KR20180081243A - Battary pack charger for wireless charging and wireless charging method thereof - Google Patents
Battary pack charger for wireless charging and wireless charging method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180081243A KR20180081243A KR1020170002230A KR20170002230A KR20180081243A KR 20180081243 A KR20180081243 A KR 20180081243A KR 1020170002230 A KR1020170002230 A KR 1020170002230A KR 20170002230 A KR20170002230 A KR 20170002230A KR 20180081243 A KR20180081243 A KR 20180081243A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- power
- wireless
- charging
- rechargeable battery
- receiver
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 81
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004091 panning Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J7/025—
-
- 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
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
-
- 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
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
-
- H02J7/0054—
-
- 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
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기 및 그것을 이용한 무선 충전 방법을 제공하는 것이다.BACKGROUND OF THE
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저, 고주파, 마이크로웨이브와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. The wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology to transmit electric energy from the transmitter to the receiver wirelessly using the induction principle of the magnetic field. In the 1800s, electric motor or transformer And thereafter, a method of radiating electromagnetic waves such as radio waves, lasers, high frequencies, and microwaves to transfer electrical energy has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to the present, energy transmission using radio may be roughly classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short wavelength radio frequency.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.In the magnetic induction method, when two coils are adjacent to each other and a current is supplied to one coil, a magnetic flux generated at this time causes an electromotive force to the other coils. As a technology, . The magnetic induction method has the disadvantage that it can transmit power of up to several hundred kilowatts (kW) and the efficiency is high, but the maximum transmission distance is 1 centimeter (cm) or less, so it is usually adjacent to the charger or the floor.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents. The self-resonance method is advantageous in that it is safe to other electronic devices or human body since it is hardly influenced by the electromagnetic wave problem. On the other hand, it can be used only at a limited distance and space, and has a disadvantage that energy transfer efficiency is somewhat low.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short wavelength wireless power transmission - simply, RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in radio wave form. This technology is a RF power transmission system using a rectenna. Rectena is a combination of an antenna and a rectifier, which means a device that converts RF power directly into direct current power. That is, the RF method is a technique of converting an AC radio wave into DC and using it. Recently, as the efficiency has improved, commercialization has been actively researched.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 챠량, IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be applied not only to mobile but also to various industries such as car, IT, railway, and household appliance industries.
한국특허공개번호 10-2014-0117081(무선 충전 배터리팩, 공개일자:2014년 10월 7일)에는 무선 전력 수신 기능과 배터리 충전 기능이 모두 탑재된 무선 충전 배터리팩이 개시된 바 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0117081 (Wireless Rechargeable Battery Pack, published on Oct. 7, 2014) discloses a wireless rechargeable battery pack having both a wireless power receiving function and a battery recharging function.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 충전을 위한 배터리팩 충전기 및 그것의 무선 충전 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a battery pack charger for wireless charging and a wireless charging method thereof.
또한, 본 발명은 외부 전원뿐만 아니라 배터리팩에 충전된 전력을 이용하여 동적으로 무선 충전을 수행하는 것이 가능한 배터리팩 충전기 및 그것의 무선 충전을 제공하는 것이다.The present invention also provides a battery pack charger capable of performing wireless charging dynamically using not only an external power source but also electric power charged in a battery pack, and its wireless charging.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명은 무선 충전을 위한 배터리팩 충전기 및 그것의 무선 충전 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a battery pack charger for wireless charging and a wireless charging method thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서의 무선 충전 방법은 외부 전원의 연결 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결된 경우, 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계와 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 단계와 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되지 않으면, 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 충전배터리를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.The method of wireless charging in a battery pack charger according to an embodiment of the present invention includes a step of determining whether an external power source is connected and a step of determining whether the external power source is connected or not, The method comprising the steps of: searching for a wireless power receiver disposed in the wireless power receiver, and if the wireless power receiver is detected, performing wireless charging for the sensed wireless power receiver using power supplied through the external power source, As a result, if the wireless power receiver is not detected, charging the rechargeable battery using power supplied from the external power supply may be included.
또한, 상기 무선 충전 방법은 상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include searching for a wireless power receiver disposed in the charging area using the power of the rechargeable battery when the external power is not connected as a result of the determination.
여기서, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 무선 충전 방법은 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기를 무선 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, if the wireless power receiver is sensed using the power of the rechargeable battery, the wireless charging method may further include wirelessly charging the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery.
또한, 상기 무선 충전 방법은 상기 외부 전원을 이용한 상기 무선 충전이 완료되면, 상기 외부 전원을 이용하여 상기 충전배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.Also, the wireless charging method And charging the rechargeable battery using the external power source when the wireless charging using the external power source is completed.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서의 무선 충전 방법은 외부 전원의 연결 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결된 경우, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전배터리를 충전하는 단계와 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계와 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 충전배터리에 대한 충전을 중단하고, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The method of wireless charging in a battery pack charger according to another embodiment of the present invention includes a step of determining whether an external power source is connected and a step of determining whether or not the external power source is connected, The method comprising the steps of: charging a rechargeable battery; searching for a wireless power receiver disposed in a charging region using power supplied through the external power source; and if the wireless power receiver is detected as a result of the search, And performing wireless charging for the sensed wireless power receiver using power supplied via the external power supply.
또한, 상기 무선 충전 방법은 상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include searching for a wireless power receiver disposed in the charging area using the power of the rechargeable battery when the external power is not connected as a result of the determination.
또한, 상기 무선 충전 방법은 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기를 무선 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.The wireless charging method may further include wirelessly charging the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery when the wireless power receiver is sensed using the power of the rechargeable battery.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기는 본체와 상기 본체에 구비되어 충전배터리가 장착되는 수용부와 상기 수용부에 구비된 금속 단자와 전기적으로 연결되는 제어 회로 기판과 내부에 상기 제어 회로 기판과 연결된 무선 충전 안테나가 구비되며 상기 수용부가 개폐되도록 구성된 충전 패드 덮개와 외부 전원이 접속되며 상기 제어 회로 기판과 전기적으로 연결되는 전원 단자를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack charger including a main body and a control circuit board provided in the main body and electrically connected to a metal terminal provided in the receiving portion, And a power supply terminal connected to the external power source and electrically connected to the control circuit board.
여기서, 상기 제어 회로 기판은 무선 충전을 제어하기 위한 회로 소자 및 상기 충전배터리의 충전을 제어하기 위한 회로 소자를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the control circuit board may include circuit elements for controlling wireless charging and circuit elements for controlling charging of the rechargeable battery.
또한, 상기 제어 회로 기판에는 무선 충전을 제어하기 위한 회로 소자가 서브 보드 형태로 구현되어 장착될 수도 있다.In addition, a circuit element for controlling wireless charging may be mounted on the control circuit board in a form of a sub-board.
또한, 상기 배터리팩 충전기는 상기 충전배터리에 충전된 전력을 USB 케이블을 통해 외부 디바이스에 공급하기 위한 USB 단자가 상기 본체에 더 구비될 수도 있다.In addition, the battery pack charger may further include a USB terminal for supplying power charged in the rechargeable battery to an external device via a USB cable.
또한, 상기 제어 회로 기판에는 적어도 하나의 프로세서가 구비되고, 상기 프로세서가 상기 외부 전원이 상기 전원 단자에 연결된 경우, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 충전 패드 덮개에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하고, 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전이 이루어지도록 제어할 수 있다.Also, the control circuit board may include at least one processor, and the processor may further include a wireless power receiver disposed on the charging pad cover using power supplied through the external power source when the external power source is connected to the power terminal. And if the wireless power receiver is detected as a result of the search, wireless power charging for the sensed wireless power receiver can be controlled using power supplied through the external power source.
또한, 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되지 않으면, 상기 프로세서가 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 상기 충전배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.In addition, if the wireless power receiver is not detected as a result of the search, the processor can control the charging battery to be charged using power supplied from the external power source.
또한, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 프로세서가 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 패드 덮개에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색할 수 있다.In addition, when the external power source is not connected, the processor can use the power of the rechargeable battery to search for a wireless power receiver disposed in the charging pad cover.
또한, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 프로세서가 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전이 이루어지도록 제어할 수 있다.In addition, when the wireless power receiver is detected using the power of the rechargeable battery, the processor can control the wireless charging of the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery.
또한, 상기 외부 전원을 이용한 상기 무선 충전이 완료되면, 상기 프로세서가 상기 외부 전원을 이용하여 상기 충전배터리가 충전되도록 제어할 수 있다.In addition, when the wireless charging using the external power source is completed, the processor can control the charging battery to be charged using the external power source.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기는 구비된 수용부에 장착되는 충전배터리와 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 충전 송신기와 외부 전원의 연결 여부에 따라 상기 무선 충전 송신기로 공급되는 전력을 동적으로 제어하는 충전 제어 회로를 포함하고, 상기 충전 제어 회로가 상기 외부 전원이 연결되면, 상기 외부 전원을 이용하여 무선 충전을 수행하고, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.The battery pack charger according to another embodiment of the present invention includes a rechargeable battery mounted in a receiving portion and a wireless charging transmitter for transmitting power wirelessly to a wireless power receiver, And a charging control circuit for dynamically controlling power supplied to the charging control circuit, the charging control circuit performing wireless charging using the external power when the external power is connected, And wireless charging is performed using the power of the battery.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기한 무선 전력 전송 방법을 실현시키기 위한 프로그램 및 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a program for realizing the wireless power transmission method and a computer-readable recording medium on which the program is recorded may be provided.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method and apparatus according to the present invention will be described as follows.
본 발명은 무선 충전을 위한 배터리팩 충전기 및 그것의 무선 충전 방법을 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a battery pack charger for wireless charging and a wireless charging method thereof.
또한, 본 발명은 외부 전원뿐만 아니라 배터리팩에 충전된 전력을 이용하여 동적으로 무선 충전을 수행하는 것이 가능한 배터리팩 충전기 및 그것의 무선 충전을 제공하는 장점이 있다.Further, the present invention has an advantage of providing a battery pack charger capable of performing wireless charging dynamically using electric power charged in a battery pack as well as an external power source and its wireless charging.
또한, 본 발명은 무선 충전 기능과 배터리팩 충전 기능이 통합된 무선 충천이 가능한 배터리팩 충전기를 제공함으로써, 배터리팩과 무선 충전 장치를 별도 구매할 필요가 없는 장점이 있다.In addition, the present invention provides a battery pack charger capable of wireless charging with a wireless charging function and a battery pack charging function, thereby eliminating the need to separately purchase a battery pack and a wireless charging device.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 하드웨어 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 무선 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 하드웨어 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서 무선 충전 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서 무선 충전 방법을 설명하기 위한 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to an embodiment of the present invention.
5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a hardware structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a structure of a battery pack wireless charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining a hardware structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a wireless charging method in a battery pack charger according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a wireless charging method in a battery pack charger according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Also, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, a receiving apparatus, Etc. may be used in combination.
본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 바닥 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단에는 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 일 예로, 무선 파워 전송 수단은 WPC(Wireless Power Consortium), PMA(Power Matters Alliance) 등의 무선 충전 기술 표준 기구에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling, a floor, And may transmit wireless power to the power receiving device. To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmission means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction system in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. For example, the wireless power transmission means may include an electromagnetic induction wireless charging technique as defined in a wireless charging technology standards organization such as Wireless Power Consortium (WPC), Power Matters Alliance (PMA), and the like.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium), PMA(Power Matters Alliance) 등에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Also, a receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means and may receive wireless power from two or more transmitters at the same time. Here, the wireless power receiving means may include, but is not limited to, an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC), Power Matters Alliance (PMA), which is a wireless charging technology standard mechanism.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기는 운송 장치의 일측에 장착될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. A wireless power receiver according to the present invention may be mounted on one side of a transportation device, but is not limited thereto, and may be a device equipped with wireless power receiving means according to the present invention to charge a battery.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, the unidirectional communication may be that the wireless
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다. The wireless
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.In particular, the wireless
또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다. Also, the user of the
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.For example, as shown in 200a, the wireless
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving apparatuses connectable to one wireless
다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.As another example, as shown in 200b, the wireless
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩되도록 배치될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 서로 중첩되지 않게 배치되거나 하나의 송신 코일이 장착될 수도 있다. As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit
무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.The wireless power transmitter sequentially transmits predetermined sensing signals 117, 127 (e.g., digital ping) for sensing the presence of a wireless power receiver through each transmit coil in a predefined sequence.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차가 개시되면 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 소정 응답 신호-예를 들면, 감지 신호에 대응되는 수신 신호 세기 정보가 포함된 신호일 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해, 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116) 또는 신호 세기 패킷(Signal Strength Packet)이라 명함-가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차가 개시되면 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs the two detection signal transmission procedures is to more accurately identify to which transmission coil the reception coil of the wireless power receiver is well aligned.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다. If the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리팩 충전기(400)는 크게 무선 전력 송신기(410), 충전 제어 회로(420) 및 충전배터리(430)을 포함하여 구성될 수 있다.The
충전 제어 회로(420)는 전원(450)이 연결되면, 전원(450)으로부터 공급되는 전력을 무선 전력 송신기(410) 및 충전배터리(430) 중 적어도 하나에 전달할 수 있다.The charging
이를 위해, 본 실시예에 따른 충전 제어 회로(420)는 마이크로 프로세서, 전압 센서, 전력 분배 회로, 스위치 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. To this end, the
또한, 충전 제어 회로(420)는 전원(450)이 연결되지 않은 경우, 충전배터리(430)에 충전된 전력을 무선 전력 송신기(410)에 전달할 수도 있다.The charging
무선 전력 송신기(410)는 충전 제어 회로(420)로부터 수신되는 전력을 이용하여 수신기 탐색 절차를 수행하고, 수신기가 감지되면, 해당 수신기로의 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기(410)의 세부 구성 및 동작은 후술할 도 5 내지 6의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다. The
충전 제어 회로(420)는 충전 영역에 배치된 수신기가 감지되면, 무선 전력 송신기(410)로부터 수신기가 감지되었음을 지시하는 소정 상태 정보를 수신할 수 있다. 또한, 수신기에 대한 무선 충전이 완료되거나 수신기가 충전 영역에서 제거된 경우에도 충전 제어 회로(420)는 해당 이벤트에 상응하는 소정 상태 정보를 무선 전력 송신기(410)로부터 수신할 수도 있다. 또한, 충전 제어 회로(420)는 무선 전력 송신기(410)로부터 요구 전력 정보를 수신할 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 무선 전력 송신기(410)가 충전 제어 회로(420)에 전송하는 각종 상태 정보를 충전 상태 정보라 명하기로 한다. The
충전 제어 회로(420)는 충전 상태 정보에 기반하여 전원(450)으로부터 인가되는 전력을 분배할 수도 있다. The
일 예로, 충전 제어 회로(420)는 전원(450)이 연결된 상태에서 수신기가 감지된 경우, 전원(450)으로부터 인가되는 전력이 모두 무선 전력 송신기(410)에 전달되도록 제어할 수 있다. 만약, 전원(450)이 연결된 상태에서 수신기가 감지되지 않은 경우, 충전 제어 회로(420)는 전원(450)으로부터 인가되는 전력이 모두 충전배터리(430)에 전달되도록 제어할 수 있다. For example, the
다른 일 예로, 충전 제어 회로(420)는 전원(450)으로부터 인가되는 전력과 무선 전력 송신기(410)에 의해 요구되는 전력에 기반하여 무선 전력 송신기(410) 및 충전배터리(430)에 전달되는 전력을 동적으로 분배할 수도 있다. 충전 제어 회로(420)는 구비된 전압 센서 등을 이용하여 충전배터리(430)의 현재 충전 잔량을 측정할 수 있으며, 현재 충전 잔량을 더 고려하여 무선 전력 송신기(410) 및 충전배터리(430)에 전달되는 전력을 동적으로 분배할 수도 있다. 일 예로, 충전 제어 회로(420)는 충전배터리(430)의 충전 잔량이 항상 소정 기준치를 초과하도록 전원(450)으로부터 인가되는 전력을 분배할 수 있다. 이는, 전원(450)이 연결되지 않은 상태에서도 최소한의 무선 충전을 가능하게 하기 위함이나 이에 한정되지는 않는다.The
충전 제어 회로(420)는 무선 전력 송신기(410)로의 전력 공급 후 일정 시간이 경과될 때까지 수신기가 감지되지 않은 것이 확인되면, 전원(450)으로부터 인가되는 전력을 충전배터리(430)에 전달할 수도 있다. 이때, 충전 제어 회로(420)는 수신기 탐색에 필요한 최소한의 전력만이 무선 전력 송신기(410)에 공급되도록 제어할 수도 있다.The charging
충전 제어 회로(420)는 전원(450)이 연결되지 않은 상태에서, 무선 전력 송신기(410)가 활성화된 경우, 충전배터리(430)에 충전된 전력이 무선 전력 송신기(410)에 공급되도록 제어할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 송신기(410)로의 전력 공급 여부는 충전배터리(430)의 현재 잔여 충전량에 기반하여 결정될 수도 있다. 만약, 현재 잔여 충전량이 소정 기준치 이하이면, 충전 제어 회로(420)는 충전배터리(430)로부터 무선 전력 송신기(410)로 공급되는 전력을 차단시킬 수도 있다.The
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 510), 핑 단계(Ping Phase, 520), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 530), 협상 단계(Negotiation Phase, 540), 보정 단계(Calibration Phase, 550), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 560) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 570)로 구분될 수 있다.5, power transmission from a transmitter to a receiver is largely divided into a
선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 그러나 아날로그 핑은 다른 대체 수단으로 대체될 수 있다. 다른 대체 수단은 근접센서, 자기장 변화를 감지하는 홀센서, 압력센서 또는 생략 중 적어도 하나의 수단일 수 있다. 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다. The
핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 해당 송신기로부터 무선 전력 수신이 가능한 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 신호-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 해당 디지털 핑 전송 후 소정 시간 이내에 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.In
핑 단계(520)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.Once the
식별 및 구성 단계(530)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the identifying and configuring
송신기는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.The transmitter may determine whether an entry to the
확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 이물질 검출 절차(Foreign Object Detection Procedure)를 수행할 수 있다.If it is determined that negotiation is required, the transmitter may enter a
반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.On the other hand, if it is determined that negotiation is not required, the transmitter may immediately enter the
협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 이물질 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다.At
일 예로, 송신기는 기준 품질 인자 값보다 보정 비율만큼 낮은 값을 이물질 검출을 위한 임계치로 결정하고, 물체 감지 후 핑 단계(520)로의 진입 이전에 현재 품질 인자 값을 측정할 수 있다.For example, the transmitter may determine a value lower than the reference quality factor value by a correction ratio as a threshold for detecting foreign matter, and may measure the current quality factor value prior to entry into the panning
송신기는 결정된 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값을 비교하여 충전 영역에 이물질이 존재하는지 판단할 수 있으며, 이물질 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다.The transmitter compares the determined threshold value with the currently measured quality factor value to determine whether foreign substances are present in the charged area, and can control power transmission according to the foreign matter detection result.
일 예로, 이물질이 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, 이물질이 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 송신기는 이물질이 검출되지 않은 경우, 보정 단계(550)에서 송신기는 수신기에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 실제 송신 코일을 통해 전송된 전력의 세기를 결정하기 위해 수신기와 송신기에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신기의 송신 파워와 수신기의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 이물질 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다. 이를 통해, 송신기는 보다 정확하게 이물질을 검출할 수 있다.In one example, if a foreign object is detected, the transmitter may return to the
전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the
또한, 전력 전송 단계(560)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.Also, in the
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be set based on the status and characteristic information of the transmitter and the receiver. For example, the transmitter status information may include information on the maximum amount of transmittable power, information on the maximum number of receivable receivers, and the receiver status information may include information on the requested power and the like.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다. 6, the
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 DC 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 6, when the DC power is supplied from the
이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 인버터(612) 및 주파수 생성기(613)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 인버터(612)는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 전력을 특정 동작 주파수를 가지는 교류 전력으로 변환할 수 있는 회로 구성이면 족하다. The
DC/DC 변환부(611)는 전원부(650)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(640)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. The DC /
이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. At this time, the
일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다. For example, the
인버터(612)는 DC/DC 변환된 직류 전력을 주파수 생성기(613)에 의해 생성된 기준 교류 신호에 기반하여 교류 전력으로 변환할 수 있다. 이때, 기준 교류 신호의 주파수-즉, 동작 주파수-는 제어부(640)의 제어 신호에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 동작 주파수를 조절하여 송출 전력의 세기를 조절할 수도 있다. The
일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 동작 주파수를 결정하고, 결정된 동작 주파수가 생성되도록 주파수 생성기(613)를 동적으로 제어할 수 있다. For example, the
일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다. For example, the power reception status information may include, but is not limited to, the intensity information of the rectifier output voltage, the intensity information of the current applied to the reception coil, and the like. The power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일부(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송신 코일부(622)는 제1 내지 제n 송신 코일로 구성될 수 있다. The
또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 캐리어 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 인버터(612)의 출력 교류 전력과 믹싱하기 위한 특정 캐리어 주파수로 생성할 수 있다. In addition, the
본 발명의 일 실시예는 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있음을 주의해야 한다. It should be noted that one embodiment of the present invention may have different frequencies of AC power delivered to each transmit coil.
본 발명의 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진 주파수를 상이하게 설정할 수도 있다. In another embodiment of the present invention, the resonance frequency of each transmission coil may be set differently by using a predetermined frequency controller having a function of controlling LC resonance characteristics for different transmission coils.
다중화기(621)는 제어부(640)에 의해 선택된 송신 코일로 교류 전력을 전달하기 위한 스위치 기능을 수행할 수 있다. 제어부(640)는 송신 코일 별 수신되는 신호 세기 지시자에 기반하여 해당 무선 전력 수신기로의 전력 전송에 사용할 송신 코일을 선택할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. The
예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해서만 교류 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안 DC/DC 변환기(611)의 출력 직류 전력의 세기를 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다. For example, if the
제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감신 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(650)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(640)에 송출할 수 있으며, 제어부(640)는 해당 이벤트 신호가 감지될 때마다, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. The
또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. In addition, the
통신부(630)는 변조부(631)와 복조부(632) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The
변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The
복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC:Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다. The
또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. Also, the
또한, 복조부(632)는 송신 코일(623)을 통해 수신된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전달할 수 있다. 일 예로, 복조된 신호는 신호 세기 지시자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 복조 신호는 무선 전력 수신기의 각종 상태 정보를 포함할 수 있다. The
일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다. In one example, the
또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일부(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일부(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 제어 신호 및 상태 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 송신 코일부(622)의 제1 내지 제n 송신 코일에 각각 대응되는 별도의 코일이 무선 전력 송신기(600)에 추가로 구비될 수 있으며, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다. In addition, the
이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다. Although the
또한, 이상의 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)의 전력 전송부(620)가 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)을 포함하나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 전력 전송부(620)는 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.6, the
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 배터리팩 충전기(700)는 통합 충전 제어 회로(710), 무선 충전 안테나(720), 충전배터리(730), 스위치(740), 전원 단자(750) 및 전력 센서(760)를 포함하여 구성될 수 있다.7, the
통합 충전 제어 회로(710)는 배터리팩 충전기(700)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. The integrated
통합 충전 제어 회로(710)는 무선 충전 안테나(720)를 통해 전송할 교류 전력 신호를 생성하고, 수신기와의 통신을 수행하기 위한 회로 소자(들) 및 충전배터리(730)의 충전을 제어하기 위한 회로 소자(들)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 회로 소자는 마이크로 프로세서, 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor, DSP), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 메모리 등의 반도체 소자뿐만 아니라 저항, 콘텐서, 다이오드, 트랜지스터, 증폭기, 오실레이터, 클락 생성기 등의 일반적인 회로 부품을 포함할 수 있다.Integrated
이하의 실시예에서, 배터리팩 충전기(700)의 무선 충전 제어 동작 및 배터리 충전 제어 동작은 통합 충전 제어 회로(710)에 탑재되는 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. In the following embodiments, the wireless charge control operation and the battery charge control operation of the
통합 충전 제어 회로(710)는 스위치(740)의 제어를 통해 충전배터리(730)로 전력을 공급하거나, 충전배터리(730)에 충전된 전력을 공급받을 수 있다.The integrated
일 예로, 통합 충전 제어 회로(710)는 전원 입력 단자(750)에 전원 플러그가 연결되면, 전원 입력 단자(750)를 통해 인가되는 전력을 이용하여 충전배터리(730)을 충전시킬 수 있다. 또한, 통합 충전 제어 회로(710)는 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 충전배터리(730)에 충전된 전력을 이용하여 무선 충전이 가능한 수신기의 탐색 절차를 수행하여 무선 충전을 수행할 수도 있다.For example, when the power plug is connected to the
전력 센서(760)는 충전배터리(730)의 잔여 충전량을 측정하고, 측정 결과를 통합 충전 제어 회로(710)에 전송할 수 있다.The
통합 충전 제어 회로(710)는 충전배터리(730)의 잔여 충전량에 기반하여 무선 충전 안테나(720)를 통한 무선 전력 전송 여부를 결정할 수 있다.The integrated
또한, 통합 충전 제어 회로(710)는 외부 전원이 연결된 상태에서, 수신기가 감지되면, 수신기에 의해 요구되는 전력과 외부 전원으로부터 인가되는 전력에 기반하여 무선 충전 안테나(720)와 충전배터리(730)에 공급할 전력량을 동적으로 분배할 수도 있다.The integrated
통합 충전 제어 회로(710)는 배터리팩 충전기(700)에 충전배터리(730)가 장착되지 않은 경우, 배터리팩 충전기(700)가 무선 전력 송신기로만 동작되도록 제어할 수 있다.The integrated
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 하드웨어 구조를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a hardware structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 배터리팩 충전기(800)는 본체(810), 힌지(820), 충전 패드 덮개(830), 충전배터리(850), 수용부(860), 제어 회로 기판(870) 및 전원 단자(880)를 포함하여 구성될 수 있다.8, the
힌지(820)는 본체의 일측에 구비되며, 도면번호 831의 화살표 방향으로 충전 패드 덮개(830)가 개폐될 수 있도록 구성될 수 있다.The
사용자는 충전 패드 덮개(830)를 열어 수용부(860)에 충전배터리(850)을 안착시킬 수 있다. 이때, 충전배터리(850)의 일측에 구비되는 금속 단자(851)와 수용부(860)의 일측에 구비되는 금속 단자(861)가 서로 접촉되도록 충전배터리(850)이 수용부(860)에 장착된다.The user can open the
충전 패드 덮개(830)의 내부에는 무선 충전 안테나(840)가 장착될 수 있다. 무선 충전 안테나(840)의 양 단자는 제어 회로 기판(870)과 전기적으로 연결된다.A
또한, 충전배터리(850) 및 전원 단자(880)도 제어 회로 기판(870)과 전기적으로 연결된다.In addition, the
일 실시예에 따른 제어 회로 기판(870)에는 상기한 도 7의 통합 충전 제어 회로(710)가 장착되어, 단일 보드 타입으로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따른 제어 회로 기판(870)은 분리형 PCB로 구현된 무선 충전용 서브 보드가 메인 보드에 장착되는 멀티 보드 타입으로 구현될 수도 있다.The integrated
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.9 is a block diagram for explaining a structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 배터리팩 충전기(900)는 통합 충전 제어 회로(910), 무선 충전 안테나(920), 충전배터리(930), 스위치(940), 전원 단자(950), 전력 센서(960) 및 USB 단자(970)를 포함하여 구성될 수 있다.9, the
여기서, 통합 충전 제어 회로(910), 무선 충전 안테나(920), 충전배터리(930), 스위치(940), 전원 단자(950) 및 전력 센서(960)에 대한 설명은 상술한 도 7의 통합 충전 제어 회로(710), 무선 충전 안테나(720), 배터리팩(730), 스위치(740), 전원 단자(750) 및 전력 센서(760)에 대한 설명으로 대체한다.The description of the integrated
외부 디바이스가 USB 케이블을 통해 USB 단자(970)에 연결되면, 통합 충전 제어 회로(910)는 배터리팩 충전기(900)가 보조 배터리로 동작하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 통합 충전 제어 회로(910)는 USB 단자(970)에 USB 플러그가 삽입되면, 스위치(940)를 제어하여 충전배터리(930)에 충전된 전력이 USB 단자(970)에 연결된 외부 디바이스에 공급되도록 제어할 수 있다.When the external device is connected to the
다른 일 예로, 만약, 외부 전원으로부터의 전원이 공급되고 있는 상태에서, USB 단자에 외부 디바이스가 연결되면, 통합 충전 제어 회로(910)는 전원 단자(950)를 통해 인가되는 전력이 USB 단자(970)를 통해 외부 디바이스에 공급되도록 제어할 수도 있다.If an external device is connected to the USB terminal while power is being supplied from the external power supply, the integrated
또 다른 일 예로, 외부 전원을 이용한 무선 충전 수행 중 USB 단자(970)에 외부 디바이스가 연결되면, 통합 충전 제어 회로(910)는 외부 전원은 무선 충전을 위해 계속 사용되고, 충전배터리(930)에 충전된 전력은 USB 단자(970)에 연결된 외부 디바이스에 공급되도록 제어할 수 있다.In another example, when an external device is connected to the
또 다른 일 예로, 외부 전원이 연결되지 않은 상태에서, 충전배터리(930)를 이용한 무선 충전 중, USB 단자에 외부 디바이스가 연결되면, 통합 충전 제어 회로(910)는 미리 설정된 우선 순위에 따라 무선 충전 기능 및 보조 배터리 기능 중 어느 하나가 수행되도록 제어할 수 있다.When the external device is connected to the USB terminal during the wireless charging using the
또 다른 일 예로, 외부 전원이 연결되지 않은 상태에서, 충전배터리(930)를 이용한 무선 충전 중, USB 단자에 외부 디바이스가 연결되면, 통합 충전 제어 회로(910)는 충전배터리(930)의 현재 충전 잔량(또는 출력 전압) 및 무선 전력 수신기의 요구 전력에 기반하여 충전배터리(930)의 전력을 동적으로 분배할 수도 있다.If the external device is connected to the USB terminal during wireless charging using the
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 충전 기능이 탑재된 배터리팩 충전기의 하드웨어 구조를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a hardware structure of a battery pack charger equipped with a wireless charging function according to another embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 배터리팩 충전기(1000)는 상기 도 7에 도시된 본체(810), 힌지(820), 충전 패드 덮개(830), 충전배터리(850), 수용부(860), 제어 회로 기판(870) 및 전원 단자(880)뿐만 아니라 USB 단자(1010)를 더 포함하여 구성될 수 있다.10, the
USB 단자(1010)는 USB 케이블(1020)을 통해 외부 디바이스와 연결될 수 있으며, 제어 회로 기판(870)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
외부 디바이스가 USB 단자(1010)에 연결된 경우, 제어 회로 기판(870)에 구비된 프로세서(미도시)는 충전배터리(850)에 충전된 전력 또는 전원 단자(880)를 통해 인가되는 전력 중 어느 하나가 USB 단자(1010)를 통해 외부 디바이스에 공급되도록 제어할 수 있다.When an external device is connected to the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서 무선 충전 방법을 설명하기 위한 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a wireless charging method in a battery pack charger according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 배터리팩 충전기는 외부 전원의 연결 여부를 확인할 수 있다(S1101).Referring to FIG. 11, the battery pack charger can confirm whether an external power source is connected (S1101).
확인 결과, 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 배터리팩 충전기는 배터리팩에 충전된 전력을 이용하여 수신기 탐색 절차를 수행하여 충전 영역에 배치된 수신기를 감지할 수 있다(S1102 내지 S1103).As a result, if the external power source is not connected, the battery pack charger can perform the receiver searching procedure using the power charged in the battery pack to detect the receiver disposed in the charging area (S1102 to S1103).
배터리팩 충전기는 수신기 탐색 절차를 통해 무선 충전이 가능한 수신기가 감지되면, 충전배터리에 충전된 전력을 이용하여 감지된 수신기에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다(S1104).The battery pack charger can perform wireless charging of the sensed receiver using the electric power charged in the rechargeable battery when the wireless rechargeable receiver is detected through the receiver search procedure (S1104).
상기한 S1101 단계에서 외부 전원이 연결된 경우, 배터리팩 충전기는 외부 전원을 이용하여 수신기 탐색 절차를 수행하여 충전 영역에 배치된 수신기를 감지할 수 있다(S1106 내지 S1107).If the external power source is connected in step S1101, the battery pack charger may perform a receiver search procedure using an external power source to detect a receiver disposed in the charging area (S1106 to S1107).
배터리팩 충전기는 상기한 S1105 단계의 수신기 탐색 절차를 통해 무선 충전이 가능한 수신기가 감지되면 외부 전원을 이용하여 감지된 수신기에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다(S1107).The battery pack charger can perform wireless charging of the receiver sensed using the external power source when the receiver capable of wireless charging is detected through the receiver searching procedure in step S1105 (S1107).
배터리팩 충전기는 상기한 S1105 단계의 수신기 탐색 절차를 통해 무선 충전이 가능한 수신기가 감지되지 않으면, 외부 전원을 이용하여 충전배터리를 충전할 수 있다(S1108).The battery pack charger can charge the rechargeable battery using the external power source if the receiver capable of wireless charging is not detected through the receiver search procedure in step S1105 (S1108).
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩 충전기에서 무선 충전 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a wireless charging method in a battery pack charger according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 배터리팩 충전기는 외부 전원의 연결 여부를 확인할 수 있다(S1201).Referring to FIG. 12, the battery pack charger can confirm whether an external power source is connected (S1201).
확인 결과, 외부 전원이 연결된 경우, 배터리팩 충전기는 외부 전원을 이용하여 충전배터리에 대한 충전을 개시할 수 있다(S1202).As a result, when the external power source is connected, the battery pack charger can start charging the rechargeable battery using the external power source (S1202).
배터리팩 충전기는 수신기 탐색 절차를 통해 무선 충전이 가능한 수신기가 감지되면, 충전배터리에 대한 충전을 중단시키고, 외부 전원을 이용하여 감지된 수신기에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다(S1203 내지 S1204). 여기서, 배터리팩 충전기는 외부 전력의 일부를 수신기 탐색을 위한 핑 신호 전송에 분배할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 충전배터리에 충전된 전력을 이용하여 수신기 탐색 절차가 수행될 수도 있다.The battery pack charger can stop the charging of the rechargeable battery and perform wireless charging of the sensed receiver using the external power supply when the receiver capable of wireless recharge is detected through the receiver searching procedure (S1203 to S1204). Here, the battery pack charger may distribute a part of the external power to the transmission of the ping signal for searching the receiver, but this is only one embodiment, and the receiver search procedure may be performed using the power charged in the rechargeable battery .
상기한 S1201 단계의 확인 결과, 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 배터리팩 충전기는 충전배터리에 충전된 전력을 이용하여 수신기 탐색 절차를 수행하여 충전 영역에 배치된 수신기를 감지할 수 있다(S1205 내지 S1206).As a result of the checking in step S1201, if the external power source is not connected, the battery pack charger can perform a receiver search procedure using the electric power charged in the rechargeable battery to detect the receiver disposed in the charge area (S1205 to S1206 ).
배터리팩 충전기는 수신기 탐색 절차를 통해 무선 충전이 가능한 수신기가 감지되면, 충전배터리에 충전된 전력을 이용하여 감지된 수신기에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다(S1207).The battery pack charger can perform wireless charging for the sensed receiver using the power charged in the rechargeable battery when the wireless rechargeable receiver is detected through the receiver search procedure (S1207).
하지만, 상기한 S1206 단계에서 소정 시간 동안의 수신기 탐색에도 불구하고 수신기가 감지되지 않은 경우, 상기한 S1201 단계로 회귀할 수 있다. However, if the receiver is not detected despite the receiver search for the predetermined time in step 1206, the process may return to step 1201. [
상기 도 12의 실시예에서와 같이, 본 발명에 따른 배터리팩 충전기는 미리 설정된 우선 순위에 따라 전력 공급 대상을 동적으로 제어할 수 있다. 여기서, 전력 공급 대상은 무선 전력 수신기 및 충전배터리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 도 9 내지 10의 실시예에서와 같이, USB 단자에 연결된 외부 디바이스도 전력 공급 대상에 더 포함될 수도 있다.As in the embodiment of FIG. 12, the battery pack charger according to the present invention can dynamically control a power supply target according to a preset priority. Here, the power supply target may include, but is not limited to, a wireless power receiver and a rechargeable battery, and an external device connected to the USB terminal may be further included in the power supply target, as in the embodiment of Figs. have.
상술한 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다.The methods according to the above-described embodiments may be implemented as a program for execution in a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD- , Floppy disks, optical data storage devices, and the like.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (17)
외부 전원의 연결 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결된 경우, 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계;
상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 단계; 및
상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되지 않으면, 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 충전배터리를 충전하는 단계
를 포함하는, 무선 충전 방법.A method for wireless charging in a battery pack charger,
Determining whether an external power source is connected;
If it is determined that the external power source is connected, searching for a wireless power receiver located in a charging area using power supplied through an external power source;
Performing wireless charging for the sensed wireless power receiver using power supplied through the external power source when the wireless power receiver is detected as a result of the search; And
If the wireless power receiver is not detected, charging the rechargeable battery using power supplied from the external power source
And the wireless charging method.
상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.The method according to claim 1,
And if the external power is not connected, searching for a wireless power receiver located in the charging area using the power of the rechargeable battery as a result of the determination.
상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기를 무선 충전하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising wireless charging the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery when the wireless power receiver is sensed using the power of the rechargeable battery.
상기 외부 전원을 이용한 상기 무선 충전이 완료되면, 상기 외부 전원을 이용하여 상기 충전배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of charging the rechargeable battery using the external power source when the wireless recharging using the external power source is completed.
외부 전원의 연결 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결된 경우, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전배터리를 충전하는 단계;
상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계; 및
상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 충전배터리에 대한 충전을 중단하고, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전을 수행하는 단계
를 포함하는, 무선 충전 방법.A method for wireless charging in a battery pack charger,
Determining whether an external power source is connected;
Charging the rechargeable battery using power supplied through the external power source when the external power source is connected;
Searching for a wireless power receiver located in a charging area using power supplied through the external power source; And
Stopping charging of the rechargeable battery when the wireless power receiver is detected as a result of the search and performing wireless charging for the sensed wireless power receiver using power supplied through the external power supply
And the wireless charging method.
상기 판단 결과, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 영역에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.6. The method of claim 5,
And if the external power is not connected, searching for a wireless power receiver located in the charging area using the power of the rechargeable battery as a result of the determination.
상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기를 무선 충전하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전 방법.The method according to claim 6,
Further comprising wireless charging the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery when the wireless power receiver is sensed using the power of the rechargeable battery.
상기 본체에 구비되어 충전배터리가 장착되는 수용부;
상기 수용부에 구비된 금속 단자와 전기적으로 연결되는 제어 회로 기판;
내부에 상기 제어 회로 기판과 연결된 무선 충전 안테나가 구비되며 상기 수용부가 개폐되도록 구성된 충전 패드 덮개; 및
외부 전원이 접속되며 상기 제어 회로 기판과 전기적으로 연결되는 전원 단자
를 포함하는, 배터리팩 충전기.main body;
A receiving portion provided in the main body and to which a rechargeable battery is mounted;
A control circuit board electrically connected to a metal terminal provided in the accommodating portion;
A charging pad cover having a wireless charging antenna connected to the control circuit board and configured to open and close the receiving portion; And
A power supply terminal connected to an external power source and electrically connected to the control circuit board
And the battery pack charger.
상기 제어 회로 기판은 무선 충전을 제어하기 위한 회로 소자 및 상기 충전배터리의 충전을 제어하기 위한 회로 소자를 포함하여 구성되는, 배터리팩 충전기.9. The method of claim 8,
Wherein the control circuit board comprises circuit elements for controlling wireless charging and circuit elements for controlling charging of the rechargeable battery.
무선 충전을 제어하기 위한 회로 소자가 서브 보드 형태로 구현되어 상기 제어 회로 기판에 장착되는, 배터리팩 충전기.9. The method of claim 8,
Wherein a circuit element for controlling wireless charging is implemented in a sub board form and mounted on the control circuit board.
상기 충전배터리에 충전된 전력을 USB 케이블을 통해 외부 디바이스에 공급하기 위한 USB 단자가 상기 본체에 더 구비되는, 배터리팩 충전기.9. The method of claim 8,
And a USB terminal for supplying electric power charged in the rechargeable battery to an external device via a USB cable is further provided in the main body.
상기 제어 회로 기판에는 적어도 하나의 프로세서가 구비되고,
상기 프로세서가 상기 외부 전원이 상기 전원 단자에 연결된 경우, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 충전 패드 덮개에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하고, 상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 외부 전원을 통해 공급되는 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전이 이루어지도록 제어하는, 배터리팩 충전기.9. The method of claim 8,
Wherein the control circuit board is provided with at least one processor,
The processor searches for a wireless power receiver disposed on the charging pad cover using power supplied through the external power source when the external power source is connected to the power terminal, And controls to wirelessly charge the sensed wireless power receiver using power supplied through the external power source.
상기 탐색 결과, 무선 전력 수신기가 감지되지 않으면, 상기 프로세서가 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 상기 충전배터리가 충전되도록 제어하는, 배터리팩 충전기.13. The method of claim 12,
And if the wireless power receiver is not detected as a result of the search, the processor controls the rechargeable battery to be charged using power supplied from the external power supply.
상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 프로세서가 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 충전 패드 덮개에 배치된 무선 전력 수신기를 탐색하는, 배터리팩 충전기.13. The method of claim 12,
The processor searches for a wireless power receiver disposed in the charging pad cover using the power of the rechargeable battery when the external power source is not connected.
상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 전력 수신기가 감지되면, 상기 프로세서가 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 상기 감지된 무선 전력 수신기에 대한 무선 충전이 이루어지도록 제어하는, 배터리팩 충전기.15. The method of claim 14,
Wherein when the wireless power receiver is sensed using the power of the rechargeable battery, the processor controls the wireless charging of the sensed wireless power receiver using the power of the rechargeable battery.
상기 외부 전원을 이용한 상기 무선 충전이 완료되면, 상기 프로세서가 상기 외부 전원을 이용하여 상기 충전배터리가 충전되도록 제어하는, 배터리팩 충전기.13. The method of claim 12,
Wherein when the wireless charging using the external power source is completed, the processor controls the charging battery to be charged using the external power source.
무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 무선 충전 송신기; 및
외부 전원의 연결 여부에 따라 상기 무선 충전 송신기로 공급되는 전력을 동적으로 제어하는 충전 제어 회로
를 포함하고, 상기 충전 제어 회로가 상기 외부 전원이 연결되면, 상기 외부 전원을 이용하여 무선 충전을 수행하고, 상기 외부 전원이 연결되지 않은 경우, 상기 충전배터리의 전력을 이용하여 무선 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는, 배터리팩 충전기.Rechargeable battery;
A wireless charging transmitter for wirelessly transmitting power to a wireless power receiver; And
A charging control circuit for dynamically controlling power supplied to the wireless charging transmitter according to whether an external power source is connected or not,
Wherein the charging control circuit performs wireless charging using the external power when the external power is connected and performs wireless charging using the power of the charging battery when the external power is not connected Wherein the battery pack charger is a battery pack charger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170002230A KR20180081243A (en) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | Battary pack charger for wireless charging and wireless charging method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170002230A KR20180081243A (en) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | Battary pack charger for wireless charging and wireless charging method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180081243A true KR20180081243A (en) | 2018-07-16 |
Family
ID=63048103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170002230A KR20180081243A (en) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | Battary pack charger for wireless charging and wireless charging method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20180081243A (en) |
-
2017
- 2017-01-06 KR KR1020170002230A patent/KR20180081243A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110168860B (en) | Method and apparatus for detecting foreign matter | |
EP3917080B1 (en) | Apparatus and method for performing communication in wireless power transmission system | |
KR20170118571A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
EP3376635A1 (en) | Multi-coil wireless charging method, and apparatus and system therefor | |
KR102421069B1 (en) | Wireless Power Transmitter for Wireless Charging | |
KR20190087733A (en) | Wireless Charging Coil With High Quality Factor | |
US10971958B2 (en) | Method and apparatus for performing communication in wireless power transmission system | |
KR101974155B1 (en) | Multi-Coil Wireless Charging Control Method and Apparatus and System therefor | |
KR20180062653A (en) | Wireless charging method and apparatus using near field communication | |
KR20180010796A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
KR20170140685A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
KR20190061359A (en) | Method And Apparatus For Providing Coil Alignment Status Information | |
KR20180038205A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
KR20180064741A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus therefor | |
KR20180005427A (en) | Wireless Power Control Method and Apparatus for Wireless Charging | |
KR20170094879A (en) | Wireless Charging Method and Apparatus and System therefor | |
KR20180042578A (en) | Apparatus for transmitting wireless power | |
KR20180016831A (en) | Wireless Power Control Method and Wireless Power Transmitter for Wireless Charging | |
KR20180003810A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
KR20180104904A (en) | Vehicle wireless power transmitter with integrated short-range wireless communication function and electronic payment method using the same | |
KR20180027104A (en) | Wireless Power Transmitter, and Method For Self-Calibration and Operation of Wireless Power Transmitter | |
KR20180096018A (en) | Wireless Power Transmitter Having Electromagnetic Wave Shielding Structure | |
KR20170140895A (en) | Foreign Object Detection Method and Apparatus and System therefor | |
KR20190082483A (en) | Near Field Communication Signal Detection Method and Apparatus Therefor | |
KR20180074088A (en) | Method for Multiplex Wireless Charging Method and Apparatus and System therefor |