KR20130003965A - Wireless power transfer for multiple power receivers - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 무선 전력 전송에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 복수의 수신기에 대한 무선 전력 전송에 관한 것이다.The present disclosure relates to wireless power transfer, and more particularly, to wireless power transfer for a plurality of receivers.
전통적으로 전자 기기들에게 유선으로 전기 에너지를 공급하는 방법 대신에, 최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 사용된다. 무선으로 에너지를 수신하는 전자 기기는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.Traditionally, instead of supplying electrical energy by wire to electronic devices, a method of supplying electrical energy wirelessly without contact is recently used. An electronic device that wirelessly receives energy may be directly driven by the received wireless power, or may be charged by using the received wireless power and driven by the charged power.
본 명세서는 복수의 무선 전력 수신장치에 대하여 무선으로 전력을 전달하는 방법을 제시하기 위함이다. 또한, 본 명세서는 무선 전력 수신장치의 전력 전달방법에 따라 무선 전력 전송장치에서의 전력 전달방법을 결정하는 방법을 제시하기 위함이다. 또한, 본 명세서는 공진 결합에 의해 전력을 수신하는 무선 전력 수신장치가 하나 이상 존재할 때 공진 주파수에 발생하는 간섭을 고려하여 주파수를 변경하는 방법을 제시하기 위함이다.The present specification is to provide a method for wirelessly delivering power to a plurality of wireless power receivers. In addition, the present specification is to propose a method for determining the power delivery method in the wireless power transmitter according to the power delivery method of the wireless power receiver. In addition, the present specification is to propose a method for changing the frequency in consideration of the interference occurring in the resonant frequency when at least one wireless power receiver for receiving power by the resonance coupling.
일 실시 형태로 무선 자기 공명 방식으로 전력을 전달하는 무선 전력 전송 장치가 개시된다. 상기 무선 전력 전송장치는 무선 전력 신호를 형성하는 전력 변환부; 상기 무선 전력 신호의 주파수를 설정하는 주파수 설정부; 상기 전력 변환부에 의하여 형성되는 무선 전력 신호가 도달하는 영역 내의 장치로 인하여 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 감지부; 및 상기 전력 변환부, 상기 주파수 설정부 및 상기 감지부와 협력하도록 설정된 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 제 1 장치를 위하여 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 영역 내에 배치된 제 2 장치로 인한 간섭의 발생 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 간섭이 발생한 경우 상기 제 1 장치 및 상기 제 2 장치간 간섭이 발생하지 않는 제 2 주파수를 결정하고, 상기 무선 전력 신호의 주파수를 상기 결정된 제 2 주파수로 설정하도록 제어할 수 있다.In one embodiment, a wireless power transmission apparatus for delivering power in a wireless magnetic resonance method is disclosed. The wireless power transmitter includes a power converter configured to form a wireless power signal; A frequency setting unit for setting a frequency of the wireless power signal; A detector that determines whether interference occurs due to a device within a region where the wireless power signal formed by the power converter arrives; And a control unit configured to cooperate with the power converter, the frequency setting unit, and the detection unit, wherein the control unit forms a wireless power signal set to a first frequency for a first device, and is disposed in the region. It is determined whether the interference due to the device is generated, and if the interference is determined as a result of the determination, determines a second frequency at which the interference between the first device and the second device does not occur, and the frequency of the wireless power signal is determined Can be controlled to set to 2 frequencies.
상기 일 실시 형태 또는 그 밖의 형태들은 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.One or more of the above embodiments may include one or more of the following features.
상기 감지부는 상기 제 2 장치로 인한 상기 제 1 주파수에서의 양호도(Q-factor) 변화를 기초로 간섭을 감지할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 제 1 주파수에서의 양호도가 임계값 이하인 경우 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 제 2 주파수는 미리 정해진 다른 주파수로 결정될 수 있다. 상기 미리 정해진 다른 주파수는 상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수일 수 있다.The detector may detect interference based on a change in a good factor (Q-factor) at the first frequency caused by the second device. The controller may determine that interference occurs when the goodness at the first frequency is less than or equal to a threshold. In addition, the second frequency may be determined as another predetermined frequency. The other predetermined frequency may be a frequency having a predetermined interval from the first frequency.
상기 제 2 주파수의 결정은 미리 정해진 대역 내의 주파수를 스캐닝함으로써 주파수별 양호도를 산출하고, 상기 산출된 양호도를 기초로 상기 제 2 주파수를 결정하는 것일 수 있다. 상기 제 2 주파수로 결정되는 주파수는 상기 산출된 양호도중 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수일 수 있다. 또는, 상기 제 2 주파수의 결정은: 상기 미리 정해진 대역 내의 주파수 중 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고; 상기 선택된 주파수들을 상기 무선 전력 신호의 주파수로 설정하고; 상기 선택된 주파수들에서의 양호도를 산출하고; 상기 산출된 양호도를 비교하고; 상기 비교 결과 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수를 상기 제 2 주파수로 결정하는 것일 수 있다.The determination of the second frequency may include calculating a goodness for each frequency by scanning a frequency within a predetermined band, and determining the second frequency based on the calculated goodness. The frequency determined as the second frequency may be a frequency indicating the greatest goodness of the calculated goodnesses. Or, the determination of the second frequency comprises: selecting one or more discontinuous frequencies of frequencies within the predetermined band; Set the selected frequencies to a frequency of the wireless power signal; Calculate goodness at the selected frequencies; Comparing the calculated goodness levels; As a result of the comparison, the frequency indicating the greatest goodness may be determined as the second frequency.
상기 전력 변환부는 상기 무선 전력 신호를 형성하는 다수의 코일을 포함하도록 구성되고, 상기 제어부는 상기 다수의 코일 중 일부를 통해 형성되는 무선 전력 신호의 주파수를 상기 제 2 주파수로 설정하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제 2 주파수로 설정된 상기 다수의 코일 중 일부를 통해 형성되는 무선 전력 신호는 상기 제 2 장치로 전력을 전달하기 위한 것일 수 있다. 또한, 상기 제 2 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 형성하기 위한 코일의 수는 상기 제 2 장치의 장치 정보를 기초로 결정되는 것일 수 있다.
The power converter may be configured to include a plurality of coils forming the wireless power signal, and the controller may set the frequency of the wireless power signal formed through some of the plurality of coils to the second frequency. In addition, the wireless power signal formed through some of the plurality of coils set to the second frequency may be for delivering power to the second device. The number of coils for forming the wireless power signal set to the second frequency may be determined based on the device information of the second device.
한편, 다른 실시 형태로 무선 자기 공명 방식으로 전력을 수신하는 전자 장치가 개시된다. 상기 전자 장치는 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신부; 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위한 주파수를 설정하는 주파수 설정부; 및 상기 전력 수신부 및 상기 주파수 설정부와 협력하도록 설정된 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 제 1 주파수가 다른 전자 장치로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 제 1 주파수가 사용 중인 경우 상기 다른 장치에 의하여 사용되지 않는 제 2 주파수를 결정하고, 상기 무선 전력 신호의 수신을 위한 주파수를 상기 결정된 제 2 주파수로 설정하도록 제어할 수 있다.On the other hand, in another embodiment, an electronic device for receiving power in a wireless magnetic resonance method is disclosed. The electronic device may include a power receiver configured to receive a wireless power signal; A frequency setting unit for setting a frequency for receiving the wireless power signal; And a controller configured to cooperate with the power receiver and the frequency setting unit, wherein the controller determines whether a first frequency is used for power transmission to another electronic device, and as a result of the determination, the first frequency is being used. In this case, a second frequency not used by the other device may be determined, and the frequency for receiving the wireless power signal may be set to the determined second frequency.
상기 다른 실시 형태 또는 그 밖의 실시 형태들은 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The other or other embodiments may include one or more of the following features.
상기 제 1 주파수가 사용되는지 여부의 판단은 상기 무선 전력 신호의 강도를 기초로 판단하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제 1 주파수가 사용되는지 여부의 판단은 상기 제 1 주파수에서의 양호도를 기초로 판단하는 것일 수 있다.The determination of whether the first frequency is used may be based on the strength of the wireless power signal. In addition, the determination of whether the first frequency is used may be based on the goodness at the first frequency.
또한, 상기 제 2 주파수는 미리 정해진 다른 주파수로 결정되는 것일 수 있다. 또한, 상기 미리 정해진 다른 주파수는 상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수일 수 있다.In addition, the second frequency may be determined as another predetermined frequency. In addition, the other predetermined frequency may be a frequency having a predetermined interval from the first frequency.
또한, 상기 제 2 주파수의 결정은: 미리 정해진 대역 내의 주파수 중 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고; 상기 선택된 주파수들이 다른 전자 장치로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단하고; 상기 판단 결과 상기 선택된 주파수들 중 사용되지 않는 주파수 중 하나를 상기 제 2 주파수로 결정하는 것일 수 있다.
The determination of the second frequency may also include: selecting one or more discontinuous frequencies of frequencies within a predetermined band; Determine whether the selected frequencies are used for power transmission to another electronic device; As a result of the determination, one of unused frequencies among the selected frequencies may be determined as the second frequency.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치는 하나 이상의 무선 전력 수신장치에게 각 장치의 무선 전력 전달방식에 따라 전력을 전송할 수 있도록 한다.The wireless power transmitter according to the exemplary embodiment disclosed herein may transmit power to one or more wireless power receivers according to a wireless power transfer method of each device.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 무선 전력전송장치는 하나 이상의 무선 전력 수신장치로 전력을 전송하면서 발생하는 간섭 현상을 회피할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치는 기 설정된 공진 주파수의 간섭 여부를 판단하고, 간섭이 발생하지 않는 새로운 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 이용하여 전력 전송을 할 수 있다. In addition, the wireless power transmitter according to the exemplary embodiment disclosed herein may avoid an interference phenomenon occurring while transmitting power to one or more wireless power receivers. To this end, the wireless power transmitter may determine whether the preset resonance frequency interferes, determine a new frequency at which the interference does not occur, and transmit power using the determined frequency.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 따르는 무선 전력 수신장치는 이미 사용중인 주파수가 아닌 다른 주파수를 통하여 공진 결합이 이루어질 수 있도록 주파수를 조절할 수 있다.In addition, the wireless power receiver according to the embodiment disclosed in the present disclosure may adjust the frequency such that resonance coupling may be performed through a frequency other than the frequency in use.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 각각 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 9는 도 2의 (a)에 도시된 구성 외에 추가적인 구성을 더 포함하는 무선 전력 전송장치를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 수신장치가 이동 단말기 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸다.
도 11은 무선 전력 전송장치가 전력 전달 방식에 따라 무선 전력 수신장치로 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 12는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 13은 하나 이상의 무선 전력 전송장치들 사이에서 발생하는 간섭에 대하여 도시한다.
도 14는 본 명세서의 실시 예들을 따라 하나 이상의 무선 전력 수신장치들을 위하여 공진 주파수를 조절하는 방법을 도시한 흐름도이다.1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to embodiments of the present invention.
2 (a) and 2 (b) are block diagrams illustrating the configurations of the
3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to an inductive coupling method.
4 is a block diagram illustrating a part of a configuration of an electromagnetic induction wireless power transmitter and a wireless power receiver employable in the embodiments disclosed herein.
FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme that may be employed in the embodiments disclosed herein.
6 illustrates a concept in which power is wirelessly transferred from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to a resonance coupling method.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a part of a configuration of a wireless power transmitter and a wireless power receiver of a resonance method that may be employed in the embodiments disclosed herein.
8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to embodiments supporting a resonance coupling scheme.
FIG. 9 is a block diagram showing a wireless power transmission apparatus further including an additional configuration in addition to the configuration shown in FIG. 2 (a).
10 illustrates a configuration when the wireless power receiver according to the embodiments disclosed herein is implemented in the form of a mobile terminal.
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a method of transferring power to a wireless power receiver by a wireless power transmitter according to a power transfer scheme.
12 is a conceptual diagram illustrating a method of delivering power to one or more wireless power receivers by a wireless power transmitter.
13 illustrates interference occurring between one or more wireless power transmitters.
14 is a flowchart illustrating a method of adjusting a resonance frequency for one or more wireless power receivers according to embodiments of the present specification.
본 명세서에 개시된 기술은 무선 전력 전송(wireless power transfer)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전력 전송 시스템 및 방법, 무선 충전회로 및 방법, 그 외 무선으로 전송되는 전력을 이용하는 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.The technique disclosed herein applies to wireless power transfer. However, the technology disclosed herein is not limited thereto, and may be applied to all power transmission systems and methods, wireless charging circuits and methods, and other methods and devices using wirelessly transmitted power to which the technical spirit of the technology may be applied. .
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the scope of the technology disclosed herein. Also, the technical terms used herein should be interpreted as being generally understood by those skilled in the art to which the presently disclosed subject matter belongs, unless the context clearly dictates otherwise in this specification, Should not be construed in a broader sense, or interpreted in an oversimplified sense. In addition, when a technical term used in this specification is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the technology disclosed in this specification, it should be understood that technical terms which can be understood by a person skilled in the art are replaced. Also, the general terms used in the present specification should be interpreted in accordance with the predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced in meaning.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Further, the suffix "module" and "part" for the components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of description, and do not have their own meaning or role.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
Further, in the description of the technology disclosed in this specification, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the technology disclosed in this specification may be obscured. It is to be noted that the attached drawings are only for the purpose of easily understanding the concept of the technology disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the spirit of the technology by the attached drawings.
무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치 개념도Wireless power transmitter and wireless power receiver conceptual diagram
도 1은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view conceptually illustrating a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to the embodiments disclosed herein.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)에게 필요한 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달 장치일 수 있다.As can be seen with reference to Figure 1, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치일 수 있다. In addition, the
그 밖에도, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 무선 전력 수신장치(200)에게 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.In addition, the
상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.The
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신장치는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다. Meanwhile, the wireless power receiver for wirelessly receiving power described in the present specification includes all portable electronic devices such as an input / output device such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart device. Smart phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), tablets, and multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
상기 무선 전력 수신장치(200)는, 후술되는 바와 같이, 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 따르는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 이동단말기 형태로 구현되는 실시 예에 대해서는 도 10을 참조하여 후술된다.As described below, the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달하기 위하여 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.The
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 하나의 코일에서 전자기 유도 현상에 의하여 생성되는 변화하는 자기장에 의하여 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.The inductively coupled wireless power transmission is a technique for wirelessly transmitting power using a primary coil and a secondary coil. The current is transmitted to the other coil by a varying magnetic field generated by electromagnetic induction in one coil. And the electric power is transmitted.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 전자기적 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력이 전달되는 것을 말한다.In the wireless power transmission by the resonance coupling method, electromagnetic resonance occurs in the
이하에서는 본 명세서에 개시된 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)에 관한 실시 예들이 구체적으로 설명된다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 부가된 참조 부호는 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호가 사용된다.
Hereinafter, embodiments of the
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of a
무선 전력 전송장치Wireless power transmission device
도 2의 (a)를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력 전달부(Power Transmission Unit)(110)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(110)는 전력 변환부(Power Conversion Unit)(111) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit)(112)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2A, the
상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전달한다. 상기 전력 변환부(111)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 전력 변환부(111)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다. The
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 유도 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)의 2차 코일에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 공진 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the
또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 전술된 유도 결합 방식과 공진 결합 방식 중 하나 이상의 방법을 이용하여 전력을 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력 전달 방식을 결정할 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)에 포함된 전송 코일은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식을 위하여 공통으로 사용되도록 구현될 수 있다.Also, in some embodiments, the
상기 전력 변환부(111)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 6을 참조하여 후술된다.Among the components included in the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 전달부(110)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 공급 장치(100)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.The power
한편, 상기 무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역은 두 가지로 구분될 수 있다. 먼저, 활동 영역(active area)은 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전달하는 무선 전력 신호가 통과하는 영역을 말한다. 다음으로, 감지 영역(semi-active area)은 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 감지할 수 있는 관심 영역을 말한다. 여기서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치(placement)되거나 제거(removal)되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 변환부(111)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나, 별도로 구비된 센서에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다. Meanwhile, an area where the wireless power signal can reach can be divided into two types. First, an active area refers to an area through which a wireless power signal passing power to the
예컨대, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 감지 영역에 존재하는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 인하여 상기 무선 전력 신호가 영향을 받아, 상기 전력 변환부(111)의 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출할 수 있다. 다만, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다.For example, the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)를 식별하는 과정을 수행하거나, 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부를 결정할 수 있다.The power
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 조건에 의하여 또는 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 장치 식별 정보를 기초로 상기 특성을 결정할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 요구 전력 정보 또는 그 요구 전력에 대한 프로파일 정보를 기초로 상기 특성을 결정할 수 있다.The power
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다. The power
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.For example, the power
또한, 상기 전력 제어 메시지를 이용하는 그 밖의 다른 제어 동작으로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선 전력 전달과 관련된 일반적인 제어 동작을 상기 전력 제어 메시지를 기초로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 제어 메시지를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와 관련된 청각적 또는 시각적으로 출력할 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다.In addition, as another control operation using the power control message, the
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)는 이와 같은 상기 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 신호를 통하여 수신할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)는 사용자 데이터를 수신하는 방법을 통하여 상기 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.In some embodiments, the power
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 변환부(111)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(113)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 무선 전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다. In order to receive the power control message, the
그 밖에, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.
In addition, the power
한편, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)는 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 상기 무선 전력 수신장치(200)를 위하여 전력 전달방식을 변경할 수 있다. Meanwhile, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200)들을 위하여 전력을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각 무선 전력 수신장치(200)를 위하여 전력 전달 방식을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있으므로, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 공진 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부, 또는 유도 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 각 무선 전력 수신장치에 대하여 전력 전달 방식을 변경할 수 있다.In addition, the
무선 전력 수신장치Wireless power receiver
도 2의 (b)를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치는(200)는 전원 공급부(290)를 포함하도록 구성된다. 상기 전원 공급부(290)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(290)는 전력 수신부(291) 및 전력 수신 제어부(292)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2B, the
상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.The
상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(291)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.The
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. First, the
예컨대, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신부(291)가 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신부(291)가 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 회로를 포함할 수 있다.For example, in some embodiments, the
다만, 어떤 실시 예들에서는 상기 전력 수신부(291)가 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이러한 경우 상기 전력 수신부(291)는 하나의 코일을 이용하여 수신하도록 구현되거나, 또는 각 전력 전달 방식에 따라 다르게 형성된 코일을 이용하여 수신하도록 구현될 수 있다.However, in some embodiments, the
상기 전력 수신부(291)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 실시 예들에 대하여는 도 4를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 실시 예들에 대하여는 도 6을 참조하여 후술된다.Examples of the components included in the
한편, 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류 회로(rectifier) 및 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전원 공급부(290)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.The power
구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.In detail, the power
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송할 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 사용자 데이터를 통하여 전송하는 방법을 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다.In some embodiments, the power
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 전력 수신부(291)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(293)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는, 전술된 상기 무선 전력 전송장치(100)의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 송신장치(100)의 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 각각의 변복조부(113 및 293)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.In order to transmit the power control message, the
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 변복조부(293)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)과 연결된 변복조부(293)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 변복조부(113)는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.The wireless power signal formed by the
즉, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코드함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다. That is, the power
그 밖에, 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수도 있다.In addition, in some embodiments, the power
그 밖에, 상기 전원 공급부(290)는 충전부(298) 및 배터리(299)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
상기 전원 공급부(290)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(299)를 충전한 후 상기 배터리(299)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(298)를 제어할 수 있다.The
이하에서, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치에 대하여 설명된다. Hereinafter, a wireless power transmitter and a wireless power receiver applicable to the embodiments disclosed herein will be described.
먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라, 상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치로 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
First, according to embodiments supporting the inductive coupling method with reference to FIGS. 3 to 5, a method of transmitting power to the wireless power receiver by the wireless power transmitter is disclosed.
유도 결합 방식Inductive coupling
도 3은 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to embodiments supporting inductive coupling.
무선 전력 전송장치(100)의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 무선 전력 수신장치(200) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.When the power transmission of the wireless
이 방식에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil)(1111a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil)(2911a)을 포함하도록 구성된다.According to this method, the
먼저 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 상기 전송 코일(1111a)과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전송 코일(1111a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(291)는 상기 수신 코일(2911a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 전원을 공급하도록 제어한다.First, the
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.The efficiency of wireless power transfer by the inductive coupling method has little influence on the frequency characteristics, but alignment between the
한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선 전력 전송장치(100)는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 무선 전력 수신장치가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 상기 전송 코일(1111a)가 장착될 수 있다. 그 경우, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 장착된 상기 전송 코일(1111a)과 상기 인터페이스 표면의 상부에 위치한 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a) 사이의 수직 공간(vertical spacing)이 작게 형성됨으로써 상기 코일들 간의 거리는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분히 작게 된다.Meanwhile, the wireless
또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a) 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 지시한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 무선 전력 수신장치(200) 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.In addition, an array indicating unit (not shown) indicating a position where the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. Meanwhile, the wireless
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the wireless power receiver of the inductive coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치Inductively coupled wireless power transmitter and wireless power receiver
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다. 도 4의 (a)를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명하고, 도 4의 (b)를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명한다.4 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the
도 4의 (a)를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111a) 및 인버터(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the
상기 전송 코일(1111a)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전송 코일(1111a)은 평판 나선형태(Planar Spiral type)로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는 상기 전송 코일(1111a)이 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.As described above, the transmitting
상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(1112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(1111a) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(1111a)에서 형성된다.The
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 위치 결정부(Positioning Unit)(1114)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the
상기 위치 결정부(1114)는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 무선 전력 전송장치(100)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.The
따라서, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전송 코일(1111a)과 및 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 수신 코일(2911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(1111a)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(1111a)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.Therefore, the
이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit)(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.To this end, the
또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.In addition, for this purpose, the power
만약, 상기 전력 변환부(111)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다. If the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 센싱부(1115)는 상기 전송 코일(1111a)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(1115)는 무선 전력 전송장치(100)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(1111a)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.Meanwhile, the
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전원 공급부(290)는 수신 코일(Rx 코일)(2911a) 및 정류 회로(2913)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
상기 전송 코일(1111a)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(2911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(2911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(1111a)의 경우와 마찬가지로 실시 예들에 따라, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.The current is induced in the receiving
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(2911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, series and parallel capacitors may be connected to the receiving
상기 수신 코일(2911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.The receiving
상기 정류 회로(2913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(2913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.The
그 밖에, 상기 정류 회로(2913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(2913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(2913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 변복조부(293)는 상기 전력 수신부(291)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변복조부(293)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(291)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.The modulation and
한편, 상기 전원 공급부(290)는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 전력 센싱부(2914)는 상기 정류 회로(2913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(292)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전력 제어 메시지를 송신한다.The
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치Wireless power transmitter comprising one or more transmitting coils
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme that may be employed in the embodiments disclosed herein.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 부분적으로 겹치는 1차 코일들의 배열(an array of partly overlapping primary coils)일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부에 의하여 활동 영역이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. The one or
상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치(200)의 위치가 감지되면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. When the position of the
이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 전송장치(100)에 구비된 상기 위치 감지부(미도시)에 의하여 상기 인터페이스 표면 상의 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 각각 이용하여 상기 인터페이스 표면 상의 물체로부터 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 전력 제어 메시지 또는 상기 물체의 식별 정보를 나타내는 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신된 결과를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 어느 코일의 위치와 근접한지를 판단함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다.To this end, the power
한편, 상기 활동 영역은 상기 인터페이스 표면의 일부로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 무선 전력 수신장치(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 전송 코일 또는 하나 이상의 전송 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있다. 따라서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 기초로 활동 영역을 결정하고, 상기 활동 영역에 대응되는 주요 셀의 연결을 수립하여 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)와 상기 주요 셀에 속한 코일들이 유도 결합 관계에 놓일 수 있도록 상기 다중화기(1113)을 제어할 수 있다.On the other hand, the active area is a part of the interface surface, it means a portion that can pass a high-efficiency magnetic field when the
한편, 상기 하나 이상의 전송코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 포함하도록 구성된 무선 전력 전송장치(100)의 인터페이스 표면 상에 하나 이상의 무선 전력 수신장치(200)들이 배치된 경우, 상기 전력 송신 제어부(112)는 각 무선 전력 수신장치의 위치에 대응되는 주요 셀에 속하는 코일들이 각각 유도 결합 관계에 놓이도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. 이로 인하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각각 다른 코일을 이용하여 무선 전력 신호를 형성함으로써 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 무선으로 전력을 전달할 수 있다. Meanwhile, when one or more
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치들에 대응되는 코일들에 대하여 각각 다른 특성을 가진 전원이 공급되도록 설정할 수 있다. 이 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선 전력 수신장치 별로 다른 전력 전달 방식, 효율, 특성 등을 설정하여 전력을 전달할 수 있다.In addition, the power
한편, 상기 전력 변환부(111)는 연결된 코일들과 진동 회로(resonant circuit)를 형성하도록 임피던스를 조절하는 임피던스 매칭부(impedance matching unit)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
The
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치가 전력을 전달하는 방법이 개시된다.Hereinafter, a method of transmitting power by a wireless power transmission apparatus in accordance with embodiments that support a resonant coupling scheme is described with reference to FIGS.
공진 결합 방식Resonant coupling method
도 6은 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.6 illustrates a concept in which power is wirelessly transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to embodiments supporting a resonance coupling scheme.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.First, the resonance (or resonance) will be briefly described as follows. Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives a periodic external force having the same frequency as its natural frequency, and the amplitude increases markedly. Resonance is a phenomenon that occurs in all vibrations, including mechanical and electrical vibrations. In general, when a force capable of vibrating the vibration system from the outside, if the natural frequency of the vibration system and the frequency of the force applied from the outside is the same, the vibration is severe and the amplitude is also large.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터와 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다. In the same principle, when a plurality of vibrating bodies that are separated within a certain distance vibrate at the same frequency with each other, the plurality of vibrating bodies resonate with each other, in which case the resistance between the plurality of vibrating bodies decreases. In an electric circuit, an inductor and a capacitor can be used to make a resonant circuit.
무선 전력 전송장치(100)의 전력 전달이 공진 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110)에서 교류 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 공진 현상이 일어나는 경우 상기 무선 전력 수신장치(200) 내에서는 상기 공진 현상에 의하여 전력이 발생된다.When the power transmission of the
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다. The resonance frequency may be determined by, for example, the following equation (1).
여기서, 공진 주파수(f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 커패시턴스는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.Here, the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit. In a circuit for forming a magnetic field using a coil, the inductance is determined by the number of revolutions of the coil and the like, and the capacitance can be determined by an interval, an area, or the like between the coils. In order to determine the resonance frequency, a capacitive resonance circuit other than the coil may be configured to be connected.
도 6을 참조하면, 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력이 전송되는 실시 예들의 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기장이 형성되는 전송 코일(Tx coil)(1111b) 및 상기 전송 코일(1111b)와 연결되고 특정한 진동 주파수를 결정하기 위한 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 공진 회로(1116)는 용량성 회로(capacitors)를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 상기 특정한 진동 주파수가 결정된다.Referring to FIG. 6, in the case of embodiments in which power is wirelessly transmitted according to a resonance coupling method, the
상기 공진 회로(1116)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 변환부(111)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 전송 코일(1111b)과 병렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.The circuit element of the
또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 공진 회로(2912) 및 수신 코일(Rx coil)(2911b)을 포함한다. 즉, 상기 공진 회로(2912)는 역시 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 공진 회로(2912)는 상기 수신 코일(2911b)의 인덕턴스와 상기 공진 회로(2912)의 커패시턴스를 기초로 결정되는 공진 주파수가 상기 형성된 자기장의 공진 주파수와 동일하도록 구성된다.In addition, the
상기 공진 회로(2912)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 수신부(291)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 수신 코일(2911b)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다. The circuit element of the
상기 무선 전력 전송장치(100)에서의 상기 특정한 진동 주파수는 LTx, CTx를 가지고 상기 수학식 1을 이용하여 획득될 수 있다. 여기서, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 LRX 및 CRX를 상기 수학식 1에 대입한 결과가 상기 특정한 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 무선 전력 수신장치(200)에서는 공진이 일어난다.The specific vibration frequency in the
공진 결합에 의한 무선 전력 전송 방식을 지원하는 실시 예들에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 상기 기기간 에너지 전달이 없게 된다.According to embodiments supporting the wireless power transmission method by resonance coupling, when the
따라서, 상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향이 큰 반면, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열 및 거리에 따른 영향은 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 작다.
Therefore, the efficiency of the wireless power transfer by the resonance coupling method has a large influence on the frequency characteristic, while the arrangement between the
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the wireless power receiver of the resonance coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치Resonant Coupling Wireless Power Transmitter
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram exemplarily illustrating a part of the configuration of the
도 7의 (a)를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명된다.A configuration of the
상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111b), 인버터(1112) 및 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인버터(1112)는 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)와 연결되도록 구성될 수 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하기 위한 전송 코일(1111a)과 별도로 장착될 수 있으나, 하나의 단일 코일을 이용하여 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식으로 전력을 전달할 수도 있다.The transmitting
상기 전송 코일(1111b)은, 전술된 바와 같이, 전력을 전달하기 위한 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있으며, 이 때 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 진동 주파수가 결정될 수 있다. The transmitting
이를 위하여 상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)에 인가된다.To this end, the
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수 값을 변경시키기 위한 주파수 조절부(1117)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수는 수학식 1에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 구성하는 회로내의 인덕턴스 및 커패시턴스를 기초로 결정되므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경되도록 상기 주파수 조절부(1117)를 제어함으로써 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.In addition, the
어떤 실시 예들에서, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 공진 회로(1116)에 포함된 커패시터 간의 거리를 조절하여 커패시턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 주파수 조절부(1117)가 상기 전송 코일(1111b)의 회전 수(number of turns) 또는 직경을 조절하여 인덕턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 주파수 조절부(1117)가 상기 커패시턴스 및/또는 인덕턴스를 결정하는 능동 소자들을 포함하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 동작에 대해서는 전술된 바와 동일하다.
On the other hand, the
한편, 본 명세서의 실시 예들을 따라 하나 이상의 무선 전력 수신장치들로 전력을 전송하는 무선 전력 전송장치는 무선 충전기의 형태로 구현될 수 있다. 상기 무선 충전기는 무선 전력 신호를 형성하는 전력 변환부(111); 상기 무선 전력 신호의 주파수를 설정하는 주파수 설정부(1117); 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되는 무선 전력 수신장치(200)로 인하여 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 감지부; 및 상기 전력 변환부, 상기 주파수 설정부 및 상기 감지부와 협력하도록 설정된 제어부(112)를 포함하도록 구현될 수 있다. 상기 감지부는 상기 제어부(112)와 동일한 유닛으로 구현될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치가 무선 충전기의 형태로 구현된 예에 대해서는 도 9를 참조하여 후술된다.
Meanwhile, according to embodiments of the present disclosure, a wireless power transmitter that transmits power to one or more wireless power receivers may be implemented in the form of a wireless charger. The wireless charger may include a
도 7의 (b)를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명된다. 상기 전원 공급부(290)는, 전술된 바와 같이, 상기 수신 코일(Rx coil)(2911b) 및 공진 회로(2912)를 포함하도록 구성될 수 있다.A configuration of the
그 외에도, 상기 전원 공급부(290)의 전력 수신부(291)는 공진 현상에 의하여 생성된 교류 전류를 직류로 변환시키는 정류 회로(2913)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 정류 회로(2913)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 전력 수신부(291)는 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(2914)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.
In addition, the
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치Wireless power transmitter comprising one or more transmitting coils
도 8은 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.8 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with embodiments that support a resonant coupling scheme.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)의 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있으며, 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정된다.The one or more transmission coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have the same resonance frequency. In some embodiments, some of the one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have different resonance frequencies, which are the one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n. Is determined according to what inductance and / or capacitance the resonant circuits 1116-1 to 1116-n, respectively, are connected to.
한편, 상기 하나 이상의 전송코일들(1111b-1 내지 1111b-n)을 포함하도록 구성된 무선 전력 전송장치(100)의 활동 영역 또는 감지 영역에 하나 이상의 무선 전력 수신장치(200)들이 배치된 경우, 상기 전력 송신 제어부(112)는 무선 전력 수신장치 별로 다른 공진 결합 관계에 놓이도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. 이로 인하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각각 다른 코일을 이용하여 무선 전력 신호를 형성함으로써 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 무선으로 전력을 전달할 수 있다. Meanwhile, when one or more
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치들에 대응되는 코일들에 대하여 각각 다른 특성을 가진 전원이 공급되도록 설정할 수 있다. 이 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선 전력 수신장치 별로 다른 전력 전달 방식, 공진 주파수, 효율, 특성 등을 설정하여 전력을 전달할 수 있다.In addition, the power
이를 위하여, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
To this end, the
충전기로 구현된 무선 전력 전송장치Wireless power transmitter implemented as a charger
한편, 이하에서는 무선 충전기의 형태로 구현된 상기 무선 전력 전송장치의 예가 설명된다.Meanwhile, an example of the wireless power transmission apparatus implemented in the form of a wireless charger will be described below.
도 9는 도 2의 (a)에 도시된 구성 외에 추가적인 구성을 더 포함하는 무선 전력 전송장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 9 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter further including an additional configuration in addition to the configuration illustrated in FIG. 2A.
도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전술된 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 중 하나 이상을 지원하는 전력 전달부(110) 및 전원 공급부(190)외에, 센서부(120), 통신부(130), 출력부(140), 메모리(150) 및 제어부(180)를 더 포함할 수 있다.9, the wireless
상기 제어부(180)는 상기 전력 변환부(110), 상기 센서부(120), 상기 통신부(130), 상기 출력부(140), 상기 메모리(150) 및 상기 전원 공급부(190)를 제어한다.The
상기 제어부(180)는 도 2를 참조하여 설명된 상기 전력 변환부(110) 내의 전력 송신 제어부(112)와 별도의 모듈로 구현되거나 단일 모듈로 구현될 수 있다.The
상기 센서부(120)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지하는 센서를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 센서부(120)가 감지한 위치 정보는 상기 전력 변환부(110)가 효율적으로 전력을 전달할 수 있도록 사용될 수 있다. The
예컨대, 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따른 무선 전력 전달의 경우, 상기 센서부(120)는 위치 감지부(detection unit)로 동작할 수 있으며, 상기 센서부(120)가 감지한 위치 정보는 상기 전력 변환부(110) 내의 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전 시키기 위해 사용될 수 있다.For example, in the case of wireless power transmission according to embodiments that support inductive coupling, the
또한, 예를 들어, 전술된 하나 이상의 전송 코일을 포함하여 이루어진 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일과 유도 결합 관계 또는 공진 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들을 결정할 수 있다.In addition, for example, the
한편, 상기 센서부(120)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 충전이 가능한 영역으로 접근하는지 여부를 모니터링 하도록 구성될 수도 있다. 상기 센서부(120)의 접근 여부 감지 기능은 상기 전력 전달부(110) 내의 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 접근 여부를 감지하는 기능과 별도로 또는 서로 결합되어 수행될 수 있다.Meanwhile, the
상기 통신부(130)는 상기 무선 전력 수신장치(200)와 유무선 데이터 통신을 수행한다. 상기 통신부(130)는 BluetoothTM, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication), Wireless LAN 중 어느 하나 이상을 위한 전자 부품을 포함할 수 있다.The
상기 출력부(140)는 디스플레이부(141) 및 음향 출력부(142) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 디스플레이부(141)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(141)는 상기 제어부(180)의 제어에 따라 충전 상태를 표시할 수 있다.The
상기 메모리(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 인터넷(Internet)상에서 상기 메모리(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 상기 메모리(150)에는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 전술된 기능들을 수행하는 프로그램 또는 명령들이 저장될 수 있다. 상기 제어부(180)는 무선으로 전력을 전송하기 위하여 상기 메모리(150)에 저장된 프로그램 또는 명령들을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 다른 구성 요소들(예컨대, 제어부(180))이 상기 메모리(150)를 액세스하기 위해서 메모리 컨트롤러(미도시)를 이용할 수 있다.The
이상 개시된 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치의 구성은 무선 충전기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 도킹 스테이션(docking station), 단말기 크래들 장치(cradle device), 기타 전자 장치 등과 같은 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
The configuration of the wireless power transmitter according to the exemplary embodiment disclosed above may be applied to devices such as docking stations, terminal cradle devices, and other electronic devices, except when applicable only to the wireless charger. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be used.
이동단말기로 구현된 무선전력수신장치Wireless power receiver implemented as a mobile terminal
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 수신장치(200)가 이동 단말기 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸다.10 illustrates a configuration when the
상기 이동통신 단말기(200)는 도 2, 도 4 또는 도 7에 도시된 전원 공급부(290)를 포함한다.The
그리고, 상기 단말기(200)는 무선 통신부(210), A/V(Audio/Video) 입력부(220), 사용자 입력부(230), 센싱부(240), 출력부(250), 메모리(260), 인터페이스부(270), 제어부(280)를 더 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 단말기가 구현될 수도 있다.The terminal 200 includes a
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.
무선 통신부(210)는 단말기(200)와 무선 통신 시스템 사이, 단말기(200)와 단말기(200)가 위치한 네트워크 사이, 또는 단말기(200)와 상기 무선 전력 전송장치(100) 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(210)는 방송 수신 모듈(211), 이동통신 모듈(212), 무선 인터넷 모듈(213), 근거리 통신 모듈(214) 및 위치정보 모듈(215) 등을 포함할 수 있다.The
방송 수신 모듈(211)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 센터로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.The
상기 방송 채널은 위성 채널 및 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 센터는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다. The broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel. The broadcast center may refer to a server that generates and transmits a broadcast signal and / or broadcast related information or a server that receives a previously generated broadcast signal and / or broadcast related information and transmits the same to a terminal. The broadcast signal may include a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, a data broadcast signal, and a broadcast signal in which a data broadcast signal is combined with a TV broadcast signal or a radio broadcast signal.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(212)에 의해 수신될 수 있다.The broadcast-related information may refer to a broadcast channel, a broadcast program, or information related to a broadcast service provider. The broadcast related information may also be provided through a mobile communication network. In this case, it may be received by the
상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.The broadcast related information may exist in various forms. For example, it may exist in the form of Electronic Program Guide (EPG) of Digital Multimedia Broadcasting (DMB) or Electronic Service Guide (ESG) of Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H).
상기 방송 수신 모듈(211)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(211)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.For example, the
방송 수신 모듈(211)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(260)에 저장될 수 있다.The broadcast signal and / or broadcast related information received through the
이동통신 모듈(212)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. The
무선 인터넷 모듈(213)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말기(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The
근거리 통신 모듈(214)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 무선의 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다. 한편, 유선의 근거리 통신으로는 USB(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 썬더볼트(ThunderboltTM) 등이 이용될 수 있다.The short
상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 무선 전력 전송장치(100)와 데이터 통신 연결을 수립할 수 있다.The
상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 무선으로 전력을 전달하는 중에, 출력할 오디오 신호가 있는 경우, 상기 오디오 신호를 상기 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 디스플레이할 정보가 있는 경우, 상기 정보를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. 또는, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 무선 전력 전송장치(100)에 내장된 마이크를 통해 입력되는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 이동 단말기(200)의 식별 정보(예컨대, 휴대폰인 경우 전화 번호, 또는 기기명)를 상기 수립된 데이터 통신을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. Through the established data communication, when there is an audio signal to be output while the
위치정보 모듈(215)은 단말의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The
도 10을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(220)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(221)와 마이크(222) 등이 포함될 수 있다. 카메라(221)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(251)에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 10, an A / V (Audio / Video)
카메라(221)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(260)에 저장되거나 무선 통신부(210)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(221)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.The image frame processed by the
마이크(222)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(212)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(222)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.The
사용자 입력부(230)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(230)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The
센싱부(240)는 근접센서(241), 압력센서(242), 및 모션 센서(243) 등을 포함할 수 있다. 상기 근접센서(241)는 이동 단말기(200)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(200)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 상기 근접센서(241)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 상기 근접센서(241)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The
상기 압력센서(242)는 이동 단말기(200)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 상기 압력센서(242)는 사용환경에 따라 이동 단말기(200)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(242)가 디스플레이부(251)에 설치되는 경우, 상기 압력센서(242)에서 출력되는 신호에 따라, 상기 디스플레이부(251)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 상기 압력센서(242)에서 출력되는 신호에 따라, 압력터치 입력시 상기 디스플레이부(251)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.The
상기 모션 센서(243)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(200)의 위치나 움직임 등을 감지한다. 상기 모션 센서(243)에 사용될 수 있는 가속도 센서는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자이다. 가속도 센서는 보통 2축이나 3축을 하나의 패키지에 실장하여 구성되며, 사용 환경에 따라서는 Z축 한 축만 필요한 경우도 있다. 따라서, 어떤 이유로 Z축 방향 대신 X축 또는 Y축 방향의 가속도 센서를 써야 할 경우에는 별도의 조각 기판을 사용하여 가속도 센서를 주 기판에 세워서 실장할 수도 있다. 또한, 상기 자이로 센서는 회전 운동을 하는 이동 단말기(200)의 각속도를 측정하는 센서로서, 각 기준 방향에 대한 회전된 각도를 감지할 수 있다. 예컨대, 상기 자이로 센서는 3개 방향의 축을 기준으로 한 각각의 회전 각도, 즉 방위각(azimuth), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 감지할 수 있다.The
출력부(250)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(251), 음향 출력 모듈(252), 알람부(253), 및 햅틱 모듈(254) 등이 포함될 수 있다.The
디스플레이부(251)는 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 단말가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 단말기(200)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다. The
디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(251)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(251)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.Some of these displays may be transparent or light transmissive so that they can be seen through. This may be referred to as a transparent display. A representative example of the transparent display is TOLED (Transparent OLED). The rear structure of the
단말기(200)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(251)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 단말기(200)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다. There may be two or
디스플레이부(251)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(251)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.(Hereinafter, referred to as a 'touch screen') in which a
터치 센서는 디스플레이부(251)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(251)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. The touch sensor may be configured to convert a change in a pressure applied to a specific portion of the
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(280)로 전송한다. 이로써, 제어부(280)는 디스플레이부(251)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.If there is a touch input to the touch sensor, the corresponding signal (s) is sent to the touch controller. The touch controller processes the signal (s) and then transmits the corresponding data to the
상기 터치스크린에 의해 감싸지는 단말의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(241)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다. A
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.Examples of the proximity sensor include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor. And to detect the proximity of the pointer by the change of the electric field along the proximity of the pointer when the touch screen is electrostatic. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the act of allowing the pointer to be recognized without being in contact with the touch screen so that the pointer is located on the touch screen is referred to as a "proximity touch", and the touch The act of actually touching the pointer on the screen is called "contact touch." The position where the pointer is proximately touched on the touch screen means a position where the pointer is vertically corresponding to the touch screen when the pointer is touched.
상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다. The proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (e.g., a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, a proximity touch movement state, and the like). Information corresponding to the detected proximity touch operation and the proximity touch pattern may be output on the touch screen.
음향 출력 모듈(252)은 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(252)은 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(252)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.The
알람부(253)는 단말기(200)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(253)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(251)나 음성 출력 모듈(252)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(251,252)은 알람부(253)의 일부로 분류될 수도 있다.The
햅틱 모듈(haptic module)(254)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(254)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(254)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. The
햅틱 모듈(254)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. In addition to vibration, the
햅틱 모듈(254)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(254)은 단말기(200)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The
메모리(260)는 제어부(280)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(260)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.The
어떤 실시 예들에서는, 메모리(260)에 운영 체제(Operating System)(미도시), 무선통신부(210) 기능을 수행하는 모듈, 사용자 입력부(230)와 함께 동작하는 모듈, A/V 입력부(220)와 함께 동작하는 모듈, 출력부(250)와 함께 동작하는 모듈을 포함하는 소프트웨어 컴포넌트들이 저장될 수 있다. 상기 운영 체제(예를 들어, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS, Chrome, Symbian, iOS, Android, Bada, VxWorks 또는 기타 임베디드 운영체제)는 메모리 관리, 전력 관리 등과 같이 시스템 작업(tasks)들을 제어하기 위한 다양한 소프트웨어 컴포넌트들 및/또는 드라이버들을 포함할 수 있다.In some embodiments, the
또한, 상기 메모리(260)는 무선 전력 전송 또는 무선 충전과 관련된 설정 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 설정 프로그램은 상기 제어부(280)에 의하여 실행될 수 있다.The
또한, 상기 메모리(260)는 어플리케이션 제공 서버(예: 앱스토어)로부터 다운로드한 무선 전력 전송(또는 무선 충전)과 관련된 어플리케이션(application)을 저장할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 관련 어플리케이션은 무선 전력 전송을 제어하기 위한 프로그램으로, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 해당 프로그램을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하거나 상기 무선 전력 전송장치(100)와 데이터 통신을 위한 연결을 수립할 수 있다.In addition, the
메모리(260)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 xD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 단말기(200)는 인터넷(Internet)상에서 상기 메모리(260)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.The
인터페이스부(270)는 단말기(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(270)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(200) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(200) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(270)에 포함될 수 있다. The
식별 모듈은 단말기(200)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identity Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(200)와 연결될 수 있다. The identification module is a chip for storing various information for authenticating the usage right of the terminal 200 and includes a user identification module (UIM), a subscriber identity module (SIM), a universal user authentication module A Subscriber Identity Module (USIM), and the like. Devices with identification modules (hereinafter referred to as "identification devices") can be manufactured in a smart card format. Accordingly, the identification device can be connected to the terminal 200 through the port.
상기 인터페이스부는 단말기(200)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 단말기(200)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 단말로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 단말가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.When the terminal 200 is connected to an external cradle, the interface unit may be a path through which the power from the cradle is supplied to the terminal 200, or various command signals input from the cradle by the user are transmitted to the terminal . Various command signals or power input from the cradle may be operated as signals for recognizing that the terminal is correctly mounted on the cradle.
제어부(controller, 280)는 통상적으로 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(280)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(281)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(281)은 제어부(280) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(280)와 별도로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 제어부(180)는 도 2를 참조하여 설명된 상기 전원 공급부(290) 내의 전력 수신 제어부(292)와 별도의 모듈로 구현되거나 단일 모듈로 구현될 수 있다.The
상기 제어부(280)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.The
상기 제어부(280)는 사용자 입력 또는 내부 입력에 따라 유선 충전 또는 무선 충전을 수행한다. 여기서, 내부 입력은 단말기 내부의 2차코일에서 생성되는 유도 전류가 감지되었음을 알리는 신호이다.The
전술된 바와 같이, 상기 전원 공급부(290) 내의 전력 수신 제어부(292)는 상기 제어부(280)에 포함되어 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 상기 전력 수신 제어부(292)에 의한 동작은 상기 제어부(280)가 수행하는 것으로 이해될 수 있다.As described above, the power
전원 공급부(290)는 제어부(280)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The
전원공급부(290)는 단말기(200)의 각 구성요소로 전원을 공급하는 배터리(299)를 구비하며, 상기 배터리(299)를 유선 또는 무선 충전하기 위한 충전부(298)를 포함할 수 있다.The
본 명세서는 무선으로 전력을 수신하는 장치로서 이동 단말을 예로서 개시하고 있으나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
Although the present specification discloses a mobile terminal as an example of a device for receiving power wirelessly, the configuration according to the embodiments described herein may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention may be applied to the present invention.
전력 전달 방법의 선택Choice of power delivery method
본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)는 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 상기 무선 전력 수신장치(200)를 위하여 전력 전달방식을 변경할 수 있다.The
도 11은 무선 전력 전송장치가 전력 전달 방식에 따라 무선 전력 수신장치로 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a method of transferring power to a wireless power receiver by a wireless power transmitter according to a power transfer scheme.
상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200, 200')들을 위하여 전력을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각 무선 전력 수신장치(200, 200')를 위하여 전력 전달 방식을 결정할 수 있다. The
한편, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다. 따라서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 공진 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부, 또는 유도 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과에 따라 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 각 무선 전력 수신장치에 대하여 전력 전달 방식을 변경할 수 있다.Meanwhile, the active area and the sensing area may be different depending on the wireless power transmission method such as the inductive coupling method and the resonance coupling method. Accordingly, the
도 11을 참조하여 예를 들면, 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 제 1 장치(200') 및 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 제 2 장치(200)가 무선 전력 전송 장치(100)와 함께 배치되어 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)의 인터페이스 표면(160)은 유도 결합 방식의 활동 영역에 해당할 수 있다. 따라서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 인터페이스 표면(160) 상에 배치된 제 1 장치(200')를 위해서는 유도 결합 방식에 따라 전력을 전송할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 공진 결합 방식의 활동 영역(410) 내에 있는 제 2 장치(200)를 위해서는 공진 결합 방식에 따라 전력을 전송할 수 있다.
Referring to FIG. 11, for example, a
공진 주파수의 결정Determination of Resonant Frequency
이하, 본 명세서의 실시 예들을 따라 하나 이상의 무선 전력 수신장치들을 위하여 공진 주파수를 조절하여 공진 방식으로 전력을 전달하는 방법이 개시된다.Hereinafter, a method of delivering power in a resonant manner by adjusting a resonant frequency for one or more wireless power receivers according to embodiments of the present disclosure.
도 12는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다. 도 12를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 무선 전력 수신장치들(200, 200')로 전력을 전송하는 무선 충전기(100)의 형태로 구현될 수 있다.12 is a conceptual diagram illustrating a method of delivering power to one or more wireless power receivers by a wireless power transmitter. Referring to FIG. 12, the
상기 무선 충전기(100)는, 도 9에서와 같이, 무선 전력 신호를 형성하는 전력 변환부(111); 상기 무선 전력 신호의 주파수를 설정하는 주파수 설정부(1117); 특정 영역(410)(예를 들어, 활동 영역 또는 감지 영역)에 배치되는 무선 전력 수신장치(200)로 인하여 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 감지부; 및 상기 무선 충전기(100) 내부 구성 요소들을 제어하는 제어부(112)를 포함하도록 구현될 수 있다. 상기 감지부는 상기 제어부(112)와 동일한 유닛으로 구현될 수 있다.The
도 12를 참조하면, 상기 무선 충전기(100)는 먼저 제 1 장치(200')를 위하여 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 형성하여 전력을 전송한다. 상기 제 1 주파수는 무선 전력 전송을 위하여 기본값으로 설정된 주파수이거나, 또는 상기 무선 충전기(100) 및 상기 제 1 장치(200') 사이에 협상에 의하여 결정된 주파수일 수 있다. 상기 제 1 주파수는 상기 무선 충전기(100) 및 상기 제 1 장치(200')가 공진 결합 방식에 의하여 전력을 전달하기 위한 공진 주파수일 수 있다.Referring to FIG. 12, the
여기서, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 (제 1 장치(200') 및 제 2 장치(200)와 같은) 무선 전력 수신장치는 상기 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신부(291), 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위한 주파수를 설정하는 주파수 설정부(2912), 및 상기 무선 전력 수신장치 내부 구성 요소들을 제어하는 제어부(292)를 포함하도록 구현될 수 있다.Here, a wireless power receiver (such as the
상기 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 통하여 전력을 전송하는 중에 상기 제 2 장치(200)가 상기 영역(410) 내에 배치되면, 상기 제 2 장치(200)의 주파수 특성으로 인하여 상기 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호에 간섭현상이 발생할 수 있다. 도 13은 하나 이상의 무선 전력 전송장치들 사이에서 발생하는 간섭에 대하여 도시한다. 상기 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 통하여 무선 전력 전송이 이루어지는 상기 무선 충전기(100) 및 상기 제 1 장치(200') 사이에서 상기 제 1 주파수는 공진 주파수에 해당할 수 있다. 다만, 상기 무선 전력 신호가 도달하는 영역(410) 내에 다른 물체, 즉 상기 제 2 장치(200)가 새롭게 배치되는 경우, 상기 제 2 장치(200)에 의하여 주파수 이득을 나타내는 특성이 달라질 수 있다. When the
도 13을 참조하여 예를 들면, 상기 제 2 장치(200)로 인하여 발생하는 상호 간섭에 의하여 주파수 이득으로부터 산출될 수 있는 양호도(Quality Factor, Q-Factor)가 달라지고, 따라서 중심 주파수에서의 이득이 감소하는 형태(450)의 특성을 보인다. 이 때, 상기 무선 충전기(100)는 현재 공진 주파수로 설정되어 있는 상기 제 1 주파수에서의 양호도를 감지하고, 상기 제 1 주파수에서의 양호도가 임계값 이하가 되는 경우 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 13, for example, a quality factor (Q-Factor) that can be calculated from a frequency gain due to mutual interference generated by the
상기 무선 충전기(100)는 상기 제 1 주파수에서 간섭이 발생하는 경우 상기 제 1 장치(200') 및 제 2 장치(200) 간의 간섭이 발생하지 않는 다른 주파수를 결정하여, 이후 형성되는 무선 전력 신호에 대하여 상기 결정된 다른 주파수가 상기 제 1 장치 및 제 2 장치를 위한 공진 주파수가 되도록 설정한다.The
상기 무선 충전기(100)가 간섭이 발생하지 않도록 새롭게 설정하는 주파수를 제 2 주파수라 할 때, 도 13의 주파수 이득 곡선(460)을 참조하면 상기 제 2 주파수는 이득이 임계치를 초과하는 주파수, 또는 이득이 임계치를 초과하고 주파수 이득 곡선의 피크에 대응되는 주파수, 또는 이득이 최대가 되는 주파수를 나타낼 수 있다.Referring to the
어떤 실시 예들에서, 상기 제 2 주파수는 미리 정해진 다른 주파수로 결정될 수 있다. 상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수로 결정될 수 있다. 상기 일정 간격은 무선 전력 신호의 주파수간 간섭이 없는 것으로 알려진 임의의 간격일 수 있다.In some embodiments, the second frequency may be determined as another predetermined frequency. The second frequency may be determined as a frequency having a predetermined interval from the first frequency. The constant interval may be any interval known to be free from interfrequency interference of the wireless power signal.
또한, 어떤 실시 예들에서는 상기 제 2 주파수는 미리 정해진 대역 내의 주파수를 스캐닝하는 방법을 통하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 무선 충전기(100)는 이미 알려진 제 2 주파수로 사용될 수 있는 주파수 대역에 대하여 스캐닝을 수행하고, 상기 스캐닝 결과 상기 주파수 대역 내의 주파수별 양호도를 산출하고, 상기 산출된 양호도를 기초로 상기 제 2 주파수를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제 2 주파수로 결정되는 주파수는 상기 산출된 양호도들을 비교하여 그 중 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수일 수 있다.Also, in some embodiments, the second frequency may be determined through a method of scanning a frequency within a predetermined band. That is, the
또한, 어떤 실시 예들에서는, 상기 제 2 주파수를 결정하기 위하여 상기 무선 충전기(100)는 상기 미리 정해진 주파수 대역 내에서 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고, 상기 선택된 주파수들에 대하여 양호도를 산출하고, 상기 산출된 양호도를 비교하고, 상기 비교 결과 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수를 상기 제 2 주파수로 결정할 수 있다. 상기 선택되는 비연속적인 주파수들은 무선 전력 신호의 주파수간 간섭이 없는 것으로 알려진 임의의 간격만큼의 차이를 가질 수 있다.Further, in some embodiments, to determine the second frequency, the
이때, 상기 제 2 장치(200)는 상기 제 1 주파수가 다른 전자 장치(여기서는 상기 제 1 장치(200'))로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 장치(200)는 상기 제 1 주파수로 설정된 상기 무선 전력 신호의 강도 또는 상기 제 1 주파수에서의 양호도를 기초로 사용 여부를 판단할 수 있다. 상기 제 2 장치(200)는 상기 판단 결과 상기 제 1 주파수가 사용 중인 경우 위와 같이 상기 무선 충전기(100)가 주파수를 변경할 수 있으므로, 이와 유사하게 변경될 주파수에 맞게 설정될 필요가 있다.In this case, the
이를 위하여 상기 제 2 장치(200)는 간섭이 발생하지 아니하는 상기 제 2 주파수를 결정하거나, 상기 무선 충전기(100)로부터 수신할 수 있다. 상기 제 2 장치(200)가 상기 제 2 주파수를 결정하는 방법은 상기 무선 충전기(100)의 경우와 유사하다. To this end, the
예를 들어, 상기 제 2 장치(200)는 미리 정해진 다른 주파수를 상기 제 2 주파수로 결정할 수 있다. 상기 미리 정해진 다른 주파수는 상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수일 수 있다.For example, the
또 다른 예를 들어, 상기 제 2 장치(200)는 미리 정해진 주파수 대역 내의 주파수 중 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고, 상기 선택된 주파수들이 다른 전자 장치로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 선택된 주파수들 중 사용되지 않는 주파수 중 하나를 상기 제 2 주파수로 결정할 수 있다.
In another example, the
한편, 어떤 실시 예들에서는, 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전력 변환부(111)에 상기 무선 전력 신호를 형성하는 다수의 코일이 포함되도록 구성된 경우, 상기 무선 충전기(100)는 상기 다수의 코일 중 일부 만을 위해서 상기 주파수를 상기 제 2 주파수로 설정할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제 2 주파수로 설정된 상기 다수의 코일 중 일부를 통해 형성되는 무선 전력 신호는 상기 제 2 장치로 전력을 전달하기 위한 것이고, 나머지 상기 제 1 주파수로 설정된 코일들을 통해 형성되는 무선 전력 신호는 상기 제 1 장치로 전력을 전달하기 위한 것 일 수 있다. 이러한 경우 상기 제 2 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 형성하기 위한 코일의 수는 상기 제 2 장치의 장치 정보를 기초로 결정될 수 있다. 상기 제 2 장치의 장치 정보는 상기 무선 충전기(100)의 메모리에 저장되어 있거나, 상기 제 2 장치로부터 수신할 수 있다.
Meanwhile, in some embodiments, as described with reference to FIG. 8, when the
도 14는 본 명세서의 실시 예들을 따라 하나 이상의 무선 전력 수신장치들을 위하여 공진 주파수를 조절하는 방법을 도시한 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method of adjusting a resonance frequency for one or more wireless power receivers according to embodiments of the present specification.
먼저 상기 무선 충전기(100)는 제 1 주파수를 설정하여 제 1 장치(200')를 위한 무선 전력 신호를 형성함으로써 공진 결합 방식으로 전력을 전달한다(S10). 상기 제 1 주파수는 상기 공진 결합을 위한 공진 주파수일 수 있다.First, the
이후, 상기 무선 충전기(100)에 의하여 형성되는 무선 전력 신호가 도달하는 영역 내에 제 2 장치(200)가 새롭게 배치되는 경우 상기 무선 충전기(100)로 인하여 간섭이 발생하는지 여부를 판단한다(S20).Subsequently, when the
이후, 상기 무선 충전기(100)는 상기 제 1 장치 및 제 2 장치에 대하여 간섭이 발생하지 않는 제 2 주파수를 결정한다(S30). 상기 제 2 주파수는 미리 정해진 주파수, 또는 주파수 대역 내에서 선택된 주파수일 수 있다.이후, 상기 무선 충전기(100)는 상기 결정된 제 2 주파수가 무선 전력 신호의 새로운 공진 주파수가 되도록 설정하고, 상기 제 2 주파수를 갖는 무선 전력 신호를 이용하여 전력을 전송한다(S40).
Thereafter, the
이상에서 설명한 방법은 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.The method described above can be implemented in a recording medium that can be read by a computer or similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
하드웨어적인 구현에 의하면, 지금까지 설명한 방법들은 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법들은 상기 전자 기기(100)의 제어부(180) 또는 전력 송신 제어부(112)에 구현될 수도 있고, 또는 상기 방법들은 상기 무선 전력 수신장치(200)의 제어부(280) 또는 전력 수신 제어부(292)로 구현될 수 있다.According to the hardware implementation, the methods described so far are application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and processors ( It may be implemented using at least one of a processor, controllers, micro-controllers, microprocessors, or an electrical unit for performing other functions. The
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 상기 전자 기기(100)의 메모리(150)에 저장되고, 상기 제어부(180) 또는 상기 전력 송신 제어부(112)에 의해 실행될 수 있으며, 마찬가지로 상기 무선 전력 수신장치(200)의 메모리(260)에 저장되고, 상기 제어부(280) 또는 상기 전력 수신 제어부(292)에 의해 실행될 수 있다.According to the software implementation, embodiments such as the procedures and functions described herein may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more of the functions and operations described herein. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in the
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and the present invention may be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the spirit and claims of the present invention.
Claims (17)
무선 전력 신호를 형성하는 전력 변환부;
상기 무선 전력 신호의 주파수를 설정하는 주파수 설정부;
상기 전력 변환부에 의하여 형성되는 무선 전력 신호가 도달하는 영역 내의 장치로 인하여 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 감지부; 및
상기 전력 변환부, 상기 주파수 설정부 및 상기 감지부와 협력하도록 설정된 제어부를 포함하되,
상기 제어부는
제 1 장치를 위하여 제 1 주파수로 설정된 무선 전력 신호를 형성하고,
상기 영역 내에 배치된 제 2 장치로 인한 간섭의 발생 여부를 판단하고,
상기 판단 결과 간섭이 발생한 경우 상기 제 1 장치 및 상기 제 2 장치간 간섭이 발생하지 않는 제 2 주파수를 결정하고,
상기 무선 전력 신호의 주파수를 상기 결정된 제 2 주파수로 설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.A power transmission device for transmitting power in a wireless magnetic resonance method,
A power converter configured to form a wireless power signal;
A frequency setting unit for setting a frequency of the wireless power signal;
A detector that determines whether interference occurs due to a device within a region where the wireless power signal formed by the power converter arrives; And
And a controller configured to cooperate with the power converter, the frequency setting unit, and the detection unit.
The control unit
Forming a wireless power signal set to a first frequency for the first device,
Determine whether interference due to a second device disposed in the area occurs;
If the interference occurs as a result of the determination, determine a second frequency that does not occur interference between the first device and the second device,
And setting the frequency of the wireless power signal to the determined second frequency.
상기 제 2 장치로 인한 상기 제 1 주파수에서의 양호도(Q-factor) 변화를 기초로 간섭을 감지하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.The method of claim 1, wherein the detection unit
And detecting interference based on a change in a good factor (Q-factor) at the first frequency due to the second device.
상기 제 1 주파수에서의 양호도가 임계값 이하인 경우 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
And determining that interference occurs when the goodness at the first frequency is less than or equal to a threshold.
상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.The method of claim 4, wherein the other predetermined frequency is
Wireless power transmitter, characterized in that the frequency is a difference from the first frequency by a predetermined interval.
미리 정해진 대역 내의 주파수를 스캐닝함으로써 주파수별 양호도를 산출하고, 상기 산출된 양호도를 기초로 상기 제 2 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.4. The method of claim 3, wherein the determination of the second frequency is
And calculating a goodness for each frequency by scanning a frequency within a predetermined band, and determining the second frequency based on the calculated goodness.
상기 산출된 양호도중 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.The method of claim 6, wherein the frequency determined as the second frequency is
And a frequency representing the greatest goodness of the calculated goodnesses.
상기 미리 정해진 대역 내의 주파수 중 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고;
상기 선택된 주파수들을 상기 무선 전력 신호의 주파수로 설정하고;
상기 선택된 주파수들에서의 양호도를 산출하고;
상기 산출된 양호도를 비교하고;
상기 비교 결과 가장 큰 양호도를 나타내는 주파수를 상기 제 2 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.8. The method of claim 7, wherein the determination of the second frequency is:
Select one or more discontinuous frequencies of frequencies within the predetermined band;
Set the selected frequencies to a frequency of the wireless power signal;
Calculate goodness at the selected frequencies;
Comparing the calculated goodness levels;
And a frequency indicating the greatest goodness as the comparison result is determined as the second frequency.
상기 전력 변환부는 상기 무선 전력 신호를 형성하는 다수의 코일을 포함하도록 구성되고,
상기 제어부는 상기 다수의 코일 중 일부를 통해 형성되는 무선 전력 신호의 주파수를 상기 제 2 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송장치.The method of claim 1,
The power converter is configured to include a plurality of coils for forming the wireless power signal,
The control unit is a wireless power transmitter, characterized in that for setting the frequency of the wireless power signal formed through some of the plurality of coils to the second frequency.
무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신부;
상기 무선 전력 신호를 수신하기 위한 주파수를 설정하는 주파수 설정부; 및
상기 전력 수신부 및 상기 주파수 설정부와 협력하도록 설정된 제어부를 포함하되,
상기 제어부는
제 1 주파수가 다른 전자 장치로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단하고,
상기 판단 결과 상기 제 1 주파수가 사용 중인 경우 상기 다른 장치에 의하여 사용되지 않는 제 2 주파수를 결정하고,
상기 무선 전력 신호의 수신을 위한 주파수를 상기 결정된 제 2 주파수로 설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.An electronic device for receiving power in a wireless magnetic resonance method,
A power receiver for receiving a wireless power signal;
A frequency setting unit for setting a frequency for receiving the wireless power signal; And
A control unit configured to cooperate with the power receiver and the frequency setting unit,
The control unit
Determine whether the first frequency is used for power transmission to another electronic device,
Determining that the second frequency is not used by the other device when the first frequency is in use,
And control to set a frequency for receiving the wireless power signal to the determined second frequency.
상기 무선 전력 신호의 강도를 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.13. The method of claim 12, wherein determining whether the first frequency is used
And determine based on the strength of the wireless power signal.
상기 제 1 주파수에서의 양호도를 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.14. The method of claim 13, wherein determining whether the first frequency is used
And determine based on the goodness at the first frequency.
상기 제 1 주파수로부터 일정 간격의 차이가 있는 주파수인 것을 특징으로 하는 전자 장치.The method of claim 15, wherein the other predetermined frequency is
The electronic device of claim 1, wherein the electronic device is a frequency having a predetermined interval from the first frequency.
미리 정해진 대역 내의 주파수 중 하나 이상의 비연속적인 주파수들을 선택하고;
상기 선택된 주파수들이 다른 전자 장치로의 전력 전송에 사용되는지 여부를 판단하고;
상기 판단 결과 상기 선택된 주파수들 중 사용되지 않는 주파수 중 하나를 상기 제 2 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.13. The method of claim 12, wherein the determination of the second frequency is:
Select one or more discontinuous frequencies of frequencies within a predetermined band;
Determine whether the selected frequencies are used for power transmission to another electronic device;
And determining one of the unused frequencies among the selected frequencies as the second frequency as a result of the determination.
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