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WO2017043925A1 - 무선 전력 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 전력 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Publication number
WO2017043925A1
WO2017043925A1 PCT/KR2016/010190 KR2016010190W WO2017043925A1 WO 2017043925 A1 WO2017043925 A1 WO 2017043925A1 KR 2016010190 W KR2016010190 W KR 2016010190W WO 2017043925 A1 WO2017043925 A1 WO 2017043925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wireless power
power
load
level
wireless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/010190
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김봉철
김도원
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160079566A external-priority patent/KR102513790B1/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Priority to CN201680052006.0A priority Critical patent/CN108093664B/zh
Priority to EP16844741.5A priority patent/EP3349330B1/en
Publication of WO2017043925A1 publication Critical patent/WO2017043925A1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge

Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for wireless power transfer.
  • Mobile terminals such as mobile phones or PDAs (Personal Digital Assistants) are driven by rechargeable batteries due to their characteristics, and in order to charge such batteries, electric energy is supplied to the batteries of the mobile terminals using a separate charging device.
  • the charging device and the battery are configured with separate contact terminals on the outside thereof, thereby contacting each other to electrically connect the charging device and the battery.
  • the wireless charging technology uses wireless power transmission and reception.
  • a mobile phone can be charged automatically by simply placing a mobile phone on a charging pad without connecting a separate charging connector.
  • a cordless electric toothbrush or a cordless electric shaver Generally known to the public as a cordless electric toothbrush or a cordless electric shaver.
  • This wireless charging technology can increase the waterproof function by charging the electronics wirelessly, and there is an advantage to increase the portability of electronic devices because no wired charger is required, and related technologies are expected to develop significantly in the coming electric vehicle era. .
  • Such wireless charging technologies include electromagnetic induction using coils, resonance using resonance, and radio wave radiation (RF / Micro Wave Radiation) for converting electrical energy into microwaves.
  • RF / Micro Wave Radiation radio wave radiation
  • the method of transmitting power by electromagnetic induction is a method of transmitting power between a primary coil and a secondary coil.
  • an induced current is generated.
  • a magnetic field is generated at the transmitter and a current is induced by the change of the magnetic field at the receiver to generate energy.
  • This phenomenon is called a magnetic induction phenomenon and the power transmission method using the same has excellent energy transmission efficiency.
  • MIT professor Soljacic introduced the Coupled Mode Theory, which uses the resonant power transfer principle to introduce a system that allows electricity to be transferred wirelessly even if it is several meters away from the charging device. Instead of resonating sound, the MIT team resonated electromagnetic waves containing electrical energy. Resonant electrical energy is transmitted directly only when there is a device with a resonant frequency, and the unused part is absorbed into the electromagnetic field instead of spreading into the air, so unlike other electromagnetic waves, it is expected that it will not affect the surrounding machinery or the body. .
  • batteries and wireless power transmission may be considered in order to realize wirelessization without power lines in TVs, monitors, and home appliances.
  • the battery life may be limited by the number of times of charge and discharge.
  • wireless power transmission is based on a battery environment in which the load is determined by the charging current of the battery, and the control is based on the charging current of the battery.
  • wireless power transmission is not a battery environment has a wide range of load fluctuations than the load due to the charging current of the battery, and changes in a short time, there is a problem that wireless power transmission is difficult in the conventional manner.
  • a range of wireless power levels is changed and the wireless power is transmitted only as much as the amount of power used by the load. It is possible to provide a wireless power transmission method and apparatus that can stably transmit wireless power while maintaining high efficiency even without additional circuits.
  • a wireless power transmission method of a wireless power transmitter transmitting power of a first level determined based on a maximum load power level of a load electrically connected to a wireless power receiver, to the wireless power receiver. process; Receiving information on a used load power level according to a load change of the load from the wireless power receiver; And controlling a power level transmitted to the wireless power receiver according to the received information about the used load power level.
  • a method of receiving a wireless power of a wireless power receiver may include receiving a first level of power determined from a wireless power transmitter based on a maximum load power level of a load electrically connected to the wireless power receiver. ; Obtaining information about a used load power level according to a load change of the load electrically connected to the wireless power receiver; Transmitting information on the obtained used load power level to the wireless power transmitter; And receiving power of a controlled power level in response to the information on the used load power level from the wireless power transmitter.
  • a wireless power transmitter may include: a communication unit configured to receive information on a maximum load power level of a load electrically connected to a wireless power receiver and information on a used load power level according to a load change of the load. ; Transmitting power of the first level determined based on the maximum load power level to the wireless power receiver, receiving information on the used load power level according to the load variation of the load from the wireless power receiver, and receiving the received use.
  • a control unit controlling a power level transmitted to the wireless power receiver according to information on a load power level; And a wireless power transmitter configured to transmit wireless power to the wireless power receiver under the control of the controller.
  • a wireless power receiver information on a maximum load power level of a load electrically connected to the wireless power receiver and information on a used load power level different from the load variation of the load may be provided.
  • Communication unit for transmitting to;
  • a control unit which controls to transmit the information on the maximum load power and the information on the used load power level to the wireless power transmitter;
  • a wireless power receiver configured to receive wireless power from the wireless power transmitter.
  • the fluctuation range of the load may be wide and fast. Even under changing conditions, it is possible to transmit wireless power stably while maintaining high efficiency without additional circuitry. Accordingly, it is possible to reduce the waste of resources or the loss of efficiency for various wireless power transmission conditions, such as not in a battery environment or supplying wireless power to an electronic device in real time.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device 101 in a network environment 100 in various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram of a program module according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an overall operation of a wireless power transmission system.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a detailed block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of transmitting wireless power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 8A and 8B are graphs illustrating load variation according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating wireless power transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a wireless power transmission process of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a wireless power reception process of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A or / and B,” or “one or more of A or / and B,” and the like may include all possible combinations of items listed together.
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B” includes (1) at least one A, (2) at least one B, Or (3) both of cases including at least one A and at least one B.
  • first,” “second,” “first,” or “second,” and the like may modify various components, regardless of order and / or importance, and may form a component. It is used to distinguish it from other components and does not limit the components.
  • the first user device and the second user device may represent different user devices regardless of the order or importance.
  • the first component may be called a second component, and similarly, the second component may be renamed to the first component.
  • One component (such as a first component) is "(functionally or communicatively) coupled with / to" to another component (such as a second component) or " When referred to as “connected to”, it should be understood that any component may be directly connected to the other component or may be connected through another component (eg, a third component).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • no other component e.g., a third component
  • the expression “configured to” as used in this document is, for example, “having the capacity to” depending on the context, for example, “suitable for,” “. It may be used interchangeably with “designed to,” “adapted to,” “made to,” or “capable of.”
  • the term “configured to” may not necessarily mean only “specifically designed to” in hardware. Instead, in some situations, the expression “device configured to” may mean that the device “can” along with other devices or components.
  • the phrase “processor configured (or set up) to perform A, B, and C” may execute a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform the operation, or one or more software programs stored in a memory device. By doing so, it may mean a general-purpose processor (for example, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • An electronic device may include, for example, a smartphone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, and an e-book reader.
  • wearable devices may be accessory (eg, watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, glasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs)), textiles, or clothing one-pieces (eg, it may include at least one of an electronic garment, a body attachment type (eg, a skin pad or a tattoo), or a living implantable type (eg, an implantable circuit).
  • HMDs head-mounted-devices
  • the electronic device may be a home appliance.
  • Home appliances are, for example, televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwaves, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation controls Panel (home automation control panel), security control panel, TV box (e.g. Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM), game console (e.g. Xbox TM, PlayStation TM), electronic dictionary It may include at least one of an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • audio refrigerators
  • air conditioners vacuum cleaners
  • ovens ovens
  • microwaves washing machines
  • air purifiers set-top boxes
  • home automation controls Panel home automation control panel
  • security control panel TV box
  • TV box e.g. Samsung HomeSync TM, Apple TV TM, or Google TV TM
  • game console e.g. Xbox TM, PlayStation TM
  • electronic dictionary It may include at least one of an electronic key
  • the electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Such as computed tomography (CT), imaging or ultrasound, navigation devices, satellite navigation systems (global navigation satellite systems), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), and automotive infotainment ) Devices, ship's electronic equipment (e.g.
  • Point of sales, point of sales, or Internet of things may include at least one.
  • an electronic device may be a piece of furniture or a building / structure, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument).
  • the electronic device may be a combination of one or more of the aforementioned various devices.
  • An electronic device according to an embodiment may be a flexible electronic device.
  • the electronic device according to an embodiment of the present disclosure is not limited to the above-described devices, and may include a new electronic device according to technology development.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • a device eg, an artificial intelligence electronic device
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device 101 in a network environment 100 in various embodiments.
  • the electronic device 101 may include a bus 110, a processor 120, a memory 130, an input / output interface 150, a display 160, and a communication interface 170. In some embodiments, the electronic device 101 may omit at least one of the above components or additionally include other components.
  • the bus 110 may include, for example, circuits connecting the components to each other and transferring communication (eg, control messages and / or data) between the components.
  • the processor 120 may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP).
  • the processor 120 may execute, for example, an operation or data processing related to control and / or communication of at least one other component of the electronic device 101.
  • the memory 130 may include volatile and / or nonvolatile memory.
  • the memory 130 may store, for example, commands or data related to at least one other element of the electronic device 101.
  • the memory 130 may store software and / or a program 140.
  • the program 140 may be, for example, a kernel 141, middleware 143, an application programming interface (API) 145, and / or an application program 147 (or “application”), or the like. It may include. At least a portion of kernel 141, middleware 143, or API 145 may be referred to as an operating system (OS).
  • OS operating system
  • the kernel 141 may be a system resource (eg, used to execute an action or function implemented in, for example, other programs (eg, middleware 143, API 145, or application program 147).
  • the bus 110, the processor 120, or the memory 130 may be controlled or managed.
  • the kernel 141 may provide an interface for controlling or managing system resources by accessing individual components of the electronic device 101 from the middleware 143, the API 145, or the application program 147. Can be.
  • the middleware 143 may perform a relay role so that the API 145 or the application program 147 may communicate with the kernel 141 to exchange data.
  • the middleware 143 may process one or more work requests received from the application program 147 according to priority.
  • the middleware 143 may use system resources (eg, the bus 110, the processor 120, or the memory 130, etc.) of the electronic device 101 for at least one of the application programs 147. Can be given priority.
  • the middleware 143 may perform the scheduling or load balancing of the one or more work requests by processing the one or more work requests according to the priority given to the at least one.
  • the API 145 is, for example, an interface for the application 147 to control a function provided by the kernel 141 or the middleware 143, for example, file control, window control, image processing, or text. It may include at least one interface or function (eg, a command) for control.
  • the input / output interface 150 may serve as, for example, an interface capable of transferring a command or data input from a user or another external device to other component (s) of the electronic device 101.
  • the input / output interface 150 may output commands or data received from other component (s) of the electronic device 101 to a user or another external device.
  • Display 160 may be, for example, a liquid crystal display (LCD), a light-emitting diode (LED) display, an organic light-emitting diode (OLED) display, or Microelectromechanical systems (MEMS) displays, or electronic paper displays.
  • the display 160 may display, for example, various contents (eg, text, images, videos, icons, symbols, etc.) to the user.
  • the display 160 may include a touch screen and may receive, for example, a touch, gesture, proximity, or hovering input using an electronic pen or a part of a user's body.
  • the communication interface 170 may establish communication between the electronic device 101 and an external device (eg, the first external electronic device 102, the second external electronic device 104, or the server 106). Can be.
  • the communication interface 170 may be connected to the network 162 through wireless or wired communication to communicate with an external device (eg, the second external electronic device 104 or the server 106).
  • Wireless communication is, for example, a cellular communication protocol, for example, long-term evolution (LTE), LTE Advance (LTE-A), code division multiple access (CDMA), wideband CDMA (WCDMA), UMTS (universal).
  • LTE long-term evolution
  • LTE-A LTE Advance
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • UMTS universal
  • WBro mobile telecommunication system
  • WiBro wireless broadband
  • GSM global system for mobile communications
  • wireless communication may include, for example, near field communication 164.
  • the short range communication 164 may include, for example, at least one of wireless fidelity (WiFi), Bluetooth, near field communication (NFC), global navigation satellite system (GNSS), and the like.
  • WiFi wireless fidelity
  • NFC near field communication
  • GNSS global navigation satellite system
  • GNSS may be used according to the region or bandwidth used, for example, Global Positioning System (GPS), Global Navigation Satellite System (Glonass), Beidou Navigation Satellite System (hereinafter referred to as "Beidou”) or Galileo, the European global satellite-based navigation system. It may include at least one of.
  • GPS Global Positioning System
  • Glonass Global Navigation Satellite System
  • Beidou Beidou Navigation Satellite System
  • Galileo the European global satellite-based navigation system. It may include at least one of.
  • GPS Global Positioning System
  • the wired communication may include, for example, at least one of a universal serial bus (USB), a high definition multimedia interface (HDMI), a reduced standard 232 (RS-232), a plain old telephone service (POTS), and the like.
  • the network 162 may include a telecommunications network, for example, at least one of a computer network (for example, a LAN or WAN), the Internet, and a telephone network.
  • Each of the first and second external electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101.
  • server 106 may comprise a group of one or more servers.
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in another or a plurality of electronic devices (for example, the electronic devices 102 and 104 or the server 106).
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or by request, the electronic device 101 instead of or in addition to executing the function or the service by itself, At least some functions associated with the request may be requested to another device (eg, the electronic device 102 or 104 or the server 106).
  • the other electronic device may execute the requested function or the additional function and transmit the result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the received result as it is or additionally to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 201 may include, for example, all or part of the electronic device 101 illustrated in FIG. 1.
  • the electronic device 201 may include one or more processors (eg, an application processor (AP) 210), a communication module 220, a subscriber identification module 224, a memory 230, a sensor module 240, and an input device 250. ), A display 260, an interface 270, an audio module 280, a camera module 291, a power management module 295, a battery 296, an indicator 297, and a motor 298. have.
  • AP application processor
  • the processor 210 may control, for example, a plurality of hardware or software components connected to the processor 210 by running an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the processor 210 may be implemented with, for example, a system on chip (SoC).
  • SoC system on chip
  • the processor 210 may further include a graphic processing unit (GPU) and / or an image signal processor.
  • the processor 210 may include at least some of the components illustrated in FIG. 2 (eg, the cellular module 221).
  • the processor 210 may load and process instructions or data received from at least one of other components (eg, nonvolatile memory) into volatile memory, and store various data in the nonvolatile memory. have.
  • the communication module 220 may have a configuration that is the same as or similar to that of the communication interface 170 of FIG. 1.
  • the communication module 220 may be, for example, a cellular module 221, a WiFi module 223, a BT module 225, a GNSS module 227, an NFC module 228, and a radio frequency (RF) module 229. It may include.
  • the cellular module 221 may provide, for example, a voice call, a video call, a text service, or an internet service through a communication network. According to an embodiment of the present disclosure, the cellular module 221 may perform identification and authentication of the electronic device 201 in a communication network by using a subscriber identification module (eg, the SIM card 224). According to an embodiment, the cellular module 221 may perform at least some of the functions that the processor 210 may provide. According to an embodiment, the cellular module 221 may include a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • Each of the WiFi module 223, the BT module 225, the GNSS module 227, or the NFC module 228 may include, for example, a processor for processing data transmitted and received through a corresponding module.
  • at least some (eg, two or more) of the cellular module 221, the WiFi module 223, the BT module 225, the GNSS module 227, or the NFC module 228 may be one integrated chip. (IC) or in an IC package.
  • the RF module 229 may transmit / receive a communication signal (for example, an RF signal), for example.
  • the RF module 229 may include, for example, a transceiver, a power amp module (PAM), a frequency filter, a low noise amplifier (LNA), an antenna, or the like.
  • PAM power amp module
  • LNA low noise amplifier
  • at least one of the cellular module 221, the WiFi module 223, the BT module 225, the GNSS module 227, or the NFC module 228 may transmit and receive an RF signal through a separate RF module. Can be.
  • Subscriber identification module 224 may include, for example, a card that includes a subscriber identification module and / or an embedded SIM, and may include unique identification information (eg, an integrated circuit card identifier (ICCID)) or It may include subscriber information (eg, international mobile subscriber identity (IMSI)).
  • ICCID integrated circuit card identifier
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the memory 230 may include, for example, an internal memory 232 or an external memory 234.
  • the internal memory 232 may be, for example, volatile memory (eg, dynamic RAM (DRAM), static RAM (SRAM), or synchronous dynamic RAM (SDRAM), etc.), non-volatile memory (eg, non-volatile memory).
  • volatile memory eg, dynamic RAM (DRAM), static RAM (SRAM), or synchronous dynamic RAM (SDRAM), etc.
  • non-volatile memory eg, non-volatile memory.
  • SSD solid state drive
  • the external memory 234 may be a flash drive, for example, compact flash (CF), secure digital (SD), micro secure digital (Micro-SD), mini secure digital (Mini-SD), or extreme (xD). It may further include a digital, or a memory stick (memory stick).
  • the external memory 234 may be functionally and / or physically connected to the electronic device 201 through various interfaces.
  • the sensor module 240 may measure, for example, a physical quantity or detect an operation state of the electronic device 201 and convert the measured or detected information into an electrical signal.
  • the sensor module 240 includes, for example, a gesture sensor 240A, a gyro sensor 240B, an air pressure sensor 240C, a magnetic sensor 240D, an acceleration sensor 240E, a grip sensor 240F, and a proximity sensor ( 240G), color sensor 240H (e.g., red (green, blue) sensor), biometric sensor 240I, temperature / humidity sensor 240J, illuminance sensor 240K, or UV (ultra violet) ) May include at least one of the sensors 240M.
  • the sensor module 240 may include, for example, an olfactory sensor, an electromyography sensor, an electroencephalogram sensor, an electrocardiogram sensor. And infrared (IR) sensors, iris sensors, and / or fingerprint sensors.
  • the sensor module 240 may further include a control circuit for controlling at least one or more sensors belonging therein.
  • the electronic device 201 further includes a processor configured to control the sensor module 240, as part of or separately from the AP 210, while the AP 210 is in a sleep state. The sensor module 240 may be controlled.
  • the input device 250 may be, for example, a touch panel 252, a (digital) pen sensor 254, a key 256, or an ultrasonic input device ( 258).
  • the touch panel 252 may use at least one of capacitive, resistive, infrared, or ultrasonic methods, for example.
  • the touch panel 252 may further include a control circuit.
  • the touch panel 252 may further include a tactile layer to provide a tactile response to the user.
  • the (digital) pen sensor 254 may be, for example, part of a touch panel or may include a separate sheet for recognition.
  • the key 256 may include, for example, a physical button, an optical key, or a keypad.
  • the ultrasonic input device 258 may check data by detecting sound waves with a microphone (for example, the microphone 288) in the electronic device 201 through an input tool for generating an ultrasonic signal.
  • Display 260 may include panel 262, hologram device 264, or projector 266.
  • the panel 262 may include a configuration that is the same as or similar to that of the display 160 of FIG. 1.
  • the panel 262 may be implemented to be, for example, flexible, transparent, or wearable.
  • the panel 262 may be configured as a single module with the touch panel 252.
  • the hologram 264 may show a stereoscopic image in the air by using interference of light.
  • the projector 266 may display an image by projecting light onto a screen.
  • the screen may be located inside or outside the electronic device 201.
  • the display 260 may further include a control circuit for controlling the panel 262, the hologram device 264, or the projector 266.
  • the interface 270 may be, for example, a high-definition multimedia interface (HDMI) 272, a universal serial bus (USB) 274, an optical interface 276, or a D-subminiature ) 278.
  • the interface 270 may be included in, for example, the communication interface 170 illustrated in FIG. 1.
  • interface 270 may be, for example, a mobile high-definition link (MHL) interface, a secure digital (SD) card / multi-media card (MMC) interface, or an infrared data association (IrDA) compliant interface. It may include.
  • MHL mobile high-definition link
  • SD secure digital
  • MMC multi-media card
  • IrDA infrared data association
  • the audio module 280 may bilaterally convert, for example, a sound and an electrical signal. At least some components of the audio module 280 may be included in, for example, the input / output interface 150 illustrated in FIG. 1.
  • the audio module 280 may process sound information input or output through, for example, a speaker 282, a receiver 284, an earphone 286, a microphone 288, or the like.
  • the camera module 291 is, for example, a device capable of capturing still images and moving images.
  • the camera module 291 may include one or more image sensors (eg, a front sensor or a rear sensor), a lens, and an image signal processor (ISP). Or flash (eg, LED or xenon lamp).
  • image sensors eg, a front sensor or a rear sensor
  • ISP image signal processor
  • flash eg, LED or xenon lamp
  • the power management module 295 may manage power of the electronic device 201, for example.
  • the power management module 295 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charger integrated circuit (ICC), or a battery or fuel gauge.
  • the PMIC may have a wired and / or wireless charging scheme.
  • the wireless charging method may include, for example, a magnetic resonance method, a magnetic induction method, an electromagnetic wave method, or the like, and may further include additional circuits for wireless charging, such as a coil loop, a resonance circuit, a rectifier, and the like. have.
  • the battery gauge may measure, for example, the remaining amount of the battery 296, the voltage, the current, or the temperature during charging.
  • the battery 296 may include, for example, a rechargeable battery and / or a solar battery.
  • the indicator 297 may display a specific state of the electronic device 201 or a part thereof (for example, the processor 210), for example, a booting state, a message state, or a charging state.
  • the motor 298 may convert an electrical signal into mechanical vibrations, and may generate a vibration or haptic effect.
  • the electronic device 201 may include a processing device (eg, a GPU) for supporting mobile TV.
  • the processing device for supporting mobile TV may process media data according to a standard such as digital multimedia broadcasting (DMB), digital video broadcasting (DVB), or mediaFlo TM.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVD digital video broadcasting
  • mediaFlo TM mediaFlo TM
  • Each of the components described in this document may be composed of one or more components, and the name of the corresponding component may vary according to the type of electronic device.
  • the electronic device may be configured to include at least one of the components described in this document, and some components may be omitted or further include additional components.
  • some of the components of the electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be combined to form a single entity, and thus may perform the same functions of the corresponding components before being combined.
  • FIG. 3 is a block diagram of a program module according to various embodiments of the present disclosure.
  • the program module 310 (eg, the program 140) is an operating system (OS) and / or operation that controls resources related to the electronic device (eg, the electronic device 101). It may include various applications (for example, an application program 147) running on the system.
  • the operating system may be, for example, android, ios, windows, symbian, tizen, bada, or the like.
  • the program module 310 may include a kernel 320, middleware 330, an application programming interface (API) 360, and / or an application 370. At least a part of the program module 310 may be preloaded on the electronic device, or may be downloaded from an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104, or a server (eg, the server 106).
  • API application programming interface
  • the kernel 320 may include, for example, a system resource manager 321 and / or a device driver 323.
  • the system resource manager 321 may perform control, allocation, or retrieval of system resources.
  • the system resource manager 321 may include a process manager, a memory manager, or a file system manager.
  • the device driver 323 may include, for example, a display driver, a camera driver, a Bluetooth driver, a shared memory driver, a USB driver, a keypad driver, a WiFi driver, an audio driver, or an inter-process communication (IPC) driver. .
  • IPC inter-process communication
  • the middleware 330 may provide various functions through the API 360, for example, to provide functions commonly required by the application 370, or to allow the application 370 to efficiently use limited system resources inside the electronic device. Functions may be provided to the application 370.
  • the middleware 330 eg, the middleware 143 may include a runtime library 335, an application manager 341, a window manager 342, and a multimedia manager. 343, resource manager 344, power manager 345, database manager 346, package manager 347, connectivity manager (348), a notification manager (349), a location manager (350), a graphic manager (351), or a security manager (352) can do.
  • the runtime library 335 may include, for example, a library module that the compiler uses to add new functionality through the programming language while the application 370 is running.
  • the runtime library 335 may perform input / output management, memory management, or a function for an arithmetic function.
  • the application manager 341 may manage, for example, a life cycle of at least one of the applications 370.
  • the window manager 342 may manage GUI resources used on the screen.
  • the multimedia manager 343 may grasp formats required for playing various media files and perform encoding or decoding of media files using a codec suitable for the format.
  • the resource manager 344 may manage resources such as source code, memory, or storage space of at least one of the applications 370.
  • the power manager 345 may operate together with a basic input / output system (BIOS) to manage a battery or power, and provide power information necessary for the operation of the electronic device.
  • the database manager 346 may generate, search for, or change a database to be used by at least one of the applications 370.
  • the package manager 347 may manage installation or update of an application distributed in the form of a package file.
  • the connection manager 348 may manage, for example, a wireless connection such as WiFi or Bluetooth. Notification manager 349 may display or notify events such as arrival messages, appointments, proximity notifications, and the like in a manner that does not disturb the user.
  • the location manager 350 may manage location information of the electronic device.
  • the graphic manager 351 may manage graphic effects to be provided to the user or a user interface related thereto.
  • the security manager 352 may provide various security functions required for system security or user authentication. According to an embodiment of the present disclosure, when the electronic device (for example, the electronic device 101) includes a telephone function, the middleware 330 further includes a telephone manager for managing a voice or video call function of the electronic device. can do.
  • the middleware 330 may include a middleware module that forms a combination of various functions of the above-described components.
  • the middleware 330 may provide a module specialized for each type of OS in order to provide a differentiated function.
  • the middleware 330 may dynamically delete some of the existing components or add new components.
  • API 360 (eg, API 145) is, for example, a set of API programming functions, which may be provided in different configurations depending on the operating system. For example, in the case of Android or iOS, one API set may be provided for each platform, and in Tizen, two or more API sets may be provided for each platform.
  • the application 370 may be, for example, a home 371, a dialer 372, an SMS / MMS 373, an instant message (374), a browser 375, a camera ( 376, alarm 377, contact 378, voice dial 379, email 380, calendar 381, media player 382, album 383, or clock 384, health one or more applications that can provide functions such as care (eg, to measure exercise or blood glucose), or provide environmental information (eg, to provide barometric pressure, humidity, or temperature information).
  • care eg, to measure exercise or blood glucose
  • environmental information eg, to provide barometric pressure, humidity, or temperature information
  • the application 370 may be an application that supports information exchange between an electronic device (eg, the electronic device 101) and an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104).
  • the "information exchange application” may be included.
  • the information exchange application may include, for example, a notification relay application for delivering specific information to the external electronic device, or a device management application for managing the external electronic device.
  • the notification delivery application may include notification information generated by another application of the electronic device (eg, an SMS / MMS application, an email application, a health care application, or an environmental information application). , 104)). Also, the notification delivery application may receive notification information from an external electronic device and provide the notification information to a user, for example.
  • another application of the electronic device eg, an SMS / MMS application, an email application, a health care application, or an environmental information application. , 104)
  • the notification delivery application may receive notification information from an external electronic device and provide the notification information to a user, for example.
  • the device management application may, for example, turn at least one function of an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104) in communication with the electronic device (eg, turn on the external electronic device itself (or some component part). Adjust the brightness (or resolution) of the on / turn-off or display; manage applications (e.g., install, delete, Or update).
  • an external electronic device eg, the electronic devices 102 and 104
  • manage applications e.g., install, delete, Or update).
  • the application 370 may include an application (eg, a health care application of a mobile medical device, etc.) designated according to an attribute of an external electronic device (eg, the electronic devices 102 and 104).
  • the application 370 may include an application received from an external electronic device (for example, the server 106 or the electronic devices 102 and 104).
  • the application 370 may include a preloaded application or a third party application downloadable from a server.
  • the names of the components of the program module 310 according to the illustrated embodiment may vary depending on the type of operating system.
  • At least part of the program module 310 may be implemented in software, firmware, hardware, or a combination of two or more thereof. At least a portion of the program module 310 may be implemented (for example, executed) by, for example, a processor (eg, the processor 120. At least a portion of the program module 310 may perform one or more functions. It may include, for example, a module, a program, a routine, sets of instructions, or a process for performing.
  • module may refer to a unit that includes one or a combination of two or more of hardware, software, or firmware.
  • a “module” may be interchangeably used with terms such as, for example, unit, logic, logical block, component, or circuit.
  • the module may be a minimum unit or part of an integrally constructed part.
  • the module may be a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • the “module” can be implemented mechanically or electronically.
  • a “module” is one of application-specific integrated circuit (ASIC) chips, field-programmable gate arrays (FPGAs), or programmable-logic devices that perform certain operations, known or developed in the future. It may include at least one.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate arrays
  • programmable-logic devices that perform certain operations, known or developed in the future. It may include at least one.
  • At least a portion of an apparatus (e.g., modules or functions thereof) or method (e.g., operations) may be, for example, computer-readable storage media in the form of a program module. It can be implemented as a command stored in.
  • a processor e.g, the processor 120
  • the one or more processors may perform a function corresponding to the instruction.
  • the computer-readable storage medium may be, for example, the memory 130.
  • Computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (e.g. magnetic tape), optical media (e.g. compact disc read only memory), DVD ( digital versatile discs, magneto-optical media (e.g. floptical disks), hardware devices (e.g. read only memory, random access memory (RAM), or flash memory)
  • the program instructions may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code executable by a computer using an interpreter, etc.
  • the hardware device described above may be various. It can be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
  • Modules or program modules according to various embodiments may include at least one or more of the above components, some may be omitted, or further include other components. Operations performed by modules, program modules, or other components in accordance with various embodiments may be executed in a sequential, parallel, repetitive, or heuristic manner. In addition, some operations may be executed in a different order, may be omitted, or other operations may be added.
  • the embodiments disclosed in the present specification are presented for the purpose of explanation and understanding of the disclosed technical contents, and do not limit the scope of the techniques described in the present document. Accordingly, the scope of this document should be construed as including all changes or various embodiments based on the technical spirit of this document.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an overall operation of a wireless power transmission system.
  • the wireless power transmission system may include a wireless power transmitter 400 and at least one wireless power receiver 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power transmitter 400 may wirelessly transmit powers 1-1, 1-2, 1-n to at least one wireless power receiver 410-1, 410-2, 410-n. More specifically, the wireless power transmitter 400 may wirelessly transmit power 1-1, 1-2, 1-n only to an authenticated wireless power receiver that has performed a predetermined authentication procedure.
  • the wireless power transmitter 400 may form an electrical connection with the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power transmitter 400 may transmit wireless power in the form of electromagnetic waves to the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power transmitter 400 may perform bidirectional communication with the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power transmitter 400 and the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n may process or transmit and receive packets 2-1, 2-2, and 2-n composed of predetermined frames. Can be.
  • the frame described above will be described later in more detail.
  • the wireless power receiver may be implemented as a mobile communication terminal, a PDA, a PMP, a smartphone, or the like.
  • the wireless power receiver may be implemented as a TV, a monitor, household appliances, an electric vehicle, or the like.
  • the wireless power transmitter 400 may wirelessly provide power to the plurality of wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power transmitter 400 may transmit power to the plurality of wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n through a resonance method.
  • a distance between the wireless power transmitter 400 and the plurality of wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n may be 30 m or less.
  • a distance between the wireless power transmitter 400 and the plurality of wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n may be preferably 10 cm or less. .
  • the wireless power receivers 410-1, 410-2, 410-n receive a wireless power from the wireless power transmitter 400 and are electrically connected to the wireless power receivers 410-1, 410-2, 410-n. To provide power.
  • the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n may receive a signal for requesting wireless power transmission, information necessary for wireless power reception, wireless power receiver status information, or wireless power transmitter 400 control information.
  • the wireless power transmitter 400 may transmit. Information on the above-described transmission signal will be described later in more detail.
  • the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n may transmit a message indicating the wireless power reception state to the wireless power transmitter 400.
  • the wireless power transmitter 400 may include display means such as a display, and the wireless power receiver 410-1 may be based on a message received from each of the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n. 410-2, 410-n) may be displayed. In addition, the wireless power transmitter 400 may also display information on the amount of power each of the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n supplies to the load.
  • the wireless power transmitter 400 may transmit a control signal to disable the wireless power reception function to each of the wireless power receivers 410-1, 410-2, and 410-n.
  • the wireless power receiver that has received the disable control signal of the wireless power reception function from the wireless power transmitter 400 may disable the wireless power reception function.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 500 may include a power transmitter 511, a controller 512, and a communicator 513.
  • the wireless power receiver 550 may include a power receiver 551, a controller 552, and a communication unit 553.
  • the power transmitter 511 may provide power required by the wireless power transmitter 500, and may wirelessly provide power to the wireless power receiver 550.
  • the power transmitter 511 may supply power in the form of an AC waveform, and may also supply power in the form of an AC waveform by converting it into an AC waveform using an inverter while supplying power in the form of a DC waveform.
  • the power transmitter 511 may be implemented in the form of a built-in battery, or may be implemented in the form of a power receiving interface to receive power from an external source and supply it to other components. It will be readily understood by those skilled in the art that the power transmitter 511 is not limited so long as it is a means capable of providing a constant AC waveform of power.
  • the power transmitter 511 may provide the AC waveform to the wireless power receiver 550 in the form of electromagnetic waves.
  • the power transmitter 511 may further include a loop coil, and thus may transmit or receive a predetermined electromagnetic wave.
  • the inductance L of the loop coil may be changeable.
  • the power transmitter 511 is not limited as long as it can transmit and receive electromagnetic waves.
  • the controller 512 may control the overall operation of the wireless power transmitter 500.
  • the controller 512 may control the overall operation of the wireless power transmitter 500 using an algorithm, a program, or an application required for control read from a storage unit (not shown).
  • the controller 512 may be implemented in the form of a CPU, a microprocessor, or a minicomputer. The detailed operation of the controller 512 will be described later in more detail.
  • the communication unit 513 may communicate with the wireless power receiver 550 in a predetermined manner.
  • the communication unit 513 communicates with the communication unit 553 of the wireless power receiver 550 using near field communication (NFC), ZigBee communication, infrared communication, visible light communication, Bluetooth method, Bluetooth low energy method, and the like. Can be performed.
  • the communication unit 513 according to various embodiments of the present disclosure may perform communication using a Bluetooth low energy method.
  • the communication unit 513 may use a CSMA / CA algorithm. The configuration related to frequency and channel selection used by the communication unit 513 will be described later in more detail.
  • the above-described communication method is merely exemplary, the scope of the present invention is not limited by the specific communication method performed by the communication unit 513.
  • the communication unit 513 may transmit a signal for the information of the wireless power transmitter 500.
  • the communication unit 513 may unicast, multicast, or broadcast the signal.
  • the communication unit 513 may receive power information from the wireless power receiver 550.
  • the power information may include the capacity of the wireless power receiver 550, for example, the capacity of the capacitor provided in the wireless power receiver, information about the load, such as the maximum load power level of the load, the minimum load power level of the load, and the rated power level of the load. It may include at least one of the use load power level according to the load change of the load.
  • the communication unit 513 may transmit a wireless power reception function control signal for controlling the wireless power reception function of the wireless power receiver 550.
  • the wireless power reception function control signal may be a control signal for controlling the wireless power reception unit 551 of the specific wireless power receiver 550 to enable or disable the wireless power reception function.
  • the communication unit 513 may receive signals from other wireless power transmitters (not shown) as well as the wireless power receiver 550. Meanwhile, although the power transmitter 511 and the communication unit 513 are configured in different hardware in FIG. 5, the wireless power transmitter 500 is communicated in an out-band format, this is exemplary. According to the present invention, the power transmitter 511 and the communicator 513 may be implemented in one piece of hardware so that the wireless power transmitter 500 may perform communication in an in-band format.
  • the wireless power transmitter 500 and the wireless power receiver 550 may transmit and receive various signals, thereby joining the wireless power receiver 550 to the wireless power network managed by the wireless power transmitter 500 and transmitting and receiving wireless power.
  • Wireless power transmission may be performed through, and the above-described process will be described later in more detail.
  • the wireless power receiver 550 may include a power receiver 551, a controller 552, and a communicator 553.
  • the power receiver 551 may wirelessly receive the power transmitted from the wireless power transmitter 500.
  • the power receiver 551 may receive power in the form of an AC waveform.
  • the controller 552 may control the overall operation of the wireless power receiver 550.
  • the controller 552 may control the overall operation of the wireless power receiver 550 using an algorithm, a program, or an application required for control read from a storage unit (not shown).
  • the controller 552 may be implemented in the form of a CPU, a microprocessor, or a minicomputer.
  • the communication unit 553 may communicate with the wireless power transmitter 500 in a predetermined manner.
  • the communicator 553 may transmit power information to the wireless power transmitter 500.
  • the power information may include the capacity of the wireless power receiver 550, for example, the capacity of a capacitor provided in the wireless power receiver, information about a load electrically connected to the wireless power receiver, such as the maximum load power level of the load and the minimum load power of the load. It may include at least one of the level, the rated power level of the load, the use load power level according to the load change of the load.
  • the communication unit 553 may transmit a wireless power reception function control signal for controlling the wireless power reception function of the wireless power receiver 550.
  • the wireless power reception function control signal may be a control signal that controls the power receiver 551 of the specific wireless power receiver 550 to enable or disable the wireless power reception function. Also, the wireless power reception function control signal may include information related to a power adjustment or a power control command corresponding to occurrence of an abnormal situation according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power receiver includes an IoT apparatus (eg, a light bulb, various sensors, a fire alarm, a thermostat, etc.) that do not include a battery, and an IoT sensor (eg, an IoT sensor) that does not include a battery. Can be.
  • IoT apparatus eg, a light bulb, various sensors, a fire alarm, a thermostat, etc.
  • IoT sensor eg, an IoT sensor
  • the power transmitter 511 of the wireless power transmitter 500 may wirelessly provide power to a wireless power receiver (eg, an IoT apparatus 550).
  • the power transmitter 511 may transmit power to a wireless power receiver (eg, an IoT apparatus 550) that does not include a battery in one of a magnetic resonance method, a magnetic induction method, and an electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit turn-on power to the wireless power receiver 550, and may transmit wireless power to the wireless power receiver 550 according to information about a load received from the wireless power receiver 550.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit power corresponding to the information on the use load received from the wireless power receiver 550 to the wireless power receiver 550.
  • the wireless power receiver 550 may be affected by a sudden load change based on a time side.
  • the wireless power receiver 550 may suddenly change load (eg, idle state, operating state, etc.) according to the operating state of the wireless power receiver 550.
  • the wireless power transmitter 500 transfers the wireless power to the wireless power receiver 550 at an optimum efficiency in a range of a first level (for example, a reference power level) determined according to the load information received from the wireless power receiver 550.
  • a first level for example, a reference power level
  • the wireless power receiver 550 may supply the received wireless power to the load and obtain information (eg, used load power level) according to the load variation caused by the power supply.
  • the wireless power transmitter 500 may receive a used load power level transmitted from the wireless power receiver 550 through the communication unit 513.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit power controlled to a power level corresponding to the received use load power level to the wireless power receiver 550 through the power transmitter 511. For example, if the usage load power level is smaller than the power of the first level (eg, idle state), the wireless power transmitter 500 may be exhausted while the first level of power exceeding the usage load power level is exhausted (eg, (A period during which the load can be normally operated by the charge charged in the capacitor) may stop the first level of power transfer.
  • the first level of power exceeding the usage load power level eg, (A period during which the load can be normally operated by the charge charged in the capacitor
  • the wireless power transmitter 500 may retransmit the first level of power to the wireless power receiver 550.
  • the wireless power transmitter 500 may stop power transmission of the first level.
  • the wireless power transmitter 500 may convert power of the first level to correspond to the used load power level to transmit power.
  • the wireless power receiver may include a multifunctional IoT sensor (eg, a multifunctional IoT sensor having a temperature sensor, a humidity sensor, and a motion sensor) that does not include a battery.
  • a multifunctional IoT sensor eg, a multifunctional IoT sensor having a temperature sensor, a humidity sensor, and a motion sensor
  • the power transmitter 511 of the wireless power transmitter 500 may wirelessly provide power to a wireless power receiver (eg, a multifunctional IoT sensor 550).
  • the power transmitter 511 may transmit power to a wireless power receiver (eg, a multifunctional IoT sensor) 550 that does not include a battery in one of a magnetic resonance method, a magnetic induction method, and an electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 500 transmits turn-on power to a wireless power receiver (for example, the multifunction IoT sensor 550), and transmits the wireless power according to the information about the load received from the wireless power receiver 550. ) Can be sent.
  • the wireless power transmitter 500 corresponds to power corresponding to information on a usage load received from the wireless power receiver 550 (for example, only one sensor operates, a plurality of sensors operate, all sensors operate, or an idle state). May be transmitted to the wireless power receiver 550.
  • the wireless power receiver (eg, the multifunction IoT sensor 550) may be affected by load variation based on a time axis.
  • the wireless power receiver (eg, the multifunction IoT sensor 550) may vary in load according to the operating state of the wireless power receiver 550 as shown in FIG. 8B (eg, only one sensor operates, multiple sensors operate, and all sensors). Operation, or idle state).
  • the wireless power transmitter 500 provides wireless power at an optimum efficiency in a range of a first level (eg, reference power level) determined according to information on a load received from a wireless power receiver (eg, a multifunction IoT sensor 550). May transmit to the wireless power receiver 550.
  • a first level eg, reference power level
  • a wireless power receiver eg, a multifunction IoT sensor 550
  • the wireless power receiver (e.g. multifunction IoT sensor, 550) supplies the received wireless power to the load and changes the load of the wireless power receiver 550 (e.g., only one sensor operates, multiple sensors operate, all sensors Can obtain information (eg, used load power level) according to the operation or the idle state.
  • the wireless power transmitter 500 may receive the used load power level transmitted from the wireless power receiver (for example, the multifunction IoT sensor 550) through the communication unit 513.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit power controlled to a power level corresponding to the received use load power level to the wireless power receiver (eg, the multi-function IoT sensor 550) through the power transmitter 511. For example, if the usage load power level is less than the power level of the first level (e.g., idle state increase), the wireless power transmitter 500 is exhausted while the first level of power exceeding the usage load power level is exhausted (e.g., The time at which the load can be normally operated by the charge charged in the capacitor) may stop the first level of power transmission.
  • the wireless power transmitter 500 may transmit power controlled to a power level corresponding to the received use load power level to the wireless power receiver (eg, the multi-function IoT sensor 550) through the power transmitter 511. For example, if the usage load power level is less than the power level of the first level (e.g., idle state increase), the wireless power transmitter 500 is exhausted while the first level of power exceeding the usage load power level is exhausted (e.g., The time at which the load can be normally operated by the charge
  • the wireless power transmitter 500 may retransmit the first level of power to the wireless power receiver 550.
  • the wireless power transmitter 500 may stop power transmission of the first level.
  • the wireless power transmitter 500 may convert power of the first level to correspond to the used load power level to transmit power.
  • the multi-functional IoT sensor may transmit information on the type of sensing operation (temperature sensing, humidity sensing, motion sensing, etc.) to the wireless power transmitter 500.
  • the wireless power transmitter 500 may store information on the wireless power level to be transmitted according to the type of sensing operation of the multifunctional IoT sensor.
  • the wireless power transmitter 500 checks the power level to be transmitted to the multifunctional IoT sensor based on the information on the operation of the sensing operation received from the multifunctional IoT sensor, and converts the wireless power corresponding to the identified level to the multifunction IoT object. Can be sent to the Internet sensor.
  • the multifunction IoT sensor transmits a required power level to the wireless power transmitter 500 according to the type of sensing operation, and the wireless power transmitter 500 transmits power corresponding to the received power level. Can be sent to the sensor.
  • FIG. 6 is a detailed block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter 600 includes a transmission side resonator 611, a controller 612 (eg, MCU), and a communication unit 613 (eg, an out-of-band signaling unit). It may include at least one of a matching circuit 614, a power amplifier 615, and a driver 616.
  • the wireless power receiver 650 includes a reception side resonator 651, a controller 652, a communication unit 653, a matching unit 654, a rectifier 655, and a DC / DC converter 656. And a capacitor 658.
  • the wireless power receiver 650 may be electrically connected to the load 660 and may provide the load 660 with wireless power received from the wireless power transmitter 600.
  • the capacitor 658 may include a switch or a function to allow the charging and discharging of the capacitor under control.
  • the driver 616 may output DC power having a predetermined voltage value.
  • the voltage value of the DC power output from the driver 616 may be controlled by the controller 612.
  • the DC current output from the driver 616 may be output to the power amplifier 615.
  • the power amplifier 615 may amplify the DC current with a predetermined gain.
  • the DC power may be converted into AC based on the signal input from the controller 612. Accordingly, the power amplifier 615 may output AC power.
  • the matching unit 614 may perform impedance matching.
  • the impedance viewed from the matching unit 614 may be adjusted to control the output power to be high efficiency or high output.
  • the matching unit 614 may adjust the impedance based on the control of the controller 612.
  • the matching unit 614 may include at least one of a coil and a capacitor.
  • the controller 612 may control a connection state with at least one of the coil and the capacitor, thereby performing impedance matching.
  • the Tx resonator 611 may transmit the input AC power to the Rx resonator 651.
  • the Tx resonator 611 and the Rx resonator 651 may be implemented as a resonant circuit having the same resonant frequency.
  • the resonant frequency may be determined to be 6.78 MHz.
  • the communication unit 613 may communicate with the communication unit 653 of the wireless power receiver 650 side, for example, it may perform communication (WiFi, ZigBee, BT / BLE) at the bidirectional 2.4GHz frequency. .
  • the Rx resonator 651 may receive power from the wireless power transmitter 600.
  • the matching unit 654 may perform impedance matching.
  • the impedance viewed from the matching unit 654 may be adjusted to control the reception power to be high efficiency or high output.
  • the matching unit 651 may adjust the impedance based on the control of the controller 652.
  • the matching unit 651 may include at least one of a coil and a capacitor.
  • the controller 652 may control a connection state with at least one of the coil and the capacitor, thereby performing impedance matching.
  • the rectifier 655 may rectify the wireless power received from the Rx resonator 651 in a direct current form, for example, may be implemented in the form of a bridge diode.
  • the DC / DC converter 656 may convert the rectified power into a predetermined gain.
  • the DC / DC converter 655 may convert the rectified power such that the voltage at the output terminal is 5V.
  • a minimum value and a maximum value of a voltage that can be applied may be preset.
  • Capacitor 658 may be included in wireless power receiver 650. Capacitor 658 may temporarily charge power received from wireless power transmitter 600 and discharge it to provide charged power to load 660.
  • the capacitor 658 may be configured of at least one, and may be located between the rectifier 655 and the DC / DC converter 656. Alternatively, the capacitor 658 may be located between the DC / DC converter 656 and the load 660 electrically connected to the wireless power receiver 650. Alternatively, the capacitor 658 may use a capacitor included in the DC / DC converter 656.
  • the load 660 may be electrically connected to the wireless power receiver 650 to receive power received from the wireless power transmitter 600.
  • the load 660 may be directly connected to the DC / DC converter 656, and may be implemented as a TV, a monitor, or home electronics that may be driven by the converted power input from the DC / DC converter 656. have.
  • the load 660 and the wireless power receiver 650 may be driven by being provided with real-time wireless power directly without a separate battery.
  • the load fluctuates considerably, and the load fluctuation changes in real time within a short time. Therefore, in order to solve this problem, the present invention sets a wireless power level range that can cope with load variation of a load without additional circuits in the wireless power transmitter and the wireless power receiver, and transmits only the amount of power used by the load within the set range. Can be controlled. Accordingly, wireless power can be stably transmitted while maintaining high efficiency even in a situation where a load fluctuates widely and rapidly changes, such as not supplying a battery environment or supplying wireless power to an electronic device in real time.
  • the controller 612 of the wireless power transmitter 600 may transmit turn-on power for turning on the wireless power receiver 650.
  • the turn-on power may be a signal for detecting the wireless power receiver 650 to which the wireless power transmitter 600 may transmit wireless power.
  • the turn-on power may be a power beacon signal, and may be composed of short beacons or long beacons.
  • the turn-on power may have a power amount capable of driving the communication unit 553 of the wireless power receiver 650.
  • the wireless power receiver 650 may receive the turn-on power to drive the communication unit 653 to communicate with the wireless power transmitter 600.
  • the control unit 612 of the wireless power transmitter 600 may load the load 660 electrically connected to the wireless power receiver 650 from the wireless power receiver 650.
  • Information can be received.
  • the information about the capability of the wireless power receiver 650 for example, the capacity of the capacitor 658 included in the wireless power receiver 650, and the charge / discharge rate of the capacitor 658 may be included.
  • the information about the load 660 may include at least one of a load capability, for example, a maximum load power level of the load, a minimum power level of the load, a rated power level of the load, and a used load power level according to the load variation of the load. have.
  • the controller 612 may determine the level of the reference power that enables the wireless power to be continuously transmitted without being influenced by the load variation of the load based on the load information, in particular, the maximum power level of the load.
  • the level of the reference power may be determined within a range smaller than the maximum load power level and greater than the turn-on power.
  • the controller 612 may determine the maximum power level of the load and determine a range of power levels that may be changed to allow the wireless power transmitter 600 to transmit wireless power in real time based on the identified maximum power level. Can be.
  • the controller 612 may determine a power level at which wireless power may be transmitted at an optimum efficiency within a range of the determined power level.
  • the range of the changeable power level of the real-time wireless power may be 100W to 70W.
  • the controller 612 may determine the level of the reference power at a power level capable of having an optimum efficiency in the range, for example, 70W, which is the lowest power level in the range.
  • the controller 612 of the wireless power transmitter 600 may transmit the power of the reference power level determined based on the maximum load power level of the load to the wireless power receiver 650. To this end, the controller 612 may control the DC current output from the driver 616 to the power amplifier 615 to a value at which the power of the reference power level can be output.
  • the controller 612 of the wireless power transmitter 600 transmits the power of the reference power level to the wireless power receiver 650, and the information according to the load variation of the load 660 from the wireless power receiver 650. Can be received.
  • the information at this time may include information on the used load power used in the load 660.
  • the information on the load power used is a wireless power transmission in real time, and is implemented to be used immediately at the same time, so that the load of the power (660) in the wireless power receiver 650, not the amount of power indicating the amount of power used for a certain period of time. ) May be information indicating a level of power at the time of application.
  • control unit 652 of the wireless power receiver 650 detects a voltage value and a current value between the DC / DC converter 656 and the load 660, and uses the detected voltage value and the current value to generate power. Can be obtained.
  • the controller 652 may transmit the obtained power level to the wireless power transmitter 600.
  • the controller 612 of the wireless power transmitter 600 may control the power level transmitted to the wireless power receiver 650 according to the information on the used load power level received from the wireless power receiver 650. For example, the controller 612 may control to stop the reference power level for a specified condition when the used load power level is smaller than the reference power level.
  • the specified condition may include a condition in which the load 660 can be normally operated by the charge charged in the capacitor 658 included in the wireless power receiver 650.
  • the specified condition may also include the capacity of the capacitor 658.
  • a capacitor 658 is provided in the wireless power receiver 650, and power may be directly supplied to the load 660 by electric charges charged in the capacitor 658.
  • the controller 612 does not convert the transmitted wireless power into small power, but the capacitor 658 included in the wireless power receiver 650.
  • the controller 612 may transmit power of the reference power level when the specified condition is terminated.
  • the controller 612 may transmit power of a power level corresponding to the used load power level. In this case, even when the used load power level is the maximum load power level of the load 660, the wireless power transmitter 600 may convert power from the reference power level to the maximum load power level at one time to provide power. The problem that power transmission is interrupted may not occur.
  • the wireless power transmitter 600 is substantially similar to the wireless power transmitter 500 of FIG. 5.
  • the wireless power receiver 650 is substantially similar to the wireless power receiver 550 of FIG. 5.
  • the wireless power receiver 650 may include the wireless power receiver of FIG. 5 (eg, an IoT device including a battery, an IoT device without a battery, a multifunction IoT sensor including a battery, or a battery). Multifunction IoT sensors, etc., that do not).
  • the wireless power receiver 550 of FIG. 5 includes a receiving side resonator (Rx resonator) 651, a control unit 652, a communication unit 653, a matching unit 654, and a rectifier ( Rectifier) 655, a DC / DC converter 656, and a load 660.
  • Rx resonator receiving side resonator
  • control unit 652 control unit
  • communication unit 653 communication unit
  • matching unit 654 a rectifier ( Rectifier) 655
  • DC / DC converter 656 DC / DC converter
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of transmitting wireless power from a wireless power transmitter to a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure
  • FIGS. 8A and 8B illustrate load variations according to various embodiments of the present disclosure
  • 9 is a graph illustrating a wireless power transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 700 may transmit turn-on power to the wireless power receiver 750.
  • the turn-on power may be a detection signal for the wireless power receiver 750 to which the wireless power transmitter 700 may transmit wireless power.
  • the turn-on power may be a power beacon signal, and may be composed of short beacons or long beacons.
  • the turn-on power may have a power amount capable of driving the communication unit of the wireless power receiver 750.
  • the wireless power receiver 750 may receive turn-on power from the wireless power transmitter 700 to drive the communication unit to communicate with the wireless power transmitter 700.
  • the wireless power receiver 750 may transmit information about a load electrically connected to the wireless power receiver 750.
  • the information at this time may include information about the capability of the wireless power receiver 750, for example, the capacity of the capacitor provided in the wireless power receiver 750, and the charge / discharge rate of the capacitor.
  • the information on the load may include at least one of a load capability, for example, a maximum load power level of the load, a minimum power level of the load, a rated power level of the load, and a used load power level according to the load variation of the load.
  • the wireless power transmission method does not include a separate battery between the wireless power receiver 750 and the load.
  • the wireless power transmitter 700 may provide wireless power required by the load to the wireless power receiver 750 in real time without being affected by load variation of the load.
  • FIG. 8A in the case of a load such as a home TV, which is not a battery environment, the amount of power consumed according to the driven mode, for example, IDLE 78W, video 88W, 3D video 140W, or the like. There can be significant differences.
  • FIG. 8B in the case of a load that is not a battery environment, the load fluctuation may fluctuate considerably rapidly based on the time axis.
  • the percentage of load may vary from 100% to 50%.
  • the rate of load can also vary from 50% to 70%.
  • the rate of load can also vary from 70% to 1%.
  • the percentage of load can also vary from 1% back to 100%.
  • a general video may be watched, and a standby video may be watched or a 3D video may be watched.
  • the non-battery load causes a wide range of load fluctuations depending on the driving mode and a change in real time within a short time.
  • the wireless power transmitter 700 is not affected by the load variation of the load based on the information on the load received from the wireless power receiver 750, in particular, the maximum load power level of the load.
  • a first level eg, reference power level
  • the first level may be determined within a range smaller than the maximum load power level and greater than the turn on power.
  • the wireless power transmitter 700 checks the maximum power level of the load, and based on the identified maximum power level, the range of power levels that can be changed so that the wireless power transmitter 700 can transmit wireless power in real time. Can be determined.
  • the power level at which the wireless power can be transmitted it is possible to determine the power level at which the wireless power can be transmitted with optimum efficiency.
  • the range of the changeable power level of the real-time wireless power may be 100W to 70W.
  • the first level may be determined as a power level capable of having an optimum efficiency in the range, for example, 70 W, which is the lowest power level in the range.
  • the wireless power transmitter 700 may transmit the first level of power determined based on the maximum load power level of the load, to the wireless power receiver 750.
  • the wireless power receiver 750 may directly supply the received wireless power to a load, and obtain information according to the load variation of the load.
  • the wireless power receiver 750 may detect a voltage value and a current value between the wireless power receiver 750 and the load, and acquire a used load power level, which is an amount of power used in the load, using the detected voltage value and the current value. have.
  • the amount of power used in the load is wireless power transmission in real time and is implemented to be used immediately upon reception.
  • a used load power level representing the level of power can be obtained.
  • the wireless power receiver 750 may transmit information about the obtained used load power level to the wireless power transmitter 700.
  • the wireless power transmitter 700 may control the power level transmitted to the wireless power receiver according to the received information about the used load power level. For example, the wireless power transmitter 700 may control to stop power transmission of the first level for a specified condition when the used load power level is less than the first level.
  • the specified condition may include a condition in which the load is normally operated by the charge charged in the capacitor provided in the wireless power receiver 750. The specified condition may also include the capacity of the capacitor.
  • the wireless power transmitter 700 may transmit the first level of power when the specified condition is terminated.
  • the wireless power transmitter 700 may control to transmit power at a power level corresponding to the used load power level when the used load power level is greater than the first level.
  • the wireless power transmitter 700 may transmit controlled power at a power level corresponding to the used load power level. For example, as shown in FIG. 9, if the used load power level (eg, used power) is 15W and the first level of power (eg, transmit power) is 30W, The load load power level is smaller than the power of the first level, and the load is normally operated while the power of the first level exceeding the use load power level is exhausted, that is, by the charge charged in the capacitor. Can interrupt the first level of power transfer. When the power of the first level is exhausted, the power of the first level may be transmitted again. In addition, when the used load power level is lowered to 1W, the power transmission of the first level may be stopped again. In addition, when the used load power level rapidly increases to 50W, the wireless power transmitter 700 may convert power of the first level into 50W corresponding to the used load power level to transmit power.
  • the wireless power transmitter 700 may convert power of the first level into 50W corresponding to the used load power level to transmit power.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a wireless power transmission process of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power transmitter (eg, 700) may start driving.
  • the wireless power transmitter may configure an environment.
  • the wireless power transmitter may transmit turn-on power to the wireless power receiver.
  • the operation of transmitting the turn-on power may correspond to a power save mode before the wireless power transmitter starts transmitting the wireless power to the wireless power receiver.
  • the turn-on power transmitted from the wireless power transmitter may be a signal for detection for the wireless power receiver to which the wireless power transmitter may transmit wireless power.
  • the turn-on power may be a power beacon signal, and may be composed of short beacons or long beacons.
  • the turn-on power may have a power amount capable of driving the communication unit of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may receive information about a load electrically connected to the wireless power receiver.
  • the information at this time may include the capability of the wireless power receiver, for example, the capacity of the capacitor provided in the wireless power receiver, and information on the charge / discharge rate of the capacitor.
  • the information on the load may include at least one of a load capability, for example, a maximum load power level of the load, a minimum power level of the load, a rated power level of the load, and a used load power level according to the load variation of the load.
  • the wireless power transmitter sets a first level to continuously transmit the wireless power without being affected by the load variation of the load based on information on the load received from the wireless power receiver, in particular, the maximum load power level of the load. You can decide.
  • the first level may be determined within a range smaller than the maximum load power level and greater than the turn on power.
  • the wireless power transmitter may determine the maximum power level of the load and determine a range of power levels that may be changed to allow the wireless power transmitter to transmit wireless power in real time based on the identified maximum power level.
  • the wireless power transmitter may transmit the first level of power determined based on the maximum load power level of the load, to the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may receive information on the used load power according to the load variation of the load from the wireless power receiver.
  • step 1007 if the received use load power level is greater than the first level, in step 1008, in step 1008, the wireless power transmitter converts the power of the first level to a power level corresponding to the use load power level. To transmit power.
  • the wireless power transmitter may control to stop power transmission of the first level during a specified condition if the received load power level is less than the first level in step 1007.
  • the specified condition may include a condition in which the load can be normally operated by the charge charged in the capacitor provided in the wireless power receiver.
  • the specified condition may also include the capacity of the capacitor. That is, the wireless power transmitter stops transmitting the wireless power until the power transmitted to the wireless power receiver is exhausted, and when the transmitted power is exhausted, the wireless power transmitter determines whether the wireless power transmission operation is terminated in step 1010. The wireless power transfer operation can be resumed again.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a wireless power reception process of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiver (eg, 750) may receive turn-on power from the wireless power transmitter (eg, 700).
  • the wireless power receiver may receive turn-on power to start driving.
  • the turn on power allows the wireless power receiver to communicate with the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may transmit information about a load electrically connected to the wireless power receiver.
  • the information at this time may include the capability of the wireless power receiver, for example, the capacity of the capacitor provided in the wireless power receiver, and information on the charge / discharge rate of the capacitor.
  • the information on the load may include at least one of a load capability, for example, a maximum load power level of the load, a minimum power level of the load, a rated power level of the load, and a used load power level according to the load variation of the load.
  • the wireless power receiver may receive the first level of power determined based on the maximum load power level of the load from the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may directly supply the received wireless power to the load, and may acquire information according to the load variation of the load.
  • the wireless power receiver detects a voltage value and a current value between the wireless power receiver and the load, and acquires a used load power level that is an amount of power used in the load by using the detected voltage value and the current value.
  • the wireless power receiver may transmit information on the obtained used load power level to the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may receive a controlled power corresponding to the used load power level from the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may resume the wireless power reception operation according to whether the wireless power reception operation is terminated.

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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
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 수신기(650)는 수신측 공진부(Rx resonator)(651), 제어부(652), 통신부(653), 매칭부(654), 정류부(Rectifier)(655), DC/DC 컨버터(656), 및 캐패시터(658) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(650)는 부하(660)와 전기적으로 연결될 수 있고, 무선 전력 송신기(600)로부터 수신된 무선 전력을 상기 부하(660)에 제공할 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)와 무선 전력 수신기(650)에 전기적으로 연결되는 부하(660) 사이에 위치될 수도 있다. 또는 캐패시터(658)는 DC/DC 컨버터(656)에 포함된 캐패시터를 이용할 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)에 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) 내에는 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)에 구비된 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)에 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 수신기에 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.

Claims (15)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 전력은 상기 최대 부하 전력 레벨보다 작고 상기 턴온 전력 보다 큰 범위 내에서 결정되는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 전력은,
    상기 최대 부하 전력 레벨을 기준으로 상기 무선 전력 송신기가 변경 가능한 전력 레벨의 범위 내에서 결정되는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 전력은 상기 범위의 최소 전력 레벨로 결정되는 방법.
  6. 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 과정; 및
    상기 사용 부하 전력 레벨이 상기 제1 레벨보다 큰 경우, 상기 사용 부하 전력 레벨에 대응하는 제2 레벨의 전력을 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지정된 조건은 상기 무선 전력 수신기에 구비된 캐패시터에 충전된 전하에 의해 상기 부하가 정상적으로 동작 가능한 조건 및 상기 캐패시터의 용량 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지정된 조건이 종료되면, 상기 제1 레벨의 전력을 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  9. 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.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기에는 캐패시터가 구비되고, 상기 캐패시터에 충전된 전하에 의해 전력이 상기 부하에 직접 공급되는 방법.
  11. 제9항에 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.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 사용 부하 전력 레벨에 대한 정보를 획득하는 과정은,
    상기 부하로 인가되는 전류 및 전압을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 전류 및 전압에 근거하여 상기 사용 부하 전력 레벨을 획득하는 과정을 포함하는 방법.
  13. 제9항에 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.
  14. 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.
  15. 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.
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