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技術 無線充電方法及びそのための装置及びシステム

出願人 エルジーイノテックカンパニーリミテッド
発明者 イ,チョンホン
出願日 2017年3月17日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2018-558678
公開日 2019年7月11日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-520016
状態 未査定
技術分野 電磁波による給配電方式 電池等の充放電回路
主要キーワード 感知過程 電磁気誘導 リセットタイマー 静電センサー 機器破損 状態遷移過程 ウェアラブルデバイス 無線パワー
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重要な関連分野

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課題】

解決手段

本発明は無線充電方法及びそのための装置及びシステムに関するものであり、本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法は、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定に維持する段階とを含むことができる。よって、本発明は、使用者の意図に反して不必要に電力伝送が中断される現象を予め防止することができる利点がある。

概要

背景

近年、情報通信技術が急速に発展するに伴い、情報通信技術を基にするユビキタス社会となっている。

いつでもどこでも情報通信機器が接続されるためには、社会の全ての施設通信機能を有するコンピュータチップ内装したセンサーが取り付けられなければならない。したがって、これらの機器やセンサーへの電源供給の問題は新しい課題となっている。また、携帯電話だけでなく、ブルートゥースハンドセットアイポットのようなミュージックプレーヤーなどの携帯機器の種類が急激に増えるに伴い、バッテリー充電する作業が使用者に時間及び手数を要求している。このような問題を解決する方法として無線電力伝送技術が最近になって関心を受けている。

無線電力伝送技術(wireless power transmission又はwireless energy transfer)は磁場の誘導原理を用い、無線送信機から受信機電気エネルギー伝送する技術であり、既に1800年代電磁気誘導原理を用いた電気モーター又は変圧器が使われ始め、その後にはラジオ波又はレーザー高周波マイクロ波のような電磁波を放射して電気エネルギーを伝送する方法も試みられた。我々がよく使用する電動歯ブラシ又は一部の無線カミソリも実際には電磁気誘導原理で充電される。

現在まで無線を用いたエネルギー伝達方式は、大別して、磁気誘導方式磁気共振(Electromagnetic Resonance)方式及び短波長無線周波数を用いたRF伝送方式などに区分できる。

磁気誘導方式は、二つのコイルを互いに隣り合わせた後、一方のコイルに電流を流せば、この時に発生した磁束(Magnetic Flux)が他方のコイルに起電力を引き起こす現象を用いる技術であり、携帯電話のような小型機器を中心に早く商用化が進んでいる。磁気誘導方式は最大で数百キロワット(kW)の電力を伝送することができ、効率も高いが、最大伝送距離が1センチメートル(cm)以下であるので、一般的に充電器又は底に近接させなければならないという欠点がある。

磁気共振方式は、電磁気波又は電流などを活用する代わりに、電場又は磁場を用いる特徴がある。磁気共振方式は電磁波問題の影響をほとんど受けないので、他の電子機器又は人体に安全であるという利点がある。一方、限定された距離と空間でだけ活用することができ、エネルギー伝達効率がちょっと低いという欠点がある。

短波長無線電力伝送方式、簡単に言えばRF伝送方式は、エネルギーをラジオ波(RadioWave)形態で直接送受信することができるという点を活用したものである。この技術はレクテナ(rectenna)を用いるRF方式の無線電力伝送方式であり、レクテナはアンテナ(antenna)と整流器(rectifier)の合成語で、RF電力を直接直流電力に変換する素子を意味する。すなわち、RF方式はACラジオ波をDCに変換して使用する技術であり、最近効率が向上するに伴って商用化に対する研究が活発に進んでいる。

無線電力伝送技術はモバイルだけでなくIT、鉄道家電産業などの産業全般に多様に活用可能である。

最近には、無線充電マウスに対する研究が活発に進んでいる。

無線充電マウスは無線電力送信機が搭載された無線充電マウスパッド上で動きながら充電することができる。しかし、無線充電マウスは使用者の操作によって充電可能領域をしばらく逸脱することがある。このとき、従来の無線電力送信機は充電終了意図ではないにもかかわらず電力伝送中断して充電を終了させた。充電が終われば、無線電力受信機のMCU(Main Control Unit)への電源供給が遮断され、それによって無線電力送信機との設定された通信連結、例えば低電力ブルートゥース通信解除される問題点があった。

したがって、従来の無線充電マウスシステムは、使用者の意図とは違って充電が終わる場合、受信機感知及び通信連結のための過程を再び遂行しなければならないため、充電効率が著しく落ちる問題点がある。

概要

本発明は無線充電方法及びそのための装置及びシステムに関するものであり、本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法は、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定に維持する段階とを含むことができる。よって、本発明は、使用者の意に反して不必要に電力伝送が中断される現象を予め防止することができる利点がある。

目的

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は、無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

無線電力送信機における無線充電方法であって、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階、及び前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定に維持する段階を含む、無線充電方法。

請求項2

前記送出電力の強度を一定に維持するうち、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在すると判断すれば、前記フィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階を含む、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項3

前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、初期化開始タイマーを駆動させる段階をさらに含み、前記初期化開始タイマーが満了すれば、前記無線電力受信機への電力伝送を中断し、初期段階進入する、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項4

前記初期化開始タイマーが満了する前に前記無線電力受信機が前記充電領域に存在すると判断すれば、前記フィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階をさらに含む、請求項3に記載の無線充電方法。

請求項5

前記初期段階は、A4WP(AllianceForWirelessPower)標準で定義された非活性化状態又はブート状態WPC(WirelessPowerConsortium)標準で定義された選択段階及びPMA(PowerMattersAlliance)標準で定義された待機段階のいずれか一つである、請求項3に記載の無線充電方法。

請求項6

前記初期化開始タイマーが満了すれば、前記初期段階への進入前に電力伝送が中断されることを指示する所定のアラーム信号を出力する段階をさらに含む、請求項3に記載の無線充電方法。

請求項7

前記無線電力受信に電力伝送する方式が電磁気共振方式の場合、前記フィードバック信号はA4WP(AllianceForWirelessPower)標準で定義された動的特性パラメーター(Dynamiccharacteristicparameter)パケットである、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項8

前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気誘導方式の場合、前記フィードバック信号はWPC(WirelessPowerConsortium)標準で定義された制御エラー(ControlError)パケットである、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項9

前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気誘導方式の場合、前記フィードバック信号は、PMA(PowerMattersAlliance)標準で定義された増加(Increase)信号、減少(Decrease)信号及び維持(NoChange)信号の少なくとも一つを含む、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項10

前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階は、前記フィードバック信号が一定時間内に正常に受信されるかを確認する段階、前記確認の結果、前記一定時間内に正常に受信されれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在すると判断する段階、及び前記確認の結果、前記一定時間内に正常に受信されなければ、前記無線電力受信機が充電領域に存在しないと判断する段階を含む、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項11

前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階は、前記無線電力送信機に備えられたセンサーからセンシング情報を獲得する段階、及び前記獲得されたセンシング情報に基づいて前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階を含む、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項12

前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階は、前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気共振方式であるとともに前記無線電力受信機とブルートゥース通信が連結された場合、前記ブルートゥース通信の受信信号強度を測定する段階、前記測定された受信信号強度が所定の基準値以下であれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在しないと判断する段階、及び前記測定された受信信号強度が所定の基準値を超えれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在すると判断する段階を含む、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項13

前記送出電力の強度を一定に維持する段階において、前記一定に維持される前記送出電力の強度は、最後に受信された前記フィードバック信号に応じて調節された送出電力の強度、前記電力伝送を開始した時点の初期伝送電力の強度、前記無線電力受信機のカテゴリー又は等級相応する電力強度のいずれか一つに決定する、請求項1に記載の無線充電方法。

請求項14

無線電力送信機における無線充電方法であって、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定レベルだけ段階的に減少させる段階、及び前記送出電力の強度が所定の臨界値以下に減少すれば、前記電力伝送を中断し、初期段階に進入する段階を含む、無線充電方法。

請求項15

無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機であって、電力伝送中に前記無線電力受信機によって伝送された周期的なフィードバック信号を受信する通信部、前記フィードバック信号に応じて前記無線電力受信機への送出電力を制御する電力変換部、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する受信機存在確認部、及び前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度が一定に維持されるように前記電力変換部を制御する制御部を含む、無線電力送信機。

請求項16

無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機であって、電力伝送中に前記無線電力受信機によって伝送された周期的なフィードバック信号を受信する通信部、前記フィードバック信号に応じて前記無線電力受信機への送出電力を制御する電力変換部、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する受信機存在確認部、及び前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度が一定レベルだけ段階的に減少するように前記電力変換部を制御する制御部を含む、無線電力送信機。

技術分野

0001

本発明は無線電力伝送技術に関し、より詳しくは、正常な充電終了なしに無線電力受信機感知されない場合、適応的に初期化過程を制御することが可能な無線充電方法及びそのための装置及びシステムに関する。

背景技術

0002

近年、情報通信技術が急速に発展するに伴い、情報通信技術を基にするユビキタス社会となっている。

0003

いつでもどこでも情報通信機器が接続されるためには、社会の全ての施設通信機能を有するコンピュータチップ内装したセンサーが取り付けられなければならない。したがって、これらの機器やセンサーへの電源供給の問題は新しい課題となっている。また、携帯電話だけでなく、ブルートゥースハンドセットアイポットのようなミュージックプレーヤーなどの携帯機器の種類が急激に増えるに伴い、バッテリーを充電する作業が使用者に時間及び手数を要求している。このような問題を解決する方法として無線電力伝送技術が最近になって関心を受けている。

0004

無線電力伝送技術(wireless power transmission又はwireless energy transfer)は磁場の誘導原理を用い、無線送信機から受信機電気エネルギー伝送する技術であり、既に1800年代電磁気誘導原理を用いた電気モーター又は変圧器が使われ始め、その後にはラジオ波又はレーザー高周波マイクロ波のような電磁波を放射して電気エネルギーを伝送する方法も試みられた。我々がよく使用する電動歯ブラシ又は一部の無線カミソリも実際には電磁気誘導原理で充電される。

0005

現在まで無線を用いたエネルギー伝達方式は、大別して、磁気誘導方式磁気共振(Electromagnetic Resonance)方式及び短波長無線周波数を用いたRF伝送方式などに区分できる。

0006

磁気誘導方式は、二つのコイルを互いに隣り合わせた後、一方のコイルに電流を流せば、この時に発生した磁束(Magnetic Flux)が他方のコイルに起電力を引き起こす現象を用いる技術であり、携帯電話のような小型機器を中心に早く商用化が進んでいる。磁気誘導方式は最大で数百キロワット(kW)の電力を伝送することができ、効率も高いが、最大伝送距離が1センチメートル(cm)以下であるので、一般的に充電器又は底に近接させなければならないという欠点がある。

0007

磁気共振方式は、電磁気波又は電流などを活用する代わりに、電場又は磁場を用いる特徴がある。磁気共振方式は電磁波問題の影響をほとんど受けないので、他の電子機器又は人体に安全であるという利点がある。一方、限定された距離と空間でだけ活用することができ、エネルギー伝達効率がちょっと低いという欠点がある。

0008

短波長無線電力伝送方式、簡単に言えばRF伝送方式は、エネルギーをラジオ波(RadioWave)形態で直接送受信することができるという点を活用したものである。この技術はレクテナ(rectenna)を用いるRF方式の無線電力伝送方式であり、レクテナはアンテナ(antenna)と整流器(rectifier)の合成語で、RF電力を直接直流電力に変換する素子を意味する。すなわち、RF方式はACラジオ波をDCに変換して使用する技術であり、最近効率が向上するに伴って商用化に対する研究が活発に進んでいる。

0009

無線電力伝送技術はモバイルだけでなくIT、鉄道家電産業などの産業全般に多様に活用可能である。

0010

最近には、無線充電マウスに対する研究が活発に進んでいる。

0011

無線充電マウスは無線電力送信機が搭載された無線充電マウスパッド上で動きながら充電することができる。しかし、無線充電マウスは使用者の操作によって充電可能領域をしばらく逸脱することがある。このとき、従来の無線電力送信機は充電終了意図ではないにもかかわらず電力伝送中断して充電を終了させた。充電が終われば、無線電力受信機のMCU(Main Control Unit)への電源供給が遮断され、それによって無線電力送信機との設定された通信連結、例えば低電力ブルートゥース通信解除される問題点があった。

0012

したがって、従来の無線充電マウスシステムは、使用者の意図とは違って充電が終わる場合、受信機感知及び通信連結のための過程を再び遂行しなければならないため、充電効率が著しく落ちる問題点がある。

発明が解決しようとする課題

0013

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は、無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供することである。

0014

本発明の他の目的は、正常な充電終了なしに無線電力受信機が感知されない場合、適応的に初期化過程を制御することが可能な無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供することである。

0015

また、本発明のさらに他の目的は、不必要な初期化過程を最小化することが可能な無線充電方法及びそれを用いた装置及びシステムを提供することである。

0016

本発明で達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかった他の技術的課題は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解可能であろう。

課題を解決するための手段

0017

本発明は無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供することができる。

0018

本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法は、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定に維持する段階とを含むことができる。

0019

また、前記送出電力の強度を一定に維持するうち、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在すると判断すれば、前記フィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階を含むことができる。

0020

また、前記無線充電方法は、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、初期化開始タイマーを駆動させる段階をさらに含み、前記初期化開始タイマーが満了すれば、前記無線電力受信機への電力伝送を中断し、初期段階進入することができる。

0021

ここで、前記初期化開始タイマーが満了する前に前記無線電力受信機が前記充電領域に存在すると判断すれば、前記フィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階をさらに含むことができる。

0022

また、前記初期段階は、A4WP(Alliance For Wireless Power)標準で定義された非活性化状態又はブート状態WPC(Wireless Power Consortium)標準で定義された選択段階及びPMA(Power Matters Alliance)標準で定義された待機段階のいずれか一つであってもよい。

0023

また、前記無線充電方法は、前記初期化開始タイマーが満了すれば、前記初期段階への進入前に電力伝送が中断されることを指示する所定のアラーム信号を出力する段階をさらに含むことができる。

0024

また、前記無線電力受信に電力を伝送する方式が電磁気共振方式の場合、前記フィードバック信号はA4WP(Alliance For Wireless Power)標準で定義された動的特性パラメーター(Dynamic characteristic parameter)パケットであってもよい。

0025

前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気誘導方式の場合、前記フィードバック信号はWPC(Wireless Power Consortium)標準で定義された制御エラー(Control Error)パケットであってもよい。

0026

また、前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気誘導方式の場合、前記フィードバック信号は、PMA(Power Matters Alliance)標準で定義された増加(Increase)信号、減少(Decrease)信号及び維持(No Change)信号の少なくとも一つを含むことができる。

0027

また、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階は、前記フィードバック信号が一定時間内に正常に受信されるかを確認する段階と、前記確認の結果、前記一定時間内に正常に受信されれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在すると判断する段階と、前記確認の結果、前記一定時間内に正常に受信されなければ、前記無線電力受信機が充電領域に存在しないと判断する段階とを含むことができる。

0028

また、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記無線電力送信機に備えられたセンサーからセンシング情報を獲得する段階と、前記獲得されたセンシング情報に基づいて前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階とを含むことができる。

0029

ここで、前記センサーは、照度センサー圧力センサーホールセンサー電流センサー及び電圧センサーの少なくとも一つを含むことができる。

0030

また、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階は、前記無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気共振方式であるとともに前記無線電力受信機とブルートゥース通信が連結された場合、前記ブルートゥース通信の受信信号強度を測定する段階と、前記測定された受信信号強度が所定の基準値以下であれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在しないと判断する段階と、前記測定された受信信号強度が所定の基準値を超えれば、前記無線電力受信機が充電領域に存在すると判断する段階とを含むことができる。

0031

また、前記送出電力の強度を一定に維持する段階において、前記一定に維持される前記送出電力の強度は、最後に受信された前記フィードバック信号に応じて調節された送出電力の強度に決定することができる。

0032

また、前記送出電力の強度を一定に維持する段階において、前記一定に維持される前記送出電力の強度は、前記電力伝送を開始した時点の初期伝送電力の強度に決定することができる。

0033

また、前記送出電力の強度を一定に維持する段階において、前記一定に維持される前記送出電力の強度は、前記無線電力受信機のカテゴリー又は等級相応する電力強度に決定することができる。

0034

本発明の他の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法は、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定レベルだけ段階的に減少させる段階と、前記送出電力の強度が所定の臨界値以下に減少すれば、前記電力伝送を中断し、初期段階に進入する段階とを含むことができる。

0035

本発明のさらに他の一実施例による無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、電力伝送中に前記無線電力受信機によって伝送された周期的なフィードバック信号を受信する通信部と、前記フィードバック信号に応じて前記無線電力受信機への送出電力を制御する電力変換部と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する受信機存在確認部と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度が一定に維持されるように前記電力変換部を制御する制御部とを含むことができる。

0036

本発明のさらに他の一実施例による無線電力受信機に無線で電力を伝送する無線電力送信機は、電力伝送中に前記無線電力受信機によって伝送された周期的なフィードバック信号を受信する通信部と、前記フィードバック信号に応じて前記無線電力受信機への送出電力を制御する電力変換部と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する受信機存在確認部と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度が一定レベルだけ段階的に減少するように前記電力変換部を制御する制御部とを含むことができる。

0037

また、前記制御部は、前記送出電力の強度が所定の臨界値以下に減少する前に前記無線電力受信機が前記充電領域に存在する場合、前記フィードバック信号に応じて送出電力が制御されるように前記電力変換部を制御することもできる。

0038

また、前記制御部は、前記送出電力の強度が所定の臨界値以下に減少した場合、前記電力伝送を中断し、前記無線電力送信機の状態が初期状態に進入するように制御することもできる。

0039

本発明のさらに他の一実施例は、前記無線充電方法のいずれか一方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読の記録媒体を提供することができる。

0040

前記本発明の態様は本発明の好適な実施例の一部に過ぎなく、本発明の技術的特徴が反映された多様な実施例が当該技術分野の通常的な知識を有する者によって以下で詳述する本発明の詳細な説明に基づいて導出されるとか理解されることができる。

発明の効果

0041

本発明による方法、装置及びシステムの効果について説明すると次のようである。

0042

本発明は不必要な初期化過程を予め遮断することによって充電効率を極大化することができる無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

0043

また、本発明は無線充電マウスシステムに最適化した無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

0044

また、本発明は充電中断時間を最小化することが可能な無線充電方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

0045

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

図面の簡単な説明

0046

以下に添付する図面は本発明の理解を助けるためのもので、詳細な説明とともに本発明の実施例を提供する。ただ、本発明の技術的特徴が特定の図面に限定されるものではなく、各図で開示する特徴は互いに組み合わせられて新しい実施例として構成されることができる。

0047

本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

0048

本発明の他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

0049

本発明の一実施例による無線充電システムにおける無線電力受信機感知過程を説明するための図である。

0050

WPC標準で定義された無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

0051

PMA標準で定義された無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

0052

本発明の一実施例による電磁気共振方式を支援する無線電力受信機の状態遷移図である。

0053

本発明の一実施例による電磁気共振方式を支援する無線電力送信機における状態遷移過程を説明するための状態遷移図である。

0054

本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0055

本発明の他の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0056

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機における無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0057

本発明の一実施例による無線電力送信機のブロック図である。

実施例

0058

本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法は、電力伝送中に無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて送出電力を制御する段階と、前記電力伝送中に前記無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断する段階と、前記判断の結果、前記無線電力受信機が前記充電領域に存在しない場合、前記送出電力の強度を一定に維持する段階とを含むことができる。
発明の実施のための形態

0059

以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面に基づいてより詳細に説明する。以下の説明で使う構成要素に対する接尾辞モジュール”及び“部”は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するとか混用するもので、そのものとして互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

0060

実施例の説明において、各構成要素の“上又は下”に形成されるものと記載する場合、上又は下は二つの構成要素が互いに直接接触するとか一つ以上の他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されるものを全て含む。また、“上又は下”と表現する場合、一つの構成要素を基準に上方だけでなく下方の意味も含むことができる。

0061

実施例の説明において、無線充電システム上で無線電力を送信する機能を搭載した装置は、説明の便宜のために、無線パワー送信機、無線パワー送信装置無線電力送信装置、無線電力送信機、送信端、送信機、送信装置、送信側、無線パワー伝送装置、無線パワー伝送器などを混用して使う。また、無線電力送信装置から無線電力を受信する機能を搭載した装置についての表現として、説明の便宜のために、無線電力受信装置、無線電力受信機、無線パワー受信装置、無線パワー受信機、受信端末機、受信側、受信装置、受信機などを混用して使う。

0062

本発明による送信機は、パッド形態、マウント形態、AP(Access Point)形態、小型基地局形態、スタンド形態天井埋込形態、壁掛け形態などに構成されることができ、一つの送信機は複数の無線電力受信装置にパワーを伝送することもできる。このために、送信機は少なくとも一つの無線パワー伝送手段を備えることもできる。ここで、無線パワー伝送手段は、電力送信端コイルで磁場を発生させ、その磁場の影響によって受信端コイル電気誘導される電磁気誘導原理を用いて充電する電磁気誘導方式に基づく多様な無線電力伝送標準を使うことができる。ここで、無線パワー伝送手段は、無線充電技術標準機構であるWPC(Wireless Power Consortium)及びPMA(Power Matters Alliance)で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

0063

また、本発明の一実施例による受信機は少なくとも一つの無線電力受信手段を備えることができ、2個以上の送信機から同時に無線パワーを受信することもできる。一例として、無線電力受信手段は、無線充電技術標準機構であるWPC(Wireless Power Consortium)及びPMA(Power Matters Alliance)で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。他の一例として、無線電力受信手段は、無線充電技術標準機構であるA4WP(Alliance For Wireless Power)で定義された電磁気共振方式の無線充電技術を含むこともできる。さらに他の一例として、無線電力受信手段は、前記電磁気誘導方式及び電磁気共振方式で同時に又はそのうちでいずれか一方式で適応的に電力を受信するように定義された標準であるエアフューエルアライアンス(Airfuel Alliance)で定義された多重モード充電技術を含むこともできる。

0064

本発明による受信機は、携帯電話(mobile phone)、スマートフォン(smart phone)、ノートブック型パソコン(laptop computer)、デジタル放送用端末機、PDA(Personal Digital Assistants)、PMP(Portable Multimedia Player)、ナビゲーション、MP3 player、電動歯ブラシ、電子タグ照明装置リモートコントローラー、浮き、スマートウォッチのようなウェアラブルデバイスなどの小型電子機器などに使うことができるが、これに限られるものではなく、本発明による無線電力受信手段が装着され、バッテリーの充電が可能な機器であれば充分である。

0065

図1は本発明に一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

0066

図1を参照すると、無線充電システムは、大きくは無線で電力を送出する無線電力送信端10、前記送出された電力を受信する無線電力受信端20及び受信された電力を受ける電子機器30からなることができる。

0067

一例として、無線電力送信端10と無線電力受信端20は、無線電力伝送に使われる動作周波数と同一の周波数帯域を用いて情報を交換するインバンド(In−band)通信を遂行することができる。他の一例として、無線電力送信端10と無線電力受信端20は無線電力伝送に使われる動作周波数と違う別途の周波数帯域を用いて情報を交換する帯域外(Out−of−band)通信を遂行することもできる。

0068

一例として、無線電力送信端10と無線電力受信端20の間に交換される情報は相互間の状態情報だけではなく制御情報も含むことができる。ここで、送受信端の間に交換される状態情報及び制御情報は後述する実施例の説明によってより明らかになるであろう。

0069

前記インバンド通信及び帯域外通信は両方向通信を提供することができるが、これに限定されなく、他の実施例においては、単方向通信又は半二重方式の通信を提供することもできる。

0070

一例として、単方向通信は無線電力受信端20が無線電力送信端10にだけ情報を伝送するものであり得るが、これに限られなく、無線電力送信端10が無線電力受信端20に情報を伝送するものであり得る。

0071

半二重通信方式は、無線電力受信端20と無線電力送信端10間の両方向通信は可能であるが、ある一時点にある一装置によってだけ情報伝送が可能な特徴がある。

0072

本発明の一実施例による無線電力受信端20は電子機器30の各種の状態情報を獲得することもできる。一例として、電子機器30の状態情報は、現在受信感度情報現在電力使用量情報、実行中のアプリケーション識別するための情報、CPU使用量情報、バッテリー充電状態情報、バッテリー出力電圧電流情報などを含むことができるが、これに限定されなく、電子機器30から獲得可能であるとともに無線電力制御に活用可能な情報であれば充分である。無線電力受信端20は獲得された電子機器30の各種の状態情報をインバンド通信又は帯域外通信を介して無線電力送信端10に伝送することもできる。

0073

図2は本発明に他の実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

0074

一例として、図面符号200aで示したように、無線電力受信端20は複数の無線電力受信装置からなることができ、単一無線電力送信端10に複数の無線電力受信装置が連結されて無線充電を遂行することもできる。ここで、無線電力送信端10は時分割方式で複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができるが、これに限られない。他の一例として、無線電力送信端10は無線電力受信装置別に割り当てられた相異なる周波数帯域を用いて複数の無線電力受信装置に電力を分配して送出することができる。

0075

ここで、単一無線電力送信装置10に連結可能な無線電力受信装置の個数は、無線電力受信装置別要求電力量、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量及び無線電力送信装置の可用電力量の少なくとも一つに基づいて適応的に決定することができる。

0076

他の一例として、図面符号200bで示したように、無線電力送信端10は複数の無線電力送信装置からなることもできる。この場合、無線電力受信端20は複数の無線電力送信装置と同時に連結されることができ、連結された無線電力送信装置から同時に電力を受信して充電を行うこともできる。ここで、無線電力受信端20と連結された無線電力送信装置の個数は、無線電力受信端20の要求電力量、バッテリー充電状態、電子機器の電力消費量、無線電力送信装置の可用電力量、無線電力受信端20が搭載された端末受信感度などに基づいて適応的に決定することができる。

0077

図3は本発明の一実施例による無線充電システムにおける感知信号伝送過程を説明するための図である。

0078

一例として、無線電力送信機は3個の送信コイル111、112、113が装着されることができる。それぞれの送信コイルは一部領域が他の送信コイルと重畳することができ、無線電力送信機はそれぞれの送信コイルを介して無線電力受信機の存在を感知するための所定の感知信号117、127、例えばデジタルピング信号を予め定義された手順で順次送出する。

0079

図3に示したように、無線電力送信機は図面符号110に示した1次感知信号送出過程によって感知信号117を順次送出し、無線電力受信機115から信号強度指示子(Signal Strength Indicator)116(又は信号強度パケット)を受信した送信コイル111、112を識別することができる。ついで、無線電力送信機は、図面符号120で示した2次感知信号送出過程によって感知信号127を順次送出し、信号強度指示子126を受信した送信コイル111、112のうち電力伝送効率(又は充電効率)、すなわち送信コイルと受信コイル間整列状態が良い送信コイルを識別し、識別された送信コイルを介して電力を送出するように、すなわち無線充電を行うように制御することができる。

0080

図3に示すように、無線電力送信機が2回の感知信号送出過程を行う理由は、どの送信コイルに無線電力受信機の受信コイルがよく整列されているかをより正確に識別するためである。

0081

仮に、図3の図面符号110及び120で示したように、第1送信コイル111及び第2送信コイル112が信号強度指示子116、126を受信した場合、無線電力送信機は、第1送信コイル111及び第2送信コイル112のそれぞれが受信した信号強度指示子126に基づいて最もよく整列された送信コイルを選択し、選択された送信コイルを用いて無線充電を行う。

0082

以下では、図4及び図5を参照して、電磁気誘導方式を支援するWPC標準とPMA標準で定義された無線電力伝送過程を詳細に説明する。

0083

図4はWPC標準で定義された無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

0084

図4を参照すると、WPC標準による送信機から受信機へのパワー伝送は、大きくは選択段階(Selection Phase)410、ピング段階(Ping Phase)420、識別及び構成段階(Identification and Configuration Phase)430、及び電力伝送段階(Power Transfer Phase)440に区分することができる。

0085

選択段階410は、パワー伝送を始めるとかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントを感知すれば、遷移する段階であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階410で、送信機はインターフェースの表面に物体が存在するかをモニターすることができる。仮に、送信機がインターフェースの表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階420に遷移することができる(S401)。選択段階410で、送信機は非常に短いパルスアナログピング(Analog Ping)信号を伝送し、送信コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域(Active Area)に物体が存在するかを感知することができる。

0086

ピング段階420で、送信機が物体を感知すれば、受信機を活性化させ、受信機がWPC標準の互換される受信機であるかを識別するためのデジタルピング(Digital Ping)を伝送する。ピング段階420で、送信機は、デジタルピングに対する応答シグナル、例えば信号強度パケットを受信機から受信することができなければ、再び選択段階410に遷移することができる(S402)。また、ピング段階420で、送信機は受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了信号を受信すれば、選択段階410に遷移することもできる(S403)。

0087

ピング段階420が完了すれば、送信機は受信機の識別及び受信機の構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階430に遷移することができる(S404)。

0088

識別及び構成段階430で、送信機は、望まないパケットが受信されるとか(unexpected packet)、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないとか(time out)、パケット伝送エラーがあるとか(transmission error)、パワー伝送契約が設定されていなければ(no power transfer contract)、選択段階410に遷移することができる(S405)。

0089

受信機に対する識別及び構成が完了すれば、送信機は、無線電力を伝送する電力伝送段階240に遷移することができる(S406)。

0090

電力伝送段階440で、送信機は望まないパケットが受信されるとか(unexpected packet)、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないとか(time out)、既設定のパワー伝送契約に対する違反が発生するとか(power transfer contract violation)、充電が完了した場合、選択段階410に遷移することができる(S407)。

0091

また、電力伝送段階440で、送信機は、送信機状態の変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、識別及び構成段階430に遷移することができる(S408)。

0092

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定することができる。一例として、送信機状態情報は、最大伝送可能なパワー量についての情報、最大収容可能な受信機の個数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

0093

図5はPMA標準で定義された無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

0094

図5を参照すると、PMA標準による送信機から受信機へのパワー伝送は、大きくは待機段階(Standby Phase)510、デジタルピング段階(Digital Ping Phase)520、識別段階(Identification Phase)530、電力伝送段階(Power Transfer Phase)540、及び充電完了段階(End of Charge Phase)550に区分することができる。

0095

待機段階510は、パワー伝送のための受信機識別過程を遂行するとかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントを感知すれば遷移する段階であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、待機段階510で、送信機は、充電表面(Charging Surface)に物体が存在するかをモニターすることができる。仮に、送信機が充電表面に物体が置かれたことを感知するとかRXID再試行が進行している場合、デジタルピング段階520に遷移することができる(S501)。ここで、RXIDはPMA互換受信機に割り当てられる固有識別子である。待機段階510で、送信機は、非常に短いパルスのアナログピング(Analog Ping)を伝送し、送信コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面、例えば充電ベッドの活性領域(Active Area)に物体が存在するかを感知することができる。

0096

デジタルピング段階520に遷移した送信機は、感知された物体がPMA互換受信機であるかを識別するためのデジタルピング信号を送出する。送信機が伝送したデジタルピング信号に応じて受信端に十分な電力が供給される場合、受信機は受信されたデジタルピング信号をPMA通信プロトコルによって変調し、所定の応答シグナルを送信機に伝送することができる。ここで、応答シグナルは受信機に受信された電力の強度を指示する信号強度パケットを含むことができる。デジタルピング段階520で、受信機は、有効な応答シグナルが受信されれば、識別段階530に遷移することができる(S502)。

0097

仮に、デジタルピング段階520で、応答シグナルが受信されないとかPMA互換受信機ではないことを確認すれば、すなわちFOD(Foreign Object Detection)の場合、送信機は待機段階510に遷移することができる(S503)。一例として、FO(Foreign Object)は小銭キーなどを含む金属性物体であり得る。

0098

識別段階530で、送信機は、受信機識別過程が失敗するとか受信機識別過程を再遂行しなければならない場合及び予め定義された時間の間に受信機識別過程を完了することができなかった場合、待機段階510に遷移することができる(S504)。

0099

送信機は、受信機識別に成功すれば、識別段階530から電力伝送段階540に遷移して充電を開始することができる(S505)。

0100

電力伝送段階540で、送信機は、所望の信号が予め決定された時間内に受信されないとか(Time Out)、FOが感知されるとか、送信コイルの電圧が予め定義された基準値を超える場合、待機段階510に遷移することができる(S506)。

0101

また、電力伝送段階540で、送信機は、内部に備えられた温度センサーで感知した温度が所定の基準値を超える場合、充電完了段階550に遷移することができる(S507)。

0102

充電完了段階550で、送信機は、受信機が充電表面から除去されたことを確認すれば、待機状態510に遷移することができる(S509)。

0103

また、送信機は、過温(Over Temperature)状態で、一定時間の経過後に測定された温度が基準値以下に下がった場合、充電完了段階550からデジタルピング段階520に遷移することができる(S510)。

0104

デジタルピング段階520又は電力伝送段階540で、送信機は、受信機からEOC(End Of Charge)要請を受信すれば、充電完了段階550に遷移することもできる(S508及びS511)。

0105

図6は本発明の一実施例による電磁気共振方式を支援する無線電力受信機の状態遷移図である。

0106

図6を参照すると、無線電力受信機の状態は、大きくは非活性化状態(Disable State)610、ブート状態(Boot State)620、活性化状態(Enable State又はOn state)630、及びシステムエラー状態(System Error State)640を含むことができる。

0107

ここで、無線電力受信機の状態は、無線電力受信機の整流器端での出力電圧の強度(以下、説明の便宜のために、VRECTという)に基づいて決定することができる。

0108

活性化状態630は、VRECTの値によって最適電圧状態(Optimum Voltage State)631、低電圧状態(Low Voltage State)632、及び高電圧状態(High Voltage State)633に区分することができる。

0109

非活性化状態610の無線電力受信機は、測定されたVRECT値が予め定義されたVRECT_BOOT値より大きいとか同じであれば、ブート状態620に遷移することができる。非活性化状態610で、無線電力受信機はビーコン信号(例えば、A4WPで定義されたLong Beaconであり得る)を受信することができる。

0110

ブート状態620で、無線電力受信機は、広告シグナル(Advertisement Siganl)を送出して無線電力送信機との帯域外通信リンクを設定し、VRECT値が所定の負荷端に要求される電力に到逹するまで待機することができる。

0111

ブート状態620の無線電力受信機は、VRECT値が負荷端に要求される電力に到達したことを確認すれば、活性化状態630に遷移して充電を始めることができる。

0112

活性化状態630の無線電力受信機は、充電が完了するとか充電が中断されたことを確認すれば、ブート状態620又は非活性化状態610に遷移することができる。

0113

また、活性化状態630の無線電力受信機は、所定のシステムエラーを感知すれば、システムエラー状態640に遷移することができる。ここで、システムエラーは、過電圧(Over Voltage)、過電流(Over Current)及び過温(Over Temperature)だけでなく、予め定義された他のシステムエラー条件を含むことができる。

0114

また、活性化状態630の無線電力受信機は、VRECT値がVRECT_BOOT値以下に下がれば、非活性化状態610に遷移することもできる。

0115

また、ブート状態620又はシステムエラー状態640の無線電力受信機は、VRECT値がVRECT_BOOT値以下に下がれば、非活性化状態610に遷移することもできる。

0116

以下では、活性化状態630での無線電力受信機の状態遷移を詳細に説明する。

0117

電磁気共振方式におけるVRECTによる無線電力受信機の動作領域を詳細に説明する。

0118

VRECT値が所定のVRECT_BOOTより小さければ、無線電力受信機は非活性化状態610に維持される。

0119

その後、VRECT値がVRECT_BOOT以上に増加すれば、無線電力受信機はブート状態620に遷移し、予め指定された時間内に広告シグナルをブロードキャスティングすることができる。その後、広告シグナルを無線電力送信機が感知すれば、無線電力送信機は、帯域外通信リンク設定のための所定の連結要請シグナルを無線電力受信機に伝送することができる。

0120

無線電力受信機は、帯域外通信リンクが正常に設定されるとともに登録に成功した場合、VRECT値が正常充電のための整流器における最小出力電圧(以下、説明の便宜のために、VRECT_MINという)に到逹するまで待機することができる。

0121

VRECT値がVRECT_MINを超えれば、無線電力受信機の状態はブート状態620から活性化状態630に遷移し、負荷に充電し始めることができる。

0122

仮に、活性化状態630で、VRECT値が過電圧を判断するための所定の基準値であるVRECT_MAXを超えれば、無線電力受信機は活性化状態630からシステムエラー状態640に遷移することができる。

0123

図6を参照すると、活性化状態630は、VRECT値によって、低電圧状態(Low Voltage State)632、最適電圧状態(Optimum Voltage State)631、及び高電圧状態(High Voltage State)633に区分することができる。

0124

低電圧状態632はVRECT_BOOT<=VRECT<=VRECT_MINの状態を意味し、最適電圧状態631はVRECT_MIN<VRECT<=VRECT_HIGHの状態を意味し、高電圧状態633はVRECT_HIGH<VRECT<=VRECT_MAXの状態を意味することができる。

0125

特に、高電圧状態633に遷移した無線電力受信機は、負荷に供給される電力を遮断する動作を予め指定された時間(以下、説明の便宜のために、高電圧状態維持時間という)の間に留保することもできる。ここで、高電圧状態維持時間は高電圧状態633で無線電力受信機及び負荷に被害が発生しないように予め決定することができる。

0126

無線電力受信機は、システムエラー状態640に遷移すれば、過電圧発生を指示する所定のメッセージを予め指定された時間内に帯域外通信リンクを介して無線電力送信機に伝送することができる。

0127

また、無線電力受信機は、システムエラー状態640で過電圧による負荷の被害を防止するために備えた過電圧遮断手段を用いて、負荷に印加される電圧を制御することもできる。ここで、過電圧遮断手段として、ON/OFFスイッチ又は/及びジェナーダイオードなどを使うことができる。

0128

前記実施例では、無線電力受信機で過電圧が発生してシステムエラー状態640に遷移した場合、無線電力受信機におけるシステムエラー対応方法及び手段を説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例では、無線電力受信機での過熱、過温、過電流などによってもシステムエラー状態に遷移することもできる。

0129

一例として、過熱又は過温(Over Temperature)によってシステムエラー状態に遷移した場合、無線電力受信機は過熱又は過温の発生を知らせる所定のメッセージを無線電力送信機に伝送することができる。ここで、無線電力受信機は備えた冷却ファンなどを駆動して内部の発生した熱を減少させることもできる。

0130

本発明の他の一実施例による無線電力受信機は、複数の無線電力送信機と連動して無線電力を受信することもできる。この場合、無線電力受信機は、実際無線電力を受信することに決定された無線電力送信機と実際帯域外通信リンクが設定された無線電力送信機が互いに違うと判断すれば、システムエラー状態640に遷移することもできる。

0131

図7は本発明の一実施例による電磁気共振方式を支援する無線電力送信機における状態遷移過程を説明するための状態遷移図である。

0132

図7を参照すると、無線電力送信機の状態は、大きくは構成状態(Configuration State)710、節電状態(Power Save State)720、低電力状態(Low Power State)730、電力伝送状態(Power Transfer State)740、ローカル障害状態(Local Fault State)750、及びラッチ障害状態(Latching Fault State)760を含むことができる。

0133

無線電力送信機に電力が印加されれば、無線電力送信機は構成状態710に遷移することができる。無線電力送信機は、構成状態710で、所定のリセットタイマーが満了するとか初期化過程が完了すれば、節電状態720に遷移することができる。

0134

節電状態720で、無線電力送信機はビーコンシーケンスを生成して共振周波数帯域を介して伝送することができる。

0135

ここで、無線電力送信機は、節電状態720に進入した後、所定時間内にビーコンシーケンスが開始することができるように制御することができる。一例として、無線電力送信機は、節電状態720に遷移した後、50ms内にビーコンシーケンスを開始することができるように制御することができるが、これに限られない。

0136

節電状態720で、無線電力送信機は、充電領域上の伝導性物体の存在有無を感知するための第1ビーコンシーケンス(First Beacon Sequence)を周期的に生成して伝送し、受信共振器インピーダンス変化、すなわち負荷変動Load Variation)を感知することができる。

0137

また、節電状態720で、無線電力送信機は、感知された物体を識別するための所定の第2ビーコンシーケンス(Second Beacon Sequence)を周期的に生成して伝送することもできる。ここで、第1ビーコンシーケンスと第2ビーコンシーケンスは互いに重畳しないように、該当ビーコンの伝送タイミングを決定することができる。以下、説明の便宜のために、第1ビーコンシーケンスと第2ビーコンシーケンスをそれぞれショートビーコンシーケンス(Short Beacon Sequence)とロングビーコンシーケンス(Long Beacon Sequence)と名付けることにする。

0138

特に、ショートビーコンシーケンスは、充電領域上の伝導性物体を感知するまで無線電力送信機の待機電力節減することができるように、短区間の間に(tSHORT_BEACON)一定の時間間隔(tCYCLE)で繰り返し生成して伝送することができる。一例として、tSHORT_BEACONは30ms以下、tCYCLEは250ms±5msにそれぞれ設定することができるが、これに限られない。また、ショートビーコンシーケンスに含まれたそれぞれのショートビーコンの電流強度は所定の基準値以上であり、一定の時間区間の間に次第に増加することができる。

0139

本発明による無線電力送信機は、ショートビーコン受信による受信共振器におけるリアクタンス(reactance)及び抵抗(resistance)の変化を感知するための所定のセンシング手段を備えることができる。

0140

また、節電状態720で、無線電力送信機は、無線電力受信機のブーティング(Booting)及び応答に必要な十分な電力を供給するための前記第2ビーコンシーケンス、すなわちロングビーコンシーケンス−を周期的に生成して伝送することができる。

0141

すなわち、無線電力受信機は、ロングビーコンシーケンスによってブーティングが完了すれば、帯域外通信チャネルを介して所定の応答信号をブロードキャスティングして無線電力送信機に伝送することができる。

0142

特に、ロングビーコンシーケンスは、無線電力受信機のブーティングに必要な十分な電源を供給するために、ショートビーコンシーケンスより相対的に長い区間の間に(tLONG_BEACON)一定の時間間隔(tLONG_BEACON_PERIOD)で生成して伝送することができる。一例として、tLONG_BEACONは105ms+5ms、tLONG_BEACON_PERIODは850msにそれぞれ設定することができ、それぞれのロングビーコンの電流強度はショートビーコンの電流強度より相対的に強くても良い。また、ロングビーコンは伝送区間の間に電力強度を一定に維持することができる。

0143

その後、無線電力送信機は、受信共振器のインピーダンス変化を感知すれば、ロングビーコン伝送区間の間に所定の応答信号の受信を待機することができる。以下、説明の便宜のために、前記応答信号を広告信号(Advertisement Signal)と名付けることにする。ここで、無線電力受信機は、共振周波数帯域とは違う帯域外通信周波数帯域を介して広告信号をブロードキャスティングすることができる。

0144

一例として、広告信号は、該当帯域外通信標準で定義されたメッセージを識別するためのメッセージ識別情報、無線電力受信機が適法な又は該当無線電力送信機に互換可能な受信機であるかを識別するための固有サービス識別情報又は無線電力受信機識別情報、無線電力受信機の出力パワー情報、負荷に印加される定格電圧/電流情報、無線電力受信機のアンテナ利得情報、無線電力受信機のカテゴリーを識別するための情報、無線電力受信機認証情報過電圧保護機能の搭載有無についての情報、及び無線電力受信機に搭載されたソフトウェアバージョン情報の少なくとも一つ又はいずれか一つを含むことができる。

0145

無線電力送信機は、広告信号を受信すれば、節電状態720から低電力状態730に遷移した後、無線電力受信機との帯域外通信リンクを設定することができる。ついで、無線電力送信機は設定された帯域外通信リンクを介して、無線電力受信機に対する登録過程を遂行することができる。一例として、帯域外通信がブルートゥース低電力通信の場合、無線電力送信機は無線電力受信機とブルートゥースペアリングを遂行し、ペアリングされたブルートゥースリンクを介して互いの状態情報、特性情報及び制御情報の少なくとも一つを交換することができる。

0146

無線電力送信機が低電力状態730で帯域外通信を介して充電を開始するための所定の制御信号、すなわち無線電力受信機が負荷に電力を伝達するように要請する所定の制御信号を無線電力受信機に伝送すれば、無線電力送信機の状態は低電力状態730から電力伝送状態740に遷移することができる。

0147

仮に、低電力状態730で帯域外通信リンク設定過程又は登録過程が正常に完了しなかった場合、無線電力送信機の状態は低電力状態730から節電状態720に遷移することができる。

0148

無線電力送信機は各無線電力受信機との接続のための別途の分離されたリンク満了タイマー(Link Expiration Timer)が駆動されることができ、無線電力受信機は所定の時間周期で無線電力送信機に自分が存在することを知らせる所定のメッセージをリンク満了タイマーが満了する前に伝送しなければならない。リンク満了タイマーは前記メッセージを受信する度にリセットされ、リンク満了タイマーが満了しなければ無線電力送信機と無線電力受信機の間に設定された帯域外通信リンクは維持されることができる。

0149

仮に、低電力状態730又は電力伝送状態740で、無線電力送信機と少なくとも一つの無線電力受信機の間に設定された帯域外通信リンクに対応する全てのリンク満了タイマーが満了した場合、無線電力送信機の状態は節電状態720に遷移することができる。

0150

また、低電力状態730の無線電力送信機は、無線電力受信機から有効な広告信号を受信すれば、所定の登録タイマーを駆動させることができる。このとき、登録タイマーが満了すれば、低電力状態730の無線電力送信機は節電状態720に遷移することができる。このとき、無線電力送信機は、登録に失敗したことを知らせる所定の警報信号を無線電力送信機に備えた警報表示手段、例えばLEDランプディスプレイ画面、ビーパー(beeper)などを介して出力することもできる。

0151

また、電力伝送状態740で、無線電力送信機は、接続された全ての無線電力受信機の充電が完了すれば、低電力状態730に遷移することができる。

0152

特に、無線電力受信機は、構成状態710、ローカル障害状態750及びラッチ障害状態760を除いた残りの状態で新しい無線電力受信機の登録を許容することができる。

0153

また、無線電力送信機は、電力伝送状態740で無線電力受信機から受信する状態情報に基づいて伝送電力を動的に制御することができる。

0154

ここで、無線電力受信機から無線電力送信機に伝送される受信機状態情報は、要求電力情報、整流器の後端で測定された電圧及び/又は電流情報、充電状態情報、過電流及び/又は過電圧及び/又は過熱及び/又は過温状態を知らせるための情報、過電流又は過電圧によって負荷に伝達される電力を遮断するとか減少させる手段が活性化したかを指示する情報の少なくとも一つを含むことができる。ここで、受信機状態情報は予め指定された周期で伝送されるとか、特定のイベントが発生する度に伝送されることができる。また、前記過電流又は過電圧によって負荷に伝達される電力を遮断するとか減少させる手段は、ON/OFFスイッチ及びジェナーダイオードの少なくとも一つを用いることができる。

0155

本発明の他の一実施例による無線電力受信機から無線電力送信機に伝送される受信機状態情報は、無線電力受信機に有線外部電源が連結されたことを知らせる情報、及び帯域外通信方式が変更されたことを知らせる情報、一例としてNFC(Near Field Communication)からBLE(Bluetooth Low Energy)通信に変更されたことを知らせる情報の少なくとも一つをさらに含むこともできる。

0156

本発明のさらに他の一実施例による無線電力送信機は、自分の現在可用な電力、無線電力受信機別優先順位、接続された無線電力受信機の個数の少なくとも一つに基づいて無線電力受信機別に受信しなければならないパワー強度を適応的に決定することもできる。ここで、無線電力受信機別パワー強度は該当無線電力受信機の整流器で処理可能な最大パワーに対していくらの比率でパワーを受信しなければならないかによって決定することができるが、これに限られない。

0157

その後、無線電力送信機は、決定されたパワー強度についての情報が含まれた所定の電力制御命令を該当無線電力受信機に伝送することができる。このとき、無線電力受信機は、無線電力送信機によって決定されたパワー強度で電力制御が可能であるかを判断し、判断の結果を所定の電力制御応答メッセージで無線電力送信機に伝送することができる。

0158

本発明の他の一実施例による無線電力受信機は、無線電力送信機の電力制御命令に従って無線電力制御が可能であるかを指示する所定の受信機状態情報を前記電力制御命令を受信する前に無線電力送信機に伝送することもできる。

0159

電力伝送状態740は、接続された無線電力受信機の電力受信状態によって、第1状態741、第2状態742及び第3状態743のいずれか一状態であり得る。

0160

一例として、第1状態741は、無線電力送信機に接続された全ての無線電力受信機の電力受信状態が正常電圧の状態であることを意味することができる。

0161

第2状態742は、無線電力送信機に接続された少なくとも一つの無線電力受信機の電力受信状態が低電圧状態であり、高電圧状態の無線電力受信機が存在しないことを意味することができる。

0162

第3状態743は、無線電力送信機に接続された少なくとも一つの無線電力受信機の電力受信状態が高電圧状態であることを意味することができる。

0163

無線電力送信機は、節電状態720又は低電力状態730又は電力伝送状態740でシステムエラーを感知すれば、ラッチ障害状態760に遷移することができる

0164

ラッチ障害状態760の無線電力送信機は、接続された全ての無線電力受信機が充電領域から除去されたと判断すれば、構成状態710又は節電状態720に遷移することができる。

0165

また、ラッチ障害状態760で、無線電力送信機は、ローカル障害を感知すれば、ローカル障害状態750に遷移することができる。ここで、ローカル障害状態750の無線電力送信機は、ローカル障害が解除されれば、再びラッチ障害状態760に遷移することができる。

0166

一方、構成状態710、節電状態720、低電力状態730及び電力伝送状態740のいずれか一つの状態でローカル障害状態750に遷移した場合、無線電力送信機は、ローカル障害が解除されれば、構成状態710に遷移することができる。

0167

無線電力送信機は、ローカル障害状態750に遷移すれば、無線電力送信機に供給される電源を遮断することもできる。一例として、無線電力送信機は、過電圧、過電流、過熱などの障害を感知すれば、ローカル障害状態750に遷移することができるが、これに限られない。

0168

一例として、無線電力送信機は、過電流、過電圧、過熱などを感知すれば、無線電力受信機が受信する電力の強度を減少させるための所定の電力制御命令を接続された少なくとも一つの無線電力受信機に伝送することもできる。

0169

他の一例として、無線電力送信機は、過電流、過電圧、過熱などを感知すれば、無線電力受信機の充電を中断させるための所定の制御命令を接続された少なくとも一つの無線電力受信機に伝送することもできる。

0170

前記のような電力制御過程によって、無線電力送信機は、過電圧、過電流、過熱などによる機器破損を予め防止することができる。

0171

無線電力送信機は、送信共振器出力電流の強度が基準値以上の場合、ラッチ障害状態760に遷移することができる。このとき、ラッチ障害状態760に遷移した無線電力送信機は、送信共振器の出力電流の強度を予め指定された時間の間に基準値以下となるように試みることができる。ここで、前記試みは予め指定された回数だけ繰り返し遂行することができる。仮に、繰り返し遂行にもかかわらず、ラッチ障害状態760が解除されない場合、無線電力送信機は、所定の警報手段を用いて、使用者にラッチ障害状態760が解除されないことを指示する所定の警報信号を送出することができる。このとき、無線電力送信機の充電領域に位置する全ての無線電力受信機が使用者によって充電領域から除去されれば、ラッチ障害状態760が解除されることができる。

0172

一方、送信共振器の出力電流の強度が予め指定された時間内に基準値以下に落ちるとかあるいは前記予め指定された繰り返し遂行のうちに送信共振器の出力電流の強度が基準値以下に落ちる場合、ラッチ障害状態760は自動に解除されることができる。このとき、無線電力送信機の状態はラッチ障害状態760から節電状態720に自動で遷移して、無線電力受信機に対する感知及び識別の過程を再び遂行することができる。

0173

電力伝送状態740の無線電力送信機は、連続した電力を送出し、無線電力受信機の状態情報及び予め定義された最適電圧領域(Optimal Voltage Region)設定パラメーターに基づいて適応的に送出電力を制御することができる。

0174

一例として、最適電圧領域(Optimal Voltage Region)設定パラメーターは、低電圧領域を識別するためのパラメーター、最適電圧領域を識別するためのパラメーター、高電圧領域を識別するためのパラメーター、及び過電圧領域を識別するためのパラメーターの少なくとも一つを含むことができる。

0175

無線電力送信機は、無線電力受信機の電力受信状態が低電圧領域にあれば送出電力を増加させ、高電圧領域にあれば送出電力を減少させることができる。

0176

また、無線電力送信機は、電力伝送効率が最大になるように送出電力を制御することもできる。

0177

また、無線電力送信機は、無線電力受信機によって要求された電力量の偏差が基準値以下となるように送出電力を制御することもできる。

0178

また、無線電力送信機は、無線電力受信機の整流器出力電圧が所定の過電圧領域に到逹した場合、すなわち過電圧(Over Voltage)を感知した場合、電力伝送を中断することもできる。

0179

図8は本発明の一実施例による無線電力送信機における無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0180

図8を参照すると、無線電力送信機は、電力伝送状態又は活性化状態で無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて電力制御を遂行することができる(S810)。

0181

一例として、無線電力受信機が電磁気共振方式で電力を受信する場合、フィードバック信号はA4WP標準で定義された動的特性パラメーター(Dynamic Characteristic Parameter)信号であり得る。ここで、動的特性パラメーター(Dynamic Characteristic Parameter)信号は、無線電力受信機における電力受信状態情報だけではなく要求電力についての情報も含む。電力受信状態情報は、整流器出力電圧及び電流強度情報、バッテリー出力電圧及び電流情報及び受信機温度情報などを含むことができる。また、要求電力についての情報は、整流器の出力端に要求される最小(Minimum)/最大(Maximum)/設定(Set)電圧についての情報を含むことができる。ここで、無線電力送信機は、要求電力についての情報に基づいて動的に送出電力の強度を制御することができる。一例として、無線電力受信機は、少なくとも毎250mmごとに動的特性パラメーターを電力伝送状態で接続された無線電力送信機に送信するように要求されることができる。

0182

他の一例として、無線電力受信機が電磁気誘導方式で電力を受信する場合、フィードバック信号は無線電力受信機が電力伝送段階で所定の周期で伝送するWPC標準で定義された制御エラーパケット(Control Error Packet)であり得るが、これに限られない。

0183

他の一例として、無線電力受信機が電磁気誘導方式で電力を受信する場合、フィードバック信号は電力制御のための動作周波数を変更するために所定の周期で伝送するPMA標準で定義された増加(Increase)信号、減少(Decrease)信号、維持(No Change)信号の少なくとも一つを含むことができるが、これに限られない。

0184

無線電力送信機は、充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる(S820)。

0185

一例として、充電領域内に無線電力受信機が存在するかは単位時間の間にフィードバック信号を正常に受信するかによって判断することができる。

0186

他の一例として、無線電力送信機は、備えたセンサーのセンシング情報に基づいて電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断することもできる。ここで、無線電力受信機の存在有無を判断するためのセンサーは、照度センサー、圧力センサー、ホールセンサー、電流センサー、及び電圧センサーの少なくとも一つを含むことができるが、これに限られない。

0187

さらに他の一例として、無線電力送信機は、無線電力受信機に電力を伝送する方式が電磁気共振方式であるとともに無線電力受信機とブルートゥース通信で連結された場合、ブルートゥース通信の受信信号強度に基づいて充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することもできる。一例として、無線電力送信機は、測定された受信信号強度が所定の基準値以下であれば、前記無線電力受信機が充電領域から離脱したと判断することができる。一方、無線電力送信機は、測定された受信信号強度が所定の基準値を超えれば、電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域に存在すると判断することができる。

0188

さらに他の一例として、無線電力送信機は、備えた送信コイルでの電圧又は(及び)電流変化に基づいて充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することもできる。

0189

充電領域内に無線電力受信機が存在しないと判断した場合、無線電力送信機は、送出電力の強度を特定レベルで一定に維持することができる(S830)。

0190

一例として、前述した830段階で維持される電力レベルは最近に、すなわち最後に受信されたフィードバック信号に応じて決定された電力レベルであり得る。

0191

他の一例として、前述した830段階で維持される電力レベルは、電力伝送状態への遷移時、すなわち電力伝送開始時点に送出される電力の強度、すなわち初期伝送電力強度に決定することができる。

0192

さらに他の一例として、前述した830段階で維持される電力レベルは無線電力受信機との通信セッションを維持することができる最小電力の強度に決定することができる。

0193

さらに他の一例として、前述した830段階で維持される電力レベルは該当無線電力受信機のカテゴリー又は等級に基づいて適応的に決定することもできる。

0194

無線電力送信機は初期化開始タイマーを駆動させることができる(S840)。ここで、初期化開始タイマーは、無線電力送信機が電力伝送を中断し、初期段階への進入可否を制御するためのタイマーであり得る。無線電力送信機は、駆動された初期化開始タイマーが満了すれば、電力伝送中断し、初期段階に遷移することができる。例えば、初期段階は、前述した図4の選択段階410、前述した図5の待機段階510及び前述した図6の非活性化状態610又はブート状態620の少なくとも一つを含むことができる。

0195

無線電力送信機は、初期化開始タイマーの駆動中に充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる(S850)。

0196

このとき、無線電力送信機は、初期化開始タイマーが満了するまで充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる(S860)。

0197

仮に、前述した860段階で初期化開始タイマーが満了した場合、無線電力送信機は、電力伝送が中断されたことを指示する所定のアラーム信号を送出した後、初期段階に進入することができる(S870〜S880)。ここで、アラーム信号は、LEDランプ信号、振動信号ブザー(Buzzer)信号、ディスプレイ画面に表示される所定のメッセージなどの形態として出力されることができるが、これに限られなく、使用者が電力伝送が中断されたことを認知することができる特定の信号であれば十分である。

0198

仮に、前記850段階で、初期化開始タイマーの駆動中に充電領域内に無線電力受信機が存在すると判断すれば、無線電力送信機は前述した810段階に戻ることができる。

0199

一例として、図8の無線充電方法は正常な充電終了過程が遂行されなかった状態で無線電力受信機の存在が確認されないことがある無線充電マウスシステムに適用することができるが、これに限られない。本発明による無線充電方法が適用された無線充電マウスシステムは、無線充電マウスが充電領域をしばらく外れた場合にも、即時電力伝送を中断するとか初期段階に進入することなしに一定の時間の間に電力伝送状態を維持することにより、不必要に電力伝送が中断されることを最小化することができる利点がある。また、本発明は、不必要な電力伝送の中断を予め防止することにより、使用者の無線充電体験満足度を向上させるだけでなく単位時間の充電効率を極大化することができる利点がある。

0200

他の一例として、図9の無線充電方法は電力伝送中に使用者による移動が頻繁な無線電力受信機と連動する無線電力送信機に適用することができる。

0201

図9は本発明の他の一実施例による無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0202

図9を参照すると、無線電力送信機は、電力伝送状態で無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて適応的に電力制御を遂行することができる(S910)。ここで、フィードバック信号の受信周期は無線電力送信機と無線電力受信機の間に設定された無線電力伝送方式によって違うことがある。他の一例として、フィードバック信号の受信周期は無線電力送信機と無線電力受信機間の所定の調整過程によって動的に決定することもできる。

0203

無線電力送信機は、フィードバック信号が所定の周期で正常に受信されるかを確認することができる(S920)。ここで、無線電力送信機は、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信される場合、電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域内に存在すると判断することができる。一方、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信されない場合、無線電力送信機は、電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域を離脱したと判断することができる。

0204

判断の結果、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信されない場合、無線電力送信機は、初期化開始タイマーを駆動させることができる(S930)。ここで、初期化開始タイマーは、無線電力送信機が電力伝送を中断し、初期段階への進入可否を制御するためのタイマーであり得る。無線電力送信機は、駆動された初期化開始タイマーが満了すれば、電力伝送を中断し、初期段階に遷移することができる。例えば、初期段階は、前述した図4の選択段階410、前述した図5の待機段階510及び前述した図6の非活性化状態610又はブート状態620の少なくとも一つを含むことができる。

0205

無線電力送信機は、初期化開始タイマーの駆動中に充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる(S940)。一例として、無線電力送信機は、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信されるかを確認し、充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる。すなわち、無線電力送信機はしばらくフィードバック信号が受信されなくても電力伝送を中断せず、初期化開始タイマーが満了するまでは持続的にフィードバック信号の受信有無をモニターすることができる。前述した940段階の判断の結果、充電領域内に無線電力受信機が存在しない場合、無線電力送信機は駆動された初期化開始タイマーが満了したかを確認することができる(S950)。

0206

確認の結果、初期化開始タイマーが満了した場合、無線電力送信機は、電力伝送が中断されたことを指示する所定のアラーム信号を送出した後、初期段階に進入することができる(S980〜S990)。

0207

前述した950段階の確認の結果、初期化開始タイマーが満了しなかった場合、無線電力送信機は、一定のレベル送出電力の強度を減少させた後、一定の時間待機した後、前述した940段階に戻ることができる(S960〜S970)。ここで、減少する電力レベルは、無線電力受信機のカテゴリー又は等級、初期化開始タイマーが満了するまで駆動される時間、無線電力受信機との通信連結を維持させるための最小電力の強度の少なくとも一つに基づいて動的に決定することができるが、これに限られない。

0208

仮に、前述した940段階で、充電領域内に無線電力受信機が存在すると判断した場合、無線電力送信機は前述した910段階に戻ることができる。

0209

一例として、前記図9の無線充電方法は正常な充電終了過程が遂行されなかった状態で無線電力受信機の存在が確認されないことがある無線充電マウスシステムに適用することができるが、これに限られない。本発明による無線充電方法が適用された無線充電マウスシステムは、無線充電マウスが充電領域をしばらく離脱した場合にも、即時電力伝送を中断するとか初期段階に進入することなしに一定の時間の間に送出電力の強度を段階的に減少させることにより、不必要に電力伝送が中断されることを最小化することができる利点がある。また、本発明は、不必要な電力伝送中断を予め防止することにより、使用者の無線充電体験の満足度を向上させるだけでなく単位時間の充電効率を極大化することができる利点がある。

0210

他の一例として、前記図9の無線充電方法は電力伝送中に使用者による移動が頻繁な無線電力受信機と連動する無線電力送信機に適用することができる。

0211

図10は本発明のさらに他の一実施例による無線充電方法を説明するためのフローチャートである。

0212

図10を参照すると、無線電力送信機は、電力伝送状態又は活性化状態で帯域外通信又はインバンド通信を介して無線電力受信機から周期的に受信するフィードバック信号に応じて適応的に電力制御を遂行することができる(S1010)。ここで、フィードバック信号の受信周期は無線電力送信機と無線電力受信機の間に設定された無線電力伝送方式によって違うことがある。他の一例として、フィードバック信号の受信周期は、無線電力送信機と無線電力受信機間の所定の調整過程によって動的に決定することもできる。

0213

無線電力送信機は、フィードバック信号が所定の周期で正常に受信されるかを確認することができる(S1020)。

0214

判断の結果、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信されない場合、無線電力送信機は現在送出される電力の強度を一定のレベルだけ減少させた後、一定時間待機することができる(S1030〜S1040)。ここで、減少する電力レベルは無線電力受信機のカテゴリー又は等級に基づいて動的に決定することができるが、これに限られない。

0215

無線電力送信機は充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる(S1050)。一例として、無線電力送信機は、所定の周期でフィードバック信号が正常に受信されるかを確認し、充電領域内に無線電力受信機が存在するかを判断することができる。すなわち、無線電力送信機は、しばらくフィードバック信号が受信されなくても電力伝送を中断せず、送出電力の強度が所定の臨界値に到逹するまで段階的に送出電力の強度を減少させることができる。

0216

仮に、前述した1050段階で、充電領域内に無線電力受信機が存在すると判断した場合、無線電力送信機は前述した1010段階に戻ることができる。

0217

一方、前述した1050段階で、充電領域内に無線電力受信機が存在しない場合、無線電力送信機は、現在送出電力の強度が所定の臨界値以下であるかを確認することができる(S1060)。

0218

確認の結果、現在送出電力の強度が所定の臨界値以下であれば、無線電力送信機は電力伝送が中断されたことを指示する所定のアラーム信号を送出した後、初期段階に戻ることができる(S1070〜S1080)。

0219

仮に、前述した1060段階での確認の結果、現在送出電力の強度が所定臨界値を超えれば、無線電力送信機は前述した1030段階を遂行することができる。

0220

一例として、前記図10の無線充電方法は正常な充電終了過程が遂行されなかった状態で無線電力受信機の存在が確認されないことがある無線充電マウスシステムに適用することができるが、これに限られない。本発明による無線充電方法が適用された無線充電マウスシステムは、無線充電マウスが充電領域をしばらく離脱した場合にも、即時電力伝送を中断するとか初期段階に進入することなしに一定時間送出電力の強度を段階的に減少させることにより、不必要に電力伝送が中断されることを最小化することができる利点がある。また、本発明は、不必要な電力伝送の中断を予め防止することにより、使用者の無線充電体験の満足度を向上させるだけでなく単位時間の充電効率を極大化することができる利点がある。

0221

他の一例として、前記図10の無線充電方法は電力伝送中に使用者による移動が頻繁な無線電力受信機と連動する無線電力送信機に適用することができる。

0222

図11は本発明の一実施例による無線電力送信機の構造を説明するためのブロック図である。

0223

図11を参照すると、無線電力送信機1100は、通信部1110、受信機存在確認部1120、電力変換部1130、初期化開始タイマー1140、電力伝送部1150、制御部1160及びアラーム部1170の少なくとも一つを含んでなることができる。図11に示した無線電力送信機1100の構成要素は必ずしも必須の構成要素ではなく、一部の構成要素を変更/追加/削除することもできることに注意しなければならない。

0224

本発明による無線電力送信機1100は、電磁気共振方式及び電磁気誘導方式の少なくとも一つの方式を用いて電力を送出することによって無線電力受信機を充電させることができる。

0225

通信部1110は、制御部1160から受信されたパケット又はメッセージを変調して該当無線電力受信機に伝送するとか、無線信号復調して獲得したパケット又はメッセージを制御部1160に伝達することができる。ここで、変調された信号は活性化した無線電力伝送方式によってインバンド通信又は帯域外通信を介して無線電力受信機に送信されることができる。

0226

受信機存在確認部1120は充電領域に無線電力受信機が存在するかを確認することができる。

0227

一例として、受信機存在確認部1120は、通信部1110と連動して、電力伝送状態でのフィードバック信号の正常受信可否に基づいて充電領域に無線電力受信機が存在するかを確認することができる。受信機存在確認部1120は、フィードバック信号が予め定義された周期で正常に受信されることを確認すれば、電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域に存在すると判断することができる。一方、受信機存在確認部1120は、フィードバック信号が正常に受信されないことを確認すれば、電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域を離脱したと判断することができる。

0228

他の一例として、受信機存在確認部1120は、備えたセンサー(図示せず)のセンシング情報に基づいて電力伝送状態の無線電力受信機が充電領域に存在するかを判断することもできる。ここで、無線電力受信機の存在有無を判断するためのセンサーは、照度センサー、圧力センサー、ホールセンサー、電流センサー、電圧センサー及び静電センサーの少なくとも一つを含むことができるが、これに限られない。

0229

電力変換部1130は、制御部1160の制御信号に応じて、電力送信部1150を介して送出される電力の強度を調節することができる。電力変換部1130は、外部電源(図示せず)から供給される交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバーター、変換されたDC電力増幅させるための増幅回路などを含んでなることができるが、これに限られない。

0230

電力変換部1130は、制御部1160の所定の制御信号に応じて、送出電力の強度を特定のレベルに維持することができる。

0231

また、電力変換部1130は、制御部1160の所定制御信号に応じて、送出電力の強度が所定の臨界値に到逹するまで一定のレベルだけ段階的に減少させることもできる。

0232

また、電力変換部1130は、制御部1160の所定の制御信号に応じて、電力送信部1150に電力が伝達されることを遮断することもできる。

0233

初期化開始タイマー1140は、無線電力受信機への電力伝送中に充電領域内の該当無線電力受信機の存在が確認されない場合、制御部1160の所定制御信号に応じて駆動されることができる。

0234

初期化開始タイマー1140が満了すれば、制御部1160は、該当無線電力受信機への電力伝送を中断し、無線電力送信機1100の状態を初期段階に進入させることができる。

0235

また、初期化開始タイマー1140が満了すれば、制御部1160は、電力伝送が中断されることを指示する所定のアラーム信号を出力するように、アラーム部1170を制御することもできる。

0236

駆動された初期化開始タイマー1140が満了する前に無線電力受信機が充電領域に存在することを確認した場合、制御部1160は、初期化開始タイマー1140の駆動を中断させ、該当無線電力送信機から受信するフィードバック信号に応じて伝送電力を制御することができる。

0237

電力送信部1150は、現在活性化した無線電力伝送方式に対応する動作周波数を生成するための周波数生成器、動作周波数に変調された交流信号を無線で伝送するための送信コイルなどを含んでなることができるが、これに限られない。

0238

上述した実施例による方法はコンピュータで実行可能なプログラムとして製作されてコンピュータ可読の記録媒体に記録されることができる。コンピュータ可読の記録媒体の例としては、ROM、RAM、CD−ROM磁気テープフロッピーディスク光データ記憶装置などがあり、またキャリアウェーブ(例えば、インターネットを介した伝送)の形態に具現されるものも含む。

0239

コンピュータ可読の記録媒体はネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読めるコードが記録されて実行されることができる。そして、上述した方法を具現するための機能的な(function)プログラム、コード及びコードセグメントは実施例が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。

0240

本発明は本発明の精神及び必須の特徴を逸脱しない範疇内で他の特定の形態に具体化することができるのは当業者に自明である。

0241

したがって、前記の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはいけなく、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内における全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

0242

本発明は無線充電分野に利用可能であり、特に無線電力送信装置及び無線電力受信装置に適用可能である。

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