입하기 이전에 이물질 검출 절차를 수행할 수 없다.A receiver with a defined power profile may perform some foreign object detection procedures (some functions of the FOD Extensions) prior to entering the power transfer phase. On the other hand, the receiver having the reference power profile can not perform the foreign matter detection procedure before entering the power transmission step.
수신기의 무선 전력 수신 성능이 향상됨에 따라 고전력 수신이 가능하게 되었으며, 그에 따라 충전 영역에 배치된 이물질을 검출하는 기능의 중요성이 높아지고 있다. 수신기는 협상 필드를 1로 설정하여 전력 전송 단계 이전에 이물질 검출 절차를 수행하고, 후술하는 보정 단계를 통해 전력 전송 단계에서의 이물질 검출 성능 향상을 도모할 수 있다.As the wireless power reception performance of a receiver is improved, high power reception becomes possible, and accordingly, the function of detecting a foreign object placed in a charging area becomes more important. The receiver sets the negotiation field to 1 to perform the foreign matter detection procedure before the power transmission step and improve the foreign matter detection performance in the power transmission step through the correction step which will be described later.
송신기는 협상필드가 1로 설정된 구성 패킷을 수신기로부터 수신하면 수신기에 정상 응답(ACK response)를 전송하여 수신기를 협상 단계로 진입시킬 수 있다.When the transmitter receives the configuration packet with the negotiation field set to '1' from the receiver, it can send a normal response (ACK response) to the receiver to enter the negotiation phase.
구성 패킷 및 정상 응답에 따라 송신기 및 수신기가 협상 단계에 진입하면, 송신기 및 수신기는 소정 이물질 검출 절차를 수행할 수 있다. 협상 단계에서는 수신기가 적어도 한번 이물질 검출 상태 패킷(FOD Status Packet)을 송신기에게 전송한다. FOD Status Packet을 수신한 송신기는 후술할 적어도 하나의 이물질 검출 방법을 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단할 수 있다. 이물질 존재 여부에 대한 판단 결과에 따라 송신기는 수신기에게 ACK/NACK 응답을 전송할 수 있다.When the transmitter and the receiver enter the negotiation phase according to the configuration packet and the normal response, the transmitter and the receiver can perform predetermined foreign matter detection procedures. In the negotiation phase, the receiver transmits the FOD Status Packet at least once to the transmitter. The transmitter receiving the FOD Status Packet can determine whether or not a foreign object exists by using at least one foreign substance detection method which will be described later. The transmitter may send an ACK / NACK response to the receiver according to the determination result of the presence of the foreign substance.
또는, FOD Status Packet에 미리 정의된 정보가 수신되지 않거나 오류가 발생한 경우, 송신기는 비정의 응답(ND(non-defined) Response)를 전송할 수도 있다.Alternatively, if predefined information is not received or an error occurs in the FOD Status Packet, the transmitter may send a non-defined response (ND).
이물질 존재 여부의 판단 결과, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 ACK 응답을 전송할 수 있다. 또한, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 NACK 응답을 전송할 수 있다.As a result of the presence or absence of a foreign substance, if the foreign object is not detected, the transmitter can transmit an ACK response. Also, if a foreign object is detected, the transmitter can send a NACK response.
일 예로, 만약 수신기가 NACK 응답을 수신하는 경우, 수신기는 5W를 초과하는 전력을 송신기에 요구하지 않도록 스스로 요구 전력 파라메터를 제한할 수 있다. 다른 일 예로, 수신기는 NACK 응답을 수신하는 경우, 전력 중단, 협상 중단을 요청하는 소정 제어 메시지를 송신기에 전송할 수도 있다. 만약 송신기가 NACK 응답을 전송한 경우, 송신기는 수신기로부터의 추가적인 통신과 관계없이 일정 시간 내에 선택 단계(410)로 되돌아갈 수 있다.As an example, if the receiver receives a NACK response, the receiver may itself limit the required power parameter so that it does not require more than 5 W of power to the transmitter. In another example, if the receiver receives a NACK response, it may send a predetermined control message to the transmitter requesting power interruption, negotiation abort. If the transmitter has sent a NACK response, the transmitter may revert to the selection step 410 within a certain amount of time, regardless of additional communication from the receiver.
반면, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 송신 전력에 대한 협상 단계(440)를 완료하고, 보정 단계(450)를 거쳐 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다.On the other hand, if no foreign object is detected, the transmitter may complete the negotiation step 440 for the transmit power and may enter the power transfer step 460 via the correction step 450.
상세하게, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에서 수신기로부터 수신 전력의 세기에 관한 정보-이하, 설명의 편의를 위해, 수신 전력 세기 정보라 명함-를 수신할 수 있다.In detail, if a foreign object is not detected, the transmitter can receive information about the strength of the received power from the receiver in the correcting step 450 (hereinafter referred to as received power intensity information for convenience of explanation).
일 예로, 송신기는 현재 송출중인 전력의 세기와 수신 전력 세기를 비교하여 해당 수신기의 동지 이물질(Friendly FO)-수신기가 포함된 전자기기(30)의 케이스, 배터리 및 기타 회로들을 포함할 수 있음-에 의해 누수되는 전력을 산출할 수 있다.For example, the transmitter may include a case, battery, and other circuitry of the electronic device 30 that includes the Friendly FO of the receiver by comparing the intensity of the power currently being delivered with the received power intensity, Can be calculated.
전력 전송 단계(460)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), 과열 또는 충전 완료 등을 원인으로 하는 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer)을 수신하는 경우 선택 단계(410)로 진입할 수 있다.In the power transfer step 460, the transmitter determines whether an unexpected packet is received, a desired packet is received during a predefined period of time (time out), a violation of a predetermined power transmission contract occurs transfer contract violation, or an end power transfer due to overheating or charging completion, the selection step 410 may be entered.
또한, 전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수 있다.Further, in the power transfer step 460, the transmitter may transition to the renegotiation step 470 if it is necessary to reconfigure the power transfer contract according to the transmitter state change or the like.
또한, 수신기는 수신 전력 상태 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수도 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(460)로 회귀할 수 있다.The receiver may also transition to renegotiation step 470 if it needs to reconfigure the power transmission contract based on the received power state or the like. At this time, if the renegotiation is normally completed, the transmitter may return to the power transmission step 460. [
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워에 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 the status and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter status information may include information on the maximum transmittable power, information on the maximum number of receivers, etc., and the receiver status information may include information on the requested power and the like.
한편, 전력 전송 단계(460)에서 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 과열을 원인으로 하는 전력 전송 중단 패킷을 수신하는 경우, 무선 전력 수신기가 냉각될 시간 동안 선택 단계(410)으로 진입하지 않는 조건이 필요하다.On the other hand, if the wireless power transmitter receives a power down packet due to overheating from the wireless power receiver in power transfer step 460, then the condition that the wireless power receiver does not enter selection step 410 during the time it is cooled need.
선택 단계(410)에서 무선 전력 송신기는 디지털 핑 신호를 발생시킬 수 있는데, 디지털 핑 신호를 발생시킬 때 무선 전력 송신기에서 열이 발생할 수 있으며, 무선 전력 수신기에서도 디지털 핑 신호를 수신할 때 열이 발생할 수 있기 때문이다.In a selection step 410, the wireless power transmitter may generate a digital zip signal, which may generate heat in the wireless power transmitter when generating the digital zip signal and generate heat when receiving the digital zip signal in the wireless power receiver. It is because.
일 실시예로, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷을 수신하면, 수신한 시점으로부터 냉각을 위해 소요되는 기 설정된 시간 동안 전력 전송을 중단할 수 있다. 무선 전력 수신기의 형태, 크기 및 종류는 다양할 수 있고, 냉각을 위해 소요되는 기 설정된 시간은 무선 전력 송신기 마다 상이할 수 있다.In one embodiment, the wireless power transmitter may suspend transmission of power for a predetermined period of time required for cooling from the point of time of receipt upon receipt of the power down packet. The type, size, and type of the wireless power receiver may vary and the predetermined time taken for cooling may be different for each wireless power transmitter.
이에 따라, 무선 전력 송신기가 과열을 원인으로 하는 전력 전송 중단 패킷을 수신할 경우, 냉각을 위해 소요되는 시간을 기준으로 두지 않고 무선 전력 송신기가 냉각되는 온도를 기준으로 전력 전송을 재개하는 방법이 필요하며, 도 5에서 상세하게 설명한다.Accordingly, when the wireless power transmitter receives a power transmission interruption packet due to overheating, there is a need to resume the power transmission based on the temperature at which the wireless power transmitter is cooled without reference to the time required for cooling And will be described in detail with reference to FIG.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 5을 참조하면 무선 전력 송신기(500)는 크게, 전력 변환부(510), 전력 전송부(520), 통신부(530), 제어부(540), 센싱부(550) 및 온도조절부(570)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(500)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.5, the wireless power transmitter 500 includes a power conversion unit 510, a power transmission unit 520, a communication unit 530, a control unit 540, a sensing unit 550, and a temperature control unit 570, As shown in FIG. It should be noted that the configuration of the wireless power transmitter 500 described above is not necessarily an essential configuration, and may be configured to include more or less components.
도 5에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(510)는 전원부(560)로부터 DC 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 5, when the DC power is supplied from the power supply unit 560, the power conversion unit 510 may convert the DC power into AC power of a predetermined intensity.
이를 위해, 전력 변환부(510)는 DC/DC 변환부(511), 인버터(512) 및 주파수 생성기(513)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 인버터(512)는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 전력을 특정 동작 주파수를 가지는 교류 전력으로 변환할 수 있는 회로 구성이면 족하다.The power converter 510 may include a DC / DC converter 511, an inverter 512, and a frequency generator 513. Here, the inverter 512 may be a half bridge inverter or a full bridge inverter. However, the present invention is not limited thereto, and a circuit configuration capable of converting DC power into AC power having a specific operating frequency is sufficient.
DC/DC 변환부(511)는 전원부(550)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(540)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The DC / DC converting unit 511 may convert DC power supplied from the power supply unit 550 into DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 540.
이때, 센싱부(550)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(540)에 제공할 수 있다.At this time, the sensing unit 550 may measure the voltage / current of the DC-converted power and provide it to the controller 540.
또한, 센싱부(550)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(500)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(540)에 제공할 수도 있다.In addition, the sensing unit 550 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 500 and may provide the measurement result to the controller 540 in order to determine whether overheating occurs.
일 실시예로, 센싱부(550)는 무선 전력 송신기(500)의 내부 온도를 측정할 수 있는 온도 센서를 포함할 수 있고, 예를 들어 온도 센서는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit 550 may include a temperature sensor capable of measuring the internal temperature of the wireless power transmitter 500, for example, the temperature sensor may include a thermistor.
온도 센서는 무선 전력 수신기가 거치되는 영역에 배치되거나, 무선 전력 수신기가 거치되는 영역으로부터 기 설정 거리만큼 이격된 영역에 배치될 수 있다. 또는, 온도 센서는 무선 전력 송신기(500) 내부에서 가장 많은 열을 발생하는 구성에 위치할 수 있고, 예를 들어, 전압 또는 전류의 크기를 변환하는 변환기(예를 들어, 벅 변환기(buck convertor)) 또는 조정기(regulator, Low Drop Out(LDO)) 인접하여 배치될 수 있다.The temperature sensor may be disposed in an area where the wireless power receiver is mounted, or in an area spaced a predetermined distance from the area where the wireless power receiver is mounted. Alternatively, the temperature sensor may be located in a configuration that generates the most heat within the wireless power transmitter 500 and may include a converter (e. G., A buck converter) that converts the magnitude of the voltage or current, ) Or a regulator (Low Drop Out (LDO)).
일 실시예로, 온도 센서는 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점의 무선 전력 송신기(500)의 내부 온도를 측정할 수 있고, 기 설정된 주기 마다 내부 온도를 측정함으로써 모니터링을 지속할 수 있다.In one embodiment, the temperature sensor can measure the internal temperature of the wireless power transmitter 500 at the point of time of receiving the power down packet from the wireless power receiver, and can continue monitoring by measuring the internal temperature every predetermined period have.
일 예로, 제어부(540)는 센싱부(550)에 의해 측정된 전압/전류/온도 값에 기반하여 적응적으로 전원부(550)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(512)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(510)의 일측에는 전원부(550)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(512)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.For example, the control unit 540 may be configured to block power supply from the power supply unit 550 adaptively based on the voltage / current / temperature value measured by the sensing unit 550, or to supply power to the amplifier 512 You can block things. To this end, a power cutoff circuit may be further provided at one side of the power conversion unit 510 to cut off power supplied from the power supply unit 550 or to cut off power supplied to the amplifier 512.
인버터(512)는 DC/DC 변환된 직류 전력을 주파수 생성기(513)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(540)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(500)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다.The inverter 512 may convert the DC / DC converted DC power into AC power based on the reference AC signal generated by the frequency generator 513. [ At this time, the frequency of the reference AC signal - that is, the operating frequency - can be dynamically changed according to the control signal of the controller 540. The wireless power transmitter 500 according to an embodiment of the present invention may adjust the intensity of the transmitted power by adjusting the operating frequency.
일 예로, 제어부(540)는 통신부(530)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 동작 주파수를 결정하고, 결정된 동작 주파수가 생성되도록 주파수 생성기(513)를 동적으로 제어할 수 있다.For example, the control unit 540 may receive the power reception status information and / or the power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 530 and may receive the power reception status information or the power control signal And to dynamically control the frequency generator 513 to generate the determined operating frequency.
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.For example, the power reception status information may include, but is not limited to, the intensity information of the rectifier output voltage, the intensity information of the current applied to the reception coil, and the like. The power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
전력 전송부(520)는 다중화기(521)(또는 멀티플렉서), 송신 코일부(522)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일부(522)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(520)는 전력 전송을 위한 특정 캐리어 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 반송파 생성기는 다중화기(521)를 통해 전달 받은 인버터(512)의 출력 교류 전력과 믹싱하기 위한특정 캐리어 주파수로 생성할 수 있다.The power transmitting unit 520 may be configured to include a multiplexer 521 (or a multiplexer) and a transmitting coil unit 522. Here, the transmission coil section 522 may be composed of first to n-th transmission coils. In addition, the power transmitting unit 520 may further include a carrier generator (not shown) for generating a specific carrier frequency for power transmission. In this case, the carrier generator may generate a specific carrier frequency for mixing with the output AC power of the inverter 512 transmitted through the multiplexer 521.
본 발명의 일 실시예는 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. 본 발명의 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진 주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.It should be noted that one embodiment of the present invention may have different frequencies of AC power delivered to each transmit coil. In another embodiment of the present invention, the resonance frequency of each transmission coil may be set differently by using a predetermined frequency controller having a function of controlling LC resonance characteristics for different transmission coils.
다중화기(521)는 제어부(540)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(540)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다.The multiplexer 521 may perform a switch function to transmit AC power to the transmission coil selected by the controller 540. [ The control unit 540 may select a transmission coil to be used for power transmission to the corresponding wireless power receiver based on the signal strength indicator received for each transmission coil.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(540)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다.The controller 540 according to an exemplary embodiment of the present invention may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil when a plurality of wireless power receivers are connected.
예를 들어, 무선 전력 송신기(500)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(540)는 다중화기(521)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해서만 교류 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, if three wireless power receivers-i. E., First through third wireless power receivers-are each identified through three different transmit coils-i. E., First through third transmit coils-in wireless power transmitter 500 , The controller 540 controls the multiplexer 521 to control the AC power to be transmitted only through a specific transmission coil in a specific time slot.
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 동안 DC/DC 변환기(511)의 출력 직류 전력의 세기를 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.At this time, the amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver can be controlled according to the length of the time slot allocated for each transmission coil, but this is only one embodiment. DC power of the DC / DC converter 511 to control the transmission power of each wireless power receiver.
제어부(540)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(522)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(521)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(540)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(555)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감신 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(521)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(550)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(540)에 송출할 수 있으며, 제어부(540)는 해당 이벤트 신호가 감지될 때마다, 다중화기(521)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.The control unit 540 may control the multiplexer 521 so that the detection signals may be sequentially transmitted through the first through n'th transmission coils 522 during the first detection signal transmission procedure. At this time, the control unit 540 can identify the time at which the detection signal is transmitted using the timer 555. When the time of the transmission of the spoofing signal arrives, the control unit 540 controls the multiplexer 521 to output a detection signal It can be controlled to be transmitted. For example, the timer 550 can send a specific event signal to the control unit 540 at predetermined intervals during the ping transmission step, and the control unit 540 controls the multiplexer 521 every time the corresponding event signal is detected So that the digital ping can be transmitted through the corresponding transmission coil.
또한, 제어부(540)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(532)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.In addition, the control unit 540 transmits a predetermined transmission coil identifier for identifying a signal strength indicator (Signal Strength Indicator) through a transmission coil from the demodulation unit 532 during the first detection signal transmission procedure, Lt; / RTI > received signal strength indicator.
일 예로, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(540)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(521)를 제어할 수도 있다.For example, in the second detection signal transmission process, the controller 540 may control the multiplexer 521 to transmit the detection signal only through the transmission coil (s) on which the signal strength indicator is received during the first detection signal transmission procedure Control.
또한, 제어부(540)는 복조부(532)로부터 수신된 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷에 포함된 전력 전송 중단의 원인을 식별할 수 있다. 전력 전송 중단의 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 있다.In addition, the control unit 540 can identify the cause of the power transmission interruption included in the power transmission stop packet from the wireless power receiver in the power transmission step received from the demodulation unit 532. [ The reasons for the interruption of the power transmission include Charge Complete, Internal Fault, Over Temperature, Over Voltage, Over Current, Battery Failure, Reconfigure, No Response, Noise Current, and the like.
상기 이유 중 무선 전력 수신기의 과열이 이유인 경우, 즉시 제어부(540)는 무선 전력 송신기(500) 내부에서 발생되는 열이 냉각되기에 충분한 시간 동안 전력 전송을 중단 시킬 수 있다. 냉각되기에 충분한 시간은 무선 전력 송신기(500) 마다 달리 설정되어 있을 수 있다.If overheating of the wireless power receiver is the reason for the above reasons, the controller 540 may immediately stop transmitting power for a sufficient time to cool the heat generated inside the wireless power transmitter 500. Sufficient time to cool down may be set differently for each wireless power transmitter 500.
이때, 제어부(540)는 전력 전송 단계에서 선택 단계로 천이되면서 디지털 핑 신호를 발생시킬 수 있다.At this time, the control unit 540 may generate a digital ping signal while transitioning from the power transmitting step to the selecting step.
또한, 제어부(540)는 온도 센서에 의해 무선 전력 송신기의 내부 온도를 모니터링할 수 있다.In addition, the controller 540 can monitor the internal temperature of the wireless power transmitter by the temperature sensor.
제어부(540)는 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점에서 온도 센서에 의해 측정된 중단 온도와 기 설정된 시간이 경과한 시점에서 재측정 온도 사이의 온도차를 산출할 수 있고, 온도차가 재전송 조건을 만족하면 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개할 수 있다.The control unit 540 can calculate the temperature difference between the restart temperature measured by the temperature sensor and the re-measurement temperature at the point of time when the preset time passes after receiving the power transmission interrupt packet, and when the temperature difference satisfies the retransmission condition The power transmission to the wireless power receiver can be resumed.
전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점으로부터 기 설정된 시간 동안 온도 조절부(570)에 의해 냉각 작용이 수행될 수 있으며, 상기 기 설정된 시간은 예를 들어 5sec 일 수 있다.The cooling operation may be performed by the temperature regulator 570 for a predetermined period of time from the time when the power transmission interruption packet is received, and the predetermined period of time may be, for example, 5 seconds.
예를 들어, 무선 전력 송신기(500)가 전력 전송 중단 패킷을 수신할 시점에서 무선 전력 송신기의 내부 온도가 60℃ 이며, 5sec 이후 58℃일 수 있다. 이때 온도차는 무선 전력 송신기의 내부 온도의 냉각 정도를 지시할 수 있다. 제어부(540)는 냉각 정도를 지시하는 온도차가 임계 온도(예를 들어, 30℃) 보다 작은 경우, 냉각 정도가 부족하다고 판단할 수 있고, 계속해서 전력 전송 중단 상태를 유지시킬 수 있다. 지속적인 모니터링에 의해 무선 전력 송신기(500) 내부의 재측정 온도가 20℃ 인 경우, 제어부(540)는 온도차(40℃)가 임계 온도(30℃) 이상인 경우, 재전송 조건을 만족한다고 판단하고, 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개할 수 있다.For example, the internal temperature of the wireless power transmitter may be 60 [deg.] C at the time the wireless power transmitter 500 receives the power interruption packet, and 58 [deg.] C after 5 seconds. The temperature difference may then indicate the degree of cooling of the internal temperature of the wireless power transmitter. If the temperature difference indicating the degree of cooling is smaller than the threshold temperature (for example, 30 DEG C), the control unit 540 can determine that the degree of cooling is insufficient and can continue to hold the power transmission interrupted state. If the re-measurement temperature in the wireless power transmitter 500 is 20 ° C due to continuous monitoring, the controller 540 determines that the retransmission condition is satisfied when the temperature difference (40 ° C) is equal to or higher than the threshold temperature (30 ° C) Power transmission to the power receiver can be resumed.
통신부(530)는 변조부(531)와 복조부(532) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The communication unit 530 may include at least one of a modulation unit 531 and a demodulation unit 532.
변조부(531)는 제어부(540)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(521)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 531 modulates the control signal generated by the controller 540 and transmits the modulated signal to the multiplexer 521. Here, the modulation scheme for modulating the control signal includes a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a phase shift keying (PSK) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, A differential bi-phase modulation method, and the like.
복조부(532)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(540)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.The demodulator 532 can demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 540 when a signal received through the transmission coil is detected. Here, the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an end of charge indicator (EOC), an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, But is not limited to, various status information for identifying the status of the wireless power receiver.
또한, 복조부(532)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(540)에 제공할 수도 있다.The demodulation unit 532 may identify the signal from which the demodulated signal is received and may provide the control unit 540 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.
또한, 복조부(532)는 송신 코일(523)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(540)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 신호 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함할 수 있다. The demodulation unit 532 demodulates the signal received through the transmission coil 523 and transmits the demodulated signal to the control unit 540. In one example, the demodulated signal may include, but is not limited to, a signal strength indicator, and the demodulated signal may include various status information of the wireless power receiver.
일 예로, 무선 전력 송신기(500)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.In one example, the wireless power transmitter 500 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that uses the same frequency used for wireless power transmission to communicate with the wireless power receiver.
또한, 무선 전력 송신기(500)는 송신 코일부(522)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일부(522)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 송신 코일부(522)의 제1 내지 제n 송신 코일에 각각 대응되는 별도의 코일이 무선 전력 송신기(500)에 추가로 구비될 수 있으며, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, the wireless power transmitter 500 may transmit wireless power using the transmit coil portion 522, as well as exchange various control signals and status information with the wireless power receiver via the transmit coil portion 522 . As another example, a separate coil corresponding to each of the first to n-th transmission coils of the transmission coil part 522 may be additionally provided in the wireless power transmitter 500, and wireless power It should be noted that it may also perform in-band communication with the receiver.
이상이 도 5의 설명에서는 무선 전력 송신기(500)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. 5, the wireless power transmitter 500 and the wireless power receiver perform in-band communication. However, this is merely one example, Directional communication through different frequency bands. For example, the near-end bi-directional communication may be any one of low-power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and Zigbee communication.
또한, 이상의 도 5의 설명에서는 무선 전력 송신기(500)의 전력 전송부(520)가 다중화기(521)와 복수의 송신 코일(522)을 포함하나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 전력 전송부(520)는 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.5, the power transmission unit 520 of the wireless power transmitter 500 includes a multiplexer 521 and a plurality of transmission coils 522, but this is only one embodiment, It should be noted that the power transmission unit 520 according to the embodiment may be composed of one transmission coil.
온도조절부(570)는 냉각용 팬(fan) 등을 포함할 수 있고, 냉각용 팬을 구동하여 내부 발생된 열을 감소시킬 수도 있다. 온도 조절부(570)은 무선 전력 송신기 내부의 고온에 의해 발생할 수 있는 위험한 상황을 예방하고, 무선 전력 송신기에 포함된 내부 구성의 소실을 방지할 수 있다.The temperature regulating unit 570 may include a cooling fan or the like, and may drive the cooling fan to reduce heat generated internally. The temperature controller 570 can prevent a dangerous situation caused by the high temperature inside the wireless power transmitter and prevent the loss of the internal configuration included in the wireless power transmitter.
온도조절부(570)는 전력 전송 단계에서 전력 신호가 생성될 때 함께 발생할 수 있는 내부 열을 냉각시키기 위해 구동될 수 있다. 다만, 전력 전송 단계에 한정되지 않고, 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 협상 단계에 있을 때에도, 무선 전력 송신기(500)의 내부 열을 냉각시키기 위해 동작될 수 있다. 일 실시예에 따라, 무선 전력 수신기로부터 과열을 이유로 하는 전력 전송 중단 패킷을 수신할 때에도, 전력 전송을 중단하고 냉각용 팬을 구동시켜 무선 전력 송신기를 냉각시킬 수 있다. 무선 전력 수신기의 과열에는 여러 원인이 있을 수 있고, 무선 전력 송신기로부터 발생되는 열도 무선 전력 수신기의 과열을 야기시킬 수 있다. 결과에 따라, 무선 전력 송신기의 냉각에 따라 무선 전력 송신기와 접촉하여 위치하는 무선 전력 수신기 역시 냉각되는 효과가 있을 수 있다.The temperature regulator 570 may be driven to cool the internal heat that may occur together when the power signal is generated in the power transmission step. However, the present invention is not limited to the power transmission step, but may be operated to cool the internal heat of the wireless power transmitter 500 even in the selection step, the ping step, the identification and configuration step, and the negotiation step. According to one embodiment, even when receiving a power transmission interruption packet due to overheating from the wireless power receiver, the power transmission can be stopped and the cooling fan can be driven to cool the wireless power transmitter. There may be several causes for the overheating of the wireless power receiver, and the heat generated from the wireless power transmitter may cause overheating of the wireless power receiver. Depending on the result, the cooling of the wireless power transmitter may also have the effect of cooling the wireless power receiver located in contact with the wireless power transmitter.
일 실시예로, 온도 조절부(570)는 무선 전송의 각 단계에 무관하게 구동 조건이 설정될 수 있다.In one embodiment, the temperature control unit 570 may set the driving conditions regardless of each step of the wireless transmission.
도 6은 상기 도 5에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to the FIG.
도 6을 참조하면, 무선 전력 수신기(600)는 수신 코일(610), 정류기(620), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 630), 부하(640), 센싱부(650), 통신부(660), 주제어부(670)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(660)는 복조부(661) 및 변조부(662) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.6, the wireless power receiver 600 includes a receiving coil 610, a rectifier 620, a DC / DC converter 630, a load 640, a sensing unit 650, 660, and a main control unit 670, as shown in FIG. Here, the communication unit 660 may include at least one of a demodulation unit 661 and a modulation unit 662.
상기한 도 6의 예에 도시된 무선 전력 수신기(600)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통신부(660)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.Although the wireless power receiver 600 shown in the example of FIG. 6 is shown as being capable of exchanging information with the wireless power transmitter 600 through in-band communication, this is only one embodiment, The communication unit 660 according to another embodiment of the present invention may provide short-range bidirectional communication through a frequency band different from the frequency band used for wireless power signal transmission.
수신 코일(610)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(620)에 전달할 수 있다. 정류기(620)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(630)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(630)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(640)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(640)에 전달할 수 있다.AC power received through the receiving coil 610 may be transmitted to the rectifying unit 620. [ The rectifier 620 may convert the AC power to DC power and transmit it to the DC / DC converter 630. The DC / DC converter 630 may convert the intensity of the rectifier output DC power to a specific intensity required by the load 640 and then deliver it to the load 640.
센싱부(650)는 정류기(620) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(670)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(610)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(670)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(650)는 무선 전력 수신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(670)에 제공할 수도 있다.The sensing unit 650 may measure the intensity of the DC power output from the rectifier 620 and may provide it to the main control unit 670. Also, the sensing unit 650 may measure the intensity of the current applied to the reception coil 610 according to the wireless power reception, and may transmit the measurement result to the main control unit 670. Also, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 600 and provide the measured temperature value to the main control unit 670.
일 예로, 주제어부(670)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(662)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(662)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(610) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있다.For example, the main control unit 670 may compare the measured rectifier output DC power with a predetermined reference value to determine whether an overvoltage is generated. As a result of the determination, when an overvoltage is generated, a predetermined packet indicating that an overvoltage has occurred can be generated and transmitted to the modulating unit 662. Here, the signal modulated by the modulating unit 662 may be transmitted to the wireless power transmitter 600 through the receiving coil 610 or a separate coil (not shown).
주제어부(670)는 도 6에 도시된 구성에서 발생되는 열에 따른 내부 온도를 측정하여 과열을 판단할 수도 있고, 무선 전력 수신기가 전력을 공급하는 전자 기기 또는 전자 기기에 포함된 배터리의 온도를 측정하여 과열을 판단할 수 있다. 주제어부(670)는 기 설정된 기준 온도와 상기 측정한 온도를 비교하여 과열 여부를 판단할 수 있다.The main control unit 670 may determine the overheating by measuring the internal temperature according to the heat generated in the configuration shown in FIG. 6 or may measure the temperature of the battery included in the electronic device or the electronic device that supplies power to the wireless power receiver So that overheating can be judged. The main control unit 670 can determine whether the temperature is overheated by comparing the predetermined reference temperature with the measured temperature.
주제어부(670)는 과열로 판단할 경우, 핑 단계 또는 전력 전송 단계에서 전력 전송 중단 패킷을 무선 전력 송신기로 전송하여 전력 전송을 중단시킬 수 있다. 이때, 주제어부(670)는 전력 전송 중단 패킷에 과열을 이유로 하여 전송할 수 있다.When the main control unit 670 determines that the power is overheated, the main control unit 670 may transmit the power transmission stop packet to the wireless power transmitter in the ping step or the power transmission step to stop the power transmission. At this time, the main control unit 670 may transmit the power transmission interruption packet due to overheating.
또한, 주제어부(670)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(662)를 통해 무선 전력 송신기(600)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.The main control unit 670 can determine that the detection signal is received when the intensity of the rectifier output DC power is equal to or greater than a predetermined reference value. When receiving the detection signal, the signal intensity indicator corresponding to the detection signal is received by the modulation unit 662 To be transmitted to the wireless power transmitter 600 via the wireless network.
다른 일 예로, 복조부(661)는 수신 코일(610)과 정류기(620) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(620) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(670)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(670)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(662)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.The demodulation unit 661 demodulates the AC power signal between the reception coil 610 and the rectifier 620 or the DC power signal output from the rectifier 620 to identify whether or not the detection signal is received, (670). ≪ / RTI > At this time, the main control unit 670 may control the signal intensity indicator corresponding to the detection signal to be transmitted through the modulation unit 662. [
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 사이 송수신되는 패킷 포맷을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a packet format transmitted and received between a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
도 7를 참조하면, 무선 전력 송신단과 무선 전력 수신단 사이의 정보 교환에 사용되는 패킷 포맷(700)은 해당 패킷의 복조를 위한 동기 획득 및 해당 패킷의 정확한 시작 비트를 식별하기 위한 프리엠블(Preamble, 710) 필드, 해당 패킷에 포함된 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(Header, 720) 필드, 해당 패킷의 내용(또는 페이로드(Payload))를 전송하기 위한 메시지(Message, 730) 필드 및 해당 패킷에 오류가 발생되었는지 여부를 식별하기 위한 체크썸(Checksum, 740) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, a packet format 700 used for information exchange between a wireless power transmitter and a wireless power receiver includes a preamble (Preamble) for identifying a synchronization start for demodulating the packet, A header 720 field for identifying the type of the message included in the packet, a message 730 for transmitting the content of the packet (or payload) And a check sum (740) field for identifying whether or not an error has occurred.
도 7에 도시된 바와 같이, 패킷 수신단은 헤더(720) 값에 기반하여 해당 패킷에 포함된 메시지(730)의 크기를 식별할 수도 있다.As shown in FIG. 7, the packet receiving end may identify the size of the message 730 included in the packet based on the header 720 value.
또한, 헤더(720)는 무선 전력 전송 절차의 각 단계별로 정의될 수 있으며, 일부, 헤더(720) 값은 서로 다른 단계에서 동일한 값이지만 다른 종류의 메시지로 정의될 수도 있다. 일 예로, 핑 단계의 전력 전송 종료(End Power Transfer) 및 전력 전송 단계의 전력 전송 종료에 대응되는 헤더 값은 0x02로 동일할 수 있다.In addition, the header 720 may be defined for each step of the wireless power transmission procedure, and some values of the header 720 may be defined as different types of messages although they are the same value at different stages. For example, the header value corresponding to the end power transfer of the pinging step and the power transmission end of the power transmitting step may be equal to 0x02.
메시지(730)는 해당 패킷의 송신단에서 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 일 예로, 메시지(730) 필드에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The message 730 includes data to be transmitted at the transmitting end of the packet. For example, the data contained in the message 730 field may be, but is not limited to, a report, a request, or a response to the other party.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 패킷(700)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 700 according to another embodiment of the present invention may further include at least one of transmitting end identification information for identifying a transmitting end that transmitted the packet and receiving end identifying information for identifying a receiving end to receive 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. However, the present invention is not limited thereto.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기가 핑 단계에서 전송할 수 있는 패킷의 종류를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the types of packets that a wireless power receiver can transmit in a ping stage according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 핑 단계에서 무선 전력 수신 장치는 신호 세기 패킷 또는 전력 전송 중단 패킷을 전송할 수 있다.As shown in FIG. 8, in the step of pinging, the wireless power receiving apparatus can transmit a signal strength packet or a power transmission stop packet.
도 8의 도면 번호 801을 참조하면, 일 실시예에 따른 신호 세기 패킷의 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. 일 예로, 신호 세기 값(Signal Strength Value)은 U/Umax*256로 산출될 수 있다.Referring to reference numeral 801 in FIG. 8, a message format of a signal strength packet according to an exemplary embodiment may include a signal strength value having a size of 1 byte. The signal strength value may indicate the degree of coupling between the transmitting coil and the receiving coil and may be calculated based on the rectifier output voltage in the digital ping section, the open circuit voltage measured in the output blocking switch, Lt; / RTI > The signal strength value may range from a minimum of 0 to a maximum of 255 and may have a value of 255 if the actual measured value for a particular variable is equal to the maximum value of that variable (Umax). For example, the signal strength value may be calculated as U / Umax * 256.
상기 도 8의 도면 번호 802를 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 전송 중단 패킷의 메시지 포맷은 1바이트의 크기를 갖는 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, the message format of the power transmission stop packet according to an exemplary embodiment may include an end power transfer code having a size of 1 byte.
무선 전력 수신 장치가 전력 전송 중단을 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 중단 이유 각각에 대응하여 추가 정의될 수도 있음을 주의해야 한다.The reasons why the wireless power receiving apparatus requests the wireless power transmitter to stop the power transmission include charging completion, internal fault, overtemperature, overvoltage, overcurrent, battery But is not limited to, battery failure, reconfiguration and no response, noise current, and the like. It should be noted that the power transmission interruption code may be further defined in response to each new power transmission interruption reason.
충전 완료는 수신기 배터리의 충전이 완료되었음을 사용될 수 있다. 상세하게, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기 또는 전자 기기에 포함된 배터리가 완전히 충전되었다고 판단 할 경우 충전 완료를 이유로 하여 전력 전송 중단 코드를 전송할 수 있다.Charging complete can be used to indicate that the charging of the receiver battery is complete. In detail, the wireless power receiver may transmit a power transmission interruption code for reasons of charging completion when it determines that the battery included in the wireless power receiver or the electronic appliance is fully charged.
무선 전력 송신기가 충전 완료를 포함하는 전력 전송 중단 코드를 수신하면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 포함된 사용자 인터페이스를 통해 충전이 완료됨을 지시하는 출력(예를 들어, “완충”)을 표시할 수 있다.When the wireless power transmitter receives a power transmission interruption code that includes a charging completion, the wireless power transmitter displays an output (e.g., " buffer ") indicating that charging is complete via a user interface included in the wireless power receiver .
무선 전력 송신기는 충전 완료를 원인으로 하는 전력 전송 중단 코드를 수신한 이후, 선택 단계에서 발생되는 아날로그 핑 신호 및 핑 단계에서 발생되는 디지털 핑 신호를 발생시키지 않을 수 있다. 무선 전력 송신기는 기 설정된 시간 동안 선택 단계 및 핑 단계에 진입하지 않을 수 있다.The wireless power transmitter may not generate the analog ping signal generated in the selection step and the digital ping signal generated in the ping stage after receiving the power transmission interruption code due to the completion of charging. The wireless power transmitter may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
내부 오류는 수신기 내부 동작에 있어서의 소프트웨어적 또는 논리적인 오류가 감지되었을 때 사용될 수 있다.Internal errors can be used when a software or logical error in the internal operation of the receiver is detected.
과열/과전압/과전류는 수신기에서 측정된 온도/전압/전류 값이 각각에 대해 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.Overheating / overvoltage / overcurrent can be used when the measured temperature / voltage / current value at the receiver exceeds the defined threshold for each.
무선 전력 송신기는 과열을 원인으로 하는 전력 전송 중단 코드를 수신한 이후, 선택 단계에서 발생되는 아날로그 핑 신호 및 핑 단계에서 발생되는 디지털 핑 신호를 발생시키지 않을 수 있다. 무선 전력 송신기는 기 설정된 시간 동안 선택 단계 및 핑 단계에 진입하지 않을 수 있다.The wireless power transmitter may not generate the analog ping signal generated in the selection step and the digital ping signal generated in the ping stage after receiving the power transmission interruption code due to overheating. The wireless power transmitter may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
무선 전력 수신기는 과열을 원인으로 하는 전력 전송 중단 코드를 송신한 이후, 디지털 핑 신호를 수신하더라도 신호 세기 값을 포함하는 패킷이나 전력 전송 중단 코드를 포함하는 패킷을 무선 전력 송신기로 전송하지 않을 수 있다. 무선 전력 수신기는 기 설정된 시간 동안 선택 단계 및 핑 단계에 진입하지 않을 수 있다.The wireless power receiver may not transmit a packet containing a signal strength value or a packet containing a power transmission interruption code to the wireless power transmitter even after receiving the digital transmission signal, . The wireless power receiver may not enter the selection and ping stages for a predetermined time.
배터리 손상은 수신기 배터리에 문제가 발생된 것으로 판단되었을 경우 사용될 수 있다.Battery damage can be used if it is determined that there is a problem with the receiver battery.
재구성은 전력 전송 조건에 대한 재협상이 필요한 경우 사용될 수 있다.Reconfiguration can be used when renegotiation is required for power transmission conditions.
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 can be used if the transmitter's response to the control error packet - meaning increasing or decreasing the strength of the power - is judged to be unhealthy.
노이즈 전류는 과전류와 달리 인버터에서 스위칭시 발생하는 노이즈로 수신기에서 측정된 노이즈 전류 값이 정의된 임계값을 초과하였을 경우에 사용될 수 있다.The noise current, which is different from the overcurrent, can be used when the noise current value measured at the receiver exceeds the defined threshold value due to switching noise in the inverter.
도 9을 참조하면, 전력 전송 단계에서 무선 전력 수신 장치가 전송 가능한 패킷은 제어 오류 패킷(Control Error Packet), 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet), 수신 전력 패킷(Received Power Packet), 충전 상태 패킷(Charge Status Packet), 제조사 별 정의된 패킷 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, in the power transmission step, a packet that can be transmitted by the wireless power receiving apparatus includes a control error packet, an end power transfer packet, a received power packet, A packet (Charge Status Packet), a packet defined by a manufacturer, and the like.
도면 번호 901은 1바이트의 제어 오류 값(Control Error Value)로 구성된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 여기서, 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. Reference numeral 901 denotes a message format of a control error packet composed of a 1-byte control error value. Here, the control error value may be an integer value ranging from -128 to +127. If the control error value is negative, the transmission power of the radio power transmission apparatus decreases, and if it is positive, the transmission power of the radio power transmission apparatus can be increased.
도면 번호 902는 1바이트의 전력 전송 중단 코드(End Power Transfer Code)로 구성된 제어 오류 패킷(Control Error Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 여기서, 전력 전송 중단 코드는 상술한 도 8의 설명으로 대체하기로 한다. Reference numeral 902 denotes a message format of a control error packet composed of a 1-byte power transmission interruption code (End Power Transfer Code). Here, the power transmission interruption code will be replaced with the description of FIG. 8 described above.
도면 번호 903은 1바이트의 수신 파워 값(Received Power Value)로 구성된 수신 전력 패킷의 메시지 포맷을 보여준다. 여기서, 수신 파워 값은 소정 구간 동안 산출된 평균 정류기 수신 전력 값에 대응될 수 있다. 실제 수신된 전력(Preceived)은 구성 패킷(1501)에 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)*(10전력등급)에 의해 산출될 수 있다. Reference numeral 903 denotes a message format of a received power packet composed of a 1-byte received power value. Here, the received power value may correspond to the average rectifier received power value calculated during a predetermined period. The actual received power (P received ) may be calculated based on the Maximum Power and Power Class included in the configuration packet 1501. As an example, the actual received power may be calculated by (received power value / 128) * (maximum power / 2) * (10 power rating ).
도면 번호 904는 1바이트의 충전 상태 값(Charge Status Value)로 구성된 충전 상태 패킷(Charge Status Packet)의 메시지 포맷을 보여준다. 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. Reference numeral 904 denotes a message format of a Charge Status Packet consisting of a 1-byte Charge Status Value. The charge state value may indicate the battery charge amount of the wireless power receiving device. For example, the charge state value 0 means a completely discharged state, the charge state value 50 may mean a 50% charge state, and the charge state value 100 may mean a full charge state. If the wireless power receiving device does not include a rechargeable battery or can not provide charge state information, the charge state value may be set to OxFF.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신할 수 있다(S1010).Referring to FIG. 10, the wireless power transmitter may receive a power transmission interruption packet from a wireless power receiver (S1010).
무선 전력 수신기는 전력 전송 단계에서 과열(over temperature)을 이유로 하는 전력 전송 중단 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기는 도 6에 도시된 구성에서 발생되는 열에 따른 내부 온도를 측정하여 과열을 판단할 수 도 있고, 무선 전력 수신기가 전력을 공급하는 전자 기기 또는 전자 기기에 포함된 배터리의 온도를 측정하여 과열을 판단할 수 있다.The wireless power receiver may transmit a power transmission shutdown packet due to over temperature in the power transmission stage. The wireless power receiver can determine the overheating by measuring the internal temperature according to the heat generated in the configuration shown in FIG. 6, and the temperature of the battery included in the electronic device or the electronic device that supplies power to the wireless power receiver is measured Overheating can be judged.
전력 전송 중단 패킷을 수신한 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로의 전력 전송을 중단하고, 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점에서의 중단 온도를 측정할 수 있다(S1020).Upon receiving the power transmission interruption packet, the wireless power transmitter can stop the power transmission to the wireless power receiver and measure the interruption temperature at the time of receiving the power transmission interruption packet (S1020).
이 때, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷에 포함된 전력 전송 중단의 이유가 과열에 의한 것인지 판단할 수 있고, 과열에 의한 경우에 한해 중단 온도로서 무선 전력 송신기의 내부 온도를 측정할 수 있다.At this time, the wireless power transmitter can determine whether the power transmission interruption included in the power transmission interruption packet is caused by overheating, and can measure the internal temperature of the wireless power transmitter as the interruption temperature only in case of overheating.
한편, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷을 수신하면 송신 코일에서 발생되는 전력 신호의 발생을 중단하고, 기 설정된 시간 동안 아날로그 핑 신호 및 디지털 핑 신호의 발생을 중단시킬 수 있다. 이는 아날로그 핑 신호 및 디지털 핑 신호를 다시 발생시키는 과정에서 무선 전력 송신기 내부 구성으로부터 열이 발생하여 냉각을 방해할 수 있는 점, 디지털 핑 신호를 수신한 무선 전력 수신기가 이에 대한 응답으로 신호 세기 지시자를 재 전송함으로써 다시 식별 및 구성 단계, 협상 단계, 전력 전송 단계로 진행함으로써 냉각을 방해할 수 있는 점을 방지하기 위함이다.On the other hand, when the wireless power transmitter receives the power transmission stop packet, it can stop the generation of the power signal generated in the transmission coil and stop the generation of the analog and digital signals for a predetermined time. This is because the heat generated from the internal configuration of the wireless power transmitter may interfere with the cooling in the process of re-generating the analog and digital signals, and the wireless power receiver receiving the digital signal may generate a signal strength indicator To prevent the cooling from being disturbed by proceeding again to the identification and configuration step, the negotiation step, and the power transmission step by re-transmission.
무선 전력 송신기는 활성 영역 또는 활성 영역으로부터 기 설정 거리 이내 위치하는 온도 센서를 이용하여 무선 전력 송신의 내부 온도를 중단 온도로 결정할 수 있고, 또한, 무선 전력 송신기에서 가장 많은 열을 발생시키는 변환기에 인접한 온도 센서를 이용하여 무선 전력 송신기에서 가장 높은 온도로 판단되는 영역의 온도를 중단 온도로 결정할 수 있다.The wireless power transmitter can determine the internal temperature of the wireless power transmission as a stop temperature using a temperature sensor located within a predefined distance from the active area or active area, The temperature sensor can be used to determine the temperature of the region where the highest temperature is determined in the wireless power transmitter to be the stop temperature.
실시예에 따라, 활성 영역은 무선 전력 수신기가 거치되는 영역을 포함할 수 있으며, 활성 영역은 송신 코일이 배치되는 영역을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the active region may include a region where the radio power receiver is mounted, and the active region may include a region where the transmit coil is disposed.
한편, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷에 포함된 전력 전송 중단의 이유가 과열에 의한 것이라고 판단하는 경우, 냉각용 팬을 구동시킬 수 있고, 중단 온도에 따라 냉각용 팬의 구동 속도를 달리할 수 있다.On the other hand, if the wireless power transmitter determines that the reason for the power transmission interruption included in the power transmission interrupt packet is due to overheating, it can drive the cooling fan, and the driving speed of the cooling fan can be changed have.
예를 들어, 중단 온도가 높으면 냉각용 팬의 구동 속도를 증가시켜 냉각을 촉진시킬 수 있다.For example, if the stop temperature is high, the driving speed of the cooling fan can be increased to promote the cooling.
무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점으로부터 기 설정된 시간 경과한 후, 무선 전력 송신기 내부의 재측정 온도를 측정할 수 있다(S1030). 무선 전력 송신기는 기 설정된 시간 마다 온도 센서를 이용하여 측정된 내부 온도를 모니터링할 수 있다.The wireless power transmitter may measure the remeasurement temperature inside the wireless power transmitter after a predetermined time has elapsed from the time of receiving the power transmission suspension packet (S1030). The wireless power transmitter can monitor the measured internal temperature using a temperature sensor at predetermined time intervals.
예를 들어, 무선 전력 송신기는 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점으로부터 기 설정된 시간(예를 들어, 5초) 마다 재측정 온도를 측정할 수 있다. 무선 전력 송신기는 재측정 온도가 측정될 때 마다 중단 온도와 재측정 온도 사이의 온도차를 산출할 수 있다(S1030).For example, the wireless power transmitter may measure the remeasurement temperature for a predetermined time (e.g., 5 seconds) from the point of time of receiving the power transmission interruption packet. The wireless power transmitter can calculate the temperature difference between the interrupted temperature and the re-measured temperature every time the re-measured temperature is measured (S1030).
무선 전력 송신기는 온도차가 재전송 조건을 만족하는지 여부에 따라 전력 전송을 재개할지 여부를 결정할 수 있다(S1040).The wireless power transmitter may determine whether to resume power transmission according to whether the temperature difference satisfies the retransmission condition (S 1040).
무선 전력 송신기가 산출한 온도차는 무선 전력 송신기의 냉각 정도를 지시할 수 있고, 냉각 정도가 많으면 온도차는 클 수 있다.The temperature difference calculated by the wireless power transmitter can indicate the degree of cooling of the wireless power transmitter, and if the degree of cooling is high, the temperature difference can be large.
재전송 조건은 상기 산출된 온도차가 기 설정된 임계 온도 이상인 경우 만족될 수 있다. 다시 말해서, 온도차는 냉각 정도를 지시하며, 임계 온도는 냉각 정도에 따라 전력 전송 재개의 기준이 되는 온도일 수 있다. 따라서, 온도차가 임계 온도 이상이면 전력 전송을 재개할 정도로 냉각이 이루어졌다고 판단할 수 있으나, 온도차가 임계 온도 미만이면 전력 전송을 재개할 정도로 냉각이 이루어졌다고 판단하기 어렵다. 일 실시예에 따라, 임계 온도가 5℃ 이상인 경우, 전력 전송을 재개할 수 있다.The retransmission condition can be satisfied when the calculated temperature difference is equal to or higher than a predetermined threshold temperature. In other words, the temperature difference indicates the degree of cooling, and the critical temperature may be a temperature that is a reference for resuming power transmission depending on the degree of cooling. Therefore, if the temperature difference is greater than the critical temperature, it can be determined that cooling has been performed to resume power transmission. However, if the temperature difference is less than the critical temperature, it is difficult to judge that cooling has been performed to resume power transmission. According to one embodiment, when the threshold temperature is 5 ° C or higher, power transfer can be resumed.
예를 들어, 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점에서 무선 전력 송신기의 중단 온도가 60℃이고, 재측정 온도가 20 ℃이면 무선 전력 송신기는 온도차를 40 ℃로 산출할 수 있고, 40 ℃만큼의 냉각이 수행됐음을 판단할 수 있다. 한편, 임계 온도가 35 ℃이면, 온도차가 임계 온도 이상이므로 재전송 조건이 만족된다고 판단될 수 있다. 반대로, 온도차가 20 ℃라면 임계 온도보다 작기 때문에 충분한 냉각이 이루어 졌다고 판단하기 어렵고, 재전송 조건은 만족되지 않는다고 판단될 수 있다.For example, if the interruption temperature of the wireless power transmitter is 60 ° C and the remeasurement temperature is 20 ° C at the time of receiving the power interruption packet, the wireless power transmitter can calculate the temperature difference to 40 ° C, Can be judged to have been performed. On the other hand, if the critical temperature is 35 占 폚, it can be judged that the retransmission condition is satisfied because the temperature difference is equal to or higher than the critical temperature. Conversely, if the temperature difference is 20 deg. C, it is difficult to judge that sufficient cooling has been performed because the temperature difference is smaller than the critical temperature, and it can be judged that the retransmission condition is not satisfied.
즉, 온도차가 재전송 조건을 만족하지 않으면(S1040의 "아니오"경로), 전력 전송이 중단된 상태에서 재측정 온도를 기 설정된 시간 주기 마다 측정할 수 있다. 반대로, 온도차가 재전송 조건을 만족하는 경우(S1040 의 "예"경로), 무선 전력 송신기는 전력 전송을 재개할 수 있다(S1050).That is, if the temperature difference does not satisfy the retransmission condition (" NO " path in S1040), the remeasurement temperature can be measured every predetermined time period in the state where the power transmission is stopped. Conversely, when the temperature difference satisfies the retransmission condition (YES in S1040), the wireless power transmitter may resume power transmission (S1050).
임계 온도는 무선 전력 송신기에 기 설정된 값일 수 있으며, 무선 전력 송신기에 미리 저장된 임계 온도 테이블로부터 중단 온도에 따라 산출될 수 있다.The threshold temperature may be a predetermined value for the wireless power transmitter and may be calculated from the threshold temperature table previously stored in the wireless power transmitter according to the stop temperature.
임계 온도는 전력 전송 재개의 기준이 되는 냉각 정도를 지시하는 값으로, 중단 온도에 따라 값이 달라질 수 있다. 예를 들어, 중단 온도가 90 ℃ 인 경우와 60 ℃인 경우를 고려할 때, 전자에서 상대적으로 후자보다 많은 냉각이 요구될 수 있다.The critical temperature is a value indicative of the degree of cooling which is a standard for restarting the power transmission, and the value may be changed depending on the stop temperature. For example, given the case of an interruption temperature of 90 ° C and a case of 60 ° C, the former may require relatively more cooling than the latter.
임계 온도 테이블은 상온에서 실험적으로 산출된 데이터를 바탕으로 무선 전력 송신기에 미리 저장될 수 있고, 실시예에 따라 임계 온도 테이블에 포함된 중단 온도와 임계 온도는 일정 비율을 가질 수 있다.The threshold temperature table may be stored in advance in the wireless power transmitter based on experimentally calculated data at room temperature, and the stop temperature and the threshold temperature included in the threshold temperature table may have a predetermined ratio.
무선 전력 송신기는 전력 전송을 재개하기 위해, 선택 단계로 진입하여 디지털 핑 신호를 발생시킬 수 있거나 바로 전력 전송 단계로 진입하여 전력 신호를 발생시킬 수 있다.To resume power transmission, the wireless power transmitter may enter a selection stage to generate a digital zip signal or may immediately enter a power transfer stage to generate a power signal.
재전송 조건이 만족된다는 것은 무선 전력 송신기가 충분히 냉각되었다고 판단될 수 있고, 무선 전력 송신기는 냉각용 팬의 구동을 중단시킬 수 있다.It can be determined that the wireless power transmitter is sufficiently cooled that the retransmission condition is satisfied, and the wireless power transmitter can stop driving the cooling fan.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
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 description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
본 발명은 무선 충전 분야에 이용될 수 있으며, 특히, 과열 방지 기능이 탑재된 무선 전력 송신기에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a wireless charging field, and in particular, to a wireless power transmitter equipped with an overheating prevention function.

Claims (10)

  1. 무선 전력 수신기로부터 전력 전송 중단 패킷을 수신하는 통신부; 및A communication unit for receiving a power transmission interruption packet from the wireless power receiver; And
    상기 전력 전송 중단 패킷을 수신하면 전력 전송을 중단시키고, 상기 전력 전송 중단 패킷을 수신한 시점의 중단 온도를 측정하는 제어부; A control unit for stopping the power transmission upon receiving the power transmission stop packet and measuring the stop temperature at the time of receiving the power transmission stop packet;
    를 포함하며,/ RTI >
    상기 제어부는,Wherein,
    상기 중단 온도와 상기 전력 전송 중단 패킷 수신 후 제1 시간이 경과한 시점의 재측정 온도 사이의 온도차를 산출하고, 상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 상기 무선 전력 수신기로 전력 전송을 재개시키는,Measuring a temperature difference between the termination temperature and a remeasurement temperature at a point of time when a first time elapses after receiving the power transmission interruption packet; and resuming power transmission to the wireless power receiver when the temperature difference satisfies a retransmission condition,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  2. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    냉각용 팬(fan);A cooling fan;
    를 더 포함하며,Further comprising:
    상기 제어부는 전력 전송을 중단시킬 때, 상기 냉각용 팬을 구동시키는,Wherein the control unit is operable to drive the cooling fan when the power transmission is interrupted,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제어부는,Wherein,
    상기 온도차가 상기 재전송조건을 만족하면, 상기 냉각용 팬(fan)의 구동을 중단시키는,And stopping the driving of the cooling fan when the temperature difference satisfies the retransmission condition,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  4. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제어부는,Wherein,
    상기 온도차에 따라 상기 냉각용 팬의 구동 속도를 달리하는,Wherein the driving speed of the cooling fan is varied according to the temperature difference,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  5. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 중단 온도를 측정하는 온도 센서;A temperature sensor for measuring the interruption temperature;
    를 더 포함하며,Further comprising:
    상기 온도 센서는,Wherein the temperature sensor comprises:
    활성 영역에 배치되거나 상기 활성 영역으로부터 기 설정 거리 내에 배치되며,Disposed within or within a predetermined distance from the active region,
    상기 활성 영역은 상기 무선 전력 수신기가 거치되는 영역을 포함하는,Wherein the active region comprises an area where the radio power receiver is stationary,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  6. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제어부는,Wherein,
    상기 전력 전송 중단 패킷 수신한 시점으로부터 제2 시간 동안 아날로그 핑 신호 및 디지털 핑 신호의 발생을 중단시키는And stops generation of the analog and digital signals for a second time from the reception of the power transmission interruption packet
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  7. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제어부는,Wherein,
    상기 온도차가 재전송조건을 만족하면, 기 설정 시간 이내 디지털 핑 신호를 발생시키는,And generating a digital signal within a predetermined time when the temperature difference satisfies the retransmission condition,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  8. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 온도차가 임계 온도 이상인 경우 상기 재전송 조건은 만족되는,And the retransmission condition is satisfied when the temperature difference is equal to or higher than the threshold temperature,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  9. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 제어부는,Wherein,
    임계 온도 테이블로부터 상기 중단 온도에 따라 상기 임계 온도를 결정하는,Determining the critical temperature from the critical temperature table according to the interrupted temperature,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
  10. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상온에서 상기 임계 온도 테이블에 포함된 상기 중단 온도와 상기 임계 온도는 일정 비율을 갖는,Wherein the atmospheric temperature and the threshold temperature included in the threshold temperature table have a predetermined ratio,
    무선 전력 송신기.Wireless power transmitter.
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