KR20140007273A - Wireless power transfer method, apparatus and system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 풀 브리지 및 하프 브리지의 인버터 토폴리지(inverter topology)를 이용하는 무선 전력 전송장치의 무선 전력 전송방법에 있어서, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계, 및 구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송방법을 제공한다.The present invention relates to a wireless power transmission method of a wireless power transmitter using an inverter topology of a full bridge and a half bridge, wherein the wireless power receiver detects whether a wireless power receiver exists within a range capable of transmitting power wirelessly. Sending a detection signal to the wireless power receiver; receiving at least one of identification information and setting information transmitted by the wireless power receiver; and a control error packet transmitted by the wireless power receiver. Receiving a (Control Error Packet) and applying a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to a full bridge or half bridge to control the amount of power to be transmitted. do.
Description
본 발명은 무선 전력 전송분야에서, 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission method, a wireless power transmitter and a wireless charging system in the wireless power transmission field.
전통적으로 무선 전력 수신장치들에게 유선으로 전기 에너지를 공급하는 방법 대신에, 최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 사용된다. 무선으로 에너지를 수신하는 무선 전력 수신장치는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.[0002] Instead of a method of supplying electrical energy to a wireless power receiving apparatus by wire, a method of wirelessly supplying electric energy without contact has been used. A wireless power receiving apparatus that receives energy wirelessly may be driven directly by the received wireless power, or may be powered by the charged power by charging the battery using the received wireless power.
자기 유도 방식의 무선 전력 전송에 대한 기술을 다루는 무선 전력 협의체(Wireless Power Consortium)는 2010년 4월 12일에 무선 전력 전송에서의 호환성(interoperability)에 대한 "무선 전력 전송 시스템 설명서, 제1권, 저전력, 파트 1: 인터페이스 정의, 버전 1.00 RC1(System Description Wireless Power Transfer, Volume 1, Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.00 Release Candidate 1)" 표준 문서를 공개하였다. 상기 무선 전력 협의체의 표준 문서는 자기 유도 방식에 의하여 하나의 무선 전력 전송장치로부터 하나의 무선 전력 수신장치로 전력을 전달하는 방식을 설명하고 있다. The Wireless Power Consortium, which discusses the technology of magnetic induction wireless power transfer, stated on April 12, 2010, the "Wireless Power Transfer System Manual,
상기 버전 1.00은 5W 전력 송수신의 로우파워에 관한 것이며, 현재 WPC에서 규정하고 있는 무선 전력 전송에서 5W급 이상의 전력 전송에 대한 규걱은 정해지지 않은 상태이지만, 5W 이상의 미들파워 송수신에 대한 표준이 진행될 것으로 예상된다.Version 1.00 is about low power transmission and reception of 5W power, and the specification for 5W or higher power transmission is undefined in the wireless power transmission currently defined by WPC, but the standard for middle power transmission and reception above 5W is expected. do.
본 발명의 일 목적은 로우파워의 수신기와 호환이 가능한 미들파워의 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템를 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a middle power wireless power transmission method, a wireless power transmitter and a wireless charging system compatible with a low power receiver.
본 발명의 다른 일 목적은 무선 전력 전송방법에서, 기존과는 다른 형태로 신호를 송수신하여 미들파워 및 로우파워의 호환이 가능하도록 하는 표준을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a standard for allowing a middle power and a low power to be compatible by transmitting and receiving a signal in a form different from the conventional method in a wireless power transmission method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명과 관련된 무선 전력 전송방법은, 풀 브리지 및 하프 브리지의 인버터 토폴리지(inverter topology)를 이용하는 무선 전력 전송장치의 무선 전력 전송방법에 있어서, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계, 및 구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the wireless power transmission method according to the present invention, in the wireless power transmission method of the wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology, the wireless power transmission method Detecting whether a wireless power receiver exists within a range that can be transmitted, sending a detection signal to the wireless power receiver, and receiving at least one of identification information and setting information transmitted by the wireless power receiver. And receiving a control error packet transmitted by the wireless power receiver, and applying a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to a full bridge or half bridge, Controlling the size of the.
또한, 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 인버터 토폴리지(inverter topology)는 미들파워의 무선 전력 수신장치로부터 첫번째 제어 오류 패킷을 수신한 후에 하프 브리지에서 풀 브리지로 변환된다. Further, according to an example of the present invention, the inverter topology is converted from half bridge to full bridge after receiving the first control error packet from the middle power wireless power receiver.
상기 첫번째 제어 오류 패킷을 수신할 때에 상기 무선 전력 수신장치로부터 수집된 식별 패킷의 버전 정보를 이용하여 상기 전송될 전력의 크기가 선택될 수 있다. 상기 하프 브리지에서 상기 풀 브리지로 전환되면, 상기 구동 주파수는 시프트될 수 있다.When receiving the first control error packet, the size of the power to be transmitted may be selected using version information of the identification packet collected from the wireless power receiver. When switching from the half bridge to the full bridge, the driving frequency can be shifted.
또한, 본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치의 전력전달부는 하프 브리지에 해당하는 전압을 초기 전압으로 이용한다.According to another embodiment of the present invention, the power transfer unit of the wireless power transmitter uses a voltage corresponding to a half bridge as an initial voltage.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주는 것에 근거하여, 상기 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동할 수 있다.The wireless power transmitter may drive the power transmission unit as one of a full bridge and a half bridge based on indicating whether the wireless power receiver corresponds to middle power or low power.
또한, 본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치로부터 식별 패킷(Identification packet)을 전송받고, 상기 식별 패킷은 상기 무선 전력 수신장치의 버전 정보를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the wireless power transmitter receives an identification packet from the wireless power receiver, and the identification packet includes version information of the wireless power receiver.
상기 무선 전력 전송장치는 하프 브리지에서 LC 구동을 시작하며, 상기 버전 정보를 이용하여 풀 브리지로의 전환 여부를 결정할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 버전 정보가 미들파워에 해당하면, 하프 브리지에서 풀 브리지로 전환하며, 상기 버전 정보가 로우파워에 해당하면 하프 브리지를 유지할 수 있다.The wireless power transmitter starts driving the LC in the half bridge, and may determine whether to switch to the full bridge using the version information. The wireless power transmitter may switch from a half bridge to a full bridge when the version information corresponds to middle power, and maintain a half bridge when the version information corresponds to low power.
또한, 본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계에서 사용되는 구동 주파수는 140kHz 가 될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the driving frequency used in the step of detecting whether the wireless power receiver is present may be 140kHz.
또한, 본 발명은 풀 브리지 및 하프 브리지의 인버터 토폴리지(inverter topology)를 이용하는 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신방법에 있어서, 상기 무선 전력 전송장치로 검출 신호를 보내는 단계와, 상기 무선 전력 전송장치로 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 전송하는 단계, 및 상기 무선 전력 전송장치로 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 보내는 단계를 포함하며, 상기 무선 전력 전송장치가 구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하도록, 무선 전력 수신장치는 버전 정보를 상기 무선 전력 전송장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신방법을 개시한다.The present invention also provides a wireless power receiving method for receiving wireless power from a wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology, the method comprising: sending a detection signal to the wireless power transmitter; Transmitting at least one of identification information and setting information to the wireless power transmitter, and sending a control error packet to the wireless power transmitter, wherein the wireless power transmitter includes a driving frequency, The wireless power receiver transmits version information to the wireless power transmitter to apply a combination of duty cycle or power signal phase to the full or half bridge to control the amount of power to be transmitted. The method is disclosed.
또한, 본 발명은 풀 브리지 및 하프 브리지의 인버터 토폴리지(inverter topology)를 이용하는 무선 전력 전송장치에 있어서, 상기 무선 전력 전송장치는, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계, 및 구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하는 단계를 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 무선 전력 전송장치를 개시한다.The present invention also provides a wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology, wherein the wireless power transmitter includes a wireless power receiver within a range capable of transmitting power wirelessly. Detecting whether or not, transmitting a detection signal to the wireless power receiver, receiving at least one of identification information and setting information transmitted by the wireless power receiver, and transmitting the wireless power receiver. Receiving a Control Error Packet, and applying a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to a full bridge or half bridge to control the amount of power to be transmitted. A wireless power transmitter is disclosed.
또한, 본 발명은 무선 전력을 송신하도록 형성되는 무선 전력 전송장치, 및 상기 전송장치로부터 송신된 상기 무선 전력을 수신하도록 형성되는 무선 전력 수신장치를 포함하고, 상기 무선 전력 전송장치의 전력전달부는 풀 브리지 및 하프 브리지의 사이에서 스위칭하도록 이루어지는 LC 회로를 구비하고, 상기 무선 전력 수신장치는 상기 전송장치가 상기 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동할 것인지를 결정하도록, 상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템을 개시한다.The present invention also includes a wireless power transmitter configured to transmit wireless power, and a wireless power receiver configured to receive the wireless power transmitted from the transmitter, wherein the power transmission unit of the wireless power transmitter is full. And an LC circuit configured to switch between a bridge and a half bridge, wherein the wireless power receiver is configured such that the transmitter determines whether to drive the power transfer unit with a full bridge or a half bridge. Discloses a wireless charging system, wherein the wireless charging system is configured to indicate whether the power corresponds to middle power or low power.
본 발명은 서로 다른 전력용량의 무선 전력 송신장치와 수신장치간의 호환성을 위해 LC 공진 구동 방법을 제시하며, 이에 따라 무선 전력 송수신장치의 응용범위가 넓어지게 된다. 보다 구체적으로, 수신장치가 로우파워 및 미들파워 중 어느 것인지를 송신장치가 감지하고, LC 공진 구동 모드를 선택하는 방법을 도입함으로써 무선 충전기기 간에 서로 다른 전력 수신기가 호환될 수 있다.The present invention proposes an LC resonance driving method for compatibility between wireless power transmitters and receivers having different power capacities, thereby increasing the application range of the wireless power transceiver. More specifically, different power receivers may be compatible between wireless chargers by introducing a method in which the transmitter detects whether the receiver is low power or middle power and selects an LC resonance driving mode.
또한 본 발명은 WPC서 진행 중인 “Wireless Power Transfer Volume II: Medium Power Part1: Interface Definition” 중에 Chapter 3.2.2 Power Transmitter design MPA2의 Low power용 수신기와의 호환성을 보장하기 위한 방법에 관한 것으로 1st control error 수신 이후 bridge 회로의 driving 방법을 변환하여 medium power(~15W) 송신 system을 5W 수신 system에 호환해서 사용 할 수 있도록 한다.In addition, the present invention relates to a method for ensuring compatibility with a low power receiver of Chapter 3.2.2 Power Transmitter design MPA2 during “Wireless Power Transfer Volume II: Medium Power Part1: Interface Definition” under WPC. After reception, the driving method of the bridge circuit is changed so that the medium power (~ 15W) transmission system can be used interchangeably with the 5W reception system.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2a 및 2b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 전력 제어 메시지를 송수신하기 위한 구성을 도시한다.
도 11은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 수행되는 변조 및 복조에서의 신호의 형태를 도시한다.
도 12는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 동작 상태들을 도시한다.
도 14 내지 도 18은 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치 간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.
도 19는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 20은 WPC 통신 흐름을 나타내는 개념도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따라는 방법에서의 통신 흐름도이다.
도 22는 수신기 식별 패킷의 구성도이다.
도 23은 본 발명에서 제안하는 통신 흐름을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 24 및 도 25는 미들파워의 사용예를 나타내는 개념도들이다.
도 26 및 도 27은 각각 풀 브리지와 하프 브리지로 구동하는 회로를 나타내는 구성도이다.
도 28 및 도 29는 각각 풀 브리지와 하프 브리지로 구동하는 회로의 변형예를 나타내는 구성도이다.
도 30은 본 발명의 다른 예에서 제안하는 통신 흐름을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 31 및 도 32는 본 발명의 다른 예에서 미들파워의 사용예를 나타내는 개념도들이다.1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to embodiments of the present invention.
2A and 2B are exemplary block diagrams illustrating configurations of a wireless power transmitter and a wireless power receiver that can be employed in the embodiments disclosed herein.
3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to an inductive coupling method.
4 is a block diagram exemplarily illustrating a part of a configuration of a magnetic induction wireless power transmitter and a wireless power receiver that may be employed in the embodiments disclosed herein.
5 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with an inductive coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
6 illustrates a concept in which power is wirelessly transferred from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to a resonance coupling method.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a part of a configuration of a wireless power transmitter and a wireless power receiver of a resonance method that may be employed in the embodiments disclosed herein.
8 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with a resonant coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
FIG. 9 illustrates a concept of transmitting and receiving a packet between a wireless power transmitter and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transfer according to embodiments of the present disclosure.
10 illustrates a configuration for transmitting and receiving a power control message in wireless power transmission according to embodiments disclosed herein.
11 illustrates the form of a signal in modulation and demodulation performed in wireless power transfer in accordance with embodiments disclosed herein.
12 illustrates a packet including a power control message used in a wireless power transfer method according to embodiments disclosed herein.
FIG. 13 illustrates operation states of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to the embodiments disclosed herein.
14 to 18 illustrate structures of packets including a power control message between the
19 is a conceptual diagram illustrating a method of transmitting power to one or more wireless power receivers by a wireless power transmitter.
20 is a conceptual diagram illustrating a WPC communication flow.
21 is a communication flow diagram in a method according to an embodiment of the present invention.
22 is a block diagram of a receiver identification packet.
23 is a flowchart showing a communication flow proposed in the present invention.
24 and 25 are conceptual views illustrating an example of using middle power.
26 and 27 are diagrams showing circuits driven by a full bridge and a half bridge, respectively.
28 and 29 are diagrams showing modifications of the circuit driven by the full bridge and the half bridge, respectively.
30 is a flowchart illustrating a communication flow proposed by another example of the present invention.
31 and 32 are conceptual views illustrating an example of using middle power in another example of the present invention.
본 명세서에 개시된 기술은 무선 전력 전송(wireless power transmission)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전력 전송 시스템 및 방법, 무선 충전회로 및 방법, 그 외 무선으로 전송되는 전력을 이용하는 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.The technology disclosed herein applies to wireless power transmission. However, the technology disclosed in this specification is not limited thereto, and can be applied to all power transmission systems and methods, wireless charging circuits and methods, and other methods and apparatus that utilize wirelessly transmitted power to which the technical idea of the technology can be applied .
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately represent the spirit of the present invention, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
In addition, the suffixes "module" and "unit" for the components used herein are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.
정의Justice
다대일 통신 방법: 송신기 (Tx) 하나가 다수의 수신기 (Rx)와 통신하는 방법Many-to-one communication method: how one transmitter (Tx) communicates with multiple receivers (Rx)
단방향 통신: 단지 수신기가 송신기 쪽으로만 필요한 메세지를 전송하는 통신 방법One-way communication: A communication method in which a receiver sends only necessary messages toward the transmitter
양방향 통신: 송신기는 수신기로, 수신기는 송신기로, 즉 양쪽에서 메시지 전송이 가능한 통신 방법Bidirectional communication: A method of communication in which a transmitter is a receiver and a receiver is a transmitter, that is, a message can be transmitted from both sides
여기서, 송신기 및 수신기는 각각 송신장치 및 수신장치와 동일한 의미이며, 이하, 이들 용어는 혼용될 수 있다.
Here, the transmitter and the receiver have the same meaning as the transmitter and the receiver, respectively. Hereinafter, these terms may be used interchangeably.
무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치 개념도Wireless power transmitter and wireless power receiver conceptual diagram
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 필요로 하는 무선으로 전력을 전달하는 전력 전달 장치일 수 있다 .As can be seen with reference to FIG. 1, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치일 수 있다.In addition, the
그 밖에도, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 무선 전력 수신장치(200)에게 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.In addition, the
상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.The
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신장치는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.Meanwhile, the wireless power receiver for wirelessly receiving power described in the present specification includes all portable electronic devices such as an input / output device such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart device. Smart phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), tablets, and multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
상기 무선 전력 수신장치(200)는, 후술하는 바와 같이, 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다.
The
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 신호에 의한 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정한 주파수의 무선 전력 신호에 의한 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.Meanwhile, the
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 자기 유도 현상에 의하여 하나의 코일에서 변화하는 자기장 통해 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.The wireless power transmission by the inductive coupling method is a technology for wirelessly transmitting power by using a primary coil and a secondary coil, and the electric power is induced by inducing current to the other coil through a magnetic field that is changed in one coil by a magnetic induction phenomenon. Say it is being delivered.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력이 전달되는 것을 말한다.
In the wireless power transmission by the resonance coupling method, resonance occurs in the
이하에서는 본 명세서에 개시된 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)에 관한 실시 예들을 구체적으로 설명한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, embodiments of the
도 2A 및 2B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
2A and 2B are block diagrams exemplarily illustrating configurations of the
무선 전력 전송장치Wireless power transmission device
도 2A를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력 전달부(Power Transmission Unit)(110)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(110)는 전력 변환부(Power Conversion Unit)(111) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit)(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 2A, the
상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전달한다. 상기 전력 변환부(111)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 전력 변환부(111)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 변환부(111)는 유도 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)의 2차 코일에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 공진 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.The
또한, 상기 전력 변환부(111)는 전술된 유도 결합 방식과 공진 결합 방식 중 하나 이상의 방법을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.In addition, the
상기 전력 변환부(111)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4 및 도 5를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7 및 도 8을 참조하여 후술된다.Among the components included in the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
On the other hand, the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 전달부(110)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 공급 장치(100)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.
The power
한편, 상기 무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역은 두 가지로 구분될 수 있다. 먼저, 활동 영역(active area)은 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전달하는 무선 전력 신호가 통과하는 영역을 말한다. 다음으로, 감지 영역(semi-active area)은 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 감지할 수 있는 관심 영역을 말한다. 여기서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치(placement)되거나 제거(removal)되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 변환부(111)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나, 별도로 구비된 센서에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 감지 영역에 존재하는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 인하여 상기 무선 전력 신호가 영향을 받아, 상기 전력 변환부(111)의 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출할 수 있다. 다만, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다.
On the other hand, the wireless power signal can reach the area can be divided into two. First, an active area refers to an area through which a wireless power signal passing power to the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)를 식별하는 과정을 수행하거나, 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부를 결정할 수 있다.The power
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 조건에 의하여 또는 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다.
In addition, the power
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다. The power
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.
For example, the power
또한, 상기 전력 제어 메시지를 이용하는 그 밖의 다른 제어 동작으로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선 전력 전달과 관련된 일반적인 제어 동작을 상기 전력 제어 메시지를 기초로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 제어 메시지를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와 관련된 청각적 또는 시각적으로 출력할 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다.In addition, as another control operation using the power control message, the wireless
이와 같은 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 수신하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 수신하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.In order to receive the power control message, the power
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 변환부(111)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(113)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 무선 전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다. In order to receive the power control message, the wireless
그 밖에, 어떤 실시 예에서는 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.In addition, in some embodiments, the power
[In-band two-way communication을 지원 하는 경우][In-band two-way communication support]
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)가 전송하는 데이터는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전력 제어 메시지를 보내도록 요청하는 것일 수 있다.
In addition, in the wireless power transmission environment capable of bi-directional communication according to the embodiments disclosed herein, the power
무선 전력 수신장치Wireless power receiver
도 2B를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치는(200)는 전원 공급부(290)를 포함하도록 구성된다. 상기 전원 공급부(290)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(290)는 전력 수신부(291) 및 전력 수신 제어부(292)를 포함하여 구성될 수 있다.
2B, the
상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.The
상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(291)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.The
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. First, the
예컨대, 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서, 상기 전력 수신부(291)는 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 회로를 포함할 수 있다.For example, as a component according to an inductive coupling method, the
다만, 상기 전력 수신부(291)가 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신하는 경우, 상기 전력 수신부(291)는 하나의 코일을 이용하여 수신하도록 구현되거나, 또는 각 전력 전달 방식에 따라 다르게 형성된 코일을 이용하여 수신하도록 구현될 수 있다.However, when the
상기 전력 수신부(291)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7을 참조하여 후술된다.
Among the components included in the
한편, 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류 회로(rectifier) 및 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.
The
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전원 공급부(290)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.The power
구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.Specifically, the power
이와 갈은 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 통하여 전송하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.In order to transmit the power control message, the power
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 전력 수신부(291)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(293)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는, 전술된 상기 무선 전력 전송장치(100)의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 송신장치(100)의 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 각각의 변복조부(113 및 293)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.In order to transmit the power control message, the
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 변복조부(293)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)과 연결된 변복조부(293)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 변복조부(113)는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.The wireless power signal formed by the
즉, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코드함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다. That is, the power
그 밖에, 어떤 실시 예들에서는 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수도 있다.
In addition, in some embodiments, the power
[In-band two-way communication을 지원 하는 경우][In-band two-way communication support]
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전송되는 데이터는 전력 제어 메시지를 전송할 것을 요청하는 것일 수 있다.
In addition, in the wireless power transmission environment capable of bidirectional communication according to the embodiments disclosed herein, the power
그 밖에, 상기 전원 공급부(290)는 충전부(298) 및 배터리(299)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
상기 전원 공급부(290)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(299)를 충전한 후 상기 배터리(299)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(298)를 제어할 수 있다.
The
이하에서, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치에 대하여 설명된다. 먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치로 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
Hereinafter, a wireless power transmitter and a wireless power receiver applicable to the embodiments disclosed herein will be described. First, a method of transferring power by the wireless power transmitter to the wireless power receiver according to an inductive coupling method will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
유도 결합 방식Inductive coupling
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to an inductive coupling method.
무선 전력 전송장치(100) 의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 무선 전력 수신장치(200) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.When the power transfer of the
이 방식에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil)(1111a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil)(2911a)을 포함하도록 구성된다.According to this scheme, the
먼저 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 상기 전송 코일(1111a)과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전송 코일(1111a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(291)는 상기 수신 코일(2911a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 전원을 공급하도록 제어한다.First, the
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.
The efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method has little influence on the frequency characteristics, but alignment between the
한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선 전력 전송장치(100)는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 무선 전력 수신장치가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 상기 전송 코일(1111a)가 장착될 수 있다. 그 경우, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 장착된 상기 전송 코일(1111a)과 상기 인터페이스 표면의 상부에 위치한 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a) 사이의 수직 공간(vertical spacing)이 작게 형성됨으로써 상기 코일들 간의 거리는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분히 작게 된다.
Meanwhile, the
또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a) 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 지시한다. 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)이거나, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또는 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 무선 전력 수신장치(200) 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.
In addition, an array indicating unit (not shown) indicating a position where the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일을 포함하는 무선 전력 전송장치(100)에 관하여 도 5를 참조하여 후술된다.
Meanwhile, the wireless
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the wireless power receiver of the inductive coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치Inductively coupled wireless power transmitter and wireless power receiver
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다. 도 4A를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명하고, 도 4B를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명한다.
4 is a block diagram illustrating a part of a configuration of a
도 4A를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111a) 및 인버터(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the
상기 전송 코일(1111a)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111a)은 평판 나선형태(Planar Spiral type) 또는 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.As described above, the
상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(1112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(1111a) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(1111a)에서 형성된다.
The
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 위치 결정부(Positioning Unit)(1114)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the
상기 위치 결정부(1114)는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 무선 전력 전송장치(100)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.The
따라서, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전송 코일(1111a)과 및 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 수신 코일(2911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(1111a)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(1111a)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.Therefore, the
이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit)(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.To this end, the
또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.In addition, for this purpose, the power
만약, 상기 전력 변환부(111)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다. 상기 복수의 전송 코일을 포함한 무선 전력 전송장치(100)의 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술된다.
If the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 센싱부(1115)는 상기 전송 코일(1111a)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(1115)는 무선 전력 전송장치(100)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(1111a)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
On the other hand, the
도 4B를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전원 공급부(290)는 수신 코일(Rx 코일)(2911a) 및 정류 회로(2913)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
상기 전송 코일(1111a)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(2911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(2911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(1111a)의 경우와 마찬가지로, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.A current is induced in the
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(2911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, series and parallel capacitors may be connected to the receiving
상기 수신 코일(2911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.The receiving
상기 정류 회로(2913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(2913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.The
그 밖에, 상기 정류 회로(2913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(2913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(2913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 변복조부(293)는 상기 전력 수신부(291)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변복조부(293)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(291)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.The modulation and
한편, 상기 전원 공급부(290)는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 전력 센싱부(2914)는 상기 정류 회로(2913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(292)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전력 제어 메시지를 송신한다.
Meanwhile, the
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치Wireless power transmitter comprising one or more transmitting coils
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.5 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with an inductive coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100) 의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 부분적으로 겹치는 1차 코일들의 배열(an array of partly overlapping primary coils)일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부에 의하여 활동 영역이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. The one or
상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치(200)의 위치가 감지되면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. When the position of the
이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에 구비된 상기 위치 감지부(미도시)에 의하여 상기 인터페이스 표면 상의 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 각각 이용하여 상기 인터페이스 표면 상의 물체로부터 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 전력 제어 메시지 또는 상기 물체의 식별 정보를 나타내는 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신된 결과를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 어느 코일의 위치와 근접한지를 판단함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수도 있다.To this end, the power
한편, 상기 활동 영역은 상기 인터페이스 표면의 일부로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 무선 전력 수신장치(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 전송 코일 또는 하나 이상의 전송 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있다. 따라서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 기초로 활동 영역을 결정하고, 상기 활동 영역에 대응되는 주요 셀의 연결을 수립하여 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)와 상기 주요 셀에 속한 코일들이 유도 결합 관계에 놓일 수 있도록 상기 다중화기(1113)을 제어할 수 있다.On the other hand, the active area is a part of the interface surface, it means a portion that can pass a high-efficiency magnetic field when the
또한, 상기 전력 변환부(111)는 연결된 코일들과 진동 회로(resonant circuit)를 형성하도록 임피던스를 조절하는 임피던스 매칭부(impedance matching unit)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
In addition, the
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 무선 전력 전송장치가 공진 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
Hereinafter, a method of transferring power by a wireless power transmitter in accordance with a resonance coupling method will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
공진 결합 방식Resonant coupling method
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.6 illustrates a concept in which power is wirelessly transferred from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to a resonance coupling method.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.First, the resonance (or resonance) will be briefly described as follows. Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives an external force periodically having the same frequency as its natural frequency, and the amplitude thereof increases sharply. Resonance is a phenomenon occurring in all vibrations, such as mechanical vibration and electrical vibration. Generally, when a force capable of vibrating the vibration system is applied from the outside, if the natural frequency of the vibration system is equal to the frequency of the external force, the vibration becomes larger and the amplitude becomes larger.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터과 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다. In the same principle, when a plurality of vibrating bodies separated within a certain distance oscillate at the same frequency, the plurality of vibrating bodies resonate with each other, and in this case, the resistance between the vibrating bodies decreases. In electrical circuits, inductors and capacitors can be used to create resonant circuits.
무선 전력 전송장치(100)의 전력 전달이 공진 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110)에서 교류 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 공진 현상이 일어나는 경우 상기 무선 전력 수신장치(200) 내에서는 상기 공진 현상에 의하여 전력이 발생된다.When the power transmission of the wireless
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다. The resonance frequency can be determined by, for example, the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 공진 주파수(f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 커패시턴스는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.
Here, the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit. In a circuit for forming a magnetic field using a coil, the inductance may be determined by the number of rotations of the coil, etc., and the capacitance may be determined by the distance, area, etc. between the coils. In order to determine the resonance frequency, a capacitive resonance circuit other than the coil may be configured to be connected.
도 6을 참조하면, 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력이 전송되는 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기장이 형성되는 전송 코일(Tx coil)(1111b) 및 상기 전송 코일(1111b)와 연결되고 특정한 진동 주파수를 결정하기 위한 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 공진 회로(1116)는 용량성 회로(capacitors)를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 상기 특정한 진동 주파수가 결정된다.Referring to FIG. 6, when power is wirelessly transmitted according to a resonance coupling method, the
상기 공진 회로(1116)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 변환부(111)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 전송 코일(1111b)과 병렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.The circuit element of the
또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 공진 회로(2912) 및 수신 코일(Rx coil)(2911b)을 포함한다. 즉, 상기 공진 회로(2912)는 역시 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 공진 회로(2912)는 상기 수신 코일(2911b)의 인덕턴스와 상기 공진 회로(2912)의 커패시턴스를 기초로 결정되는 공진 주파수가 상기 형성된 자기장의 공진 주파수와 동일하도록 구성된다.In addition, the
상기 공진 회로(2912)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 수신부(291)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 수신 코일(2911b)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다. The circuit element of the
상기 무선 전력 전송장치(100)에서의 상기 특정한 진동 주파수는 LTx, CTx를 가지고 상기 수학식 1을 이용하여 획득될 수 있다. 여기서, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 LRX 및 CRX를 상기 수학식 1에 대입한 결과가 상기 특정한 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 무선 전력 수신장치(200)에서는 공진이 일어난다.The specific vibration frequency in the wireless
공진 결합에 의한 무선 전력 전송 방식에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 상기 기기간 에너지 전달이 없게 된다.According to the wireless power transmission method using resonance coupling, when the
따라서, 상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향이 큰 반면, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열 및 거리에 따른 영향은 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 작다.
Therefore, the efficiency of the wireless power transfer by the resonance coupling method has a large influence on the frequency characteristic, while the arrangement between the
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the wireless power receiver of the resonance coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치Resonant Coupling Wireless Power Transmitter
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram exemplarily illustrating a part of the configuration of the
도 7A를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명된다.The configuration of the
상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111b), 인버터(1112) 및 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인버터(1112)는 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)와 연결되도록 구성될 수 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하기 위한 전송 코일(1111a)과 별도로 장착될 수 있으나, 하나의 단일 코일을 이용하여 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식으로 전력을 전달할 수도 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은, 전술된 바와 같이, 전력을 전달하기 위한 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있으며, 이 때 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 진동 주파수가 결정될 수 있다. The
이를 위하여 상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190) 로부터 얻은 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)에 인가된다.To this end, the
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수 값을 변경시키기 위한 주파수 조절부(1117)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수는 수학식 1에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 구성하는 회로내의 인덕턴스 및 커패시턴스를 기초로 결정되므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경되도록 상기 주파수 조절부(1117)를 제어함으로써 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.In addition, the
상기 주파수 조절부(1117)는, 예를 들어, 상기 공진 회로(1116)에 포함된 커패시터 간의 거리를 조절하여 커패시턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 전송 코일(1111b)의 회전 수(number of turns) 또는 직경을 조절하여 인덕턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 커패시턴스 및/또는 인덕턴스를 결정하는 능동 소자들을 포함하도록 구성될 수 있다.The
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 동작에 대해서는 전술된 바와 동일하다.
On the other hand, the
도 7B를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명된다. 상기 전원 공급부(290)는, 전술된 바와 같이, 상기 수신 코일(Rx coil)(2911b) 및 공진 회로(2912)를 포함하도록 구성될 수 있다.A configuration of the
그 외에도, 상기 전원 공급부(290)의 전력 수신부(291)는 공진 현상에 의하여 생성된 교류 전류를 직류로 변환시키는 정류 회로(2913)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 정류 회로(2913)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 전력 수신부(291)는 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(2914)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.
In addition, the
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치Wireless power transmitter comprising one or more transmitting coils
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power in accordance with a resonant coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정되거나, 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정된다.The one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have the same resonant frequency, or some of them may be set to have different resonant frequencies. This is determined by what inductance and / or capacitance the resonant circuits 1116-1 through 1116-n respectively connected with the one or more transmitting coils 1111b-1 through 1111b-n have.
이를 위하여, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
To this end, the
InIn -- bandband communicationcommunication
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.FIG. 9 illustrates a concept of transmitting and receiving a packet between a wireless power transmitter and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transfer according to embodiments of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 변환부(111)는 무선 전력 신호를 형성한다. 상기 무선 전력 신호는 상기 전력 변환부(111)에 포함된 전송 코일(1111)을 통하여 형성된다.Referring to FIG. 9, the
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호(10a)는 전자 기기(200)에 도달하여, 상기 전자 기기(200)에 포함된 전력 수신부(291)를 통하여 수신된다. 상기 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 포함된 수신 코일(2911)을 통하여 수신된다.The
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)와 연결된 상기 변복조부(293)을 제어하여 상기 전자 기기(200)가 상기 무선 전력 신호를 수신하는 중에 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)한다. 상기 수신되는 무선 전력 신호가 변조되는 경우에 상기 무선 전력 신호는 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field) 내에서 폐루프(closed-loop)를 형성하므로The power
상기 무선 전력 전송장치(100)는 변조된 무선 전력 신호(10b)를 감지할 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 감지된 무선 전력 신호를 복조(demodulation)하고, 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 패킷을 디코드할 수 있다.The wireless
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)와 상기 전자 기기(200) 간의 통신에 사용되는 변조 방법은 진폭 변조(Amplitude Modulation)일 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 진폭 변조 방식은 상기 전력 변환부(111)가 형성한 무선 전력 신호(10a)의 진폭을 상기 전자 기기(200) 측의 변복조부(293)가 변경시켜 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 변복조부(293)가 상기 변조된 무선 전력 신호(10b)의 진폭을 검출하는 백스캐터 변조(backscatter modulation) 방식일 수 있다.
Meanwhile, a modulation method used for communication between the
무선 전력 신호의 변조 및 복조Modulation and Demodulation of Wireless Power Signals
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200) 사이에서 송수신되는 패킷의 변조 및 복조에 대하여 설명된다.Hereinafter, modulation and demodulation of a packet transmitted and received between the
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 전력 제어 메시지를 송수신하기 위한 구성을 도시한다. 도 11은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 수행되는 변조 및 복조에서의 신호의 형태를 도시한다.10 illustrates a configuration for transmitting and receiving a power control message in wireless power transmission according to embodiments disclosed herein. 11 illustrates the form of a signal in modulation and demodulation performed in wireless power transfer in accordance with embodiments disclosed herein.
도 10을 참조하면, 상기 전자 기기(200) 측의 상기 전력 수신부(291)를 통하여 수신되는 무선 전력 신호는 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 변조되지 않은 무선 전력 신호(51)이다. 상기 전력 수신부(291) 내의 공진 형성 회로(2912)에 의하여 설정된 공진 주파수에 따라 상기 전자 기기(200) 및 상기 무선 전력 전송장치(100) 사이에 공진 결합이 이루어지고, 상기 수신 코일(2911b)을 통하여 상기 무선 전력 신호(51)가 수신된다.Referring to FIG. 10, the wireless power signal received through the
전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)을 통하여 수신되는 무선 전력 신호(51)를 상기 변복조부(293) 내의 부하 임피던스(Impedance)를 변경시킴으로써 변조한다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 신호(51)를 변조하기 위한 수동 소자(2931) 및 능동 소자(2932)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송하고자 하는 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호(51)를 변조한다. 이때, 상기 패킷은 상기 변복조부(293) 내의 상기 능동 소자(2932)에 입력될 수 있다.The power
그 후, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 송신 제어부(112)는 상기 변조된 무선 전력 신호(52)를 포락선 검출(Envelop Detection) 과정을 통하여 복조하고, 상기 검출된 신호(53)를 디지털 데이터(54)로 디코드한다. 상기 복조 과정은 변조된 무선 전력 신호에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 또는 전압이 HI 상태(HI state) 및 LO 상태(state)로 두 가지 상태로 구분되는 것을 감지하고, 상기 상태들에 따라 구분되는 디지털 데이터를 기초로 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 패킷을 획득하는 것이다.Thereafter, the power
이하에서는, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 복조된 디지털 데이터로부터 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 전력 제어 메시지를 획득하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of acquiring the power control message to be transmitted by the
도 11의 (b)를 참조하면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 포락선 검출된 신호로부터 클럭 신호(CLK)를 이용하여 인코딩된 비트를 검출한다. 상기 검출되는 인코딩된 비트는 상기 전자 기기(200) 측의 변조 과정에서 사용된 비트 인코딩 방법에 따라 인코딩 된 것이다. 어떤 실시 예들에서, 상기 비트 인코딩 방법은 NRZ(non-return to zero)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 비트 인코딩 방법이 2-위상(bi-phase) 인코딩일 수 있다.Referring to FIG. 11B, the power
예컨대, 어떤 실시 예들에서, 상기 검출되는 비트는 차동 2-위상(differential bi-phase; DBP) 인코딩된 것일 수 있다. 상기 DBP 인코딩에 의하면, 상기 전자 기기(200) 측의 전력 수신 제어부(292)는 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.For example, in some embodiments, the detected bits may be differential bi-phase (DBP) encoded. According to the DBP encoding, the power
한편, 상기 전력 송신 제어부(112)는 비트 인코딩 방법에 따라 검출된 비트열로부터 패킷을 구성하는 바이트 포맷(byte format)을 이용하여 바이트 단위의 데이터를 획득할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 검출된 비트열은 도 11의 (c)에 도시된 바와 같은 11 비트 비동기 직렬 포맷(11-bit asynchronous serial format)을 이용하여 전송된 것일 수 있다. 즉, 바이트의 시작을 알리는 시작 비트(start bit)와 종료를 알리는 종료 비트(stop)를 포함하고, 시작 비트와 종료 비트 사이에 데이터 비트들(b0 내지 b7)을 포함할 수 있다. 또한, 데이터의 오류를 검사하기 위한 패러티 비트(parity bit)가 추가될 수 있다. 상기 바이트 단위의 데이터는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 구성한다.
Meanwhile, the power
[in-band two-way communication을 지원하는 경우][When supporting in-band two-way communication]
이상, 도 9에는 상기 무선 전력 전송 장치(100)가 형성한 반송파 신호(carrier signal)(10a)를 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)가 패킷을 송신하는 것에 대하여 도시되었으나, 상기 무선 전력 전송 장치(100)도 위와 유사한 방식으로 상기 무선 전력 수신장치(200)에 데이터를 전송할 수 있다.In FIG. 9, although the
즉, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 제어하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 보낼 데이터가 상기 반송파 신호(10a)에 실리도록 변조할 수 있다. 이와 같은 경우 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 변조된 상기 반송파 신호(10a)로부터 데이터를 획득할 수 있도록 상기 변복조부(293)를 제어하여 복조를 수행할 수 있다.
That is, the power
패킷 포맷Packet format
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 신호를 이용한 통신에서 사용되는 패킷의 구조가 설명된다.Hereinafter, a structure of a packet used in communication using a wireless power signal according to the embodiments disclosed herein will be described.
도 12는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.12 illustrates a packet including a power control message used in a wireless power transfer method according to embodiments disclosed herein.
도 12의 (a)를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200)는 전송하고자 하는 데이터를 명령 패킷(command_packet)(510)의 형태로 송수신할 수 있다. 상기 명령 패킷(510)은 헤더(511) 및 메시지(512)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 12A, the
상기 헤더(511)는 상기 메시지(512)에 포함되는 데이터의 종류를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 상기 데이터의 종류를 지시하는 필드가 나타내는 값을 기초로 상기 메시지의 크기 및 그 종류가 결정될 수 있다. The
또한, 상기 헤더(511)는 상기 패킷의 발신자를 식별할 수 있는 주소 필드를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 주소 필드는 상기 전자 기기(200)의 식별자 또는 상기 전자 기기(200)가 속한 그룹의 식별자를 나타낼 수 있다. 상기 전자 기기(200)가 상기 패킷(510)을 전송하고자 하는 경우에, 상기 전자 기기(200)는 상기 패킷(510)의 상기 주소 필드가 자신의 식별 정보를 나타내도록 상기 패킷(510)을 생성할 수 있다.In addition, the
상기 메시지(512)는 상기 패킷(510)의 발신자가 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 상기 메시지(512)에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있다.The
한편, 어떤 실시 예에 있어서, 상기 명령 패킷(510)은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 상기 명령 패킷(510)에 포함된 상기 헤더(511)는 일정한 크기로 표현될 수 있다. 예컨대, 상기 헤더(511)는 두 바이트의 크기일 수 있다.Meanwhile, in some embodiments, the
상기 헤더(511)는 수신 주소 필드를 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 수신 주소 필드는 6 비트의 크기일 수 있다.The
상기 헤더(511)는 OCF(Operation command field) 또는 OGF(Operation group field)를 포함하도록 구성될 수 있다. OGF는 상기 전자 기기(200)를 위한 커맨드의 그룹별로 부여되는 값이며, OCF는 상기 전자 기기(200)가 포함된 각 그룹 내에 존재하는 커맨드 별로 부여되는 값이다.The
상기 메시지(512)는 파라미터의 길이(length) 필드(5121)와 파라미터의 값(value) 필드(5122)로 구분하여 표현될 수 있다. 즉, 상기 패킷(510)의 발신자는 상기 메시지를 상기 전송하고자 하는 데이터를 표현하기 위해 필요한 하나 이상의 파라미터의 길이-값 쌍(5121a-5122a 등)의 형태로 구성할 수 있다.The
도 12의 (c)를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200)는 상기 명령 패킷(510)에 전송을 위한 프리앰블(520) 및 체크섬(530)을 부가한 패킷의 형태로 상기 데이터를 송수신 할 수 있다.Referring to FIG. 12C, the
상기 프리앰블(520)은 상기 무선 전력 전송장치(100)가 수신되는 데이터와 동기화를 수행하고 상기 명령 패킷(510)의 시작 비트를 정확히 검출하기 위해 사용된다. 상기 프리앰블(520)은 동일한 비트가 반복되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 프리앰블(520)은 상기 DBP 인코딩에 따른 데이터 비트 1이 11번 내지 25번 반복되도록 구성될 수 있다.The
상기 체크섬(530)은 전력 제어 메시지가 전송되는 도중에 상기 명령 패킷(510)에 발생할 수 있는 오류를 감지하기 위하여 사용된다.
The
동작 상태(Operational state ( PhasesPhases ))
이하에서, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태들에 대하여 설명된다.Hereinafter, operation states of the
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태들을 도시한다. 또한, 도 14 내지 도 18은 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.FIG. 13 illustrates operating states of the
도 13을 참조하면, 무선 전력 전송을 위한 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태는 선택 상태(Selection Phase) (610), 검출 상태(Ping Phase)(620), 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase)(630), 그리고 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)(640)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 13, an operation state of the
상기 선택 상태(610)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 물체(object)들이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 검출 상태(620)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 감지된 물체로 검출 신호를 보내고, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 검출 신호에 대한 응답을 보낸다.In the
또한, 상기 식별 및 설정 상태(630)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 이전 상태들을 통하여 선택된 무선 전력 수신장치(200)를 식별하고 전력 전달을 위한 설정 정보를 획득한다. 상기 전력 전송 상태(640)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가, 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 수신한 제어 메시지에 대응하여 전송하는 전력을 조절하면서, 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다.In addition, in the identification and setting state 630, the
이하에서는, 상기 각 동작 상태를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the respective operation states will be described in detail.
1) 선택 상태 (1) Selection status ( SelectionSelection PhasePhase ))
상기 선택 상태(610)에 있는 무선 전력 전송장치(100)는 감지 영역 내에 존재하는 무선 전력 수신장치(200)를 선택하기 위하여 검출 과정을 수행한다. 상기 감지 영역은, 전술된 바와 같이, 해당 영역 내의 물체가 상기 전력 변환부(111)의 전력의 특성에 영향을 미칠 수 있는 영역을 말한다. 상기 검출 상태(620)와 비교하여, 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 수신장치(200)의 선택을 위한 검출 과정은 전력 제어 메시지를 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 응답을 수신하는 방식 대신에, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 변환부에서 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력량이 변화하는 것을 감지하여 일정 범위 내에 물체가 존재하는지 확인하는 과정이다. 상기 선택 상태(610)에서의 검출 과정은 후술될 검출 상태(620)에서 디지털 형식의 패킷을 이용하지 아니하고 무선 전력 신호를 이용하여 물체를 검출하는 점에서 아날로그 검출 과정(analog ping)으로 불릴 수 있다.The
상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 물체가 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 있는 물체들 중에서 무선으로 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치(200)와 그 밖의 물체들(예를 들어, 열쇠, 동전 등)을 구분할 수 있다.The wireless
전술된 바와 같이, 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력을 전송할 수 있는 거리가 다르므로 상기 선택 상태(610)에서 물체가 검출되는 감지 영역은 서로 다를 수 있다.As described above, since the distance over which the electric power can be transmitted wirelessly differs according to the inductive coupling method and the resonant coupling method, the sensing area where the object is detected in the selected
먼저, 유도 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 물체들의 배치 및 제거를 감지하기 위하여 인터페이스 표면(미도시)을 모니터링할 수 있다.First, when power is transmitted according to an inductive coupling method, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성된 무선 전력 전송장치(100)는 상기 선택 상태(610)에서 상기 검출 상태(620)로 진입하고, 상기 검출 상태(620)에서 각각의 코일을 이용하여 상기 물체로부터 검출 신호에 대한 응답이 전송되는지 여부를 확인하거나 또는 그 후 상기 식별 상태(630)로 진입하여 상기 물체로부터 식별 정보가 전송되는지 여부를 확인하는 방법을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 이와 같은 과정을 통하여 획득한 상기 감지된 무선 전력 수신장치(200)의 위치에 기초하여 무선 전력 전송에 사용될 코일을 결정할 수 있다.In addition, the
또한, 공진 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내의 물체로 인한 상기 전력 변환부의 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상이 변경되는 것을 감지함으로 써 상기 물체를 검출할 수 있다.In addition, when power is transmitted according to the resonance coupling method, the
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따른 검출 방법 중 적어도 하나의 방법에 의하여 물체를 검출할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각 전력 전송 방식에 따른 물체 검출 과정을 수행하고, 이후에 다른 상태들(620, 630, 640)로 진행하기 위하여 무선 전력 전달을 위한 결합 방식 중에서 상기 물체를 검출한 방식을 선택할 수 있다.Meanwhile, the wireless
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 물체를 검출하기 위하여 형성하는 무선 전력 신호와 이후 상태들(620, 630, 640)에서의 디지털 검출, 식별, 설정 및 전력 전송을 위하여 형성하는 무선 전력 신호는 그 주파수, 세기 등의 특성이 다를 수 있다. 이는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 선택 상태(610)는 물체를 검출하기 위한 대기 상태(idle phase)에 해당하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 대기 중의 소비 전력을 줄이거나, 또는 효율적인 물체 검출을 위하여 특화된 신호를 생성시킬 수 있도록 하기 위함이다.
Meanwhile, the
2) 검출 상태 (2) Detection status ( PingPing PhasePhase ) )
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력 제어 메시지를 통해 상기 감지 영역 내에 존재하는 무선 전력 수신장치(200)를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 신호의 특성 등을 이용한 무선 전력 수신장치(200)의 검출 과정과 비교하여, 상기 검출 상태(620)에서의 검출 과정은 디지털 검출 과정(digital ping)이라 불릴 수 있다.The
상기 검출 상태(620)에서 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 검출하기 위한 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 무선 전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하고, 상기 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 디지털 데이터 형태의 전력 제어 메시지를 획득한다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 수신함으로써 전력 전송의 대상이 되는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 인지 할 수 있다.In the
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 디지털 검출 과정을 수행하기 위하여 형성하는 검출 신호는 특정 동작 포인트(operating point)의 전력 신호를 일정한 시간 동안 인가함으로써 형성되는 무선 전력 신호일 수 있다. 상기 동작 포인트는 전송 코일(Tx coil)에 인가되는 전압의 주파수, 듀티 사이클(duty cycle) 및 진폭을 의미할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 인가함으로써 생성된 상기 검출 신호를 일정한 시간 동안 생성하고, 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 것을 시도할 수 있다.The detection signal formed by the wireless
한편, 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 수신한 무선 전력 신호의 강도(strength)를 나타내는 메시지일 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 도 14에 도시된 바와 같은 상기 검출 신호에 대한 응답으로서 수신된 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지가 포함된 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet)( 5100)을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5100)은 신호 강도를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5120) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)가 수신한 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지(5130)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5130) 내의 전력 신호의 강도는 상기 무선 전력 전송장치(100)와 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 전력 전송을 위한 유도 결합 또는 공진 결합의 정도(degree of coupling)를 나타내는 값일 수 있다.On the other hand, the power control message corresponding to the response to the detection signal may be a message indicating the strength (strength) of the wireless power signal received by the
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답 메시지를 수신하여 상기 무선 전력 수신장치(200)를 발견한 후에, 상기 디지털 검출 과정을 연장하여 식별 및 검출 상태(630)로 진입할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 발견한 후에 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 유지하여 상기 식별 및 검출 상태(630)에서 필요한 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.After receiving the response message to the detection signal, the
다만, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치(200)를 발견하지 못한 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 동작 상태는 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.
However, when the
3) 식별 및 설정 상태 (3) identification and setting status ( IdentificationIdentification andand ConfigurationConfiguration PhasePhase ))
상기 식별 및 설정 상태(630)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전송하는 식별 정보 및/또는 설정 정보를 수신하여 전력 전달이 효율적으로 이루어지도록 제어할 수 있다.The
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선 전력 수신장치(200)는 자신의 식별 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는, 예컨대, 도 15A에 도시된 바와 같은 무선 전력 수신장치(200)의 식별 정보를 나타내는 메시지가 포함된 식별 패킷(Identification Packet)(5200) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5200)은 식별 정보를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5220) 및 상기 무선 전력 수신장치의 식별 정보를 포함하는 메시지(5230)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5230)는 무선 전력 전송을 위한 규약의 버전을 나타내는 정보(2531 및 5232), 상기 무선 전력 수신장치(200)의 제조 업체를 식별하는 정보(5233), 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234) 및 기본 장치 식별자(5235)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234)에 확장 장치 식별자가 존재하는 것으로 표시되는 경우, 도 15B에 도시된 바와 같은 확장 장치 식별자를 포함한 확장 식별 패킷(Extended Identification Packet)(5300) 이 별도로 전송될 수 있다. 상기 패킷(5300)은 확장 장치 식별자를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5320) 및 확장 장치 식별자를 포함하는 메시지(5330)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 확장 장치 식별자가 사용되는 경우에, 상기 무선 전력 수신장치(200)를 식별하기 위하여 상기 제조 업체의 식별 정보(5233), 상기 기본 장치 식별자(5235) 및 상기 확장 장치 식별자(5330)에 기초한 정보가 사용될 수 있다.In the identification and setting state 630, the
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선 전력 수신장치(200)는 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는, 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같은 설정 패킷(Configuration Packet)(5400) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷은 설정 패킷임을 알리는 헤더(5420) 및 상기 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 메시지(5430)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5430)는 전력 클래스(5431), 예상 최대 전력에 대한 정보(5432), 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자(5433), 선택적인 설정 패킷들의 수(5434)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 지시자(5433)는 무선 전력 전송을 위한 규약에 명시된 대로 상기 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류가 결정될 것인지 여부를 나타내는 것일 수 있다.In the identification and setting state 630, the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 상기 무선 전력 수신장치(200)와 전력 충전에 사용되는 전력 전달 규약(power transfer contract)을 생성할 수 있다. 상기 전력 전달 규약은 상기 전력 전달 상태(640)에서의 전력 전달 특성을 결정하는 파라미터들의 한정 사항들(limits)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 상태(640)로 진입하기 전에 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료하고, 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다. 예컨대, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 수신할 수 있는 다른 무선 전력 수신장치를 찾기 위하여 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료할 수 있다.
The
4) 전력 전송 상태 (4) power transmission status ( PowerPower TransferTransfer PhasePhase ))
상기 전력 전송 상태(640)에서의 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다. The
상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력을 전송하는 도중에 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신한 전력 제어 메시지에 대응하여 상기 전송 코일에 인가되는 전력의 특성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 코일의 전력 특성을 조절하기 위해 사용되는 전력 제어 메시지는 도 17에 도시된 바와 같은 제어 오류 패킷(Control Error Packet)( 5500)에 포함될 수 있다. 상기 패킷(5500)은 제어 오류 패킷임을 알리는 헤더(5520)와 제어 오류 값을 포함하는 메시지(5530)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 전송 코일에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 즉, 상기 전송 코일에 인가되는 전류는 상기 제어 오류 값이 0인 경우에 유지되고, 음수(negative value)인 경우에 감소되고, 양수(positive value)인 경우에 증가하도록 조절될 수 있다.The
상기 전력 전송 상태(640)에서 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 생성된 전력 전달 규약(power transfer contract) 내의 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 파라미터들을 모니터링한 결과, 상기 무선 전력 수신장치(200)와의 전력 전송이 상기 전력 전달 규약 내에 포함되어 있는 한정 사항들을 위반하게 되는 경우에는 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송을 취소하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.In the
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전달된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 전송 상태(640)를 종료할 수 있다. The
예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전달된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 도중에 상기 배터리의 충전이 완료된 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)로 무선 전력 전송을 중지할 것을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송의 중지를 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다.For example, when the charging of the battery is completed while charging the battery using the transferred power, the
또 다른 예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 이미 생성된 전력 전달 규약을 갱신하기 위하여 재협상(renegotiation) 또는 재설정(reconfigure)을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치(200)는 현재 전송되는 전력량보다 많거나 적은 양의 전력이 필요한 경우에 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 식별 및 설정 상태(630)로 되돌아 갈 수 있다.For another example, the
이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전송하는 메시지는, 예컨대, 도 18에 도시된 바와 같은 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)(5600)일 수 있다. 상기 패킷(5600)은 전력 전송 중단 패킷임을 알리는 헤더(5620) 및 중단의 이유를 나타내는 전력 전송 중단 코드를 포함하는 메시지(5630)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 전송 중단 코드는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 오류(Battery Failure), 재설정(Reconfigure), 무응답(No Response), 알려지지 않은 오류(Unknown) 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
To this end, the message transmitted by the
다수의 전자 기기의 통신 방법Communication method of many electronic devices
이하, 하나의 무선 전력 송신장치로부터 하나 이상의 전자 기기들이 무선 전력 신호를 이용하여 통신을 수행하는 방법이 설명된다.Hereinafter, a method in which one or more electronic devices communicate from one wireless power transmitter using a wireless power signal will be described.
도 19는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.19 is a conceptual diagram illustrating a method of transmitting power to one or more wireless power receivers by a wireless power transmitter.
상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200, 200')들을 위하여 전력을 전송할 수 있다. 도 19에는 두 개의 전자 기기들(200, 200')이 도시되어 있으나, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 방법은 도시된 전자 기기들의 숫자로 제한되지 아니한다. The
상기 무선 전력 전송장치(100)의 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 활동 영역 및 감지 영역은 차이가 있다. 따라서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 공진 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부, 또는 유도 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과에 따라 각 무선 전력 전달 방식을 지원 하는 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 각 무선 전력 수신장치에 대하여 전력 전달 방식을 변경할 수 있다.There is a difference between the active area and the detection area according to the wireless power transfer method of the
본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 전송에서는, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 동일한 무선 전력 전달 방식으로 하나 이상의 전자 기기들(200, 200')을 위하여 전력을 전송하는 경우에 상기 전자 기기들(200, 200')이 서로간 충돌 없이 상기 무선 전력 신호를 통하여 통신을 수행할 수 있다. In the wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein, when the
도 19에 도시된 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)에 의하여 형성된 무선 전력 신호(10a)는 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)에 도달한다. 상기 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)는 상기 형성된 무선 전력 신호를 이용하여 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다.As shown in FIG. 19, the
상기 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)는 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신장치로 동작한다. 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 상기 전력 수신장치는 상기 형성된 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신부(291', 291); 상기 수신된 무선 전력 신호에 대하여 변조 및 복조를 수행하는 변복조부(293', 293); 및 전력 수신장치의 각 구성요소들을 제어하는 제어부(292', 292)를 포함하도록 구성될 수 있다.
The first
나아가, 본 발명에서는 다중 통신 규약을 사용하는 무선충전 시스템(또는 무선 전력 송수신장치)에서 통신규약 선택방법과, 무선 충전 시스템에서 유도 방식과 공진 방식의 호환이 가능한 송신장치의 구조와, 유도 방식과 공진 방식의 호환이 가능한 송신장치에서의 통신 방법을 제시한다. 이하, 이에 대하여 보다 상세히 설명한다.Furthermore, in the present invention, a method of selecting a communication protocol in a wireless charging system (or a wireless power transmission / reception device) using multiple communication protocols, a structure of a transmission device compatible with an inductive method and a resonant method in a wireless charging system, A communication method in a transmission apparatus compatible with a resonance method is proposed. This will be described in more detail below.
나아가, 본 발명에서는 WPC에서 진행 중인 "Wireless Power Transfer Volume II: Medium Power Part1: Interface Definition" 중에 Chapter 3.2.2 Power Transmitter design MP-A2의 로우파워(Low power)용 수신기와의 호환성을 보장하기 위한 방법을 제시한다. 보다 구제적으로, 1st control error 수신 이후 bridge 회로의 driving 방법을 변환하여 미들파워(medium power, ~15W) 송신 system을 5W 수신 system에 호환해서 사용할 수 있게 하는 방법을 제시한다. 이하, 이에 대하여 보다 상세히 설명한다.
Furthermore, in the present invention, in order to ensure compatibility with the low power receiver of Chapter 3.2.2 Power Transmitter design MP-A2 during the "Wireless Power Transfer Volume II: Medium Power Part1: Interface Definition" in progress in WPC, Give a way. More specifically, a method of converting a driving method of a bridge circuit after receiving a 1st control error to convert a medium power (~ 15W) transmission system into a 5W reception system can be used. This will be described in more detail below.
무선 전력 수신장치의 전력 정보에 따른 무선 전력 송신장치의 Wireless power transmitter according to the power information of the wireless power receiver
모드mode
전환방법( How to switch
TheThe
methodmethod
ofof
convertingconverting
modemode
ofof
wirelesswireless
powerpower
transmittertransmitter
accordingaccording
toto
the the
powerpower
informationinformation
ofof
wirelesswireless
powerpower
receiverreceiver
}}
이하, 도 20 내지 도 32를 참조하여, WPC의 Wireless Power Specification Part1 System Description 중에 chapter 5 System Control의 Identification & configuration phase 와 Power transfer phase 사이에 새로운 phase를 추가하여 미들파워(~15W) 시스템을 로우파워(5W) 시스템에 확장해서 사용할 수 있는 기술을 제시한다.
Hereinafter, referring to FIGS. 20 to 32, a new phase is added between the identification & configuration phase of the Chapter 5 System Control and the power transfer phase in the Wireless
먼저, 도 20 내지 도 23을 참조하여, 미들파워를 사용하는 무선 전력 송수신장치에서 통신규약 방법에 대하여 설명한다. First, a communication protocol method in a wireless power transceiver using middle power will be described with reference to FIGS. 20 to 23.
도 20은 WPC 통신 흐름을 나타내는 개념도이고, 도 21은 본 발명의 일실시예에 따라는 방법에서의 통신 흐름도이고, 도 22는 수신기 식별 패킷의 구성도이며, 도 23은 본 발명에서 제안하는 통신 흐름을 나타내는 플로우 챠트이다.20 is a conceptual diagram illustrating a WPC communication flow, FIG. 21 is a communication flowchart in a method according to an embodiment of the present invention, FIG. 22 is a block diagram of a receiver identification packet, and FIG. 23 is a communication proposed in the present invention. Flow chart showing the flow.
미들파워급 무선 전력 송신장치의 하드웨어는 풀 브리지 형태로 구성되어 있다. 기존 보다 높은 전력을 송신하기 위해 풀 브리지 형태로 구성을 하게 되는데 이때 기존의 5W 급 수신장치에 전력 전송을 풀 브리지 형태로 하게 되면 전압과 전류가 크게 유기되면서 수신장치가 고장이 나는 원인이 된다.The hardware of the middle power wireless power transmitter is configured in a full bridge form. In order to transmit higher power than before, it is configured as a full bridge type. At this time, if the power transmission to the existing 5W class receiver is full bridge type, voltage and current are largely induced, causing the receiver to fail.
따라서 미들파워급 무선 전력 송신장치로 5W 수신장치에도 안정적인 전력을 전달하기 위한 방안이 필요하다. Therefore, a method for delivering stable power to a 5W receiver as a middle power wireless power transmitter is needed.
미들파워의 송신장치(TX)가 있을 때 미들파워의 수신장치(RX)에서 전력전송이 안정적으로 되는 것은 당연하며, 추가적으로 기존의 로우파워 수신 시스템에 대해서도 상호 호환이 가능할 필요가 있다. 이를 위하여, 본원발명에서 TX는 RX로부터 수집된 버전(version) 정보를 통해서 로우파워 수신시스템과 미들파워 수신시스템에 각각 안정적이며 적합한 LC 구동 모드 (half-bridge과 full-bridge) 전환을 하게 된다.When there is a middle power transmitter TX, the power transmission is stable in the middle power receiver RX. In addition, it is necessary to be compatible with the existing low power receiver system. To this end, in the present invention, the TX is to switch between the LC drive mode (half-bridge and full-bridge) stable and suitable for the low power receiving system and the middle power receiving system through the version (version) information collected from the RX.
도시에 의하면, 기존의 WCP 통신 흐름도에서 수신기 인식 이후 1st control error 수신 시점에, RX로부터 수집된 Identification packet의 버전 정보를 판단하여 LC 구동 모드 전환하는 과정이 추가될 수 있다.According to the figure, a process of switching the LC driving mode by determining the version information of the identification packet collected from the RX at the time of receiving the 1st control error after the receiver recognition in the conventional WCP communication flowchart may be added.
보다 구체적인 예로서, 본 발명의 무선 전력 전송장치는 풀 브리지 및 하프 브리지의 인버터 토폴리지(inverter topology)를 이용하도록 이루어진다. 즉, 무선 전력 전송장치는 풀 브리지 및 하프 브리지가 스위칭되는 전력전달부를 구비한다.As a more specific example, the wireless power transmitter of the present invention is adapted to use an inverter topology of full and half bridges. That is, the wireless power transmission apparatus has a power transfer unit in which the full bridge and the half bridge are switched.
본 발명의 무선 전력 전송방법은 먼저, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하며, 상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보낸다. 이러한 과정에 대하여는 전술한 내용으로 상세한 내용을 갈음한다.The wireless power transmission method of the present invention first detects whether a wireless power receiver exists within a range capable of transmitting power wirelessly, and sends a detection signal to the wireless power receiver. This process is replaced with the details described above.
다음은 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신(S120)하며, 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신(S130)한다. 이러한 정보수집의 전단계로서 하프 브리지 구동이 수행될 수 있다(S110). 이 경우에, 기존의 WCP 통신 흐름도에서 수신기 인식 이후 1st control error 수신 시점에, RX로부터 수집된 식별 패킷(Identification packet)의 버전 정보를 판단하여 LC 구동 모드 전환하는 과정이 추가될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 버전 정보 대신에 최대 파워 정보를 수집하여 로우파워 수신장치인지 미들파워 수신장치인지를 판단할 수도 있다.Next, at least one of identification information and setting information transmitted by the wireless power receiver is received (S120), and a control error packet (Control Error Packet) transmitted by the wireless power receiver is received (S130). Half-bridge driving may be performed as a previous step of collecting such information (S110). In this case, the process of switching to the LC driving mode by determining the version information of the identification packet collected from the RX at the time of receiving the 1st control error after the receiver recognition in the conventional WCP communication flowchart may be added. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and for example, the maximum power information may be collected instead of the version information to determine whether the low power receiver or the middle power receiver.
마지막으로, 무선 전력 전송방법은 구동 주파수(Operating Frequency), 듀티 사이클(duty cycle) 또는 파워 시그널 위상(phase of the Power Signal)의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어한다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주는 것에 근거하여, 송신장치의 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동(S140)하게 된다.Finally, the wireless power transfer method applies a combination of operating frequency, duty cycle, or power signal phase of the power signal to a full bridge or half bridge to determine the amount of power to be transmitted. To control. That is, the wireless power transmitter drives the power transmission unit as one of a full bridge and a half bridge based on whether the wireless power receiver corresponds to middle power or low power (S140). .
예를 들어, 미들파워를 가지는 negotiation phase을 통하여, 미들파워 수신장치로부터 1st control error를 수신한 후에, 인버터 토폴리지는 하프 브리지에서 풀 브리지로 전환될 수 있다.For example, after receiving a 1st control error from the middle power receiver through a negotiation phase with middle power, the inverter topology can be switched from half bridge to full bridge.
이 경우에, 초기 구동을 하프 브리지에서 풀 브리지로 전환 할 것인지, 풀 브리지에서 하프 브리지로 전환 할 것인지에 따라 수신 장치 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 왜냐하면 인식 시 사용한 LC구동방식 및 주파수가 구동방식만을 전환함으로써 수신장치 측의 정류단 전압이 2배 혹은 ½배로 갑작스럽게 변화할 수 있기 때문이다.In this case, a problem may arise in receiving device stability depending on whether the initial driving is switched from half bridge to full bridge or full bridge to half bridge. This is because the rectifier stage voltage on the receiver side can be changed by 2 times or ½ times by switching only the driving method and frequency used in the recognition.
이에 대한 해결방법으로, 상기 인버터 토폴리지(inverter topology)는 미들파워의 무선 전력 수신장치로부터 첫번째 제어 오류 패킷을 수신한 후에 하프 브리지에서 풀 브리지로 변환된다. 상기 첫번째 제어 오류 패킷을 수신할 때에 상기 무선 전력 수신장치로부터 수집된 식별 패킷의 버전 정보를 이용하여 상기 전송될 전력의 크기를 선택할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 예시에서는 하프 브리지에 gain이 높은 주파수에서 초기 구동을 하고, 수신장치가 미들파워라는 것을 확인하고, 1st control error를 수신한 후 풀 브리지로 전환 시에 gain이 낮은 주파수로 shift함으로써 2차 측 과도 전압 인가를 막게 된다.As a solution to this, the inverter topology is converted from half bridge to full bridge after receiving the first control error packet from the middle power wireless power receiver. When receiving the first control error packet, the size of the power to be transmitted may be selected using the version information of the identification packet collected from the wireless power receiver. More specifically, in this example, the initial driving is performed at a high gain frequency at the half bridge, the receiving apparatus confirms that the middle power, and after receiving the 1st control error, shifts to the low gain frequency when switching to the full bridge. This prevents the application of the transient voltage on the secondary side.
이러한 예로서, 송신장치는 시작 LC 구동을 수신부 전달 전력이 높은 주파수에서 하프 브리지로 구동하고, 수신장치가 인식되면 수신장치의 버전정보를 수집한다. 이 때에, 수신장치는 자신의 버전정보를 식별 패킷(도 22 참조)을 통해 송신장치에 전달하게 된다. Identification phase에서 송신장치가 상기 수신장치의 버전정보를 수신하게 된다.As an example, the transmitter drives the starting LC drive as a half bridge at a frequency where the receiver transmission power is high, and collects version information of the receiver when the receiver is recognized. At this time, the receiving device transmits its version information to the transmitting device through an identification packet (see Fig. 22). In the identification phase, the transmitter receives version information of the receiver.
무선 전력 전송장치의 전력전달부는 하프 브리지에 해당하는 전압을 초기 전압으로 이용하며, 따라서 하프 브리지의 초기 전압은 12V가 될 수 있다. 또한 초기 주파수는 135 내지 145khz로 설정(듀티 사이클 50%)될 수 있다. 보다 구체적으로, 기존의 로우파워 수신장치의 테스트에 통과하기 위하여 수신장치 인식시(digital ping) 주파수를 140khz로 설정할 수 있다. The power transfer unit of the wireless power transmitter uses a voltage corresponding to the half bridge as an initial voltage, and thus the initial voltage of the half bridge may be 12V. The initial frequency can also be set to 135 to 145 kHz (duty cycle 50%). More specifically, in order to pass the test of the existing low power receiver, the frequency of digital receiver ping may be set to 140 kHz.
다음으로, 수신장치의 버전 정보가 2.0이상일 경우 LC 구동을 하프 브리지에서 풀 브리지로 전환을 하고 아닌 경우 하프 브리지의 구동을 유지한다. 즉, 수신장치의 버전정보를 확인하여 2.0 이상인 경우, 송신장치에서 풀 브리지로 스위칭하여 전력을 전송하게 된다. 상기 하프 브리지에서 상기 풀 브리지로 전환되면, 상기 구동 주파수는 시프트될 수 있다(S150).Next, when the version information of the receiver is 2.0 or more, the LC driving is switched from the half bridge to the full bridge, and when the version information of the receiving device is not 2.0, the driving of the half bridge is maintained. That is, when the version information of the receiving device is 2.0 or more, the transmitting device switches power to the full bridge. When switching from the half bridge to the full bridge, the driving frequency may be shifted (S150).
이와 같이, 상기 무선 전력 전송장치는 하프 브리지에서 LC 구동을 시작하며, 상기 버전 정보를 이용하여 풀 브리지로의 전환 여부를 결정하게 된다.As such, the wireless power transmitter starts driving the LC in the half bridge and determines whether to switch to the full bridge using the version information.
하프 브리지에서 풀 브리지로 전환할 때, TX는 RX에 정류단에 손상을 가하지 않는 범위에서 시작 주파수를 정한다. 사용 예로 같은 주파수로 구동방식만 바꿀 경우, gain값이 2배가 되기 때문에 RX가 2배 이내가 필요하다면 TX의 시작주파수는 140khz 이상으로 설정될 수 있다. 즉, 풀 브리지에서 구동 주파수는 140kHz 이상이 될 수 있다.When switching from half bridge to full bridge, TX sets the starting frequency in a range that does not damage the rectifier stage in RX. For example, if only the driving method is changed to the same frequency, the gain value is doubled, so if RX is less than two times, the start frequency of TX can be set to 140khz or more. That is, the driving frequency in the full bridge can be more than 140kHz.
도 24 및 도 25는 미들파워의 사용예를 나타내는 개념도들이며, 도 26 및 도 27은 각각 풀 브리지와 하프 브리지로 구동하는 회로를 나타내는 구성도이다.24 and 25 are conceptual diagrams illustrating an example of using middle power, and FIGS. 26 and 27 are diagrams illustrating circuits driven by full and half bridges, respectively.
도 24에 의하면, 듀티 사이클을 40%로 한 경우와 위상 시프트를 80% 한 경우 각각에서, 출력 전력이 풀 브리지에 해당됨을 알 수 있게 된다. 따라서, 도 25와 같이 드라이브 1에서만 전압이 부여되는 하프 브리지에서, 드라이브 1 및 2에 각각 전압을 부여하면서 위상 시프트를 하여 풀 브리지로 전환할 수 있다.According to FIG. 24, it can be seen that the output power corresponds to a full bridge in each case where the duty cycle is 40% and the phase shift is 80%. Therefore, in the half bridge in which the voltage is applied only to the
보다 구체적인 수치로서, 구동 주파수 범위는 fop=110 ~ 205kHz이며, 풀 브리지에서 위상 변화 범위는 80~100%가 될 수 있다. 또한, fop=205khz일 때에는 구동 주파수 범위는 50~100%가 될 수 있다. More specifically, the driving frequency range is f op = 110 to 205 kHz, and the phase change range in the full bridge can be 80 to 100%. When f op = 205 kHz, the driving frequency range can be 50 to 100%.
fop=110~205khz일 때에 하프 브리지에서 듀티 사이클 범위는 40~50%가 될 수 있다. 또한, fop=205khz일 때에는 듀티 사이클 범위는 25~50%가 될 수 있다.The duty cycle range in the half bridge at f op = 110 to 205 kHz can be 40 to 50%. Also, when f op = 205 khz, the duty cycle range can be 25 to 50%.
높은 구동 주파수 또는 낮은 위상, 낮은 듀티 사이클은 낮은 전송량을 초래할 수 있다. 따라서, 충분한 전송량을 위하여 구동 주파수는 다음과 같은 레졸류션(resolution)을 가지고 제어될 수 있다.High drive frequency or low phase, low duty cycle can result in low throughput. Therefore, for sufficient transmission amount, the driving frequency can be controlled with the following resolution.
0.07 x fop - 0.5kHz for fop in the 110 to 140kHz range; 0.07 x fop - 0.5 kHz for f op in the 110 to 140 kHz range;
0.006 x fop - 0.4kHz for fop in the 140 to 205kHz range; 0.006 x fop - 0.4 kHz for f op in the 140 to 205 kHz range;
하드웨어적으로, 도 26을 참조하면, 풀 브리지 모드에서는 마이컴 출력단자 PWM2 pulse를 PWM1의 반전 signal 형태 또는 위상 시프트로 생성하여 구동하게 된다. 하프 브리지 모드에서는, 도 27과 같이 마이컴 출력단자 PWM2 pulse를 그라운드 생성하여 구동하게 되며, 이에 따라 도 25의 첫번째 그림과 같이 하프 브리지 출력을 나타낸다. 이러한 하드웨어 구성은 여러가지 형태로 변형될 수 있다.In hardware, referring to FIG. 26, in the full bridge mode, the microcomputer output terminal PWM2 pulse is generated and driven in the form of an inverted signal or phase shift of PWM1. In the half bridge mode, the microcomputer output terminal PWM2 pulse is ground-generated and driven as shown in FIG. 27, and accordingly, the half bridge output is shown as in the first figure of FIG. 25. This hardware configuration can be modified in many forms.
도 28 및 도 29는 각각 풀 브리지와 하프 브리지로 구동하는 회로의 변형예를 나타내는 구성도이다.28 and 29 are diagrams showing modifications of the circuit driven by the full bridge and the half bridge, respectively.
앞선 실시예에서, synchronous gate driver를 사용하였던 것과는 달리, 본 실시예에서는 각각의 스위치에 driver가 연결되며, 풀 브리지 모드에서는 마이컴 출력단자 PWM3,4 pulse를 PWM1,2의 반전 시그널 또는 위상 시프트 형태로 생성하여 구동하고, 하프 브리지 모드에서는 마이컴 출력단자 PWM3 pulse를 PWM1 반전 signal로 구현하고 PWM2는 GND, PWM 4는 High 생성하여 구동하게 된다.In the previous embodiment, unlike in the case of using the synchronous gate driver, in this embodiment, the driver is connected to each switch. In the full bridge mode, the microcomputer output terminal PWM3,4 pulses are converted into the inverted signal or phase shift of PWM1,2. In the half bridge mode, micom output terminal PWM3 pulse is implemented as PWM1 inverted signal, PWM2 generates GND and PWM 4 generates High.
또한, 본 발명은 초기 구동의 전환에 대하여 다른 실시예를 개시한다. 이하, 상기 다른 실시예에 대하여, 도 30 내지 도 32를 참조하여 보다 상세히 설명한다.In addition, the present invention discloses another embodiment for switching the initial drive. Hereinafter, the other embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 30 to 32.
도 30은 본 발명의 다른 예에서 제안하는 통신 흐름을 나타내는 플로우 챠트이며, 도 31 및 도 32는 본 발명의 다른 예에서 미들파워의 사용예를 나타내는 개념도들이다.30 is a flowchart illustrating a communication flow proposed in another example of the present invention, and FIGS. 31 and 32 are conceptual views illustrating an example of using middle power in another example of the present invention.
본 도면들을 참조하면, 본 실시예에서는 기존 WPC 통신 흐름도를 따라 1st control error를 수신할 때까지 gain이 낮은 주파수에서 풀 브리지로 초기 구동(S210)을 하고, 버전정보 수신 및 수집(S220)하여 수신장치가 로우파워라는 것을 확인하고, 1st control error를 수신(S230)한 후 하프 브리지로 전환 시에 gain이 낮은 주파수로 시프트함으로써 2차 측 과도 전압 인가를 막는다.Referring to the drawings, according to the present embodiment, initial driving (S210) is performed at full gain at a low frequency of low gain until receiving 1st control error according to the existing WPC communication flowchart, and version information is received and collected (S220). After confirming that the device is low power, and receives the 1st control error (S230), when switching to the half bridge, the gain is shifted to a low frequency to prevent the application of the transient voltage on the secondary side.
보다 구체적으로, 기존의 로우파워 호환의 수신장치에 대한 테스트에 통과하기 위하여 수신장치 인식시(digital ping) 낮은 주파수가 205khz 이상 요구될 때, 풀 브리지 구동신호(driving signal)을 위상 시프트(phase shift)하거나, 듀티 비율(duty ratio)로 조절할 수 있다. 예를 들어 초기 구동 주파수는 풀 브리지 205khz, 듀티 40% 로 구동한다.More specifically, when a digital ping low frequency of 205 kHz or more is required to pass a test for an existing low power compatible receiver, a phase shift of the full bridge driving signal is performed. ) Or the duty ratio. For example, the initial drive frequency is driven at 205khz full-duty, 40% duty.
이 경우에 수신장치의 버전정보가 2.0 미만인 경우 LC 구동을 풀 브리지에서 하프 브리지로 전환(S240)을 하고 아닌 경우 풀 브리지의 구동을 유지한다. 풀 브리지에서 하프 브리지로 전환할 때, 수신 측에 전달되는 전력의 크기가 낮아져 문제가 되는 경우 이를 보상하기 위해서 구동 주파수를 변경(S250)할 수 있다. 사용 예로 Tx coil MPA2의 경우 풀 브리지 205khz, 듀티 40% 로 구동하다가 버전이 2.0 미만이면 하프 브리지 140khz로 주파수를 시프트 한다.In this case, when the version information of the receiving device is less than 2.0, the LC driving is switched from the full bridge to the half bridge (S240), and when it is not, the driving of the full bridge is maintained. When switching from a full bridge to a half bridge, the driving frequency may be changed (S250) to compensate for the problem when the amount of power delivered to the receiving side becomes low. As an example, the Tx coil MPA2 is driven at 205khz full bridge and 40% duty, but shifts to half-bridge 140khz when the version is less than 2.0.
이와 같이, 수신장치는 식별 패킷을 통해 자신의 버전 정보를 송신기에 전달하게 되고 송신기는 1st control error 수신될 때까지 기존 LC구동방법을 유지하고, 수신장치의 버전 정보에 따라 수신장치가 로우파워인가 미들파워인가를 판단하고 그에 해당되는 LC 구동 방법 전환 및 및 주파수 시프트를 함으로서 수신장치에 큰 전압이 인가되는 위험도가 제거될 수 있다.As such, the receiver transmits its version information to the transmitter through an identification packet, and the transmitter maintains the existing LC driving method until a 1st control error is received, and is the receiver low power according to the version information of the receiver? The risk of applying a large voltage to the receiving device can be eliminated by determining whether the middle power is applied, switching the LC driving method and frequency shift corresponding thereto.
이상 개시된 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치의 구성은 무선 충전기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 도킹 스테이션(docking station), 단말기 크래들 장치(cradle device), 기타 전자 장치 등과 같은 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.The configuration of the wireless power transmission apparatus according to the embodiments disclosed herein may be applied to devices such as a docking station, a cradle device, and other electronic devices, May be readily apparent to those skilled in the art.
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and the present invention can be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the present invention and the claims.
Claims (20)
무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계;
상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계;
상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계; 및
구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송방법.In the wireless power transmission method of the wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology (Inverter topology),
Detecting whether a wireless power receiver exists within a range capable of transmitting power wirelessly;
Sending a detection signal to the wireless power receiver;
Receiving at least one of identification information and configuration information transmitted by the wireless power receiver;
Receiving a control error packet transmitted by the wireless power receiver; And
Applying a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to a full bridge or half bridge to control the amount of power to be transmitted.
상기 인버터 토폴리지(inverter topology)는 미들파워의 무선 전력 수신장치로부터 첫번째 제어 오류 패킷을 수신한 후에 하프 브리지에서 풀 브리지로 변환되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
And wherein the inverter topology is converted from half bridge to full bridge after receiving the first control error packet from the middle power wireless power receiver.
상기 첫번째 제어 오류 패킷을 수신할 때에 상기 무선 전력 수신장치로부터 수집된 식별 패킷의 버전 정보를 이용하여 상기 전송될 전력의 크기를 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.3. The method of claim 2,
And when the first control error packet is received, selecting the size of the power to be transmitted using the version information of the identification packet collected from the wireless power receiver.
상기 하프 브리지에서 상기 풀 브리지로 전환되면, 상기 구동 주파수를 시프트하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 3,
And converting the driving frequency when the half bridge is switched from the half bridge to the full bridge.
상기 무선 전력 전송장치의 전력전달부는 하프 브리지에 해당하는 전압을 초기 전압으로 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
And a power transfer unit of the wireless power transmitter uses a voltage corresponding to a half bridge as an initial voltage.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주는 것에 근거하여, 상기 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
The wireless power transmitter drives the power transfer unit as either a full bridge or a half bridge based on whether the wireless power receiver corresponds to middle power or low power. .
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치로부터 식별 패킷(Identification packet)을 전송받고, 상기 식별 패킷은 상기 무선 전력 수신장치의 버전 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
The wireless power transmitter receives an identification packet from the wireless power receiver, and the identification packet includes version information of the wireless power receiver.
상기 무선 전력 전송장치는 하프 브리지에서 LC 구동을 시작하며, 상기 버전 정보를 이용하여 풀 브리지로의 전환 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 7, wherein
The wireless power transmitter starts LC driving in a half bridge, and determines whether to switch to a full bridge using the version information.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 버전 정보가 미들파워에 해당하면, 하프 브리지에서 풀 브리지로 전환하며, 상기 버전 정보가 로우파워에 해당하면 하프 브리지를 유지하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.9. The method of claim 8,
The wireless power transmitter converts from a half bridge to a full bridge when the version information corresponds to middle power, and maintains a half bridge when the version information corresponds to low power.
상기 풀 브리지에서 상기 구동 주파수는 140kHz 이상인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
The driving frequency in the full bridge is a wireless power transmission method, characterized in that more than 140kHz.
상기 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계에서 사용되는 구동 주파수는 140kHz 인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.The method of claim 1,
And a driving frequency used for detecting whether the wireless power receiver exists is 140 kHz.
상기 무선 전력 전송장치로 검출 신호를 보내는 단계;
상기 무선 전력 전송장치로 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 전송하는 단계; 및
상기 무선 전력 전송장치로 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 보내는 단계를 포함하며,
상기 무선 전력 전송장치가 구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하도록, 무선 전력 수신장치는 버전 정보를 상기 무선 전력 전송장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신방법.In the wireless power receiving method for receiving wireless power from a wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology,
Sending a detection signal to the wireless power transmitter;
Transmitting at least one of identification information and configuration information to the wireless power transmitter; And
Sending a control error packet to the wireless power transmitter;
The wireless power transmitter applies version information to the wireless power transmitter so that the wireless power transmitter applies a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to the full or half bridge to control the amount of power to be transmitted. Wireless power receiving method, characterized in that for transmitting.
상기 무선 전력 수신장치는 상기 무선 전력 전송장치로 식별 패킷(Identification packet)을 전송하고, 상기 식별 패킷은 상기 무선 전력 수신장치의 버전 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신방법.The method of claim 12,
The wireless power receiver transmits an identification packet to the wireless power transmitter, and the identification packet includes version information of the wireless power receiver.
상기 무선 전력 전송장치는,
무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계;
상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계;
상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계; 및
구동 주파수, 듀티 사이클 또는 파워 시그널 위상의 조합을 풀 브리지 또는 하프 브리지에 적용하여, 전송될 전력의 크기를 제어하는 단계를 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 무선 전력 전송장치.In the wireless power transmitter using a full bridge and half bridge inverter topology,
The wireless power transmitter,
Detecting whether a wireless power receiver exists within a range capable of transmitting power wirelessly;
Sending a detection signal to the wireless power receiver;
Receiving at least one of identification information and configuration information transmitted by the wireless power receiver;
Receiving a control error packet transmitted by the wireless power receiver; And
And applying a combination of driving frequency, duty cycle, or power signal phase to a full or half bridge to control the amount of power to be transmitted.
상기 인버터 토폴리지(inverter topology)는 미들파워의 무선 전력 수신장치로부터 첫번째 제어 오류 패킷을 수신한 후에 하프 브리지에서 풀 브리지로 변환되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송방법.15. The method of claim 14,
And wherein the inverter topology is converted from half bridge to full bridge after receiving the first control error packet from the middle power wireless power receiver.
상기 첫번째 제어 오류 패킷을 수신할 때에 상기 무선 전력 수신장치로부터 수집된 식별 패킷의 버전 정보를 이용하여 상기 전송될 전력의 크기를 선택하는 것을 특징으로 무선 전력 전송장치.15. The method of claim 14,
And when the first control error packet is received, selecting the size of the power to be transmitted using the version information of the identification packet collected from the wireless power receiver.
상기 하프 브리지에서 상기 풀 브리지로 전환되면, 상기 구동 주파수를 시프트하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.17. The method of claim 16,
And converting the driving frequency when the half bridge is switched from the half bridge to the full bridge.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치로부터 식별 패킷(Identification packet)을 전송받고, 상기 식별 패킷은 상기 무선 전력 수신장치의 버전 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.15. The method of claim 14,
The wireless power transmitter receives an identification packet from the wireless power receiver, and the identification packet includes version information of the wireless power receiver.
상기 전송장치로부터 송신된 상기 무선 전력을 수신하도록 형성되는 무선 전력 수신장치를 포함하고,
상기 무선 전력 전송장치의 전력전달부는 풀 브리지 및 하프 브리지의 사이에서 스위칭하도록 이루어지는 LC 회로를 구비하고,
상기 무선 전력 수신장치는 상기 전송장치가 상기 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동할 것인지를 결정하도록, 상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.A wireless power transmission device configured to transmit wireless power; And
A wireless power receiver configured to receive the wireless power transmitted from the transmitter;
The power transfer unit of the wireless power transmitter includes an LC circuit configured to switch between a full bridge and a half bridge,
The wireless power receiver is configured to inform whether the wireless power receiver corresponds to middle power or low power so that the transmitter determines whether to drive the power transmission unit in a full bridge or a half bridge. Wireless charging system.
상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치는,
상기 무선 전력 전송장치가 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 상기 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부를 감지하는 단계;
상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치로 검출 신호를 보내는 단계;
상기 무선 전력 전송장치에서 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 식별 정보 및 설정 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 전송장치에서 상기 무선 전력 수신장치가 전송하는 제어 오류 패킷(Control Error Packet)을 수신하는 단계; 및
상기 무선 전력 수신장치가 미들파워에 해당하는지 로우파워에 해당하는지를 알려주는 것에 근거하여, 상기 무선 전력 전송장치가 상기 전력전달부를 풀 브리지 및 하프 브리지 중 어느 하나로 구동하는 단계를 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템.20. The method of claim 19,
The wireless power transmitter and the wireless power receiver,
Detecting whether the wireless power receiver exists within a range in which the wireless power transmitter can transmit power wirelessly;
Sending, by the wireless power transmitter, a detection signal to the wireless power receiver;
Receiving at least one of identification information and setting information transmitted from the wireless power receiver by the wireless power transmitter;
Receiving a control error packet transmitted by the wireless power receiver in the wireless power transmitter; And
And based on indicating whether the wireless power receiver corresponds to middle power or low power, the wireless power transmitter performs the step of driving the power transmission unit to one of a full bridge and a half bridge. Wireless charging system.
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Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015133843A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 엘지전자(주) | Wireless power transmission apparatus and method |
| WO2016052865A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless power transfer system |
| WO2016072706A1 (en) * | 2014-11-03 | 2016-05-12 | 주식회사 한림포스텍 | Method and apparatus for controlling power in wireless power transfer system |
| WO2016117927A1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-28 | 주식회사 한림포스텍 | Wireless power transmission device, and transmission power control method therefor |
| WO2016133322A1 (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-25 | 엘지이노텍(주) | Wireless power transmission device and wireless power transmission method |
| KR20160147923A (en) * | 2014-06-27 | 2016-12-23 | 인텔 코포레이션 | Systems and methods for smart wireless charging |
| KR20170054976A (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 삼성전자주식회사 | Electronic device and method for wireless charging in the electronic device |
| WO2017142234A1 (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 엘지이노텍(주) | Wireless charging method and apparatus and system therefor |
| WO2018016751A1 (en) * | 2016-07-18 | 2018-01-25 | 삼성전자 주식회사 | Electronic apparatus and display apparatus, and method for operating apparatuses |
| KR20180014628A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 삼성전자주식회사 | Method for Transmitting Power and the Electronic Device supporting the same |
| US9941749B2 (en) | 2014-09-11 | 2018-04-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Non-contact type charger |
| KR20180117356A (en) * | 2017-04-19 | 2018-10-29 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless Power Transmitter for Wireless Charging |
| WO2018208036A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless charging method, and apparatus and system for same |
| US10381879B2 (en) | 2015-08-24 | 2019-08-13 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wireless power transmission system and driving method therefor |
| KR20190103401A (en) * | 2017-02-10 | 2019-09-04 | 애플 인크. | Wireless Charging System with Startup Negotiation |
| US10666082B2 (en) | 2014-06-20 | 2020-05-26 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transfer method, apparatus and system |
| KR20210143699A (en) * | 2015-03-24 | 2021-11-29 | 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 | Wireless power transmission and charging system |
| WO2022059899A1 (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device and method for confirming power reception device by electronic device |
| KR20220072611A (en) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 삼성전자주식회사 | Power transmission device, and method of tracking maximum efficiency point of a system including the power transmission device and power reception device |
| US11381121B2 (en) | 2014-11-03 | 2022-07-05 | Ge Hybrid Technologies, Llc | Apparatus and method for controlling power transmission coverage of wireless power transmission network |
| WO2022149703A1 (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device for transmitting power wirelessly and operating method therefor |
| WO2022164174A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | 엘지전자 주식회사 | Pde branching method and device in wireless power transmission system |
| KR20220114647A (en) * | 2019-12-31 | 2022-08-17 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | Electronic device, wireless charging receiver, control method and wireless charging system |
| US11936194B2 (en) | 2014-12-16 | 2024-03-19 | Ge Hybrid Technologies, Llc | Apparatus and method for controlling power transmission coverage of wireless power transmission network |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10447165B2 (en) * | 2015-10-30 | 2019-10-15 | Shenzhen Yichong Wireless Power Technology Co. | Adaptive power amplifier for optimizing wireless power transfer |
| KR102487756B1 (en) * | 2016-02-25 | 2023-01-12 | 주식회사 위츠 | A wireless power transmitting apparatus, and a wireless power transmitting method |
| KR102242523B1 (en) * | 2018-04-16 | 2021-04-21 | 엘지전자 주식회사 | Apparatus and method for transmitting data stream in wireless power transmission system |
| US11552676B2 (en) * | 2020-02-11 | 2023-01-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Mobile device for performing power line communication and operating method thereof |
| KR102766665B1 (en) | 2020-08-04 | 2025-02-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | Data transmitting circuit and display apparatus having the same |
| CN112039225B (en) * | 2020-09-25 | 2022-02-15 | 华中科技大学 | A power transmission method and device for a two-way wireless power transmission system |
| KR102863897B1 (en) | 2020-09-29 | 2025-09-25 | 삼성전자 주식회사 | New pwm method for wireless charging system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110149606A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Industrial Technology Research Institute | Ac-to-dc converting circuit applicable to power-charging module |
| US20120068548A1 (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Advantest Corporation | Wireless power supply apparatus |
| WO2012049582A1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Power transmitter and power receiver for an inductive power system |
| US20120161696A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-06-28 | Qualcomm Incorporated | Wireless energy transfer via coupled parasitic resonators |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4893755B2 (en) * | 2009-01-14 | 2012-03-07 | セイコーエプソン株式会社 | Power transmission control device, power transmission device, electronic device, and load state detection circuit |
| US9561730B2 (en) * | 2010-04-08 | 2017-02-07 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transmission in electric vehicles |
-
2013
- 2013-07-02 KR KR1020130077368A patent/KR102099819B1/en active Active
- 2013-07-08 ES ES17152459T patent/ES2699710T3/en active Active
- 2013-07-08 HU HUE17152459A patent/HUE042145T2/en unknown
- 2013-07-08 ES ES13175554.8T patent/ES2626053T3/en active Active
- 2013-07-09 CN CN201510652034.3A patent/CN105281444B/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110149606A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Industrial Technology Research Institute | Ac-to-dc converting circuit applicable to power-charging module |
| US20120068548A1 (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Advantest Corporation | Wireless power supply apparatus |
| WO2012049582A1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Power transmitter and power receiver for an inductive power system |
| US20120161696A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-06-28 | Qualcomm Incorporated | Wireless energy transfer via coupled parasitic resonators |
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015133843A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 엘지전자(주) | Wireless power transmission apparatus and method |
| US10193387B2 (en) | 2014-03-07 | 2019-01-29 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transmission apparatus and method |
| US10910878B2 (en) | 2014-03-07 | 2021-02-02 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transmission apparatus and method |
| US10666082B2 (en) | 2014-06-20 | 2020-05-26 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transfer method, apparatus and system |
| KR20160147923A (en) * | 2014-06-27 | 2016-12-23 | 인텔 코포레이션 | Systems and methods for smart wireless charging |
| US9941749B2 (en) | 2014-09-11 | 2018-04-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Non-contact type charger |
| WO2016052865A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless power transfer system |
| US10141769B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-11-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wireless power transfer system |
| WO2016072706A1 (en) * | 2014-11-03 | 2016-05-12 | 주식회사 한림포스텍 | Method and apparatus for controlling power in wireless power transfer system |
| US11381121B2 (en) | 2014-11-03 | 2022-07-05 | Ge Hybrid Technologies, Llc | Apparatus and method for controlling power transmission coverage of wireless power transmission network |
| US12218527B2 (en) | 2014-11-03 | 2025-02-04 | Dolby Laboratories Inc. | Method and apparatus for controlling power in wireless power transfer system |
| US11936194B2 (en) | 2014-12-16 | 2024-03-19 | Ge Hybrid Technologies, Llc | Apparatus and method for controlling power transmission coverage of wireless power transmission network |
| US11804732B2 (en) | 2015-01-20 | 2023-10-31 | Ge Hybrid Technologies, Llc | Wireless power transmission device, and transmission power control method therefor |
| WO2016117927A1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-28 | 주식회사 한림포스텍 | Wireless power transmission device, and transmission power control method therefor |
| US9941742B2 (en) | 2015-02-16 | 2018-04-10 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wireless power transmission apparatus and wireless power transmission method |
| WO2016133322A1 (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-25 | 엘지이노텍(주) | Wireless power transmission device and wireless power transmission method |
| KR20210143699A (en) * | 2015-03-24 | 2021-11-29 | 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 | Wireless power transmission and charging system |
| US10381879B2 (en) | 2015-08-24 | 2019-08-13 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wireless power transmission system and driving method therefor |
| KR20170054976A (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 삼성전자주식회사 | Electronic device and method for wireless charging in the electronic device |
| CN108702036A (en) * | 2016-02-15 | 2018-10-23 | Lg伊诺特有限公司 | Wireless charging method, device and system thereof |
| WO2017142234A1 (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 엘지이노텍(주) | Wireless charging method and apparatus and system therefor |
| WO2018016751A1 (en) * | 2016-07-18 | 2018-01-25 | 삼성전자 주식회사 | Electronic apparatus and display apparatus, and method for operating apparatuses |
| US11088571B2 (en) | 2016-07-18 | 2021-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic apparatus and display apparatus, and method for operating apparatuses |
| KR20180014628A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 삼성전자주식회사 | Method for Transmitting Power and the Electronic Device supporting the same |
| KR20190103401A (en) * | 2017-02-10 | 2019-09-04 | 애플 인크. | Wireless Charging System with Startup Negotiation |
| CN110546854B (en) * | 2017-04-19 | 2023-07-04 | Lg伊诺特有限公司 | Wireless power transfer device for wireless charging |
| CN110546854A (en) * | 2017-04-19 | 2019-12-06 | Lg伊诺特有限公司 | Wireless power transfer device for wireless charging |
| KR20180117356A (en) * | 2017-04-19 | 2018-10-29 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless Power Transmitter for Wireless Charging |
| WO2018208036A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless charging method, and apparatus and system for same |
| KR20220114647A (en) * | 2019-12-31 | 2022-08-17 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | Electronic device, wireless charging receiver, control method and wireless charging system |
| US12068617B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-08-20 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Electronic device, wireless charging receive apparatus, control method, and wireless charging system |
| WO2022059899A1 (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device and method for confirming power reception device by electronic device |
| US12136835B2 (en) | 2020-09-15 | 2024-11-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device and method for confirming power reception device by electronic device |
| KR20220072611A (en) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 삼성전자주식회사 | Power transmission device, and method of tracking maximum efficiency point of a system including the power transmission device and power reception device |
| WO2022149703A1 (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device for transmitting power wirelessly and operating method therefor |
| WO2022164174A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | 엘지전자 주식회사 | Pde branching method and device in wireless power transmission system |
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| KR20160096826A (en) | Wireless power transfer method, apparatus and system | |
| KR20170116952A (en) | Wireless power transfer method and apparatus | |
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