KR20190112979A - 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법은 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성하는 단계와 연속된 시구간의 상기 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택하는 단계와 상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치{Method and apparatus for bi-directional communication in wireless power receiver}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 전자기기에 장착되는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다.

따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다.

이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.

무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 고주파, Microwave, 레이저 등과 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.

자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다.

자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.

자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다.

반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.

단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다.

이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다.

즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

현재, 전자기기에 장착된 무선 전력 수신기의 동작을 모니터링하거나 디버깅하기 위해서는 무선 전력 수신기를 전자기기에서 분리한 후 별도의 디버거를 이용해야 하는 불편함이 있었다.

하지만, 무선 전력 수신기가 전자 기기상에 장착된 상태에서 무선 전력 수신기의 현재 충전 상태 정보를 확인할 수 있어야만 해당 전자기기의 정확한 충전 상태를 판단할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전자기기를 제어하는 주제어기와 무선 전력 수신기를 제어하는 수신제어기 사이의 정보 교환을 통해 실시간 충전 상태 확인 및 디버깅이 가능한 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주제어기의 부하를 최소화시키는 것이 가능한 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법은 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성하는 단계와 연속된 시구간의 상기 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택하는 단계와 상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 양방향 통신 방법은 상기 생성된 패킷을 무선 전력 송신기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 패킷 블록을 생성하는 단계는 제1 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제1 패킷 블록을 생성하는 단계와 제2 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제2 패킷 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 시구간은 상기 제2 시구간 바로 이전의 시구간일 수 있다.

또한, 상기 패킷 블록은 적어도 하나의 레코드를 포함하고,

상기 레코드는 해당 패킷의 우선 순위를 식별하기 위한 우선 순위 필드와 해당 패킷이 기록되는 패킷 필드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전송 대상 패킷을 선택하는 단계는 상기 제1 패킷 블록과 상기 제2 패킷 블록으로부터 동일 타입의 패킷이 포함된 레코드의 존재 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드가 존재하면, 해당 레코드의 패킷 내용을 비교하여 상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계는 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드를 상기 제1 패킷 블록 및 상기 제2 패킷 블록 각각으로부터 추출하는 단계와 상기 추출된 레코드의 상기 패킷 필드에 포함된 내용의 동일 여부를 비교하는 단계와 상기 비교 결과, 상이하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드를 상기 전송 대상 패킷으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 단계는 상기 제2 패킷 블록 내 선택된 전송 대상 패킷이 복수이면, 해당 패킷의 상기 우선 순위에 기반하여 전송 순서를 결정하는 단계와 전송할 패킷이 존재함을 지시하는 인터럽트를 발생시키는 단계와 상기 발생시킨 인터럽트가 해제되면, 상기 결정된 전송 순서에 따라 해당 패킷을 상기 주제어기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 비교 결과, 동일하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드가 상기 전송 대상 패킷에서 제외될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 패킷을 생성하는 수신제어기와 상기 수신제어기의 제어 신호에 따라 상기 패킷을 변조하여 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 변조기를 포함하고, 상기 수신제어기가 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성하고, 연속된 시구간의 상기 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택하고, 상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수신제어기가 제1 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제1 패킷 블록을 생성하고, 제2 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제2 패킷 블록을 생성할 수 있다.

여기서, 상기 제1 시구간은 상기 제2 시구간 바로 이전의 시구간일 수 있다.

또한, 상기 패킷 블록은 적어도 하나의 레코드를 포함하고, 상기 레코드는 해당 패킷의 우선 순위를 식별하기 위한 우선 순위 필드와 해당 패킷이 기록되는 패킷 필드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수신제어기가 상기 제1 패킷 블록과 상기 제2 패킷 블록으로부터 동일 타입의 패킷이 포함된 레코드의 존재 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드가 존재하면, 해당 레코드의 패킷 내용을 비교하여 상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택할 수 있다.

또한, 상기 수신제어기가 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드를 상기 제1 패킷 블록 및 상기 제2 패킷 블록 각각으로부터 추출하고, 상기 추출된 레코드의 상기 패킷 필드에 포함된 내용의 동일 여부를 비교하고, 상기 비교 결과, 상이하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드를 상기 전송 대상 패킷으로 선택할 수 있다.

또한, 상기 수신제어기가 상기 제2 패킷 블록 내 선택된 전송 대상 패킷이 복수이면, 해당 패킷의 상기 우선 순위에 기반하여 전송 순서를 결정하고, 전송할 패킷이 존재함을 지시하는 인터럽트를 발생시키고, 상기 발생시킨 인터럽트가 해제되면, 상기 결정된 전송 순서에 따라 해당 패킷을 상기 주제어기로 전송할 수 있다.

여기서, 상기 비교 결과, 동일하면, 상기 수신제어기가 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드를 상기 전송 대상 패킷에서 제외할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예는 상기한 양방향 통신 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 전자기기를 제어하는 주제어기와 무선 전력 수신기를 제어하는 수신제어기 사이의 정보 교환을 통해 실시간 충전 상태 확인 및 디버깅이 가능한 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 주제어기의 부하를 최소화시키는 것이 가능한 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도 3에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동될 수 있는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치에 구비되는 수신제어기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킷 블록의 구조 및 연결 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기에서의 전자 기기와의 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 상기한 도 9의 패킷 블록을 생성하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 상기한 도 9의 전송 대상 패킷을 선택하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 상기한 도 9의 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주제어기와 수신제어기 사이의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 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.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 ““상(위) 또는 하(아래)””으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다.

또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다.

이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(20)로 구성될 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다.

다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다.

여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.

상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.

일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.

반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다.

일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 송신단(10)으로 전송하는 정보 중 일부(또는 전부)를 전자 기기(30)로 전송할 수도 있다.

여기서, 전자 기기(30)로 전송되는 정보는 무선 전력 수신단(20)에 의해 스케줄링 및 필터링될 수 있다.

일 예로, 무선 전력 수신단(20)에서 무선 전력 송신단(10)으로 전송되는 정보는 패킷의 형태를 가질 수 있다.

또한, 무선 전력 수신단(20)에서 전자 기기(30)로 전송되는 정보도 패킷의 형태일 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)으로 전송되는 제1 패킷과 제1 패킷에 대응하여 전자 기기(30)로 전송되는 제2 패킷은 동일할 수 있으나, 이는 하나의 일 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 제2 패킷은 제1 패킷보다 더 많은 데이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 패킷의 타입 별 미리 정의된 우선 순위에 기반하여 전자 기기(30)로 전송될 패킷을 스케줄링할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 패킷들의 우선 순위에 기초하여 전자 기기(30)로의 패킷 전송 순서를 동적으로 결정할 수 있다.

무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 패킷들을 우선 순위가 높은 순서로 정렬하여 전자 기기(30)에 전송할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 수신단(20)은 패킷의 내용이 변경된 경우에만 전자 기기(30)에 해당 패킷이 전송될 수 있도록 제어할 수도 있다.

즉, 동일 타입의 연속된 패킷에 대해, 바로 이전 생성되어 전자 기기(30)로 전송했던 패킷의 내용과 현재 생성된 패킷의 내용이 동일한 경우, 무선 전력 수신단(20)은 현재 생성된 패킷이 전자 기기(30)에 전송되지 않도록 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 동일 타입의 패킷들 중 마지막으로 생성된 패킷만이 전자 기기(30)에 전송되도록 제어할 수도 있다.

상기와 같은 패킷 스케줄링을 통해 본원 발명은 무선 전력 수신단(20)으로부터 불필요한 정보가 전자 기기(30)에 전송되는 것을 최소화시킬 수 있다.

이는, 무선 전력 수신단(20)과의 통신에 따른 전자 기기(30) 부하 증가를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기(30)는 스마트폰, 랩탑, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 수신단(20)과 전자 기기(30)는 동기화 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 동기화 통신 방식은 마스터와 슬레이브를 동기화시키기 위한 시리얼 클럭(SCL:Serial Clock) 신호와 데이터 전송을 위한 시리얼 데이터(SDA: Serial DAta) 신호를 이용하는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신이 사용될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 이에 한정되지는 않는다.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다.

이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.

이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다.

이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다.

이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.

상기한 도 2의 실시 예에서 무선 전력 수신단(20)은 상기한 도 1의 실시 예와 같이, 전자 기기(30)에 연결될 수도 있다.

무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 송신단(10)으로 전송하는 정보를 복제하여 전자 기기(30)로 전송할 수도 있다.

여기서, 전자 기기(30)로 전송되는 정보는 무선 전력 수신단(20)에 의해 필터링될 수도 있다.

일 예로, 무선 전력 수신단(20)에서 무선 전력 송신단(10)으로 전송되는 정보는 패킷의 형태를 가질 수 있다. 또한, 무선 전력 수신단(20)에서 전자 기기(30)로 전송되는 정보도 패킷의 형태일 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신단(10)으로 전송되는 제1 패킷과 제1 패킷에 대응하여 전자 기기(30)로 전송되는 제2 패킷은 동일할 수 있으나, 이는 하나의 일 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 제2 패킷은 제1 패킷보다 많은 데이터를 포함할 수도 있다.

일 예로, 상기한 도면 번호 200a에 있어서, 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)로의 패킷 전송 시, 해당 패킷을 생성한 무선 전력 수신 장치를 식별할 수 있는 소정 수신기 식별자를 전송 대상 패킷에 포함시킬 수도 있다.

다른 일 예로, 상기한 도면 번호 200b에 있어서, 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)로의 패킷 전송 시, 해당 패킷을 수신하는 무선 전력 송신 장치를 식별할 수 있는 소정 송신기 식별자를 전송 대상 패킷에 포함시킬 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 패킷의 타입 별 미리 정의된 우선 순위에 기반하여 전자 기기(30)로의 패킷 전송을 제어할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 패킷들의 우선 순위에 기초하여 전자 기기(30)로의 패킷 전송 순서를 결정할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 패킷들을 우선 순위가 높은 순서로 정렬하여 전자 기기(30)에 전송할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른, 무선 전력 수신단(20)은 패킷의 내용이 변경된 경우에만 전자 기기(30)에 해당 패킷이 전송될 수 있도록 제어할 수도 있다.

즉, 동일 타입의 패킷에 대해, 이전 생성되어 전자 기기(30)로 전송한 패킷의 내용과 현재 생성된 패킷의 내용이 동일한 경우, 무선 전력 수신단(20)은 현재 생성된 패킷이 전자 기기(30)에 전송되지 않도록 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신단(20)은 단위 시간 동안 생성된 동일 타입의 패킷들 중 마지막으로 생성된 패킷만이 전자 기기(30)에 전송되도록 제어할 수도 있다.

상기와 같은 패킷 스케줄링을 통해 본원 발명은 무선 전력 수신단(20)으로부터 불필요한 정보가 전자 기기(30)에 전송되는 것을 최소화시킬 수 있다. 이는, 무선 전력 수신단(20)과의 통신에 따른 전자 기기(30) 부하 증가를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기(30)는 스마트폰, 랩탑, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 수신단(20)과 전자 기기(30)는 동기화 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 동기화 통신 방식은 마스터와 슬레이브를 동기화시키기 위한 시리얼 클럭(SCL:Serial Clock) 신호와 데이터 전송을 위한 시리얼 데이터(SDA: Serial DAta) 신호를 이용하는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신이 사용될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 이에 한정되지는 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(300)는 제어기(310), 교류 전력 생성기(320), 송신 코일(330) 및 복조기(340)을 포함하여 구성될 수 있다.

교류 전력 생성기(320)는 제어기(310)의 제어 신호에 따라 직류 전력을 교류 전력으로 변환시킬 수 있다.

교류 전력 생성기(320)의 제어기(310)의 제어 신호에 따라 인버터 동작 모드를 동적으로 변경할 수 있다.

여기서, 인버터 동작 모드는 하프 브릿지 모드와 풀 브릿지 모드를 포함할 수 있으며, 디폴트 모드는 풀 브릿지 모드로 설정될 수 있다.

교류 전력 생성기(320)의 세부 구성과 인버터 동작 모드에 대한 설명은 후술할 도면의 설명들을 통해 보다 명확해질 것이다.

송신 코일(330)은 교류 전력 생성기(320)의 출력단에 연결되어 교류 전력을 무선으로 출력할 수 있다.

복조기(340)는 송신 코일(330)의 일측에 연결될 수 있으며, 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter)를 포함할 수 있다. 복조기(340)는 복조된 패킷을 제어기(310)로 전달할 수 있다.

제어기(310)는 복조기(340)로부터 수신된 패킷에 기반하여 무선 전력 송신 장치(300)의 동작을 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 4를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다.

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다.

또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401).

선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 해당 표준에 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다.

핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402).

또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).

식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S405).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(240)로 천이할 수 있다(S406).

전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S407).

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 5를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다.

선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다.

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다.

핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.

또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.

핑 단계(520)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.

식별 및 구성 단계(530)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.

송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.

반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.

협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다.

송신기는 결정된 FO 검출을 위한 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.

상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다.

즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다.

일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.

전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다.

이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다.

일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 도 3에 따른 무선 전력 송신 장치와 연동될 수 있는 무선 전력 수신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(600)는 수신 안테나(610), 정류기(620), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 630), 스위치(640), 부하(650), 센서(660), 변조기(670) 및 수신제어기(680) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 도 6의 예에 도시된 무선 전력 수신 장치(600)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신 장치와 정보를 교환할 수 있다.

수신 안테나(610)는 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다.

무선 전력 송신 장치에 의해 전송된 AC 전력은 수신 안테나(610)을 통해 정류기(620)에 전달할 수 있다.

정류기(620)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(630)에 전송할 수 있다.

직류/직류 변환기(1030)는 정류기(1020)로부터 입력 받은 DC 전력의 세기를 부하(650)에 의해 요구되는 특정 세기의 전력으로 변환하여 출력할 수 있다.

센서(660)는 정류기(620) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 수신제어기(680)에 제공할 수 있다.

수신제어기(680)는 정류기(620) 출력 DC 전력에 기반하여 전력 제어를 수행할 수 있다.

일 예로, 수신제어기(680)는 요구 전력과 현재 수신 전력과의 차이에 기반하여 제어 오류 값을 산출하고, 산출된 제어 오류 값이 포함된 제어 오류 패킷을 생성할 수 있다.

수신제어기(680)는 변조기(670)를 제어하여 생성된 제어 오류 패킷을 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다.

또한, 센서(660)는 수신 안테나(610)에 흐르는 전류의 세기, 직류/직류 변환기(630)의 출력 전압/전류의 세기 등을 측정하고, 측정 결과를 수신제어기(680)로 전달할 수도 있다.

또한, 센서(660)는 무선 전력 수신 장치(1000), 및(또는) 무선 전력 수신 장치(1000)가 장착된 전자 기기, 및(또는) 배터리 등의 온도를 측정하고, 측정 결과를 수신제어기(680)에 제공할 수도 있다.

일 예로, 수신제어기(680)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기를 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다.

판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 수신제어기(680)는 스위치(640)를 제어하여 순간적인 과전압이 부하(650)에 전달되는 것을 차단하고, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따른 변조기(670)는 적어도 하나의 변조 스위치를 포함할 수 있다. 수신제어기(680)는 생성된 패킷을 전송하기 위해 변조 스위치를 제어할 수 있다.

수신 안테나(610)를 통해 수신된 AC 전력 신호는 변조 스위치 제어에 따라 진폭 변조된 후 수신 안테나(610) 또는 별도의 피드백 안테나(미도시)를 통해 무선 전력 송신 장치로 전송될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신제어기(680)는 전자 기기(30)에 구비된 주제어기(31)와 통신할 수 있다.

수신제어기(680)는 무선 전력 송신 장치로 전송할 패킷 발생 시 해당 패킷을 스케줄링하여 주제어기(31)에 전송할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신 장치로 전송되는 제1 패킷과 제1 패킷에 대응하여 전자 기기(30)로 전송되는 제2 패킷은 동일할 수 있으나, 이는 하나의 일 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 제2 패킷은 제1 패킷보다 많은 데이터를 포함할 수도 있다.

일 예로, 제2 패킷은 제1 패킷을 생성한 무선 전력 수신 장치를 식별할 수 있는 소정 수신기 식별자를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

다른 일 예로, 제2 패킷은 상기 제1 패킷을 수신하는 무선 전력 송신 장치를 식별할 수 있는 소정 송신기 식별자를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수신제어기(680)는 패킷의 타입 별 미리 정의된 우선 순위에 기반하여 전자 기기(30)의 주제어기(31)에 전송될 패킷을 스케줄링할 수 있다.

일 예로, 수신제어기(680)는 단위 시간 동안 생성된 패킷들의 우선 순위에 기초하여 주제어기(31)로의 패킷 전송 순서를 결정할 수 있다.

수신제어기(680)는 단위 시간 동안 생성된 패킷들을 우선 순위가 높은 순서로 정렬하여 주제어기(31)에 전송할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른, 수신제어기(680)는 패킷의 내용이 변경된 경우에만 주제어기(31)에 해당 패킷이 전송될 수 있도록 제어할 수도 있다.

즉, 동일 타입의 연속된 패킷들에 대해, 수신제어기(680)는 바로 이전 생성되어 무선 전력 송신 장치로 전송한 패킷의 내용과 현재 생성된 패킷의 내용이 동일한 경우, 현재 생성된 패킷이 주제어기(680)에 전송되지 않도록 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른, 수신제어기(680)는 단위 시간 동안 생성된 동일 타입의 패킷들 중 마지막으로 생성된 패킷만이 주제어기(31)에 전송되도록 제어할 수도 있다.

상기와 같은 패킷 스케줄링을 통해 본원 발명은 무선 전력 수신 장치(600)로부터 전자 기기(30)에 불필요한 정보가 전송되는 것을 최소화시킬 수 있다. 또한, 이는, 무선 전력 수신 장치(600)와의 통신에 따라 전자 기기(30)의 주제어기(31)에서 부하가 증가되는 것을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기(30)는 스마트폰, 랩탑, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

무선 전력 수신 장치(600)의 수신제어기(680)와 전자 기기(30)의 주제어기(31)는 동기화 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 동기화 통신 방식은 마스터와 슬레이브를 동기화시키기 위한 시리얼 클럭(SCL:Serial Clock) 신호와 데이터 전송을 위한 시리얼 데이터(SDA: Serial DAta) 신호를 이용하는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신이 사용될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기(30)는 디스플레이(미도시)가 구비될 수 있다. 주제어기(30)는 사용자 메뉴 선택에 따라 무선 전력 수신 장치로부터 수신된 패킷에 기반하여 해당 무선 전력 수신 장치의 무선 충전 상태 정보를 디스플레이상에 표시할 수 있다.

일 예로, 디스플레이에 표시되는 무선 충전 상태 정보는 신호 세기 정보, 수신기 식별 정보, 수신기 구성 정보, 전력 전송 계약 정보, 제어 오류 정보, 수신 파워 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

여기서, 전력 전송 계약 정보는 최대 전력 정보, 보증 전력 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

전자기기(30)에 구비되는 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기(30)는 음향 출력 모듈(미도시), 알람 모듈(미도시)을 더 포함할 수도 있다.

전자 기기(30)의 주제어기(31)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 패킷에 기반하여 음향 신호 출력 또는(및) 알람 신호 출력이 필요한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 소정 음향 신호 또는(및) 알람 신호가 출력되도록 제어할 수도 있다.

일 예로, 주제어기(31)는 무선 전력 수신 장치로부터 수신되는 패킷에 기반하여 과열/과전압/과전류 등의 소정 경고 이벤트가 감지된 경우, 감지된 경고 이벤트에 대응되는 소정 음향 신호 또는(및) 알람 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치에 구비되는 수신제어기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 수신제어기(680)는 생성부(710), 제1 전송부(720), 정렬부(730), 선택부(740) 및 제2 전송부(750)를 포함하여 구성될 수 있다.

생성부(710)는 무선 전력 송신 장치로 전송할 패킷을 생성할 수 있다.

일 예로, 무선 전력 송신 장치로 전송되는 패킷은 감지된 핑 신호의 세기 정보를 전송하기 위한 신호 세기(Signal Strength) 패킷, 송신기가 전력 전송을 중단하도록 요청하기 위한 전력 전송 종료(End Power Transfer) 패킷, 전송 전력 제어를 위한 제어 오류 패킷 수신 후 실제 전력을 조정하기까지 대기하는 시간 정보를 전송하기 위한 전력 제어 보류(Power Control Hold-off) 패킷, 수신기의 구성 정보를 전송하기 위한 구성 패킷, 수신기 식별 정보를 전송하기 위한 식별 패킷 및 확장 식별 패킷, 일반 요구 메시지를 전송하기 위한 일반 요구 패킷, 특별 요구 메시지를 전송하기 위한 특별 요구 패킷, 이물질(FO) 검출을 위한 기준 품질 인자 값을 전송하기 위한 이물질 검출 상태 패킷, 송신기의 송출 전력을 제어하기 위한 제어 오류 패킷, 재협상 개시를 위한 재협상 패킷, 수신 전력의 세기 정보를 전송하기 위한 24비트 수신 전력 패킷 및 8비트 수신 전력 패킷 및 현재 부하의 충전 상태 정보를 전송하기 위한 충전 상태 패킷 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 상기 패킷 별 우선 순위가 미리 정의될 수 있다.

제1 전송부(720)는 생성부(710)로부터 패킷을 수신하면, 수신된 패킷을 변조하여 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다.

일 예로, 제1 전송부(720)는 패킷이 수신되면, 수신된 패킷의 비트 스트림에 따라 상기한 도 6의 변조기(670)에 구비되는 변조스위치를 제어하여 해당 패킷을 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다.

정렬부(730)는 패킷 별 미리 정의된 우선 순위에 따라 단위 시간 동안 생성부(710)에 의해 생성된 패킷을 정렬하여 패킷 블록을 구성할 수 있다. 정렬부(730)는 패킷 블록이 구성된 시간 순서에 따라 링크드 리스트(Linked List) 방식으로 연결하여 저장할 수 있다.

상기 패킷 블록의 세부 구조 및 연결 방법은 후술할 도 8의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.

선택부(730)는 시간적으로 연속된-즉, 링크드 리스트 상에서 인접한- 적어도 두 개의 패킷 블록을 비교하여 해당 패킷 블록에 포함된 패킷(들) 중 전자 기기(30)의 주제어기(31)로 전송할 패킷(들)을 선택할 수 있다.

일 예로, 선택부(730)는 제1 시구간에 대응하여 생성된 제1 패킷 블록과 제2 시구간에 대응하여 생성된 제2 패킷 블록을 비교할 수 있다.

여기서, 제1 시구간은 제2 시구간 바로 이전의 시구간임을 주의해야 한다. 일 예로, 각각의 시구간은 10초일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 그보다 짧거나 길게 설정될 수도 있다.

일 실시 예에 따른 선택부(730)는 두 개의 연속된 패킷 블록에 포함된 동일한 타입-또는 동일 우선 순위-의 패킷의 내용 변화에 기반하여 해당 패킷의 주제어기(31)로의 전송 여부를 결정할 수 있다.

일 예로, 상기 제1 패킷 블록과 상기 제2 패킷 블록은 각각 제1 제어 오류 패킷과 제2 제어 오류 패킷을 포함하고 있다고 가정하자.

만약, 제1 제어 오류 패킷에 포함된 제어 오류 값과, 제2 제어 오류 패킷에 포함된 제어 오류 값이 상이하면, 선택부(730)는 제2 제어 오류 패킷을 주제어기(31)에 전송할 패킷으로 선택할 수 있다.

반면, 제1 제어 오류 패킷에 포함된 제어 오류 값과, 제2 제어 오류 패킷에 포함된 제어 오류 값이 동일하면, 선택부(730)는 제2 제어 오류 패킷을 주제어기(31)로의 전송 대상 패킷에서 제외시킬 수 있다.

제2 전송부(750)는 선택부(740)에 의해 선택된 패킷을 주제어기(31)로 전송할 수 있다.

일 예로, 해당 패킷 블록 내 주제어기(31)로의 전송 대상 패킷이 복수개인 경우, 제2 전송부(750)는 전송 대상 패킷의 우선 순위에 기초하여 전송 순서를 결정할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킷 블록의 구조 및 연결 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8의 도면 번호 800을 참조하면, 제1 패킷 블록 및 제3 패킷 블록(810, 820)은 적어도 하나의 레코드를 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로, 상기 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 패킷 블록(810)은 제1 시구간(t0부터 t1까지) 동안 생성된 패킷(들)에 상응하는 제1 내지 제I 레코드(들)로 구성되고, 제2 패킷 블록(820)은 제2 시구간(t1부터 t2까지) 동안 생성된 패킷(들)에 상응하는 제1 내지 제J 레코드(들)로 구성될 수 있다. 여기서, I 및 J는 각각 자연수이고, 제1 시구간은 제2 시구간 바로 이전의 시구간임을 주의해야 한다.

일 실시 예로, 패킷 블록에 포함되는 레코드는 도면 번호 840에 도시된 바와 같이, 해당 패킷에 상응하는 우선 순위 값이 기록되는 우선 순위(841) 필드, 패킷이 기록되는 패킷(842) 필드를 포함하여 구성될 수 있다.

다른 실시 예로, 패킷 블록에 포함되는 레코드는 해당 패킷에 상응하는 우선 순위 값이 기록되는 우선 순위(841) 필드, 패킷이 기록되는 패킷(842) 필드 및 해당 패킷의 내용이 변경되었는지를 식별하기 위한 상태 필드(미도시)를 포함하여 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 수신제어기(680)는 제2 시구간에 대응되는 제2 패킷 블록(820)과 제1 시구간에 대응되는 제1 패킷 블록(810)에 포함된 동일 타입의 패킷을 비교하여 주제어기(31)로 전송할 패킷을 선택할 수 있다.

일 예로, 수신제어기(680)는 제2 패킷 블록(820)과 제1 패킷 블록(810)에 동일 타입의 패킷이 존재하는 경우-즉, 패킷 헤더의 메시지 타입 필드 값이 동일한 패킷이 존재하는 경우-, 두 패킷의 내용의 변경 여부를 판단할 수 있다.

판단 결과, 변경된 경우, 수신제어기(680)는 변경된 패킷을 주제어기(31)로 전송할 수 있다. 만약, 판단 결과, 변경되지 않은 경우, 수신제어기(680)는 해당 패킷은 주제어기(31)에 전송하지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수신제어기(680)는 제2 패킷 블록(820) 내 동일 타입의 패킷이 복수 개 존재하는 경우, 가장 최근에 생성된 패킷을 제외하고 나머지 패킷에 상응하는 레코드를 제2 패킷 블록(820)에서 삭제할 수도 있다.

이 경우, 수신 제어기(680)는 삭제된 이후의 제2 패킷 블록(820)과 제1 패킷 블록(810)을 비교하여 제2 패킷 블록(820)에 포함된 패킷들 중 주제어기(31)로 전송할 패킷(들)을 결정할 수 있다.

만약, 제2 패킷 블록(820)에 대한 전송이 완료되면, 제1 패킷 블록(810)은 링크드 리스트에서 삭제될 수 있다. 즉, 제2 패킷 블록(820)에 대한 전송이 완료되면, 제1 패킷 블록(810)은 메모리에서 삭제될 수 있다.

수신제어기(680)는 주제어기(31)로 전송할 패킷이 존재할 때마다 인터럽트를 발생시킬 수 있다.

주제어기(31)는 수신제어기(680)에 의해 발생된 인터럽트를 감지하면, 수신제어기(680)로부터 패킷을 수신하여 처리할 수 있다.

무선 전력 수신 장치(600)의 수신제어기(680)와 전자 기기(30)의 주제어기(30)는 동기화 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 동기화 통신 방식은 마스터와 슬레이브를 동기화시키기 위한 시리얼 클럭(SCL:Serial Clock) 신호와 데이터 전송을 위한 시리얼 데이터(SDA: Serial DAta) 신호를 이용하는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신이 사용될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 이에 한정되지는 않는다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기에서의 전자 기기와의 통신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 무선 전력 수신기는 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성할 수 있다(S910).

무선 전력 수신기는 연속된 시구간의 두 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택할 수 있다(S920).

무선 전력 수신기는 선택된 패킷을 주제어기로 전송할 수 있다(S930).

상기한 도 9의 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로 전송한(또는 전송할) 패킷을 필터링한 후 주제어기(31)에 전송함으로써, 불필요한 정보로 인해 주제어기(31)의 부하가 증가하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 10은 상기한 도 9의 패킷 블록을 생성하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 상기한 도 9의 910 단계는 제1 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제1 패킷 블록을 생성하는 단계(S1010) 및 제2 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제2 패킷 블록을 생성하는 단계(S1020)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 제1 시구간은 제2 시구간 바로 이전의 시구간이고, 제1 패킷 블록과 제2 패킷 블록에 포함된 패킷의 개수는 서로 상이할 수도 있다.

도 11은 상기한 도 9의 전송 대상 패킷을 선택하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 상기한 도 9의 920 단계는 제1 패킷 블록과 제2 패킷 블록을 참조하여 동일 타입의 패킷이 포함된 레코드의 존재 여부를 판단하는 단계(S1110)과 판단 결과, 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드가 존재하면, 해당 레코드의 패킷 내용을 비교하여 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계(S1120)을 포함할 수 있다.

상세하게, 상기 1120 단계는 상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계는 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드를 상기 제1 패킷 블록 및 상기 제2 패킷 블록 각각으로부터 추출하는 단계와 상기 추출된 레코드의 상기 패킷 필드에 포함된 내용의 동일 여부를 비교하는 단계와 상기 비교 결과, 상이하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드를 상기 전송 대상 패킷으로 선택하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로, 무선 전력 수신기는 제1 패킷 블록과 제2 패킷 블록에 각각 동일 타입의 패킷을 가지는 제1 레코드와 제2 레코드가 존재하는 것이 확인되면, 제1 레코드에 포함된 제1 패킷의 내용과 제2 레코드에 포함된 제2 패킷의 내용을 비교할 수 있다. 비교 결과, 내용이 상이하면, 무선 전력 수신기는 제2 레코드에 포함된 제2 패킷을 전송 대상 패킷으로 결정할 수 있다.

만약, 비교 결과, 내용이 동일하면-즉, 내용이 변경되지 않은 경우-, 무선 전력 수신기는 제2 레코드에 포함된 제2 패킷을 전송 대상 패킷에서 제외시킬 수 있다.

도 12는 상기한 도 9의 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 절차를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 상기한 도 9의 930 단계는 하기의 단계를 포함할 수 있다.

무선 전력 수신기는 제2 패킷 블록 내 선택된 전송 대상 패킷이 복수이면, 해당 전송 대상 패킷들의 우선 순위에 기반하여 전송 순서를 결정할 수 있다(S1210).

물론, 제2 패킷 블록 내 선택된 전송 대상 패킷이 존재하지 않거나, 하나이면, 무선 전력 수신기는 930 단계를 수행하지 않음을 주의해야 한다.

무선 전력 수신기는 전송할 패킷이 존재함을 지시하는 인터럽트 신호를 주제어기로 전송할 수 있다(S1220).

즉, 무선 전력 수신기는 전송 대기중인 패킷이 존재함을 주제어기(31)에 알리기 위해 인터럽트 신호를 발생시킬 수 있다.

무선 전력 수신기는 발생시킨 인터럽트가 주제어기(31)에 의해 해제되면, 동기화 통신 방식으로 결정된 전송 순서에 따라 해당 패킷을 주제어기(31)에 전송할 수 있다(S1220).

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주제어기와 수신제어기 사이의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 주제어기(1310)는 슬레이브(SLAVE) 디바이스와 I2C 프로토콜 기반의 동기화 통신 방식으로 정보를 교환할 수 있다.

여기서, 슬레이브 디바이스는 전자 기기에 장착되는 제1 내지 제N 디바이스(1321)-여기서, N은 자연수-와 무선 전력 수신기에 구비되는 수신제어기(1322)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 내지 제N 디바이스(1321)는 디스플레이, 각종 센서, 각종 제어 버튼, 카메라 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기에 장착되어 주제어기(1310)와 연동되는 디바이스이면 족하다.

도 13에 도시된 바와 같이, 주제어기(1310)와 슬레이브 디바이스(1320)는 마스터와 슬레이브를 동기화시키기 위한 시리얼 클럭(SCL:Serial Clock) 신호 라인(1330)과 데이터 전송을 위한 시리얼 데이터(SDA: Serial DAta) 신호 라인(1340)에 연결될 수 있다.

또한, 주제어기(1310)와 수신제어기(1322)는 전송 대기중인 패킷이 존재함을 알리기 위한 인터럽트 신호 라인(1350)에 연결될 수 있다.

일 예로, 수신제어기(1322)는 주제어기(1322)로 전송할 패킷이 존재하면, 인터럽트 신호 라인(1350)에 인터럽트 신호를 발생시킬 수 있다.

주제어기(1322)에 의해 발생된 인터럽트 신호가 해제되면, 수신제어기(1322)는 I2C 시리얼 클럭 신호 라인(1330)의 클락 신호에 동기화하여 시리얼 데이터 신호 라인(1340)을 통해 해당 패킷 데이터를 전송할 수 있다.

일 예로, 수신제어기(1322)가 주제어기(1310)로 전송하는 패킷은 신호 세기 패킷, 식별 및 구성 패킷, 수신 파워 패킷, 제어 오류 패킷, 전력 전송 종료 패킷 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

1. 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성하는 단계;
   연속된 시구간의 상기 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 단계
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 생성된 패킷을 무선 전력 송신기로 전송하는 단계를 더 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 패킷 블록을 생성하는 단계는
   제1 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제1 패킷 블록을 생성하는 단계; 및
   제2 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제2 패킷 블록을 생성하는 단계
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 시구간은 상기 제2 시구간 바로 이전의 시구간인 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 패킷 블록은 적어도 하나의 레코드를 포함하고,
   상기 레코드는 해당 패킷의 우선 순위를 식별하기 위한 우선 순위 필드; 및
   해당 패킷이 기록되는 패킷 필드
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전송 대상 패킷을 선택하는 단계는
   상기 제1 패킷 블록과 상기 제2 패킷 블록으로부터 동일 타입의 패킷이 포함된 레코드의 존재 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과, 상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드가 존재하면, 해당 레코드의 패킷 내용을 비교하여 상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 패킷 블록 내 전송 대상 패킷을 선택하는 단계는
   상기 동일 타입의 패킷을 포함한 레코드를 상기 제1 패킷 블록 및 상기 제2 패킷 블록 각각으로부터 추출하는 단계;
   상기 추출된 레코드의 상기 패킷 필드에 포함된 내용의 동일 여부를 비교하는 단계; 및
   상기 비교 결과, 상이하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드를 상기 전송 대상 패킷으로 선택하는 단계
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 단계는
   상기 제2 패킷 블록 내 선택된 전송 대상 패킷이 복수이면, 해당 패킷의 상기 우선 순위에 기반하여 전송 순서를 결정하는 단계;
   전송할 패킷이 존재함을 지시하는 인터럽트를 발생시키는 단계; 및
   상기 발생시킨 인터럽트가 해제되면, 상기 결정된 전송 순서에 따라 해당 패킷을 상기 주제어기로 전송하는 단계
   를 포함하는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 비교 결과, 동일하면, 상기 제2 패킷 블록으로부터 추출된 레코드가 상기 전송 대상 패킷에서 제외되는 무선 전력 수신기에서의 양방향 통신 방법.
10. 패킷을 생성하는 수신제어기; 및
    상기 수신제어기의 제어 신호에 따라 상기 패킷을 변조하여 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 변조기
    를 포함하고,
    상기 수신제어기가 소정 시구간 동안 생성된 패킷에 기반하여 패킷 블록을 생성하고, 연속된 시구간의 상기 패킷 블록을 비교하여 전송 대상 패킷을 선택하고, 상기 선택된 패킷을 주제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 수신제어기가
    제1 시구간 동안 생성된 패킷을 우선 순위에 따라 정렬하여 제1 패킷 블록을 생성하고, 제2 시구간 동안 생성된 패킷을 상기 우선 순위에 따라 정렬하여 제2 패킷 블록을 생성하는 무선 전력 수신기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 시구간은 상기 제2 시구간 바로 이전의 시구간인 무선 전력 수신기.

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