KR102272743B1

KR102272743B1 - Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system

Info

Publication number: KR102272743B1
Application number: KR1020200186821A
Authority: KR
Inventors: 정춘길; 황병욱
Original assignee: 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-07-07
Also published as: KR20210003075A

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 명세서는 최초 충전 전 이물질 감지 동작을 수행함, 충전이 개시될 때까지 이물질이 감지되지 않은 경우, 충전 중 이물질 감지 동작을 수행함 및 상기 전력 신호를 수신하는 중 이물질이 감지되지 않은 경우, 온도센서를 기초로 전력을 제한함을 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system. In this specification, when a foreign material detection operation is performed before the initial charging, when no foreign material is detected until charging is started, a foreign material detection operation is performed during charging and when a foreign material is not detected while receiving the power signal, a temperature sensor Including limiting the power based on

Description

무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FOREIGN OBJECT IN WIRELESS POWER TRANSMITTING SYSTEM}Apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FOREIGN OBJECT IN WIRELESS POWER TRANSMITTING SYSTEM}

본 발명은 무선전력 전송에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to wireless power transmission, and more particularly, to an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

일반적으로 휴대폰, 노트북, PDA와 같은 휴대용 단말기(Portable Terminal)가 충전되려면, 휴대용 단말기가 외부의 충전기로부터 전기에너지(또는 전력)을 공급받아야 한다. 이러한 휴대용 단말기는 공급되는 전기에너지를 저장하는 배터리셀과 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로를 포함한다. In general, in order to charge a portable terminal such as a mobile phone, a notebook computer, or a PDA, the portable terminal needs to receive electrical energy (or power) from an external charger. Such a portable terminal includes a battery cell for storing the supplied electrical energy and a circuit for charging and discharging the battery cell (supplying electrical energy to the portable terminal).

배터리셀에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리셀간의 전기적 연결방식은, 상용전원을 공급받아 배터리셀에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리셀의 단자를 통해 배터리셀로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 포함한다. The electrical connection method between a charger and a battery cell for charging electric energy to a battery cell is to receive commercial power, convert it into voltage and current corresponding to the battery cell, and supply electric energy to the battery cell through the terminal of the battery cell. Includes terminal supply method.

이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은, 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재발생, 자연방전, 배터리팩의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다. This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable or wire. Therefore, when handling a lot of terminal-supply type equipment, many cables occupy a considerable work space, are difficult to organize, and are not good in appearance. In addition, the terminal supply method may cause problems such as an instantaneous discharge phenomenon due to a different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, and deterioration of the life and performance of the battery pack.

최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력 전송방식을 이용한 충전시스템(이하 무선전력 전송 시스템)과 제어방법들이 제시되고 있다. 무선전력 전송방식을 비접촉(contactless) 전력 전송방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무선전력 수신장치로 구성된다. Recently, in order to solve the above problems, a charging system (hereinafter referred to as a wireless power transmission system) and control methods using a wireless power transmission method have been proposed. The wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method or a no point of contact power transmission method. The wireless power transmission system includes a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a wireless power reception device for charging a battery cell by receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device.

단자공급방식에서는 충전기와 단말기간에 단자연결만 잘 된다면 이물질과 같이 충전을 방해하는 장해요인이 존재할 가능성이 크지 않다. 반면, 무선전력 전송 시스템은 무접점 충전이라는 특성으로 인하여, 충전시에 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 사이에 이물질이 삽입될 수 있다. 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치 사이에 금속과 같은 이물질이 끼게 될 경우, 이물질로 인하여 전력전송이 원활히 이루어지지 못함은 물론, 과부하 및 이물질 발열로 인한 제품의 소손 및 폭발 등의 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 무선전력 전송 시스템에서 이물질을 감지할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.In the terminal supply method, if the terminal is connected well between the charger and the terminal, it is unlikely that there will be obstacles such as foreign substances that interfere with charging. On the other hand, in the wireless power transmission system, due to the characteristic of contactless charging, foreign substances may be inserted between the wireless power receiver and the wireless power transmitter during charging. If a foreign substance such as metal is caught between the wireless power transmitter and the wireless power receiver, power transmission may not be performed smoothly due to the foreign substance, and problems such as product burnout and explosion may occur due to overload and heat of foreign substances. have. Accordingly, there is a need for an apparatus and method capable of detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

본 발명의 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system.

본 발명의 다른 기술적 과제는 초기 인식 단계에서 이물질을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances in the initial recognition stage.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 1차 코일에 유기되는 전류를 기반으로 이물질을 감지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting foreign substances based on a current induced in a primary coil in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지에 대응하여 파워를 제한하는 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing an operation of limiting power in response to detection of a foreign substance in a wireless power transmission system.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 기능을 구비한 무선전력 전송 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another technical object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus and method having a foreign matter detection function in a wireless power transmission system.

본 발명의 일 양태에 따르면, 무선전력 수신장치에서 이물질을 검출하는 방법은 최초 충전 전 이물질 감지 동작을 수행하는 단계, 충전이 개시될 때까지 이물질이 감지되지 않은 경우, 단방향 통신 또는 양방향 통신을 이용하여 충전 중 이물질 감지 동작을 수행하는 단계 및 상기 충전 중 이물질 감지 동작에서 이물질이 감지되지 않은 경우, 감지가 안된 미세한 이물을 온도센서로 감지하여 전력을 제한하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method for detecting a foreign material in a wireless power receiver includes performing a foreign material detection operation before initial charging, and when a foreign material is not detected until charging is started, one-way communication or two-way communication is used performing a foreign material detection operation during charging and, when no foreign material is detected in the foreign material detection operation during charging, detecting a fine foreign material that has not been detected with a temperature sensor and limiting power.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이물질을 검출하는 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 무선 전력을 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코어블락, 상기 2차 코어블락에 연결되고, 상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 수행하여 제어 유닛과 외부 부하에 전력을 제공하는 정류 유닛 및 상기 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압을 측정하고, 상기 초기전압이 기준전압 범위에 존재하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈(phase)로 진입하도록 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 최초 충전 전 이물질 감지 동작을 수행하거나, 충전이 개시될 때까지 이물질이 감지되지 않은 경우 단방향 통신 또는 양방향 통신을 이용하여 충전 중 이물질 감지 동작을 수행하거나, 상기 충전 중 이물질 감지 동작에서 이물질이 감지되지 않은 경우 감지가 안된 미세한 이물을 온도센서로 감지하여 전력을 제한한다.According to another aspect of the present invention, a wireless power receiver for detecting foreign substances receives wireless power from the wireless power transmitter by combining it with a primary core block provided in the wireless power transmitter by magnetic induction or magnetic resonance. A primary core block, connected to the secondary core block, and performing full-wave rectification on an AC waveform generated in the secondary core block to provide power to a control unit and an external load. A unit and a control unit that measures an initial voltage of an output terminal connected to the external load, and controls the wireless power receiver to enter a foreign material detection phase when the initial voltage is within a reference voltage range. , the control unit performs a foreign material detection operation before initial charging, or when a foreign material is not detected until charging is started, performs a foreign material detection operation during charging using one-way communication or two-way communication, or foreign material detection operation during charging If no foreign material is detected in the , the temperature sensor detects the undetected fine foreign material and limits the power.

본 발명에 따른 무선전력 전송장치는 충전 시작 전부터 충전 중 임의의 시점에서 이물질을 검출할 수 있기 때문에 이물질이 검출될 확률이 높아질 수 있다. 또한 각 단계별로 이물질을 검출하는 방법이 명확히 정의됨으로써 이물질 검출의 구현이 용이해진다. 나아가, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치와 주고받는 정보에 기반하여 이물질을 검출할 수도 있고, 상기 정보없이 스스로 이물질을 검출할 수도 있어 다양한 제품에 호환되는 이물질 검출이 가능해진다. 이와 같이 이물질이 감지될 경우 무선전력 전송을 중단하거나 사용자로 하여금 이물질을 제거하도록 함으로써, 이물질에 의한 기기의 손상을 방지할 수 있다.Since the wireless power transmitter according to the present invention can detect foreign substances at any point during charging before charging starts, the probability of detecting foreign substances may increase. In addition, since the method of detecting a foreign material is clearly defined in each step, it is easy to implement the foreign material detection. Furthermore, the wireless power transmitter may detect foreign substances based on information exchanged with the wireless power receiver, and may detect foreign substances by itself without the information, so that it is possible to detect foreign substances compatible with various products. In this way, when a foreign material is detected, the wireless power transmission is stopped or the user removes the foreign material, thereby preventing damage to the device by the foreign material.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다.
도 8는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.1 illustrates components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention.
6 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
7 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to another example of the present invention.
8 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to an example of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to another example of the present invention.
10 is a block diagram illustrating an apparatus for receiving wireless power according to an example of the present invention.

이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 전력 신호(power signal)라고 불릴 수도 있으며, 1차 코일과 2차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스(codeless) 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 에너지 전달의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 유도 커플링 방식이나, 30MHz 미만의 주파수들을 사용하는 자기 공진 커플링(즉, 공진 유도) 방식을 모두 포함한다. 그러나, 비교적 높은 방사 레벨들에서의, 예를 들어, 135kHz (LF) 미만 또는 13.56MHz (HF)에서의 라이센스-면제 동작이 허용되는 주파수들을 포함하는 다양한 주파수들이 이용될 수도 있다. As used hereinafter, the term "wireless power" is used to mean any form of energy associated with electric, magnetic, electromagnetic fields, etc. transmitted from a transmitter to a receiver without the use of physical electromagnetic conductors. Wireless power may be referred to as a power signal, and may refer to an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein for wirelessly charging devices including, for example, mobile phones, codeless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like. In general, a basic principle of wireless energy transfer includes, for example, a magnetic induction coupling method or a magnetic resonance coupling (ie, resonance induction) method using frequencies less than 30 MHz. However, a variety of frequencies may be used, including frequencies that permit license-exempt operation at relatively high emission levels, for example below 135 kHz (LF) or at 13.56 MHz (HF).

도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다. 1 illustrates components of a wireless power transmission system according to an example of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(100)은 무선전력 전송장치(110)와 하나의 무선전력 수신장치(150-1) 또는 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a wireless power transmission system 100 includes a wireless power transmitter 110 and one wireless power receiver 150-1 or n wireless power receivers 150-1, ..., 150 -n).

무선전력 전송장치(110)는 1차 코어블락(primary core block)를 포함한다. 1차 코어블락은 코어(core) 및 하나 또는 그 이상의 1차 코일(primary coil)을 포함할 수 있다. 무선전력 전송장치(110)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼이며, 이 플랫폼상에 또는 그 근처에 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)가 위치할 수 있다. The wireless power transmitter 110 includes a primary core block. The primary core block may include a core and one or more primary coils. The wireless power transmitter 110 may have any suitable shape, but one preferred configuration is a flat platform with a power transmission surface, on or near the platform, each wireless power receiver 150-1, ...,150-n) may be located.

무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)로부터 분리가능하고, 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)의 근처에 있을 때 무선전력 전송장치(110)의 1차 코어블락에 의해 발생되는 전자기장과 결합되는 2차 코어블락(secondary core block)을 구비한다. 2차 코어블락은 코어 및 하나 또는 그 이상의 2차 코일(secondary coil)을 포함할 수 있다. The wireless power receiver 150-1, ..., 150-n is detachable from the wireless power transmitter 110, and each wireless power receiver 150-1, ..., 150-n is When in the vicinity of the wireless power transmitter 110 is provided with a secondary core block (secondary core block) coupled with the electromagnetic field generated by the primary core block of the wireless power transmitter 110. The secondary core block may include a core and one or more secondary coils.

무선전력 전송장치(110)는 직접적인 전기 접촉 없이 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)로 전력을 전송한다. 이때, 1차 코어블락과 2차 코어블락은 서로 자기 유도 커플링 또는 공진 유도 커플링되었다고 한다. 1차 코일 또는 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으나, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. The wireless power transmitter 110 transmits power to the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n without direct electrical contact. In this case, the primary core block and the secondary core block are said to be magnetically inductively coupled or resonantly inductively coupled to each other. The primary coil or the secondary coil may have any suitable shape, but may be, for example, a copper wire wound around a high permeability formation such as ferrite or an amorphous metal.

무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 보통 외부 부하(도시되지 않음. 여기서는 무선전력 수신장치의 실제 부하라고도 함)에 연결되어, 무선전력 전송장치(110)로부터 무선으로 수신한 전력을 외부 부하에 공급한다. 예를 들어 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 각각 휴대형 전기 또는 전자 디바이스 또는 재충전가능 배터리셀 또는 전지와 같이 전력을 소비하거나 저장하는 물체로 운반할 수 있다. The wireless power receivers 150-1, ..., 150-n are usually connected to an external load (not shown here, also referred to as an actual load of the wireless power receiver), and wirelessly from the wireless power transmitter 110 The received power is supplied to an external load. For example, the wireless power receivers 150-1, ..., 150-n may be transported to objects that consume or store power, such as portable electric or electronic devices or rechargeable battery cells or batteries, respectively.

도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention.

도 2를 참조하면, 최초 충전 전 이물질 감지 동작을 수행한다(S200). 일 예로, 최초 충전 전 이물질 감지 동작은 다음 도 5와 같다. Referring to FIG. 2 , a foreign matter detection operation is performed before initial charging ( S200 ). As an example, the operation of detecting foreign substances before initial charging is shown in FIG. 5 .

최초 충전 전 이물질이 감지되면(S205), 이물질 감지에 대응하는 전력 제한 동작을 수행한다(S225). When a foreign material is detected before initial charging (S205), a power limiting operation corresponding to the foreign material detection is performed (S225).

최초 충전 전 이물질이 감지되지 않은 경우(S205), 충전이 시작되면 충전 중 이물질 감지 동작을 수행한다(S210). When a foreign material is not detected before initial charging (S205), when charging is started, a foreign material detection operation is performed during charging (S210).

일 예로, 충전 중 단방향 통신을 수행하여 이물질을 감지할 수 있다. 일 예로, 충전 중 단방향 통신을 이용한 이물질 감지 동작은 다음 도 6과 같다.For example, a foreign substance may be detected by performing one-way communication during charging. As an example, an operation of detecting foreign substances using one-way communication during charging is shown in FIG. 6 below.

다른 예로, 충전 중 양방향 통신을 수행하여 이물질을 감지할 수 있다. 일 예로, 충전 중 양방향 통신을 이용한 이물질 감지 동작은 다음 도 7과 같다. As another example, a foreign substance may be detected by performing two-way communication during charging. As an example, a foreign object detection operation using bidirectional communication during charging is shown in FIG. 7 below.

또 다른 예로, 충전 중 상기 단방향 통신 및 상기 양방향 통신을 동시에 수행하거나 독립적으로 수행하여 이물질을 감지할 수 있다.As another example, the one-way communication and the two-way communication may be simultaneously performed or independently performed to detect a foreign substance during charging.

충전 중 이물질이 감지되면(S215), 상기 단계 S225와 같이 이물질 감지 대응 전력 제한 동작을 수행한다.When a foreign material is detected during charging (S215), a power limiting operation corresponding to the foreign material detection is performed as in step S225.

충전 중 이물질이 감지되지 않은 경우(S215), 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다(예, 전력을 끊는다)(S220). 상기 온도센서는 수신 장치에 부착되거나 송신 장치에 부착될 수 있다.When a foreign object is not detected during charging (S215), power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) to protect power transmission when there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material (eg, cut off the power) ) (S220). The temperature sensor may be attached to the receiving device or attached to the transmitting device.

또는, 상기 단계 S225에서 이물질 감지 대응 전력 제한 동작이 수행된 이후에도, 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다.Alternatively, even after the foreign object detection-response power limiting operation is performed in step S225, if there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material, the power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) in order to protect the power transmission.

도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.

도 3을 참조하면, 최초 충전 전 이물질 감지 동작을 수행한다(S300). 일 예로, 최초충전 전 이물질 감지 동작은 다음 도 5와 같다.Referring to FIG. 3 , a foreign material detection operation is performed before initial charging ( S300 ). As an example, the operation of detecting foreign substances before initial charging is shown in FIG. 5 .

최초 충전 전 이물질이 감지되면(S305), 이물질 감지에 대응하는 전력 제한 동작을 수행한다(S315).When a foreign material is detected before initial charging (S305), a power limiting operation corresponding to the foreign material detection is performed (S315).

최초 충전 전 이물질이 감지되지 않은 경우(S305), 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다(예, 전력을 끊는다)(S310). 상기 온도센서는 수신 장치에 부착되거나 송신 장치에 부착될 수 있다.When a foreign object is not detected before initial charging (S305), if there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material, the power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) to protect the power transmission (eg, the power is reduced hang up) (S310). The temperature sensor may be attached to the receiving device or attached to the transmitting device.

또는, 상기 단계 S315에서 이물질 감지 대응 전력 제한 동작이 수행된 이후에도, 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다.Alternatively, even after the foreign matter detection-response power limiting operation is performed in step S315, if there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material, the power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) in order to protect the power transmission.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to another example of the present invention.

도 4를 참조하면, 충전이 시작되면 충전 중 이물질 감지 동작을 수행한다(S400). Referring to FIG. 4 , when charging is started, a foreign material detection operation is performed during charging (S400).

충전 중 이물질이 감지되면(S405), 이물질 감지에 대응하는 전력 제한 동작을 수행한다(S415).When a foreign material is detected during charging (S405), a power limiting operation corresponding to the foreign material detection is performed (S415).

충전 중 이물질이 감지되지 않은 경우(S405), 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다(예, 전력을 끊는다)(S410). 상기 온도센서는 수신 장치에 부착되거나 송신 장치에 부착될 수 있다.When a foreign object is not detected during charging (S405), if there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material, the power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) to protect the power transmission (eg, cut off the power) ) (S410). The temperature sensor may be attached to the receiving device or attached to the transmitting device.

또는, 상기 단계 S415에서 이물질 감지 대응 전력 제한 동작이 수행된 이후에도, 감지가 안된 미세한 이물로 전력전송에 문제가 생길 경우 전력 전송을 보호하기 위하여 온도센서(또는 써미스터)를 기준으로 파워를 제한한다.Alternatively, even after the power limiting operation corresponding to the detection of foreign substances is performed in step S415, if there is a problem in power transmission due to an undetected fine foreign material, the power is limited based on the temperature sensor (or thermistor) in order to protect the power transmission.

이제 본 발명에 따라서 이물질을 감지하는 동작을 최초충전 전과 충전 이후(예, 단방향 통신이용 또는 양방향 통신이용)를 구분하여 설명한다.Now, the operation of detecting foreign substances according to the present invention will be described separately before and after charging (eg, using one-way communication or using two-way communication).

<1. 최초충전 전 이물질 감지 동작><1. Foreign object detection operation before initial charging>

도 5는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 상기 도 2의 단계 S200 또는 상기 도 3의 단계 S300에 해당한다.5 is a flowchart illustrating a method for detecting foreign substances in a wireless power transmission system according to an example of the present invention. It corresponds to step S200 of FIG. 2 or step S300 of FIG. 3 .

도 5를 참조하면, 핑 페이즈에서 무선전력 전송장치는 디지털 핑을 수행하며, 이때 무선전력 전송장치는 동작점의 전력 신호를 무선전력 수신장치로 전송한다(S500).Referring to FIG. 5 , in the ping phase, the wireless power transmitter performs digital ping, and in this case, the wireless power transmitter transmits a power signal of an operating point to the wireless power receiver (S500).

핑 페이즈의 전력 신호를 수신하면, 무선전력 수신장치는 상기 전력 신호를 수신한 세기를 지시하는 신호세기 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S505). 그리고 무선전력 수신장치는 무선전력 수신장치의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷과 무선전력 수신장치의 구성정보를 생성하고, 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 전송장치로 전송한다(S510). Upon receiving the power signal of the ping phase, the wireless power receiver generates a signal strength packet indicating the received strength of the power signal and transmits it to the wireless power transmitter (S505). Then, the wireless power receiver generates an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver and configuration information of the wireless power receiver, and transmits the identification packet and configuration information to the wireless power transmitter (S510).

무선전력 수신장치는 수신전력을 측정한다(S515). 이때부터 초기전압 V_i를 설정하는 단계로 진입한다. The wireless power receiver measures the received power (S515). At this time, from entering the step of setting an initial voltage V _i.

무선전력 수신장치는 과전압 전력(over voltage power: OVP), 과전류 전력(over current power: OCP), 만충전(full charge) 등 종료 사유가 발생하는지 판단한다(S520). 만약 OVP, OCP, 만충전, 기타 충전의 종류 사유가 발생하면, 무선전력 수신장치는 충전을 종료한다(S525). 만약 종류 사유가 발생하지 않으면, 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치로부터 무선전력을 수신하는 상태인지, 즉 충전 중인지 판단한다(S530). The wireless power receiver determines whether a termination reason such as over voltage power (OVP), over current power (OCP), or full charge occurs ( S520 ). If the OVP, OCP, full charge, or other reasons for the type of charging occur, the wireless power receiver terminates charging (S525). If the type reason does not occur, the wireless power receiver determines whether the wireless power receiving device is receiving wireless power from the wireless power transmitter, that is, charging (S530).

단계 S530에서 만약 충전 중이면, 무선전력 수신장치는 요구전력 대비 수신전력을 비교하여 그 결과를 기반으로 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S535). 단계 S535에서 만약 충전중이 아니면, 무선전력 수신장치는 초기전압 V_i가 홀드 상태인지 판단한다(S540). 초기전압 V_i의 정상상태의 값이 기준전압 범위(예를 들어 7.0V~10.5V) 내에 존재하는 경우, 무선전력 수신장치는 초기 설정이 완료된다. 이로서 초기전압 V_i는 홀드 상태가 되고, 무선전력 수신장치는 이물질 검출 페이즈로 진입할 수 있다. If charging in step S530, the wireless power receiver compares the received power with the required power, and based on the result, generates a power control packet and transmits it to the wireless power transmitter (S535). In step S535, if not charging, the wireless power receiver _{determines whether the initial voltage Vi} is in the hold state (S540). If the initial voltage V _i steady state value of the reference voltage range (for example 7.0V ~ 10.5V) is present in, the wireless power receiving apparatus, the initial setting is completed. This makes the initial voltage V _i is the hold state, the wireless power receiving apparatus may enter a foreign matter detection phase.

만약 V_i 홀드 상태가 아니면, 무선전력 수신장치는 충전 중인 경우와 마찬가지로 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S535). 만약 V_i 홀드 상태이면, 무선전력 수신장치는 이물질 검출 페이즈로 진입한다. 여기서, 무선전력 수신장치는 이물질 상태 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S545). If _{it is not in the Vi} hold state, the wireless power receiver generates a power control packet and transmits it to the wireless power transmitter as in the case of charging (S535). If in the _Vi hold state, the wireless power receiver enters the foreign matter detection phase. Here, the wireless power receiver generates a foreign matter status packet and transmits it to the wireless power transmitter (S545).

본 발명에 따른 이물질 상태 패킷은 프리앰블(preamble), 헤더(header), 메시지 및 체크섬(checksum)을 포함한다. 프리앰블은 최소 11비트부터 최대 25비트로 구성될 수 있며, 모든 비트의 값이 0으로 설정될 수 있다. 프리앰블은 무선전력 전송장치가 이물질 상태 패킷의 헤더의 시작비트를 정확히 감지하고, 들어오는 데이터에 동기를 맞추기 위해 사용된다. The foreign object status packet according to the present invention includes a preamble, a header, a message and a checksum. The preamble may consist of a minimum of 11 bits and a maximum of 25 bits, and the values of all bits may be set to 0. The preamble is used for the wireless power transmitter to accurately detect the start bit of the header of the foreign object status packet and to synchronize it with the incoming data.

헤더는 패킷의 타입을 지시하며, 8비트로 구성될 수 있다. 일례로서, 이물질 상태 패킷의 헤더의 값은 '0x00'일 수 있다. 이 경우, 메시지는 그 값이 0, 즉 '0x00'으로 설정될 수 있다. 다른 예로서, 이물질 상태 패킷의 헤더의 값은 충전 상태 패킷(charge status packet)의 헤더와 동일한 '0x05'일 수 있다. 다만, 충전 상태 패킷의 1바이트 메시지의 값이 '0x00'으로 설정됨으로써, 이물질 상태 패킷임이 지시될 수 있다. 즉, 이물질 상태 패킷은 충전 상태 패킷에 포함된다. The header indicates the type of packet and may consist of 8 bits. As an example, the value of the header of the foreign object status packet may be '0x00'. In this case, the value of the message may be set to 0, that is, '0x00'. As another example, the value of the header of the foreign matter status packet may be '0x05', which is the same as the header of the charge status packet. However, since the value of the 1-byte message of the charge status packet is set to '0x00', it may be indicated that it is a foreign material status packet. That is, the foreign material status packet is included in the charging status packet.

무선전력 전송장치는 수신된 패킷의 헤더 또는 메시지의 값을 기반으로, 수신된 패킷이 이물질 상태 패킷인지 확인한다. 그리고 이물질 상태 패킷이 수신된 것으로 판명되면, 무선전력 전송장치는 이물질 검출을 수행한다(S550). 이물질 상태 패킷을 확인하는 동작 및 이물질 검출은 무선전력 전송장치의 제어 유닛에 의해 수행된다. The wireless power transmitter determines whether the received packet is a foreign substance status packet based on the value of the header or message of the received packet. And when it is determined that the foreign material status packet has been received, the wireless power transmitter detects the foreign material (S550). The operation of checking the foreign material status packet and the foreign material detection are performed by the control unit of the wireless power transmitter.

<2. 충전 중 이물질 감지><2. Foreign object detection during charging>

<2-1. 충전 중 단방향 통신을 이용한 이물질 감지><2-1. Foreign object detection using one-way communication during charging>

도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다. 상기 도 2의 단계 S210 또는 상기 도 4의 단계 S400에 해당한다. 6 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to another example of the present invention. This corresponds to step S210 of FIG. 2 or step S400 of FIG. 4 .

도 6을 참조하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치를 탐색한다(S600). 이때, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 검색될 때까지 충전 대기상태에 놓여있다. Referring to FIG. 6 , the wireless power transmitter searches for a wireless power receiver ( S600 ). At this time, the wireless power transmitter is placed in a charging standby state until the wireless power receiver is found.

만약 감지된 물체가 무선전력 수신장치이면, 무선전력 전송장치는 충전 모드로 진입하여, 무선 전력을 무선전력 수신장치로 전송한다(S605). 충전 모드에서는 무선전력 전송장치가 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨다. If the detected object is a wireless power receiver, the wireless power transmitter enters a charging mode and transmits wireless power to the wireless power receiver (S605). In the charging mode, the wireless power transmitter applies power to the primary coil to generate an induced magnetic field or resonance.

무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 전류를 측정하고, 무선전력 전송장치는 1차 코일에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값을 획득한다(S610). 무선전력 전송장치가 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. 상기 전류 측정값은 무선전력 전송장치 내의 제어 유닛이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 1차 코일에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값으로 표 1과 같이 맵핑한다. The wireless power transmitter measures the current flowing in the primary coil, and the wireless power transmitter acquires a current measurement value from the current flowing in the primary coil (S610). The current measured by the wireless power transmitter may be an alternating current. The current measurement value may be converted into a DC value suitable for recognition by a control unit in the wireless power transmitter. That is, the wireless power transmitter measures a relatively high alternating current flowing through the primary coil, and maps the measured high current to a current measurement value, which is a value suitable for the control unit to interpret, as shown in Table 1.

무선전력 전송장치는 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용하여, 이물질 감지를 수행한다(S615). 그리고 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 무선전력 전송장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. The wireless power transmitter performs foreign material detection by using any one or a combination of two or more parameters such as _{reference current I ref} , reference range (I _low ~ I _{high ), reference AC signal, and foreign material detection time t (S615)} ). In addition, parameters such as the reference current I _ref , the reference range (I _low to I _high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in advance in the wireless power transmitter as initial setting values.

무선전력 전송장치는 이물질이 감지되지 않으면 지속적으로 무선전력 수신장치로 전력을 전송한다(S620). 그리고 무선전력 전송장치는 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 다시 1차 코일의 전류 측정값을 획득하며(S610), 이를 기반으로 이물질 감지를 시도할 수 있다(S615). The wireless power transmitter continuously transmits power to the wireless power receiver when no foreign matter is detected (S620). In addition, the wireless power transmitter acquires the current measurement value of the primary coil again at a time t predetermined by the system or standard (S610), and may try to detect foreign substances based on this (S615).

반면, 무선전력 전송장치는 이물질이 감지되면 무선전력 수신장치로 전송되던 무선전력을 차단한다(S625).On the other hand, the wireless power transmitter cuts off the wireless power transmitted to the wireless power receiver when a foreign substance is detected (S625).

<2-2. 충전 중 양방향 통신을 이용한 이물질 감지 동작><2-2. Foreign object detection operation using two-way communication during charging>

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 동작 흐름도이다. 상기 도 2의 단계 S210 또는 상기 도 4의 단계 S400에 해당한다. 7 is an operation flowchart of a wireless power transmission system according to another example of the present invention. This corresponds to step S210 of FIG. 2 or step S400 of FIG. 4 .

일 예로, 양방향 통신을 수행함이란 전송장치에서 수신장치로 전력을 송신하면, 수신장치에서 수신 전력(received power) 값을 전송장치에게 알려주고, 전력 손실(power loss)이 소정의 기준값이상이면 FOD로 판단하는 것을 말한다. 예를 들어, 양방향 통신을 수행함이란 전송장치에서 수신장치로 7 내지 10W의 전력을 송신하고 수신장치에서 5W의 전력을 수신한 경우, 수신 전력 값 '5W'을 전송장치에게 알려주고, 전력 손실이 2W이상이어서 소정의 기준값인 1W보다 크므로 FOD로 판단한다. 이를 통해, 전력 전송 단계에 있어서 FOD를 검출할 수 있다.For example, performing bidirectional communication means that when power is transmitted from the transmitter to the receiver, the receiver notifies the transmitter of the received power value, and if the power loss is greater than or equal to a predetermined reference value, it is determined as FOD. say to do For example, performing bidirectional communication means that when the transmitter transmits 7 to 10W of power to the receiver and the receiver receives 5W of power, the receiver informs the transmitter of the received power value of '5W', and the power loss is 2W Since it is greater than 1W, which is a predetermined reference value, it is determined as FOD. Through this, it is possible to detect the FOD in the power transmission step.

도 7을 참조하여 양방향 통신을 구체적으로 설명하면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치를 탐색한다(S700). 이때, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 검색될 때까지 충전 대기상태에 놓여있다. When bidirectional communication is specifically described with reference to FIG. 7 , the wireless power transmitter searches for a wireless power receiver ( S700 ). At this time, the wireless power transmitter is placed in a charging standby state until the wireless power receiver is found.

만약 감지된 물체가 무선전력 수신장치이면, 무선전력 전송장치는 충전 모드로 진입하여, 무선 전력을 무선전력 수신장치에게 전송한다(S705). 충전 모드에서는 무선전력 전송장치가 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨다. If the detected object is a wireless power receiver, the wireless power transmitter enters a charging mode and transmits wireless power to the wireless power receiver (S705). In the charging mode, the wireless power transmitter applies power to the primary coil to generate an induced magnetic field or resonance.

무선전력 전송장치는 측정된 송신 전력을 지시하는 송신전력 측정보고를 무선전력 수신장치에게 전송한다(S710). 일 예로, 무선전력 전송장치는 송신전력 측정보고를 FSK 신호로 무선전력 수신장치에게 전송한다. 여기서, FSK 신호는 FSK 방식을 이용하여 전송되는 신호를 말한다.The wireless power transmitter transmits a transmission power measurement report indicating the measured transmission power to the wireless power receiver (S710). For example, the wireless power transmitter transmits the transmission power measurement report to the wireless power receiver as an FSK signal. Here, the FSK signal refers to a signal transmitted using the FSK method.

상기 FSK 신호는 단순한 전력 양(예, 송신 전력양)을 포함할 수 있다. 이때, 무선전력 전송장치는 상기 FSK 신호를 일정한 주기로 전송할 수 있다. 왜냐하면 무선전력 수신장치가 상기 FSK 신호의 전송 시점에 대해서 알지 못할 수 있기 때문이다. 상기 일정한 주기는 일정 개수의 데이터 신호가 전송되는 구간(예, ASK 신호가 일정)일 수 있다.The FSK signal may include a simple amount of power (eg, an amount of transmit power). In this case, the wireless power transmitter may transmit the FSK signal at a constant period. This is because the wireless power receiver may not know the transmission time of the FSK signal. The predetermined period may be a period in which a predetermined number of data signals are transmitted (eg, an ASK signal is constant).

일 예로, 상기 송신전력양은 무선전력 전송장치가 AC 전류 신호에 따라 주 코일에서 생성되는 전력을 측정한 값일 수 있다.For example, the amount of transmission power may be a value obtained by measuring the power generated in the main coil according to the AC current signal by the wireless power transmitter.

상기 FSK 신호는 수신장치에서 요구되는 1개의 고정된 전력주파수(f₀, 예를 들어 145kHz)를 변환 시키는 일정범위의 가변주파수(예, 140 또는 140.3Khz)를 스위칭(switching)하거나 셀렉트(select)하여, 0값과 1값을 전송하는 신호를 말한다. 다른 예로, 위상을 이용하여 0값과 1값을 포함하는 데이터 신호를 전송하는 신호를 말한다.The FSK signal switches or selects a variable frequency (eg, 140 or 140.3Khz) of a certain range that converts one fixed power frequency (f _{0 , for example, 145kHz) required by the receiving device.} Thus, it refers to a signal that transmits 0 and 1 values. As another example, it refers to a signal for transmitting a data signal including a 0 value and a 1 value using a phase.

일 예로, 무선전력 전송장치는 AC 전류 신호에 따라 주 코일에서 생성되는 전력을 측정하고, 측정된 생성 전력을 지시하는 송신전력 측정보고를 구성하여, 무선전력 수신장치로 전송할 수 있다. 이와 같이 무선전력 전송장치에서 무선전력 수신장치로의 경로로 제어정보가 전송되거나(예를 들어, FSK 신호로 제어정보가 전송될 수 있고), 무선전력 수신장치에서 무선전력 전송장치로의 경로로 제어정보가 전송되는 양방향 통신이 가능하다.For example, the wireless power transmitter may measure the power generated in the main coil according to the AC current signal, configure a transmission power measurement report indicating the measured generated power, and transmit it to the wireless power receiver. In this way, control information is transmitted from the wireless power transmitter to the wireless power receiver via a path (for example, control information may be transmitted as an FSK signal), or from the wireless power receiver to the wireless power receiver via a path. Bidirectional communication through which control information is transmitted is possible.

무선전력 전송장치는 인버터를 이용하여 PWM을 수행하고, 무선전력 수신장치의 필요 전력(또는 요구 전력)에 허용된 주파수를 발생한다. The wireless power transmitter performs PWM using an inverter, and generates a frequency allowed for the required power (or required power) of the wireless power receiver.

무선전력 수신장치의 필요 전력이 듀티 사이클(duty cycle) 또는 전압을 발생시키며, 듀티 사이클 또는 전압 값이 무선전력 전송장치의 전력 값이다. 즉, 무선전력 전송장치의 전력은 인버터에 인가된 전압, 듀티 설정 및 주파수으로 나타내어 질 수 있다.The required power of the wireless power receiver generates a duty cycle or voltage, and the duty cycle or voltage value is the power value of the wireless power transmitter. That is, the power of the wireless power transmitter may be represented by a voltage applied to the inverter, a duty setting, and a frequency.

무선전력 전송장치가 전력을 전송하는 단계에 있어서, 설정된 값(예, 전압, 듀티 주파수)을 FSK 방식으로 무선전력 수신장치에게 "송신 전력 값"을 전송한다. In the step of the wireless power transmitter transmitting power, the set value (eg, voltage, duty frequency) transmits the "transmission power value" to the wireless power receiver in the FSK method.

이때, 무선전력 수신장치는 기존의 데이터 신호(예, ASK 신호)의 수신을 를 멈추고, FSK의 신호를 수신한다. 일 예로, FSK 신호의 수신 동작은 FSK 신호의 복조(demodulation) 동작을 포함한다.At this time, the wireless power receiver stops receiving the existing data signal (eg, ASK signal) and receives the FSK signal. For example, the reception operation of the FSK signal includes a demodulation operation of the FSK signal.

상기 FSK 신호는 일정한 주기(750)로 전송될 수 있다. 예를 들어 상기 일정한 주기(750)는 소정의 시간(예, 3초 5초) 또는 소정의 개수의 데이터 신호(예, ASK 신호)의 전송 구간 일 수 있다.The FSK signal may be transmitted at a constant period 750 . For example, the constant period 750 may be a transmission period of a predetermined time (eg, 3 seconds and 5 seconds) or a predetermined number of data signals (eg, ASK signals).

상기 FSK 신호는 무선 전력과 동시에 전송될 수도 있다. 즉, S705 및 S710은 동시에 수행될 수도 있다. The FSK signal may be transmitted simultaneously with wireless power. That is, S705 and S710 may be performed simultaneously.

이어서, 무선전력 수신장치는 송신전력 측정보고를 기초로 이물질을 감지한다(S715). 예를 들어, 무선전력 수신장치에서 측정한 수신전력 값과 생성 전력 측정보고를 포함하는 FSK 신호를 연산하여 그 차이값이 소정의 기준값 이상이면 FOD로 판단한다. 다른 예로, 무선전력 수신장치는 '수신전력-전송전력'이 소정의 기준값 이상이면 FOD로 판단한다.Next, the wireless power receiver detects a foreign substance based on the transmission power measurement report (S715). For example, an FSK signal including a received power value measured by the wireless power receiver and a generated power measurement report is calculated, and if the difference value is greater than or equal to a predetermined reference value, it is determined as FOD. As another example, when the 'receive power-transmission power' is equal to or greater than a predetermined reference value, the wireless power receiver determines the FOD.

일 예로, 상기 측정한 수신전력 값은 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과, 요구 전력간의 차이가 임계치보다 큰지 같은지 또는 작은지를 지시하는 정보일 수 있다. 예를 들어, 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과 요구 전력간의 차이가 임계치보다 크면 '수신전력 측정결과=1'로 설정되고, 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과 요구 전력간의 차이가 임계치보다 작거나 같으면 '수신전력 측정결과=0'로 설정될 수 있다. 또는 반대로, 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과 요구 전력간의 차이가 임계치보다 크거나 같은 때 '수신전력 측정결과=1'로 설정되고, 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과 요구 전력간의 차이가 임계치보다 작은 때에 '수신전력 측정결과=0'로 설정될 수도 있다. 예를 들어, 임계치가 1W라 하자. 상기의 예와 같이 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력이 12W이고, 요구 전력은 10W인 상황에서, 그 차이는 2W이고 이는 임계치인 1W보다 크다. 이 경우 수신전력 측정결과는 1을 지시한다. 송신전력 측정보고에 의해 지시되는 전력과 요구 전력간의 차이가 임계치 보다 크면, 이는 이물질이 감지된 것을 의미할 수 있다. 따라서, 무선전력 전송장치(40)는 이를 이물질 감지 선언으로 인식할 수 있다. For example, the measured reception power value may be information indicating whether a difference between the power indicated by the transmission power measurement report and the required power is greater than, equal to, or less than a threshold. For example, if the difference between the power indicated by the transmit power measurement report and the required power is greater than the threshold, 'received power measurement result = 1' is set, and the difference between the power indicated by the transmit power measurement report and the required power is the threshold If it is less than or equal to, it may be set to 'receive power measurement result = 0'. Or, conversely, when the difference between the power indicated by the transmit power measurement report and the required power is greater than or equal to the threshold, 'received power measurement result = 1' is set, and the difference between the power indicated by the transmit power measurement report and the required power It may be set to 'receive power measurement result = 0' when is less than the threshold value. For example, let's say the threshold is 1W. As in the above example, in a situation where the power indicated by the transmission power measurement report is 12W and the required power is 10W, the difference is 2W, which is greater than the threshold value of 1W. In this case, the received power measurement result indicates 1. If the difference between the power indicated by the transmission power measurement report and the required power is greater than a threshold, this may mean that a foreign substance is detected. Accordingly, the wireless power transmitter 40 may recognize this as a foreign matter detection declaration.

무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치로 이물질 감지 결과를 포함하는 ASK 신호를 전송한다(S720). The wireless power receiver transmits the ASK signal including the foreign matter detection result to the wireless power transmitter (S720).

상기 ASK 신호는 전력제어용 신호, FOD 검출 신호, 긴급(emergency) 신호 또는 완충 신호 등을 포함할 수 있다.The ASK signal may include a power control signal, a FOD detection signal, an emergency signal, or a buffer signal.

또한, 상기 ASK 신호는 무선전력 수신장치의 요구 전력 정보를 포함할 수 있다. 요구 전력 정보는 무선전력 전송장치가 자기 유도 방식에 기반하여 무선전력을 생성하도록 요구하는 정보를 말하며, 무선전력 전송장치가 요구 전력 정보를 확인하고 요구 전력 정보에서 지시한 전력이 유도되도록 제어신호를 발생시키도록 하는 정보이다. 예를 들어, 요구 전력 정보가 10W를 지시할 때, 무선전력 전송장치는 10W가 전송되도록 제어신호를 발생시킨다. In addition, the ASK signal may include power required information of the wireless power receiver. The required power information refers to information that requests the wireless power transmitter to generate wireless power based on the magnetic induction method, and the wireless power transmitter checks the required power information and sends a control signal to induce the power indicated by the required power information. information that makes it happen. For example, when the required power information indicates 10W, the wireless power transmitter generates a control signal to transmit 10W.

상기 ASK 신호는 제어 에러 패킷(control error packet), 렉티파이드 패킷(rectified packet) 또는 차저 스테이트(charger state) 형태로 전송될 수 있다.The ASK signal may be transmitted in the form of a control error packet, a rectified packet, or a charger state.

이어서, 무선전력 전송장치는 수신한 ASK 신호를 기초로 무선 전력을 전송할 수 있다(S725).Subsequently, the wireless power transmitter may transmit wireless power based on the received ASK signal (S725).

데이터 신호(예, ASK 신호 또는 FSK 신호)는 송신과 수신을 동시에 하는 것이 불가능하므로 송신 도는 수신이 순차적으로 수행된다. 반면, 유도 주파수를 통해서 전력은 계속 발생하기 때문에 전력 신호와 데이터 신호가 동시에 송신되는 것은 가능하다. 따라서, ASK 신호 및 FSK 신호가 송수신되는 시점과 무관하게 무선 전력은 동시 또는 수시로 전송될 수 있다.Since it is impossible to transmit and receive a data signal (eg, ASK signal or FSK signal) at the same time, transmission or reception is sequentially performed. On the other hand, since power is continuously generated through the induction frequency, it is possible that the power signal and the data signal are simultaneously transmitted. Accordingly, wireless power may be transmitted simultaneously or at any time regardless of the timing at which the ASK signal and the FSK signal are transmitted/received.

상기 단계 S720 및 단계 S725에 따라서 ASK 신호와 무선 전력을 복수회 송수신될 수 있다. According to the steps S720 and S725, the ASK signal and wireless power may be transmitted/received a plurality of times.

단계 S710에 대하여 일정한 주기(750)가 경과되면 무선전력 전송장치는 측정된 송신 전력을 지시하는 송신전력 측정보고를 무선전력 수신장치에게 전송한다(S730). 일 예로, 무선전력 전송장치는 송신전력 측정보고를 FSK 신호로 무선전력 수신장치에게 전송한다. 상기 일정한 주기(750)는 소정의 시간(예, 3초 5초) 또는 소정의 개수의 데이터 신호(예, ASK 신호)의 전송 구간 일 수 있다.When a predetermined period 750 has elapsed with respect to step S710, the wireless power transmitter transmits a transmission power measurement report indicating the measured transmission power to the wireless power receiver (S730). For example, the wireless power transmitter transmits the transmission power measurement report to the wireless power receiver as an FSK signal. The constant period 750 may be a transmission period of a predetermined time (eg, 3 seconds and 5 seconds) or a predetermined number of data signals (eg, ASK signals).

한편, 무선전력 수신장치에서 이물질이 검출된 것으로 판단되면, 무선전력 전송장치는 이물질 검출에 대한 조치를 수행할 수 있다(도면 미표시). 예를 들어, 무선전력 전송장치는 주 코일의 구동이 감소 또는 중단되는 차단 모드로 진입할 수 있다. 이로써 기생 부하의 발열이 방지되고, 비효율적인 유도전력의 공급이 제한 또는 중단될 수 있다. On the other hand, when it is determined that the foreign matter is detected in the wireless power receiver, the wireless power transmitter may perform a measure for detecting the foreign matter (not shown). For example, the wireless power transmitter may enter a cutoff mode in which the driving of the main coil is reduced or stopped. As a result, the parasitic load may be prevented from generating heat, and inefficient supply of inductive power may be limited or stopped.

도 8는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to an example of the present invention.

도 8를 참조하면, 무선전력 전송장치(800)는 1차 코일(810), 전기 구동 유닛(820), 제어 유닛(830) 및 전류 측정 유닛(840)을 포함한다.Referring to FIG. 8 , the wireless power transmitter 800 includes a primary coil 810 , an electric driving unit 820 , a control unit 830 , and a current measurement unit 840 .

전기 구동 유닛(820)은 1차 코일(810)에 연결되어 전자기장을 발생하기 위해 1차 코일(810)에 전기 구동 신호, 예컨대 AC 신호를 인가한다. The electric driving unit 820 is connected to the primary coil 810 to apply an electric driving signal, for example, an AC signal, to the primary coil 810 to generate an electromagnetic field.

제어 유닛(830)은 전기 구동 유닛(820)에 연결되고, 1차 코일(810)이 유도 자기장을 발생시키거나, 자기공진을 일으킬 때 필요한 상기 AC 신호를 제어해주는 제어신호(831)를 생성하며, 이를 전기 구동 유닛(820)에 입력한다. The control unit 830 is connected to the electric drive unit 820, and the primary coil 810 generates an induced magnetic field or generates a control signal 831 for controlling the AC signal required when generating magnetic resonance. , which is input to the electric drive unit 820 .

제어 유닛(830)은 무선전력 전송장치(800)의 핑(ping) 페이즈(phase), ID 식별 및 구성 페이즈, 이물질 검출 페이즈 및 전력 전송 페이즈에서의 동작을 제어한다. 그리고 제어 유닛(830)은 각 페이즈에서 필요한 패킷을 생성하여 무선전력 수신장치로 전송하거나, 무선전력 수신장치로부터 패킷을 수신할 수 있다. The control unit 830 controls operations in a ping phase, an ID identification and configuration phase, a foreign matter detection phase, and a power transmission phase of the wireless power transmitter 800 . In addition, the control unit 830 may generate a packet required in each phase and transmit it to the wireless power receiver or receive a packet from the wireless power receiver.

여기서, 핑 페이즈는 무선전력을 수신 가능한 물체를 발견(discover)하는 시도로 정의될 수 있다. 핑 페이즈에서, 제어 유닛(830)은 디지털 핑(digital ping)을 수행하는데, 제어 유닛(830)은 1차 코일(810)이 동작점의 전력 신호(power signal at an operating point)를 전송하도록 제어신호(831)를 전기 구동 유닛(820)에 인가한다. 그리고 무선전력 수신장치로부터 특정 시간구간(time window) 내에서 정상적인(correct) 신호강도패킷(signal strength packet)이 수신되면, 제어 유닛(830)은 무선전력 전송장치(800)의 상태를 ID 식별 및 구성 페이즈로 천이시킨다. Here, the ping phase may be defined as an attempt to discover an object capable of receiving wireless power. In the ping phase, the control unit 830 performs a digital ping, wherein the control unit 830 controls the primary coil 810 to transmit a power signal at an operating point. A signal 831 is applied to the electric drive unit 820 . And when a correct signal strength packet is received from the wireless power receiver within a specific time window, the control unit 830 identifies the state of the wireless power transmitter 800 by ID identification and Transition to the configuration phase.

또한, ID 식별 및 구성 페이즈에서, 제어 유닛(830)은 무선전력 수신장치를 식별하고, 무선전력 수신장치의 구성정보(configuration information)를 수집한다. 이때, 제어 유닛(830)은 식별 패킷(dentification packet) 또는 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 수신장치로부터 수신한다. Also, in the ID identification and configuration phase, the control unit 830 identifies the wireless power receiver and collects configuration information of the wireless power receiver. In this case, the control unit 830 receives an identification packet or an identification packet and configuration information from the wireless power receiver.

또한, 이물질 검출 페이즈에서, 제어 유닛(830)은 이물질 검출(foreign object detection: FOD)을 수행하고, 이물질이 검출되지 않는 경우 무선전력 전송장치(800)를 전력 전송 페이즈로 천이시키며, 무선전력이 전송되도록 제어신호(831)를 전기 구동 유닛(820)에 인가한다. 반면, 이물질이 검출되는 경우, 제어 유닛(830)은 제어신호(831)의 인가를 중단하고, 응급 모드(emergency mode)로 진입한다. 이에 따르면, 무선전력 전송장치(800)가 본격적으로 무선전력을 무선전력 수신장치로 전송하는 전력 전송 페이즈 이전에, 이물질 검출이 수행된다. 즉, 무선전력 전송장치(800)와 무선전력 수신장치가 서로 간의 식별(또는 인식)을 완료한 직후에 이물질 검출이 수행되기 때문에, 무선전력을 전송하는 도중에 이물질 검출을 수행함에 따른 위험을 사전에 방지할 수 있다. In addition, in the foreign object detection phase, the control unit 830 performs foreign object detection (FOD), and when no foreign material is detected, the wireless power transmitter 800 transitions to the power transmission phase, and the wireless power A control signal 831 is applied to the electric driving unit 820 to be transmitted. On the other hand, when a foreign material is detected, the control unit 830 stops application of the control signal 831 and enters an emergency mode. According to this, before the power transmission phase in which the wireless power transmitter 800 transmits wireless power to the wireless power receiver in earnest, foreign matter detection is performed. That is, since the detection of foreign substances is performed immediately after the wireless power transmitter 800 and the wireless power receiver complete identification (or recognition) between each other, the risk of detecting foreign substances while transmitting wireless power is avoided in advance. can be prevented

본 실시예는 이물질 검출 페이즈와 전력 전송 페이즈를 별개로 구분하였으나, 상기 2 페이즈들은 하나의 페이즈로 통합되어 제어될 수 있다. 또는 이물질 검출 페이즈는 전력 전송 페이즈에 속하여 하나의 절차로 제어될 수도 있다. 이하에서는 이물질 검출 페이즈를 독립적인 지위를 가지는 것으로 보고 설명한다. Although the present embodiment separates the foreign material detection phase and the power transmission phase separately, the two phases may be integrated and controlled as one phase. Alternatively, the foreign material detection phase may be controlled by one procedure belonging to the power transmission phase. Hereinafter, the foreign material detection phase will be described as having an independent status.

전류 측정 유닛(840)은 1차 코일(810)에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값 I_measured을 획득하여 제어 유닛(830)으로 입력한다. 상기 전류 측정값 I_measured는 제어 유닛(830)이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 전류 측정 유닛(840)은 1차 코일(810)에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛(830)이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 I_measured로 맵핑(mapping)하며, 상기 전류 측정값 I_measured를 제어 유닛(830)으로 입력한다. The current measuring unit 840 obtains a current measured value I _measured from the current flowing in the primary coil 810 and inputs it to the control unit 830 . The measured current I _measured may be converted into a DC value suitable for recognition by the control unit 830 . That is, the current measuring unit 840 measures a relatively high alternating current flowing through the primary coil 810, and maps the _{measured high current to a current measured value I measured, which is a value suitable for the control unit 830 to interpret (} mapping), and input the current measured value I _measured to the control unit 830 .

이하에서, 이물질(foreign object) 검출을 위해 무선전력 전송장치(800)의 각 구성요소가 어떠한 동작을 수행하는지 구체적으로 개시된다. Hereinafter, what kind of operation each component of the wireless power transmitter 800 performs in order to detect a foreign object is specifically disclosed.

제어 유닛(830)이 기준 AC 신호에 해당하는 제어신호(831)를 전기 구동 유닛(820)에 보내면, 전기 구동 유닛(820)은 상기 기준 AC 신호를 1차 코일(810)에 인가한다. 여기서, 기준 AC 신호는 이물질이 없는 환경, 즉 무선전력의 송신에 장해요소가 없는 환경에서, 무선전력의 전송 효율이 정상 범위에 머물도록 하는(또는 수신장치의 요구전력 수준을 만족시킬 수 있는) AC 신호로서 실험적으로 얻어지는 값일 수 있다. 1차 코일(810)에 기준 AC 신호가 인가되면 1차 코일(810)에는 기준 전류 I_ref가 흐르게 되고, 이때 무선전력 W_ref가 전송된다. When the control unit 830 sends the control signal 831 corresponding to the reference AC signal to the electric drive unit 820 , the electric drive unit 820 applies the reference AC signal to the primary coil 810 . Here, the reference AC signal is an environment free of foreign substances, that is, in an environment free of obstacles to the transmission of wireless power, so that the transmission efficiency of wireless power stays within a normal range (or that can satisfy the power requirement level of the receiving device) It may be a value obtained experimentally as an AC signal. When a reference AC signal is applied to the primary coil 810 , a reference current I _ref flows through the primary coil 810 , and at this time, wireless power W _ref is transmitted.

그런데 만약에 무선전력 전송장치(800)와 무선전력 수신장치 사이에 이물질이 나타나면, 무선전력 수신장치는 이물질에 의해 소비되는 전력 W_FO를 제외한 나머지 전력인 W_ref-W_FO만을 수신한다. 무선전력 수신장치의 입장에서, W_F0만큼 수신하지 못하면 더 많은 전력을 요구하기 위해 전력 상승요청 메시지를 무선전력 전송장치(800)로 전송한다. 전력 상승요청 메시지는 제어 오류(control error) 패킷이라 불릴 수도 있다. 이와 반대로, 무선전력 수신장치가 요구전력 이상의 전력을 수신하면, 전력 하강요청 메시지를 무선전력 전송장치(800)로 전송할 수 있다. However, if a foreign substance appears between the wireless power transmitter 800 and the wireless power receiver, the wireless power receiver receives only _{W ref} -W _FO , which is the remaining power except _{for the power W FO consumed by the foreign substance.} From the standpoint of the wireless power receiver, if W _F0 is not received, a power increase request message is transmitted to the wireless power transmitter 800 to request more power. The power up request message may be referred to as a control error packet. Conversely, when the wireless power receiver receives power greater than or equal to the required power, it may transmit a power down request message to the wireless power transmitter 800 .

무선전력 수신장치는 요구전력이 만족될 때까지 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 계속적으로 무선전력 전송장치(800)로 전송할 수 있다. 예를 들어 전력 상승요청 메시지를 수신한 무선전력 전송장치(800)는 그에 따른 응답으로서 더 높은 전력이 전송되도록 1차 코일(810)에 흐르는 전류의 세기를 상승시킨다. 보다 구체적으로, 1차 코일(810)에 더 큰 전류가 흐르도록 하기 위해, 제어 유닛(830)은 기준 AC 신호 보다 더 큰 AC 신호가 1차 코일(810)에 인가될 수 있도록 제어신호(831)를 조정할 수 있다. 이러한 일련의 과정을 통칭하여 전력 제어(power control)라 한다. The wireless power receiver may continuously transmit a power up request message or a power down request message to the wireless power transmitter 800 until the required power is satisfied. For example, the wireless power transmitter 800 receiving the power increase request message increases the intensity of the current flowing through the primary coil 810 so that higher power is transmitted as a response accordingly. More specifically, in order to cause a larger current to flow in the primary coil 810 , the control unit 830 controls the control signal 831 so that an AC signal greater than the reference AC signal can be applied to the primary coil 810 . ) can be adjusted. This series of processes is collectively referred to as power control.

전력 제어의 결과, 1차 코일(810)에서의 전류 측정값이 일정 구간보다 커지는 상태가 발생할 수 있다. 요구전력의 전송을 위해 1차 코일(810)에 기준 전류 I_ref 보다 더 큰 전류인 I_measured가 흐르고 있다는 것은, 무선 전력의 전송 효율이 떨어지는 것을 의미하며, 그와 동시에 무선전력 수신장치 이외에 이물질에 의해 일정한 전력이 지속적으로 소비되고 있음을 의미할 수 있다. 이와 같이 1차 코일(810)에 전류가 상대적으로 과다하게 흐를 경우, 제어 유닛(830)은 이물질이 존재하는 것으로 결정한다. 즉, 제어 유닛(830)은 전류 측정값 I_measured을 기반으로 무선전력의 송신에 장해를 일으키는 요소, 예컨대 금속과 같은 이물질을 감지할 수 있다. As a result of the power control, a state in which the measured current in the primary coil 810 is greater than a predetermined period may occur. _{That I measured} , a current greater than the _{reference current I ref} , is flowing in the primary coil 810 for the transmission of the required power, it means that the transmission efficiency of wireless power is lowered, and at the same time, It may mean that a certain amount of power is continuously consumed by the As such, when a relatively excessive current flows in the primary coil 810 , the control unit 830 determines that a foreign material is present. That is, the control unit 830 may detect an element, for example, a foreign substance, such as a metal, that may interfere with the transmission of wireless power based on the _{current measured value I measured .}

제어 유닛(830)은 이물질 감지를 위해 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용할 수 있다. 그리고 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 제어 유닛(830)에 저장되어 있을 수 있다. 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high)는 기준값(reference value)라 불릴 수 있다. The control unit 830 may use _{any one or a combination of two or more parameters such as a reference current I ref} , a reference range (I _low to I _high ), a reference AC signal, and a foreign material detection time t for foreign material detection. In addition, parameters such as the reference current I _ref , the reference range (I _low to I _high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in the control unit 830 as initial set values. The reference current I _ref and the reference range I _low to I _high may be referred to as a reference value.

일례로서, 제어 유닛(830)은 전류 측정값 I_measured와 기준 전류 I_ref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 I_measured가 기준 전류 I_ref를 초과하면(즉, I_measured > I_ref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I_measured이 기준 전류 I_ref 이하이면(즉, I_measured ≤ I_ref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. 여기서, 기준 전류 I_ref는 무선전력 수신장치의 정격 전력(W)에 따라 예를 들어 다음과 같이 정의될 수 있다. As an example, the control unit 830 compares the _{current measured value I measured} with the reference current I _{ref .} In addition, when the _measured current I measured exceeds the reference current I _ref (ie, I _measured > I _ref ), it is determined that a foreign material is detected. On the other hand, if the measured current I _measured is equal to or less than the reference current I _ref _{(ie, I measured} ≤ I _ref ), it is determined that there is no foreign material. Here, the reference current I _ref may be defined, for example, as follows according to the rated power (W) of the wireless power receiver.

Rx power
(unit : W)Rx power
(unit : W) Tx AC current
(unit : A)Tx AC current
(unit : A) Max AC current
(unit : A)Max AC current
(unit : A) 2.52.5 0.9980.998 1.051.05 33 1.3281.328 1.51.5 44 1.6641.664 1.851.85 55 1.9251.925 2.052.05

표 1을 참조하면, 무선전력 수신장치(Rx)의 정격 전력(W)가 2.5W, 3W, 4W, 5W일 때, 무선전력 전송장치(Tx)의 1차 코어블락에 흐르는 AC 전류는 실험적으로 각각 0.998A, 1.328A, 1.664A, 1.925A이다. 그리고, 1차 코어블락에서 허용되는 기준 전류, 즉 I_ref의 크기는 각각 1.05A, 1.5A, 1.85A, 2.05A이다. Referring to Table 1, when the rated power (W) of the wireless power receiver (Rx) is 2.5W, 3W, 4W, or 5W, the AC current flowing through the primary core block of the wireless power transmitter (Tx) is experimentally 0.998A, 1.328A, 1.664A, and 1.925A, respectively. In addition, the allowable reference current in the primary core block, that is, I _ref , is 1.05A, 1.5A, 1.85A, and 2.05A, respectively.

다른 예로서, 제어 유닛(830)은 상기 전류 측정값 I_measured가 기준 범위(I_low~I_high)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I_measured가 기준 범위에 속하면(즉, I_low ≤ I_measured ≤ I_high) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I_measured가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I_measured > I_high 또는 I_measured < I_low) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 830 checks whether _{the current measured value I measured} falls within the reference range I _low to I _{high .} And if the current measured value I _measured falls within the reference range (ie, I _low ≤ I _measured ≤ I _high ), it is determined that there is no foreign material. On the other hand, if the current measured value I _measured does not fall within the reference range (ie, I _measured > I _high or I _measured < I _low ), it is determined that the foreign material is detected.

제어 유닛(830)은 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질 감지를 시도할 수 있다. The control unit 830 may attempt to detect the foreign material at a time t predetermined by the system or standard.

일례로서, 제어 유닛(830)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치(800)가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코일(810)에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the control unit 830 attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter 800 receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver to raise or lower the AC signal, the measured current flowing through the primary coil 810 can be used to detect foreign substances.

다른 예로서, 제어 유닛(830)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the control unit 830 attempts to detect the foreign material may be a predetermined constant detection period. For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and burns of the body. Therefore, it is preferable that the detection cycle is set to a value whose stability has been verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

이물질이 감지되면 제어 유닛(830)은 1차 코일(810)에 AC 신호를 인가하지 않도록 전기 구동 유닛(820)을 제어하여 무선전력의 전송을 차단한다. When a foreign material is detected, the control unit 830 controls the electric driving unit 820 not to apply an AC signal to the primary coil 810 to block the transmission of wireless power.

도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter according to another example of the present invention.

도 9을 참조하면, 무선전력 전송장치(900)는 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)을 포함하는 1차 코어블락(910), 스위칭 유닛(920), 전기 구동 유닛(930), 제어 유닛(940) 및 전류 측정 유닛(950)을 포함한다. Referring to FIG. 9 , the wireless power transmitter 900 includes a primary core block 910 including m primary coils 910-1, ... 910-m, a switching unit 920, and an electric drive. It includes a unit 930 , a control unit 940 , and a current measurement unit 950 .

스위칭 유닛(920)은 스위칭 방식에 의해 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)의 모두 또는 적어도 하나를 선택적으로 전기 구동 유닛(930)과 연결한다. The switching unit 920 selectively connects all or at least one of the m primary coils 910-1, ... 910-m to the electric driving unit 930 by a switching method.

전기 구동 유닛(930)은 스위칭 유닛(920)을 통해 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)과 연결될 수 있고, 전자기장을 발생하기 위해 n개의 1차 코일(910-1,...310-n)에 동시에 또는 n개의 1차 코일(910-1,...310-n) 중에서 선택된 적어도 하나의 1차 코일에 전기 구동 신호들을 인가한다. The electric driving unit 930 may be connected to the m primary coils 910-1, ... 910-m through the switching unit 920, and the n primary coils 910-1 to generate an electromagnetic field. , ... 310-n) or at least one primary coil selected from among n primary coils 910 - 1 , ... 310 -n is applied with electric driving signals.

제어 유닛(940)은 전기 구동 유닛(930)에 연결되어, n개의 1차 코일(910-1,...310-n)이 유도 자기장을 발생시키거나 공진을 일으킬 때 필요한 AC 신호를 제어해주는 제어신호(941)를 생성한다. The control unit 940 is connected to the electric drive unit 930, and controls the AC signal required when the n primary coils 910-1, ... 310-n generate an induced magnetic field or generate resonance. A control signal 941 is generated.

전류 측정 유닛(950)은 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)에 흐르는 전류를 개별적으로 또는 합산하여 측정한다. 특히 전류 측정 유닛(840)이 측정하는 전류는 교류전류일 수 있다. 전류 측정 유닛(840)은 전류 센서(current sensor)일 수 있다. 또는 전류 측정 유닛(840)은 1차 코일에 흐르는 고전류를 저전류로 낮추어 사용하는 변압기(transformer)일 수 있다. The current measuring unit 950 measures the currents flowing through the m primary coils 910-1, ... 910-m individually or by summing them. In particular, the current measured by the current measuring unit 840 may be an alternating current. The current measuring unit 840 may be a current sensor. Alternatively, the current measuring unit 840 may be a transformer that lowers the high current flowing through the primary coil to a low current.

일례로서, 전류 측정 유닛(950)은 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 각각에 흐르는 전류를 개별적으로 측정하며, 다수의 개별적인 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들을 획득하여 제어 유닛(940)으로 입력한다. 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들은 제어 유닛(940)이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 전류 측정 유닛(950)은 1차 코일(910-1,...,910-m)에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛(940)이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m로 표 1과 같이 맵핑(mapping)하며, 상기 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m를 제어 유닛(940)으로 입력한다.As an example, the current measuring unit 950 selects only the primary coil through which current flows from the m primary coils 910-1, ... 910-m, and individually measures the current flowing through each of the selected primary coils. and a plurality of individual current measurement values I ₁ , I ₂ , ...I _m are obtained and input to the control unit 940 . The current measurement values I ₁ , I ₂ , ...I _m may be converted into DC values suitable for recognition by the control unit 940 . That is, the current measurement unit 950 measures a relatively high alternating current flowing through the primary coils 910-1, ..., 910-m, and is suitable for the control unit 940 to interpret the measured high current. The numerical current measured values I ₁ , I ₂ , ...I _m are mapped as shown in Table 1, and the current measured values I ₁ , I ₂ , ...I _m are input to the control unit 940 . do.

다른 예로서, 전류 측정 유닛(950)은 m개의 1차 코일(910-1,...910-m)에서 전류가 흐르는 1차 코일만 선택하고, 선택된 1차 코일 전체에 흐르는 전류를 측정하고, 하나의 전체 전류 측정값 I_SELECTED을 제어 유닛(940)으로 입력한다.As another example, the current measurement unit 950 selects only the primary coil through which current flows from the m primary coils 910-1, ... 910-m, and measures the current flowing through the selected primary coil. , one total current measurement value I _SELECTED is input to the control unit 940 .

또 다른 예로서, 전류 측정 유닛(950)은 m개의 1차 코일(910-1,...910-m) 전체에서 흐르는 총 전류를 측정하고, 하나의 전체 전류 측정값 I_TOTAL을 제어 유닛(940)으로 입력한다.As another example, the current measurement unit 950 measures the total current flowing in all m primary coils 910-1, ... 910-m, and transmits one total current measurement value I _TOTAL to the control unit ( 940).

제어 유닛(940)은 이물질 감지를 위해 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들 중 어느 하나 또는 2 이상의 조합을 사용할 수 있다. 그리고 기준 전류 I_ref, 기준 범위(I_low~I_high), 기준 AC 신호, 이물질 감지 시기 t와 같은 파라미터들은 초기 설정 값으로서 제어 유닛(940)에 저장되어 있을 수 있다. The control unit 940 may use _{any one or a combination of two or more parameters such as a reference current I ref} , a reference range (I _low to I _high ), a reference AC signal, and a foreign material detection time t for foreign material detection. In addition, parameters such as the reference current I _ref , the reference range (I _low to I _high ), the reference AC signal, and the foreign material detection time t may be stored in the control unit 940 as initial setting values.

일례로서, 제어 유닛(940)은 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들과 기준 전류 I_ref를 각각 비교한다. 그리고 전류 측정값 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들 중 적어도 하나가 기준 전류 I_ref를 초과하면(즉, I₁ or I₂ or ...I_m > I_ref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m이 모두 기준 전류 I_ref 이하이면(즉, I₁ and I₂ and ...I_m ≤ I_ref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As an example, the control unit 940 _{compares the current measurements I 1} , I ₂ ,...I _m with the reference current I _ref , respectively. and if at least one of the current measurements I ₁ , I ₂ ,...I _m _{exceeds the reference current I ref} (ie I ₁ or I ₂ or ...I _m > I _ref ), foreign matter judged to have been detected. On the other hand, if the current measurement values I ₁ , I ₂ , ...I _m are all below the reference current I _ref (ie, I ₁ and I ₂ and ...I _m ≤ I _ref ), it is determined that there is no foreign material. .

다른 예로서, 제어 유닛(830)은 상기 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들이 각각 기준 범위(I_low~I_high)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들 중 적어도 하나가 기준 범위에 속하면(즉, I_low ≤ I₁ or I₂ or ...I_m ≤ I_high) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I₁, I₂,...I_m들이 모두 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I₁ and I₂ and ...I_m > I_high 또는 I₁ and I₂ and ... I_m < I_low) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 830 _{checks whether the current measurement values I 1} , I ₂ , ...I _m belong to the reference ranges I _low to I _{high , respectively.} And if at least one of the current measurement values I ₁ , I ₂ ,...I _m falls within the reference range (ie, I _low ≤ I ₁ or I ₂ or ...I _m ≤ I _high ), there is no foreign substance. judge On the other hand, if the current measurements I ₁ , I ₂ ,...I _m do not all fall within the reference range (ie I ₁ and I ₂ and ...I _m > I _high or I ₁ and I ₂ and ... I _m < I _low ) It is judged that a foreign object is detected.

또 다른 예로서, 제어 유닛(940)은 전류 측정값 I_SELECTED와 기준 전류 I_ref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 I_SELECTED가 기준 전류 I_ref를 초과하면(즉, I_SELECTED > I_ref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I_SELECTED이 기준 전류 I_ref 이하이면(즉, I_SELECTED ≤ I_ref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the control unit 940 compares the _{current measured value I SELECTED} with the reference current I _{ref .} And when the current measured value I _SELECTED exceeds the reference current I _ref (ie, I _SELECTED > I _ref ), it is determined that a foreign substance is detected. On the other hand, if the current measurement value I _SELECTED is less than or equal to the reference current I _ref _{(ie, I SELECTED} ≤ I _ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 제어 유닛(940)은 상기 전류 측정값 I_SELECTED가 기준 범위(I_low~I_high)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I_SELECTED가 기준 범위에 속하면(즉, I_low ≤ I_SELECTED ≤ I_high) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I_SELECTED가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I_SELECTED > I_high 또는 I_SELECTED < I_low) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 940 checks whether _{the current measurement value I SELECTED} falls within the reference range I _low to I _{high .} And if the current measurement value I _SELECTED falls within the reference range (ie, I _low ≤ I _SELECTED ≤ I _high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I _SELECTED does not fall within the reference range (ie, I _SELECTED > I _high or I _SELECTED < I _low ), it is determined that a foreign substance is detected.

또 다른 예로서, 제어 유닛(940)은 전류 측정값 I_TOTAL가 기준 전류 I_ref를 비교한다. 그리고 전류 측정값 I_TOTAL가 기준 전류 I_ref를 초과하면(즉, I_TOTAL > I_ref), 이물질이 감지된 것으로 판단한다. 반면, 상기 전류 측정값 I_TOTAL이 기준 전류 I_ref 이하이면(즉, I_TOTAL ≤ I_ref), 이물질이 없는 것으로 판단한다. As another example, the control unit 940 compares the _{current measurement I TOTAL} to the reference current I _{ref .} And if the current measured value I _TOTAL exceeds the reference current I _ref (ie, I _TOTAL > I _ref ), it is determined that a foreign object is detected. On the other hand, if the current measured value I _TOTAL is less than or equal to the reference current I _ref _{(ie, I TOTAL} ≤ I _ref ), it is determined that there is no foreign material.

또 다른 예로서, 제어 유닛(940)은 상기 전류 측정값 I_TOTAL가 기준 범위(I_low~I_high)에 속하는지 검사한다. 그리고 전류 측정값 I_TOTAL가 기준 범위에 속하면(즉, I_low ≤ I_TOTAL ≤ I_high) 이물질이 없는 것으로 판단한다. 반면, 전류 측정값 I_TOTAL가 기준 범위에 속하지 않으면(즉, I_TOTAL > I_high 또는 I_TOTAL < I_low) 이물질이 감지된 것으로 판단한다. As another example, the control unit 940 checks whether _{the current measurement value I TOTAL} falls within the reference range I _low to I _{high .} And if the current measured value I _TOTAL falls within the reference range (ie, I _low ≤ I _TOTAL ≤ I _high ), it is determined that there is no foreign substance. On the other hand, if the current measured value I _TOTAL does not fall within the reference range (ie, I _TOTAL > I _high or I _TOTAL < I _low ), it is determined that a foreign object is detected.

제어 유닛(940)은 시스템 또는 표준에 의해 미리 정해진 시점 t에 이물질 감지를 시도할 수 있다. The control unit 940 may attempt to detect the foreign material at a time t predetermined by the system or standard.

일례로서, 제어 유닛(940)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 매 전력 제어 시점 이후가 될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 전송장치(900)가 무선전력 수신장치로부터 전력 상승요청 메시지 또는 전력 하강요청 메시지를 수신하여 AC 신호를 상승 또는 하강시킨 이후에, 1차 코어블락(910)에 흐르는 전류 측정값을 이용하여 이물질 감지를 시도할 수 있다. As an example, the time t at which the control unit 940 attempts to detect foreign substances may be after every power control time. For example, after the wireless power transmitter 900 receives a power up request message or a power down request message from the wireless power receiver and raises or lowers the AC signal, the current flowing through the primary core block 910 is measured. You can try to detect foreign substances using the value.

다른 예로서, 제어 유닛(940)이 이물질 감지를 시도하는 시점 t는 미리 정해진 일정한 감지 주기(detection period)가 될 수도 있다. 예를 들어, 감지 주기는 적어도 이물질이 일정 온도 이상으로 발열하는데 까지 걸리는 시간 보다는 짧아야 한다. 왜냐하면 이물질의 발열이 심해지면 화재 및 신체의 화상 등으로 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 감지 주기는 실험에 의해 안정성이 검증된 값으로 설정됨이 바람직하며, 이로써 무선충전 중 이물질로 인한 발열 등 충전 중 야기될 수 있는 여러 가지 위험성을 막을 수 있다. As another example, the time t at which the control unit 940 attempts to detect the foreign material may be a predetermined constant detection period. For example, the detection period should be at least shorter than the time it takes for the foreign material to generate heat above a certain temperature. This is because, if the heat of foreign substances becomes severe, it may cause serious safety problems such as fire and burns of the body. Therefore, it is preferable that the detection period is set to a value whose stability is verified by an experiment, thereby preventing various risks that may be caused during charging, such as heat generated by foreign substances during wireless charging.

이물질이 감지되면 제어 유닛(940)은 1차 코어블락(910)에 AC 신호를 인가하지 않도록 전기 구동 유닛(930)을 제어하여 무선전력의 전송을 차단한다. When a foreign material is detected, the control unit 940 blocks the wireless power transmission by controlling the electric driving unit 930 so as not to apply an AC signal to the primary core block 910 .

도 1의 무선전력 전송장치(110)는 도 8의 무선전력 전송장치(800)일 수도 있고, 도 9의 무선전력 전송장치(900)일 수도 있다. The wireless power transmitter 110 of FIG. 1 may be the wireless power transmitter 800 of FIG. 8 or the wireless power transmitter 900 of FIG. 9 .

본 발명에 따르면, 이물질 감지를 위해 무선전력 수신장치가 약속된 정보 전달 규격에 의거하여 특정한 정보를 무선전력 전송장치로 전송할 필요가 없기 때문에 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 줄어들 수 있다. According to the present invention, since it is not necessary for the wireless power receiver to transmit specific information to the wireless power transmitter based on a promised information transmission standard for detecting foreign substances, signaling overhead can be reduced.

이물질의 발열 전에 이물질을 최소한의 지연으로 감지하는 것은 매우 중요한 기술적 이슈이다. 왜냐하면 이물질의 성질상 쉽게 발열되는 것일 경우, 이물질 감지까지 지연이 길어지는 것은 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 무선전력 전송장치가 자체적으로 이물질을 감지할 수 있기 때문에 이물질 감지를 위한 지연(delay), 예컨대 무선전력 수신장치가 특정한 정보를 생성하는 시간, 상기 특정한 정보가 무선전력 전송장치로 전송되는 시간, 무선전력 전송장치가 상기 특정한 정보를 디코딩하여 해석하는 시간이 불필요해지는 효과가 있다. It is a very important technical issue to detect a foreign material with a minimum delay before it heats up. This is because, if the foreign material is easily heated due to the nature of the foreign material, a long delay until the foreign material is detected may cause a serious problem. However, according to the present invention, since the wireless power transmitter can detect foreign substances by itself, there is a delay for detecting foreign substances, for example, the time when the wireless power receiver generates specific information, the specific information is wireless power transmission There is an effect that the time transmitted to the device, the time for the wireless power transmitter to decode and interpret the specific information becomes unnecessary.

나아가, 무선전력 수신장치가 상기 특정한 정보를 전송할 수 없는 낮은 버전의 모델인 경우라 할지라도, 본 발명에 따른 무선전력 전송 시스템은 상기 모델에 대하여도 호환성을 제공할 수 있다 Furthermore, even when the wireless power receiver is a model of a lower version that cannot transmit the specific information, the wireless power transmission system according to the present invention can provide compatibility with the model.

도 10은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.10 is a block diagram illustrating an apparatus for receiving wireless power according to an example of the present invention.

도 10을 참조하면, 무선전력 수신장치(1000)는 2차 코일(1010), 정류 유닛(1020) 및 제어 유닛(1030)을 포함한다.Referring to FIG. 10 , the wireless power receiver 1000 includes a secondary coil 1010 , a rectification unit 1020 , and a control unit 1030 .

정류 유닛(1020)은 2차 코일(1010)에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 제공한다. 예를 들어, 정류 유닛(1020)은 풀 프릿지 구성에서의 4개의 다이오드를 사용할 수 있다. 또한 정류 유닛(1020)은 제어 유닛(1030)과 외부 부하(1040)에 전력을 제공할 수 있다. The rectification unit 1020 provides full-wave rectification for the AC waveform generated by the secondary coil 1010 . For example, the rectifying unit 1020 may use four diodes in a full ridge configuration. Also, the rectifying unit 1020 may provide power to the control unit 1030 and the external load 1040 .

제어 유닛(1030)은 정류 유닛(1020)으로부터 전력을 공급받아 각 페이즈에서의 패킷 생성과 전송, 무선전력 전송제어 등의 동작을 수행한다. 일례로서, 패킷의 전송을 위해 부하 변조(load modulation) 기법이 사용될 수 있다. 이 경우 2차 코일(1010)을 통해 패킷이 전송되며, 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 동일한 주파수 대역이 사용된다. 다른 예로서, 패킷의 전송을 위해 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 다른 별도의 주파수 대역이 사용되며, RFID(radio frequency identification) 또는 블루투스(bluetooth) 또는 NFC(near field communication) 등의 기법을 통해 패킷이 전송될 수 있다. The control unit 1030 receives power from the rectifying unit 1020 and performs operations such as packet generation and transmission in each phase, and wireless power transmission control. As an example, a load modulation technique may be used for packet transmission. In this case, the packet is transmitted through the secondary coil 1010, and the same frequency band as the frequency band for wireless power transmission is used. As another example, a separate frequency band different from the frequency band for wireless power transmission is used for packet transmission, and a packet through a technique such as radio frequency identification (RFID) or Bluetooth or near field communication (NFC). can be transmitted.

ID 식별 및 구성 페이즈에서, 제어 유닛(1030)은 무선전력 수신장치(1000)의 고유한 ID를 지시하는 식별 패킷과 무선전력 수신장치(1000)의 구성정보를 생성하고, 식별 패킷과 구성정보를 무선전력 전송장치로 전송한다. In the ID identification and configuration phase, the control unit 1030 generates an identification packet indicating a unique ID of the wireless power receiver 1000 and configuration information of the wireless power receiver 1000, and generates the identification packet and the configuration information It is transmitted to a wireless power transmitter.

그리고 제어 유닛(1030)은 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 초기전압 V_i을 측정할 수 있다. 초기전압 V_i은 ID 식별 및 구성 페이즈를 완료한 이후 무선전력을 수신하는 전력 전송 페이즈 이전에 제어 유닛(1030)에서 측정되는 전압이다. 또는 초기전압 V_i은 무선충전이 시작되기 전 대기 상태에서 출력 단자의 전압으로서 정의될 수도 있다. And the control unit 1030 may measure the initial voltage V _i of the output terminal being connected to the external load. The initial voltage V _i is the voltage measured at the control unit 1030 before the power transfer phase to receive a wireless power after completing the ID identification and configuration phase. Or the initial voltage V _i may be defined as the voltage of the output terminal before the standby state to the wireless charging begins.

초기전압 V_i의 정상상태의 값이 기준전압 범위(예를 들어 7.0V~10.5V) 내에 존재하는 경우 제어 유닛(1030)은 이물질 검출 페이즈로 진입하고, 이물질 검출을 위한 이물질 상태 패킷(foreign object status packet)을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다. 이물질 상태 패킷은 무선전력 전송장치에서 이물질 검출을 개시(initiate) 또는 트리거(trigger) 하는데 사용된다. The initial voltage V _i, the value of the steady state of the reference voltage range (e.g., 7.0V ~ 10.5V) control unit 1030, if there is debris in the debris for entering a detection phase, and foreign material detection status packet (foreign object status packet) and transmits it to the wireless power transmitter. The foreign material status packet is used to initiate or trigger foreign material detection in the wireless power transmitter.

전력 전송 페이즈에서, 제어 유닛(1030)은 2차 코일(1010)을 통해 수신되는 전력을 측정하고, 전력 제어 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다. 즉, 제어 유닛(1030)은 무선전력 전송 제어에 필요한 패킷을 이용하여 요구전력을 수신할 수 있다. In the power transmission phase, the control unit 1030 may measure power received through the secondary coil 1010 , generate a power control packet, and transmit it to the wireless power transmitter. That is, the control unit 1030 may receive the requested power using a packet required for wireless power transmission control.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above-described functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. according to software or program codes coded to perform the functions. The design, development and implementation of the above code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to embodiments, those of ordinary skill in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the technical spirit and scope of the present invention. You will understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it will be said that all embodiments within the scope of the following claims are included.

Claims

무선전력 수신장치에서 이물질을 검출하는 방법에 있어서,
충전 전 이물질 감지 동작을 수행하는 단계; 및
충전이 개시될 때까지 이물질이 감지되지 않은 경우, 단방향 통신 또는 양방향 통신을 이용하여 충전 중 이물질 감지 동작을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 충전 전 이물질 감지 동작은:
외부 부하에 연결된 출력 단자의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 전압이 홀드 상태이고, 상기 전압의 정상상태의 값이 소정의 기준전압 범위 내에 존재하는 경우, 이물질 검출 페이즈로 진입하여 이물질 상태 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송하는 단계를 포함하는 방법.A method for detecting foreign substances in a wireless power receiver, comprising:
performing a foreign object detection operation before charging; and
When a foreign material is not detected until charging is started, performing a foreign material detection operation during charging using one-way communication or two-way communication;
The foreign object detection operation before charging is:
measuring a voltage at an output terminal connected to an external load; and
When the voltage is in the hold state and the value of the steady state of the voltage is within a predetermined reference voltage range, entering a foreign material detection phase, generating a foreign material status packet and transmitting it to a wireless power transmitter.

제 1 항에 있어서, 상기 단방향 통신을 이용하는 충전 중 이물질 감지 동작은,
무선전력 전송장치에서 이물질이 감지되지 않은 경우, 충전 모드에서는 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시키는 무선전력 전송장치로부터 무선 전력을 수신하는 단계를 포함하는 방법.According to claim 1, wherein the foreign matter detection operation during charging using the one-way communication,
A method comprising the step of receiving wireless power from a wireless power transmitter that generates an induced magnetic field or resonance by applying power to the primary coil in a charging mode when no foreign matter is detected in the wireless power transmitter.

제 1 항에 있어서, 상기 양방향 통신을 이용하는 충전 중 이물질 감지 동작은,
충전 모드에서 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨 상기 무선전력 전송장치로부터, 측정된 송신 전력을 지시하는 송신전력 측정보고를 수신하는 단계;
상기 측정된 송신 전력 및 측정한 수신전력 값의 차이값을 기초로 이물질을 감지하는 단계; 및
상기 이물질 감지 결과를 포함하는 ASK 신호를 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the foreign matter detection operation during charging using the two-way communication,
Receiving a transmission power measurement report indicating the measured transmission power from the wireless power transmitter that applied power to the primary coil in the charging mode to generate an induced magnetic field or resonance;
detecting foreign substances based on a difference value between the measured transmit power and the measured receive power; and
A method comprising transmitting an ASK signal including the foreign matter detection result to the wireless power transmitter.

제 3 항에 있어서, 상기 송신전력 측정보고는 FSK 방식을 이용하여 전송되는 FSK 신호로 전송되며,
상기 FSK 신호는 AC 전류 신호에 따라 상기 1차 코일에서 생성되는 전력을 측정한 송신 전력량을 포함하는 방법.The method of claim 3, wherein the transmission power measurement report is transmitted as an FSK signal transmitted using an FSK method,
The FSK signal includes an amount of transmission power obtained by measuring power generated in the primary coil according to an AC current signal.

제 4 항에 있어서,
상기 FSK 신호는 소정의 주기마다 반복적으로 전송되며,
상기 소정의 주기는 소정의 개수의 데이터 신호가 전송되는 구간인 것을 특징으로 하는 방법5. The method of claim 4,
The FSK signal is repeatedly transmitted every predetermined period,
The predetermined period is a period in which a predetermined number of data signals are transmitted.

제 4 항에 있어서,
상기 FSK 신호는 요구되는 고정된 전력주파수를 변환 시키는 일정범위의 가변주파수를 스위칭(switching)하거나 셀렉트(select)하여 0 또는 1을 전송하는 신호인 것을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4,
The FSK signal is a signal for transmitting 0 or 1 by switching or selecting a variable frequency of a certain range for converting a required fixed power frequency.

제 3 항에 있어서,
상기 ASK 신호는 상기 무선전력 전송장치가 자기 유도 방식에 기반하여 무선전력을 생성하도록 요구하는 정보인 요구 전력 정보를 포함하는 방법.4. The method of claim 3,
The ASK signal includes required power information, which is information that requests the wireless power transmitter to generate wireless power based on a magnetic induction method.

이물질을 검출하는 무선전력 수신장치로서,
무선전력 전송장치에 구비된 1차 코어블락과 자기 유도 또는 자기 공진에 의해 결합함으로써 무선 전력을 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코어블락;
상기 2차 코어블락에 연결되고, 상기 2차 코어블락에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 수행하여 제어 유닛과 외부 부하에 전력을 제공하는 정류 유닛; 및
상기 외부 부하에 연결되는 출력 단자의 전압을 측정하고, 상기 전압이 기준전압 범위에 존재하는 경우 상기 무선전력 수신장치를 이물질 검출 페이즈(phase)로 진입하도록 제어하는 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은
충전 전 이물질 감지 동작을 수행하거나, 충전이 개시될 때까지 이물질이 감지되지 않은 경우 단방향 통신 또는 양방향 통신을 이용하여 충전 중 이물질 감지 동작을 수행하고,
상기 충전 전 이물질 감지 동작은
외부 부하에 연결된 출력 단자의 전압을 측정하는 것; 및
상기 전압이 홀드 상태이고, 상기 전압의 정상상태의 값이 소정의 기준전압 범위 내에 존재하는 경우, 이물질 검출 페이즈로 진입하여 이물질 상태 패킷을 생성하여 무선전력 전송장치로 전송하는 것을 포함하는, 무선전력 수신장치. As a wireless power receiver for detecting foreign substances,
a secondary core block for receiving wireless power from the wireless power transmitter by combining the primary core block provided in the wireless power transmitter by magnetic induction or magnetic resonance;
a rectification unit connected to the secondary core block and providing power to a control unit and an external load by performing full-wave rectification on an AC waveform generated in the secondary core block; and
and a control unit that measures the voltage of the output terminal connected to the external load and controls the wireless power receiver to enter a foreign matter detection phase when the voltage is within a reference voltage range,
the control unit
Performs a foreign object detection operation before charging, or performs a foreign object detection operation during charging using one-way communication or two-way communication if no foreign material is detected until charging is started,
The foreign object detection operation before charging is
measuring the voltage at the output terminal connected to the external load; and
When the voltage is in the hold state and the value of the steady state of the voltage is within a predetermined reference voltage range, it enters a foreign material detection phase and generates a foreign material status packet and transmits it to a wireless power transmitter. receiving device.

제 8 항에 있어서, 상기 제어 유닛은
충전 모드에서 1차 코일에 전력을 인가하여 유도 자기장 또는 공진을 발생시킨 상기 무선전력 전송장치로부터, 측정된 송신 전력을 지시하는 송신전력 측정보고를 수신하고, 상기 측정된 송신 전력 및 측정한 수신전력 값의 차이값을 기초로 이물질을 감지하고, 상기 이물질 감지 결과를 포함하는 ASK 신호를 상기 무선전력 전송장치로 전송하도록 제어하여 상기 양방향 통신을 이용하는 충전 중 이물질 감지 동작을 수행하는, 무선전력 수신장치.9. The method of claim 8, wherein the control unit is
A transmission power measurement report indicating the measured transmission power is received from the wireless power transmitter, which generates an induced magnetic field or resonance by applying power to the primary coil in the charging mode, and the measured transmission power and the measured reception power A wireless power receiver that detects a foreign material based on the difference value and controls to transmit an ASK signal including the foreign material detection result to the wireless power transmitter to perform a foreign material detection operation during charging using the two-way communication .

제 9 항에 있어서, 상기 송신전력 측정보고는 FSK 방식을 이용하여 전송되는 FSK 신호로 전송되며,
상기 FSK 신호는 AC 전류 신호에 따라 상기 1차 코일에서 생성되는 전력을 측정한 송신 전력량을 포함하는, 무선전력 수신장치.The method of claim 9, wherein the transmission power measurement report is transmitted as an FSK signal transmitted using an FSK method,
The FSK signal includes a transmission power amount measured by the power generated in the primary coil according to the AC current signal, the wireless power receiver.

제 10 항에 있어서,
상기 FSK 신호는 소정의 주기마다 반복적으로 전송되며,
상기 소정의 주기는 소정의 개수의 데이터 신호가 전송되는 구간인 것을 특징으로 하는, 무선전력 수신장치.11. The method of claim 10,
The FSK signal is repeatedly transmitted every predetermined period,
The predetermined period is a section in which a predetermined number of data signals are transmitted, the wireless power receiver.

제 10 항에 있어서,
상기 FSK 신호는 요구되는 고정된 전력주파수를 변환 시키는 일정범위의 가변주파수를 스위칭하거나 셀렉트하여 0 또는 1을 전송하는 신호인 것을 특징으로 하는, 무선전력 수신장치.11. The method of claim 10,
The FSK signal is a signal for transmitting 0 or 1 by switching or selecting a variable frequency of a certain range for converting a required fixed power frequency, the wireless power receiver.

제 9 항에 있어서,
상기 ASK 신호는 상기 무선전력 전송장치가 자기 유도 방식에 기반하여 무선전력을 생성하도록 요구하는 정보인 요구 전력 정보를 포함하는, 무선전력 수신장치.10. The method of claim 9,
The ASK signal includes required power information, which is information that requests the wireless power transmitter to generate wireless power based on a magnetic induction method.