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KR101847654B1 - 충전 대상 단말을 인증하기 위한 무선 충전 장치 및 그 방법 - Google Patents

충전 대상 단말을 인증하기 위한 무선 충전 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR101847654B1
KR101847654B1 KR1020120002838A KR20120002838A KR101847654B1 KR 101847654 B1 KR101847654 B1 KR 101847654B1 KR 1020120002838 A KR1020120002838 A KR 1020120002838A KR 20120002838 A KR20120002838 A KR 20120002838A KR 101847654 B1 KR101847654 B1 KR 101847654B1
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변강호
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Abstract

본 발명은 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 충전 대상이 위치하는지의 여부를 정확하게 판단하기 위한 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 이동 단말기로부터 상기 이동 단말기의 정보를 포함하는 검색 프레임 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 프레임을 생성하는 과정과, 상기 생성된 프레임을 전송한 후 상기 생성된 프레임에 대한 응답 수신 시 타이머를 구동하는 과정과, 미리 정해진 스위칭 매칭 만료 시간이 도래할 때까지 부하 변화가 있는지를 판단하는 과정과, 상기 스위칭 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 타이머를 종료한 후 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정과, 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

충전 대상 단말을 인증하기 위한 무선 충전 장치 및 그 방법{WIRELESS CHARGING DEVICE AND METHOD FOR CERTIFYING CHARGING TARGET TERMINAL}
본 발명은 무선 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 충전 대상이 위치하는지의 여부를 정확하게 판단하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 단말기가 동작하기 위해서는 전력이 지속적으로 공급되어야 한다. 이를 위해 이동 단말기에는 배터리가 장착되며, 이러한 배터리는 일반적으로 충전기를 통해 충전된다. 이러한 충전 방식에 있어 휴대성을 지원하기 위해 비접촉 방식 또는 무선 충전 방식 등에 대한 연구가 진행되어 왔다.
이러한 무선 충전 방식에서는 충전이 필요한 이동 단말기들이 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 위치하게 되면, 무선 충전 장치가 이동 단말기의 접근을 감지하여 무선으로 전력을 공급하게 된다. 이러한 전력 공급을 하기 전에 무선 충전 장치와 이동 단말기는 가까운 위치에 위치한 서로를 탐색하는 일련의 과정을 거치게 된다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이 각각의 무선 충전 장치를 TX_A(100), TX_B(110), TX_C(120)라고 할 경우 TX_A(100) 상에 충전 대상인 이동 단말기로서 RX_A(130)가 위치할 경우 TX_A(100)와 RX_A(130) 간에는 전력 전송이 이루어지게 된다. 이를 위해 종래에는 무선 충전 장치 및 이동 단말기가 서로 임계값 범위 내의 거리에 위치하는 경우 송수신되는 신호의 세기 측정을 통해 자신과 가장 가까운 이동 단말기 또는 무선 충전 장치라고 판단하게 된다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이 TX_A(100) 상에서 RX_A(130)가 충전 중인 상태에서 TX_B(110) 상에 RX_B(140)가 새롭게 위치하게 되면 TX_B(110)는 RX_B(140)를 탐색하여 통신을 하게 된다. 하지만 TX_A(100), TX_B(110), TX_C(120) 서로 간의 거리가 매우 가까울 경우에는 RX_B(140) 입장에서는 실제 TX_A(100)에서 전송하는 패킷을 수신하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 TX_A(100) 입장에서는 RX_A(130) 뿐만 아니라 RX_B(140)에도 전력을 송신해야 한다고 판단하게 되므로, 전력 송출량을 증가시키게 된다. 하지만 실제로 RX_B(140)가 TX_B(110) 상에 위치함에 따라 TX_B(110)에서는 전류 변화를 감지하였음에도 불구하고 RX_B(140)에 대해 충전을 할 수 없게 된다.
상기한 바와 같이 단순히 송수신되는 신호의 세기 측정만으로 가장 가까운 무선 충전 장치 또는 이동 단말기를 찾게 되면, 실제로는 무선 충전 장치 입장에서는 잘못된 이동 단말기에 대해 전력을 송신하므로 전력 낭비가 발생하게 된다. 게다가 이러한 송수신되는 신호는 여러 가지 외적 요인 등으로 인해 영향을 받게 되므로, 이러한 신호를 이용한 탐색 방법의 정밀도 또한 수㎝ ~ 수십㎝ 범위에서는 신뢰할 수 있는 수준이 아니다. 만일 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 충전 대상이 위치하는지의 여부를 정확하게 판단한 이후에 전력을 전달할 수 있다면, 전력 전달 효율을 극대화시킬 수 있게 될 것이다.
따라서 본 발명은 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 충전 대상이 위치하는지의 여부를 정확하게 판단하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 무선 충전 장치 상에 위치하는 충전 대상을 인증하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법에 있어서, 이동 단말기로부터 검색 메시지 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 유효성 검증 메시지를 생성하는 과정과, 상기 유효성 검증 메시지에 대한 응답이 수신되면, 미리 정해진 스위치 매칭 만료 시간이 도래하는지를 판단하는 과정과, 상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정과, 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작한 경우 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치에 있어서, 이동 단말기와의 메시지를 송수신하는 통신부와, 상기 통신부를 통해 상기 이동 단말기로부터 검색 메시지 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 유효성 검증 메시지를 생성하고, 상기 유효성 검증 메시지에 대한 응답이 수신되면, 미리 정해진 스위치 매칭 만료 시간이 도래하는지를 판단하고, 상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하여 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작한 경우 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 전원 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은, 복수개의 무선 충전 장치를 포함하는 다중 전력 전송 시스템에서의 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다. 또한, 무선 충전 장치와 매우 가까이에 복수개의 충전 대상 단말이 위치하더라도 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 위치한 충전 대상 단말에 대해서만 충전을 수행하므로, 안정적으로 전력을 공급할 수 있게 된다. 게다가 본 발명은 무선 충전 장치 상에 놓여지는 물체의 종류를 정확하게 판단하고, 무선 충전 장치의 지시에 따라 동작하는 충전 대상 단말이라고 판단한 경우에만 전력송신 및 데이터통신이 가능하도록 함으로써, 이물질에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 복수개의 무선 충전 장치와 충전 대상 단말 간의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 전력 전송 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 전력 전송 시스템에서 보조 매칭부의 스위치가 모두 오프인 경우를 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 전력 전송 시스템에서 어느 하나의 보조 매칭부의 스위치가 온이며 나머지는 오프인 경우를 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 장치에서의 동작 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충전 대상 단말을 인증하기 위한 무선 충전 장치와 충전 대상 단말 간의 신호 송수신 흐름도,
도 7은 상기 도 6에서 송수신되는 신호 프레임의 구조도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 충전 대상이 위치하는지의 여부를 정확하게 판단하기 위한 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 이동 단말기로부터 상기 이동 단말기의 정보를 포함하는 검색 프레임 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 프레임을 생성하는 과정과, 상기 생성된 프레임을 전송한 후 상기 생성된 프레임에 대한 응답 수신 시 타이머를 구동하는 과정과, 미리 정해진 스위치 매칭 만료 시간이 도래할 때까지 부하 변화가 있는지를 판단하는 과정과, 상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 타이머를 종료한 후 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정과, 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이렇게 함으로써, 무선 충전 장치와 매우 가까이에 복수개의 충전 대상 단말이 위치하더라도 무선 충전 장치의 전력 공급 영역에 위치한 충전 대상 단말에 대해서만 충전을 수행하므로, 안정적으로 전력을 공급할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 동작하는 다중 전력 전송 시스템의 구성 및 그 동작을 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 다중 전력 전송 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 TX_A(200), TX_B(210), TX_C(220) 등의 전력 송신기 역할을 하는 하나의 무선 충전 장치와, RX_A(230), RX_B(240) 등의 전력 수신기 역할의 하나 이상의 이동 단말기를 포함하여 구성된다. 여기서, 이동 단말기는 휴대폰, PDA, MP3, 노트북 컴퓨터, 카메라, 각종 가전기기 등이 해당될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 TX_A(200), TX_B(210), TX_C(220) 서로 간의 거리가 매우 가까울지라도 TX_A(200) 입장에서는 RX_A(230)만을 찾아 충전하고, TX_B(210)는 RX_B(240)하고만 통신하여 충전할 수 있도록 하는 방법을 제안한다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 TX_B(210) 상에서 전류 변화가 감지되면, 유효성을 검증하기 위한 지시를 포함하는 프레임을 송신한 후, 그 지시에 따라 충전 대상 단말이 동작하는지를 판단함으로써 자신의 전력 공급 영역에 위치하는 충전 대상 단말인지를 최종적으로 확인하여 그 충전 대상 단말에 대한 충전을 수행하는 것이다.
상기한 바와 같이 기능이 구현된 무선 충전 장치 및 충전 대상 단말인 이동 단말기의 구성 요소 및 그 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다. 도 3과 도 4는 동일한 이동 단말기의 구성을 예시하고 있으며, 다만 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 전력 전송 시스템에서 보조 매칭부의 스위치(332, 334)가 모두 오프인 경우를 나타내고 있으며, 도 4는 어느 하나의 보조 매칭부의 스위치(332)가 온이며 나머지 스위치(334)는 오프인 경우를 나타내고 있다. 이에 따라 도 3에서의 이동 단말기(240)의 주매칭부(325)는 보조 매칭부들(330, 335)들과 연결되지 않으나, 도 4에서는 주매칭부(325)가 보조 매칭부들(330, 335) 중 어느 하나의 보조 매칭부(330)와 연결되어 점선블록에서와 같이 이동 단말기(240)의 주요 구성 요소로 동작하게 된다.
도 3을 참조하면, 무선 충전 장치(210)는 전원 제어부(300), 공진부(305) 및 통신부(310)를 포함한다.
먼저, 전원 제어부(300)는 무선 충전 장치(210)의 전반적인 동작 제어를 수행하며, 각 구성부의 동작을 제어한다. 구체적으로, 전원 제어부(300)는 이동 단말기(240)가 충전이 가능한 전력 공급 영역에 위치하게 되면, 통신부(310)를 통해 이동 단말기(240)로부터 ID 등을 포함하는 검색 요청을 수신하게 된다. 그러면 전원 제어부(300)는 검색 요청에 대응하여 전력을 공급받을 수 있는 이동 단말기인지를 확인하는 탐색 과정을 수행한다. 무선 충전 장치(210)와 이동 단말기(240)는 서로를 인증하기 위하여, 통신부(예컨대, Out of band 통신)와 하나 이상의 또 다른 통신 인터페이스를 사용할 수 있다. 여기서 다른 통신 인터페이스란 구체적으로 통신거리가 짧아서, 동일 통신 인터페이스를 사용하는 네트워크 간에 간섭이 적거나, 없는 통신 방식으로서 RFID, NFC, In-band 통신 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전원 제어부(300)는 이동 단말기(240)가 자신의 전력 공급 영역에 위치한 적합한 충전 대상 단말인지를 확인하는 인증을 수행하기 위해 이동 단말기(240)로 매칭에 필요한 지시 정보를 포함하는 유효성 검증 메시지를 전송한다. 이후, 전원 제어부(300)은 이러한 지시 정보에 따라 이동 단말기(240)가 동작하는지를 판단하며, 상기 지시 정보에 따라 동작하는 이동 단말기(240)를 유효한 충전 대상 단말이라고 판단하게 된다.
만일 유효한 이동 단말기(240)라고 판단되면, 전력 공급 영역 내의 그 이동 단말기(240)에게 주기적으로 전력정보를 요청하는 제어신호를 생성하여 통신부(310)를 통하여 전달한다. 이에 따라 통신부(310)를 통해 이동 단말기(240)로부터 전력 정보가 수신되면, 그 전력 정보에 대응하는 전력을 발생시키기 위한 전력 송출 제어값을 생성하여 관련 구성부들에게 제공한다. 공진부(305)는 이러한 전력 송출 제어값에 따라 조절된 공진 주파수에서의 전력을 전송한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 인증이 성공적으로 완료된 이동 단말기에 한해 충전이 이루어지게 된다.
통신부(310)는 충전 대상인 하나 이상의 이동 단말기와의 통신을 수행하는 역할을 하며, 이를 위해 다양한 무선 근거리 통신 기법 중의 하나를 선택 적용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 통신부(310)는 무선 충전 과정에서 필요한 각종 정보 및 메시지를 송수신하는 역할을 한다.
상기한 구성부들 이외의 다른 구성부들은 무선 충전 장치의 일반적인 구성부들에 해당하므로, 도 3에서는 본 발명과 관련된 구성부들만 간략하게 도시하였으며, 무선 충전 장치(210)의 구성은 이에 한정되지 않음은 물론이다.
한편, 이동 단말기(240)는 공진부(320), 전력 변환부(340), 부하요소(345), 제어부(315) 및 통신부(350)를 포함하며, 특히 본 발명의 실시예에 따라 주매칭부(325)와 하나 이상의 보조 매칭부(330, 335)를 더 포함한다. 또한 부하(load) 요소(345)는 전류가 흐르는데 메인 회로에 걸리는 일반적인 부하를 의미하는데, 구체적으로 이러한 부하 요소(345)에는 이동 단말기(240)에서의 전원을 소모하여 부하를 발생시키는 각종 소자를 포함하는 구성부가 포함된다. 그리고 도 3에서의 이동 단말기(240)는 별도의 배터리가 없으며, 공진부(320)를 통해 수신한 전력을 통해서만 동작함을 전제로 한다.
먼저, 일반적으로 매칭부의 역할은 무선 충전 장치(210)로부터의 전력 전달 효율을 높이기 위한 것인데, 본 발명의 실시예에서는 이러한 주매칭부(325)와 보조 매칭부들(330, 335)을 무선 충전 장치(210)로부터 전달된 매칭 정보에 부합하는 값을 출력하는데 이용한다. 이러한 매칭 정보에 의해 매칭값을 변경하게 되면, 무선 충전 장치(210)에서 감지하게 되는 부하가 달라지게 된다. 이에 따라 무선 충전 장치(210)에서는 자신이 보낸 매칭 정보에 의거하여 이동 단말기(240)가 동작하는지를 알 수 있게 된다.
제어부(315)는 주매칭부(325)에 하나 이상의 보조 매칭부(330, 335)를 스위칭을 통해 연결되도록 온/오프 제어함으로써 수신된 매칭 정보에 대응하도록 제어한다. 이와 같이 하나 이상의 보조 매칭부(330, 335)를 주매칭부(325)에 연결함으로써 하나 이상의 다른 부하값을 출력하게 된다.
통신부(350)는 이동 단말기(240)의 전력 정보를 무선 충전 장치(210)로 전송하는 역할을 한다. 이러한 전력 정보는 전력변환부(340) 및/또는 충전부(도시하지 않음)의 변화를 측정한 결과를 바탕으로 생성될 수 있다. 상기의 구성부 이외의 이동 단말기(240)의 구성부들은 본 발명과 관련이 적으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같은 구성 요소를 가지는 무선 충전 장치(210)에서 유효한 이동 단말기(240)를 탐색하는 과정을 살펴보기 위해 도 5를 참조한다. 이때, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도 6 및 도 7을 참조한다.
도 5를 참조하면, 무선 충전 장치(210)는 500단계에서 부하가 감지되는지를 판단한다. 이는 도 6의 600단계에 해당한다. 예를 들어, 무선 충전 장치(210) 상 또는 그 주변에 특정 물체가 위치하게 되면 전류 변화가 발생하게 되어 부하를 감지하게 된다. 부하가 감지되면, 무선 충전 장치(210)는 부하가 감지된 물체의 종류를 판단해야 한다. 즉, 무선 충전 장치(210)는 부하 감지가 이동 단말기(240)에 의한 것인지를 판단해야 한다.
한편, 이동 단말기(240) 측에서는 전원이 공급되면 도 6의 605단계에서와 같이 무선 충전 장치(210)와 통신을 시도하기 위해 자신의 식별정보와 전력 정보를 실은 검색 메시지를 전송한다. 이에 따라 무선 충전 장치(210)가 505단계에서 검색 메시지가 수신되면, 무선 충전 장치(210)는 상기 물체의 종류가 이동 단말기(240)인지를 알게 된다.
이러한 검색 메시지를 예시하면 도 7(a)에 도시된 바와 같다. 검색 메시지는 이동 단말기(240)가 자신에게 전력을 공급해줄 수 있는 무선 충전 장치(210)를 찾기 위한 요청을 나타낸다. 이러한 검색 메시지는 패킷 프레임 형태이며, 검색을 요청함을 나타내는 프레임 타입 필드(700), 이동 단말기(240)의 식별정보를 나타내는 ID 필드(705), 자신의 전력 정보를 나타내는 매칭 정보 필드(710)를 포함한다. 매칭 정보 필드(710)에는 이동 단말기(240) 고유의 전력 정보가 포함된다. 만일 무선 충전 장치(210)는 검색 메시지 수신 시, 매칭 정보 필드(710)의 전력 정보만 확인해도 전력 공급 영역에 위치한 물체의 종류가 이동 단말기인지를 바로 알 수 있게 된다.
하지만 그 이동 단말기(240)가 자신의 전력 공급 영역에 위치한 유효한 이동 단말기(240)인지는 알 수 없는 상태이다. 따라서 무선 충전 장치(210)는 510단계에서 검색 메시지에 대한 응답으로써 그 이동 단말기(240)에 대한 유효성을 검증하기 위한 메시지를 생성하여 전송한다. 이는 도 6의 610단계에 해당한다. 만일 부하 감지가 되지 않은 상태에서 검색 메시지가 수신되면 무선 충전 장치(210)는 이에 응답하지 않는다. 이렇게 함으로써 이동 단말기가 주변의 다른 무선 충전 장치와 통신하는 것을 차단할 수 있게 된다.
이러한 유효성 검증 메시지를 예시하면 도 7(b)에 도시된 바와 같다. 도 7(b)를 참조하면, 유효성 검증 메시지는 유효성 검증을 위한 것임을 나타내는 프레임 타입 필드(715), 스위치 매칭 시작까지의 시작 시간(Tstart), 스위치 매칭 간격인 인터벌(Tinterval), 스위치 매칭 동작 시간인 기간(Tperiod) 등의 시간 정보 필드(720) 및 무선 충전 장치(210)에서 정한 전력 정보를 포함하는 매칭 정보 필드(725)를 포함한다. 매칭 정보 필드(725)에 포함되는 전력 정보는 이동 단말기(240)의 주매칭부(325) 및 하나 이상의 보조 매칭부(330, 335)를 제어하는데 이용되며, 이러한 주매칭부(325) 및 하나 이상의 보조 매칭부(330, 335)를 제어함으로써 무선 충전 장치(210)와 이동 단말기(240) 간의 전력 전송이 최적이 되도록 하는 것이다.
이러한 유효성 검증 메시지를 전송한 후 515단계에서 응답이 수신되면 520단계에서 타이머를 구동한다. 반면, 이동 단말기(240)에서는 도 6의 620단계에서와 같이 유효성 검증 메시지를 확인한 후 이에 대한 응답으로써 ACK를 전송하게 된다. 이러한 ACK를 전송함으로써 이동 단말기(240)에서의 타이머는 시작되며, 반면 무선 충전 장치(210)에서는 이 ACK를 수신하면 타이머를 시작한다. 만일 외부 환경 등의 요인으로 인해 응답이 손실될 수 있으므로, 이동 단말기(240)에서는 반복해서 ACK를 보내게 된다.
한편, 무선 충전 장치(210)는 525단계에서 스위치 매칭 시작 시간(Tstart)이 도래되었는지를 판단한다. 만일 스위치 매칭 시작 시간(Tstart)이 도래한 경우 530단계에서 부하를 스캔한다. 다시 말하면, 무선 충전 장치(210)는 도 6의 630단계에서와 같이 부하 스캔을 시작하게 되면 640단계에서의 스위치 매칭에 따른 이동 단말기(240)에서의 전류 변화를 감지하게 된다. 이때, 부하를 스캔하는 시점은 스위치 매칭 시작 시간(Tstart)에 전송 지연 시간(Tdelay) 및 응답 에러 시간(Terror)을 반영한다. 하지만, 이동 단말기(240)에서는 도 6의 640단계에서와 같이 무선 충전 장치(210)에서 정한 스위치 매칭 시작 시간(Tstart) 이후에 스위치 매칭 동작을 시작하게 된다. 이때, 스위치 매칭은 스위치 매칭 간격(Tinterval)으로 스위치 매칭 동작 기간(Tperiod)동안 반복적으로 수행된다. 이때, 스위치 매칭 동작 기간(Tperiod)은 동작 횟수 등으로 변경될 수 있다.
또한, 이동 단말기가 복수개인 경우 각 이동 단말기에 제공하는 시간 정보를 다르게 하기 위해 즉, 시간 정보 생성의 독립성, 차별성을 확보하기 위해 시간 정보는 랜덤하게 또는 네트워크 ID를 기반으로 생성될 수 있다. 네트워크 ID는 통신범위가 겹치는 다른 무선 충전 장치들 사이에서 유일성이 보장되기 때문에, 네트워크 ID를 기반으로 생성한 시간 정보는 유일성을 보장받을 수 있다.
그러면 무선 충전 장치(210)는 535단계에서 스위치 매칭 동작 시간이 만료되었는지를 판단한다. 만일 만료된 경우 540단계에서 타이머를 종료한 후 545단계에서 유효한 이동 단말기인지를 판단한다. 이는 도 6의 645단계에 해당한다. 유효한 이동 단말기인지의 여부는 무선 충전 장치(210)가 보낸 시간 정보에 따라 이동 단말기(240)가 동작했는지를 확인할 수 있으므로, 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 장치(210)가 정한 시간 동안 스위치 매칭을 반복하면서 그 정한 시간 이내에 동작을 완료했는지 등을 근거로 유효성 여부를 판단하는 것이다. 이러한 스위치 매칭을 반복하게 되면, 무선 충전 장치(210)에서 측정하고 있는 전류값이 변경되므로, 무선 충전 장치(210)에서는 이동 단말기(240)가 자신이 정한 시간 정보 및 매칭 정보에 따라 동작했음을 알 수 있게 되는 것이다.
만일 유효한 이동 단말기인 경우 550단계에서 유효성 검증 결과 메시지를 생성하여 전송한다. 이러한 540단계 및 550단계는 도 6의 645단계 및 650단계에 해당한다. 유효성 검증 결과 메시지를 예시하면 도 7(c)에 도시된 바와 같으며, 유효성 검증 결과임을 나타내는 프레임 타입 필드(730) 및 유효한 충전 대상이라는 허락(permisson) 필드(735)를 포함한다. 이러한 허락 필드(735)를 근거로 이동 단말기(240) 입장에서는 자신에게 전력을 공급해줄 수 있는 무선 충전 장치(210)를 찾았음을 알 수 있게 된다. 이에 따라 도 6의 655단계에서와 같이 이동 단말기(240)는 ACK를 보냄으로써 무선 충전 장치(210)에서는 660단계에서 유효한 이동 단말기라고 등록하게 된다. 구체적으로, 이동 단말기(240)가 유효하다고 판단되면, 자신의 전력전송네트워크에 가입한 단말로 등록하고, 유효성 검증 결과 메시지 송신 시 이동 단말기(240)에게 할당하는 ID를 포함시킬 수 있다. 반면, 이동 단말기(240) 입장에서는 유효성을 인정받으면, 할당받은 ID와 네트워 ID를 사용하여 통신을 유지하며, 유효성을 인정받지 못한 경우에는 다른 무선 충전 장치와의 통신을 시도한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무선 충전 장치(210)는 스위치 매칭 시작 시간(Tstart)에서 통신에 의한 전송 지연 시간(Tdelay)을 빼고 오차 범위 시간을 감안한 에러 시간(Terror)을 감안한 시간 범위 내에서 부하의 변화가 시작되어야 유효한 이동 단말기라고 판단한다. 또한, 부하 변화가 시작되고, 부하 변화 간격이 자신이 설정한 시간 정보와 동일해야 유효한 이동 단말기라고 판단하게 된다. 다르게는 부하 변화의 지속 시간 또는 횟수가 자신의 설정한 시간 정보와 동일해야 유효한 이동 단말기라고 판단한다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 무선 충전 장치 상에 놓여지는 물체의 종류를 정확하게 판단하고, 무선 충전 장치의 지시에 따라 동작하는 충전 대상 단말이라고 판단한 경우에만 전력송신 및 데이터통신이 가능하도록 함으로써, 이물질에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (14)

  1. 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법에 있어서,
    이동 단말기로부터 검색 메시지 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 유효성 검증 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 유효성 검증 메시지에 대한 응답이 수신되면, 미리 정해진 스위치 매칭 만료 시간이 도래하는지를 판단하는 과정과,
    상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정과,
    상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작한 경우 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유효성 검증 메시지는,
    상기 이동 단말기의 적어도 하나의 매칭부의 스위치 온/오프를 제어하기 위한 매칭 정보 및 상기 스위치 매칭을 위한 시간 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시간 정보는,
    상기 스위치 매칭 시작까지의 시작 시간, 스위치 매칭 간격, 스위치 매칭 동작 기간을 포함함을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정은,
    상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래할 때까지 상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 있는지를 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스위치 매칭 시작 시간에서 통신에 의한 전송 지연 시간 및 오차 범위 시간을 고려한 시간 범위 내에서 상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 시작되는지를 판단하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정은,
    상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 시작된 후, 상기 부하 변화 간격이 상기 시간 정보와 동일한 경우 상기 이동 단말기가 유효하다고 판단하는 과정임을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하는 과정은,
    상기 이동 단말기에 의한 부하 변화의 지속 시간 또는 부하 변화의 횟수가 상기 시간 정보와 동일한 경우 상기 이동 단말기가 유효하다고 판단하는 과정임을 특징으로 하는 무선 충전 장치에서 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 방법.
  8. 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치에 있어서,
    이동 단말기와의 메시지를 송수신하는 통신부와,
    상기 통신부를 통해 상기 이동 단말기로부터 검색 메시지 수신 시 상기 이동 단말기의 유효성을 검증하기 위한 시간 정보를 포함하는 유효성 검증 메시지를 생성하고, 상기 유효성 검증 메시지에 대한 응답이 수신되면, 미리 정해진 스위치 매칭 만료 시간이 도래하는지를 판단하고, 상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래하면 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작했는지를 판단하여 상기 시간 정보에 따라 상기 이동 단말기가 동작한 경우 상기 이동 단말기에 대한 유효성 검증 결과를 전송하는 전원 제어부를 포함함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유효성 검증 메시지는,
    상기 이동 단말기의 적어도 하나의 매칭부의 스위치 온/오프를 제어하기 위한 매칭 정보 및 상기 스위치 매칭을 위한 시간 정보를 포함함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시간 정보는,
    상기 스위치 매칭 시작까지의 시작 시간, 스위치 매칭 간격, 스위치 매칭 동작 기간을 포함함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 전원제어부는,
    상기 스위치 매칭 만료 시간이 도래할 때까지 상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 있는지를 판단함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전원제어부는,
    상기 스위치 매칭 시작 시간에서 통신에 의한 전송 지연 시간 및 오차 범위 시간을 고려한 시간 범위 내에서 상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 시작되는 경우 상기 이동 단말기를 유효하다고 판단함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 전원제어부는,
    상기 이동 단말기에 의한 부하 변화가 시작된 후, 상기 부하 변화 간격이 상기 시간 정보에 대응할 경우 상기 이동 단말기가 유효하다고 판단함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 전원제어부는,
    상기 이동 단말기에 의한 부하 변화의 지속 시간 또는 부하 변화의 횟수가 상기 시간 정보에 대응할 경우 상기 이동 단말기가 유효하다고 판단함을 특징으로 하는 충전 가능한 이동 단말기를 인증하기 위한 무선 충전 장치.
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