KR20170030424A

KR20170030424A - 무선 전력 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170030424A
Application number: KR1020160079566A
Authority: KR
Inventors: 김봉철; 김도원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-03-17
Also published as: EP3349330B1; EP3349330A4; CN108093664A; EP3349330A1; KR102513790B1; CN108093664B

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 발명은 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법에 있어서, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 과정; 상기 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 과정; 및 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A WIRELESS POWER}

본 발명의 다양한 실시예들은 무선 전력 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시켜 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.

하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.

이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자 제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.

이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도 방식과 공진(Resonance)을 이용한 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식 등이 있다.

현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.

전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.

공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달하는 시스템을 발표했다. MIT 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.

한편, TV나 모니터, 가정용 전자제품 등에서 전원선을 제거한 무선화를 구현하기 위해서는 배터리 및 무선 전력 전송이 고려될 수 있다. 그런데, 배터리 기술이 향상되고는 있지만, 배터리는 충방전의 사용 횟수에 의해 수명이 제한될 수 있다. 그래서, 배터리의 도움 없이 무선 전력 전송만으로 전력을 제공하는 것을 필요로 한다.

종래의 무선 전력 전송은 배터리의 충전 전류에 의해 부하가 결정되는 배터리 환경에 기반한 것으로 배터리의 충전 전류를 기준으로 제어를 하였다. 하지만, 배터리 환경이 아닌 무선 전력 전송은 배터리의 충전 전류에 의한 부하보다 부하 변동 범위가 넓고, 빠른 시간 안에 변하기 때문에 종래의 방식으로 무선 전력 전송이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 다양한 실시예는 무선으로 전력을 전송하는데 있어서, 부하 변동에 대응 가능한 무선 전력 레벨의 범위를 설정하고, 부하에서 사용한 전력량만큼만 무선 전력을 전송하도록 함으로써, 부하의 변화 폭이 넓고 빠르게 변화되는 상황에서도 추가적인 회로 없이 높은 효율을 유지하면서 안정적으로 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법에 있어서, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 과정; 상기 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 과정; 및 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신 방법에 있어서, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 과정; 상기 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 획득하는 과정; 상기 획득된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 과정; 및 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 대응하여 제어된 전력 레벨의 전력을 수신하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기에 있어서, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보 및 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 통신부; 상기 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기에 전송하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 수신기에 있어서, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보 및 상기 부하의 부하 변동에 다른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 무선 전력 송신기에 전송하는 통신부; 상기 최대 부하 전력에 대한 정보 및 상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신기로 전송하도록 제어하는 제어부; 및 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신부를 포함하는 무선 전력 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선으로 전력을 전송하는데 있어서, 부하 변동에 대응 가능한 무선 전력 레벨의 범위를 설정하고, 부하에서 사용한 전력량만큼만 무선 전력을 전송하도록 함으로써, 부하의 변동 폭이 넓고 빠르게 변화되는 상황에서도 추가적인 회로 없이 높은 효율을 유지하면서 안정적으로 무선 전력을 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 환경이 아니거나, 무선 전력을 실시간으로 전자 장치에 공급하는 것과 같은 다양한 무선 전력 전송 조건에 대하여 자원의 낭비 또는 효율성의 손실을 감소시킬 수 있다는 이점을 가질 수 있다.

도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 도시한 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 무선 전력 전송 시스템의 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 무선 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 부하 변동을 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 과정을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," " A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160) 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.

버스(110)는, 예를 들면, 상기 구성요소들을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.

프로세서(120)는, 중앙처리장치(central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor (CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API))(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(147)(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system(OS))으로 지칭될 수 있다.

커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.

미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중계 역할을 수행할 수 있다.

또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나의 어플리케이션에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(143)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다.

API(145)는, 예를 들면, 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.

입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(150)는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.

디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems(MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)를 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.

통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.

무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunication system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신(164)을 포함할 수 있다. 근거리 통신(164)은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. GNSS는 사용 지역 또는 대역폭 등에 따라, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하, "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 혼용되어 사용(interchangeably used)될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 상기 기능 또는 상기 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 상기 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.

전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP(application processor))(210), 통신 모듈(220), 가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298)를 포함할 수 있다.

프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

통신 모듈(220)은, 도 1의 통신 인터페이스(170)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF(radio frequency) 모듈(229)을 포함할 수 있다.

셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드(224))을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.

WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.

RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.

가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.

센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 AP(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 상기 AP(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.

입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(252), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(254), 키(key)(256), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.

(디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치(201)에서 마이크(예: 마이크(288))로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있다.

디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 도 1의 디스플레이(160)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(260)는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(272), USB(universal serial bus)(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(150)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래쉬(flash)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

인디케이터(297)는 전자 장치(201) 혹은 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(201)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlo™) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.

본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.

한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제(operation system(OS)) 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.

프로그램 모듈(310)은 커널(320), 미들웨어(330), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API))(360), 및/또는 어플리케이션(370)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버(예: 서버 106 등)로부터 다운로드(download) 가능하다.

커널(320)(예: 도 1의 커널(141))은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)(예: 미들웨어(143))는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(application manager)(341), 윈도우 매니저(window manager)(342), 멀티미디어 매니저(multimedia manager)(343), 리소스 매니저(resource manager)(344), 파워 매니저(power manager)(345), 데이터베이스 매니저(database manager)(346), 패키지 매니저(package manager)(347), 연결 매니저(connectivity manager)(348), 통지 매니저(notification manager)(349), 위치 매니저(location manager)(350), 그래픽 매니저(graphic manager)(351), 또는 보안 매니저(security manager)(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.

어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 상기 어플리케이션(370) 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.

파워 매니저(345)는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리(battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.

연결 매니저(348)는, 예를 들면, WiFi 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저(349)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저(350)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.

API(360)(예: API(145))는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.

어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램(147))은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS 373, IM(instant message)(374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 또는 시계(384), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치(예: 전자 장치(101))와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의 상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.

예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다.

장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션 등)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 서버 106 또는 전자 장치(102, 104))로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에 따른 프로그램 모듈(310)의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서(예: 프로세서(120)에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다.

예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(130)가 될 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 그리고, 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 4는 무선 전력 전송 시스템의 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.

도 4을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신기(400) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)를 포함할 수 있다.

무선 전력 송신기(400)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)에 무선으로 각각 전력(1-1, 1-2, 1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(400)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1, 1-2, 1-n)을 송신할 수 있다.

무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(400) 및 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1, 2-2, 2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대해서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 수신기는 TV나 모니터, 가정용 전자제품, 전기차 등으로 구현될 수 있다.

무선 전력 송신기(400)는 복수 개의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(400)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(400)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(400)와 복수 개의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(400)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(400)와 복수 개의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.

무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)는 무선 전력 송신기(400)로부터 무선 전력을 수신하여 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)에 전기적으로 연결된 부하에 전력을 제공할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(400) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(400)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.

또한 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)는 각각의 무선 전력 수신 상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(400)로 송신할 수 있다.

무선 전력 송신기(400)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(400)는 각각의 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n)가 부하에 공급하는 전력량에 대한 정보를 함께 표시할 수도 있다.

무선 전력 송신기(400)는 무선 전력 수신기(410-1, 410-2, 410-n) 각각에 무선 전력 수신 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(400)로부터 무선 전력 수신 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 기능을 디스에이블할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 무선 전력 송신기(500)는 전력 송신부(511), 제어부(512) 및 통신부(513)를 포함할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기(550)는 전력 수신부(551), 제어부(552) 및 통신부(553)를 포함할 수 있다.

전력 송신부(511)는 무선 전력 송신기(500)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(550)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(511)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(511)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(511)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.

아울러, 전력 송신부(511)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(550)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(511)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(511)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경 가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(511)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.

제어부(512)는 무선 전력 송신기(500)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(512)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(500)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(512)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(512)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.

통신부(513)는 무선 전력 수신기(550)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(513)는 무선 전력 수신기(550)의 통신부(553)와 NFC(near field communication), ZigBee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 방식, 블루투스 저에너지(Bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신부(513)는 블루투스 저에너지 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(513)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수 있다. 통신부(513)가 이용하는 주파수 및 채널 선택에 관한 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명은 통신부(513)에서 수행하는 특정 통신 방식에 의하여 그 권리범위가 한정되지 않는다.

한편, 통신부(513)는 무선 전력 송신기(500)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(513)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다.

통신부(513)는 무선 전력 수신기(550)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(550)의 용량 예컨대, 무선 전력 수신기에 구비된 캐패시터의 용량, 부하에 대한 정보 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 부하 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(513)는 무선 전력 수신기(550)의 무선 전력 수신 기능을 제어하는 무선 전력 수신 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(550)의 무선 전력 수신부(551)를 제어하여 무선 전력 수신 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.

통신부(513)는 무선 전력 수신기(550)뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 한편, 도 5에서는 전력 송신부(511) 및 통신부(513)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(500)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(511) 및 통신부(513)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(500)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다.

무선 전력 송신기(500) 및 무선 전력 수신기(550)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(500)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(550)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 무선 전력 전송이 수행될 수 있으며, 상술한 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(550)는 전력 수신부(551), 제어부(552) 및 통신부(553)를 포함할 수 있다.

전력 수신부(551)는 무선 전력 송신기(500)로부터 전송된 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 여기에서, 전력 수신부(551)는 교류 파형의 형태로 전력을 수신할 수 있다.

제어부(552)는 무선 전력 수신기(550)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(552)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 수신기(550)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(552)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다.

통신부(553)는 무선 전력 송신기(500)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(553)는 무선 전력 송신기(500)로 전력 정보를 송신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(550)의 용량 예컨대, 무선 전력 수신기에 구비된 캐패시터의 용량, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하에 대한 정보 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 부하 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(553)는 무선 전력 수신기(550)의 무선 전력 수신 기능을 제어하는 무선 전력 수신 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(550)의 전력 수신부(551)를 제어하여 무선 전력 수신 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 수신 기능 제어 신호는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 이상 상황 발생에 대응하는 전력 조절 또는 전력 제어 명령과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 배터리를 포함하지 않는 사물 인터넷 장치(예: 전구, 각종 센서, 화재경보기, 온도조절기 등) 및 배터리를 포함하지 않는 사물 인터넷 센서(예, IoT 센서)일 수 있다.

무선 전력 송신기(500)의 전력 송신부(511)는 무선으로 무선 전력 수신기(예: 사물 인터넷 장치, 550)로 전력을 제공할 수 있다. 전력 송신부(511)는 자기 공명 방식, 자기 유도 방식 및 전자기파 방식 중 하나의 방식으로 전력을 배터리를 포함하지 않는 무선 전력 수신기(예: 사물 인터넷 장치, 550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(550)에 턴온 전력을 전송하고, 무선 전력 수신기(550)로부터 수신되는 부하에 대한 정보에 따라 무선 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(550)로부터 수신되는 사용 부하에 대한 정보에 대응되는 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 수신기(550)는 시간 측을 기준으로 급격한 부하 변동에 의한 영향을 받을 수 있다. 상세하게는, 무선 전력 수신기(550)는 도 8b에 도시된 것처럼 무선 전력 수신기(550)의 동작 상태에 따라 급격하게 부하 변동(예: 아이들 상태, 동작 상태 등)될 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(550)로부터 수신되는 부하에 대한 정보에 따라 결정된 제1 레벨(예: 기준 전력 레벨)의 범위에서 최적의 효율로 무선 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 수신기(550)는 수신된 무선 전력을 부하에 공급하고, 전력 공급에 의한 부하 변동에 따른 정보(예: 사용 부하 전력 레벨)를 획득할 수 있다. 무선 전력 송신기(500)는 통신부(513)를 통해 무선 전력 수신기(550)로부터 전송되는 사용 부하 전력 레벨을 수신할 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대응되는 전력 레벨로 제어된 전력을 전력 송신부(511)를 통해 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨의 전력보다 사용 부하 전력 레벨이 작은 경우(예: 아이들 상태 등), 무선 전력 송신기(500)는 사용 부하 전력 레벨보다 초과된 제1 레벨의 전력이 소진되는 동안(예: 캐패시터에 충전된 전하에 의해 부하가 정상적으로 동작 가능한 기간)은 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수 있다.

제1 레벨의 전력이 소진되는 경우, 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력을 무선 전력 수신기(550)로 재전송할 수 있다. 또한 상기 사용 부하 전력 레벨이 더 낮아지는 경우, 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수도 있다. 또한, 사용 부하 전력 레벨이 급격히 증가할 경우, 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력을 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응되게 변환하여 전력을 전송할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 배터리를 포함하지 않는 다기능 사물 인터넷 센서(예: 온도 센서, 습도 센서 및 모션 센서를 가지는 다기능 사물 인터넷 센서 등)를 포함할 수 있다.

무선 전력 송신기(500)의 전력 송신부(511)는 무선으로 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)로 전력을 제공할 수 있다. 전력 송신부(511)는 자기 공명 방식, 자기 유도 방식 및 전자기파 방식 중 하나의 방식으로 전력을 배터리를 포함하지 않는 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)에 턴온 전력을 전송하고, 무선 전력 수신기(550)로부터 수신되는 부하에 대한 정보에 따라 무선 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(550)로부터 수신되는 사용 부하(예: 하나의 센서만 동작, 복수의 센서가 동작, 모든 센서가 동작, 또는 아이들 상태 등)에 대한 정보에 대응되는 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)는 시간 축을 기준으로 부하 변동에 의한 영향을 받을 수 있다. 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)는 도 8b에 도시된 것처럼 무선 전력 수신기(550)의 동작 상태에 따라 부하 변동(예: 하나의 센서만 동작, 복수의 센서가 동작, 모든 센서가 동작, 또는 아이들 상태 등)될 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)로부터 수신되는 부하에 대한 정보에 따라 결정된 제1 레벨(예: 기준 전력 레벨)의 범위에서 최적의 효율로 무선 전력을 무선 전력 수신기(550)로 전송할 수 있다.

무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)는 수신된 무선 전력을 부하에 공급하고, 무선 전력 수신기(550)의 부하 변동(예: 하나의 센서만 동작, 복수의 센서가 동작, 모든 센서가 동작, 또는 아이들 상태 등)에 따른 정보(예: 사용 부하 전력 레벨)를 획득할 수 있다. 무선 전력 송신기(500)는 통신부(513)를 통해 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)로부터 전송되는 사용 부하 전력 레벨을 수신할 수 있다.

무선 전력 송신기(500)는 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대응되는 전력 레벨로 제어된 전력을 전력 송신부(511)를 통해 무선 전력 수신기(예: 다기능 사물 인터넷 센서, 550)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨의 전력보다 사용 부하 전력 레벨이 작은 경우(예: 아이들 상태 증), 무선 전력 송신기(500)는 사용 부하 전력 레벨보다 초과된 제1 레벨의 전력이 소진되는 동안(예: 캐패시터에 충전된 전하에 의해 부하가 정상적으로 동작 가능한 시간)은 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수 있다.

제1 레벨의 전력이 소진되는 경우, 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력을 무선 전력 수신기(550)로 재전송할 수 있다. 또한 상기 사용 부하 전력 레벨이 더 낮아지는 경우, 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수도 있다. 또한, 사용 부하 전력 레벨이 급격히 증가할 경우(예: 모든 센서가 동작 등), 무선 전력 송신기(500)는 제1 레벨의 전력을 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응되게 변환하여 전력을 전송할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 다기능 사물 인터넷 센서는 센싱 동작의 종류(온도 센싱, 습도 센싱 및 모션 센싱 등)에 대한 정보를 무선 전력 송신기(500)로 전송할 수 있다. 그리고, 무선 전력 송신기(500)는 다기능 사물 인터넷 센서의 센싱 동작의 종류에 따라 전송해야 할 무선 전력 레벨에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 무선 전력 송신기(500)는 다기능 사물 인터넷 센서로부터 수신된 센싱 동작의 동작에 대한 정보를 기초로, 다기능 사물 인터넷 센서로 전송해야 할 전력 레벨을 확인하여, 확인된 레벨에 대응되는 무선 전력을 다기능 사물 인터넷 센서로 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 다기능 사물 인터넷 센서가 센싱 동작의 종류에 따라 필요한 전력 레벨을 무선 전력 송신기(500)로 전송하고, 무선 전력 송신기(500)는 수신된 전력 레벨에 대응되는 전력을 다기능 사물 인터넷 센서로 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 상세 블록도이다.

도 6을 참조하면, 무선 전력 송신기(600)는 송신측 공진부(Tx resonator)(611), 제어부(612)(예컨대, MCU), 통신부(613)(예컨대, Out-of-band Signaling unit), 매칭부(Matching Circuit)(614), 전력 증폭부(PA; Power Amp)(615) 및 구동부(616) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신부(650)는 수신측 공진부(Rx resonator)(651), 제어부(652), 통신부(653), 매칭부(654), 정류부(Rectifier)(655), DC/DC 컨버터(656), 캐패시터(658) 및 부하(660) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캐패시터(658)는 제어에 의해 캐패시터의 충전 및 방전이 허용되도록 하는 스위치나 기능을 포함할 수 있다.

구동부(616)는 기설정된 전압 값을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다. 구동부(616)에서 출력되는 직류 전력의 전압 값은 제어부(612)에 의하여 제어될 수 있다.

구동부(616)로부터 출력되는 직류 전류는 전력 증폭부(615)로 출력될 수 있다. 전력 증폭부(615)는 기설정된 이득으로 직류 전류를 증폭할 수 있다. 아울러, 제어부(612)로부터 입력되는 신호에 기초하여 직류 전력을 교류로 변환할 수 있다. 이에 따라, 전력 증폭부(615)는 교류 전력을 출력할 수 있다.

매칭부(614)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 매칭부(614)로부터 바라본 임피던스를 조정하여, 출력 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다.

매칭부(614)는 제어부(612)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭부(614)는 코일 및 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(612)는 코일 및 캐패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.

Tx 공진부(611)는 입력된 교류 전력을 Rx 공진부(651)로 송신할 수 있다. Tx 공진부(611) 및 Rx 공진부(651)는 동일한 공진 주파수를 가지는 공진 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 6.78MHz로 결정될 수 있다.

한편, 통신부(613)는 무선 전력 수신기(650) 측의 통신부(653)와 통신을 수행할 수 있으며, 예를 들어 양방향 2.4GHz 주파수로 통신(WiFi, ZigBee, BT/BLE)을 수행할 수 있다.

Rx 공진부(651)는 무선 전력 송신기(600)로부터 전력을 수신할 수 있다.

매칭부(654)는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 매칭부(654)로부터 바라본 임피던스를 조정하여, 수신 전력이 고효율 또는 고출력이 되도록 제어할 수 있다.

매칭부(651)는 제어부(652)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭부(651)는 코일 및 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(652)는 코일 및 캐패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.

정류부(655)는 Rx 공진부(651)에서 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다.

DC/DC 컨버터(656)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(655)는 출력단의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. DC/DC 컨버터(655)의 전단에는 인가될 수 있는 전압의 최소값 및 최대값이 미리 설정될 수 있다.

캐패시터(658)는 무선 전력 수신기(650) 내에 포함될 수 있다. 캐패시터(658)는 무선 전력 송신기(600)로부터 수신되는 전력을 일시적으로 충전하고, 충전된 전력을 부하(660)에 제공할 수 있도록 방전할 수 있다. 예를 들어, 캐패시터(658)는 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 정류부(655)와 DC/DC 컨버터(656) 사이에 위치될 수 있다. 또는 캐패시터(658)는 DC/DC 컨버터(656)과 부하(660) 사이에 위치될 수도 있다.

부하(660)는 무선 전력 수신기(650)와 전기적으로 연결되어 무선 전력 송신기(600)로부터 수신된 전력을 제공받을 수 있다. 부하(660)는 DC/DC 컨버터(656)와 직접 연결될 수 있으며, DC/DC 컨버터(656)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 인가받아 구동될 수 있는 TV나 모니터, 가정용 전자제품 등으로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 부하(660)와 무선 전력 수신기(650) 사이에는 별도의 배터리를 구비하지 않고 직접 무선 전력을 실시간으로 제공받아 구동될 수 있다. 이런 경우, 부하는 구동에 따른 부하 변동 범위가 상당히 넓어지고 부하 변동이 빠른 시간 안에 실시간으로 변화하는 문제가 발생하게 된다. 이에 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에 추가적인 회로 없이, 부하의 부하 변동에 대응 가능한 무선 전력 레벨의 범위를 설정하고, 설정된 범위 내에서 부하에서 사용한 전력량만큼만 무선 전력 전송을 제어할 수 있다. 이에 따라 배터리 환경이 아니거나, 무선 전력을 실시간으로 전자 장치에 공급하는 것과 같이 부하의 변동 폭이 넓고 빠르게 변화되는 상황에서도 높은 효율을 유지하면서 안정적으로 무선 전력을 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 송신기(600)의 제어부(612)는 무선 전력 수신기(650)가 턴온될 수 있도록 하는 턴온 전력을 전송할 수 있다. 여기에서, 턴온 전력은 무선 전력 송신기(600)가 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 수신기(650)에 대한 검출용 신호일 수 있다. 예를 들어, 턴온 전력은 전력 비콘(power beacon) 신호일 수 있으며, 짧은 비콘(short beacon) 또는 긴 비콘(long beacon)으로 구성될 수 있다. 또한 턴온 전력은 무선 전력 수신기(650)의 통신부(553)를 구동할 수 있는 전력량을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(650)는 턴온 전력을 수신하여 통신부(653)를 구동시켜 무선 전력 송신기(600)와 통신을 수행할 수 있다.

상기 무선 전력 송신기(600)의 제어부(612)는 상기 무선 전력 수신기(650)와 통신이 연결되면, 상기 무선 전력 수신기(650)로부터 무선 전력 수신기(650)에 전기적으로 연결된 부하(660)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때의 정보에는 무선 전력 수신기(650)의 능력 예컨대, 무선 전력 수신기(650)에 구비되는 캐패시터(658)의 용량, 캐패시터(658)의 충방전 속도에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한 부하(660)에 대한 정보에는 부하의 능력 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(612)는 부하에 대한 정보 특히 부하의 최대 전력 레벨에 근거하여 부하의 부하 변동에 영향을 받지 않고 연속적으로 무선 전력을 전송할 수 있도록 하는 기준 전력의 레벨을 결정할 수 있다. 상기 기준 전력의 레벨은 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력보다 큰 범위 내에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(612)는 부하의 최대 전력 레벨을 확인하고, 확인된 최대 전력 레벨을 기준으로 무선 전력 송신기(600)가 무선 전력을 실시간으로 전송할 수 있기 위해 변경 가능한 전력 레벨의 범위를 결정할 수 있다. 그리고 제어부(612)는 결정된 전력 레벨의 범위 내에서 무선 전력이 최적의 효율로 전송될 수 있는 전력 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 부하의 최대 전력 레벨이 100W이고, 무선 전력 송신기(600)가 한 번에 변경 가능한 전력 레벨이 30W이면, 실시간 무선 전력의 변경 가능한 전력 레벨의 범위는 100W ~ 70W가 될 수 있다. 그리고 제어부(612)는 상기 범위에서 최적의 효율을 가질 수 있는 전력 레벨 예컨대, 상기 범위 내의 최저 전력 레벨인 70W로 기준 전력의 레벨을 결정할 수 있다.

상기 무선 전력 송신기(600)의 제어부(612)는 상기 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 기준 전력 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기(650)에 전송할 수 있다. 이를 위해 제어부(612)는 상기 구동부(616)로부터 전력 증폭부(615)로 출력되는 직류 전류를 상기 기준 전력 레벨의 전력이 출력될 수 있는 값으로 제어할 수 있다.

상기 무선 전력 송신기(600)의 제어부(612)는 상기 기준 전력 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기(650)에 전송하고, 상기 무선 전력 수신기(650)로부터 상기 부하(660)의 부하 변동에 따른 정보를 수신할 수 있다. 이때의 정보에는 부하(660)에서 사용된 사용 부하 전력에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한 사용 부하 전력에 대한 정보는 무선 전력의 전송이 실시간으로 이루어지고, 전송과 동시에 곧바로 사용되도록 구현되었기 때문에 일정 시간 동안 전력이 사용된 양을 나타내는 전력량이 아니라 무선 전력 수신기(650)에서 부하(660)로 인가되는 시점에서의 전력의 레벨을 나타내는 정보일 수 있다. 이를 위해 상기 무선 전력 수신기(650)의 제어부(652)는 상기 DC/DC 컨버터(656)와 부하(660) 사이의 전압 값과 전류 값을 검출하고, 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 전력의 레벨을 획득할 수 있다. 그리고 제어부(652)는 획득된 전력 레벨을 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.

상기 무선 전력 송신기(600)의 제어부(612)는 상기 무선 전력 수신기(650)로부터 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기(650)로 전송되는 전력 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(612)는 상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨보다 작을 경우, 상기 기준 전력 레벨을 지정된 조건 동안 중단하도록 제어할 수 있다. 여기에서, 상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기(650)와 상기 부하(660) 사이에 구비된 캐패시터(658)에 충전된 전하에 의해 상기 부하(660)가 정상적으로 동작 가능한 조건을 포함할 수 있다. 또한 상기 지정된 조건은 상기 캐패시터(658)의 용량을 포함할 수 있다. 이를 위해 상기 무선 전력 수신기(650)와 부하(660) 사이에는 캐패시터(658)가 구비되고, 상기 캐패시터(658)에 충전된 전하에 의해 전력이 상기 부하(660)에 직접 공급될 수 있도록 구현될 수 있다. 이를 통해, 제어부(612)는 부하(660)에서 사용된 전력이 상기 기준 전력 레벨보다 작은 경우, 전송되는 무선 전력을 작은 전력으로 변환하는 것이 아니라 무선 전력 수신기(650)와 부하(660) 사이의 캐패시터(658)의 용량에 따른 전력을 일시 저장하고, 일시 저장된 전력이 사용되는 여부에 따라 무선 전력의 전송 중단과 전송을 제어함으로써, 부하(660)에 불필요한 전력의 공급이나 과도한 전력 레벨 변환 없이도 부하(660)에서 사용된 만큼의 전력을 원활하게 전송할 수 있게 된다. 또한, 제어부(612)는 상기 지정된 조건이 종료되면, 상기 기준 전력 레벨의 전력을 전송할 수 있다. 또한, 제어부(612)는 상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨보다 큰 경우, 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 전력 레벨의 전력을 전송할 수 있다. 이때의 사용 부하 전력 레벨이 상기 부하(660)의 최대 부하 전력 레벨이더라도 상기 무선 전력 송신기(600)는 상기 기준 전력 레벨에서 한 번에 상기 최대 부하 전력 레벨로 변환하여 전력을 제공할 수 있음으로 무선 전력의 전송이 중단되는 문제는 발생하지 않을 수 있다.

도 6을 참조하면, 무선 전력 송신기(600)는 도 5의 무선 전력 송신기(500)와 실질적으로 유사하다. 또한, 무선 전력 수신기(650)는 도 5의 무선 전력 수신기(550)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(650)는 도 5의 무선 전력 수신기(예: 배터리를 포함하는 사물 인터넷 장치, 배터리를 포함하지 않는 사물 인터넷 장치, 배터리를 포함하는 다기능 사물 인터넷 센서, 또는 배터리를 포함하지 않는 다기능 사물 인터넷 센서 등)를 포함할 수 있다.

도 5의 무선 전력 수신기(550)는 도 6의 무선 전력 수신기(650) 처럼 수신측 공진부(Rx resonator)(651), 제어부(652), 통신부(653), 매칭부(654), 정류부(Rectifier)(655), DC/DC 컨버터(656) 및 부하(660) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 무선 전력을 전송하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 부하 변동을 예시적으로 나타낸 그래프이고, 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 전송을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서 무선 전력 수신기로 무선 전력을 전송하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

701 과정에서, 무선 전력 송신기(700)는 무선 전력 수신기(750)에 턴온 전력을 전송할 수 있다. 여기에서, 턴온 전력은 무선 전력 송신기(700)가 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 수신기(750)에 대한 검출용 신호일 수 있다. 예를 들어, 턴온 전력은 전력 비콘(power beacon) 신호일 수 있으며, 짧은 비콘(short beacon) 또는 긴 비콘(long beacon)으로 구성될 수 있다. 또한 턴온 전력은 무선 전력 수신기(750)의 통신부를 구동할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.

702 과정에서, 무선 전력 수신기(750)는 무선 전력 송신기(700)로부터 턴온 전력을 수신하여 통신부를 구동시켜 무선 전력 송신기(700)와 통신을 수행할 수 있다. 그리고 무선 전력 수신기(750)는 무선 전력 송신기(700)와 통신이 연결되면, 무선 전력 수신기(750)에 전기적으로 연결된 부하에 대한 정보를 전송할 수 있다. 이때의 정보에는 무선 전력 수신기(750)의 능력 예컨대, 무선 전력 수신기(750)에 구비되는 캐패시터 용량, 캐패시터의 충방전 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 부하에 대한 정보에는 부하의 능력 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은, 무선 전력 수신기(750)와 부하 사이에는 별도의 배터리를 구비하지 않는다. 그리고, 무선 전력 송신기(700)는 부하의 부하 변동에 영향을 받지 않고, 부하에서 필요한 무선 전력을 무선 전력 수신기(750)에 실시간으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 배터리 환경이 아닌 가정용 TV와 같은 부하의 경우, 구동되는 모드 예컨대, IDLE(78W), 동영상(88W), 3D영상(140W) 등에 따라 소비되는 전력량이 상당한 차이를 가질 수 있다. 또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 배터리 환경이 아닌 부하의 경우, 시간 축을 기준으로 부하 변동이 상당히 급격하게 변동될 수 있다. 예를 들어, 부하의 비율은 100%에서 50%로 변동될 수 있다. 또한 부하의 비율은 50%에서 70%로 변동될 수 있다. 또한 부하의 비율은 70%에서 1%로 변동될 수 있다. 또한 부하의 비율은 1%에서 다시 100%로 변동될 수 있다. 즉, 소비 전력이 큰 3D 영상을 시청하다가 일반 동영상을 시청할 수 있고, 일발 동영상의 시청이나 3D 영상을 시청하다가 대기 모드로 전환할 수도 있다. 이와 같이 배터리 환경이 아닌 부하는 구동 모드에 따른 부하 변동 범위가 상당히 넓어지고 부하 변동이 빠른 시간 안에 실시간으로 변화하는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 703 과정에서, 무선 전력 송신기(700)는 무선 전력 수신기(750)로부터 수신된 부하에 대한 정보 특히 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 부하의 부하 변동에 영향을 받지 않고 연속적으로 무선 전력을 전송할 수 있도록 하는 제1 레벨(예: 기준 전력 레벨)을 결정할 수 있다. 상기 제1 레벨은 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력보다 큰 범위 내에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(700)는 부하의 최대 전력 레벨을 확인하고, 확인된 최대 전력 레벨을 기준으로 무선 전력 송신기(700)가 무선 전력을 실시간으로 전송할 수 있기 위해 변경 가능한 전력 레벨의 범위를 결정할 수 있다. 그리고 결정된 전력 레벨의 범위 내에서 무선 전력이 최적의 효율로 전송될 수 있는 전력 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 부하의 최대 전력 레벨이 100W이고, 무선 전력 송신기(700)가 한 번에 변경 가능한 전력 레벨이 30W이면, 실시간 무선 전력의 변경 가능한 전력 레벨의 범위는 100W ~ 70W가 될 수 있다. 그리고 상기 범위에서 최적의 효율을 가질 수 있는 전력 레벨 예컨대, 상기 범위 내의 최저 전력 레벨인 70W로 상기 제1 레벨을 결정할 수 있다.

704 과정에서, 무선 전력 송신기(700)는 상기 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기(750)에 전송할 수 있다.

705 과정에서, 무선 전력 수신기(750)는 상기 수신된 무선 전력을 부하에 직접 공급할 수 있고, 상기 부하의 부하 변동에 따른 정보를 획득할 수 있다. 무선 전력 수신기(750)는 무선 전력 수신기(750)와 부하 사이에서 전압 값과 전류 값을 검출하고, 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 부하에서 사용된 전력량인 사용 부하 전력 레벨을 획득할 수 있다. 이때의 부하에서 사용된 전력량은 무선 전력 전송이 실시간으로 이루어지고, 수신과 동시에 곧바로 사용되도록 구현되었기 때문에 일정 시간 동안 전력이 사용된 양을 나타내는 전력량이 아니라 무선 전력 수신기에서 부하로 인가되는 시점에서의 전력의 레벨을 나타내는 사용 부하 전력 레벨을 획득할 수 있다.

706 과정에서, 무선 전력 수신기(750)는 획득된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 무선 전력 송신기(700)에 전송할 수 있다.

707 과정에서, 무선 전력 송신기(700)는 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(700)는 상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 작을 경우, 상기 제1 레벨의 전력 전송을 지정된 조건 동안 중단하도록 제어할 수 있다. 여기에서 상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기(750)와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 조건을 포함할 수 있다. 또한 상기 지정된 조건은 상기 캐패시터의 용량을 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(700)는 상기 지정된 조건이 종료되면, 상기 제1 레벨의 전력을 전송할 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(700)는 상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 큰 경우, 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 전력 레벨의 전력이 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.

708 과정에서, 무선 전력 송신기(700)는 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 전력 레벨로 제어된 전력을 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(700)는 상기 사용 부하 전력 레벨(예: 사용 전력)이 15W이고, 상기 제1 레벨의 전력(예: 전송 전력)이 30W이면, 상기 제1 레벨의 전력보다 상기 사용 부하 전력 레벨이 작은 경우로, 상기 사용 부하 전력 레벨보다 초과된 제1 레벨의 전력이 소진되는 동안 즉, 상기 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 동안은 상기 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수 있다. 그리고 제1 레벨의 전력이 소진되면 다시 제1 레벨의 전력을 전송할 수 있다. 또한 상기 사용 부하 전력 레벨이 1W로 더 낮아질 경우, 다시 상기 제1 레벨의 전력 전송을 중단할 수 있다. 또한 상기 사용 부하 전력 레벨이 50W로 급격히 증가할 경우, 상기 무선 전력 송신기(700)는 상기 제1 레벨의 전력을 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 50W로 변환하여 전력을 전송할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1001 과정에서, 무선 전력 송신기(예: 700)는 구동을 개시할 수 있다. 무선 전력 송신기의 구동이 개시되어 전원이 인가되면, 무선 전력 송신기는 환경을 설정(configuration)할 수 있다.

1002 과정에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 턴온 전력을 전송할 수 있다. 이때의 턴온 전력을 전송하는 동작은 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기에 무선 전력의 전송을 개시하기 이전으로 전력 절약 모드(power save mode)에 해당될 수 있다. 무선 전력 송신기에서 전송되는 턴온 전력은 무선 전력 송신기가 무선 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 수신기에 대한 검출용 신호일 수 있다. 예를 들어, 턴온 전력은 전력 비콘(power beacon) 신호일 수 있으며, 짧은 비콘(short beacon) 또는 긴 비콘(long beacon)으로 구성될 수 있다. 또한 턴온 전력은 무선 전력 수신기의 통신부를 구동할 수 있는 전력량을 가질 수 있다.

1003 과정에서, 무선 전력 송신기는 턴온 전력을 수신하여 동작을 개시한 무선 전력 수신기와 통신이 연결되면, 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때의 정보에는 무선 전력 수신기의 능력 예컨대, 무선 전력 수신기에 구비되는 캐패시터 용량, 캐패시터의 충방전 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 부하에 대한 정보에는 부하의 능력 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

1004 과정에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 수신된 부하에 대한 정보 특히 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 부하의 부하 변동에 영향을 받지 않고 연속적으로 무선 전력을 전송할 수 있도록 하는 제1 레벨을 결정할 수 있다. 상기 제1 레벨은 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력보다 큰 범위 내에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 부하의 최대 전력 레벨을 확인하고, 확인된 최대 전력 레벨을 기준으로 무선 전력 송신기가 무선 전력을 실시간으로 전송할 수 있기 위해 변경 가능한 전력 레벨의 범위를 결정할 수 있다. 그리고 결정된 전력 레벨의 범위 내에서 무선 전력이 최적의 효율로 전송될 수 있는 전력 레벨을 결정할 수 있다.

1005 과정에서, 무선 전력 송신기는 상기 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 무선 전력 수신기에 전송할 수 있다.

1006 과정에서, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력에 대한 정보를 수신할 수 있다.

1007 과정에서, 무선 전력 송신기는 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 크면, 1008 과정에서, 무선 전력 송신기는 상기 제1 레벨의 전력을 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응되는 전력 레벨로 변환하여 전력을 전송할 수 있다.

1009 과정에서, 무선 전력 송신기는 상기 1007 과정에서 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 작으면, 상기 제1 레벨의 전력 전송을 지정된 조건 동안 중단하도록 제어할 수 있다. 여기에서 상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 조건을 포함할 수 있다. 또한 상기 지정된 조건은 상기 캐패시터의 용량을 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로 전송된 전력이 소진될 때까지 무선 전력의 전송을 중단하고, 전송된 전력이 소진되면, 1010 과정에서 무선 전력 송신기는 무선 전력 전송 동작이 종료되었는지 여부에 따라 다시 무선 전력 전송 동작을 재개할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1101 과정에서, 무선 전력 수신기(예: 750)는 무선 전력 송신기(예: 700)로부터 턴온 전력을 수신할 수 있다.

1102 과정에서, 무선 전력 수신기는 턴온 전력을 수신하여 구동을 개시할 수 있다. 턴온 전력에 의해 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기와 통신을 연결할 수 있다.

1103 과정에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하에 대한 정보를 전송할 수 있다. 이때의 정보에는 무선 전력 수신기의 능력 예컨대, 무선 전력 수신기에 구비되는 캐패시터 용량, 캐패시터의 충방전 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 부하에 대한 정보에는 부하의 능력 예컨대, 부하의 최대 부하 전력 레벨, 부하의 최소 전력 레벨, 부하의 정격 전력 레벨, 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

1104 과정에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로부터 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 수신할 수 있다.

1105 과정에서, 무선 전력 수신기는 상기 수신된 무선 전력을 부하에 직접 공급할 수 있고, 상기 부하의 부하 변동에 따른 정보를 획득할 수 있다. 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기와 부하 사이에서 전압 값과 전류 값을 검출하고, 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 부하에서 사용된 전력량인 사용 부하 전력 레벨을 획득할 수 있다.

1106 과정에서, 무선 전력 수신기는 상기 획득된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 무선 전력 송신기에 전송할 수 있다.

1107 과정에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로부터 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하여 제어된 전력을 수신할 수 있다.

1108 과정에서, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 동작이 종료되었는지 여부에 따라 다시 무선 전력 수신 동작을 재개할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

500: 무선 전력 송신기 550: 무선 전력 수신기
511: 전력 송신부 551: 전력 수신부
512: 제어부 552: 제어부
513: 통신부 553: 통신부

Claims

무선 전력 송신기의 무선 전력 전송 방법에 있어서,
무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기에 전송하는 과정;
상기 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 과정; 및
상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 과정을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에는 캐패시터가 구비되고, 상기 캐패시터에 충전된 전하에 의해 전력이 상기 부하에 직접 공급되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기의 턴온 전력을 전송하는 과정과,
상기 턴온 전력에 의해 구동된 상기 무선 전력 수신기로부터 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 과정과,
상기 수신된 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보에 근거하여 상기 제1 레벨의 전력을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 제1 레벨의 전력은 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력 보다 큰 범위 내에서 결정되는 방법.
제3항에 있어서,
상기 제1 레벨의 전력은,
상기 최대 부하 전력 레벨을 기준으로 상기 무선 전력 송신기가 변경 가능한 전력 레벨의 범위 내에서 결정되는 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 레벨의 전력은 상기 범위의 최소 전력 레벨로 결정되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 과정은,
상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 작을 경우, 상기 제1 레벨의 전력을 지정된 조건 동안 중단하는 과정을 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 조건을 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 지정된 조건은 상기 캐패시터의 용량을 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 지정된 조건이 종료되면, 상기 제1 레벨의 전력을 전송하는 과정을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 과정은,
상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 큰 경우, 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 제2 레벨의 전력을 전송하는 과정을 포함하는 방법.
무선 전력 수신기의 무선 전력 수신 방법에 있어서,
무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 무선 전력 송신기로부터 수신하는 과정;
상기 무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 획득하는 과정;
상기 획득된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 과정; 및
상기 무선 전력 송신기로부터 상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 대응하여 제어된 전력 레벨의 전력을 수신하는 과정을 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에는 캐패시터가 구비되고, 상기 캐패시터에 충전된 전하에 의해 전력이 상기 부하에 직접 공급되는 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기로부터 턴온 전력을 수신하는 과정과,
상기 턴온 전력에 의해 구동되어 상기 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보를 전송하는 과정을 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 획득하는 과정은,
상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하로 인가되는 전류를 검출하는 과정과,
상기 검출된 전류에 근거하여 상기 사용 부하 전력 레벨을 획득하는 과정을 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 과정과,
상기 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하는 과정과,
상기 정류된 직류 전력을 상기 부하에 일정한 전압 레벨의 전력으로 출력하는 과정을 포함하는 방법.
무선 전력 송신기에 있어서,
무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보 및 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하는 통신부;
상기 최대 부하 전력 레벨에 근거하여 결정된 제1 레벨의 전력을 상기 무선 전력 수신기에 전송하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 상기 부하의 부하 변동에 따른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보에 따라 상기 무선 전력 수신기로 전송되는 전력 레벨을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신부를 포함하는 무선 전력 송신기.
제17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 수신기의 턴온 전력을 전송하고, 상기 턴온 전력에 의해 구동된 상기 무선 전력 수신기로부터 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신된 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보에 근거하여 상기 제1 레벨의 전력을 결정하는 무선 전력 송신기.
제18항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 레벨의 전력을 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력보다 큰 범위 내에서 결정하는 무선 전력 송신기.
제18항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 최대 부하 전력 레벨을 기준으로 상기 무선 전력 송신기가 변경 가능한 전력 레벨의 범위 내에서 결정하는 무선 전력 송신기.
제20항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 레벨의 전력을 상기 범위의 최소 전력 레벨로 결정하는 무선 전력 송신기.
제17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 작을 경우, 상기 제1 레벨의 전력을 지정된 조건 동안 중단하는 무선 전력 송신기.
제22항에 있어서,
상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 조건을 포함하는 무선 전력 송신기.
제23항에 있어서,
상기 지정된 조건은 상기 캐패시터의 용량을 포함하는 무선 전력 송신기.
제22항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 지정된 조건이 종료되면, 상기 제1 레벨의 전력을 전송하는 무선 전력 송신기.
제17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 큰 경우, 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 제2 레벨의 전력을 전송하는 무선 전력 송신기.
무선 전력 수신기에 있어서,
무선 전력 수신기에 전기적으로 연결된 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보 및 상기 부하의 부하 변동에 다른 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 무선 전력 송신기에 전송하는 통신부;
상기 최대 부하 전력에 대한 정보 및 상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신기로 전송하도록 제어하는 제어부; 및
상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신부를 포함하는 무선 전력 수신부를 포함하는 무선 전력 수신기.
제27항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에는 캐패시터가 구비되고, 상기 캐패시터에 충전된 전하에 의해 전력이 상기 부하에 직접 공급되는 무선 전력 수신기.
제27항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 송신기로부터 턴온 전력을 수신하고, 상기 턴온 전력에 의해 구동되어 상기 부하의 최대 부하 전력 레벨에 대한 정보를 전송하는 무선 전력 수신기.
제27항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 수신기와 상기 부하 사이에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하로 인가되는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전류에 근거하여 상기 사용 부하 전력 레벨을 획득하는 무선 전력 수신기.
제27항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하고, 상기 수신된 무선 전력을 직류 전력으로 정류하고, 상기 정류된 직류 전력을 상기 부하에 일정한 전압 레벨의 전력으로 출력하는 무선 전력 수신기.