WO2021091087A1 - Wpt 쿡탑 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Wpt 쿡탑 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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WO2021091087A1
WO2021091087A1 PCT/KR2020/013393 KR2020013393W WO2021091087A1 WO 2021091087 A1 WO2021091087 A1 WO 2021091087A1 KR 2020013393 W KR2020013393 W KR 2020013393W WO 2021091087 A1 WO2021091087 A1 WO 2021091087A1
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household appliance
small household
small
wpt
wireless power
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PCT/KR2020/013393
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French (fr)
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김광록
박승제
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엘지전자 주식회사
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    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
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Definitions

  • the present invention relates to a WPT cooktop apparatus and a method of operating the same.
  • Wireless power transmission technology is a technology that wirelessly transfers power between a power source and an electronic device.
  • the wireless power transmission technology allows the battery of the wireless terminal to be charged by simply placing a wireless terminal such as a smartphone or tablet on the wireless charging pad, which is more than a wired charging environment using a wired charging connector. It can provide excellent mobility, convenience and safety. It is attracting attention that it will replace the existing wired power transmission environment in various fields such as electric vehicles, Bluetooth earphones and 3D glasses, various wearable devices, home appliances, furniture, underground facilities, buildings, medical devices, robots, and leisure. have.
  • the wireless power transmission system includes a wireless power transmission device that supplies electrical energy through a wireless power transmission method, and a wireless power reception that supplies power to a power receiving device such as a battery cell by receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device. It can be configured as a device.
  • Wireless power transmission technology is a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through a radio frequency (RF), a method of transmitting power through a microwave, and supersonic sound.
  • RF radio frequency
  • microwave a method of transmitting power through a microwave
  • supersonic sound There are various ways such as the way power is transmitted through waves.
  • Wireless power technology is mainly divided into two categories: near and far.
  • power is generally transferred over a short distance by a magnetic field using inductive coupling between coils of wire.
  • Inductive coupling is the most widely used wireless technology.
  • the cooktop device employs an electromagnetic induction method to apply an induced current to the cooking container to generate heat in the cooking container itself.
  • Such a cooktop device can transmit power to small household appliances that can receive power by inductive coupling among wireless power technologies.
  • a cooktop device applies an induced current to the cooking container when the cooking container is placed on the top plate, and transmits wireless power to the small household appliance when the small household appliance is placed on the top plate.
  • the cooktop device communicates with the small household appliance to transmit and receive data and the like with the small household appliance.
  • the small household appliance may transmit a control signal to the cooktop device, and the cooktop device may control the amount of transmission power or the like according to the control signal.
  • the small home appliance may communicate with the cooktop device using an NFC communication method or a Zigbee communication method.
  • wireless power transmission is a technology that transfers energy through a magnetic induction method
  • NFC communication is also a technology that transmits and receives data through a magnetic induction method, so interference occurs with each other. For this reason, when high voltage power is transmitted to small home appliances, NFC communication becomes unstable or blocked.
  • the water appliance may not be able to communicate with the ZigBee communication device corresponding to the crater in which the small appliance is located. Since the communication distance of the ZigBee communication is 10 to 100 meters, the ZigBee communication unit of a crater other than the ZigBee communication unit of the crater where the small household appliance is located can establish communication with the small household appliance (hereinafter referred to as "pairing error").
  • the conventional cooktop device needs to solve magnetic field interference or pairing errors for communication with small household appliances.
  • An object of the present invention is to provide a WPT cooktop device and a method of operating the same, which solves the problem of interference in NFC communication due to a magnetic field generated by wireless power transmission during NFC communication.
  • An object of the present invention is to provide a WPT cooktop device and a method of operating the same, which solves the problem of a pairing error during ZigBee communication.
  • An object of the present invention is to provide a method of operating a WPT cooktop device capable of smoothly performing communication at a low cost.
  • a wireless power transmission (WPT) cooktop device includes at least one inductive coupling element including a wire coil that generates a magnetic field when an electric current is applied, and is positioned corresponding to the inductive coupling element, and is a small household appliance.
  • NFC Near Field Communication
  • the NFC reader receives information related to the small household appliance, and based on the information related to the small household appliance.
  • the NFC reader Includes a controller that turns off.
  • NFC communication is not performed during wireless power transmission in the WPT cooktop device, it is possible to prevent a phenomenon in which NFC communication is unstable or blocked during wireless power transmission in the related art.
  • the WPT cooktop device further includes a ZigBee communication unit for performing Zigbee communication, and the controller causes the ZigBee communication unit to communicate with the small home appliance based on information related to the small home appliance when wireless power is transmitted to the small home appliance. It can be controlled to communicate.
  • the WPT cooktop device performs ZigBee communication using information related to small household appliances when transmitting wireless power, thereby preventing a pairing error that may occur during ZigBee communication.
  • the WPT cooktop device further includes a ZigBee communication unit for performing Zigbee communication, and the controller includes the information on the small home appliance when the size of the wireless power transmitted to the small home appliance exceeds a predetermined size. It is possible to control the ZigBee communication unit to communicate with the small household appliance.
  • the WPT cooktop device performs ZigBee communication using information related to small household appliances when the size of the transmission wireless power exceeds a predetermined size during wireless power transmission, and thus pairing that may occur during ZigBee communication. Errors can be avoided.
  • the predetermined size may be 2 kW.
  • the NFC reader may be turned on.
  • the WPT cooktop device may perform NFC communication with the small home appliance and selectively perform NFC communication according to whether or not wireless power is transmitted.
  • the controller detects the cooking container when a cooking container is placed on the WPT cooktop device, determines whether heating for the cooking container is selected, and operates induction heating for the cooking container when heating for the cooking container is selected. You can do it.
  • the WPT cooktop apparatus may perform an induction heating operation by identifying the cooking vessel when it is placed on the cooking area.
  • the WPT cooktop device may further include a touch panel including touch buttons for heating on/off and temperature control.
  • the small household appliance may include a wireless power receiving device for receiving wireless power transmitted from the inductive coupling element.
  • the ZigBee communication unit may transmit information for establishing the ZigBee communication to the small household appliance based on the information related to the small household appliance.
  • the small object dictionary may include another ZigBee communication unit performing ZigBee communication with the ZigBee communication unit.
  • the small household appliance may include an electric kettle, a blender, and a toaster.
  • a method of operating a wireless power transmission (WPT) cooktop device including at least one inductive coupling element, an NFC reader positioned corresponding to the inductive coupling element, and a ZigBee communication unit is a small household appliance. Recognizing the NFC (Near Field Communication) tag through the NFC reader; Reading information related to small household appliances from the NFC tag; Identifying the location of the small household appliance and the small household appliance based on the information related to the small household appliance; Transmitting wireless power to the small household appliance through an inductive coupling element corresponding to the identified position; And turning off the NFC reader when transmitting the wireless power to the small home appliance.
  • NFC Near Field Communication
  • the NFC communication is not performed during wireless power transmission in the operating method of the WPT cooktop device, it is possible to prevent a phenomenon in which NFC communication is unstable or blocked during wireless power transmission.
  • the method of operating the WPT cooktop device may further include controlling the ZigBee communication unit to communicate with the small home appliance based on information related to the small home appliance when wireless power is transmitted to the small home appliance.
  • the method of operating the WPT cooktop device performs ZigBee communication using information related to small household appliances during wireless power transmission, thereby preventing a pairing error that may occur during ZigBee communication.
  • the operation method may further include controlling the ZigBee communication unit to communicate with the small home appliance based on information related to the small home appliance when the amount of wireless power transmitted to the small home appliance exceeds a predetermined size.
  • the method of operating the WPT cooktop device performs ZigBee communication using information related to small household appliances when the size of the transmission wireless power exceeds a predetermined size during wireless power transmission, and thus occurs during ZigBee communication. It can prevent pairing errors.
  • the operation method may further include turning on the NFC reader when the transmission of wireless power to the small home appliance is stopped.
  • NFC communication with the small household appliance may be performed, and NFC communication may be selectively performed according to whether or not wireless power is transmitted.
  • the operation method includes detecting the cooking container when a cooking container is placed on the WPT cooktop device, determining whether heating for the cooking container is selected, and when heating for the cooking container is selected, for the cooking container It may further include performing an induction heating operation.
  • a cooking vessel when a cooking vessel is placed on a cooking zone, it may be identified and an induction heating operation may be performed.
  • the WPT cooktop device may perform NFC communication with small household appliances when wireless power is not transmitted, and ZigBee communication with small household appliances when wireless power is transmitted.
  • the WPT cooktop device can communicate with small household appliances without experiencing a pairing error during ZigBee communication and a decrease in NFC communication performance during high-low power wireless transmission.
  • FIG. 1 is a view showing a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the upper plate of the WPT cooktop device.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are flowcharts illustrating a method of operating a WPT cooktop apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a message flow when communication is performed between a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a top plate of the WPT cooktop device.
  • An electric kettle is shown as an example of a small household appliance.
  • the WPT (Wireless Power Transfer) cooktop device 200 may transmit wireless power to the small home appliance 100.
  • the small home appliance 100 may receive wireless power from the WPT cooktop device 200.
  • the WPT cooktop device 200 may receive commands, information, and the like from the small home appliance 100 by communicating with the small home appliance 100.
  • a command or information may be received from a server or an external device and transmitted to the small home appliance 100.
  • the WPT cooktop apparatus 200 may induce heat to the cooking container if the container is placed on the crater of the upper plate.
  • a plurality of craters 211 to 215 are disposed on the upper plate of the WPT cooktop apparatus 200 to correspond to a plurality of inductive coupling elements.
  • a small household appliance 100 or a cooking container may be placed on the plurality of cooking zones 211 to 215.
  • the inductive coupling element may apply an induced current to the cooking vessel to generate heat in the cooking vessel itself.
  • the inductive coupling element may transmit wireless power to the small appliance 100.
  • the WPT cooktop device 200 may identify whether a cooking container is placed on a cooking area of the upper plate or a small household appliance 100 is placed.
  • the upper plate may be formed of a tempered glass material, such as glass ceramic or ceramic silicon, and may transfer heat generated from the plurality of inductive coupling elements to the cooking vessel.
  • a touch panel 240 including a plurality of touch areas is disposed on the upper plate.
  • a touch panel may be implemented on a part of the upper plate.
  • a capacitive sensor may be installed on the upper plate to sense a touch on the upper plate.
  • the touch panel 240 may include touch buttons for heating on/off and temperature control related to a plurality of craters.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • the small household appliance 100 may include an electric kettle, a blender, and a toaster.
  • the small home appliance 100 receives wireless power from the WPT cooktop device 200.
  • the small home appliance 100 communicates with the WPT cooktop device 200.
  • Other small household appliances 110 or 120 other than the small household appliance 100 may be positioned on the WPT cooktop device 200.
  • the WPT cooktop device 200 needs to identify a small household appliance to communicate with.
  • the small home appliance 100 and the cooktop device 200 communicate with each other, so that the small home appliance 100 may provide the cooktop device 200 with a required amount of power, a power supply amount, and the like.
  • the cooktop device 200 may provide a wireless power amount or a wireless power size suitable for the small home appliance 100 based on the power required amount or the amount of power supplied.
  • the small household appliance 100 and the cooktop device 200 communicate with each other, so that the cook-top device 200 updates update data of software or applications related to the small appliance 100 from an external server, and a failure of the small household appliance 100 You can provide information.
  • the small home appliance 100 may update its own software by receiving software update data or the like.
  • the WPT cooktop device 200 performs ZigBee communication with the small appliance 100 in a section in which wireless power is transmitted to the small appliance 100 in order to avoid magnetic field interference due to wireless transmission power. That is, the WPT cooktop device 200 does not perform NFC communication with the small home appliance 100 in a section in which wireless power is transmitted.
  • the WPT cooktop apparatus 200 transmits information for establishing ZigBee communication to the small home appliance 100 before performing ZigBee communication.
  • the WPT cooktop device 200 includes an NFC reader 202, a first controller 250, a first ZigBee communication unit 260, and an inductive coupling element 270.
  • the small home appliance 100 may include an NFC tag 102, a second controller 150, a second ZigBee communication unit 160, and a power receiving device 170.
  • the inductive coupling element 270 of the WPT cooktop device 200 may comprise a wire coil. When current is applied to the wire coil, a magnetic field is generated. This allows wireless power to be transmitted to the small home appliance 100, and heat is generated in the cooking container.
  • the inductive coupling element 270 may transmit wireless power to the small appliance 100 when the small appliance 100 is located in the WPT cooktop device 200.
  • the inductive coupling element 270 may generate heat in the cooking container itself when the cooking container is positioned in the WPT cooktop device 200.
  • the NFC reader 202 of the WPT cooktop device 200 may read information from the NFC tag 102 when the NFC tag 102 of the small household appliance 100 is close. For example, the NFC reader 202 generates a magnetic field, and when the NFC tag 102 approaches the NFC reader 202, an induced current is generated in the coil of the NFC tag 102. The NFC tag 102 transmits data to the NFC reader 202 using this current as a power source. Since such NFC communication technology is obvious to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.
  • the NFC reader 202 may read information related to the small home appliance 100 from the NFC tag 102 of the small home appliance 100 when the small home appliance 100 is placed on the upper plate.
  • the information related to the small home appliance 100 may include identification information (eg, ID) of the small home appliance 100, a home appliance type of the small home appliance 100, and power consumption of the small home appliance.
  • the NFC reader 202 provides information related to the small appliance 100 read from the NFC tag 102 of the small appliance 100 to the first controller 250 of the WPT cooktop device 200.
  • the first controller 250 is assigned to a crater on the upper plate. 100) can be identified.
  • the first controller 250 of the WPT cooktop device 200 transmits wireless power to the small appliance 100 through the inductive coupling element 270 when identifying the small appliance 100 and the crater on which the small appliance 100 is placed. I can.
  • the inductive coupling element 270 may transmit wireless power to the small household appliance 100 under the control of the first controller 250.
  • the power receiving device 170 of the small appliance 100 may receive the wireless power.
  • the power receiving device 170 of the small home appliance 100 includes a power receiving coil. Energy is transmitted by electromagnetic fields formed by the inductive coupling element 270. The power receiving device 170 of the small home appliance 100 may receive energy.
  • the first controller 250 of the WPT cooktop device 200 may turn off or deactivate the NFC reader 202 when transmitting wireless power to the small home appliance 100.
  • the first controller 250 of the WPT cooktop device 200 turns off or deactivates the NFC reader 202 when the amount of wireless power transmitted to the small home appliance 100 exceeds a predetermined amount. can do.
  • the predetermined size may be 2 kW.
  • the NFC reader 202 is turned off to perform NFC. Make sure that the communication is not affected by the transmitted wireless power.
  • the first controller 250 activates the first ZigBee communication unit 260 after deactivating the NFC reader 202, and causes the first ZigBee communication unit 260 to communicate with the second ZigBee communication unit 160 of the small home appliance 100. Let the communication be performed.
  • the first controller 250 receives and stores information related to the small home appliance 100 from the NFC reader 202. When the first ZigBee communication unit 260 is activated, the first controller 250 may provide information related to the small household appliance 100 to the first ZigBee communication unit 260.
  • the second ZigBee communication unit 160 of the small home appliance 100 uses the information related to the small home appliance 100.
  • a communication channel can be established.
  • the first ZigBee communication unit 260 may request ZigBee communication from the second ZigBee communication unit 160 using identification information of the small home appliance 100.
  • the second Zigbee communication unit 160 may identify the small household appliance 100 through the identification information of the small household appliance 100, and accordingly, the pairing during the ZigG communication in the conventional WPT cooktop device Errors can be avoided.
  • the second ZigBee communication unit 160 of the small home appliance 100 receives a communication request from the first ZigBee communication unit 260 of the WPT cooktop device 200 and communicates with the first ZigBee communication unit 260 according to the ZigBee communication method. You can do it.
  • the first controller 250 stops transmitting wireless power to the small home appliance 100, or when wireless power is no longer transmitted to the small home appliance 100, activates the NFC reader 202 to the corresponding crater.
  • the NFC tag 102 of the placed small household appliance 100 can be read.
  • the first controller 250 of the WPT cooktop device 200 switches on/off of the NFC reader 202 according to whether or not transmitting wireless power to the small home appliance 100 or not.
  • the WPT cooktop device 200 performs NFC communication with the small home appliance 100 when wireless power is not transmitted, and performs ZigBee communication with the small home appliance 100 when wireless power is transmitted. Accordingly, the WPT cooktop device 200 can communicate with the small home appliance 100 without experiencing a pairing error during ZigBee communication and a decrease in NFC communication performance during high-low power wireless transmission.
  • the first controller 250 may detect the cooking container and the cooking zone on which the cooking container is placed by detecting a change in the impedance of the top plate.
  • the user may select heating of the cooking container through, for example, the touch panel 240.
  • the first controller 250 performs an induction heating (IH) operation by flowing a current through the inductive coupling element 270.
  • IH induction heating
  • the first controller 250 may stop heating of the cooking container upon selection of a user or when a predetermined condition is satisfied.
  • the WPT cooktop apparatus 200 may include a plurality of cooking zones. Two or more small appliances or cooking containers may be placed on two or more cooking zones. Accordingly, the WPT cooktop device 200 may include an inductive coupling element, an NFC reader, and a ZigBee communication unit 260 for each of a plurality of cooking tools.
  • the WPT cooktop apparatus 200 shown in FIG. 3 is only an example of the present invention, and the configuration of the WPT cooktop apparatus 200 corresponding to a plurality of cooking zones is obvious to those skilled in the art.
  • FIGS. 4 and 5 are flowcharts illustrating a method of operating a WPT cooktop apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the WPT cooktop apparatus 200 determines whether the WPT cooktop apparatus 200 is powered on in step S302.
  • the WPT cooktop device 200 detects whether a small household appliance or a cooking container is recognized in step S304.
  • the WPT cooktop apparatus 200 can recognize a small household appliance or a cooking container because the impedance changes in a portion of the top plate on which the small household appliance or cooking container is placed when the small household appliance or cooking container is placed on the upper plate.
  • the WPT cooktop device 200 When the WPT cooktop device 200 recognizes a small household appliance or a cooking container, it determines whether the NFC tag 102 of the small household appliance 100 is recognized in step S306. As described above, the NFC reader 202 of the WPT cooktop device 200 can read information related to the small home appliance 100 from the NFC tag 102 when the NFC tag 102 of the small home appliance 100 is close. .
  • the WPT cooktop apparatus 200 may identify in which crater of the upper plate the small appliance 100 is located in step S308. Since the NFC reader 202 corresponding to the crater on which the small appliance 100 is placed reads the NFC tag 102 of the small appliance 100, the WPT cooktop device 200 can identify the small appliance 100 and the crater. I can.
  • the WPT cooktop apparatus 200 may determine whether to transmit wireless power to the small home appliance 100 in step S310. According to another embodiment, the WPT cooktop device 200 may determine whether the amount of power of the wireless power transmitted to the small home appliance 100 exceeds a predetermined size.
  • the NFC reader 202 is turned off in step S312. According to another embodiment, the WPT cooktop device 200 turns off the NFC reader 202 when the amount of transmitted wireless power exceeds a predetermined amount.
  • the WPT cooktop device 200 may turn off the NFC reader 202 and perform ZigBee communication with the small home appliance 100 in step S314. For example, the WPT cooktop device 200 activates the first ZigBee communication unit 260 after turning off the NFC reader 202, and causes the first ZigBee communication unit 260 to communicate with the small home appliance 100. .
  • the WPT cooktop device 200 receives and stores information related to the small home appliance 100 from the NFC reader 202. When activating the first ZigBee communication unit 260, the WPT cooktop device 200 may establish a communication channel with the small home appliance 100 by using information related to the small home appliance 100.
  • the small home appliance 100 may receive a communication request from the WPT cooktop device 200 and perform communication with the WPT cooktop device 200 according to a ZigBee communication method.
  • the first controller 250 stops transmitting wireless power to the small home appliance 100, or when wireless power is no longer transmitted to the small home appliance 100, turns on or activates the NFC reader 202 to correspond to the corresponding The NFC tag 102 of the small home appliance 100 placed on the crater can be read.
  • the WPT cooktop device 200 switches on/off of the NFC reader 202 according to whether or not to transmit wireless power to the small home appliance 100 or not.
  • the WPT cooktop device 200 performs NFC communication with the small home appliance 100 when wireless power is not transmitted, and performs ZigBee communication with the small home appliance 100 when wireless power is transmitted. Accordingly, the WPT cooktop device 200 can communicate with the small home appliance 100 without experiencing a pairing error during ZigBee communication and a decrease in NFC communication performance during high-low power wireless transmission.
  • the WPT cooktop device 200 may detect the cooking container in step S320 of FIG. 5.
  • the detection of the cooking vessel includes identification of the size or type of the cooking vessel.
  • the WPT cooktop apparatus 200 may determine whether heating of the cooking container is selected in step S322.
  • the WPT cooktop apparatus 200 performs an induction heating (IH) operation by flowing a current through the inductive coupling element 270 in step S324. Subsequently, the WPT cooktop apparatus 200 may stop heating the cooking vessel at step S326 by the user's selection or when a predetermined condition is satisfied.
  • IH induction heating
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a message flow when communication is performed between a WPT cooktop device and a small household appliance according to an embodiment of the present invention.
  • the NFC reader 202 of the WPT cooktop device 200 determines whether to recognize the NFC tag 102 of the small home appliance 100 in step S410. When the NFC reader 202 recognizes the NFC tag 102, it reads information related to the small home appliance 100 from the NFC tag 102 in step S420. The NFC reader 202 transmits the information read in step S430 to the first controller 250 of the WPT cooktop device 200.
  • the first controller 250 When the first controller 250 receives information related to the small household appliance 100 from the NFC reader 202, the first controller 250 identifies the small household appliance and the crater in step S440. As described above, since the NFC reader 202 corresponding to the crater on which the small household appliance 100 is placed reads the NFC tag 102 of the small household appliance 100, the first controller 250 is It can be identified whether the small home appliance 100 is located.
  • the first controller 250 may transmit wireless power to the small appliance 100 through the inductive coupling element 270 when identifying the small appliance 100 and the crater on which the small appliance 100 is placed.
  • the first controller 250 may turn off or deactivate the NFC reader 202 in step 445 when transmitting wireless power to the small home appliance 100.
  • the first controller 250 of the WPT cooktop device 200 turns off or deactivates the NFC reader 202 when the amount of wireless power transmitted to the small home appliance 100 exceeds a predetermined amount. can do.
  • the predetermined size may be 2 kW.
  • the first controller 250 activates the first ZigBee communication unit 260 in step S450, and causes the first ZigBee communication unit 260 to cause the second ZigBee communication unit ( 160).
  • the first controller 250 receives and stores information related to the small home appliance 100 from the NFC reader 202. When the first ZigBee communication unit 260 is activated, the first controller 250 may provide information related to the small household appliance 100 to the first ZigBee communication unit 260.
  • the second Zigbee of the small household appliance 100 uses the information related to the small household appliance 100 in step S460.
  • a communication channel with the communication unit 160 may be established.
  • the second ZigBee communication unit 160 of the small home appliance 100 receives a communication request from the first ZigBee communication unit 260 of the WPT cooktop device 200 and communicates with the first ZigBee communication unit 260 according to the ZigBee communication method. You can do it.

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Abstract

본 발명에 따른 무선 전력 송신(WIRELESS POWER TRANSFER: WPT) 쿡탑 장치는 전류가 인가되면 자기장을 발생하는 와이어 코일을 포함하는 적어도 하나의 유도 결합 요소; 상기 유도 결합 요소에 대응하여 위치하며 소물 가전의 NFC (Near Field Communication) 태그를 인식하고 상기 NFC 태그로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 판독하는 NFC 리더기; 및 상기 NFC 리더기로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 수신하고 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 소물 가전의 위치 및 상기 소물 가전을 식별하고, 상기 식별된 위치에 대응한 유도 결합 요소를 통해 무선 전력을 상기 소물 가전에 송신하고, 상기 소물 가전에 상기 무선 전력을 송신할 때 상기 NFC 리더기를 턴오프하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

WPT 쿡탑 장치 및 그 동작 방법
본 발명은 WPT 쿡탑 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 전력 전송 기술(Wireless Power Transfer (WPT) technology)을 이용한 전자 제품들이 개발되고 있다. 무선 전력 전송 기술은 전원 소스와 전자 기기 사이에 무선으로 전력을 전달하는 기술이다. 일 예로 무선 전력 전송 기술은 스마트폰이나 태블릿 등의 무선 단말기를 단지 무선 충전 패드 상에 올려놓는 것만으로 무선 단말기의 배터리를 충전할 수 있도록 함으로써, 기존의 유선 충전 커넥터를 이용하는 유선 충전 환경에 비해 보다 뛰어난 이동성과 편의성 그리고 안전성을 제공할 수 있다. 전기 자동차, 블루투스 이어폰이나 3D 안경 등 각종 웨어러블 디바이스(wearable device), 가전기기, 가구, 지중시설물, 건물, 의료기기, 로봇, 레저 등의 다양한 분야에서 기존의 유선 전력 전송 환경을 대체할 것으로 주목받고 있다.
무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀 등 수전장치에 전력을 공급하는 무선전력 수신장치로 구성될 수 있다.
무선 전력 전송 기술은 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(radio frequency: RF)를 통해 전력을 전달하는 방식, 마이크로웨이브(microwave)를 통해 전력을 전달하는 방식, 초음 파를 통해 전력을 전달하는 방식 등 다양하다.
이러한 무선 전력 전송 기술은 무선 단말기의 무선 충전 이외에도, 소물 가전 제품에도 적용되고 있다.
무선 전력 기술은 주로 근거리와 원거리의 두 가지 범주로 나누어진다. 근거리 또는 비-방사성(non-radiative) 기술에서, 전력은 일반적으로 와이어 코일(coils of wire) 사이의 유도 결합을 사용하는 자기장에 의해 짧은 거리에 걸쳐 전달된다. 유도 결합은 가장 널리 사용되는 무선 기술이다.
한편, 쿡탑 장치는 전자기 유도 방식을 채용하여 조리 용기에 유도 전류를 가해 조리 용기 자체에서 열이 발생시킬 수 있다.
이러한 쿡탑 장치는 무선 전력 기술중 유도 결합에 의해 전력을 수신할 수 있는 소물 가전에도 전력을 송신할 수 있다. 이러한 쿡탑 장치는 상판에 조리 용기가 올라오면 조리 용기에 유도 전류를 인가하며, 상판에 소물 가전이 올라오면 소물 가전에 무선 전력을 송신한다. 상판에 소물 가전이 올라오면, 쿡탑 장치는 소물 가전과 통신하여, 소물 가전과 데이터 등을 송수신할 수 있다. 이 경우 소물 가전은 쿡탑 장치에게 제어 신호를 송신하고, 쿡탑 장치는 제어 신호에 따라 송신 전력량 등을 제어할 수 있다.
예컨대, 소물 가전은 NFC 통신 방식 또는 지그비 통신 방식을 이용하여 쿡탑 장치와 통신을 수행할 수 있다.
NFC 통신 방식을 이용하는 경우, 쿡탑 장치는 소물 가전에 고전압의 전력을 송신하는 경우, NFC 안테나에 자기장 간섭이 발생하여 통신 성능 저하하는 문제점이 있었다.
구체적으로, 무선전력전송은 자기 유도 방식을 통해 에너지를 전달하는 기술이고, NFC 통신 역시 자기 유도 방식으로 데이터를 주고 받는 기술이므로 서로 간섭이 발생한다. 이로 인해 소물 가전에 고전압의 전력이 송신되는 경우 NFC 통신이 불안정해지거나 차단되는 현상이 발생한다.
또한, 지그비 통신 방식을 이용하는 경우, 쿡탑 장치가 복수개의 화구를 갖는 경우, 물 가전이 소물 가전이 위치한 화구에 대응한 지그비 통신 장치와 통신을 수행하지 못할 수 있다. 지그비 통신의 통신 거리는 10 내지 100 미터이기 때문에, 소물 가전이 위치한 화구의 지그비 통신부가 아닌 다른 화구의 지그비 통신부가 소물 가전과 통신을 수립할 수 있다 (이하 "페어링 에러"라고 함).
따라서, 종래 쿡탑 장치는 소물 가전과의 통신을 위해 자기장 간섭이나 페어링 에러를 해결할 필요가 있었다.
본 발명은 NFC 통신시의 무선 전력 송신에 의해 발생하는 자기장에 의해 NFC 통신에 간섭이 발생하는 문제점을 해결한 WPT 쿡탑 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 지그비 통신시의 페어링 에러의 문제를 해결한 WPT 쿡탑 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 적은 비용으로 통신을 원활하게 수행할 수 있는 WPT 쿡탑 장치를 그 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따라, 무선 전력 송신(WIRELESS POWER TRANSFER: WPT) 쿡탑 장치는 전류가 인가되면 자기장을 발생하는 와이어 코일을 포함하는 적어도 하나의 유도 결합 요소, 상기 유도 결합 요소에 대응하여 위치하며 소물 가전의 NFC (Near Field Communication) 태그를 인식하고 상기 NFC 태그로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 판독하는 NFC 리더기, 및 상기 NFC 리더기로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 수신하고 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 소물 가전의 위치 및 상기 소물 가전을 식별하고, 상기 식별된 위치에 대응한 유도 결합 요소를 통해 무선 전력을 상기 소물 가전에 송신하고, 상기 소물 가전에 상기 무선 전력을 송신할 때 상기 NFC 리더기를 턴오프하는 컨트롤러를 포함한다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 무선 전력 송신시에는 NFC 통신이 수행하지 않기 때문에 종래에 무선 전력 송신시에 NFC 통신이 불안정해지거나 차단되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 WPT 쿡탑 장치는 지그비(Zigbee) 통신을 수행하는 지그비 통신부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 무선 전력 송신시에 소물 가전에 관련한 정보를 이용하여 지그비 통신을 수행하며, 그에 따라 지그비 통신시에 발생할 수 있는 페어링 오류를 방지할 수 있다.
상기 WPT 쿡탑 장치는 지그비(Zigbee) 통신을 수행하는 지그비 통신부를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 송신하는 상기 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 무선 전력 송신시에 송신 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 소물 가전에 관련한 정보를 이용하여 지그비 통신을 수행하며, 그에 따라 지그비 통신시에 발생할 수 있는 페어링 오류를 방지할 수 있다. 상기 소정 크기는 2 kW일 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하는 것을 중지하면 상기 NFC 리더기를 턴온할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 소물 가전에 무선 전력을 송신되지 않을 때는 소물 가전과 NFC 통신을 수행하여 무선 전력 송신 여부에 따라 NFC 통신을 선택적으로 수행할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 WPT 쿡탑 장치 상에 조리 용기가 놓이면 상기 조리 용기를 감지하고, 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되는 지를 판단하고, 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되면 상기 조리 용기에 대해 인덕션 히팅 동작을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 화구에 조리 용기가 놓이면 이를 식별하여 인덕션 히팅 동작을 수행할 수 있다.
상기 WPT 쿡탑 장치는 가열 온/오프 및 온도 조절을 위한 터치 버튼들을 포함하는 터치 패널을 더 포함할 수 있다.
상기 소물 가전은 상기 유도 결합 요소로부터 송신되는 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치를 포함할 수 있다.
상기 지그비 통신부는 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신을 수립하기 위한 정보를 상기 소물 가전으로 송신할 수 있다.
상기 소물 사전은 상기 지그비 통신부와 지그비 통신을 수행하는 다른 지그비 통신부를 포함할 수 있다.
상기 소물 가전은 전기 주전자, 블렌더 및 토스터기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 유도 결합 요소, 상기 유도 결합 요소에 대응하여 위치한 NFC 리더기, 및 지그비 통신부를 포함하는 무선 전력 송신(WIRELESS POWER TRANSFER: WPT) 쿡탑 장치의 동작 방법은 소물 가전의 NFC (Near Field Communication) 태그를 상기 NFC 리더기를 통해 인식하는 단계; 상기 NFC 태그로부터 소물 가전에 관련한 정보를 판독하는 단계; 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 소물 가전의 위치 및 상기 소물 가전을 식별하는 단계; 상기 식별된 위치에 대응한 유도 결합 요소를 통해 무선 전력을 상기 소물 가전에 송신하는 단계; 및 상기 소물 가전에 상기 무선 전력을 송신할 때 상기 NFC 리더기를 턴오프하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 무선 전력 송신시에는 NFC 통신이 수행하지 않기 때문에 종래에 무선 전력 송신시에 NFC 통신이 불안정해지거나 차단되는 현상을 방지할 수 있다. 상기 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 무선 전력 송신시에 소물 가전에 관련한 정보를 이용하여 지그비 통신을 수행하며, 그에 따라 지그비 통신시에 발생할 수 있는 페어링 오류를 방지할 수 있다.
상기 동작 방법은 상기 소물 가전에 송신하는 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 무선 전력 송신시에 송신 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 소물 가전에 관련한 정보를 이용하여 지그비 통신을 수행하며, 그에 따라 지그비 통신시에 발생할 수 있는 페어링 오류를 방지할 수 있다.
상기 동작 방법은 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하는 것을 중지하면 상기 NFC 리더기를 턴온하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따라, 상기 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 소물 가전에 무선 전력을 송신되지 않을 때는 소물 가전과 NFC 통신을 수행하여 무선 전력 송신 여부에 따라 NFC 통신을 선택적으로 수행할 수 있다.
상기 동작 방법은 상기 WPT 쿡탑 장치에 조리 용기가 놓이면 상기 조리 용기를 감지하는 단계, 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되는 지를 판단하는 단계, 및 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되면 상기 조리 용기에 대해 인덕션 히팅 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치의 동작 방법은 화구에 조리 용기가 놓이면 이를 식별하여 인덕션 히팅 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 무선 전력이 송신되지 않을 때는 소물 가전과 NFC 통신을 수행하고 무선 전력이 송신될 때에는 소물 가전과 지그비 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치는 지그비 통신시의 페어링 에러 및 고저력의 무선 송신시의 NFC 통신 성능 저하를 겪지 않고 소물 가전과 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치와 소물 가전을 도시한 도면이다.
도 2는 WPT 쿡탑 장치의 상판을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치 및 소물 가전의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치와 소물 가전 사이의 통신 수행시의 메시지 흐름도를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치와 소물 가전을 도시한 도면이고, 도 2는 WPT 쿡탑 장치의 상판을 도시한 도면이다. 소물 가전의 일 예로 전기 주전자가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, WPT (Wireless Power Transfer) 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)에 무선 전력을 송신할 수 있다. 소물 가전(100)는 WPT 쿡탑 장치(200)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)와 통신하여 소물 가전(100)으로부터 명령, 정보 등을 수신할 수 있다. 또한, 어떤 서버나 외부 장치로부터 명령 또는 정보를 수신하여 소물 가전(100)으로 송신할 수 있다.
또한, WPT 쿡탑 장치(200)는 상판의 화구에 조기 용기가 놓이면, 조리 용기에 열을 유도할 수 있다.
도 2를 참조하면, WPT 쿡탑 장치(200)의 상판에는 복수의 유도 결합 요소(inductive coupling element)에 대응하여 복수의 화구(211 내지 215)가 배치된다. 복수의 화구(211 내지 215) 상에 소물 가전(100) 또는 조리용기가 놓여질 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)의 상판에 조리 용기가 놓이면, 유도 결합 요소는 조리 용기에 유도 전류를 가해 조리 용기 자체에서 열이 발생되도록 할 수 있다. WPT 쿡탑 장치(200)의 상판에 소물 가전(100)이 놓이면, 유도 결합 요소는 소물 가전(100)에 무선 전력을 송신할 수 있다. 이를 위해 WPT 쿡탑 장치(200)는 상판의 화구에 조리 용기가 놓이는지 또는 소물 가전(100)이 놓이는 지 식별할 수 있다.
상판은 강화유리 소재, 예컨대, 유리 세라믹 또는 세라믹 실리콘로 형성될 수 있으며, 상기 복수의 유도 결합 요소에서 발생된 열을 조리용기로 전달할 수 있다. 상판에는 복수의 터치 영역들을 포함하는 터치 패널(240)이 배치되어 있다. 예컨대, 상판의 일부에 터치 패널이 구현될 수 있다. 예컨대, 정전용량 센서가 상판에 설치되어 상판 상에서의 터치를 감지할 수 있다. 터치 패널(240)은 복수개의 화구에 관련한 가열 온/오프, 온도 조절을 위한 터치 버튼들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치 및 소물 가전의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 소물 가전(100)은 전기 주전자, 블렌더, 및 토스터기를 포함할 수 있다. 소물 가전(100)은 WPT 쿡탑 장치(200)로부터 무선 전력을 수신한다. 또한, 소물 가전(100)은 WPT 쿡탑 장치(200)와 통신을 수행한다. WPT 쿡탑 장치(200) 상에는 소물 가전(100) 이외의 다른 소물 가전(110 또는 120)이 위치할 수 있다. WPT 쿡탑 장치(200)는 통신하고자 하는 소물 가전을 식별할 필요가 있다.
소물 가전(100)과 쿡탑 장치(200)가 서로 통신함으로써, 소물 가전(100)이 쿡탑 장치(200)에 전력 필요량, 공급 전력 크기 등을 제공할 수 있다. 쿡탑 장치(200)는 상기 전력 필요량 또는 공급 전력 크기에 기초하여 소물 가전(100)에 적합한 무선 전력량 또는 무선 전력 크기를 제공할 수 있다.
또는, 소물 가전(100)과 쿡탑 장치(200)가 서로 통신함으로써, 쿡탑 장치(200)가 외부 서버로부터 소물 가전(100)과 관련된 소프트웨어 또는 어플리케이션의 업데이트 데이터 업데이트 정보, 소물 가전(100)의 고장 정보를 제공할 수 있다. 소물 가전(100)는 소프트웨어 업데이트 데이터 등을 수신하여 자신의 소프트웨어를 업데이트할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 무선 송신 전력으로 인한 자기장 간섭을 회피하기 위해, 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하는 구간에서는 소물 가전(100)과 지그비 통신을 수행한다. 즉, WPT 쿡탑 장치(200)는 무선 전력을 송신하는 구간에서는 소물 가전(100)과 NFC 통신을 수행하지 않는다.
그리고, WPT 쿡탑 장치(200)는 지그비 통신의 페어링 에러를 회피하기 위해, 지그비 통신을 수행하기 전에 지그비 통신을 수립하기 위한 정보를 소물 가전(100)으로 송신한다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 NFC 리더기(202), 제1 컨트롤러(250), 제1 지그비 통신부(260), 및 유도 결합 요소(270)를 포함한다. 또한, 소물 가전(100)은 NFC 태그(102), 제2 컨트롤러(150), 제2 지그비 통신부(160), 및 전력 수신 장치(170)를 포함할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)의 유도 결합 요소(270)는 와이어 코일을 포함할 수 있다. 와이어 코일에 전류가 인가되면 자기장을 발생한다. 이는 소물 가전(100)에 무선 전력이 송신되도록 하고, 조리 용기에 열이 발생되도록 한다.
다시 말해, 유도 결합 요소(270)는 WPT 쿡탑 장치(200)에 소물 가전(100)이 위치하면 소물 가전(100)에 무선 전력을 송신할 수 있다. 유도 결합 요소(270)는 WPT 쿡탑 장치(200)에 조리 용기가 위치하면 조리 용기 자체에 열이 발생하도록 할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)의 NFC 리더기(202)는 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)가 근접하면 NFC 태그(102)로부터 정보를 읽을 수 있다. 예컨대, NFC 리더기(202)는 자기장을 발생시키고, NFC 리더기(202)에 NFC 태그(102)가 근접하면 NFC 태그(102)의 코일에 유도 전류가 발생한다. NFC 태그(102)는 이 전류를 전원으로 사용하여 데이터를 NFC 리더기(202)로 송신한다. 이러한 NFC 통신 기술은 당업자에게 자명하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
NFC 리더기(202)는 상판에 소물 가전(100)이 놓이면 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 읽을 수 있다. 상기 소물 가전(100)에 관련한 정보는 상기 소물 가전(100)의 식별 정보 (예컨대, ID), 소물 가전(100)의 가전 타입, 소물 가전의 사용 전력 등을 포함할 수 있다.
NFC 리더기(202)는 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)로부터 판독한 소물 가전(100)에 관련한 정보를 WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)에 제공한다.
또한, 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 소물 가전(100)이 놓이는 화구에 대응한 NFC 리더기(202)가 판독하기 때문에, 제1 컨트롤러(250)는 상판의 어느 화구에 소물 가전(100)이 위치하는 지를 식별할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)과 소물 가전(100)이 놓인 화구를 식별하면 유도 결합 요소(270)를 통해 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신할 수 있다. 유도 결합 요소(270)는 제1 컨트롤러(250)의 제어에 따라 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신할 수 있다.
유도 결합 요소(270)가 무선 전력을 송신하면, 소물 가전(100)의 전력 수신 장치(170)가 무선 전력을 수신할 수 있다. 소물 가전(100)의 전력 수신 장치(170)는 전력 수신용 코일을 포함한다. 유도 결합 요소(270)에 의해 형성되는 전자기장(　electromagnetic fields)에 의해 에너지를 전송한다. 소물 가전(100)의 전력 수신 장치(170)은 에너지를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신할 때 NFC 리더기(202)를 턴오프하거나 비활성화할 수 있다. 다른 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 전송하는 무선 전력의 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 NFC 리더기(202)를 턴오프하거나 비활성화할 수 있다. 예컨대, 소정 크기는 2 kW 가 될 수 있다. 이와 같이, WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하면, 또는 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 NFC 리더기(202)를 턴오프하여 NFC 통신이 송신되는 무선 전력에 의해 영향받지 않도록 한다.
제1 컨트롤러(250)는 NFC 리더기(202)를 비활성화한 이후 제1 지그비 통신부(260)을 활성화시키고, 제1 지그비 통신부(260)로 하여금 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)와 통신을 수행하도록 한다.
제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)에 관련한 정보를 NFC 리더기(202)로부터 제공받아 저장하고 있다. 제1 컨트롤러(250)는 제1 지그비 통신부(260)를 활성화할 때 제1 지그비 통신부(260)에게 소물 가전(100)에 관련한 정보를 제공할 수 있다.
제1 지그비 통신부(260)는 제1 컨트롤러(250)으로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 수신하면, 소물 가전(100)에 관련한 정보를 이용하여 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)와 통신 채널을 수립할 수 있다. 구체적으로, 제1 지그비 통신부(260)는 소물 가전(100)의 식별 정보를 이용하여 제2 지그비 통신부(160)에 지그비 통신을 요청할 수 있다. 제2 지그비 통신부(160)는 소물 가전(100)을 소물 가전(100)의 식별 정보를 통해 소물 가전(100)을 식별할 수 있으며, 그에 따라, 종래 WPT 쿡탑 장치에서의 지그지 통신시의 페어링 오류를 방지할 수 있다.
즉, 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)는 WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 지그비 통신부(260)로부터 통신 요청을 수신하여 제1 지그비 통신부(260)와 지그비 통신 방식에 따라 통신을 수행할 수 있다.
한편, 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하는 것을 중지하거나, 소물 가전(100)으로 더 이상 무선 전력이 송신되지 않으면, NFC 리더기(202)를 활성화하여 해당 화구에 놓인 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 읽을 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하거나 또는 송신하지 않는 지의 여부에 따라, NFC 리더기(202)의 온/오프를 스위칭한다.
이와 같이, WPT 쿡탑 장치(200)는 무선 전력이 송신되지 않을 때는 소물 가전(100)과 NFC 통신을 수행하고 무선 전력이 송신될 때에는 소물 가전(100)과 지그비 통신을 수행한다. 그에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)는 지그비 통신시의 페어링 에러 및 고저력의 무선 송신시의 NFC 통신 성능 저하를 겪지 않고 소물 가전(100)과 통신을 수행할 수 있다.
만약, 상판의 어떤 화구에 조리 용기가 놓이면, 제1 컨트롤러(250)는 상판의 임피던스의 변화를 검출함으로써 조리 용기 및 상기 조리 용기가 놓인 화구를 검출할 수 있다.
사용자는 예컨대, 터치 패널(240)을 통해 조리 용기의 가열을 선택할 수 있다. 사용자에 의해 또는 어떤 조건에 의해 조리 용기의 가열이 선택되면, 제1 컨트롤러(250)는 유도 결합 요소(270)에 전류를 흘려 인덕션 히팅 (IH) 동작을 수행한다. 제1 컨트롤러(250)는 사용자의 선택에 의해 또는 소정의 조건이 만족하면 조리 용기의 가열을 중단할 수 있다.
한편, WPT 쿡탑 장치(200)는 복수개의 화구를 포함할 수 있다. 2 이상의 소물 가전 또는 조리 용기가 2 이상의 화구에 놓일 수 있다. 따라서, WPT 쿡탑 장치(200)는 복수개의 화구 각각에 대해 유도 결합 요소, NFC 리더기 및 지그비 통신부(260)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 WPT 쿡탑 장치(200)는 본 발명의 일 예일 뿐이며, 당업자에게 복수개의 화구에 대응한 WPT 쿡탑 장치(200)의 구성은 자명하다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4 및 도 5를를 참조하면, WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S302에서 WPT 쿡탑 장치(200)가 파워 온되는 지를 판단한다. WPT 쿡탑 장치(200)는 WPT 쿡탑 장치(200)가 파워 온되면 단계 S304에서 소물 가전 또는 조리 용기가 인식되는 지를 검출한다. WPT 쿡탑 장치(200)는 상판에 소물 가전 또는 조리 용기가 놓이면, 소물 가전 또는 조리 용기가 놓인 상판의 부분에서 임피던스가 변하기 때문에, 소물 가전 또는 조리 용기를 인식할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전 또는 조리 용기를 인식하면, 단계 S306에서 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)가 인식되는 지를 판단한다. 전술한 바와 같이, WPT 쿡탑 장치(200)의 NFC 리더기(202)는 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)가 근접하면 NFC 태그(102)로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 읽을 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S308에서 상판의 어느 화구에 소물 가전(100)이 위치하는 지를 식별할 수 있다. 소물 가전(100)이 놓이는 화구에 대응한 NFC 리더기(202)가 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 판독하기 때문에, WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100) 및 화구를 식별할 수 있다.
이어서, WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S310에서 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하는 지를 판단할 수 있다. 다른 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)으로 전송하는 무선 전력의 전력의 크기가 소정 크기를 초과하는 지를 판단할 수 있다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하면 단계 S312에서 NFC 리더기(202)를 턴오프한다. 다른 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)는 송신되는 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 NFC 리더기(202)를 턴오프한다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 NFC 리더기(202)를 턴오프하고 단계 S314에서 소물 가전(100)과 지그비 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, WPT 쿡탑 장치(200)는 NFC 리더기(202)를 턴오프한 이후 제1 지그비 통신부(260)를 활성화시키고, 제1 지그비 통신부(260)로 하여금 소물 가전(100)와 통신을 수행하도록 한다.
WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)에 관련한 정보를 NFC 리더기(202)로부터 제공받아 저장하고 있다. WPT 쿡탑 장치(200)는 제1 지그비 통신부(260)를 활성화할 때 소물 가전(100)에 관련한 정보를 이용하여 소물 가전(100)과 통신 채널을 수립할 수 있다.
즉, 소물 가전(100)는 WPT 쿡탑 장치(200)로부터 통신 요청을 수신하여 WPT 쿡탑 장치(200)와 지그비 통신 방식에 따라 통신을 수행할 수 있다.
한편, 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하는 것을 중지하거나, 소물 가전(100)으로 더 이상 무선 전력이 송신되지 않으면, NFC 리더기(202)를 턴온하거나 활성화하여 해당 화구에 놓인 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 읽을 수 있다.
즉, WPT 쿡탑 장치(200)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신하거나 또는 송신하지 않는 지의 여부에 따라, NFC 리더기(202)의 온/오프를 스위칭한다.
이와 같이, WPT 쿡탑 장치(200)는 무선 전력이 송신되지 않을 때는 소물 가전(100)과 NFC 통신을 수행하고 무선 전력이 송신될 때에는 소물 가전(100)과 지그비 통신을 수행한다. 그에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)는 지그비 통신시의 페어링 에러 및 고저력의 무선 송신시의 NFC 통신 성능 저하를 겪지 않고 소물 가전(100)과 통신을 수행할 수 있다.
한편, WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S306에서 NFC 태그(102)를 인식하지 못하면 도 5의 단계 S320에서 조리 용기를 감지할 수 있다. 조리 용기의 감지는 조리 용기의 크기 또는 타입의 식별을 포함한다. WPT 쿡탑 장치(200)는 조리 용기를 감지하면 단계 S322에서 조리 용기의 가열이 선택되는 지를 판단할 수 있다. 사용자에 의해 또는 어떤 조건에 의해 조리 용기의 가열이 선택되면, WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S324에서 유도 결합 요소(270)에 전류를 흘려 인덕션 히팅 (IH) 동작을 수행한다. 이어서 WPT 쿡탑 장치(200)는 단계 S326에서 사용자의 선택에 의해 또는 소정의 조건이 만족하면 조리 용기의 가열을 중단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치와 소물 가전 사이의 통신 수행시의 메시지 흐름도를 도시한다.
도 6을 참조하면, 먼저, WPT 쿡탑 장치(200)의 NFC 리더기(202)는 단계 S410에서 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 인식하는 지를 판단한다. NFC 리더기(202)는 NFC 태그(102)를 인식하면 단계 S420에서 NFC 태그(102)로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 판독한다. NFC 리더기(202)는 단계 S430에서 판독한 정보를 WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)로 전송한다.
제1 컨트롤러(250)는 NFC 리더기(202)로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 수신하면 단계 S440에서 소물 가전 및 화구를 식별한다. 전술한 바와 같이, 소물 가전(100)의 NFC 태그(102)를 소물 가전(100)이 놓이는 화구에 대응한 NFC 리더기(202)가 판독하기 때문에, 제1 컨트롤러(250)는 상판의 어느 화구에 소물 가전(100)이 위치하는 지를 식별할 수 있다.
제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)과 소물 가전(100)이 놓인 화구를 식별하면 유도 결합 요소(270)를 통해 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신할 수 있다.
제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 무선 전력을 송신할 때 단계 445에서 NFC 리더기(202)를 턴오프하거나 비활성화할 수 있다. 다른 실시예에 따라, WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)으로 전송하는 무선 전력의 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 NFC 리더기(202)를 턴오프하거나 비활성화할 수 있다. 예컨대, 소정 크기는 2 kW 가 될 수 있다.
제1 컨트롤러(250)는 NFC 리더기(202)를 비활성화한 이후 단계 S450에서 제1 지그비 통신부(260)을 활성화시키고, 제1 지그비 통신부(260)로 하여금 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)와 통신을 수행하도록 한다.
제1 컨트롤러(250)는 소물 가전(100)에 관련한 정보를 NFC 리더기(202)로부터 제공받아 저장하고 있다. 제1 컨트롤러(250)는 제1 지그비 통신부(260)를 활성화할 때 제1 지그비 통신부(260)에게 소물 가전(100)에 관련한 정보를 제공할 수 있다.
제1 지그비 통신부(260)는 제1 컨트롤러(250)으로부터 소물 가전(100)에 관련한 정보를 수신하면, 단계 S460에서 소물 가전(100)에 관련한 정보를 이용하여 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)와 통신 채널을 수립할 수 있다.
즉, 소물 가전(100)의 제2 지그비 통신부(160)는 WPT 쿡탑 장치(200)의 제1 지그비 통신부(260)로부터 통신 요청을 수신하여 제1 지그비 통신부(260)와 지그비 통신 방식에 따라 통신을 수행할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신(WIRELESS POWER TRANSFER: WPT) 쿡탑 장치에 있어서,
    전류가 인가되면 자기장을 발생하는 와이어 코일을 포함하는 적어도 하나의 유도 결합 요소;
    상기 유도 결합 요소에 대응하여 위치하며 소물 가전의 NFC (Near Field Communication) 태그를 인식하고 상기 NFC 태그로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 판독하는 NFC 리더기; 및
    상기 NFC 리더기로부터 상기 소물 가전에 관련한 정보를 수신하고 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 소물 가전의 위치 및 상기 소물 가전을 식별하고, 상기 식별된 위치에 대응한 유도 결합 요소를 통해 무선 전력을 상기 소물 가전에 송신하고, 상기 소물 가전에 상기 무선 전력을 송신할 때 상기 NFC 리더기를 턴오프하는 컨트롤러를 포함하는 WPT 쿡탑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    지그비(Zigbee) 통신을 수행하는 지그비 통신부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 WPT 쿡탑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    지그비(Zigbee) 통신을 수행하는 지그비 통신부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 송신하는 상기 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 WPT 쿡탑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하는 것을 중지하면 상기 NFC 리더기를 턴온하는 WPT 쿡탑 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 WPT 쿡탑 장치 상에조리 용기가 놓이면 상기 조리 용기를 감지하고, 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되는 지를 판단하고, 상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되면 상기 조리 용기에 대해 인덕션 히팅 동작을 수행하는 WPT 쿡탑 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소물 가전은
    상기 유도 결합 요소로부터 송신되는 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치를 포함하는 WPT 쿡탑 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 지그비 통신부는 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신을 수립하기 위한 정보를 상기 소물 가전으로 송신하는 WPT 쿡탑 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소물 사전은 상기 지그비 통신부와 지그비 통신을 수행하는 다른 지그비 통신부를 포함하는 WPT 쿡탑 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소물 가전에 관련한 정보는 상기 소물 가전의 식별 정보, 상기 소물 가전의 가전 타입, 또는 상기 소물 가전의 사용 전력을 포함하는 WPT 쿡탑 장치.
  10. 적어도 하나의 유도 결합 요소, 상기 유도 결합 요소에 대응하여 위치한 NFC 리더기, 및 지그비 통신부를 포함하는 무선 전력 송신(WIRELESS POWER TRANSFER: WPT) 쿡탑 장치의 동작 방법에 있어서,
    소물 가전의 NFC (Near Field Communication) 태그를 상기 NFC 리더기를 통해 인식하는 단계;
    상기 NFC 태그로부터 소물 가전에 관련한 정보를 판독하는 단계;
    상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 소물 가전의 위치 및 상기 소물 가전을 식별하는 단계;
    상기 식별된 위치에 대응한 상기 유도 결합 요소를 통해 무선 전력을 상기 소물 가전에 송신하는 단계; 및
    상기 소물 가전에 상기 무선 전력을 송신할 때 상기 NFC 리더기를 턴오프하는 단계를 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 소물 가전에 송신하는 무선 전력의 크기가 소정 크기를 초과하면 상기 소물 가전에 관련한 정보에 기초하여 상기 지그비 통신부로 하여금 상기 소물 가전과 통신하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 소물 가전에 무선 전력을 송신하는 것을 중지하면 상기 NFC 리더기를 턴온하는 단계를 더 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
  14. 제10항에 있어서,상기 WPT 쿡탑 장치 상에 조리 용기가 놓이면 상기 조리 용기를 감지하는 단계;
    상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되는 지를 판단하는 단계; 및
    상기 조리 용기에 대한 가열이 선택되면 상기 조리 용기에 대해 인덕션 히팅 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
  15. 제10항에 있어서,상기 소물 가전에 관련한 정보는 상기 소물 가전의 식별 정보, 상기 소물 가전의 가전 타입, 또는 상기 소물 가전의 사용 전력을 포함하는 WPT 쿡탑 장치의 동작 방법.
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