WO2022098028A1 - 무선 파워 스테이션 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 파워 스테이션 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2022098028A1
WO2022098028A1 PCT/KR2021/015629 KR2021015629W WO2022098028A1 WO 2022098028 A1 WO2022098028 A1 WO 2022098028A1 KR 2021015629 W KR2021015629 W KR 2021015629W WO 2022098028 A1 WO2022098028 A1 WO 2022098028A1
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external device
power
power station
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김무경
정상진
강미조
김선진
장경아
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삼성전자주식회사
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive loop type
    • H04B5/79—

Definitions

  • the disclosed invention relates to a wireless power station and a control method thereof, and more particularly, to a wireless power station capable of confirming whether a power transmission target is aligned or not, and a control method thereof.
  • Wireless power transmission is to wirelessly transmit power from a transmitting device to a receiving device by magnetic association between the transmitting coil of the transmitting device and the receiving coil of the receiving device.
  • the efficiency of wireless power transmission is lower than that of wired power transmission.
  • the efficiency of wireless power transmission varies greatly depending on the relative positional relationship between the transmitting coil and the receiving coil.
  • this method has a problem in that the aesthetics of the transmitting apparatus is impaired and the use of the transmitting apparatus is limited.
  • One aspect of the disclosed invention is to provide a power station capable of identifying whether an electrical device is aligned with the power station when placing the electrical device on the power station, and a method for controlling the same.
  • An aspect of the disclosed invention is to provide a power station capable of identifying whether an electrical device is aligned with the power station through communication with the electrical device during power transmission to the electrical device, and a method for controlling the same.
  • One aspect of the disclosed invention is to provide a power station capable of transmitting a message to a user device of a user when the electrical device is not aligned with the power station, and a method for controlling the same.
  • a power station includes: a plate; a coil provided under the plate; an inverter configured to supply alternating current power to the coil; a communication module including an antenna and configured to transmit and receive radio signals through the antenna; display; and a control unit configured to control the communication module to communicate with an external device placed on the plate and to control the inverter to wirelessly supply power to the external device through the coil.
  • the controller may control the display to display information indicating whether the external device is aligned with the coil based on a wireless signal received from the external device through the antenna.
  • a method of controlling a power station including a plate and a coil provided under the plate, the method comprising: communicating with an external device placed on the plate; indicating whether the external device is aligned with the coil based on a radio signal received from the external device through an antenna; It may include supplying power to the external device wirelessly through the coil.
  • a power station includes: a plate; a coil provided under the plate; an inverter configured to supply alternating current power to the coil; a communication module including an antenna and configured to transmit and receive radio signals through the antenna; display; and a control unit configured to control the communication module to communicate with an external device placed on the plate and to control the inverter to wirelessly supply power to the external device through the coil.
  • the controller may control the display to display information indicating whether the external device is aligned with the coil based on the amount of power received by the external device.
  • the power station can identify whether the electrical device is aligned with the power station upon placing the electrical device on the power station. Thereby the power station allows the user to position the electrical device in an optimal position for power transmission.
  • the power station can identify whether the electrical device is aligned with the power station through communication with the electrical device during power transmission to the electrical device. Thereby, the power station can allow the user to position the electrical device in an optimal position for power transmission if the electrical device moves during operation of the power station.
  • the power station may send a message to the user device of the user if the electrical device is not aligned with the power station.
  • controller means any device, system, or part thereof that controls at least one operation, which device may be implemented in hardware, firmware or software, or a combination of at least two of them. Functions related to a particular controller can be centralized or distributed, whether local or remote.
  • various functions described below may be implemented or supported by one or more computer programs, each of which may be formed of computer-readable program code and implemented in a computer-readable medium.
  • application and “program” shall refer to one or more computer programs, software components, sets of instructions, procedures, functions, objects, classes, instances, related data, or portions thereof configured to be implemented in suitable computer readable program code.
  • computer-readable program code may include computer code of any type, including source code, object code, and executable code.
  • computer-readable media means any computer-readable medium, such as read only memory (ROM), random access memory (RAM), hard disk drive, compact disc (CD), digital video disc (DVD), or other type of memory that can be accessed by a computer.
  • Non-transitory computer-readable media may exclude wired, wireless, optical, or other communication links that transmit transitory electrical or other signals.
  • Non-transitory computer-readable media may include media in which data may be permanently stored, such as a rewritable optical disk or a removable memory device, and media in which data may be stored and overwritten later.
  • FIG. 1 shows an appearance of a wireless power station according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows the interior of a wireless power station according to an embodiment.
  • FIG 3 illustrates an example in which a wireless power station transmits power according to an embodiment.
  • FIG. 4 schematically illustrates a configuration of a wireless power station and an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 5 shows a configuration of a wireless power station according to an embodiment.
  • FIG. 6 shows an example of the first inverter and the first transmitting coil shown in FIG. 5 .
  • FIG 7 illustrates an example of the power transmission intensity of the first transmitting coil according to the operating frequency of the first inverter included in the power station according to an embodiment.
  • FIG. 8 illustrates an example of a driving current provided to a first transmitting coil from a first inverter included in a power station according to an exemplary embodiment.
  • FIG 9 illustrates another example of a driving current provided to a first transmitting coil from a first inverter included in a power station according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG 11 illustrates an example in which a power station according to an embodiment is not aligned with an electric device.
  • FIG. 12 shows an example in which a power station according to an embodiment is aligned with an electric device.
  • FIG. 13 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 14 illustrates an example of a transmission antenna of a short-range communication module included in a power station according to an embodiment.
  • 15 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 16 illustrates an example in which a power station according to an embodiment is not aligned with an electric device.
  • 17 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 18 illustrates an example of an auxiliary coil of a leak detection unit included in a power station according to an embodiment.
  • 19 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 20 illustrates an example in which a power station identifies whether a coil is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • 21 illustrates an example in which a power station controls an operation of an electric device according to an embodiment.
  • 22 illustrates an example in which the power station displays a user interface for an electric device according to an embodiment.
  • a part when a part is "connected" to another part, it includes not only a direct connection but also an indirect connection, and the indirect connection includes connection through a wireless communication network. do.
  • the identification code is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step may be performed differently from the specified order unless a specific order is clearly stated in the context. there is.
  • 1 shows an appearance of a wireless power station according to an embodiment.
  • 2 shows the interior of a wireless power station according to an embodiment.
  • 3 illustrates an example in which a wireless power station transmits power according to an embodiment.
  • the power station 100 forms the exterior of the power station 100 and includes a main body 101 in which various components constituting the power station 100 are installed.
  • the main body 101 can be placed on the electrical devices 201 , 202 .
  • the electrical devices 201 and 202 may be devices capable of wirelessly receiving power from the power station 100 .
  • the electrical devices 201 , 202 are electric kettles, blenders, toasters, electric ovens, which can be placed on the body 101 of the power station 100 . , it may be a small home appliance such as a coffee maker.
  • An upper plate 102 having a flat plate shape on which the electric devices 201 and 202 can be placed is provided on the upper surface 101a of the main body 101 .
  • a control panel 110 that receives a control command from a user and displays operation information of the power station 100 may be provided on one side of the upper plate 102 .
  • the position of the control panel 110 is not limited to the upper plate 102 , and may be provided at various positions such as the front 101b and/or the side 101c of the main body 101 .
  • a plurality of transmitting coils 121 and 122 capable of supplying electric power to the electric devices 201 and 202 are provided under the upper plate 102 , and a control unit is provided under the upper plate 102 .
  • a circuit board assembly 110a for implementing the panel 110 may be provided.
  • Each of the plurality of transmission coils 121 and 122 may include an electric wire wound in a substantially spiral structure or spiral shape.
  • the transmitting coil 120 is formed in a helical structure in which electric wires are positioned at approximately the same distance with respect to a central axis, or a spiral structure in which electric wires are positioned on the same plane with respect to a central point. can be formed with
  • the transmitting coil 120 may generate a magnetic field and/or an electric and/or electromagnetic field to wirelessly provide power to the electrical devices 201 , 202 .
  • a magnetic field B may be induced around the transmitting coil 120 .
  • a current whose magnitude and direction change with time that is, an alternating current
  • a magnetic field B whose size and direction changes with time is induced around the transmitting coil 120 .
  • the magnetic field B around the transmitting coil 120 may pass through the top plate 102 and may reach the electrical devices 201 and 202 placed on the top plate 102 .
  • Each of the electrical devices 201 and 202 may include a receiving coil 220 capable of wirelessly receiving power.
  • the receiving coil 220 may also include an electric wire wound in a substantially spiral structure or spiral shape.
  • the magnetic field B generated by the transmitting coil 120 may pass through the inside of the receiving coil 220 as shown in FIG. 3 .
  • a current (hereinafter, referred to as an 'induced current') may be induced in the receiving coil 220 due to the magnetic field B whose magnitude and direction change with time.
  • an electromagnetic induction phenomenon a phenomenon in which an induced current is generated due to the temporally changing magnetic field B is referred to as an electromagnetic induction phenomenon.
  • the receiving coil 220 may generate an electromotive force that allows the current to flow. Power is supplied to the electric devices 201 and 202 by the electromotive force of the receiving coil 220 , and the electric devices 201 and 202 may operate.
  • the plurality of transmitting coils 121 and 122 may wirelessly transmit power to the receiving coil 220 of the electric devices 201 and 202 using electromagnetic induction.
  • the plurality of transmitting coils 121 and 122 may be arranged under the upper plate 102 in a predetermined pattern.
  • the plurality of transmission coils 121 and 122 may be arranged like a matrix by aligning columns and rows.
  • the plurality of transmission coils 121 and 122 may be arranged at a predetermined interval from the front to the rear of the main body 101 , and may be arranged at a predetermined interval from the right side to the left side of the main body 101 .
  • the plurality of transmitting coils 121 and 122 may include a first transmitting coil 121 and a second transmitting coil 122 , and the first transmitting coil 121 and the second transmitting coil 121 are the power stations. Based on the front of (100), it may be arranged in the same row. However, the arrangement of the plurality of transmitting coils 121 and 122 is not limited to that shown in FIG. 2 , and the plurality of transmitting coils 121 and 122 may be arranged in various shapes. For example, the first transmitting coil 121 and the second transmitting coil 122 may be disposed in the same column with respect to the front of the power station 100 .
  • a circuit board assembly 110a implementing the control panel 110 may be provided below the control panel 110 provided on one side of the upper plate 102 .
  • the circuit board assembly 110a is a printed circuit board assembly including a display, a switch device, an integrated circuit device, and the like for implementing the control panel 110 , and a printed circuit board (PCB) on which they are installed. , PBA).
  • the position of the circuit board assembly 110a is not limited to that shown in FIG. 2 and may be arranged in various positions.
  • the circuit board assembly 110a may be disposed behind the front surface 101b of the main body 101 .
  • a printed circuit board assembly (not shown) for driving the plurality of transmission coils 121 and 122 may be provided under the plurality of transmission coils 121 and 122 .
  • a driving circuit for supplying a driving current to the plurality of transmission coils 121 and 122 and a control circuit for controlling operations of the plurality of transmission coils 121 and 122 may be provided in the plurality of printed circuit board assemblies. .
  • the power station 100 includes a plurality of transmitting coils 121 and 122 for wirelessly transmitting power to the electric devices 201 and 202 , and a plurality of transmitting coils 121 and 122 . It may include a driving circuit and a control circuit for operating the.
  • the electric devices 201 and 202 also include a receiving coil 220 for wirelessly receiving power from the power station 100 , and a receiving circuit and a control circuit for processing the power received by the receiving coil 220 . can do.
  • FIG. 4 schematically illustrates a configuration of a wireless power station and an electric device according to an embodiment.
  • the power station 100 includes a transmission coil 120 , a driving unit 130 , a transmission sensing unit 140 , a first communication unit 150 , and a transmission control unit 160 .
  • the electric devices 201 and 202 receive the receiving coil 220 , the reception detection unit 230 , the power conversion unit 240 , the electrical load 250 , the second communication unit 260 , and the auxiliary power supply unit 270 , and reception. and a control unit 280 .
  • the transmitting coil 120 of the power station 100 may convert electrical energy into electromagnetic and/or magnetic energy.
  • the transmitting coil 120 may receive an alternating current (AC electric field) and generate an alternating magnetic field.
  • the transmit coil 120 is magnetically mutually associated with the receive coil 220 of the electrical devices 201 , 202 .
  • the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 may be arranged such that a field generated by the transmitting coil 120 passes through the receiving coil 220 .
  • the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 may be formed in a spiral shape on a plane, and the central axis of the transmitting coil 120 and the central axis of the receiving coil 220 may substantially coincide.
  • the power station 100 may further include a resonance capacitor electrically resonating with the transmission coil 120 . Due to the resonance between the resonance capacitor and the transmitting coil 120 , the transmitting coil 120 may operate at a frequency capable of efficiently transmitting power, and power transmission efficiency by the transmitting coil 120 may be improved.
  • the power station 100 may further include a ferrite element in order to improve the efficiency of power transmission by the magnetic field B between the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 .
  • the ferrite member may guide the magnetic field generated by the transmitting coil 120 toward the electric devices 201 and 202 and block the leaking magnetic field.
  • the power station 100 may further include an impedance matching circuit to improve the efficiency of power transmission between the transmission coil 120 and the driving unit 130 .
  • the driving unit 130 may receive power from the external power source ES, and provide current to the transmitting coil 120 so that the transmitting coil 120 wirelessly transmits power under the control of the transmitting control unit 160 .
  • the driving unit 130 includes an inverter 131 .
  • the inverter 131 may include a switch circuit that converts power received from the external power source ES into AC power having a predetermined frequency.
  • the inverter 131 may provide an alternating current that is changed in magnitude and direction to the transmitting coil 120 .
  • the inverter 131 may change the magnitude and/or frequency of the output current in order to adjust the amount of power the transmitting coil 120 transmits to the receiving coil 220 .
  • the transmission detection unit 140 includes a transmission current sensor 141 that detects a driving current supplied from the inverter 131 to the transmission coil 120 .
  • the transmit current sensor 141 may include a shunt resistor and measure a potential difference across the shunt resistor.
  • the transmission current sensor 141 may include a Hall sensor, and may measure a magnetic field caused by a current.
  • the transmission current sensor 141 may provide an electrical signal (eg, a potential difference across the shunt resistor or an output code of the Hall sensor) corresponding to the measured current to the transmission controller 160 .
  • the transmission control unit 160 may identify the magnitude of the driving current supplied to the transmission coil 120 based on the output signal of the transmission current sensor 141 , and furthermore, the electric devices 201 and 202 by the transmission coil 120 . ) to calculate the amount of power transmitted wirelessly.
  • the first communication unit 150 may communicate with the electric devices 201 and 202 .
  • the first communication unit 150 may include a transmitting antenna 151 provided separately from the transmitting coil 120 , and wirelessly with the second communication unit 260 of the electric devices 201 and 202 through the transmitting antenna 151 . data can be exchanged.
  • the transmitting antenna 151 may be formed in the form of a concentric circle with the transmitting coil 120 inside or outside the transmitting coil 120 for communication efficiency.
  • the first communication unit 150 may wirelessly exchange data with the second communication unit 260 through various wireless communication standards.
  • the first communication unit 150 may wirelessly exchange data with the second communication unit 260 using wireless LAN communication or short-range wireless communication.
  • the transmission control unit 160 controls the driving unit 130 to wirelessly supply power to the electric devices 201 and 202 based on the communication data received from the electric devices 201 and 202 through the first communication unit 150 .
  • the transmission control unit 160 may identify the electric devices 201 and 202 based on communication data received through the first communication unit 150 .
  • the transmission control unit 160 receives a request for power transmission from the electric devices 201 and 202 through the first communication unit 150 , and the driving unit 130 adjusts the output of the transmission coil 120 in response to the received request. ) can be controlled.
  • the transmission control unit 160 obtains the efficiency of power transmission through the communication data received through the first communication unit 150, and based on the efficiency of wireless power transmission, the transmission coil 120 and the reception coil 220 It is possible to identify whether or not to sort. For example, the transmission control unit 160 may identify whether the electric devices 201 and 202 are located at a reference position for aligning the transmission coil 120 and the reception coil 220 .
  • the receiving coil 220 of the electrical devices 201 , 202 may convert electromagnetic and/or magnetic energy into electrical energy.
  • the receiving coil 220 may provide an alternating current (AC electric field) in response to the alternating magnetic field.
  • the receive coil 220 is magnetically correlated with the transmit coil 120 of the power station 100 .
  • the receiving coil 220 may output AC current and AC voltage by the AC magnetic field generated by the transmitting coil 120 .
  • the electrical devices 201 and 202 may further include a resonant capacitor that electrically resonates with the receiving coil 220 . Due to the resonance between the resonance capacitor and the receiving coil 220 , the receiving coil 220 may operate at a frequency capable of efficiently receiving power, and power reception efficiency may be improved through the receiving coil 220 . .
  • the electric devices 201 and 202 may further include a ferrite member in order to improve the efficiency of power reception by the magnetic field B between the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 .
  • the ferrite member may guide the magnetic field transmitted by the power station 100 to the receiving coil 220 and block the leaking magnetic field.
  • the electric devices 201 and 202 may further include an impedance matching circuit to improve the efficiency of power transmission between the receiving coil 220 and the power converter 240 .
  • the reception detection unit 230 includes a reception current sensor 231 for detecting reception current provided from the reception coil 220 to the power converter 240 .
  • the reception current sensor 231 may measure a potential difference across the shunt resistor or measure a magnetic field caused by a current.
  • the reception current sensor 231 may provide an electrical signal (eg, a potential difference across the shunt resistor or an output code of the Hall sensor) corresponding to the measured current to the reception control unit 280 .
  • the reception control unit 280 may identify the magnitude of the current output from the reception coil 220 based on the output signal of the reception current sensor 231 , and further receive from the power station 100 by the reception coil 220 . The amount of energy can be calculated.
  • the power converter 240 may receive AC power from the receiving coil 220 and convert the AC power into DC power under the control of the receiving controller 280 .
  • the power converter 240 may include a rectifier 241 . and a DC/DC converter 242 .
  • the rectifier 241 may include a diode bridge for rectifying the AC power received by the receiving coil 220 .
  • the rectifier 241 may convert an AC voltage having a change in direction and magnitude into a rectified voltage having a constant direction, and convert an AC current having a change in direction and magnitude into a rectified current having a constant direction.
  • the rectifier 241 may further include a DC link capacitor that constantly stabilizes the level of the rectified voltage.
  • the DC/DC converter 242 may change the voltage of the power rectified/stabilized by the rectifier 241 .
  • DC/DC converter 242 converts, for example, the voltage of power output from the rectifier 241 to match the rated voltage of the electrical load 250 or converts the voltage of power output from the rectifier 241 to the second communication unit It may be converted to match the rated voltage of the 260 and/or the reception control unit 280 .
  • the power converter 240 may be omitted.
  • AC power of the receiving coil 220 may be provided to the electrical load 250 as it is.
  • the electrical load 250 includes, for example, a motor or a light emitting diode
  • the AC power of the receiving coil 220 cannot be used as it is in the electrical load 250 .
  • the power converter 240 is required.
  • Electrical load 250 may be configured to convert electrical energy into heat and/or light and/or kinetic energy (rotational and/or translational motion).
  • the electrical load 250 may be configured to store electrical energy.
  • the electric load 250 may include a heater for heating an object, a light emitting diode for irradiating light on the object, a motor for rotating the object, or a battery for storing electrical energy.
  • the electrical load 250 may have various electrical characteristics according to its type. For example, a heater may act as an electrical resistance and a motor may act as an inductor. Also, the battery may act as a capacitor.
  • the second communication unit 260 may communicate with the power station 100 .
  • the second communication unit 260 may include a reception antenna 261 provided separately from the reception coil 220 , and wirelessly transmits data with the first communication unit 150 of the power station 100 through the reception antenna 261 .
  • the receiving antenna 261 may be formed in the form of a concentric circle with the receiving coil 220 inside or outside the receiving coil 220 for communication efficiency.
  • the second communication unit 260 may wirelessly transmit and receive data to and from the first communication unit 150 using a communication standard such as wireless LAN or short-range wireless communication.
  • the auxiliary power unit 270 is configured to receive power from the power station 100 while the electric devices 201 and 202 are not supplied with power from the power station 100 so that the electric devices 201 and 202 receive power from the power station 100 . and power to the second communication unit 260 .
  • the auxiliary power unit 270 may include a battery.
  • the auxiliary power unit 270 transmits a low-power wireless signal emitted through the antenna of the first communication unit 150 to the power station 100 through the antenna of the second communication unit 260 to search the electric devices 201 and 202 through the antenna of the second communication unit 260 . By receiving it through, power can be collected.
  • the auxiliary power unit 270 receives, through the receiving coil 220 , a low-power magnetic field that the power station 100 emits through the transmitting coil 120 to search for the electric devices 201 and 202 , thereby receiving power. can be collected
  • the auxiliary power unit 270 may provide power stored in a battery or power collected through an antenna/receiving coil to the reception control unit 280 and/or the second communication unit 260 .
  • the reception control unit 280 and/or the second communication unit 260 may operate using power provided from the auxiliary power supply unit 270 . .
  • the reception controller 280 may control the power converter 240 to wirelessly receive power from the power station 100 .
  • the reception control unit 280 transmits information including the amount of power received from the power station 100 and/or the strength of a wireless communication signal received from the power station 100 to the power station 100 for efficient power transmission. can provide
  • the reception control unit 280 may control the electrical load 250 to provide a service in response to a user input while stably receiving power from the power station 100 .
  • the power station 100 may wirelessly supply power to the electrical devices 201 and 202 . Also, the power station 100 may identify whether the receiving coil 220 of the electric devices 201 and 202 is aligned with the transmitting coil 120 . For example, the transmission control unit 160 may identify whether the electric devices 201 and 202 are located at a reference position for aligning the transmission coil 120 and the reception coil 220 .
  • FIG. 5 shows a configuration of a wireless power station according to an embodiment.
  • FIG. 6 shows an example of the first inverter and the first transmitting coil shown in FIG. 5 .
  • the power station 100 includes a control panel 110 , a plurality of transmission coils 121 and 122 , a driving unit 130 , a transmission sensing unit 140 , and a first communication unit. 150 and a transmission control unit 160 .
  • the control panel 110 may include a user input unit 111 that receives a control command from a user, and a display 112 that displays an image related to the operation of the power station 100 .
  • the user input unit 111 may include an input button for receiving a predetermined control command and a touch pad capable of receiving various control commands according to an image displayed on the display 112 .
  • the touch pad may receive a touch input from the user and transmit coordinates of the received touch input to the transmission controller 160 .
  • the transmission control unit 160 may identify the user's control command based on the coordinates of the touch input.
  • the input button may include a plurality of buttons that receive a predetermined control command from the user and transmit an electrical signal corresponding to the user's control command to the transmission control unit 160 .
  • the input button is an operation button that receives a power on/off command of the power station 100 , and receives information about the magnetic field and/or the strength of the electromagnetic field output by the coils 120 of the power station 100 . It may include a power-up button and a power-down button.
  • the input button may be implemented as various types of buttons (or switches).
  • the input button may be implemented as, for example, a push button, a slide button, a toggle button, a touch button, a dial, and the like.
  • the display 112 may display an image related to the operation of the power station 100 .
  • the display 112 may display an image indicating whether the coils 120 of the power station 100 operate, and the strength of the magnetic field and/or electromagnetic field output by the coils 120 . .
  • the display 112 may include various types of display means.
  • the display 112 may include, for example, a light emitting diode (LED), a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), or the like.
  • LED light emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • the user input unit 111 and the display 112 may be provided integrally.
  • the touch pad and the display may integrally form a touch screen panel (TSP).
  • TSP touch screen panel
  • the display may display an image for receiving the user's touch input, and the touch pad may receive the user's touch input.
  • the transmission control unit 160 may identify the user's control command based on the coordinates of the user's touch input.
  • control panel 110 may receive a control command from the user and transmit an electrical signal corresponding to the user's control command to the transmission control unit 160 . Also, the control panel 110 may receive information on the operation of the power station 100 from the transmission control unit 160 and display an image indicating the operation of the power station 100 .
  • each of the plurality of transmitting coils 121 , 122 121 , 122 provides a magnetic and/or electromagnetic field for providing power to the power station 100 . can create
  • the plurality of transmitting coils 121 and 122 may include a first transmitting coil 121 and a second transmitting coil 122 as described above, and the first transmitting coil 121 and the second transmitting coil. 122 may be arranged side by side in the left and right direction of the upper plate 102 .
  • the driving unit 130 may receive power from the external power source ES, and may supply driving currents to the plurality of transmission coils 121 and 122 according to a driving control signal of the transmission control unit 160 . Specifically, the driving unit 130 may apply an AC voltage to the plurality of transmission coils 121 and 122 according to a control signal of the transmission control unit 160 and output an AC current (driving current).
  • the driving unit 130 includes a first inverter 131a and a second inverter 131b.
  • the first and second inverters 131a and 131b may apply an AC voltage and supply AC current to the first and second transmission coils 121 and 122, respectively.
  • the first inverter 131a may supply a driving current to the first transmitting coil 121
  • the second inverter 131b may supply a driving current to the second transmitting coil 122 .
  • the first inverter 131a may be connected to the first transmitting coil 121 .
  • the first inverter 131a resonates with the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 for allowing or blocking the supply of driving current to the first transmitting coil 121 , and the first transmitting coil 121 . It may include a first resonance capacitor (C1) and a second resonance capacitor (C2) to cause.
  • first inverter switch Q1 One end of the first inverter switch Q1 is connected to the positive terminal P, one end of the second inverter switch Q2 is connected to the negative terminal N, and the other end of the first inverter switch Q1 is It may be connected to the other end of the second inverter switch Q2.
  • the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 may be connected in series between the positive terminal P and the negative terminal N.
  • the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 may be turned on/off at a high speed of 10 kHz (kilohertz) to 100 kHz, and may include a three-terminal semiconductor device switch having a fast response speed.
  • each of the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 is a bipolar junction transistor (BJT) and a metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET). , an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a thyristor, and the like.
  • first resonance capacitor C1 is connected to the positive terminal P
  • one end of the second resonance capacitor C2 is connected to the negative terminal N
  • the other end of the first resonance capacitor C1 is It may be connected to the other end of the second resonance capacitor (C2).
  • the first resonant capacitor C1 and the second resonant capacitor C2 may be connected in series between the positive terminal P and the negative terminal N.
  • the first transmission coil 121 includes a first node N1 to which the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 are connected, and a first resonant capacitor C1 and a second resonance capacitor C2 to which the first resonant capacitor C2 is connected. It may be provided between the two nodes N2. In other words, one end of the first transmitting coil 121 may be connected to the first node N1 , and the other end of the first transmitting coil 121 may be connected to the second node N2 .
  • the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 may be turned on/off according to a control signal of the transmission control unit 160 .
  • the current flows through the first inverter switch Q1, the first transmission coil 121, and the second resonance capacitor C2. It may flow through or flow through the first resonance capacitor (C1), the first transmission coil 121, and the second inverter switch (Q2).
  • the magnitude and direction of the current flowing in the first transmission coil 121 according to the turn-on/turn-off of the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 included in the first inverter 231 may change.
  • an AC current may be supplied from the first inverter 231 to the first transmission coil 121 .
  • resonance occurs between the first transmission coil 121 and the first and second resonance capacitors C1 and C2 according to the turn on/off of the first and second inverter switches Q1 and Q2, and the first transmission An alternating current may flow in the first transmission coil 121 due to resonance between the coil 121 and the first and second resonance capacitors C1 and C2.
  • the transmission detector 140 includes a first current sensor 141a and a second current sensor 141b.
  • the first and second current sensors 141a and 141b measure the magnitude and direction of the driving current supplied to the first and second transmission coils 121 and 122 from the first and second inverters 131a and 131b, respectively.
  • each of the first and second current sensors 141a and 141b may measure a potential difference across the shunt resistor or measure a magnetic field caused by a current.
  • the first and second current sensors 141a and 141b may provide an electrical signal (eg, a potential difference across the shunt resistor or an output code of the Hall sensor) corresponding to the measured current to the transmission controller 160 .
  • the transmission control unit 160 may identify the magnitude of the driving current supplied to the transmission coil 120 based on the output signal of the transmission current sensor 141 , and furthermore, the electric devices 201 and 202 by the transmission coil 120 . ) to calculate the amount of power transmitted wirelessly.
  • the first communication unit 150 includes a wireless LAN module 152 and a short-range communication module 153 .
  • the wireless LAN module 152 may transmit and receive data wirelessly with an access point (AP), and further transmit and receive data with the electric devices 201 and 202 through the access repeater.
  • the wireless LAN module 152 may access a local network such as an intranet and/or a wide network such as the Internet through a connection repeater.
  • the electric devices 201 and 202 may also be connected to a local network and/or a wide area network, and the wireless LAN module 152 transmits data to and from the electric devices 201 and 202 through the local network and/or a wide area network. can receive
  • the wireless LAN module 152 may wirelessly send and receive data to and from a connection repeater using, for example, a Wi-Fi (WiFiTM) communication protocol.
  • Wi-Fi Wi-FiTM
  • the short-range communication module 153 may directly transmit and receive data to and from the electric devices 201 and 202 .
  • the short-range communication module 153 may directly transmit a wireless signal to the electrical devices 201 and 202 and receive a wireless signal directly transmitted from the electrical devices 201 and 202 .
  • the short-distance communication module 153 wirelessly transmits and receives data to and from the electric devices 201 and 202 using, for example, a Wi-Fi DirectTM communication protocol or a BluetoothTM communication protocol or a NF communication protocol.
  • the wireless LAN module 152 and the short-range communication module 153 may include a dedicated antenna provided separately from the first transmitting coil 121 and the second transmitting coil 122 , respectively.
  • the short-range communication module 153 may include dedicated first and second antennas 151a and 151b.
  • the first and second antennas 151a and 151b are first and second transmitting coils 121 and 122 on the inside or outside of the first and second transmitting coils 121 and 122, respectively, as shown in FIG. 5 , respectively. It may be formed in the form of concentric circles.
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to wirelessly supply power to the electric devices 201 and 202 based on whether the electric devices 201 and 202 are placed on the top plate 102 .
  • the transmission control unit 160 selects at least one coil from among the plurality of coils 120 based on the sensing of the electric devices 201 and 202 and the driving unit 130 to supply a driving current to the selected coil. can be controlled.
  • the transmission control unit 160 may identify whether an object is placed on the upper plate 102 through the plurality of coils 120 .
  • the transmission control unit 160 controls the driving unit 130 to supply current for sensing to the plurality of coils 120 , and the upper plate 102 based on the current of the plurality of coils 120 . It is possible to identify whether an object has been placed on the surface.
  • the transmission control unit 160 may control the short-distance communication module 153 to transmit a wireless signal to the object based on identifying that the object is placed on the upper plate 102 .
  • the transmission control unit 160 may identify whether the object is the electrical device 201 or 202 capable of wirelessly receiving power based on whether a wireless signal is received from the object.
  • the transmission control unit 160 determines whether the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 of the electrical devices 201 and 202 based on the strength of the communication signal during communication with the electric devices 201 and 202 . can be identified. For example, the transmission control unit 160 may identify whether the electric devices 201 and 202 are located at a reference position for aligning the transmission coil 120 and the reception coil 220 .
  • the transmission control unit 160 may warn the user based on the fact that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 of the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 may warn the user based on the fact that the electric devices 201 and 202 are not located at the reference positions.
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to supply a driving current to the transmission coil 120 based on identifying that the electric devices 201 and 202 are placed on the upper plate 102 . .
  • the transmission control unit 160 may include a processor 161 and a memory 162 .
  • the memory 162 may store a control program and control data for controlling the operation of the power station 100 .
  • the memory 162 may store a driving program and driving data for controlling the driving unit 130 .
  • the memory 162 may temporarily store the processing result of the processor 161 and the like.
  • the memory 162 may store a program and/or data according to a request of the processor 161 , and may provide the stored program and/or data to the processor 161 .
  • the memory 162 includes a volatile memory such as a static random access memory (S-RAM) and a dynamic random access memory (DRAM), a ROM (Read Only Memory), an Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), It may include a non-volatile memory such as a flash memory.
  • a volatile memory such as a static random access memory (S-RAM) and a dynamic random access memory (DRAM), a ROM (Read Only Memory), an Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), It may include a non-volatile memory such as a flash memory.
  • S-RAM static random access memory
  • DRAM dynamic random access memory
  • ROM Read Only Memory
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • the processor 161 may process data of the memory 162 according to a program provided from the memory 162 , and generate a control signal for controlling the driving unit 130 and the control panel 110 according to the processing result. .
  • the processor 161 may include a logic operation circuit, an arithmetic operation circuit, and a memory circuit.
  • the memory 162 and the processor 161 may be implemented as separate integrated circuits (ICs), respectively, or the memory 162 and the processor 161 may be integrally implemented as a single integrated circuit.
  • FIG. 7 illustrates an example of the power transmission intensity of the first transmitting coil according to the operating frequency of the first inverter included in the power station according to an embodiment.
  • 8 illustrates an example of a driving current provided to a first transmitting coil from a first inverter included in a power station according to an exemplary embodiment.
  • 9 illustrates another example of a driving current provided to a first transmitting coil from a first inverter included in a power station according to an exemplary embodiment.
  • the driving current (power) supplied to the first transmitting coil 121 may change according to turn-on/turn-off frequencies (switching frequencies) of the first and second inverter switches Q1 and Q2 . Accordingly, that is, the amount of power transmitted to the electric devices 201 and 202 by the first transmitting coil 121 may change according to the switching frequencies of the first and second inverter switches Q1 and Q2 .
  • the power supplied to the first transmitting coil 121 is the switching frequency of the first and second inverter switches Q1 and Q2 is the first transmitting coil 121 and the first and second resonance capacitors (C1, C1, It can be maximum when it is equal to the resonance frequency f0 between C2).
  • the power supplied to the first transmission coil 121 may decrease as the switching frequency increases.
  • the power supplied to the first transmission coil 121 is the second
  • the power supplied to the first transmitting coil 121 when the first and second inverter switches Q1 and Q2 is switched to a second frequency f2 that is greater than the first frequency f1 is greater than the power supplied to the first transmitting coil 121 .
  • the switching frequencies of the first and second inverter switches Q1 and Q2 are greater than the resonance frequency f0, the strength of the magnetic field B generated by the first transmission coil 121 decreases as the switching frequency increases.
  • the power supplied to the first transmitting coil 121 may decrease as the switch frequency decreases.
  • the switching frequencies of the first and second inverter switches Q1 and Q2 are smaller than the resonance frequency f0, the strength of the magnetic field B generated by the first transmitting coil 121 increases as the switching frequency decreases. can decrease.
  • AC power is supplied to the first transmission coil 121 by the switching operation of the first and second inverter switches Q1 and Q2 included in the first inverter 231, and the first transmission
  • the coil 121 may generate a magnetic field B.
  • the strength of the magnetic field B generated by the first transmitting coil 121 may vary according to the switching frequencies of the first and second inverter switches Q1 and Q2.
  • the switching frequency of the first and second inverter switches Q1 and Q2 is greater than the resonance frequency, the strength of the magnetic field B generated by the first transmission coil 121 may decrease as the switching frequency increases.
  • the driving current provided to the first transmission coil 121 by the first inverter 131a may be, for example, as shown in FIG. 8 or FIG. 9 .
  • the driving current may include a carrier C1 having a frequency between 10 kHz and 100 kHz, for example.
  • the carrier C1 may be generated by resonance between the first transmission coil 121 and the first and second resonance capacitors C1 and C2 by turning on/off the first inverter switch Q1 .
  • the amplitude of the carrier C1 may change in the form of a sine wave.
  • the envelope E1 may be, for example, a sine wave of 50 Hz or 60 Hz.
  • the frequency of the envelope E1 may be, for example, the same as the frequency of the external power source ES.
  • the envelope E1 in the form of a sine wave may be periodically “0”.
  • the driving current is not supplied to the transmission coil 120 , and power is not transmitted to the electric devices 201 and 202 through the transmission coil 120 .
  • the operation of the power station 100 is divided into a transmission section (Tpower) in which power is supplied to the electric devices (201, 202) and a rest section (Tslot) in which power supply to the electric devices (201, 202) is stopped.
  • Tpower transmission section
  • Tslot rest section
  • the power station 100 may exchange data with the electric devices 201 and 202 through communication with the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 may acquire information regarding the operation of the electric devices 201 and 202 during the idle period Tslot.
  • the driving current may include a carrier C2 having a frequency of, for example, 10 kHz to 100 kHz.
  • the amplitude of the carrier C2 may change in the form of a square wave.
  • the envelope E2 may be, for example, a sine wave of 50 Hz or 60 Hz.
  • the envelope E2 which is in the form of a square wave, may be periodically "0". In other words, there is a pause period (Tslot) in which power is stopped.
  • the operation of the power station 100 is divided into a transmission period (Tpower) and an idle period (Tslot), and during the idle period (Tslot), the power station 100 obtains information about the operation of the electric devices 201 and 202.
  • 10 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • 11 illustrates an example in which a power station according to an embodiment is not aligned with an electric device.
  • 12 shows an example in which a power station according to an embodiment is aligned with an electric device.
  • the power station 100 searches for and identifies a target for wirelessly transmitting power ( 1010 ).
  • the transmission control unit 160 may periodically identify whether a target for wirelessly transmitting power is placed on the upper plate 102 .
  • the transmission control unit 160 may control the first and second inverters 131b to supply a sensing current for sensing an object to the first and second transmission coils 121 and 122 .
  • the first and second inverters 131a and 131b may apply a low-power AC voltage for detecting an object to the first and second transmitting coils 121 and 122 under the control of the transmission controller 160 .
  • the first and second current sensors 141a and 141b are currents (flowing through the first and second transmission coils) supplied to the first and second transmission coils 121 and 122 by a low-power AC voltage for sensing an object. current) and may provide an electrical signal corresponding to the measured current to the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 identifies whether an object is placed on the upper plate 102 based on the output signals (current flowing in the first and second transmission coils) of the first and second current sensors 141a and 141b. can Also, the transmission control unit 160 may identify whether the object is placed at a position corresponding to the first transmission coil 121 or a position corresponding to the second transmission coil 122 .
  • the power station 100 attempts to wirelessly communicate with a target to which power is to be transmitted wirelessly ( 1020 ).
  • the transmission control unit 160 may attempt to communicate with the target object based on identifying that the object is placed on the upper plate 102 .
  • the transmission control unit 160 may control the first communication unit 150 to wirelessly transmit a request signal requesting a response of an object.
  • the first communication unit 150 may transmit a request signal through the transmission antenna 151 and wait for a response signal of the object.
  • the transmission control unit 160 may identify that the object is the electrical device 201 or 202 to wirelessly transmit power based on receiving a response signal of the object within a predetermined time through the first communication unit 150 . Also, the transmission control unit 160 may identify that the object is not a target for wirelessly transmitting power based on not receiving a response signal of the object within a predetermined time through the first communication unit 150 .
  • the electrical devices 201 and 202 may transmit a response signal including identification information of the electrical devices 201 and 202 to the power station 100 in response to a request signal from the power station 100 .
  • the transmission control unit 160 may identify the electric devices 201 and 202 based on the response signals of the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 obtains information about a target to transmit power and a reception strength of a wireless signal for communication ( 1030 ).
  • the transmission control unit 160 may measure the strength of a wireless signal received from the electric devices 201 and 202 .
  • the first communication unit 150 may measure the strength of a wireless signal received through the transmission antenna 151 and provide the measured strength of the wireless signal to the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 may obtain information about the strength of a wireless signal received by the electric devices 201 and 202 from the power station 100 .
  • the electrical devices 201 and 202 may transmit a response signal including information on the strength of a received signal to the power station 100 .
  • Information on the strength of the received signal may be configured in various formats.
  • the information on the strength of the received signal may include a receive signal strength indicator.
  • the power station 100 identifies whether it is aligned with a target to transmit power to ( 1040 ).
  • the transmission control unit 160 may identify whether the transmission coil 120 of the power station 100 is aligned with the reception coil 220 of the electric devices 201 and 202 based on the obtained strength of the wireless signal. The transmission control unit 160 may identify whether the electric devices 201 and 202 are located at a reference position for aligning the transmission coil 120 and the reception coil 220 .
  • the receiving coil 220 of the electric device 200 when the receiving coil 220 of the electric device 200 is not aligned with the transmitting coil 120 of the power station 100 as shown in FIG. 11 , the receiving coil 220 from the transmitting coil 120 The efficiency of power transfer to the furnace may be reduced. Specifically, when the distance D between the central axis of the receiving coil 220 and the central axis of the transmitting coil 120 is greater than the reference distance, the efficiency of power transmission from the transmitting coil 120 to the receiving coil 220 is the reference value. can be smaller.
  • the transmission control unit 160 may identify whether the reception coil 220 is aligned with the transmission coil 120 based on the strength of a wireless signal used for communication with the electric device 200 .
  • the central axis of the transmitting antenna 151 of the short-range communication module 153 may approximately coincide with the central axis of the transmitting coil 120 . Accordingly, when the distance D between the central axis of the receiving coil 220 and the central axis of the transmitting coil 120 is greater than the reference distance, the distance between the central axis of the transmitting antenna 151 and the central axis of the receiving antenna 261 is may be greater than the reference distance. Accordingly, the strength of the wireless signal received by the power station 100 or the electric device 200 may be lower than the reference strength.
  • the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 .
  • the receiving coil 220 from the transmitting coil 120 may be greater than the reference value.
  • the strength of the wireless signal received by the power station 100 or the electric device 200 is may be greater than the reference intensity.
  • the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 .
  • the power station 100 displays the misalignment with the target to transmit power (1050).
  • the transmission control unit 160 transmits the transmission coil 120 based on the reception strength of the radio signal received from the electric devices 201 and 202 and/or the reception strength of the radio signal received by the electric devices 201 and 202, the receiving coil. It can be identified whether it is aligned with 220 .
  • the efficiency of power transmission from the transmitting coil 120 to the receiving coil 220 may be lower than a reference value allowing wireless power transmission.
  • the transmission control unit 160 based on the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220, the display 112 to display a message indicating that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 ) can be controlled.
  • the transmission control unit 160 may control the display 112 to display a message requesting that the electric devices 201 and 202 be placed back on the top plate 102 .
  • the transmission control unit 160 based on the fact that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220, transmits a message indicating that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 to the user terminal of the user.
  • the wireless LAN module 152 may be controlled to transmit.
  • the transmission control unit 160 may control the wireless LAN module 152 to transmit a message requesting that the electric devices 201 and 202 be placed on the upper plate 102 again to the user terminal.
  • the transmission control unit 160 communicates with the electric devices 201 and 202 and obtains the strength of the radio signal while displaying the message on the display 112 , and the power station 100 aligns with the electric devices 201 and 202 . It can be identified whether or not
  • the power station 100 wirelessly transmits power to the target to transmit power to (1060).
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to wirelessly transmit power through the transmission coil 120 based on the alignment of the transmission coil 120 with the reception coil 220 .
  • the transmission control unit 160 alternately turns on the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 of the first inverter 131a to supply AC current to the first transmission coil 121 and can be turned off.
  • an alternating current is provided to the first transmitting coil 121 , and the first transmitting coil 121 may provide an alternating magnetic field.
  • An alternating current may be induced in the receiving coil 220 by the alternating magnetic field, and power may be supplied to the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 may identify whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 based on the reception strength of the wireless signal during communication of the electric devices 201 and 202 . Also, based on whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 , the user may request a relocation of the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • FIG. 13 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 13 an example 1100 in which the power station 100 identifies whether the power station 100 is aligned with the electrical devices 201 , 202 is described.
  • the power station 100 wirelessly transmits power to a target to which power is to be transmitted ( 1110 ).
  • the transmission control unit 160 controls the driving unit 130 to wirelessly transmit power through the transmission coil 120 based on the alignment of the transmission coil 120 with the reception coil 220 . can do.
  • the power station 100 wirelessly communicates with a target to transmit power during the idle end of the power transmission operation ( 1120 ).
  • the power transmission operation includes a transmission period (Tpower) in which power is supplied to the electric devices (201 and 202) and an idle period in which the supply of power to the electric devices (201, 202) is stopped. (Tslot) can be partitioned.
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to wirelessly transmit power to the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 may control the short-range communication module 153 to exchange data with the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 may receive operation information of the electric devices 201 and 202 or receive strength of a communication signal of the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 acquires a reception strength of a wireless signal for communication with a target to transmit power ( 1130 ).
  • the transmission control unit 160 may measure the strength of the wireless signal received from the electric devices 201 and 202 during the idle period Tslot. Also, during the idle period Tslot, the transmission control unit 160 may receive information about the strength of a wireless signal received by the electric devices 201 and 202 from the power station 100 .
  • the power station 100 identifies whether it is aligned with a target to transmit power to ( 1140 ).
  • the transmission control unit 160 may identify whether the transmission coil 120 of the power station 100 is aligned with the reception coil 220 of the electric devices 201 and 202 based on the obtained strength of the wireless signal.
  • Operation 1140 may be substantially the same as operation 1040 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 stops transmitting power to the target to transmit power to ( 1150 ).
  • the power station 100 wirelessly sends the electrical device 201 , 202 to the electrical device 201 , 202 based on the alignment of the transmitting coil 120 with the receiving coil 220 when the electrical device 201 , 202 is placed in the power station 100 . power can be transmitted.
  • the electrical devices 201 , 202 may then move on the top plate 102 .
  • the electric devices 201 and 202 may be moved by a user moving the electric devices 201 and 202 or by the operation of the electric devices 201 and 202 .
  • the transmitting coil 120 may not be aligned with the receiving coil 220 . In other words, the alignment between the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 may be released by the movement of the electric devices 201 and 202 .
  • the transmitting control unit 160 may control the driving unit 130 to stop transmitting power to the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 may turn off both the first inverter switch Q1 and the second inverter switch Q2 .
  • the power station 100 displays misalignment with a target to transmit power ( 1160 ).
  • Operation 1160 may be the same as operation 1050 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 continues to transmit power to the target to transmit power to ( 1170 ).
  • Operation 1170 may be the same as operation 1060 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 communicates with the electrical devices 201 and 202 while wirelessly transmitting power to the electrical devices 201 and 202, and based on the reception strength of the wireless signal, the transmission coil ( It may be identified whether 120 is aligned with the receiving coil 220 . Also, the power station 100 stops transmitting power to the electrical devices 201 , 202 based on whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 , and provides the user with the electrical devices 201 , 202 . ) can be relocated.
  • the power station 100 may identify misalignment of the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 due to the movement of the electric devices 201 and 202 during the operation of the power station 100 .
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • FIG. 14 illustrates an example of a transmission antenna of a short-range communication module included in a power station according to an embodiment.
  • the transmitting antenna 151 arranged in the form of a concentric circle with the transmitting coil 120 inside or outside the transmitting coil 120 is shown.
  • the transmit antenna 151 is not limited to that shown in FIG. 5 .
  • the transmitting antenna 151 may be disposed in the vicinity of the transmitting coil 120 .
  • the transmitting antenna 151 may be disposed on the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 as shown in FIG. 14 .
  • the transmit antenna 151 includes a first auxiliary antenna 151c, a second auxiliary antenna 151d, a third auxiliary antenna 151e, and a fourth auxiliary antenna 151f, and includes first, second, third and The fourth auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f may be disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 .
  • first, second, third, and fourth auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f may be disposed at predetermined angular intervals such that a distance between them is maximized.
  • the first, second, third, and fourth auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f are disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 such that an angular distance between each other is approximately 90 degrees.
  • the transmitting antenna 151 is disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 , so that the power station 100 communicates with the electric devices 201 and 202 , and the receiving coil 220 for the transmitting coil 120 . ) can be identified.
  • the power station 100 may measure the reception strength of a radio signal received through the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f.
  • the power station 100 measures the first reception strength of a radio signal during communication with the electrical devices 201 and 202 through the first auxiliary antenna 151c, and the electrical devices 201, 201 through the second auxiliary antenna 151d.
  • the fourth reception strength of the wireless signal may be measured.
  • the power station 100 may identify a distance between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f and the reception antenna 261 based on the measured reception strength of the radio signal.
  • the power station 100 calculates a first distance between the first auxiliary antenna 151c and the reception antenna 261 based on the first reception strength, and based on the second reception strength, the second auxiliary antenna 151d and A second distance between the receiving antennas 261 is calculated, and a third distance between the third auxiliary antenna 151e and the receiving antenna 261 is calculated based on the third receiving strength, and based on the fourth receiving strength, A fourth distance between the fourth auxiliary antenna 151f and the receiving antenna 261 may be calculated.
  • the power station 100 may identify the relative position of the receiving coil 220 with respect to the transmitting coil 120 based on the distance between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, 151f and the receiving antenna 261. there is.
  • the power station 100 may identify a relative position of the receiving coil 220 with respect to the transmitting coil 120 based on the first distance, the second distance, the third distance, and the fourth distance.
  • the power station 100 may identify whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 based on the relative position of the receiving coil 220 with respect to the transmitting coil 120 .
  • the power station 100 may identify a direction in which the transmitting coil 120 will move the electric devices 201 and 202 to align with the receiving coil 220 .
  • the power station 100 may display an image guiding the electric devices 201 and 202 to move in the identified direction on the display 112 .
  • the power station 100 may identify a direction in which to move the electric devices 201 and 202 based on the largest value among the first distance, the second distance, the third distance, and the fourth distance. If the fourth distance indicating the distance between the fourth auxiliary antenna 151f and the receiving antenna 261 is the maximum value, the power station 100 moves the electric devices 201 and 202 toward the fourth auxiliary antenna 151f. An image guiding to do so may be displayed on the display 112 .
  • the power station 100 is a relative position of the receiving coil 220 with respect to the transmitting coil 120 . can be identified, and the direction in which the electric devices 201 and 202 are moved to be aligned with the receiving coil 220 can be identified.
  • 15 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • 16 illustrates an example in which a power station according to an embodiment is not aligned with an electric device.
  • the power station 100 searches for and identifies a target for wirelessly transmitting power ( 1210 ), and attempts to wirelessly communicate with the target for wirelessly transmitting power ( 1220 ).
  • Operations 1210 and 1220 may be the same as operations 1010 and 1020 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 acquires the reception strength of a radio signal through the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f ( 1230 ).
  • the transmission control unit 160 may measure the strength of a radio signal received through the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f.
  • the first communication unit 150 may include the first auxiliary antenna 151c, the second auxiliary antenna 151d, the third auxiliary antenna 151e, and the fourth auxiliary antenna 151f of the radio signal received through the magnitude of the radio signal. may be measured, and the measured strength of the wireless signal may be provided to the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 may obtain information on the strength of a radio signal received by the electric devices 201 and 202 from the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f of the power station 100 .
  • the transmission control unit 160 may control the electric devices 201 and 202 from the first auxiliary antenna 151c, the second auxiliary antenna 151d, the third auxiliary antenna 151e, and the fourth auxiliary antenna 151f. It is possible to obtain information about the strength of the received radio signal.
  • the power station 100 identifies whether it is aligned with a target to transmit power to ( 1240 ).
  • the transmission control unit 160 may identify a distance between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f and the reception antenna 261 based on the obtained reception strength of the radio signal. Transmission control unit 160 based on the distance between the plurality of auxiliary antennas (151c, 151d, 151e, 151f) and the receiving antenna 261 to the transmitting coil 120 to identify the relative position of the receiving coil 220 there is.
  • the transmission control unit 160 may identify whether the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 based on the relative position of the reception coil 220 with respect to the transmission coil 120 . For example, the transmission control unit 160, if the difference between the maximum value and the minimum value of the distance between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, 151f and the receiving antenna 261 is less than the reference value, the transmission coil It can be identified that 120 is aligned with the receiving coil 220 .
  • the transmission control unit 160 if the difference between the maximum value and the minimum value of the distance between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, 151f and the receiving antenna 261 is greater than the reference value, the transmission coil 120 It can be identified that is not aligned with the receiving coil 220.
  • the power station 100 displays the misalignment with the target to transmit power (1250).
  • Operation 1250 may be the same as operation 1050 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 indicates the direction in which the electric devices 201 and 202 are to be moved in order to align with a target to transmit power ( 1260 ).
  • the transmission control unit 160 based on the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220, the transmission coil 120 to move the electric devices 201, 202 to be aligned with the reception coil 220
  • the display 112 may be controlled to indicate the direction.
  • the transmission control unit 160 may identify the direction in which the electric devices 201 and 202 will move based on the maximum value of the distances between the plurality of auxiliary antennas 151c, 151d, 151e, and 151f and the receiving antenna 261. . Specifically, the transmission control unit 160 may control the display 112 to display an image guiding the electric devices 201 and 202 to move toward the antenna having the maximum distance between the reception antennas 261 .
  • the transmission control unit 160 transmits the electric devices 201 and 202 to the second antenna 151d.
  • the display 112 may be controlled to display an image I1 for guiding to move toward the .
  • the user may move the electric devices 201 and 202 according to the image displayed on the display 112 .
  • the power station 100 wirelessly transmits power to the target to transmit power to (1270).
  • Operation 1270 may be the same as operation 1060 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 is configured to align the transmission coil 120 with the reception coil 220 based on the reception strength of the radio signal during communication of the electrical devices 201 and 202 in the electrical device 201 . , 202) can be displayed.
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • 17 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 17 an example 1300 in which the power station 100 identifies whether the power station 100 is aligned with the electrical devices 201 , 202 is described.
  • the power station 100 searches for and identifies a target to wirelessly transmit power ( 1310 ), and attempts to wirelessly communicate with a target to wirelessly transmit power ( 1320 ).
  • Operations 1310 and 1320 may be the same as operations 1010 and 1020 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 wirelessly transmits power to a target to transmit power ( 1330 ).
  • Operation 1330 may be the same as operation 1060 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 wirelessly communicates with a target to transmit power during the idle end of the power transmission operation ( 1340 ).
  • the power transmission operation may be divided into a transmission period Tpower in which power is supplied to the electric devices 201 and 202 and a rest period Tslot in which power supply to the electric devices 201 and 202 is stopped.
  • the transmission control unit 160 may control the short-range communication module 153 to exchange data with the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 may receive operation information of the electric devices 201 and 202 or receive the amount of power wirelessly received by the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 acquires the amount of power wirelessly received by the target to transmit power ( 1350 ).
  • the electrical devices 201 and 202 may calculate the amount of power received wirelessly based on the output of the reception current sensor 231 .
  • the reception current sensor 231 may measure a reception current provided from the reception coil 220 to the power converter 240 , and the reception control unit 280 of the electric devices 201 and 202 is the reception current sensor 231 .
  • the magnitude of the current output from the receiving coil 220 may be identified based on the output signal of , and further, the amount of power received from the power station 100 by the receiving coil 220 may be calculated.
  • the electric devices 201 and 202 may transmit information about the amount of power received from the power station 100 to the power station 100 through wireless communication during the idle period Tslot.
  • the power station 100 may obtain the amount of power received by the electric devices 201 and 202 from the electric devices 201 and 202 .
  • the power station 100 identifies whether it is aligned with a target to transmit power to ( 1360 ).
  • the transmission control unit 160 is a ratio of the amount of power received by the electric devices 201 and 202 through the reception coil 220 to the amount of power transmitted by the power station 100 through the transmission coil 120 (hereinafter, “power transmission rate”). "), and it is possible to identify whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 based on the power transfer rate.
  • the power station 100 may calculate the amount of power transmitted to the electric devices 201 and 202 based on the output of the transmission current sensor 141 .
  • the transmission current sensor 141 may measure a driving current provided from the inverter 131 to the transmission coil 120 , and the transmission control unit 160 transmits the transmission coil 120 based on an output signal of the transmission current sensor 141 . ) can be identified, and further, the amount of power transmitted to the electric devices 201 and 202 by the transmitting coil 120 can be calculated.
  • the transmission control unit 160 may calculate a “power transfer rate” based on a ratio of the amount of received power obtained from the electric devices 201 and 202 to the calculated amount of transmission power. For example, the transmission control unit 160 may obtain a “power transfer rate” obtained by dividing the amount of received power by the amount of transmission power.
  • the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 .
  • the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 .
  • the power station 100 stops transmitting power to the target to transmit power to (1370), and Displays the misalignment of (1380).
  • Operations 1370 and 1380 may be the same as operations 1150 and 1160 illustrated in FIG. 13 .
  • the power station 100 continues to transmit power to the target to send power to (1390).
  • Operation 1390 may be the same as operation 1170 illustrated in FIG. 13 .
  • the power station 100 calculates a transmission rate of power to be transmitted to the electric devices 201 and 202 while wirelessly transmitting power to the electric devices 201 and 202, and based on the transmission rate of the power to identify whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 .
  • the power station 100 stops transmitting power to the electrical devices 201 and 202 based on whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 , and provides the user with the electrical devices 201 and 202 . ) can be relocated.
  • the power station 100 may identify misalignment of the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 due to the movement of the electric devices 201 and 202 during the operation of the power station 100 .
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • FIG. 18 illustrates an example of an auxiliary coil of a leak detection unit included in a power station according to an embodiment.
  • the power station 100 identifies whether to align with the electrical devices 201 and 202 based on the reception strength and/or power transmission rate of the communication signal, but identifies whether or not to align with the electrical devices 201 and 202
  • the method is not limited thereto.
  • the power station 100 may identify whether it is aligned with the electric devices 201 and 202 by sensing the magnetic leakage.
  • auxiliary coils 171a , 171b , 171c , and 171d for sensing a leakage magnetic field may be disposed in the vicinity of the transmitting coil 120 .
  • the auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d may be disposed on the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 .
  • Auxiliary coils (171a, 171b, 171c, 171d) include a first auxiliary coil (171a), a second auxiliary coil (171b), a third auxiliary coil (171c) and a fourth auxiliary coil (171d), the first,
  • the second, third, and fourth auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d may be disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 .
  • first, second, third, and fourth auxiliary coils 171a , 171b , 171c , and 171d may be disposed at predetermined angular intervals so that the distance between each other is maximized.
  • first, second, third and fourth auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d are disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 such that an angular distance between each other is approximately 90 degrees.
  • Auxiliary coils (171a, 171b, 171c, 171d) disposed along the circumference of a circle surrounding the transmitting coil 120 are not transmitted from the transmitting coil 120 to the receiving coil 220 and can detect a leaked magnetic field. .
  • the power station 100 may measure the strength of the leakage magnetic field through the plurality of auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d.
  • the plurality of auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d are connected to the leakage detection unit 170, and the leakage detection unit 170 is applied to the leakage magnetic field detected by the plurality of auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d. It is possible to measure the magnitude of the current induced by this and provide an electrical signal corresponding to the magnitude of the leakage magnetic field to the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 identifies the magnitude of the leakage magnetic field based on the output signal of the leakage detection unit 170 , and identifies whether the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 based on the magnitude of the leakage magnetic field can do. When the magnitude of the leakage magnetic field is greater than the reference magnitude, the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 . In addition, when the magnitude of the leakage magnetic field is smaller than the reference magnitude, the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 .
  • the power station 100 transmits the transmitting coil 120 is received. It can be identified whether the coil 220 is aligned.
  • 19 illustrates an example of identifying whether a power station is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 19 an example 1400 of identifying whether the power station 100 is aligned with the electrical devices 201 , 202 is described.
  • the power station 100 searches for and identifies a target to wirelessly transmit power ( 1410 ), and attempts to wirelessly communicate with the target to wirelessly transmit power ( 1420 ).
  • Operations 1410 and 1420 may be the same as operations 1010 and 1020 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 wirelessly transmits power to a target to which power is to be transmitted ( 1430 ).
  • Operation 1430 may be the same as operation 1060 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 acquires the strength of the leakage magnetic field ( 1440 ).
  • the transmission control unit 160 may acquire the strength of the leakage magnetic field through the auxiliary coils 171a, 171b, 171c, and 171d and the leakage detection unit 170 .
  • the plurality of auxiliary coils 171a , 171b , 171c , and 171d may sense a leakage magnetic field and may provide a current induced by the leakage magnetic field to the leakage detection unit 170 .
  • the leakage detection unit 170 may measure the magnitude of the current induced by the leakage magnetic field and provide an electrical signal corresponding to the magnitude of the leakage magnetic field to the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 may identify the magnitude of the leakage magnetic field based on the output signal of the leakage detection unit 170 .
  • the power station 100 identifies whether it is aligned with a target to transmit power to ( 1450 ).
  • the transmission control unit 160 may identify whether the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 based on the magnitude of the leakage magnetic field. When the magnitude of the leakage magnetic field is greater than the reference magnitude, the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is not aligned with the reception coil 220 . In addition, when the magnitude of the leakage magnetic field is smaller than the reference magnitude, the transmission control unit 160 may identify that the transmission coil 120 is aligned with the reception coil 220 .
  • the power station 100 stops transmitting power to the target to transmit power to (1460), and Displays the misalignment of (1470).
  • Operations 1460 and 1470 may be the same as operations 1150 and 1160 illustrated in FIG. 13 .
  • the power station 100 continues to transmit power to the target to transmit power to (1480).
  • Operation 1480 may be the same as operation 1170 illustrated in FIG. 13 .
  • the power station 100 detects a leakage magnetic field while wirelessly transmitting power to the electric devices 201 and 202, and based on the magnitude of the leakage magnetic field, the transmitting coil 120 transmits the receiving coil ( 220) can be identified. In addition, the power station 100 stops transmitting power to the electrical devices 201 and 202 based on whether the transmitting coil 120 is aligned with the receiving coil 220 , and provides the user with the electrical devices 201 and 202 . ) can be relocated.
  • the power station 100 may identify misalignment of the transmitting coil 120 and the receiving coil 220 due to the movement of the electric devices 201 and 202 during the operation of the power station 100 .
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • FIG. 20 illustrates an example in which a power station identifies whether a coil is aligned with an electric device according to an embodiment.
  • FIG. 20 an example 1500 in which the power station 100 identifies whether the coils 120 , 220 are aligned with the electrical devices 201 , 202 is described.
  • the power station 100 transmits a response request signal to the electric devices 201 and 202 through the first communication unit 150 ( 1510 ).
  • the electric devices 201 and 202 transmit a response signal (reception strength signal) including the reception strength of the response request signal of the power station 100 to the second communication unit 260 . ) through the power station 100 (1515).
  • the power station 100 identifies whether the coils 120 and 220 are aligned based on the received intensity signals of the electric devices 201 and 202, and displays whether the alignment is performed (1520).
  • the electric devices 201 and 202 identify whether the coils 120 and 220 are aligned on the basis of the reception strength of the response request signal, and display the alignment ( 1525 ).
  • the power station 100 transmits the minimum power (eg, 100mW to 500mW) through the transmitting coil 120 ( 1530 ).
  • the electrical devices 201 and 202 transmit a power demand signal including power required for providing a service to the user to the power station 100 through the second communication unit 260 (1535).
  • Electrical devices 201 , 202 may activate configurations for operation using minimal power.
  • the electrical devices 201 , 202 may activate a user interface and receive a control command from a user.
  • the power station 100 transmits the requested power to the electric devices 201 and 202 through the transmitting coil 120 in response to the power demand signal of the electric devices 201 and 202 ( 1540 ).
  • the electric devices 201 and 202 transmit a response signal (received power amount signal) including the received power amount to the power station 100 through the second communication unit 260 ( 1545 ).
  • the electric devices 201 and 202 may calculate the amount of power received while wirelessly receiving power from the power station 100 , and transmit the calculated amount of power to the power station 100 through the second communication unit 260 .
  • the power station 100 identifies whether or not the coils 120 and 220 are aligned on the basis of the received wattage signals of the electric devices 201 and 202 and displays whether the alignment is performed ( 1550 ).
  • the electrical devices 201 and 202 identify whether the coils 120 and 220 are aligned based on the calculated amount of received power, and display whether the alignment is performed ( 1555 ).
  • the power station 100 transmits the idle period start signal to the electric devices 201 and 202 through the first communication unit 150 during the idle period Tslot of operation ( 1560 ).
  • the electrical devices 201 and 202 respond to the idle interval start signal of the power station 100, and the reception strength/ The requested power signal is transmitted to the power station 100 through the second communication unit 260 (1565).
  • the power station 100 identifies whether the coils 120 and 220 are aligned on the basis of the received strength/required power signal of the electric devices 201 and 202 and displays the alignment ( 1570 ).
  • the electric devices 201 and 202 identify whether the coils 120 and 220 are aligned based on the reception strength of the idle period start signal, and display whether the alignment is performed ( 1575 ).
  • the power station 100 transmits the requested power to the electric devices 201 and 202 through the transmission coil 120 in response to the received strength/requested power signal of the electric devices 201 and 202 ( 1580 ).
  • the power station 100 receives, based on the reception strength of the communication signal received by the electrical devices 201 and 202 and/or the amount of power wirelessly received by the electrical devices 201 and 202 , It can be identified whether the coil 220 is aligned with the transmitting coil 120 .
  • the power station 100 may allow a user to position the electrical devices 201 , 202 such that the transmit coil 120 is aligned with the receive coil 220 .
  • the power station 100 may improve the efficiency of power transmission to the electrical devices 201 , 202 .
  • 21 illustrates an example in which a power station controls an operation of an electric device according to an embodiment.
  • 22 illustrates an example in which the power station displays a user interface for an electric device according to an embodiment.
  • FIGS. 21 and 22 an example 1600 in which the power station 100 controls the electrical devices 201 , 202 in response to a user input is described.
  • the power station 100 searches for and identifies a target for wirelessly transmitting power ( 1610 ), and attempts to wirelessly communicate with the target for wirelessly transmitting power ( 1620 ).
  • Operations 1210 and 1220 may be the same as operations 1010 and 1020 illustrated in FIG. 10 .
  • the power station 100 displays user interfaces UI1 and UI2 for power transmission targets ( 1630 ).
  • the transmission control unit 160 may identify the electric devices 201 and 202 through communication with the electric devices 201 and 202 . Specifically, the transmission control unit 160 may identify the types, model names, and maximum power consumption of the electric devices 201 and 202 .
  • the user interfaces UI1 and UI2 may be previously stored in the memory 162 of the transmission control unit 160 .
  • the transmission control unit 160 has a first user interface UI1 for operating the electric kettle 201 and a second user interface UI2 for operating the toaster 202 . can be stored.
  • the first user interface UI1 may include a display for displaying a target temperature of water contained in the electric kettle 201 , a button for raising the target temperature, a button for decreasing the target temperature, and the like.
  • the second user interface UI2 may include a display for displaying a target time for the operation of the toaster 202 , a button for increasing the target time, a button for decreasing the target time, and the like.
  • the transmission control unit 160 may control the display 112 to display the user interfaces UI1 and UI2 corresponding to the identified electric devices 201 and 202 .
  • the display 112 may include a touch screen panel.
  • the power station 100 obtains a user input for a power transmission target ( 1640 ).
  • the transmission control unit 160 may obtain a user input for the electric devices 201 and 202 through the user interfaces UI1 and UI2 displayed on the touch screen panel. For example, the transmission control unit 160 acquires the target temperature of the electric kettle 201 through the first user interface UI1 or acquires the target time of the toaster 202 through the second user interface UI2 can do.
  • the power station 100 transmits the acquired user input to the power transmission target ( 1650 ).
  • the transmission control unit 160 may control the first communication unit 150 to transmit a user input obtained through the user interfaces UI1 and UI2 to the electric devices 201 and 202 .
  • the transmission control unit 160 controls the short-range communication module 153 to transmit information about the target temperature obtained through the first user interface UI1 to the electric kettle 201, and the second user interface ( The short-distance communication module 153 may be controlled to transmit information about the target time acquired through UI2) to the toaster 202 .
  • the power station 100 transmits power corresponding to the obtained user input to the power transmission target ( 1660 ).
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to transmit power corresponding to the user input obtained through the user interfaces UI1 and UI2.
  • the transmission control unit 160 in response to receiving a message indicating that the water temperature has reached the target temperature from the electric kettle 201 during the quiescent period Tslot of power transmission, the transmission control unit 160 sends a message to the electric kettle 201 . Power transmission can be stopped. Also, the transmission control unit 160 may stop the power transmission to the toaster 202 in response to the time for which the power is transmitted to the toaster 202 reaches the target time.
  • the transmission control unit 160 may control the driving unit 130 to transmit power according to an output intensity of the electric device according to a user input. For example, in response to a user input for adjusting an output (eg, upper, middle, lower, etc.) of an electric pan through a user interface is obtained, the transmission control unit 160 may be configured to control the obtained electric fan The driving unit 130 may be controlled to adjust the amount of power transmitted to the electric fan according to the output of the .
  • an output eg, upper, middle, lower, etc.
  • the power station 100 may display a user interface for the electric devices 201 and 202, obtain a user input for a power transmission target through the user interface, and transmit the user input to the electric device. It can be sent to (201, 202). In other words, the user may control the electric devices 201 and 202 through the power station 100 .
  • the user can collectively control the electric devices 201 and 202 through the power station 100 .
  • the control panel of the electric devices 201 and 202 can be omitted.
  • the power station includes a plate; a coil provided under the plate; an inverter configured to supply alternating current power to the coil; a communication module including an antenna and configured to transmit and receive radio signals through the antenna; display; and a control unit configured to control the communication module to communicate with an external device placed on the plate and to control the inverter to wirelessly supply power to the external device through the coil.
  • the controller may control the display to display information indicating whether the external device is aligned with the coil based on a wireless signal received from the external device through the antenna.
  • the control unit identifies whether the external device is aligned with the coil based on a wireless signal received from the external device through the antenna, and based on identifying that the external device is not aligned with the coil control the display to indicate misalignment of the external device, and control the inverter to wirelessly supply power to the external device through the coil based on identifying that the external device is aligned with the coil .
  • the power station may identify whether the external device is aligned with the coil before operation, and guide the user to move the external device if the external device is not aligned with the coil. Thereby, the efficiency of power transmission of the external device from the power station may be improved.
  • the control unit controls the inverter to wirelessly supply power to the external device through the coil during the transmission period, and during the idle period, the external device based on a wireless signal received from the external device through the antenna It can be identified whether or not is aligned with the coil.
  • the power station may identify whether the external device is aligned with the coil during operation, and guide the user to move the external device if the external device is not aligned with the coil. Thereby, even if the external device moves during operation of the power station, the power station can transmit power to the external device with improved efficiency.
  • the control unit identifies whether the external device is aligned with the coil based on the reception strength of the external device included in the wireless signal received from the external device, or the reception strength of the wireless signal received from the external device based on whether the external device is aligned with the coil may be identified.
  • the power station may identify whether the external device is aligned with the coil based on the reception strength of the signal during communication with the external device. Thereby, the power station can guide the external device to be aligned with the coil before operation.
  • the control unit controls the inverter to supply an alternating current having a sinusoidal envelope to the coil, and for a time interval in which the sinusoidal envelope is approximately “0”, the radio received from the external device through the antenna Whether the external device is aligned with the coil may be identified based on the signal.
  • the power station can communicate with the external device during operation without sharp fluctuations in power transmission, and can identify whether the external device is aligned with the coil during operation.
  • the antenna may have a circular shape surrounding the coil from the outside, and the center of the antenna may approximately coincide with the center of the coil.
  • the data transmission rate between the power station and the external device may be improved.
  • the antenna includes a plurality of antennas disposed along a circumference of an imaginary circle surrounding the coil from the outside of the coil, the plurality of antennas are spaced apart from each other at approximately equidistant distances, and the control unit is configured to operate from the external device. It may be identified whether the external device is aligned with the coil based on the reception strength of the received radio signal.
  • the power station may guide the user in the direction in which the external device will move in order to align with the coil.

Abstract

파워 스테이션은, 플레이트; 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일; 상기 코일에 교류 전력을 공급하도록 구성된 인버터; 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 무선 신호를 송수신하도록 구성된 통신 모듈; 디스플레이; 및 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하도록 상기 통신 모듈을 제어하고 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 나타내는 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.

Description

무선 파워 스테이션 및 그 제어 방법
개시된 발명은 무선 파워 스테이션 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 특히 전력 전송 대상과 정렬 여부를 확인할 수 있는 무선 파워 스테이션 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
최근, 무선 통신 뿐만 아니라 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송에 관한 기술이 활발히 연구되고 있다.
무선 전력 전송은 송신 장치의 송신 코일과 수신 장치의 수신 코일 사이의 자기적 연관에 의하여, 송신 장치로부터 수신 장치로 무선으로 전력을 전송하는 것이다.
일반적으로 무선 전력 전송의 효율은 유선 전력 전송의 효율보다 낮은 것으로 알려져 있다. 특히, 무선 전력 전송의 효율은 송신 코일과 수신 코일 사이의 상대적 위치 관계에 따라 크게 변화하는 것이 알려져 있다.
무선 전력 전송의 효율을 향상시키기 위해서는, 송신 코일에 의하여 생성된 자기장이 수신 코일의 내측에 쇄교하는 것이 요구된다. 자기장이 수신 코일의 내측에 쇄교하기 위하여, 송신 코일의 중심과 수신 코일의 중심이 정렬되는 것이 요구된다.
종래에는, 송신 장치 상에 수신 장치가 위치해야 할 기준 위치를 마킹하거나 송신 장치에 수신 장치와 정렬하기 위한 구조물을 마련하는 방법이 이용되었다.
그러나, 이러한 방법은 송신 장치의 미관을 해치고, 송신 장치의 용도를 한정하는 문제가 있었다.
개시된 발명의 일 측면은, 파워 스테이션 위에 전기 장치를 놓을 때 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있는 파워 스테이션 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은, 전기 장치로의 전력 전송 중에 전기 장치와의 통신을 통하여 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있는 파워 스테이션 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은, 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되지 아니하였으면, 사용자의 사용자 장치에 메시지를 전송할 수 있는 파워 스테이션 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 의한 파워 스테이션은, 플레이트; 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일; 상기 코일에 교류 전력을 공급하도록 구성된 인버터; 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 무선 신호를 송수신하도록 구성된 통신 모듈; 디스플레이; 및 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하도록 상기 통신 모듈을 제어하고 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 나타내는 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 의한, 플레이트 및 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법은, 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하고; 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 표시하고; 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 의한 파워 스테이션은, 플레이트; 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일; 상기 코일에 교류 전력을 공급하도록 구성된 인버터; 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 무선 신호를 송수신하도록 구성된 통신 모듈; 디스플레이; 및 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하도록 상기 통신 모듈을 제어하고 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 외부 장치가 수신한 전력량에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 나타내는 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 파워 스테이션은 파워 스테이션 위에 전기 장치를 놓을 때 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 그에 의하여 파워 스테이션은 사용자가 전기 장치를 전력 전송의 최적의 위치에 위치시키도록 할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 파워 스테이션은 전기 장치로의 전력 전송 중에 전기 장치와의 통신을 통하여 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 그에 의하여, 파워 스테이션은 파워 스테이션의 동작 중에 전기 장치가 움직이면 사용자가 전기 장치를 전력 전송의 최적의 위치에 위치시키도록 할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 파워 스테이션은, 전기 장치가 파워 스테이션과 정렬되지 아니하였으면, 사용자의 사용자 장치에 메시지를 전송할 수 있다.
아래의 상세한 설명을 수행하기 전에, 이 특허 문서 전체에 걸쳐 사용된 특정 단어 및 구의 정의를 설명하는 것이 바람직하다. "포함하다" 및 "구성하다" 및 그 파생어는 제한 없는 포함을 의미할 수 있다. "또는"이라는 용어는 포괄적이며, "및/또는"을 의미한다. "~와 관련된" 및 "~와 관련된"이라는 문구와 그 파생어는 "상호 연결된", "포함된", "안에 포함된", "연결된" 또는 "통신 가능한", "~과 협력하는", "끼워 넣는", "병치시키는", "~에 근접하는", "~에 속박하는", "~의 속성을 가지는", "소유하는"를 의미할 수 있다. "컨트롤러"라는 용어는 적어도 하나의 동작을 제어하는 모든 장치, 시스템 또는 그 일부를 의미하며, 이러한 장치는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들 중 적어도 2개의 조합으로 구현될 수 있다. 특정 컨트롤러와 관련된 기능은 로컬이든 원격이든 중앙 집중화되거나 분산될 수 있다.
또한, 이하에서 설명되는 다양한 기능은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 구현되거나 지원될 수 있으며, 각각은 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드로 형성되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체에 구현될 수 있다. "응용 프로그램" 및 "프로그램"이라는 용어는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 구성 요소, 명령 세트, 절차, 기능, 객체, 클래스, 인스턴스, 관련 데이터 또는 적절한 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드에서 구현하도록 구성된 그 일부를 나타낼 수 있다. "컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드"라는 문구에는 소스 코드, 목적 코드 및 실행 코드를 포함한 모든 유형의 컴퓨터 코드가 포함될 수 있다. "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 문구는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 하드 디스크 드라이브, CD(Compact Disc), 디지털 비디오 디스크(DVD) 또는 기타 유형의 메모리 등과 같이 컴퓨터에서 액세스할 수 있는 모든 유형의 매체를 포함할 수 있다. "비일시적" 컴퓨터 판독 가능 매체는 일시적인 전기 또는 기타 신호를 전송하는 유선, 무선, 광학 또는 기타 통신 링크를 제외할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 재기록 가능한 광 디스크 또는 소거 가능한 메모리 장치와 같이 데이터가 영구적으로 저장될 수 있는 매체 및 데이터가 저장되고 나중에 덮어쓸 수 있는 매체를 포함할 수 있다.
특정 단어 및 구에 대한 정의는 이 특허 문서 전체에 제공되며, 통상의 기술자는 대부분의 경우는 아니더라도 많은 경우에 이러한 정의가 이러한 정의된 단어 및 구의 이전 및 향후 사용에 적용된다는 것을 이해해야 한다.
본 개시내용 및 그 이점의 보다 완전한 이해를 위해, 유사한 참조 번호가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명을 이제 참조한다:
도 1은 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 내부를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션이 전력을 전송하는 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션과 전기 장치의 구성을 간략히 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 구성을 도시한다.
도 6는 도 5에 도시된 제1 인버터 및 제1 송신 코일의 일 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터의 동작 주파수에 따른 제1 송신 코일의 전력 전송 세기의 일 예 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터로부터 제1 송신 코일에 제공되는 구동 전류의 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터로부터 제1 송신 코일에 제공되는 구동 전류의 다른 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬되지 아니한 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬된 일 예를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 근거리 통신 모듈의 송신 안테나의 일 예를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 16은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬되지 아니한 일 예를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 18는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 누설 감지부의 보조 코일의 일 예를 도시한다.
도 19는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 20은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치과 함께 코일의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 21은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치의 동작을 제어하는 일 예를 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치를 위한 유저 인터페이스를 표시하는 일 예를 도시한다.
아래에서 논의되는 도 1 내지 도 22, 및 이 특허 문서에서 본 개시의 원리를 설명하기 위해 사용된 다양한 실시예는 단지 예시를 위한 것이며 개시의 범위를 제한하는 것으로 어떤 식으로든 해석되어서는 안 된다. 통상의 기술자는 본 개시내용의 원리가 임의의 적절하게 배열된 시스템 또는 장치에서 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 외관을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 내부를 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션이 전력을 전송하는 일 예를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파워 스테이션(100)는 파워 스테이션(100)의 외관을 형성하고, 파워 스테이션(100)를 구성하는 각종 부품이 설치되는 본체(101)를 포함한다.
본체(101)는 전기 장치(201, 202)가 놓여질 수 있다. 전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)으로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)의 본체(101) 상에 놓일 수 있는 전기 주전자(electric kettle), 블렌더(blender), 토스터(toaster), 전기 오븐(electric oven), 커피 머신(coffee maker) 등의 소형 가전기기일 수 있다.
본체(101)의 상면(101a)에는 전기 장치(201, 202)가 놓여질 수 있는 평판 형상을 갖는 상부 플레이트(102)가 마련된다.
상부 플레이트(102)의 일 측에는, 사용자로부터 제어 명령을 수신하고 파워 스테이션(100)의 동작 정보를 표시하는 컨트롤 패널(110)가 마련될 수 있다. 다만, 컨트롤 패널(110)의 위치는 상부 플레이트(102) 상에 한정되는 것은 아니며, 본체(101)의 정면(101b) 및/또는 측면(101c) 등 다양한 위치에 마련될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(102)의 아래에는 전기 장치(201, 202)에 전력을 공급할 수 있는 복수의 송신 코일들(121, 122) (즉, 송신 코일들 120)과, 컨트롤 패널(110)를 구현하는 회로 기판 어셈블리(110a)가 마련될 수 있다.
복수의 송신 코일들(121, 122) 각각은 대략 나선 구조 또는 와선형으로 감긴 전선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 코일(120)은 전선이 중심축을 중심으로 대략 동일한 거리에 위치하는 나선 구조(helical structure)로 형성되거나, 또는 전선이 중심점을 중심으로 동일 평면 상에 위치하는 와선형(spiral)으로 형성될 수 있다.
송신 코일(120)은 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 제공하기 위한 자기장 및/또는 전기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 송신 코일(120)에 구동 전류가 공급되면, 송신 코일(120)의 주변에 자기장(B)이 유도될 수 있다. 특히, 송신 코일(120)에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 전류 즉 교류 전류가 공급되면, 송신 코일(120)의 주변에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장(B)이 유도될 수 있다.
송신 코일(120) 주변의 자기장(B)은 상부 플레이트(102)를 통과할 수 있으며, 상부 플레이트(102) 위에 놓여진 전기 장치(201, 202)에 도달할 수 있다.
전기 장치(201, 202) 각각은 무선으로 전력을 수신할 수 있는 수신 코일(220)을 포함할 수 있다. 수신 코일(220) 역시 대략 나선 구조 또는 와선형으로 감긴 전선을 포함할 수 있다.
송신 코일(120)에 의하여 생성된 자기장(B)은 도 3에 도시된 바와 같이 수신 코일(220)의 내측을 통과할 수 있다. 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장(B)으로 인하여 수신 코일(220)에는 전류(이하에서는 '유도 전류'라 한다)가 유도될 수 있다. 이와 같이, 시간적으로 변화하는 자기장(B)으로 인하여 유도 전류가 발생하는 현상을 전자기 유도 현상이라 한다.
이러한 유도 전류에 의하여 수신 코일(220)은 전류를 흐르게 할 수 있는 기전력을 발생시킬 수 있다. 수신 코일(220)의 기전전력에 의하여, 전기 장치(201, 202)에 전력이 공급되며, 전기 장치(201, 202)가 동작할 수 있다.
이처럼, 복수의 송신 코일들(121, 122)은 전자기 유도 현상을 이용하여 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)에 전력을 무선으로 전송할 수 있다.
복수의 송신 코일들(121, 122)은 상부 플레이트(102)의 아래에 미리 정해진 패턴으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 복수의 송신 코일들(121, 122)은 열과 행을 맞춰 매트릭스(matrix)와 같이 배치될 수 있다. 다시 말해, 복수의 송신 코일들(121, 122)은 본체(101)의 전방으로부터 후방으로 미리 정해진 간격으로 배치되고, 본체(101)의 우측으로부터 좌측으로 미리 정해진 간격으로 배치될 수 있다.
복수의 송신 코일들(121, 122)은 제1 송신 코일(121)과 제2 송신 코일(122)을 포함할 수 있으며, 제1 송신 코일(121)과 제2 송신 코일(121)는 파워 스테이션(100)의 전방을 기준으로, 동일한 행에 배치될 수 있다. 다만, 복수의 송신 코일들(121, 122)의 배치는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 복수의 송신 코일들(121, 122)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 코일(121)과 제2 송신 코일(122)는 파워 스테이션(100)의 전방을 기준으로, 동일한 열에 배치될 수 있다.
상부 플레이트(102)의 일측에 마련된 컨트롤 패널(110)의 하측에는 컨트롤 패널(110)를 구현하는 회로 기판 어셈블리(110a)가 마련될 수 있다. 회로 기판 어셈블리(110a)는 컨트롤 패널(110)를 구현하기 위한 디스플레이, 스위치 소자, 집적 회로 소자 등과, 이들이 설치되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 포함하는 인쇄 회로 기판 어셈블리(Printed Board Assembly, PBA)일 수 있다.
회로 기판 어셈블리(110a)의 위치는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 패널(120)가 본체(101)의 전면(101b)에 설치되는 경우, 회로 기판 어셈블리(110a)는 본체(101)의 전면(101b) 후방에 배치될 수 있다.
복수의 송신 코일들(121, 122)의 하측에는 복수의 송신 코일들(121, 122)을 구동하기 위한 인쇄 회로 기판 어셈블리(미도시)가 마련될 수 있다. 복수 인쇄 회로 기판 어셈블리에는 복수의 송신 코일들(121, 122)에 구동 전류를 공급하기 위한 구동 회로와 복수의 송신 코일들(121, 122)의 동작을 제어하기 위한 제어 회로 등이 마련될 수 있다.
이상에 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)는 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송하기 위한 복수의 송신 코일들(121, 122)과, 복수의 송신 코일들(121, 122)을 가동하기 위한 구동 회로 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
또한, 전기 장치(201, 202) 역시 파워 스테이션(100)으로부터 무선으로 전력을 수신하기 위한 수신 코일(220)과, 수신 코일(220)에 의하여 수신된 전력을 가공하는 수신 회로 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
이하에서는 파워 스테이션(100) 및 전기 장치(201, 202)의 구성이 간략하게 설명된다.
도 4는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션과 전기 장치의 구성을 간략히 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)과 구동부(130)와 송신 감지부(140)와 제1 통신부(150)와 송신 제어부(160)를 포함한다. 또한, 전기 장치(201, 202)는 수신 코일(220)과 수신 감지부(230)와 전력 변환부(240)와 전기 부하(250)와 제2 통신부(260)와 보조 전원부(270)와 수신 제어부(280)를 포함한다.
파워 스테이션(100)의 송신 코일(120)는 전기적 에너지를 전자기적 및/또는 자기적 에너지로 전환할 수 있다. 다시 말해, 송신 코일(120)은 교류 전류(교류 전기장)를 공급받고 교류 자기장을 생성할 수 있다.
송신 코일(120)은 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)과 자기적으로 상호(mutual) 연관된다. 예를 들어, 송신 코일(120)과 수신 코일(220)은, 송신 코일(120)에 의하여 생성된 기장이 수신 코일(220)을 통과하도록, 배치될 수 있다. 송신 코일(120)과 수신 코일(220)은 평면 상의 와선형(spiral)으로 형성될 수 있으며, 송신 코일(120)의 중심축과 수신 코일(220)의 중심축은 대략 일치할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)과 전기적으로 공진하는 공진 캐패시터를 더 포함할 수 있다. 공진 캐패시터와 송신 코일(120) 사이의 공진에 의하여, 송신 코일(120)은 전력을 효율적으로 전송할 수 있는 주파수에서 동작할 수 있으며, 송신 코일(120)에 의한 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.
파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)과 수신 코일(220) 사이의 자기장(B)에 의한 전력 전송의 효율을 향상시키기 위하여 페라이트 부재(ferrite element)를 더 포함할 수 있다. 페라이트 부재는 송신 코일(120)에 의하여 생성된 자기장을 전기 장치(201, 202)를 향하여 안내하고, 누설되는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 파워 스테이션(100)는 송신 코일(120)과 구동부(130) 사이의 전력 전달의 효율을 향상시키기 위하여 임피던스 매칭 회로(impedance matching circutit)를 더 포함할 수 있다.
구동부(130)는 외부 전원(ES)으로부터 전력을 수신하고, 송신 제어부(160)의 제어에 따라 송신 코일(120)이 무선으로 전력을 전송하도록 송신 코일(120)에 전류를 제공할 수 있다.
구동부(130)는 인버터(131)를 포함한다. 인버터(131)는 외부 전원(ES)으로부터 수신된 전력을 미리 정해진 주파수의 교류 전력으로 변환하는 스위치 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인버터(131)는 크기와 방향이 변환하는 교류 전류를 송신 코일(120)에 제공할 수 있다. 또한, 인버터(131)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)에 전송하는 전력량을 조절하기 위하여, 출력 전류의 크기 및/또는 주파수를 변경할 수 있다.
송신 감지부(140)는 인버터(131)로부터 송신 코일(120)에 공급되는 구동 전류를 감지하는 송신 전류 센서(141)를 포함한다. 예를 들어, 송신 전류 센서(141)는 션트 저항을 포함하고 션트 저항 양단의 전위차를 측정할 수 있다. 다른 예로, 송신 전류 센서(141)는 홀 센서를 포함하고, 전류에 의한 자기장을 측정할 수 있다.
송신 전류 센서(141)는 측정된 전류에 대응하는 전기적 신호(예를 들어, 션트 저항 양단의 전위차 또는 홀 센서의 출력 코드)를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다. 송신 제어부(160)는 송신 전류 센서(141)의 출력 신호에 기초하여 송신 코일(120)에 공급되는 구동 전류의 크기를 식별할 수 있으며, 나아가 송신 코일(120)에 의하여 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전송되는 전력량을 산출할 수 있다.
제1 통신부(150)는 전기 장치(201, 202)와 통신할 수 있다. 제1 통신부(150)는 송신 코일(120)과 별도로 마련된 송신 안테나(151)를 포함할 수 있으며, 송신 안테나(151)를 통하여 전기 장치(201, 202)의 제2 통신부(260)와 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나(151)는 통신 효율을 위하여 송신 코일(120)의 내측 또는 외측에 송신 코일(120)과 동심원의 형태로 형성될 수 있다.
제1 통신부(150)는 다양한 무선 통신 표준을 통하여 제2 통신부(260)와 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(150)는 무선 랜 통신 또는 근거리 무선 통신을 이용하여 제2 통신부(260)와 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다.
송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 전기 장치(201, 202)로부터 수신된 통신 데이터에 기초하여 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 공급하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 수신된 통신 데이터에 기초하여 전기 장치(201, 202)를 식별할 수 있다. 송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 전기 장치(201, 202)로부터 전력 송신에 관한 요청을 수신하고, 수신된 요청에 응답하여 송신 코일(120)의 출력을 조절하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
또한, 송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 수신된 통신 데이터를 통하여 전력 전송의 효율을 획득하고, 무선 전력 전송의 효율에 기초하여 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 정렬 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 정렬을 위한 기준 위치에 위치하는지 여부를 식별할 수 있다.
전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)은 전자기적 및/또는 자기적 에너지를 전기적 에너지로 전환할 수 있다. 다시 말해, 수신 코일(220)은 교류 자기장에 응답하여 교류 전류(교류 전기장)를 제공할 수 있다.
수신 코일(220)은 파워 스테이션(100)의 송신 코일(120)과 자기적으로 상호 연관된다. 수신 코일(220)은 송신 코일(120)에 의하여 생성된 교류 자기장에 의하여 교류 전류 및 교류 전압을 출력할 수 있다.
전기 장치(201, 202)는 또한 수신 코일(220)과 전기적으로 공진하는 공진 캐패시터를 더 포함할 수 있다. 공진 캐패시터와 수신 코일(220) 사이의 공진에 의하여, 수신 코일(220)은 전력을 효율적으로 수신할 수 있는 주파수에서 동작할 수 있으며, 수신 코일(220)을 통하여 전력 수신 효율이 향상될 수 있다.
전기 장치(201, 202)는 송신 코일(120)과 수신 코일(220) 사이의 자기장(B)에 의한 전력 수신의 효율을 향상시키기 위하여 페라이트 부재를 더 포함할 수 있다. 페라이트 부재는 파워 스테이션(100)에 의하여 전송된 자기장을 수신 코일(220)로 안내하고, 누설되는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 전기 장치(201, 202)는 수신 코일(220)과 전력 변환부(240) 사이의 전력 전달의 효율을 향상시키기 위하여 임피던스 매칭 회로를 더 포함할 수 있다.
수신 감지부(230)는 수신 코일(220)에서 전력 변환부(240)로 제공되는 수신 전류를 감지하는 수신 전류 센서(231)를 포함한다. 예를 들어, 수신 전류 센서(231)는 션트 저항 양단의 전위차를 측정하거나 전류에 의한 자기장을 측정할 수 있다.
수신 전류 센서(231)는 측정된 전류에 대응하는 전기적 신호(예를 들어, 션트 저항 양단의 전위차 또는 홀 센서의 출력 코드)를 수신 제어부(280)에 제공할 수 있다. 수신 제어부(280)는 수신 전류 센서(231)의 출력 신호에 기초하여 수신 코일(220)로부터 출력되는 전류의 크기를 식별할 수 있으며, 나아가 수신 코일(220)에 의하여 파워 스테이션(100)으로부터 수신된 전력량을 산출할 수 있다.
전력 변환부(240)는 수신 코일(220)로부터 교류 전력을 수신하고, 수신 제어부(280)의 제어에 따라 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다.전력 변환부(240)는 정류기(241)와 DC/DC 컨버터(242)를 포함한다.
정류기(241)는 수신 코일(220)에 의하여 수신된 교류 전력을 정류하는 다이오드 브리지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류기(241)는 방향과 크기가 변화하는 교류 전압을 방향이 일정한 정류된 전압으로 변환하고, 방향과 크기가 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 정류된 전류로 변환할 수 있다. 또한, 정류기(241)는 정류된 전압의 크기를 일정하게 안정화하는 직류 링크 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
DC/DC 컨버터(242)는 정류기(241)에 의하여 정류/안정화된 전력의 전압을 변경할 수 있다. DC/DC 컨버터(242)는 예를 들어 정류기(241)로부터 출력되는 전력의 전압을 전기 부하(250)에 정격 전압에 부합되도록 변환하거나 또는 정류기(241)로부터 출력되는 전력의 전압을 제2 통신부(260) 및/또는 수신 제어부(280)의 정격 전압에 부합되도록 변환할 수 있다.
경우에 따라 전력 변환부(240)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 전기 부하(250)가 오직 열을 발생하는 경우, 수신 코일(220)의 교류 전력이 그대로 전기 부하(250)에 제공될 수 있다.
반면, 전기 부하(250)가 예를 들어 모터 또는 발광 다이오드 등을 포함하는 경우, 수신 코일(220)의 교류 전력이 그대로 전기 부하(250)에서 이용될 수 없다. 이러한 경우, 전력 변환부(240)가 요구된다.
전기 부하(250)는 전기 에너지를 열 및/또는 광 및/또는 운동 에너지(회전 및/또는 병진 운동)로 변환하는 구성일 수 있다. 뿐만 아니라 전기 부하(250)는 전기 에너지를 저장하는 구성일 수도 있다. 예를 들어, 전기 부하(250)는 대상물을 가열하는 히터 또는 대상물을 광을 조사하는 발광 다이오드 또는 대상물을 회전시키는 모터 또는 전기 에너지를 저장하는 배터리 등을 포함할 수 있다.
전기 부하(250)는 그 종류에 따라 다양한 전기적 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 히터는 전기적 저항으로 작용하며, 모터는 인덕터로서 작용할 수 있다. 또한, 배터리는 캐패시터로서 작용할 수 있다.
제2 통신부(260)는 파워 스테이션(100)과 통신할 수 있다. 제2 통신부(260)는 수신 코일(220)과 별도로 마련된 수신 안테나(261)를 포함할 수 있으며, 수신 안테나(261)를 통하여 파워 스테이션(100)의 제1 통신부(150)와 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 수신 안테나(261)는 통신 효율을 위하여 수신 코일(220)의 내측 또는 외측에 수신 코일(220)과 동심원의 형태로 형성될 수 있다.
제2 통신부(260)는 무선 랜 또는 근거리 무선 통신 등의 통신 표준을 이용하여 제1 통신부(150)와 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다.
보조 전원부(270)는 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)으로부터 전력을 공급받지 못하는 동안 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)으로부터 전력을 공급받기 위하여 수신 제어부(280) 및 제2 통신부(260)에 전력을 공급할 수 있다.
예를 들어, 보조 전원부(270)는 배터리를 포함할 수 있다. 보조 전원부(270)는, 파워 스테이션(100)가 전기 장치(201, 202)를 검색하기 위하여 제1 통신부(150)의 안테나를 통하여 방출하는 저전력의 무선 신호를 제2 통신부(260)의 안테나를 통하여 수신함으로써, 전력을 수집할 수 있다. 또한, 보조 전원부(270)는 파워 스테이션(100)가 전기 장치(201, 202)를 검색하기 위하여 송신 코일(120)을 통하여 방출하는 저전력의 자기장을 수신 코일(220)을 통하여 수신함으로써, 전력을 수집할 수 있다.
보조 전원부(270)는 배터리에 저장된 전력 또는 안테나/수신 코일을 통하여 수집된 전력을 수신 제어부(280) 및/또는 제2 통신부(260)에 제공할 수 있다.
전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)으로부터 전력을 공급받지 못하는 동안 수신 제어부(280) 및/또는 제2 통신부(260)는 보조 전원부(270)로부터 제공된 전력을 이용하여 동작할 수 있다.
수신 제어부(280)는 파워 스테이션(100)로부터 무선으로 전력을 수신하도록 전력 변환부(240)를 제어할 수 있다. 또한, 수신 제어부(280)는 효율적인 전력 전송을 위하여 파워 스테이션(100)으로부터 수신된 전력량 및/또는 파워 스테이션(100)으로부터 수신된 무선 통신 신호의 세기 등을 포함하는 정보를 파워 스테이션(100)에 제공할 수 있다.
수신 제어부(280)는, 파워 스테이션(100)으로부터 안정적으로 전력을 수신하는 동안, 사용자 입력에 응답하여 서비스를 제공하도록 전기 부하(250)를 제어할 수 있다.
이처럼, 파워 스테이션(100)은 무선으로 전기 장치(201, 202)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)이 송신 코일(120)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 정렬을 위한 기준 위치에 위치하는지 여부를 식별할 수 있다.
이하에서는 파워 스테이션(100)의 구성 및 각 구성의 기능이 더욱 자세하게 설명된다.
도 5는 일 실시예에 의한 무선 파워 스테이션의 구성을 도시한다. 도 6는 도 5에 도시된 제1 인버터 및 제1 송신 코일의 일 예를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 컨트롤 패널(110)과, 복수의 송신 코일들(121, 122)과, 구동부(130)와, 송신 감지부(140)와, 제1 통신부(150)와, 송신 제어부(160)를 포함한다.
컨트롤 패널(110)는 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 사용자 입력부(111)와, 파워 스테이션(100)의 동작에 관한 영상을 표시하는 디스플레이(112)를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(111)는 미리 정해진 제어 명령을 수신하는 입력 버튼과 디스플레이(112)에 표시되는 영상에 따라 다양한 제어 명령을 수신할 수 있는 터치 패드 등을 포함할 수 있다. 터치 패드는 사용자로부터 터치 입력을 수신하고, 수신된 터치 입력의 좌표를 송신 제어부(160)에 전달할 수 있다. 송신 제어부(160)는 터치 입력의 좌표에 기초하여 사용자의 제어 명령을 식별할 수 있다.
입력 버튼은 미리 정해진 제어 명령을 사용자로부터 수신하고 사용자의 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 송신 제어부(160)로 전달하는 복수의 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 버튼은 파워 스테이션(100)의 전원 온/오프 명령을 수신하는 동작 버튼, 파워 스테이션(100)의 코일들(120)이 출력하는 자기장 및/또는 전자기장의 세기에 관한 정보를 수신하는 파워 업 버튼 및 파워 다운 버튼 등을 포함할 수 있다.
입력 버튼은 다양한 형태의 버튼(또는 스위치)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 입력 버튼은 예를 들어 푸시 버튼, 슬라이드 버튼, 토글 버튼, 터치 버튼, 다이얼 등으로 구현될 수 있다.
디스플레이(112)는 파워 스테이션(100)의 동작에 관한 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(112)는 파워 스테이션(100)의 코일들(120)이 동작하는지 여부와, 코일들(120)이 출력하는 자기장 및/또는 전자기장의 세기 등을 나타내는 영상을 표시할 수 있다.
디스플레이(112)는 다양한 형태의 디스플레이 수단을 포함할 수 있다. 디스플레이(112)는 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(Organic (Light Emitting Diode, OLED) 등을 포함할 수 있다.
사용자 입력부(111)와 디스플레이(112)는 일체로 마련될 수 있다. 예를 들어, 터치 패드와 디스플레이는 일체로 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel, TSP)을 형성할 수 있다. 디스플레이는 사용자의 터치 입력을 수신하기 위한 영상을 표시하고, 터치 패드는 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 송신 제어부(160)는 사용자의 터치 입력의 좌표에 기초하여 사용자의 제어 명령을 식별할 수 있다.
이처럼, 컨트롤 패널(110)는 사용자로부터 제어 명령을 수신하고, 사용자의 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 송신 제어부(160)로 전달할 수 있다. 또한, 컨트롤 패널(110)는 송신 제어부(160)로부터 파워 스테이션(100)의 동작에 관한 정보를 수신하고 파워 스테이션(100)의 동작을 나타내는 영상을 표시할 수 있다.
파워 스테이션(100))이 상부 플레이트(102) 상에 놓여지면, 복수의 송신 코일들(121, 122) 각각(121, 122)은 파워 스테이션(100)에 전력을 제공하기 위한 자기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다.
복수의 송신 코일들(121, 122)은 앞서 설명된 바와 같이 제1 송신 코일(121)과, 제2 송신 코일(122)을 포함할 수 있으며, 제1 송신 코일(121)과 제2 송신 코일(122)는 상부 플레이트(102)의 좌우 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
구동부(130)는 외부 전원(ES)으로부터 전력을 공급받고, 송신 제어부(160)의 구동 제어 신호에 따라 복수의 송신 코일들(121, 122)에 구동 전류를 공급할 수 있다. 구체적으로, 구동부(130)는 송신 제어부(160)의 제어 신호에 따라 복수의 송신 코일들(121, 122)에 교류 전압을 인가하고 교류 전류(구동 전류)를 출력할 수 있다.
구동부(130)는 제1 인버터(131a) 및 제2 인버터(131b)를 포함한다.
제1 및 제2 인버터(131a, 131b)는 각각 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)에 교류 전압을 인가하고 교류 전류를 공급할 수 있다. 제1 인버터(131a)는 제1 송신 코일(121)에 구동 전류를 공급하고, 제2 인버터(131b)는 제2 송신 코일(122)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 인버터(131a)는 제1 송신 코일(121)과 연결될 수 있다.
제1 인버터(131a)는 제1 송신 코일(121)로의 구동 전류 공급을 허용하거나 차단하는 제1 인버터 스위치(Q1) 및 제2 인버터 스위치(Q2)와, 제1 송신 코일(121)과 함께 공진을 일으키는 제1 공진 캐패시터(C1) 및 제2 공진 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다.
제1 인버터 스위치(Q1)의 일단은 양의 단자(P)와 연결되고, 제2 인버터 스위치(Q2)의 일단은 음의 단자(N)와 연결되고, 제1 인버터 스위치(Q1)의 타단은 제2 인버터 스위치(Q2)의 타단과 연결될 수 있다. 다시 말해, 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)는 양의 단자(P)와 음의 단자(N) 사이에 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)는 10kHz (kilohertz) 내지 100kHz의 고속으로 턴온/턴오프될 수 있으며, 응답속도가 빠른 3단자 반도체 소자 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)는 각각 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT), 사이리스터(thyristor) 등을 포함할 수 있다.
제1 공진 캐패시터(C1)의 일단은 양의 단자(P)와 연결되고, 제2 공진 캐패시터(C2)의 일단은 음의 단자(N)와 연결되고, 제1 공진 캐패시터(C1)의 타단은 제2 공진 캐패시터(C2)의 타단과 연결될 수 있다. 다시 말해, 제1 공진 캐패시터(C1)와 제2 공진 캐패시터(C2)는 양의 단자(P)와 음의 단자(N) 사이에 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 송신 코일(121)은 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)가 연결된 제1 노드(N1)와 제1 공진 캐패시터(C1)과 제2 공진 캐패시터(C2)가 연결된 제2 노드(N2) 사이에 마련될 수 있다. 다시 말해, 제1 송신 코일(121)의 일단은 제1 노드(N1)와 연결되고, 제1 송신 코일(121)의 타단은 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다.
제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)는 송신 제어부(160)의 제어 신호에 의하여 턴온/턴오프될 수 있다. 또한, 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)의 턴온/턴오프에 따라, 전류는 제1 인버터 스위치(Q1), 제1 송신 코일(121) 및 제2 공진 캐패시터(C2)를 통과하여 흐르거나, 제1 공진 캐패시터(C1), 제1 송신 코일(121) 및 제2 인버터 스위치(Q2)를 통과하여 흐를 수 있다.
이처럼, 제1 인버터(231)에 포함된 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)의 턴온/턴오프에 따라 제1 송신 코일(121)에 흐르는 전류의 크기 및 방향이 변화할 수 있다. 다시 말해, 제1 인버터(231)로부터 제1 송신 코일(121)에 교류 전류가 공급될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 턴온/턴오프에 따라 제1 송신 코일(121)과 제1 및 제2 공진 캐패시터(C1, C2) 사이에서 공진 발생하며, 제1 송신 코일(121)과 제1 및 제2 공진 캐패시터(C1, C2) 사이에서 공진에 의하여 제1 송신 코일(121)에 교류 전류가 흐를 수 있다.
송신 감지부(140)는 제1 전류 센서(141a) 및 제2 전류 센서(141b)를 포함한다.
제1 및 제2 전류 센서(141a, 141b)는 각각 제1 및 제2 인버터(131a, 131b)에서 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)에 공급되는 구동 전류의 크기 및 방향을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전류 센서(141a, 141b) 각각은 션트 저항 양단의 전위차를 측정하거나 전류에 의한 자기장을 측정할 수 있다.
제1 및 제2 전류 센서(141a, 141b)는 측정된 전류에 대응하는 전기적 신호(예를 들어, 션트 저항 양단의 전위차 또는 홀 센서의 출력 코드)를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다. 송신 제어부(160)는 송신 전류 센서(141)의 출력 신호에 기초하여 송신 코일(120)에 공급되는 구동 전류의 크기를 식별할 수 있으며, 나아가 송신 코일(120)에 의하여 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전송되는 전력량을 산출할 수 있다.
제1 통신부(150)는 무선 랜 모듈(152)과 근거리 통신 모듈(153)을 포함한다.
무선 랜 모듈(152)은 접속 중계기(Access Point, AP)와 무선으로 데이터를 주고받을 수 있으며, 나아가 접속 중계기를 통하여 전기 장치(201, 202)와 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 무선 랜 모듈(152)은 접속 중계기를 통하여 인트라넷 등의 지역 네트워크(Local Network) 및/또는 인터넷 등의 광역 네트워크(Wide Network)에 접속할 수 있다. 뿐만 아니라, 전기 장치(201, 202) 역시 지역 네트워크 및/또는 광역 네트워크에 접속할 수 있으며, 무선 랜 모듈(152)은 지역 네트워크 및/또는 광역 네트워크를 통하여 전기 장치(201, 202)와 데이터를 주고 받을 수 있다.
무선 랜 모듈(152)은 예를 들어 와이파이(WiFiTM) 통신 규약을 이용하여 접속 중계기와 무선으로 데이터를 주고받을 수 있다.
근거리 통신 모듈(153)은 전기 장치(201, 202)와 직접 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 근거리 통신 모듈(153)은 전기 장치(201, 202)에 직접 무선 신호를 전송하고, 전기 장치(201, 202)로부터 직접 전송된 무선 신호를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(153)은 예를 들어 와이파이 다이렉트(WiFi DirectTM) 통신 규약 또는 블루투스(BluetoothTM) 통신 규약 또는 엔에프씨(NF) 통신 규약을 이용하여 전기 장치(201, 202)와 무선으로 데이터를 주고받을 수 있다.
무선 랜 모듈(152)과 근거리 통신 모듈(153)은 각각 제1 송신 코일(121)과 제2 송신 코일(122)과 별도로 마련된 전용의 안테나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 근거리 통신 모듈(153)은 전용의 제1 및 제2 안테나(151a, 151b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 안테나(151a, 151b)는 각각 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)의 내측 또는 외측에 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)과 동심원의 형태로 형성될 수 있다.
송신 제어부(160)는, 상부 플레이트(102) 상에 전기 장치(201, 202)가 놓여졌는지 여부에 기초하여, 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 공급하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)의 감지에 기초하여 복수의 코일들(120) 중 적어도 하나의 코일을 선택하고, 선택된 코일에 구동 전류를 공급하도록 구동부(130)을 제어할 수 있다.
송신 제어부(160)는 복수의 코일들(120)을 통하여 상부 플레이트(102) 상에 물체가 놓여졌는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 복수의 코일들(120)에 감지를 위한 전류를 공급하도록 구동부(130)를 제어하고, 복수의 코일들(120)의 전류에 기초하여 상부 플레이트(102) 상에 물체가 놓여졌는지 여부를 식별할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 상부 플레이트(102) 상에 물체가 놓여진 것을 식별하는 것에 기초하여, 물체에 무선 신호를 전송하도록 근거리 통신 모듈(153)을 제어할 수 있다. 송신 제어부(160)는, 물체로부터 무선 신호가 수신되는지 여부에 기초하여, 물체가 무선으로 전력을 수신할 수 있는 전기 장치(201, 202)인지 여부를 식별할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 전기 장치(201, 202)와 통신 중에, 통신 신호의 세기에 기초하여, 송신 코일(120)이 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 정렬을 위한 기준 위치에 위치하는지 여부를 식별할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것에 기초하여, 사용자에게 경고할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 기준 위치에 위치하지 아니한 것에 기초하여 사용자에게 경고할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 상부 플레이트(102) 상에 전기 장치(201, 202)가 놓여진 것을 식별하는 것에 기초하여, 송신 코일(120)에 구동 전류를 공급하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
송신 제어부(160)는 프로세서(161)와 메모리(162)를 포함할 수 있다.
메모리(162)는 파워 스테이션(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램과 제어 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 메모리(162)는 구동부(130)를 제어하기 위한 구동 프로그램과 구동 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(162)는 프로세서(161)의 처리 결과 등을 임시로 기억할 수 있다.
메모리(162)는 프로세서(161)의 요청에 따라 프로그램 및/또는 데이터를 저장하고, 저장된 프로그램 및/또는 데이터를 프로세서(161)에 제공할 수 있다.
메모리(162)는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리과, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 플래시 메모리(flash memory) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(161)는 메모리(162)로부터 제공된 프로그램에 따라 메모리(162)의 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 구동부(130) 및 컨트롤 패널(110) 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(161)는 논리 연산 회로, 산술 연산 회로 및 기억 회로 등을 포함할 수 있다.
메모리(162)와 프로세서(161)는 각각 별도의 집적 회로(integrated circuit, ic)로 구현되거나, 메모리(162)와 프로세서(161)가 일체로 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터의 동작 주파수에 따른 제1 송신 코일의 전력 전송 세기의 일 예 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터로부터 제1 송신 코일에 제공되는 구동 전류의 일 예를 도시한다. 도 9는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 제1 인버터로부터 제1 송신 코일에 제공되는 구동 전류의 다른 일 예를 도시한다.
제1 송신 코일(121)에 공급되는 구동 전류(전력)은 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 턴온/턴오프 주파수(스위칭 주파수)에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 즉 제1 송신 코일(121)에 의하여 전기 장치(201, 202)에 전송되는 전력량은 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수에 따라 변화할 수 있다.
예를 들어, 제1 송신 코일(121)에 공급되는 전력은 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 제1 송신 코일(121)과 제1 및 제2 공진 캐패시터(C1, C2) 사이의 공진 주파수(f0)와 동일할 때 최대가 될 수 있다.
제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 공진 주파수(f0)보다 크면 스위칭 주파수가 커질수록 제1 송신 코일(121)에 공급되는 전력이 감소할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)가 공진 주파수(f0)보다 큰 제1 주파수(f1)로 스위칭할 때 제1 송신 코일(121)에 공급되는 전력은 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)가 제1 주파수(f1)보다 큰 제2 주파수(f2)로 스위치할 때의 제1 송신 코일(121)에 공급되는 전력보다 크다.
또한, 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 공진 주파수(f0)보다 크면 스위칭 주파수가 커질수록 제1 송신 코일(121)에 의하여 생성되는 자기장(B)의 세기가 감소할 수 있다.
제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 공진 주파수(f0)보다 작으면 스위치 주파수가 작아질수록 제1 송신 코일(121)에 공급되는 전력이 감소할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 공진 주파수(f0)보다 작으면 스위칭 주파수가 작아질수록 제1 송신 코일(121)에 의하여 생성되는 자기장(B)의 세기가 감소할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제1 인버터(231)에 포함된 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작에 의하여 제1 송신 코일(121)에 교류 전력이 공급되며, 제1 송신 코일(121)은 자기장(B)을 생성할 수 있다. 제1 송신 코일(121)에 의하여 생성되는 자기장(B)의 세기는 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수에 따라 변화할 수 있다. 제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 크면 스위칭 주파수가 증가할수록 제1 송신 코일(121)에 의하여 생성되는 자기장(B)의 세기는 감소할 수 있다.
또한, 제1 인버터(131a)에 의하여 제1 송신 코일(121)에 제공되는 구동 전류는 예를 들어 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 구동 전류는 예를 들어 10kHz에서 100kHz 사이의 주파수를 가지는 캐리어(C1)를 포함할 수 있다. 캐리어(C1)는 제1 인버터 스위치(Q1)의 턴온/턴오프에 의한 제1 송신 코일(121)과 제1 및 제2 공진 캐패시터(C1, C2) 사이의 공진에 의하여 생성될 수 있다.
이때, 캐리어(C1)의 진폭(캐리어 C1의 포락선, E1)은 정현파의 형태로 변화할 수 있다. 포락선(E1)은 예를 들어 50Hz 또는 60Hz의 정현파일 수 있다. 포락선(E1)의 주파수는 예를 들어 외부 전원(ES)의 주파수와 동일할 수 있다.
정현파 형태인 포락선(E1)은 주기적으로 "0"이 될 수 있다. 캐리어(C1)의 포락선(E1)이 "0"이 될 때에는, 송신 코일(120)에 구동 전류가 공급되지 아니하며, 송신 코일(120)을 통하여 전력이 전기 장치(201, 202)로 전송되지 아니할 수 있다. 다시 말해, 전력이 중지되는 휴지 구간(Tslot)이 존재한다.
구체적으로, 파워 스테이션(100)의 동작은 전기 장치(201, 202)로 전력을 공급하는 전송 구간(Tpower)과 전기 장치(201, 202)로의 전력 공급이 중지되는 휴지 구간(Tslot)으로 구획될 수 있다.
휴지 구간(Tslot) 동안에, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)와의 통신을 통하여 전기 장치(201, 202)와 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 파워 스테이션(100)은 휴지 구간(Tslot) 동안 전기 장치(201, 202)의 동작에 관한 정보를 획득할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 구동 전류는 예를 들어 10kHz에서 100kHz 사이의 주파수를 가지는 캐리어(C2)를 포함할 수 있다.
이때, 캐리어(C2)의 진폭(캐리어 C2의 포락선 E2)은 구형파의 형태로 변화할 수 있다. 포락선(E2)은 예를 들어 50Hz 또는 60Hz의 정현파일 수 있다.
구형파 형태인 포락선(E2)은 주기적으로 "0"이 될 수 있다. 다시 말해, 전력이 중지되는 휴지 구간(Tslot)이 존재한다. 파워 스테이션(100)의 동작은 전송 구간(Tpower)과 휴지 구간(Tslot)으로 구획되며, 휴지 구간(Tslot) 동안 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 동작에 관한 정보를 획득할 수 있다.
이하에서는, 파워 스테이션(100)의 동작이 설명된다.
도 10은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다. 도 11은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬되지 아니한 일 예를 도시한다. 도 12는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬된 일 예를 도시한다.
도 10, 도 11 및 도 12와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 일 예(1000)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상을 검색하고 식별한다(1010).
송신 제어부(160)는 상부 플레이트(102) 위에 무선으로 전력을 전송할 대상이 놓여졌는지 여부를 주기적으로 식별할 수 있다.
예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)에 물체의 감지를 위한 감지 전류를 공급하도록 제1 및 제2 인버터(131b)를 제어할 수 있다. 제1 및 제2 인버터(131a, 131b)는 송신 제어부(160)의 제어에 따라 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)을 물체의 감지를 위한 저전력의 교류 전압을 인가할 수 있다.
제1 및 제2 전류 센서(141a, 141b)는 물체의 감지를 위한 저전력의 교류 전압에 의하여 제1 및 제2 송신 코일(121, 122)에 공급되는 전류(제1 및 제2 송신 코일에 흐르는 전류)를 측정하고, 측정된 전류에 대응하는 전기적 신호를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다.
송신 제어부(160)는 제1 및 제2 전류 센서(141a, 141b)의 출력 신호(제1 및 제2 송신 코일에 흐르는 전류)에 기초하여 상부 플레이트(102) 위에 물체가 놓여졌는지 여부를 식별할 수 있다. 또한, 송신 제어부(160)는 물체가 제1 송신 코일(121)에 대응하는 위치에 놓여졌는지 또는 제2 송신 코일(122)에 대응하는 위치에 놓여졌는지를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신을 시도한다(1020).
송신 제어부(160)는 상부 플레이트(102) 위에 물체가 놓여진 것을 식별하는 것에 기초하여 대상 물체와의 통신을 시도할 수 있다.
예를 들어, 송신 제어부(160)는 물체의 응답을 요청하는 요청 신호를 무선으로 전송하도록 제1 통신부(150)를 제어할 수 있다. 제1 통신부(150)는 송신 안테나(151)를 통하여 요청 신호를 전송하고, 물체의 응답 신호를 대기할 수 있다.
송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 미리 정해진 시간 이내에 물체의 응답 신호를 수신한 것에 기초하여 물체가 무선으로 전력을 전송할 전기 장치(201, 202)인 것을 식별할 수 있다. 또한, 송신 제어부(160)는 제1 통신부(150)를 통하여 미리 정해진 시간 이내에 물체의 응답 신호를 수신하지 아니한 것에 기초하여 물체가 무선으로 전력을 전송할 대상이 아닌 것을 식별할 수 있다.
예를 들어, 전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)의 요청 신호에 응답하여 전기 장치(201, 202)의 식별 정보를 포함하는 응답 신호를 파워 스테이션(100)에 전송할 수 있다. 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)의 응답 신호에 기초하여 전기 장치(201, 202)를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 통신을 위한 무선 신호의 수신 세기에 관한 정보를 획득한다(1030).
송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)으로부터 수신된 무선 신호의 세기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(150)는 송신 안테나(151)를 통하여 수신된 무선 신호의 세기를 측정하고, 측정된 무선 신호의 세기를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다.
송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)으로부터 수신한 무선 신호의 세기에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)의 요청 신호에 응답하여 수신 신호의 세기에 관한 정보를 포함하는 응답 신호를 파워 스테이션(100)에 전송할 수 있다. 수신 신호의 세기에 관한 정보는 다양한 포맷으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신 신호의 세기에 관한 정보는 수신 신호 강도(Receive Signal Strength Indicator)를 포함할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬되었는지 여부를 식별한다(1040).
송신 제어부(160)는 획득된 무선 신호의 세기에 기초하여 파워 스테이션(100)의 송신 코일(120)이 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 정렬을 위한 기준 위치에 위치하는지 여부를 식별할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 전기 장치(200)의 수신 코일(220)이 파워 스테이션(100)의 송신 코일(120)과 정렬되지 아니하면 송신 코일(120)로부터 수신 코일(220)로의 전력 전송의 효율이 저감될 수 있다. 구체적으로, 수신 코일(220)의 중심축과 송신 코일(120)의 중심축 사이의 거리(D)가 기준 거리보다 크면 송신 코일(120)로부터 수신 코일(220)로의 전력 전송의 효율이 기준 값보다 작아질 수 있다.
송신 제어부(160)는 전기 장치(200)와의 통신에 이용된 무선 신호의 세기에 기초하여 수신 코일(220)이 송신 코일(120)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 근거리 통신 모듈(153)의 송신 안테나(151)의 중심축은 송신 코일(120)의 중심축과 대략 일치할 수 있다. 따라서, 수신 코일(220)의 중심축과 송신 코일(120)의 중심축 사이의 거리(D)가 기준 거리보다 크면 송신 안테나(151)의 중심축과 수신 안테나(261)의 중심축 사이의 거리가 기준 거리보다 클 수 있다. 그로 인하여, 파워 스테이션(100) 또는 전기 장치(200)가 수신하는 무선 신호의 세기가 기준 세기보다 작아질 수 있다.
따라서, 송신 제어부(160)는 획득된 무선 신호의 세기가 기준 세기보다 작으면 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것을 식별할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 수신 코일(220)의 중심축과 송신 코일(120)의 중심축 사이의 거리(D)가 기준 거리보다 작으면 송신 코일(120)로부터 수신 코일(220)로의 전력 전송의 효율이 기준 값보다 클 수 있다. 또한, 수신 코일(220)의 중심축과 송신 코일(120)의 중심축 사이의 거리(D)가 기준 거리보다 작으면 파워 스테이션(100) 또는 전기 장치(200)가 수신하는 무선 신호의 세기가 기준 세기보다 클 수 있다.
따라서, 송신 제어부(160)는 획득된 무선 신호의 세기가 기준 세기보다 크거나 같으면 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것을 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬되지 아니한 것이 식별되면(1040의 아니오), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과의 비정렬을 표시한다(1050).
송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)로부터 수신된 무선 신호의 수신 세기 및/또는 전기 장치(201, 202)가 수신한 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니하면, 송신 코일(120)로부터 수신 코일(220)로의 전력 전송의 효율이 무선 전력 전송을 허용하는 기준 값보다 낮아질 수 있다.
송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것에 기초하여, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니함을 나타내는 메시지를 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)를 상부 플레이트(102) 상에 다시 위치시킬 것을 요청하는 메시지를 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것에 기초하여, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니함을 나타내는 메시지를 사용자의 사용자 단말에 전송하도록 무선 랜 모듈(152)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)를 상부 플레이트(102) 상에 다시 위치시킬 것을 요청하는 메시지를 사용자 단말에 전송하도록 무선 랜 모듈(152)을 제어할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 디스플레이(112)에 메시지를 표시하는 동안, 전기 장치(201, 202)와 통신하고 무선 신호의 세기를 획득하고 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬된 것이 식별되면(1040의 예), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 무선으로 전력을 전송한다(1060).
송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것에 기초하여, 송신 코일(120)를 통하여 무선으로 전력을 전송하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 송신 코일(121)에 교류 전류를 공급하도록 제1 인버터(131a)의 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)를 교대로 턴온 및 턴오프할 수 있다.
제1 및 제2 인버터 스위치(Q1, Q2)이 턴온/턴오프에 의하여, 제1 송신 코일(121)에 교류 전류가 제공되며, 제1 송신 코일(121)은 교류 자기장을 제공할 수 있다. 교류 자기장에 의하여 수신 코일(220)에 교류 전류가 유도되며, 전기 장치(201, 202)에 전력이 공급될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 통신 중에 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있으며, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부에 기초하여 사용자에게 전기 장치(201, 202)의 재배치를 요청할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 13은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 13와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 일 예(1100)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 무선으로 전력을 전송한다(1110).
앞서 설명된 바에 같이, 송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것에 기초하여, 송신 코일(120)를 통하여 무선으로 전력을 전송하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력 전송 동작의 휴지 구단 동안 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신한다(1120).
앞서 도 8 및 도 9와 함께 설명된 바와 같이, 전력 전송 동작은 전기 장치(201, 202)로 전력을 공급하는 전송 구간(Tpower)과 전기 장치(201, 202)로의 전력 공급이 중지되는 휴지 구간(Tslot)으로 구획될 수 있다.
전송 구간(Tpower) 동안에, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
휴지 구간(Tslot) 동안에, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)와 데이터를 주고받도록 근거리 통신 모듈(153)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)의 동작 정보를 수신하거나 또는 전기 장치(201, 202)의 통신 신호의 수신 세기를 수신할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 통신을 위한 무선 신호의 수신 세기를 획득한다(1130).
송신 제어부(160)는, 휴지 구간(Tslot) 동안, 전기 장치(201, 202)으로부터 수신된 무선 신호의 세기를 측정할 수 있다. 또한, 송신 제어부(160)는, 휴지 구간(Tslot) 동안, 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)으로부터 수신한 무선 신호의 세기에 관한 정보를 수신할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬되었는지 여부를 식별한다(1140).
송신 제어부(160)는 획득된 무선 신호의 세기에 기초하여 파워 스테이션(100)의 송신 코일(120)이 전기 장치(201, 202)의 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
동작 1140은 도 10에 도시된 동작 1040과 대략 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬되지 아니한 것이 식별되면(1140의 아니오), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 중지한다(1150).
파워 스테이션(100)은, 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)에 놓여진 때에 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것에 기초하여, 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
이후, 전기 장치(201, 202)가 상부 플레이트(102) 상에 이동할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 전기 장치(201, 202)를 이동시키거나 또는 전기 장치(201, 202)의 동작에 의하여 전기 장치(201, 202)가 이동할 수 있다.
송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 중에 전기 장치(201, 202)가 이동하면, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니하게 될 수 있다. 다시 말해, 전기 장치(201, 202)의 이동에 의하여 송신 코일(120)과 수신 코일(220) 사이의 정렬이 해제될 수 있다.
이처럼, 송신 코일(120)과 수신 코일(220) 사이의 정렬이 해제되면, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)로 전력을 전송하는 것을 중지하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 인버터 스위치(Q1)와 제2 인버터 스위치(Q2)를 모두 오프시킬 수 있다.
이후, 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과의 비정렬을 표시한다(1160).
동작 1160은 도 10에 도시된 동작 1050과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬된 것이 식별되면(1140의 예), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 계속한다(1170).
동작 1170은 도 10에 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송하는 중에 전기 장치(201, 202)과 통신하고, 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부에 기초하여 전기 장치(201, 202)로 전력을 전송하는 것을 중지하고, 사용자에게 전기 장치(201, 202)의 재배치를 요청할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은, 파워 스테이션(100)의 동작 중의 전기 장치(201, 202)의 이동에 의한 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 비정렬을 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 14는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 근거리 통신 모듈의 송신 안테나의 일 예를 도시한다.
도 5에는 송신 코일(120)의 내측 또는 외측에 송신 코일(120)과 동심원의 형태로 배치된 송신 안테나(151)가 도시되었다. 그러나, 송신 안테나(151)는 도 5에 도시된 바에 한정되지 아니한다.
송신 안테나(151)는 송신 코일(120)의 인근에 배치될 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나(151)는 도 14에 도시된 바와 같이 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주 상에 배치될 수 있다.
송신 안테나(151)는 제1 보조 안테나(151c), 제2 보조 안테나(151d), 제3 보조 안테나(151e) 및 제4 보조 안테나(151f)를 포함하며, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)는 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치될 수 있다.
또한, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)는 서로간의 거리가 최대가 되도록 미리 정해진 각도 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)는 서로간의 각도 간격이 대략 90도가 되도록 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치될 수 있다.
송신 안테나(151)가 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치됨으로써, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)와의 통신을 통하여 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)를 통하여 수신된 무선 신호의 수신 세기를 측정할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 제1 보조 안테나(151c)를 통한 전기 장치(201, 202)와 통신 중에 무선 신호의 제1 수신 세기를 측정하고, 제2 보조 안테나(151d)를 통한 전기 장치(201, 202)와 통신 중에 무선 신호의 제2 수신 세기를 측정하고, 제3 보조 안테나(151e)를 통한 전기 장치(201, 202)와 통신 중에 무선 신호의 제3 수신 세기를 측정하고, 제4 보조 안테나(151f)를 통한 전기 장치(201, 202)와 통신 중에 무선 신호의 제4 수신 세기를 측정할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 측정된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리를 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 제1 수신 세기에 기초하여 제1 보조 안테나(151c)와 수신 안테나(261) 사이의 제1 거리를 산출하고, 제2 수신 세기에 기초하여 제2 보조 안테나(151d)와 수신 안테나(261) 사이의 제2 거리를 산출하고, 제3 수신 세기에 기초하여 제3 보조 안테나(151e)와 수신 안테나(261) 사이의 제3 거리를 산출하고, 제4 수신 세기에 기초하여 제4 보조 안테나(151f)와 수신 안테나(261) 사이의 제4 거리를 산출할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리에 기초하여 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치를 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 제1 거리, 제2 거리, 제3 거리 및 제4 거리에 기초하여 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치를 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
또한, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되기 위하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)를 식별된 방향으로 이동하도록 안내하는 영상을 디스플레이(112)에 표시할 수 있다. 예를 들어, 파워 스테이션(100)은 제1 거리, 제2 거리, 제3 거리 및 제4 거리 중 가장 큰 값에 기초하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 식별할 수 있다. 제4 보조 안테나(151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리를 나타내는 제4 거리가 최대 값이면, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)를 제4 보조 안테나(151f)를 향하여 이동하도록 안내하는 영상을 디스플레이(112)에 표시할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 송신 안테나(151)를 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치함으로써, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치를 식별할 수 있으며, 수신 코일(220)과 정렬되기 위하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 식별할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다. 도 16은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와 정렬되지 아니한 일 예를 도시한다.
도 15 및 도 16와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 일 예(1200)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상을 검색하고 식별한다(1210), 무선으로 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신을 시도한다(1220).
동작 1210 및 동작 1220은 도 10에 도시된 동작 1010 및 동작 1020과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)를 통한 무선 신호의 수신 세기를 획득한다(1230).
송신 제어부(160)는 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)를 통하여 수신된 무선 신호의 세기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신부(150)는 제1 보조 안테나(151c), 제2 보조 안테나(151d), 제3 보조 안테나(151e) 및 제4 보조 안테나(151f)를 통하여 수신된 무선 신호의 크기를 측정하고, 측정된 무선 신호의 세기를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다.
송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 파워 스테이션(100)의 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)로부터 수신한 무선 신호의 세기에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)가 제1 보조 안테나(151c), 제2 보조 안테나(151d), 제3 보조 안테나(151e) 및 제4 보조 안테나(151f)로부터 수신한 무선 신호의 세기에 관한 정보를 획득할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬되었는지 여부를 식별한다(1240).
송신 제어부(160)는 획득된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리를 식별할 수 있다. 송신 제어부(160)는 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리에 기초하여 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치를 식별할 수 있다.
송신 제어부(160)는 송신 코일(120)에 대한 수신 코일(220)의 상대적인 위치에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는, 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리의 최대값과 최소값 사이의 차이가 기준 값보다 작으면, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것을 식별할 수 있다. 반면, 송신 제어부(160)는, 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리의 최대값과 최소값 사이의 차이가 기준 값보다 크면, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것을 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬되지 아니한 것이 식별되면(1240의 아니오), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과의 비정렬을 표시한다(1250).
동작 1250은 도 10에 도시된 동작 1050과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬하기 위하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 표시한다(1260).
송신 제어부(160)는, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것에 기초하여, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되기 위하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다.
송신 제어부(160)는, 복수의 보조 안테나(151c, 151d, 151e, 151f)와 수신 안테나(261) 사이의 거리의 최대값에 기초하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 식별할 수 있다. 구체적으로, 송신 제어부(160)는, 수신 안테나(261) 사이의 거리가 최대인 안테나를 향하여 전기 장치(201, 202)를 이동하도록 안내하는 영상을 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 제2 안테나(151d)와 수신 안테나(261) 사이의 거리가 최대이면, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)를 제2 안테나(151d)를 향하여 이동하도록 안내하는 영상(I1)을 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다.
사용자는 디스플레이(112)에 표시되는 영상에 따라 전기 장치(201, 202)를 이동시킬 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬된 것이 식별되면(1240의 예), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 무선으로 전력을 전송한다(1270).
동작 1270은 도 10에 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 통신 중에 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되기 위하여 전기 장치(201, 202)를 이동할 방향을 표시할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 17는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 17와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 일 예(1300)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상을 검색하고 식별하고(1310), 무선으로 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신을 시도한다(1320).
동작 1310 및 동작 1320은 도 10에 도시된 동작 1010 및 동작 1020과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 무선으로 전력을 전송한다(1330)
동작 1330은 도 10에 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력 전송 동작의 휴지 구단 동안 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신한다(1340).
전력 전송 동작은 전기 장치(201, 202)로 전력을 공급하는 전송 구간(Tpower)과 전기 장치(201, 202)로의 전력 공급이 중지되는 휴지 구간(Tslot)으로 구획될 수 있다.
휴지 구간(Tslot) 동안에, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)와 데이터를 주고받도록 근거리 통신 모듈(153)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)의 동작 정보를 수신하거나 또는 전기 장치(201, 202)이 무선으로 수신한 전력량을 수신할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상이 무선으로 수신한 전력량을 획득한다(1350).
앞서 설명된 바와 같이, 전기 장치(201, 202)는 수신 전류 센서(231)의 출력에 기초하여 무선으로 수신한 전력량을 산출할 수 있다. 수신 전류 센서(231)는 수신 코일(220)에서 전력 변환부(240)로 제공되는 수신 전류를 측정할 수 있으며, 전기 장치(201, 202)의 수신 제어부(280)는 수신 전류 센서(231)의 출력 신호에 기초하여 수신 코일(220)로부터 출력되는 전류의 크기를 식별할 수 있으며, 나아가 수신 코일(220)에 의하여 파워 스테이션(100)으로부터 수신된 전력량을 산출할 수 있다.
전기 장치(201, 202)는 휴지 구간(Tslot) 동안 무선 통신을 통하여 파워 스테이션(100)으로부터 수신된 전력량에 관한 정보를 파워 스테이션(100)에 전송할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로부터 전기 장치(201, 202)가 수신한 전력량을 획득할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬되었는지 여부를 식별한다(1360).
송신 제어부(160)는 파워 스테이션(100)이 송신 코일(120)을 통하여 전송한 전력량에 대한 전기 장치(201, 202)가 수신 코일(220)을 통하여 수신한 전력량의 비율(이하에서는 "전력 전송률"이라 한다)을 산출하고, 전력 전송률에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 송신 전류 센서(141)의 출력에 기초하여 전기 장치(201, 202)에 전송한 전력량을 산출할 수 있다. 송신 전류 센서(141)는 인버터(131)에서 송신 코일(120)에 제공되는 구동 전류를 측정할 수 있으며, 송신 제어부(160)는 송신 전류 센서(141)의 출력 신호에 기초하여 송신 코일(120)에 제공되는 전류의 크기를 식별할 수 있으며, 나아가 송신 코일(120)에 의하여 전기 장치(201, 202)에 전송한 전력량을 산출할 수 있다.
송신 제어부(160)는 산출된 송신 전력량에 대한 전기 장치(201, 202)로부터 획득된 수신 전력량의 비율에 기초하여 "전력 전송률"을 산출할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 수신 전력량을 송신 전력량으로 나눈 "전력 전송률"을 획득할 수 있다.
송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되면, 송신 코일(120)에 의하여 발생된 자기장 중에 수신 코일(220)을 통과하는 쇄교 자기장이 증가할 수 있다. 그로 인하여 전력 전송률이 향상될 수 있다. 따라서, 송신 제어부(160)는 전력 전송률이 기준 전송률보다 크면 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것을 식별할 수 있다.
반면, 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니하면, 송신 코일(120)에 의하여 발생된 자기장 중에 수신 코일(220)을 통과하지 않는 누설 자기장이 증가할 수 있다. 그로 인하여, 전력 전송률이 저감될 수 있다. 따라서, 송신 제어부(160)는 전력 전송률이 기준 전송률보다 작으면 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것을 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬되지 아니한 것이 식별되면(1360의 아니오), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 중지하고(1370), 전력을 전송할 대상과의 비정렬을 표시한다(1380).
동작 1370 및 동작 1380은 도 13에 도시된 동작 1150 및 동작 1160과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬된 것이 식별되면(1360의 예), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 계속한다(1390).
동작 1390은 도 13에 도시된 동작 1170과 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송하는 중에 전기 장치(201, 202)에 전송하는 전력의 전송률을 산출하고, 전력의 전송률에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부에 기초하여 전기 장치(201, 202)로 전력을 전송하는 것을 중지하고, 사용자에게 전기 장치(201, 202)의 재배치를 요청할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은, 파워 스테이션(100)의 동작 중의 전기 장치(201, 202)의 이동에 의한 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 비정렬을 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 18는 일 실시예에 의한 파워 스테이션에 포함된 누설 감지부의 보조 코일의 일 예를 도시한다.
앞서, 파워 스테이션(100)가 통신 신호의 수신 세기 및/또는 전력 전송률에 기초하여 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 것이 설명되었으나, 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 방법은 이에 한정되지 아니한다.
예를 들어, 파워 스테이션(100)은 누설 자기장을 감지함으로써 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 송신 코일(120)의 인근에는 누설 자기장을 감지하기 위한 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주 상에 배치될 수 있다.
보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 제1 보조 코일(171a), 제2 보조 코일(171b), 제3 보조 코일(171c) 및 제4 보조 코일(171d)을 포함하며, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치될 수 있다.
또한, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 서로간의 거리가 최대가 되도록 미리 정해진 각도 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 서로간의 각도 간격이 대략 90도가 되도록 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치될 수 있다.
송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치된 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 송신 코일(120)에서 수신 코일(220)로 전달되지 못하고 누설된 자기장을 감지할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 복수의 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)을 통하여 누설 자기장의 세기를 측정할 수 있다. 복수의 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 누설 감지부(170)와 연결되며, 누설 감지부(170)는 복수의 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)이 감지한 누설 자기장에 의하여 유도되는 전류의 크기를 측정하고, 누설 자기장의 크기에 대응하는 전기적 신호를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다.
송신 제어부(160)는 누설 감지부(170)의 출력 신호에 기초하여 누설 자기장의 크기를 식별하고, 누설 자기장의 크기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 누설 자기장의 크기가 기준 크기보다 크면 송신 제어부(160)는 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것을 식별할 수 있다. 또한, 누설 자기장의 크기가 기준 크기보다 작으면 송신 제어부(160)는 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것을 식별할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 보조 코일(171: 171a, 171b, 171c, 171d)을 송신 코일(120)를 둘러싸는 원의 원주를 따라 배치함으로써, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치와의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 19와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와의 정렬 여부를 식별하는 일 예(1400)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상을 검색하고 식별하고(1410), 무선으로 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신을 시도한다(1420).
동작 1410 및 동작 1420은 도 10에 도시된 동작 1010 및 동작 1020과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 무선으로 전력을 전송한다(1430)
동작 1430은 도 10에 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 누설 자기장의 세기를 획득한다(1440).
송신 제어부(160)는 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)과 누설 감지부(170)을 통하여 누설 자기장의 세기를 획득할 수 있다.
복수의 보조 코일(171a, 171b, 171c, 171d)은 누설 자기장을 감지할 수 있으며, 누설 자기장에 의하여 유도되는 전류를 누설 감지부(170)에 제공할 수 있다. 누설 감지부(170)는 누설 자기장에 의하여 유도되는 전류의 크기를 측정하고, 누설 자기장의 크기에 대응하는 전기적 신호를 송신 제어부(160)에 제공할 수 있다.
송신 제어부(160)는 누설 감지부(170)의 출력 신호에 기초하여 누설 자기장의 크기를 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상과 정렬되었는지 여부를 식별한다(1450).
송신 제어부(160)는 누설 자기장의 크기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 누설 자기장의 크기가 기준 크기보다 크면 송신 제어부(160)는 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되지 아니한 것을 식별할 수 있다. 또한, 누설 자기장의 크기가 기준 크기보다 작으면 송신 제어부(160)는 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬된 것을 식별할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬되지 아니한 것이 식별되면(1450의 아니오), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 중지하고(1460), 전력을 전송할 대상과의 비정렬을 표시한다(1470).
동작 1460 및 동작 1470은 도 13에 도시된 동작 1150 및 동작 1160과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)이 전력을 전송할 대상과 정렬된 것이 식별되면(1450의 예), 파워 스테이션(100)은 전력을 전송할 대상에 전력을 전송하는 것을 계속한다(1480).
동작 1480은 도 13에 도시된 동작 1170과 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)에 무선으로 전력을 전송하는 중에 누설 자기장을 감지하고, 누설 자기장의 크기에 기초하여 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되었는지 여부에 기초하여 전기 장치(201, 202)로 전력을 전송하는 것을 중지하고, 사용자에게 전기 장치(201, 202)의 재배치를 요청할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은, 파워 스테이션(100)의 동작 중의 전기 장치(201, 202)의 이동에 의한 송신 코일(120)과 수신 코일(220)의 비정렬을 식별할 수 있다. 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 20은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치과 함께 코일의 정렬 여부를 식별하는 일 예를 도시한다.
도 20와 함께, 파워 스테이션(100)이 전기 장치(201, 202)와 함께 코일(120, 220) 정렬 여부를 식별하는 일 예(1500)가 설명된다.
파워 스테이션(100)은 제1 통신부(150)를 통하여 전기 장치(201, 202)에 응답 요청 신호를 전송한다(1510).
전기 장치(201, 202)는, 파워 스테이션(100)의 응답 요청 신호에 응답하여, 파워 스테이션(100)의 응답 요청 신호의 수신 세기를 포함하는 응답 신호(수신 세기 신호)를 제2 통신부(260)를 통하여 파워 스테이션(100)에 전송한다(1515).
파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 수신 세기 신호에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1520).
전기 장치(201, 202)는 응답 요청 신호의 수신 세기에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1525).
파워 스테이션(100)은 최소 전력(예를 들어, 100mW에서 500mW)을 송신 코일(120)을 통하여 전송한다(1530).
전기 장치(201, 202)는 사용자에게 서비스를 제공하기 위한 요구 전력을 포함하는 요구 전력 신호를 제2 통신부(260)를 통하여 파워 스테이션(100)에 전송한다(1535). 전기 장치(201, 202)는 최소 전력을 이용하여 동작을 위한 구성들을 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 전기 장치(201, 202)는 유저 인터페이스를 활성화시키고 사용자로부터 제어 명령을 수신할 수 있다.
파워 스테이션(100)는 전기 장치(201, 202)의 요구 전력 신호에 응답하여 요구 전력을 전기 장치(201, 202)에 송신 코일(120)를 통하여 전송한다(1540).
전기 장치(201, 202)는 수신 전력량을 포함하는 응답 신호(수신 전력량 신호)를 제2 통신부(260)를 통하여 파워 스테이션(100)에 전송한다(1545). 전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)으로부터 무선으로 전력을 수신하는 동안 수신된 전력량을 산출하고, 산출된 전력량을 제2 통신부(260)를 통하여 파워 스테이션(100)에 전송할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 수신 전력량 신호에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1550).
전기 장치(201, 202)는 산출된 수신 전력량에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1555).
파워 스테이션(100)은 동작의 휴지 구간(Tslot) 동안 휴지 구간 시작 신호를 제1 통신부(150)를 통하여 전기 장치(201, 202)에 전송한다(1560).
전기 장치(201, 202)는 파워 스테이션(100)의 휴지 구간 시작 신호에 응답하여 파워 스테이션(100)의 휴지 구간 시작 신호의 수신 세기와 사용자에게 서비스를 제공하기 위한 요구 전력을 포함하는 수신 세기/요구 전력 신호를 제2 통신부(260)를 통하여 파워 스테이션(100)에 전송한다(1565).
파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)의 수신 세기/요구 전력 신호에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1570).
전기 장치(201, 202)는 휴지 구간 시작 신호의 수신 세기에 기초하여 코일(120, 220) 사이의 정렬 여부를 식별하고, 정렬 여부를 표시한다(1575).
파워 스테이션(100)는 전기 장치(201, 202)의 수신 세기/요구 전력 신호에 응답하여 요구 전력을 전기 장치(201, 202)에 송신 코일(120)를 통하여 전송한다(1580).
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은, 전기 장치(201, 202)가 수신한 통신 신호의 수신 세기 및/또는 전기 장치(201, 202)가 무선으로 수신한 전력량에 기초하여, 수신 코일(220)이 송신 코일(120)과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
그에 의하여, 파워 스테이션(100)은 사용자가 송신 코일(120)이 수신 코일(220)과 정렬되도록 전기 장치(201, 202)를 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)로의 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 21은 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치의 동작을 제어하는 일 예를 도시한다. 도 22는 일 실시예에 의한 파워 스테이션이 전기 장치를 위한 유저 인터페이스를 표시하는 일 예를 도시한다.
도 21 및 도 22와 함께, 파워 스테이션(100)이 사용자 입력에 응답하여 전기 장치(201, 202)를 제어하는 일 예(1600)이 설명된다.
파워 스테이션(100)은 무선으로 전력을 전송할 대상을 검색하고 식별한다(1610), 무선으로 전력을 전송할 대상과 무선으로 통신을 시도한다(1620).
동작 1210 및 동작 1220은 도 10에 도시된 동작 1010 및 동작 1020과 동일할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력 전송 대상을 위한 유저 인터페이스(UI1, UI2)를 표시한다(1630).
송신 제어부(160)은 전기 장치(201, 202)와의 통신을 통하여 전기 장치(201, 202)를 식별할 수 있다. 구체적으로, 송신 제어부(160)는 전기 장치(201, 202)의 종류, 모델 명칭, 최대 소비 전력 등을 식별할 수 있다.
송신 제어부(160)의 메모리(162)에는 사전에 전기 장치(201, 202)의 종류 및 모델 명칭 등에 따른 유저 인터페이스(UI1, UI2)가 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이 송신 제어부(160)에는, 전기 주전자(201)를 조작하기 위한 제1 유저 인터페이스(UI1)와 토스터(202)를 조작하기 위한 제2 유저 인터페이스(UI2)가 저장될 수 있다.
제1 유저 인터페이스(UI1)는 전기 주전자(201)에 담긴 물의 목표 온도를 표시하는 디스플레이와, 목표 온도를 상승시키기 위한 버튼과 목표 온도를 하강시키기 위한 버턴 등을 포함할 수 있다. 또한, 제2 유저 인터페이스(UI2)는 토스터(202)의 동작을 위한 목표 시간을 표시하는 디스플레이와, 목표 시간을 상승시키기 위한 버튼과 목표 시간을 하강시키기 위한 버턴 등을 포함할 수 있다.
송신 제어부(160)은 식별된 전기 장치(201, 202)에 대응하는 유저 인터페이스(UI1, UI2)를 표시하도록 디스플레이(112)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(112)는 터치 스크린 패널을 포함할 수 있다.
파워 스테이션(100)은 전력 전송 대상을 위한 사용자 입력을 획득한다(1640).
송신 제어부(160)는 터치 스크린 패널에 표시된 유저 인터페이스(UI1, UI2)를 통하여 전기 장치(201, 202)를 위한 사용자 입력을 획득할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 유저 인터페이스(UI1)를 통하여 전기 주전자(201)의 목표 온도를 획득하거나 또는, 제2 유저 인터페이스(UI2)를 통하여 토스터(202)의 목표 시간을 획득할 수 있다.
파워 스테이션(100)는 획득된 사용자 입력을 전력 전송 대상에 전송한다(1650).
송신 제어부(160)는 유저 인터페이스(UI1, UI2)를 통하여 획득된 사용자 입력을 전기 장치(201, 202)에 전송하도록 제1 통신부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어부(160)는 제1 유저 인터페이스(UI1)를 통하여 획득된 목표 온도에 관한 정보를 전기 주전자(201)에 전송하도록 근거리 통신 모듈(153)을 제어하고, 제2 유저 인터페이스(UI2)를 통하여 획득된 목표 시간에 관한 정보를 토스터(202)에 전송하도록 근거리 통신 모듈(153)을 제어할 수 있다.
파워 스테이션(100)는 획득된 사용자 입력에 대응하는 전력을 전력 전송 대상에 전송한다(1660).
송신 제어부(160)는 유저 인터페이스(UI1, UI2)를 통하여 획득된 사용자 입력에 대응하는 전력을 전송하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 송신 제어부(160)는, 전력 전송의 휴지 구간(Tslot) 동안 전기 주전자(201)로부터 물의 온도가 목표 온도에 도달한 것을 나타내는 메시지를 수신한 것에 응답하여, 전기 주전자(201)로의 전력 전송을 중지할 수 있다. 또한, 송신 제어부(160)는, 토스터(202)에 전력을 전송한 시간이 목표 시간에 도달한 것에 응답하여, 토스터(202)로의 전력 전송을 중지할 수 있다.
다른 예로, 송신 제어부(160)는 사용자 입력에 따른 전기 장치의 출력 세기에 따른 전력을 전송하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 유저 인터페이스를 통하여 전기 팬(electric pan)의 출력(예를 들어, 상, 중, 하 등)을 조절하는 사용자 입력이 획득된 것에 응답하여, 송신 제어부(160)는 획득된 전기 팬의 출력에 따라 전기 팬에 전송되는 전력량을 조절하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 파워 스테이션(100)은 전기 장치(201, 202)를 위한 유저 인터페이스를 표시할 수 있으며, 유저 인터페이스를 통하여 전력 전송 대상을 위한 사용자 입력을 획득하고, 사용자 입력을 전기 장치(201, 202)에 전송할 수 있다. 다시 말해, 사용자는 파워 스테이션(100)을 통하여 전기 장치(201, 202)를 제어할 수 있다.
그에 의하여, 사용자는 파워 스테이션(100)을 통하여 전기 장치(201, 202)를 일괄 제어할 수 있다. 또한, 사용자가 파워 스테이션(100)을 통하여 전기 장치(201, 202)를 제어할 수 있으므로, 전기 장치(201, 202)의 컨트롤 패널 등이 생략될 수 있다.
파워 스테이션은, 플레이트; 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일; 상기 코일에 교류 전력을 공급하도록 구성된 인버터; 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 무선 신호를 송수신하도록 구성된 통신 모듈; 디스플레이; 및 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하도록 상기 통신 모듈을 제어하고 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 나타내는 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되지 아니한 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치의 비정렬을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬된 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어할 수 있다.
이처럼, 상기 파워 스테이션은, 동작 전에 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되지 아니하면 사용자가 상기 외부 장치를 이동시키도록 안내할 수 있다. 그에 의하여, 상기 파워 스테이션으로부터 상기 외부 장치의 전력 전송의 효율이 향상될 수 있다.
상기 제어부는, 전송 구간 동안, 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하고, 휴지 구간 동안, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
이처럼, 상기 파워 스테이션은, 동작 중에 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되지 아니하면 사용자가 상기 외부 장치를 이동시키도록 안내할 수 있다. 그에 의하여, 상기 파워 스테이션의 동작 중에 상기 외부 장치가 움직이더라도 상기 파워 스테이션은 향상된 효율로 상기 외부 장치에 전력을 전송할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 포함된 상기 외부 장치의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하거나, 또는 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
이처럼, 상기 파워 스테이션은 상기 외부 장치와의 통신 중에 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 그에 의하여, 상기 파워 스테이션은 동작 전에 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되도록 안내할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 코일에 정현파 형태의 포락선을 가지는 교류 전류를 공급하도록 상기 인버터를 제어하고, 상기 정현파 형태의 포락선이 대략 "0"이 되는 시간 간격 동안 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
그에 의하여, 상기 파워 스테이션은 전력 전송의 급격한 변동없이 동작 중에 상기 외부 장치와 통신할 수 있으며, 동작 중에 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
상기 안테나는, 상기 코일의 외측에서 상기 코일을 둘러싸는 원형이며, 상기 안테나의 중심은 상기 코일의 중심과 대략 일치할 수 있다.
그에 의하여, 상기 파워 스테이션과 상기 외부 장치 사이의 데이터 전송률이 향상될 수 있다.
상기 안테나는, 상기 코일의 외측에서 상기 코일을 둘러싸는 가상의 원의 원주를 따라 배치되는 복수의 안테나들을 포함하며, 상기 복수의 안테나들은 서로 대략 등거리로 이격되고, 상기 제어부는, 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다.
그에 의하여, 상기 파워 스테이션은 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되기 위하여 이동할 방향을 사용자에게 안내할 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
개시된 발명은 다양한 실시예로 설명되었지만, 다양한 변경 및 수정이 통상의 기술자에게 제안될 수 있다. 본 개시 내용은 첨부된 청구범위 내에 속하는 그러한 변경 및 수정을 포함하도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 플레이트;
    상기 플레이트의 아래에 마련된 코일;
    상기 코일에 교류 전력을 공급하도록 구성된 인버터;
    안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 무선 신호를 송수신하도록 구성된 통신 모듈;
    디스플레이;
    상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하도록 상기 통신 모듈을 제어하고,
    상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하고
    상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 나타내는 정보를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 제어부를 포함하는 파워 스테이션.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고,
    상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되지 아니한 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치의 비정렬을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고,
    상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬된 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하는 파워 스테이션.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    전송 구간 동안, 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하고,
    휴지 구간 동안, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 파워 스테이션.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 포함된 상기 외부 장치의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 파워 스테이션.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 파워 스테이션.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 코일에 정현파 형태의 포락선을 가지는 교류 전류를 공급하도록 상기 인버터를 제어하고,
    상기 정현파 형태의 포락선이 대략 "0"이 되는 시간 간격 동안 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 파워 스테이션.
  7. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 코일의 외측에서 상기 코일을 둘러싸는 원형이며,
    상기 안테나의 중심은 상기 코일의 중심과 대략 일치하는 파워 스테이션.
  8. 제1항에 있어서, 상기 안테나는,
    상기 코일의 외측에서 상기 코일을 둘러싸는 가상의 원의 원주를 따라 배치되는 복수의 안테나들을 포함하며,
    상기 복수의 안테나들은 서로 대략 등거리로 이격된 파워 스테이션.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 안테나들을 통하여 수신된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되기 위하여 이동할 방향을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 파워 스테이션.
  10. 플레이트 및 상기 플레이트의 아래에 마련된 코일을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법에 있어서,
    상기 파워 스테이션의 무선 신호를 송수신하는 안테나를 포함하는 통신 모듈을 이용하여, 상기 플레이트 상에 놓인 외부 장치와 통신하고;
    상기 파워 스테이션의 디스플레이를 이용하여, 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 표시하고;
    상기 파워 스테이션의 인버터를 이용하여, 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 교류 전력을 공급하는 것을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 표시하는 것은,
    상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고;
    상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되지 아니한 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치의 비정렬을 표시하는 것을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 교류 전력을 공급하는 것은,
    상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하고;
    상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬된 것을 식별하는 것에 기초하여 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 교류 전력을 공급하는 것을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 교류 전력을 공급하는 것은,
    전송 구간 동안 상기 외부 장치에 상기 코일을 통하여 무선으로 교류 전력을 공급하고;
    휴지 구간 동안 상기 안테나를 통하여 상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 것을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 표시하는 것은,
    상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호에 포함된 상기 외부 장치의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 것을 포함하는 파워 스테이션의 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 표시하는 것은,
    상기 외부 장치로부터 수신된 무선 신호의 수신 세기에 기초하여 상기 외부 장치가 상기 코일과 정렬되었는지 여부를 식별하는 파워 스테이션의 제어 방법.
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