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KR20220035589A - 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템 - Google Patents

무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템 Download PDF

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KR20220035589A
KR20220035589A KR1020200117521A KR20200117521A KR20220035589A KR 20220035589 A KR20220035589 A KR 20220035589A KR 1020200117521 A KR1020200117521 A KR 1020200117521A KR 20200117521 A KR20200117521 A KR 20200117521A KR 20220035589 A KR20220035589 A KR 20220035589A
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wireless
wireless device
transmission
power transmission
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KR1020200117521A
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English (en)
Inventor
강희준
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

개시된 무선 전력 전송 장치는, 플레이트, 상기 플레이트 상에 배치되는 무선 기기로 무선 전력을 전송하는 송신 코일, 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로, 상기 무선 기기와 통신하는 통신 모듈, 및 상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성에 의해 결정되는 상기 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 상기 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 상기 구동 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템{WIRELESS POWER TRANSMITTING APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING WIRELESS POWER TRANSMITTING APPARATUS AND WIRELESS POWER SYSTEM}
개시된 발명은 무선 기기에 무선 전력을 공급할 수 있는 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템에 관한 것이다.
최근에 무선 전력을 공급하는 기술이 개발되어 많은 전자 기기에 적용되고 있다. 무선 전력 전송 기술이 적용된 전자 기기는 충전 커넥터와 직접적인 연결을 요구하지 않고, 무선으로 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 인덕션을 포함하는 쿡탑과 같은 제품을 활용하여 다양한 가전 기기에 무선 전력을 제공하는 기술이 개발되고 있다.
무선 전력 전송 기술에는 1차 코일과 2차 코일 간 자기 유도 현상을 이용하는 자기 유도 방식과, 1차 코일과 2차 코일이 동일한 주파수를 사용하는 자기 공진 방식이 있다.
한편, 무선 기기가 배터리와 같은 자체 전원을 가지지 않는 경우, 종래기술은 무선 기기의 동작을 위해 무선 전력을 지속적으로 전송한다. 그런데 종래기술은 무선 기기의 동작이 개시되지 않은 대기 상태에서도 무선 전력을 일정하게 전송하기 때문에 전력 손실을 발생시킨다. 따라서 무선 기기의 대기 상태에서 전력 손실을 줄일 수 있는 기술이 요구된다.
개시된 발명은, 무선 기기의 대기 모드에서 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력을 최소화할 수 있는 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템을 제공한다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는, 플레이트; 상기 플레이트 상에 배치되는 무선 기기로 무선 전력을 전송하는 송신 코일; 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로; 상기 무선 기기와 통신하는 통신 모듈; 및 상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성에 의해 결정되는 상기 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 상기 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 상기 구동 회로를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 특성은, 상기 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 상기 무선 기기의 방전 시간을 포함하고, 상기 제어부는 상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송이 중지되도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 이후 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 통신 모듈과 상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 무선 기기의 통신 모듈에 저장된 활성화 데이터가 삭제되는 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 무선 기기로 테스트 신호를 전송하여 상기 무선 기기의 통신 모듈에 상기 활성화 데이터가 존재하는지 확인할 수 있다.
상기 제어부는 상기 무선 기기가 등록된 기기인 경우, 메모리로부터 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력의 전송 주기를 획득할 수 있다.
상기 제어부는 상기 등록된 무선 기기의 대기 모드에 관한 리셋 명령이 수신되는 경우, 상기 무선 기기로 상기 무선 전력을 전송한 후 전송을 중지하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따른 송신 코일, 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로 및 통신 모듈을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에 있어서, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법은, 상기 송신 코일에 의해 플레이트 상에 배치되는 무선 기기로 무선 전력을 전송하고; 상기 통신 모듈에 의해 상기 무선 기기와 통신하고; 상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성을 획득하고; 상기 무선 기기의 방전 특성에 기초하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하고; 및 상기 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 특성은 상기 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 상기 무선 기기의 방전 시간을 포함하고, 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것은, 상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 특성을 획득하는 것은, 상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송이 중지되도록 상기 구동 회로를 제어하고; 및 상기 무선 전력의 전송 중지 이후 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은, 상기 통신 모듈과 상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고; 및 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은, 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 무선 기기의 통신 모듈에 저장된 활성화 데이터가 삭제되는 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은, 상기 무선 기기로 테스트 신호를 전송하여 상기 무선 기기의 통신 모듈에 상기 활성화 데이터가 존재하는지 확인하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것은, 상기 무선 기기가 등록된 기기인 경우, 메모리로부터 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력의 전송 주기를 획득하는 것;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 방법은, 상기 등록된 무선 기기의 대기 모드에 관한 리셋 명령이 수신되는 경우, 상기 무선 기기로 상기 무선 전력을 전송한 후 전송을 중지하도록 상기 구동 회로를 제어하고; 및 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 변경하는 것;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 시스템은, 무선 기기; 및 상기 무선 기기로 무선 전력을 전송하고, 상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성에 의해 결정되는 상기 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 상기 무선 전력을 주기적으로 전송하는 무선 전력 전송 장치;를 포함할 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치는, 상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송을 중지하고, 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하며, 상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정할 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치는, 상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정할 수 있다.
개시된 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템은, 무선 기기의 대기 모드에서 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력의 소비를 최소화할 수 있다. 따라서 무선 전력 전송 장치의 전력 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치를 포함하는 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 무선 기기의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에 관한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 더 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 6은 무선 기기의 방전 시간을 결정하는 방법에 관한 흐름도이다.
도 7은 무선 기기의 방전 시간을 설명하는 그래프이다.
도 8은 무선 기기의 대기 모드에서 무선 전력이 주기적으로 전송되는 것을 보여주는 그래프이다.
도 9와 도 10은 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성요소를 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것 또는 전기 배선을 통해 전기적으로 연결되는 것을 포함한다.
또한, 명세서에서 사용되는 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 개시된 발명을 제한하거나 한정하기 위해 사용되지 않는다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하기 위해 사용되는 것이므로, 다른 특징들이나 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 배제하지 않는다.
또한, 명세서에서 "제1", "제2" 등과 같은 서수를 포함하는 용어는 복수의 구성요소들을 구분하기 위해 사용되는 것으로서, 사용된 서수가 구성요소들 간의 배치 순서, 제조 순서나 중요도 등을 나타내는 것은 아니다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 개시된 발명의 실시예가 상세히 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치를 포함하는 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 무선 전력 시스템은 무선 전력 전송 장치(1)와 무선 기기(2)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 전력 수신이 가능한 무선 기기(2: 2a, 2b)로 무선 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 무선 기기(2)가 무선 전력 전송 장치(1)의 플레이트(10)에 마련된 구동 영역(11)에 배치되는 경우, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다.
도 1에 도시된 테이블 형태의 무선 전력 전송 장치(1)는 예시에 해당하므로, 무선 전력 전송 장치(1)는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 무선 기기(2)가 전기 밥솥(2a)와 스마트폰(2b)로 예시되어 있지만, 무선 기기(2)는 다양한 전자 기기를 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(1)는 공지된 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 기술을 이용하여 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다. 자기 유도 방식은 송신 코일의 자기장을 변화시켜 수신 코일에 전압을 유도함으로써 2차 코일에 전류가 흐르게 하는 방식이다. 자기 공명 방식은 송신 코일과 수신 코일에 동일한 공진 주파수를 이용하여 공진 현상을 일으키고, 공진 현상에 의해 전력을 전달하는 방식이다.
무선 전력 전송 장치(1)는 플레이트(10)와, 플레이트(10)의 하부에 마련되는 코일 어셈블리(20)와 구동 어셈블리(30)를 포함할 수 있다. 플레이트(10)는 다양한 소재로 제공될 수 있다. 예를 들면, 플레이트(10)는 세라믹 글라스(ceramic glass)와 같은 강화 유리로 제공될 수 있다.
플레이트(10)의 상면에는 무선 기기(2)가 무선 전력을 수신할 수 있는 구동 영역(11)이 마련될 수 있다. 도 1에서 3개로 표시된 구동 영역(11)은 예시에 해당하고, 구동 영역(11)의 수는 하나 이상일 수 있다. 구동 영역(11)은 후술되는 송신 코일(210)과 대응하는 위치에 마련될 수 있다.
또한, 플레이트(10)에는 사용자로부터 제어 명령을 수신하고, 무선 전력 전송 장치(1)의 동작에 관한 정보를 표시할 수 있는 컨트롤 패널(12)이 마련될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 컨트롤 패널(12)을 이용하여 무선 전력 전송 장치(1)의 작동 시간을 설정할 수 있고, 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 리셋 명령을 입력할 수도 있다. 컨트롤 패널(12)은 버튼과 디스플레이를 포함할 수 있다. 컨트롤 패널(12)은 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
코일 어셈블리(20)와 구동 어셈블리(30)는 플레이트(10)의 내부에 마련될 수도 있다. 코일 어셈블리(20)와 구동 어셈블리(30)는 파워 스테이션으로 정의될 수 있다. 코일 어셈블리(20)는 플레이트(10)의 아래 또는 내부에 마련될 수 있고, 적어도 하나의 송신 코일(210)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 송신 코일(210)이 3개인 것으로 예시된다. 또한, 코일 어셈블리(20)는 구동 어셈블리(30)의 하우징(31) 내에 수용될 수 있다. 송신 코일(210)은 구동 회로(310)로부터 인가되는 전류에 기초하여 자기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있고, 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다. 송신 코일(210)이 복수인 경우, 각 송신 코일(210)은 독립적으로 구동될 수 있다.
구동 어셈블리(30)는 구동 회로(310), 통신 모듈(320) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다. 구동 어셈블리(30)는 하우징(31) 내에 수용될 수 있다. 구동 회로(310)는 송신 코일(210)에 전류를 인가할 수 있다.
통신 모듈(320)은 무선 기기(2)와 통신할 수 있다. 통신 모듈(320)은 다양한 무선 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(320)에는 RF(Radio Frequency), 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 바람직하게는, 통신 모듈(320)은 NFC 모듈로 구현될 수 있다. NFC 모듈은 무선 기기(2)에 포함된 NFC 태그와 통신할 수 있다. NFC 모듈은 상황에 따라 태그 또는 리더(Reader)로 동작할 수 있다. NFC는 양방향 통신이므로 단방향 통신인 RFID(Radio Frequency Identification)와 차이가 있다.
제어부(330)는 상술한 무선 전력 전송 장치(1)의 구성들과 전기적으로 연결될 수 있고, 구성들 각각의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 컨트롤 패널(12), 구동 회로(310) 및 통신 모듈(320)을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(330)는 제어 회로로 호칭될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 구동 회로(310), 통신 모듈(320), 컨트롤 패널(12) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다. 제어부(330)는 구동 회로(310), 통신 모듈(320) 및 컨트롤 패널(12) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 송신 코일(210)은 구동 회로(310)의 동작에 따라 인가되는 전류에 의해 구동할 수 있다.
구동 회로(310)는 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 정류하고, 정류된 전력을 송신 코일(210), 통신 모듈(320), 제어부(330) 및 컨트롤 패널(12)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 구동 회로(310)는 정류 회로(311)와 인버터 회로(312)를 포함할 수 있다.
정류 회로(311)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 정류 회로(311)는 시간에 따라 크기와 극성(양의 전압 또는 음의 전압)이 변화하는 교류 전압을 크기와 극성이 일정한 직류 전압으로 변환하고, 시간에 따라 크기와 방향(양의 전류 또는 음의 전류)이 변화하는 교류 전류를 크기가 일정한 직류 전류로 변환할 수 있다.
정류 회로(311)는 브릿지 다이오드를 포함할 수 있다. 정류 회로(311)는 4개의 다이오드를 포함할 수 있다. 다이오드는 2개씩 직렬 연결된 다이오드 쌍을 형성하고, 2개의 다이오드 쌍은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 브릿지 다이오드는 시간에 따라 극성이 변화하는 교류 전압을 극성이 일정한 양의 전압으로 변환하고, 시간에 따라 방향이 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 양의 전류로 변환할 수 있다.
또한, 정류 회로(311)는 직류 링크 캐패시터(DC link capacitor)를 포함할 수 있다. 직류 링크 캐패시터는 시간에 따라 크기가 변화하는 양의 전압을 일정한 크기의 직류 전압으로 변환할 수 있다. 직류 링크 캐패시터는 변환된 직류 전압을 유지시켜 인버터 회로(312)에 제공할 수 있다.
인버터 회로(312)는 송신 코일(210)에 인가되는 전압을 스위칭 함으로써 송신 코일(210)에 전류가 흐르게 할 수 있다. 인버터 회로(312)는 송신 코일(210)로 전류를 공급하거나 차단하는 스위칭 회로 및 공진 캐패시터를 포함할 수 있다. 스위칭 회로는 두 개의 스위치 소자를 포함할 수 있다. 송신 코일(210)의 일 단은 스위치 소자의 접속점에 연결되고, 송신 코일(210)의 타 단은 공진 캐패시터에 연결된다. 스위치 소자는 제어부(330)의 제어 신호에 따라 온(On) 또는 오프(Off) 될 수 있다. 스위치 소자의 스위칭 동작(온/오프)으로 인해 송신 코일(210)에 전류와 전압이 인가될 수 있다.
공진 캐패시터는 두 개로 마련될 수 있고, 완충기 역할을 수행한다. 공진 캐패시터는 스위치 소자의 오프 되어 있는 동안 포화 전압 상승 비율을 조절하여 에너지 손실에 영향을 준다. 또한, 공진 캐패시터는 송신 코일(210)의 공진 주파수를 결정한다.
스위치 소자는 고속으로 온 또는 오프 되므로, 응답속도가 빠른 3단자 반도체 소자 스위치로 구현될 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT) 또는 사이리스터(thyristor)일 수 있다.
송신 코일(210)은 인버터 회로(312)로부터 인가되는 전류에 의해 자기장을 형성한다. 이러한 자기장에 의해 플레이트(10)의 구동 영역(11)에 배치된 무선 기기(2)의 수신 코일(410)에 전류와 전압이 인가될 수 있다.
통신 모듈(320)은 무선 기기(2)로 데이터 및/또는 신호를 송신하거나 무선 기기(2)로부터 데이터 및/또는 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(320)은 무선 기기(2)의 상태에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 통신 모듈(320)은 무선 기기(2)가 동작 모드에 있는지에 관한 데이터 또는 무선 기기(2)가 대기 모드에 있는지에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 통신 모듈(320)은 바람직하게는 NFC 모듈일 수 있다. 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)은 제1 통신 모듈로 호칭될 수 있다.
제어부(330)는 프로세서(331)와 메모리(332)를 포함할 수 있다. 메모리(332)는 무선 전력 전송 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 인스트럭션 및 데이터를 기억 및/또는 저장할 수 있다. 프로세서(331)는 메모리(332)에 기억 및/또는 저장된 프로그램, 인스트럭션 및 데이터에 기초하여 무선 전력 전송 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(330)는 프로세서(331)와 메모리(332)가 실장된 제어 회로로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(330)는 복수의 프로세서와 복수의 메모리를 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 제1 제어부로 호칭될 수 있다.
프로세서(331)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(331)는 메모리(332)로부터 제공된 프로그램 및/또는 인스트럭션에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
메모리(332)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S램(Static Random Access Memory, SRAM) 또는 D램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리와, 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
이외에도, 무선 전력 전송 장치(1)는 다른 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(1)는 플레이트(10)의 구동 영역(11)에 배치되는 무선 기기(2)를 감지할 수 있는 기기 센서(미도시) 및 복수의 송신 코일(210)을 선택적으로 구동 시킬 수 있는 릴레이 스위치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 무선 기기의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 무선 기기(2)는 수신 코일(410), 전원 변환 회로(420), 통신 모듈(430), 입력부(440), 제어부(450) 및 주 부하(460)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(430), 입력부(440), 제어부(450) 및 주 부하(460)는 수신 코일(410)과 전원 변환 회로(420)를 통해 공급되는 전력을 이용하여 동작한다.
수신 코일(410)은 무선 전력 전송 장치(1)의 송신 코일(210)로부터 전력을 수신할 수 있다. 무선 기기(2)가 무선 전력 전송 장치(1)의 플레이트(10)에 마련된 구동 영역(11) 상에 배치되면, 수신 코일(410)은 전자기 유도에 의한 전력을 수신하게 된다.
전원 변환 회로(420)는 정류 회로를 포함할 수 있다. 송신 코일(210)로부터 전력을 수신하는 수신 코일(410)에는 교류 전압과 교류 전류가 인가될 수 있다. 그런데 무선 기기(2)의 통신 모듈(430), 입력부(440), 제어부(450) 및 주 부하(460)는 직류 전원을 요구하므로, 전원 변환 회로(420)가 필요하게 된다. 또한, 전원 변환 회로(420)는 무선 기기(2)의 각 구성 요소에 적절한 전원을 인가하기 위한 직류-직류 변환기를 포함할 수 있다. 전원 변환 회로(420)는 SMPS(Switched-mode power supply)로 구현될 수 있다. SMPS는 스위칭 동작으로 교류 전원 또는 직류 전원을 변환하여 공급하는 전원 공급 장치이다.
한편, 무선 기기(2)는 고유의 방전 특성을 가질 수 있다. 무선 기기(2)의 전원 변환 회로(420)는 캐패시터와 같은 에너지 저장 소자를 포함하므로, 무선 전력 전송 장치(1)로부터 전력 전송이 중지된 이후에도, 무선 기기(2)는 일정 시간 동안 더 동작할 수 있다. 다시 말해, 무선 전력 전송 장치(1)로부터 전력 전송이 중지된 이후에, 전원 변환 회로(420)에 저장된 잔여 전력이 일정 시간 동안 소비된다. 또한, 무선 기기(2)의 종류에 따라 방전 특성이 상이할 수 있다. 즉, 무선 기기(2)마다 전원 변환 회로(420)의 잔여 전력이 소비되는 속도가 상이할 수 있다.
예를 들면, 송신 코일(210)로부터 전력 전송이 중지되더라도, 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 무선 전력의 전송이 중지된 시점부터 일정 시간 이후에 턴-오프 될 수 있다. 무선 기기(2)로의 전력 전송이 중지된 시점부터 무선 기기(2)의 작동이 완전히 중지되는 시점까지의 경과 시간은 '방전 시간'으로 정의될 수 있다.
통신 모듈(430)은 무선 전력 전송 장치(1)와 통신할 수 있다. 통신 모듈(430)은 다양한 무선 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(430)에는 RF(Radio Frequency), 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 바람직하게는, 통신 모듈(430)은 NFC 태그로 구현될 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 제2 통신 모듈로 호칭될 수 있다.
무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 메모리를 포함할 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 활성화 상태에서 메모리에 활성화 데이터를 기록하고, 비활성화 상태가 되면 메모리에서 활성화 데이터를 삭제할 수 있다.
예를 들면, NFC 태그는 정적 램(SRAM, Static Random Access Memory)을 포함한다. 정적 램(SRAM)은 NFC 태그에 전원이 공급되는 한 그 내용을 계속 보존한다. 그러나 NFC 태그에 전원이 공급되지 않으면 정적 램(SRAM)의 데이터가 삭제된다. 구체적으로, NFC 태그에 전력이 공급되면 SRAM에는 활성화 데이터가 기록되고, NFC 태그에 전력이 공급되지 않으면 SRAM에 기록된 활성화 데이터가 삭제된다. 또한, 정적 램(SRAM)은 빠른 입출력을 가능하게 한다. 즉, 정적 램(SRAM)에 의해 NFC의 활성화가 빠르게 수행될 수 있다.
입력부(440)는 사용자로부터 무선 기기(2)의 동작에 관한 명령을 수신할 수 있다. 입력부(440)는 버튼 또는 다이얼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 입력부(440)는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
제어부(450)는 무선 기기(2)의 구성 요소들과 전기적으로 연결되고, 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(450)는 전원 변환 회로(420), 통신 모듈(430), 입력부(440) 및 주 부하(460)를 제어할 수 있다. 제어부(450)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 무선 기기(2)의 제어부(450)는 제2 제어부로 호칭될 수 있다.
주 부하(460)는 무선 기기(2)에서 가장 큰 전력을 소비하는 구성 요소를 의미한다. 예를 들면, 무선 기기(2)가 조리 기기인 경우, 주 부하(460)는 히터와 같은 열원일 수 있다. 무선 기기(2)가 믹서기인 경우, 주 부하(460)는 모터일 수 있다. 무선 기기(2)가 조명인 경우, 주 부하(460)는 광원의 저항일 수 있다.
한편, 무선 기기(2)가 배터리와 같은 자체 전원을 가지지 않는 경우, 무선 기기(2)는 무선 전력 전송 장치(1)로부터 전력을 받아야 동작할 수 있다. 그런데 무선 기기(2)의 실질적인 동작이 개시되지 않은 대기 상태에서도 무선 전력 전송 장치(1)가 일정한 전력을 계속해서 전송하는 것은 비효율적이다.
일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)가 대기 모드에서 동작할 때 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력의 소비를 최소화할 수 있다. 따라서 전력 효율이 향상될 수 있다.
이를 위해, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는 경우, 무선 기기(2)의 방전 특성에 의해 결정되는 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다. 무선 전력을 주기적으로 전송하는 것은 무선 전력의 전송 개시와 무선 전력의 전송 중지를 반복적으로 수행하는 것을 의미한다.
상술한 바와 같이, 무선 기기(2)의 방전 특성은 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 무선 기기(2)의 방전 시간을 포함한다. 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)의 방전 시간에 기초하여 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 무선 전력의 전송 주기를 결정할 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 동작이 더 상세히 설명된다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에 관한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다(501). 즉, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 송신 코일(210)이 무선 전력을 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 수신 코일(410)과 전원 변환 회로(420)를 통해 필요 전력을 수신하여 활성화될 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)이 활성화되면 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)과 통신 연결될 수 있다(502).
무선 기기(2)의 구동과 관련된 모드에는 동작 모드와 대기 모드가 포함될 수 있다. 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)로부터 전송되는 데이터에 기초하여 무선 기기(2)가 어떤 모드로 동작하는지 판단할 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는지 판단할 수 있다(503).
무선 전력 전송 장치(1)로부터 무선 기기(2)로 전력의 공급이 개시되어 무선 기기(2)의 전원이 켜진 후 미리 정해진 시간 동안 사용자의 조작이 감지되지 않는 경우, 무선 기기(2)는 대기 모드로 진입할 수 있다. 또한, 동작 모드의 실행이 종료된 후 미리 정해진 시간 동안 사용자의 조작이 감지되지 않는 경우에도, 무선 기기(2)는 대기 모드로 진입할 수 있다. 또한, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)가 동작 모드에서 대기 모드로 전환되거나 대기 모드에서 동작 모드로 전환되는 것을 검출할 수 있다.
동작 모드는 무선 기기(2)의 모든 구성 요소에 전원이 공급되는 모드로 정의될 수 있다. 대기 모드는 저전력 소비 모드로서 무선 기기(2)의 일부 구성 요소에만 전원이 공급되는 모드로 정의될 수 있다. 대기 모드에서 무선 기기(2)는 저전력을 소비하도록 제어된다. 예를 들면, 대기 모드에서 무선 기기(2)의 제어부(450)는 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)과 입력부(440)에 전력을 공급하고, 주 부하(460)에는 전력을 공급하지 않도록 전원 변환 회로(420)를 제어할 수 있다.
무선 기기(2)가 대기 모드에 진입하기 전에는, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력을 지속적으로 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(503, 504). 그러나 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는 경우, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)의 방전 특성을 획득할 수 있다(503, 505).
상술한 바와 같이, 무선 기기(2)의 방전 특성은 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 무선 기기(2)의 방전 시간을 포함하는 개념이다. 즉, 무선 기기(2)의 방전 특성은 무선 기기(2)의 방전 시간을 측정함으로써 획득될 수 있다. 무선 기기(2)의 방전 시간을 측정하는 방법은 도 5와 도 6에서 설명된다.
무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)의 방전 특성에 기초하여 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 무선 전력의 전송 주기를 결정할 수 있다(506). 또한, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 전송 주기에 기초하여 무선 전력을 주기적으로 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(507).
한편, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)를 등록하고 결정된 전송 주기를 메모리(332)에 저장할 수 있다. 등록된 무선 기기(2)가 다시 사용될 경우, 제어부(330)는 메모리(332)에 저장된 전송 주기를 이용하여 무선 기기(2)의 대기 모드에서 무선 전력의 전송을 조절할 수 있다.
이와 같이, 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력의 소비를 최소화하면서 무선 기기(3)의 대기 모드를 계속 유지할 수 있게 된다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 더 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 5는 무선 기기(2)가 등록되어 있지 않은 경우 무선 기기(2)의 방전 특성을 획득하는 방법을 설명한다. 도 5를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다(601). 즉, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 송신 코일(210)이 무선 전력을 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다.
무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 수신 코일(410)과 전원 변환 회로(420)를 통해 필요 전력을 수신하여 활성화될 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)이 활성화되면 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)과 통신 연결될 수 있다(602). 이후 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는지 판단할 수 있다(603).
무선 기기(2)가 대기 모드에 진입하기 전에는, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력을 지속적으로 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(603, 604). 그러나 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는 경우, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송이 중지되도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(603, 605).
무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송 중지 이후 무선 기기(2)의 방전 시간을 측정할 수 있다(606). 전술된 바와 같이, 무선 기기(2)의 전원 변환 회로(420)는 캐패시터와 같은 에너지 저장 소자를 포함하므로, 무선 기기(2)는 무선 전력 전송 장치(1)로부터 전력 전송이 중지된 이후에도, 일정 시간 동안 더 동작할 수 있다. 즉, 방전 시간은 무선 기기(2)로의 전력 전송이 중지된 시점부터 무선 기기(2)가 턴-오프 되는 시점까지의 경과 시간이다.
무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)의 방전 시간에 기초하여 대기 모드에서 무선 전력의 전송 주기를 결정할 수 있다(607). 또한, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 전송 주기에 기초하여 무선 전력을 주기적으로 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(608). 구체적으로, 무선 전력 전송 장치(1)는 전송 시간 동안 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송한 후 무선 전력의 전송을 중지하고, 무선 기기(2)가 완전히 방전되기 직전에 다시 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송하는 것을 반복할 수 있다.
한편, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)를 등록하고 결정된 전송 주기를 메모리(332)에 저장할 수 있다. 등록된 무선 기기(2)가 다시 사용될 경우, 제어부(330)는 메모리(332)에 저장된 전송 주기를 이용하여 무선 기기(2)의 대기 모드에서 무선 전력의 전송을 조절할 수 있다.
도 6은 무선 기기의 방전 시간을 결정하는 방법에 관한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송 중지 시점을 확인하고(701), 통신 모듈(320)과 무선 기기(2)와 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출할 수 있다(702). 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송 중지 시점부터 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 무선 기기(2)의 방전 시간으로 결정할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(1)로부터 전력 전송이 중지된 이후에도, 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 전원 변환 회로(420)에 저장된 잔여 전력이 소진될 때까지 동작할 수 있다. 전원 변환 회로(420)로부터 전력의 전송이 중지되면, 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)는 동작을 멈추게 된다. 따라서 통신 모듈(320)과 무선 기기(2)와 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출함으로써 무선 기기(2)의 방전 시간이 산출될 수 있다.
예를 들면, 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)은 NFC 모듈이고, 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 NFC 태그인 경우, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송 중지 시점부터 무선 기기(2)의 NFC 태그에 저장된 활성화 데이터가 삭제되는 시점까지의 경과 시간을 무선 기기(2)의 방전 시간으로 결정할 수 있다.
또한, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)로 테스트 신호를 전송하여 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)에 활성화 데이터가 존재하는지 확인할 수 있다.
그리고 전술된 바와 같이, 대기 모드에서 무선 전력의 전송 주기는 무선 기기(2)의 방전 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 도 7과 도 8에서 방전 시간과 무선 전력의 전송 주기가 더 자세히 설명된다.
도 7은 무선 기기의 방전 시간을 설명하는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)가 무선 기기(2)에 무선 전력을 전송하면, 무선 기기(2) 내 전원 변환 회로(420)에는 제1 전압(Vi)이 인가될 수 있다. 전원 변환 회로(420)는 무선 기기(2)의 각 구성 요소에 적절한 전원을 인가하기 위해 제1 전압(Vi)을 변환한다. 따라서 전원 변환 회로(420)로부터 전원을 공급받는 무선 기기(2)의 다른 구성 요소(예를 들면, 입력부(440))에는 제1 전압(Vi)의 크기와 다른 크기를 갖는 제2 전압(Vo)이 인가될 수 있다.
무선 전력 전송 장치(1)가 무선 전력을 전송하는 동안에는 전원 변환 회로(420)에 인가되는 제1 전압(Vi)이 일정하게 유지될 수 있다. 그러나 무선 전력 전송 장치(1)가 전송 중지 시점(t_off)에 무선 전력의 전송을 중지하면, 전원 변환 회로(420)에 인가되는 제1 전압(Vi)이 감소하게 된다. 제1 전압(Vi)이 감소하더라도 제2 전압(Vo)은 일정하게 유지될 수 있다. 그러나 방전 시간(t_dis - t_off)이 경과하면 제2 전압(Vo)은 급격히 떨어지고 무선 기기(2)의 동작이 모두 멈추게 된다. 제2 전압(Vo)이 급격이 떨어지는 시점(t_dis)이 통신 종료 시점에 해당할 수 있다.
무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)로 테스트 신호를 전송하여 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)에 활성화 데이터가 존재하는지 확인할 수 있다. 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력의 전송 중지 이후 테스트 신호를 전송하도록 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)을 제어할 수 있다.
도 7에서, 테스트 신호는 ta1, ta2, ta3 시점에 전송된 것으로 예시된다. ta1과 ta2 시점에는 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)가 활성화 데이터를 확인할 수 있을 것이다. 그러나 t_dis 시점에 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)에서 활성화 데이터가 삭제되므로, ta3 시점에는 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)가 활성화 데이터를 확인할 수 없게 된다. 이와 같이, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 복수의 테스트 신호를 전송함으로써 무선 기기(2)의 방전 시간(t_dis - t_off)을 찾을 수 있다.
도 8은 무선 기기의 대기 모드에서 무선 전력이 주기적으로 전송되는 것을 보여주는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는 경우, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 전력을 주기적으로 전송할 수 있다. 다시 말해, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 전력의 전송과 전송 중지를 반복할 수 있다. 도 8에서 t1, t4 시점에 무선 전력의 전송이 중지되고, t2, t5시점에 무선 전력이 전송된다.
대기 모드가 유지되는 전체 시간 동안, 전원 변환 회로(420)로부터 전원을 공급받는 무선 기기(2)의 다른 구성 요소에 인가되는 제2 전압(Vo)은 일정한 것이 확인된다. 이와 같이, 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력의 소비를 최소화하면서 무선 기기(3)의 대기 모드를 계속 유지할 수 있게 된다. 사용자는 필요시 즉시 무선 기기(3)를 웨이크업 시켜 동작 모드로 전환시킬 수 있다.
무선 전력의 전송 주기(T_p)는 방전 시간보다 길게 결정될 수 있다. 무선 전력의 전송 주기(T_p)는 무선 전력의 전송 시간(T_on)과 무선 기기(2)의 방전 시간의 합으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 무선 기기(2)의 방전 시간이 5초인 경우, 무선 전력의 전송 시간(T_on)이 2초로 결정될 수 있고, 그에 따라 무선 전력의 전송 주기(T_p)는 7초로 결정될 수 있다.
다른 예로서, 무선 전력의 전송 주기(T_p)는 방전 시간과 전송 주기의 합보다 짧은 시간으로 결정될 수 있다. 방전 시간이 경과하기 직전에 무선 전력을 전송해줌으로써 대기 모드의 유지가 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 도 7에서 무선 기기(2)의 방전 시간(t_dis - t_off)이 5초로 결정되는 경우, 도 8에서 무선 전력의 전송 시간(T_on)이 2초로 결정될 수 있고, 무선 전력의 전송 주기(T_p)는 6.9초로 결정될 수 있다. 즉, 도 8에서 무선 전력이 중지되는 간격(t2 - t1)은 무선 기기(2)의 방전 시간(t_dis - t_off)보다 짧게 설정될 수 있다.
한편, 무선 전력의 전송 시간(T_on)은 미리 정해진 값이거나 무선 기기(2)의 방전 특성에 기초하여 결정되는 것일 수 있다. 전술된 바와 같이, 무선 기기(2)는 고유의 방전 특성을 갖고, 전원 변환 회로(420)의 특성이 무선 기기(2)의 종류마다 상이할 수 있다. 따라서 전원 변환 회로(420)에 인가되는 전압이 일정 값까지 도달하는데 걸리는 시간도 무선 기기(2)의 종류마다 상이할 수 있다.
도 9와 도 10은 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력 전송 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송할 수 있다(801). 즉, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 송신 코일(210)이 무선 전력을 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)은 수신 코일(410)과 전원 변환 회로(420)를 통해 필요 전력을 수신하여 활성화될 수 있다. 무선 기기(2)의 통신 모듈(430)이 활성화되면 무선 전력 전송 장치(1)의 통신 모듈(320)과 통신 연결될 수 있다(802).
무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)가 등록된 기기인지 판단할 수 있다(803). 무선 기기(2)가 등록된 기기인 경우, 무선 전력 전송 장치(1)는 등록된 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는지 판단할 수 있다(804). 무선 기기(2)가 대기 모드에 진입하기 전에는, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 전력을 지속적으로 전송하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다(805).
등록된 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입하는 경우, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 메모리(332)로부터 등록된 무선 기기(2)에 관한 무선 전력의 전송 주기를 획득할 수 있다(806). 무선 전력 전송 장치(1)는 등록된 무선 기기(2)에 관한 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 무선 전력을 주기적으로 전송할 수 있다(807). 이와 같이, 등록된 무선 기기(2)에 관한 데이터를 가져옴으로써 무선 기기(2)가 대기 모드로 진입 시 무선 전력의 전송 제어가 곧바로 수행될 수 있다.
그러나 무선 기기(2)가 등록되지 않은 기기인 경우, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)의 대기 모드에서 무선 전력의 전송 주기를 결정하기 위한 프로세스를 수행할 수 있다. 즉, 무선 기기(2)가 등록되지 않은 기기인 경우, 도 4의 503 단계부터 507 단계 또는 도 5의 603 단계부터 608 단계가 수행될 수 있다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 컨트롤 패널(12)을 통해 등록된 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 리셋 명령을 수신할 수 있다(901). 무선 기기(2)의 노화 또는 상태 변화로 인해 방전 특성이 변화할 수 있다. 따라서 등록된 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 무선 전력의 전송 주기가 이미 저장되어 있더라도, 저장된 전송 주기가 부적절하게 되는 상황이 발생할 수 있다. 이런 상황이 발생한 경우, 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 무선 전력의 전송 주기를 재설정하는 것이 요구된다.
등록된 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 리셋 명령을 수신하면, 무선 전력 전송 장치(1)는 무선 기기(2)로 무선 전력을 전송한 후 전송을 중지할 수 있다(902). 즉, 무선 전력 전송 장치(1)는 제어부(330)는 일정 시간 동안 무선 전력을 전송 후 전송을 중지하도록 구동 회로(310)를 제어할 수 있다.
다음으로, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 무선 기기(2)의 방전 시간을 측정하고(903), 무선 기기(2)의 방전 시간에 기초하여 무선 전력의 전송 주기를 변경할 수 있다(904). 또한, 무선 전력 전송 장치(1)의 제어부(330)는 변경된 무선 전력의 전송 주기를 메모리(332)에 저장할 수 있다(905). 무선 기기(2)의 방전 시간을 측정하고 무선 전력의 전송 주기를 변경하는 방법은 도 4 내지 도 6에서 설명된 것과 동일하다. 이와 같이, 무선 기기(2)의 대기 모드에 관한 무선 전력의 전송 주기가 재설정됨에 따라 부적절한 대기 전력의 소비가 최소화될 수 있다.
전술된 바와 같이, 개시된 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 제어 방법 및 무선 전력 시스템은, 무선 기기의 대기 모드에서 무선 전력의 전송을 조절함으로써 대기 전력의 소비를 최소화할 수 있다. 따라서 무선 전력 전송 장치의 전력 효율이 향상될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 무선 전력 전송 장치
2: 무선 기기
10: 플레이트
11: 구동 영역
12: 컨트롤 패널
20: 코일 어셈블리
30: 구동 어셈블리
210: 송신 코일
310: 구동 회로
320: 통신 모듈
330: 제어부

Claims (19)

  1. 플레이트;
    상기 플레이트 상에 배치되는 무선 기기로 무선 전력을 전송하는 송신 코일;
    상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로;
    상기 무선 기기와 통신하는 통신 모듈; 및
    상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성에 의해 결정되는 상기 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 상기 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 상기 구동 회로를 제어하는 제어부; 를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 특성은, 상기 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 상기 무선 기기의 방전 시간을 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는, 무선 전력 전송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송이 중지되도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 이후 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는, 무선 전력 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 통신 모듈과 상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는, 무선 전력 전송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 무선 기기의 통신 모듈에 저장된 활성화 데이터가 삭제되는 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는, 무선 전력 전송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 무선 기기로 테스트 신호를 전송하여 상기 무선 기기의 통신 모듈에 상기 활성화 데이터가 존재하는지 확인하는, 무선 전력 전송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 무선 기기가 등록된 기기인 경우, 메모리로부터 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력의 전송 주기를 획득하는, 무선 전력 전송 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 등록된 무선 기기의 대기 모드에 관한 리셋 명령이 수신되는 경우, 상기 무선 기기로 상기 무선 전력을 전송한 후 전송을 중지하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 변경하는, 무선 전력 전송 장치.
  9. 송신 코일, 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로 및 통신 모듈을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 송신 코일에 의해 플레이트 상에 배치되는 무선 기기로 무선 전력을 전송하고;
    상기 통신 모듈에 의해 상기 무선 기기와 통신하고;
    상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성을 획득하고;
    상기 무선 기기의 방전 특성에 기초하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하고; 및
    상기 무선 전력이 주기적으로 전송되도록 상기 송신 코일에 전류를 인가하는 구동 회로를 제어하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 특성은, 상기 무선 전력의 전송이 중지된 상태에서 측정되는 상기 무선 기기의 방전 시간을 포함하고,
    상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것은,
    상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 특성을 획득하는 것은,
    상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송이 중지되도록 상기 구동 회로를 제어하고; 및
    상기 무선 전력의 전송 중지 이후 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은,
    상기 통신 모듈과 상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고; 및
    상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은,
    상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 무선 기기의 통신 모듈에 저장된 활성화 데이터가 삭제되는 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하는 것은,
    상기 무선 기기로 테스트 신호를 전송하여 상기 무선 기기의 통신 모듈에 상기 활성화 데이터가 존재하는지 확인하는 것;을 더 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는 것은,
    상기 무선 기기가 등록된 기기인 경우, 메모리로부터 등록된 무선 기기에 관한 무선 전력의 전송 주기를 획득하는 것;을 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 등록된 무선 기기의 대기 모드에 관한 리셋 명령이 수신되는 경우, 상기 무선 기기로 상기 무선 전력을 전송한 후 전송을 중지하도록 상기 구동 회로를 제어하고; 및
    상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하여 상기 무선 전력의 전송 주기를 변경하는 것;을 더 포함하는 무선 전력 전송 장치의 제어 방법.
  17. 무선 기기; 및
    상기 무선 기기로 무선 전력을 전송하고, 상기 무선 기기가 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 기기의 방전 특성에 의해 결정되는 상기 무선 전력의 전송 주기에 기초하여 상기 무선 전력을 주기적으로 전송하는 무선 전력 전송 장치;를 포함하는 무선 전력 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 장치는,
    상기 무선 기기가 상기 대기 모드로 진입하는 경우 상기 무선 전력의 전송을 중지하고, 상기 무선 기기의 방전 시간을 측정하며, 상기 무선 기기의 방전 시간에 기초하여 상기 무선 기기의 대기 모드에 관한 상기 무선 전력의 전송 주기를 결정하는, 무선 전력 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 장치는,
    상기 무선 기기와의 통신이 종료되는 통신 종료 시점을 검출하고, 상기 무선 전력의 전송 중지 시점부터 상기 통신 종료 시점까지의 경과 시간을 상기 무선 기기의 방전 시간으로 결정하는, 무선 전력 시스템.
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