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1. (WO2014025168) APPAREIL ET PROCÉDÉ PERMETTANT DE FOURNIR UNE COMPATIBILITÉ DANS UN SYSTÈME DE TRANSMISSION DE PUISSANCE SANS FIL
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

8  

과제 해결 수단

9   10   11   12   13   14   15   16  

발명의 효과

17  

도면의 간단한 설명

18   19   20   21  

발명의 실시를 위한 형태

22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

도면

1   2   3   4  

명세서

발명의 명칭 : 무선 전력 전송 시스템에서 호환성 제공 장치 및 방법

기술분야

[1]
본 발명은 무선충전에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송 시스템에서 호환성 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 휴대폰, 노트북, PDA와 같은 휴대용 단말기(Portable Terminal)가 충전되려면, 휴대용 단말기가 외부의 충전기로부터 전기에너지(또는 전력)을 공급받아야 한다. 이러한 휴대용 단말기는 공급되는 전기에너지를 저장하는 배터리셀과 배터리셀의 충전 및 방전(휴대용 단말기로 전기에너지를 공급)을 위한 회로를 포함한다.
[3]
배터리셀에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리셀간의 전기적 연결방식은, 상용전원을 공급받아 배터리셀에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리셀의 단자를 통해 배터리셀로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 포함한다.
[4]
이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은, 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재발생, 자연방전, 배터리팩의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
[5]
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력 전송방식을 이용한 충전시스템(이하 무선전력 전송 시스템)과 제어방법들이 제시되고 있다. 무선전력 전송방식을 비접촉(contactless) 전력 전송방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리셀을 충전하는 무선전력 수신장치로 구성된다.
[6]
무선전력 전송장치 또는 수신장치의 동작은 표준화된 기술규격(standardized technical specification)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어 무선전력 콘소시움(wireless power consortium: WPC)은, 자기 유도 방식에 기반하여 무선충전이 가능하게 하는 기술적 사항을 표준화하고 있다. 실제 제품화된 무선전력 전송장치 또는 수신장치들은 특정 버전의 표준 기술규격(standard technical specification, 이하 '표준')에 따라 제조된다. 이러한 무선충전 표준은 그 버전(version)이 업그레이드될 수 있는데, 구 버전(legacy version)의 표준과 신규 버전(new version)의 표준이 서로 다를 경우, 구 버전의 제품과 신규 버전의 제품간에 상호 호환되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
[7]
예를 들어, 무선전력 전송장치에서 무선전력 수신장치를 인증 및 확인하는 단계가 특정한 패킷 구조에 따라 수행되는데, 만약 표준이 구 버전에서 신규 버전으로 업그레이드됨에 따라 상기 특정한 패킷 구조가 변경되거나 아예 새로운 패킷 구조가 정의되면, 구 버전의 제품과 신규 버전의 제품간 호환성에 문제가 생길 수 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[8]
본 발명의 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템에서 호환성 제공 장치 및 방법을 제공함에 있다.

과제 해결 수단

[9]
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의해 호환성을 제공하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 부하의 변화를 기반으로 무선전력 수신장치를 감지하는 단계, 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계, 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하는 단계, 및 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
[10]
상기 수신장치의 정보는 상기 무선전력 전송장치로부터 상기 무선전력 수신장치가 수신하는 수신 전력의 레벨을 더 포함할 수 있다.
[11]
또한, 상기 방법은 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[12]
상기 버전 정보는 신규 버전(new version)이고, 상기 다른 버전은 구 버전(legacy version)일 수 있다.
[13]
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 시스템에서 호환성을 제공하는 무선전력 전송장치를 제공한다. 상기 무선전력 전송장치는 자기유도 또는 자기공진에 기반하여 무선전력을 전송하는 1차 코일, 상기 1차 코일에 연결되고, 상기 1차 코일에 전기 구동 신호를 인가하여, 상기 1차 코일이 상기 자기유도 또는 상기 자기공진을 발생하도록 하는 전기 구동 유닛, 및 상기 전기 구동 유닛에 연결되고, 상기 전기 구동 신호를 제어하는 제어신호를 생성하며, 부하의 변화를 감지함으로써 상기 무선전력 전송장치에 무선전력 수신장치가 존재 또는 근접함을 인지하는 제어 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 제어 유닛은 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 수신장치로 전송하고, 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하며, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행한다.
[14]
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 시스템에서 무선전력 수신장치에 의해 호환성을 제공하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 단계, 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계, 및 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
[15]
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 전력 전송 시스템에서 호환성을 제공하는 무선전력 수신장치를 제공한다. 상기 무선전력 수신장치는 자기유도 또는 자기공진에 기반하여 무선전력을 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코일, 상기 자기유도 또는 상기 자기공진에 의해 상기 2차 코일에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 제공하는 정류유닛, 및 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하고, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하며, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행하는 제어 유닛을 포함한다.
[16]
만약 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 제어 유닛은 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행할 수 있다.

발명의 효과

[17]
무선전력 전송 시스템에서 규정된 규격의 변경에 의한 패킷 구조 변경 시에도 기존의 패킷 구조를 갖는 시스템이 동작하는데 문제가 없으며, 호환성을 제공할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[18]
도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
[19]
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
[20]
도 3은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.
[21]
도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 흐름도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[22]
이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 전력 신호(power signal)이라고 불릴 수도 있으며, 1차 코일과 2차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 전력 전달의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 유도 커플링 방식이나, 자기 공진 커플링(또는 공진 유도) 방식을 모두 포함한다.
[23]
도 1은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 구성요소들을 도시한 것이다.
[24]
도 1을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(100)은 무선전력 전송장치(110)와 하나의 무선전력 수신장치(150-1) 또는 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들을 포함한다. 무선전력 전송장치(110) 또한 다수개 존재할 수도 있다.
[25]
무선전력 전송장치(110)는 자기유도 또는 자기공진을 발생시키는 1차 코어(primary core)를 포함한다. 1차 코어는 하나 또는 그 이상의 1차 코일(primary coil)을 포함할 수 있다. 무선전력 전송장치(110)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있으나, 한 가지 바람직한 형태는 전력 전송 표면을 가진 평탄한 플랫폼이며, 이 플랫폼상에 또는 그 근처에 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)가 위치할 수 있다.
[26]
무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)로부터 분리가능하고, 각각의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 무선전력 전송장치(110)의 근처에 있을 때 무선전력 전송장치(110)의 1차 코어에 의해 발생되는 자기유도 또는 자기공진과 결합되는 2차 코어(secondary core)를 구비한다. 2차 코어는 하나 또는 그 이상의 2차 코일(secondary coil)을 포함할 수 있다.
[27]
무선전력 전송장치(110)는 직접적인 전기 접촉 없이 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)로 전력을 전송한다. 이때, 1차 코어와 2차 코어는 서로 자기 유도 커플링 또는 공진 유도 커플링되었다고 한다. 1차 코일 또는 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으나, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다.
[28]
무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 보통 외부 부하(도시되지 않음. 여기서는 무선전력 수신장치의 실제 부하라고도 함)에 연결되어, 무선전력 전송장치(110)로부터 무선으로 수신한 전력을 외부 부하에 공급한다. 예를 들어 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)는 각각 휴대형 전기 또는 전자 디바이스 또는 재충전가능 배터리셀 또는 전지와 같이 전력을 소비하거나 저장하는 물체로 운반할 수 있다.
[29]
n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들은 동일 버전의 표준 기술규격(standard technical specification, 이하 '표준')에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 반면, n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들은 각각 버전 A, 버전 B,.. 등의 표준 중 어느 하나에 따라 동작하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어 무선전력 수신장치(150-1)는 버전 A의 표준에 따라 동작하고, 무선전력 수신장치(150-2)는 버전 B의 표준에 따라 동작하며, 무선전력 수신장치(150-3)는 버전 C의 표준에 따라 동작할 수 있다.
[30]
만약 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들이 동일 버전의 표준에 따라 동작하는 경우, 무선전력 전송장치(110)는 상기 동일 버전의 표준만을 지원하더라도 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들에 무선 전력을 전송해줄 수 있다. 그러나, 만약 n개의 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들이 서로 다른 버전의 표준에 따라 동작하는 경우, 무선전력 전송장치(110)는 모든 버전의 표준을 모두 지원해야 한다. 즉 무선전력 전송장치(110)는 모든 버전의 표준에 호환되도록 제조되어야 한다.
[31]
식별 단계(identification phase)를 예로 들어 설명한다. 무선전력 전송장치(110)는 무선전력을 전송하기에 앞서 먼저 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)를 인증(identifying)하는 식별 단계를 수행한다. 이러한 인증 단계에서 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들은 자신의 ID 정보를 지시하는 식별 패킷(identification packet)을 무선전력 전송장치(110)로 전송한다. 그러면 무선전력 전송장치(110)는 각 식별 패킷으로부터 무선전력 수신장치(150-1,...,150-n)들을 식별할 수 있다. 그런데, 식별 패킷은 표준의 버전에 따라 그 구조가 변경되거나, 새로운 패킷이 도입될 수 있다.
[32]
예를 들어, 버전 A 표준에서는 식별 패킷 a가 사용되었는데, 표준이 버전 B로 업그레이드 되면서 식별 패킷 a가 a'로 변경되거나 식별 패킷 a가 없어지고 식별 패킷 b가 새롭게 정의될 수가 있다. 만약 무선전력 전송장치(110)가 버전 A 표준에서만 동작하도록 구현된 경우, 무선전력 전송장치(110)는 식별 패킷 a를 인지(recognize)할 수 있으나, 식별 패킷 a' 또는 식별 패킷 b는 인지할 수 없다. 즉 무선전력 전송장치(110)는 버전 B의 표준을 따르는 무선전력 수신장치는 식별할 수 없다. 그렇게 되면 무선전력 전송장치(110)는 버전 A 표준을 따르는 무선전력 수신장치가 식별되었으므로 무선전력을 정상적으로 전송할 수 있으나, 버전 B 표준을 따르는 무선전력 수신장치는 식별되지 않았으므로 이후 무선전력을 정상적으로 전송할 수 없게 되어 호환성에 문제가 생기게 된다.
[33]
따라서, 무선전력 전송장치(110)는 다양한 버전에 따른 무선전력 수신장치(150-1,...150-n)과 호환성을 가지도록 구현되어야 한다. 무선전력 전송장치(110)가 여러 버전의 표준(예를 들어 버전 A의 표준과 버전 B)에서 모두 동작하도록 하기 위한 방법이 필요하며, 그에 관한 시그널링도 요구된다.
[34]
도 2는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송장치를 도시한 블록도이다.
[35]
도 2를 참조하면, 무선전력 전송장치(200)는 1차 코일(210), 전기 구동 유닛(220), 제어 유닛(230) 및 전류 측정 유닛(240)을 포함한다.
[36]
전기 구동 유닛(220)은 1차 코일(210)에 연결되어 AC 전류(I)와 같은 전기 구동 신호를 인가하여, 1차 코일(210)이 자기유도 또는 자기공진을 발생하도록 한다. 전기 구동 유닛(220)은 인버터(inverter)를 포함한다.
[37]
제어 유닛(230)은 전기 구동 유닛(220)에 연결되고, 전기 구동 유닛(220)의 전기 구동 신호를 제어하는 제어신호(231)를 생성한다. 그리고 제어 유닛(230)은 부하의 변화를 감지함으로써, 무선전력 전송장치(200)에 무선전력 수신장치와 같은 부하의 존재 또는 근접을 인지한다. 부하가 무선전력 수신장치일 경우 무선전력의 전송이 수행되므로, 제어 유닛(230)은 근접한 부하가 무선전력 수신장치인지와, 무선전력 수신장치의 버전을 확인하기 위한 식별 단계로 진입한다. 이때, 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치로 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호 또는 요청 패킷을 생성하여 무선전력 수신장치로 전송한다. 수신장치의 정보는 수신장치의 상태 정보라 불릴 수도 있다.
[38]
이때, 무선전력 수신장치는 요청 신호 또는 요청 패킷에 대한 응답으로서, 수신장치의 정보를 생성하여 무선전력 전송장치(200)로 전송한다. 수신장치의 정보는 응답 패킷 형태로 전송될 수도 있다.
[39]
일 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 선택적으로 포함할 수 있다. 수신장치의 정보에 버전 정보가 선택적으로 포함되게 함으로써, 2개의 버전이 식별될 수 있다. 예를 들어, 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함된 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것임을 알 수 있다. 반면, 수신장치의 정보에 버전 정보가 포함되지 않는 경우(즉, 존재하지 않는 경우), 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A가 아닌 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것임을 알 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는, 수신장치의 정보에 버전 정보가 있는지 없는지에 따라 무선전력 수신장치가 어느 버전의 표준에 기반한 것인지를 식별할 수 있다. 여기서, 버전 A와 버전 B는 각각 신규(new) 버전, 구(legacy) 버전에 해당할 수 있다. 이와 같이 버전 정보의 포함 또는 불포함으로 2개의 버전이 식별된다. 즉 수신장치의 정보내에 특정 패킷(또는 신호)의 유무로 버전이 식별되기 때문에 상기 특정 패킷(또는 신호)을 위해 1비트의 정보만이 할당될 수도 있다. 이로서 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다. 이 경우, 제어 유닛(230)은 상기 특정 신호가 입력되는지 여부에 따라 버전을 식별할 수 있다. 예를 들어 제어 유닛(230)은 상기 특정 신호가 입력되는지를 체크하고, 만약 상기 특정 신호가 입력되는 경우 제어 유닛(230)은 해당 무선전력 수신장치가 신규 버전의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단하고, 상기 특정 신호가 입력되지 않는 경우 제어 유닛(230)은 해당 무선전력 수신장치가 구 버전의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단할 수 있는 것이다.
[40]
다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 필수적으로 포함할 수 있다. 버전이 A, B, C가 있을 경우, 수신장치의 버전 정보=A or B or C와 같이 무선전력 수신장치의 버전을 직접 지시한다.
[41]
또 다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 선택적 또는 필수적으로 포함하되, 그 외에 기타 추가 정보(예를 들어 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨(power level))를 포함할 수 있다. 여기서, 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨은, 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨 그 자체일 수 있다. 또는 전력 레벨은 무선전력 수신장치가 실제로 수신하는 전력이 요구 전력과 차이가 있는 경우, 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 무선전력 전송장치로 요청하는 정보로서 표현될 수도 있다. 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 요청받으면, 무선전력 전송장치는 현재 전송하는 무선전력의 수치를 미리 정해진 양만큼 상승시키거나 하강시킨다.
[42]
수신장치의 정보를 수신한 제어 유닛(230)은 수신장치의 정보를 기반으로 무선전력 수신장치가 어느 버전의 표준에 기반한 것인지 확인한다. 보다 구체적으로, 버전 정보가 수신장치의 정보에 선택적으로 포함됨으로서 버전을 식별하는 실시예에서, 먼저 제어 유닛(230)은 버전 정보가 수신장치의 정보에 포함되는지 확인한다. 만약 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함되어 있으면, 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다. 반면, 만약 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함되어 있지 않으면, 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다.
[43]
또는, 버전 정보가 직접적으로 무선전력 수신장치의 버전을 지시하는 실시예에서, 버전 정보=A이면 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단하고, 버전 정보=B이면 제어 유닛(230)은 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다.
[44]
그리고 제어 유닛(230)은 해당 버전의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다. 예를 들어, 만약 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 확인되면, 제어 유닛(230)은 버전 A의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다. 만약 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 확인되면, 제어 유닛(230)은 버전 B의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다. 이와 같이 무선전력 전송장치(200)는 미리 설정된 프로세스에 의해 무선전력 수신장치의 버전별로 동작을 하게 되어, 버전에 따라 상호 주고받는 정보 패킷이 변하더라도 상호 호환성을 가질 수 있다.
[45]
전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에 흐르는 전류 I를 측정한다. 특히 전류 측정 유닛(240)이 측정하는 전류는 AC 전류일 수 있다. 전류 측정 유닛(240)은 전류 센서(current sensor)일 수 있다. 또는 전류 측정 유닛(240)은 1차 코일에 흐르는 고전류를 저전류로 낮추어 사용하는 변압기(transformer)일 수 있다.
[46]
전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에서 흐르는 전류로부터 전류 측정값 I meaured을 획득하여 제어 유닛(230)으로 입력한다. 상기 전류 측정값 I meaured는 제어 유닛(230)이 인식하기에 적합한 DC 수치로 변환된 것일 수 있다. 즉, 전류 측정 유닛(240)은 1차 코일(210)에 흐르는 상대적으로 높은 교류 전류를 측정하고, 상기 측정된 고전류를 제어 유닛(230)이 해석하는데 적합한 수치인 전류 측정값 I meaured로 맵핑(mapping)하며, 상기 전류 측정값 I meaured를 제어 유닛(230)으로 입력한다.
[47]
도 3은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.
[48]
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일례에 따른 무선전력 수신장치를 도시한 블록도이다.
[49]
도 3을 참조하면, 무선전력 수신장치(300)는 2차 코일(310), 정류 유닛(320) 및 제어 유닛(330)을 포함한다.
[50]
정류 유닛(320)은 2차 코일(310)에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 제공한다. 예를 들어, 정류 유닛(320)은 풀 프릿지 구성에서의 4개의 다이오드를 사용할 수 있다. 또한 정류 유닛(320)은 제어 유닛(330)과 외부 부하(340)에 전력을 제공할 수 있다.
[51]
제어 유닛(330)은 정류 유닛(320)으로부터 전력을 공급받아 패킷 생성과 전송, 무선전력 전송제어 등의 동작을 수행한다. 일례로서, 패킷의 전송을 위해 부하 변조(load modulation) 기법이 사용될 수 있다. 이 경우 2차 코일(310)을 통해 패킷이 전송되며, 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 동일한 주파수 대역이 사용된다. 다른 예로서, 패킷의 전송을 위해 무선전력 전송을 위한 주파수 대역과 다른 별도의 주파수 대역이 사용되며, RFID(radio frequency identification) 또는 블루투스(bluetooth) 또는 NFC(near field communication) 등의 기법을 통해 패킷이 전송될 수 있다.
[52]
제어 유닛(330)은 무선전력 전송장치가 식별 단계로 진입하였을 때, 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호 또는 요청 패킷을 무선전력 전송장치로부터 수신한다.
[53]
이때, 제어 유닛(330)은 요청 신호 또는 요청 패킷에 대한 응답으로서, 수신장치의 정보를 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다.
[54]
일 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치(300)의 버전 정보를 선택적으로 포함할 수 있다. 수신장치의 정보에 버전 정보가 선택적으로 포함되게 함으로써, 제어 유닛(330)은 2개의 버전을 식별한다. 예를 들어, 제어 유닛(330)은 수신장치의 정보에 버전 정보=A를 포함시킴으로써, 무선전력 수신장치(300)가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것임을 무선전력 전송장치에게 알려줄 수 있다. 반면, 제어 유닛(330)은 수신장치의 정보에 버전 정보를 포함시키지 않음으로써, 무선전력 수신장치(300)가 버전 A가 아닌 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것임을 무선전력 전송장치에게 알려줄 수 있다. 이에 따라, 무선전력 전송장치는, 수신장치의 정보에 버전 정보가 있는지 없는지에 따라 무선전력 수신장치가 어느 버전의 표준에 기반한 것인지를 식별할 수 있다. 여기서, 버전 A와 버전 B는 각각 신규(new) 버전, 구(legacy) 버전에 해당할 수 있다. 이와 같이 버전 정보의 포함 또는 불포함으로 2개의 버전이 식별된다.
[55]
즉 수신장치의 정보내에 특정 패킷(또는 신호)의 유무로 버전이 식별되기 때문에 상기 특정 패킷(또는 신호)을 위해 1비트의 정보만이 할당될 수도 있다. 이로서 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다. 이 경우, 제어 유닛(330)은 상기 특정 신호가 입력되는지 여부로서 버전을 식별하게 할 수 있다.
[56]
다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치(300)의 버전 정보를 필수적으로 포함할 수 있다. 버전이 A, B, C가 있을 경우, 무선전력 수신장치(300)의 버전 정보=A or B or C와 같이 무선전력 수신장치(300)의 버전을 직접 지시한다.
[57]
또 다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치(300)의 버전 정보를 선택적 또는 필수적으로 포함하되, 그 외에 기타 추가 정보(예를 들어 무선전력 수신장치(300)가 요구하는 전력 레벨(power level))를 포함할 수 있다. 여기서, 무선전력 수신장치(300)가 요구하는 전력 레벨은, 무선전력 수신장치(300)가 요구하는 전력 레벨 그 자체일 수 있다. 또는 전력 레벨은 무선전력 수신장치(300)가 실제로 수신하는 전력이 요구 전력과 차이가 있는 경우, 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 무선전력 전송장치로 요청하는 정보로서 표현될 수도 있다. 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 요청받으면, 무선전력 전송장치는 현재 전송하는 무선전력의 수치를 미리 정해진 양만큼 상승시키거나 하강시킨다.
[58]
도 4는 본 발명의 일례에 따른 무선전력 전송 시스템의 흐름도이다.
[59]
도 4를 참조하면, 무선전력 전송장치는 대기상태에서, 핑 신호를 지속적으로 전송한다(S400). 여기서, 핑 신호는 무선전력 전송장치가 무선전력 수신장치와 같은 부하를 감지하기 위해 전송하는 신호로서, 비콘(beacon)이라 불릴 수도 있다.
[60]
무선전력 전송장치는 부하의 변화를 감지함으로써 무선전력 수신장치와 같은 부하가 존재하거나 또는 무선전력 전송장치에 근접함을 인지한다(S405).
[61]
부하가 무선전력 수신장치일 경우 무선전력의 전송이 수행되므로, 무선전력 전송장치는 근접한 부하가 무선전력 수신장치인지와, 무선전력 수신장치의 버전을 확인하기 위한 식별 단계로 진입한다(S410). 이때, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호 또는 요청 패킷을 생성하여 무선전력 수신장치로 전송한다(S415). 무선전력 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 상태 정보라 불릴 수도 있다.
[62]
이때, 무선전력 수신장치는 요청 신호 또는 요청 패킷에 대한 응답으로서, 수신장치의 정보를 생성하여 무선전력 전송장치로 전송한다(S420).
[63]
일 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 선택적으로 포함할 수 있다. 수신장치의 정보에 버전 정보가 선택적으로 포함되게 함으로써, 2개의 버전이 식별될 수 있다. 예를 들어, 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함된 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것임을 알 수 있다. 반면, 수신장치의 정보에 버전 정보가 포함되지 않는 경우(즉, 존재하지 않는 경우), 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A가 아닌 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것임을 알 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는, 수신장치의 정보에 버전 정보가 있는지 없는지에 따라 무선전력 수신장치가 어느 버전의 표준에 기반한 것인지를 식별할 수 있다. 여기서, 버전 A와 버전 B는 각각 신규(new) 버전, 구(legacy) 버전에 해당할 수 있다. 이와 같이 버전 정보의 포함 또는 불포함으로 2개의 버전이 식별된다. 즉 수신장치의 정보내에 특정 패킷(또는 신호)의 유무로 버전이 식별되기 때문에 상기 특정 패킷(또는 신호)을 위해 1비트의 정보만이 할당될 수도 있다. 이로서 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다. 이 경우, 무선전력 수신장치는 상기 특정 신호가 입력되는지 여부에 따라 버전을 식별할 수 있다.
[64]
다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 필수적으로 포함할 수 있다. 버전이 A, B, C가 있을 경우, 수신장치의 버전 정보=A or B or C와 같이 무선전력 수신장치의 버전을 직접 지시한다.
[65]
또 다른 실시예로서, 수신장치의 정보는 무선전력 수신장치의 버전 정보를 선택적 또는 필수적으로 포함하되, 그 외에 기타 추가 정보(예를 들어 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨(power level))를 포함할 수 있다. 여기서, 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨은, 무선전력 수신장치가 요구하는 전력 레벨 그 자체일 수 있다. 또는 전력 레벨은 무선전력 수신장치가 실제로 수신하는 전력이 요구 전력과 차이가 있는 경우, 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 무선전력 전송장치로 요청하는 정보로서 표현될 수도 있다. 송신 전력의 상승(+) 또는 하강(-)을 요청받으면, 무선전력 전송장치는 현재 전송하는 무선전력의 수치를 미리 정해진 양만큼 상승시키거나 하강시킨다.
[66]
수신장치의 정보를 수신한 무선전력 전송장치는 수신장치의 정보를 기반으로 무선전력 수신장치가 구버전의 표준에 따라 구현된 것인지, 아닌지 판단한다(S425). 예를 들어 무선전력 수신장치는 버전 정보에 해당하는 특정 신호가 입력되는지를 체크한다. 그리고, 만약 상기 특정 신호가 입력되는 경우 무선전력 전송장치는 해당 무선전력 수신장치가 신규 버전의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단하고, 상기 특정 신호가 입력되지 않는 경우 무선전력 전송장치는 해당 무선전력 수신장치가 구 버전의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단할 수 있는 것이다.
[67]
보다 구체적으로, 버전 정보가 수신장치의 정보에 선택적으로 포함됨으로서 버전을 식별하는 실시예에서, 먼저 무선전력 전송장치는 버전 정보가 수신장치의 정보에 포함되는지 확인한다. 만약 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함되어 있으면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다. 반면, 만약 수신장치의 정보에 버전 정보=A가 포함되어 있지 않으면, 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다.
[68]
또는, 버전 정보가 직접적으로 무선전력 수신장치의 버전을 지시하는 실시예에서, 버전 정보=A이면 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단하고, 버전 정보=B이면 무선전력 전송장치는 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 판단한다.
[69]
그리고 무선전력 전송장치는 해당 버전의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다(S430, S435). 예를 들어, 만약 무선전력 수신장치가 버전 A의 표준에 기반하여 구현된 것으로 확인되면, 무선전력 전송장치는 버전 A의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다. 만약 무선전력 수신장치가 버전 B의 표준에 기반하여 구현된 것으로 확인되면, 무선전력 전송장치는 버전 B의 표준에 규정된 작업 또는 절차를 수행한다. 이와 같이 무선전력 전송장치는 미리 설정된 프로세스에 의해 무선전력 수신장치의 버전별로 동작을 하게 되어, 버전에 따라 상호 주고받는 정보 패킷이 변하더라도 상호 호환성을 가질 수 있다.
[70]
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
[71]
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
[72]
[73]
[74]
[75]

청구범위

[청구항 1]
무선 전력 전송 시스템에서 무선전력 전송장치에 의해 호환성을 제공하는 방법에 있어서, 부하의 변화를 기반으로 무선전력 수신장치를 감지하는 단계; 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계; 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하는 단계; 및 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 상기 수신장치의 정보는 상기 무선전력 전송장치로부터 상기 무선전력 수신장치가 수신하는 수신 전력의 레벨을 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 3]
제 1 항에 있어서, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 4]
제 3 항에 있어서, 상기 버전 정보는 신규 버전(new version)이고, 상기 다른 버전은 구 버전(legacy version)임을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 5]
무선 전력 전송 시스템에서 호환성을 제공하는 무선전력 전송장치에 있어서, 자기유도 또는 자기공진에 기반하여 무선전력을 전송하는 1차 코일; 상기 1차 코일에 연결되고, 상기 1차 코일에 전기 구동 신호를 인가하여, 상기 1차 코일이 상기 자기유도 또는 상기 자기공진을 발생하도록 하는 전기 구동 유닛; 및 상기 전기 구동 유닛에 연결되고, 상기 전기 구동 신호를 제어하는 제어신호를 생성하며, 부하의 변화를 감지함으로써 상기 무선전력 전송장치에 무선전력 수신장치가 존재 또는 근접함을 인지하는 제어 유닛을 포함하되, 상기 제어 유닛은 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 수신장치로 전송하고, 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하며, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행함을 포함함을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.
[청구항 6]
제 5 항에 있어서, 상기 수신장치의 정보는 상기 무선전력 전송장치로부터 상기 무선전력 수신장치가 수신하는 수신 전력의 레벨을 더 포함함을 특징으로 하는, 무선전력 전송장치.
[청구항 7]
제 5 항에 있어서, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 제어 유닛은 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 전송 동작을 수행함을 더 포함함을 특징으로 하는, 무선전력 전송장치.
[청구항 8]
제 7 항에 있어서, 상기 버전 정보는 신규 버전(new version)이고, 상기 다른 버전은 구 버전(legacy version)임을 특징으로 하는, 무선전력 전송장치.
[청구항 9]
무선 전력 전송 시스템에서 무선전력 수신장치에 의해 호환성을 제공하는 방법에 있어서, 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하는 단계; 상기 요청 신호에 대한 응답으로서, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계; 및 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우, 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 10]
제 9 항에 있어서, 상기 수신장치의 정보는 상기 무선전력 전송장치로부터 상기 무선전력 수신장치가 수신하는 수신 전력의 레벨을 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 11]
제 9 항에 있어서, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 제어 유닛은 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 12]
제 11 항에 있어서, 상기 버전 정보는 신규 버전(new version)이고, 상기 다른 버전은 구 버전(legacy version)임을 특징으로 하는, 방법.
[청구항 13]
무선 전력 전송 시스템에서 호환성을 제공하는 무선전력 수신장치에 있어서, 자기유도 또는 자기공진에 기반하여 무선전력을 무선전력 전송장치로부터 수신하는 2차 코일; 상기 자기유도 또는 상기 자기공진에 의해 상기 2차 코일에서 생성되는 AC 파형(waveform)에 대한 전파 정류(full-wave rectification)를 제공하는 정류유닛; 및 수신장치의 정보를 요청하는 요청 신호를 상기 무선전력 전송장치로부터 수신하고, 상기 무선전력 수신장치를 구현하는 표준 기술규격의 버전 정보를 선택적으로 포함하는 상기 수신장치의 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하며, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함된 경우 상기 버전 정보에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행하는 제어 유닛을 포함하는 무선전력 수신장치.
[청구항 14]
제 13 항에 있어서, 상기 수신장치의 정보는 상기 무선전력 전송장치로부터 상기 무선전력 수신장치가 수신하는 수신 전력의 레벨을 더 포함함을 특징으로 하는, 무선전력 수신장치.
[청구항 15]
제 13 항에 있어서, 상기 버전 정보가 상기 수신장치의 정보에 포함되지 않은 경우, 상기 제어 유닛은 상기 버전 정보와 다른 버전에 해당하는 표준 기술규격에 따라 무선전력 수신 동작을 수행함을 더 포함함을 특징으로 하는, 무선전력 수신장치.
[청구항 16]
제 15 항에 있어서, 상기 버전 정보는 신규 버전(new version)이고, 상기 다른 버전은 구 버전(legacy version)임을 특징으로 하는, 무선전력 수신장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]