KR20190084415A

KR20190084415A - Wireless Power Transmitter

Info

Publication number: KR20190084415A
Application number: KR1020180002152A
Authority: KR
Inventors: 차대영
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-07-17

Abstract

The present invention relates to a wireless power transmitter capable of determining whether a coil is abnormal. According to an embodiment of the present invention, the wireless power transmitter comprises: an inverter; a transmission coil having one end connected to the inverter, and the other end connected to a resonant capacitor; a coil state detector connected to the other end, and converting alternating current (AC) voltage of the other end into direct current (DC) voltage; and a main controller comparing the converted DC voltage and preset voltage to determine whether the transmission coil is abnormal. Therefore, the present invention can effectively detect abnormality of the transmission coil.

Description

[0001] WIRELESS POWER TRANSMITTER [0002]

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 무선 충전을 위한 송신 코일의 이상 여부를 판단하는 것이 가능한 코일 상태 검출 장치 및 그를 포함하는 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission technique, and more particularly, to a coil state detection device capable of determining whether a transmission coil for wireless charging is abnormal or not and a wireless power transmission device including the same.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.Recently, as the information and communication technology rapidly develops, a ubiquitous society based on information and communication technology is being made.

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다.In order for information communication devices to be connected anytime and anywhere, sensors equipped with a computer chip having a communication function must be installed in all facilities of the society.

따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다.Therefore, power supply problems of these devices and sensors are becoming a new challenge. In addition, mobile devices such as Bluetooth handsets and iPods, as well as mobile phones, have been rapidly increasing in number, and charging the battery has required users time and effort.

이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.As a way to solve this problem, wireless power transmission technology has recently attracted attention.

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

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.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.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents.

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 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.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.

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.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.

즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.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 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 IT, railroad, and household appliance industry.

무선 충전 기술을 구현하는 핵심 부품인 송신 코일에 단선 또는 단락이 발생한 경우, 충전이 불가하거나 충전 효율이 매우 낮아지는 문제점이 있다.There is a problem that the charging coil can not be charged or the charging efficiency becomes very low when a short circuit or a short circuit occurs in the transmission coil which is a core part for implementing the wireless charging technology.

따라서, 무선 전력 송신 장치의 사용 중 구비된 송신 코일의 이상 여부를 효과적으로 검출할 수 있는 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a method that is capable of effectively detecting whether a transmit coil is present during use of the wireless power transmission apparatus.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 송신 코일의 이상 여부를 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치 및 그를 위한 코일 상태 검출 장치들을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wireless power transmission apparatus capable of detecting whether or not a transmission coil is abnormal and a coil state detection apparatus therefor.

본 발명의 다른 목적은 송신 코일 전후단의 전압 및 전류 측정을 위한 별도의 센서를 구비하지 않고, 필터 및 전압 버퍼로 구성된 코일 상태 검출 장치의 출력에 기반하여 제어기가 코일 이상 여부를 판단하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a coil state detecting apparatus, which does not have a separate sensor for measuring voltage and current on the front and rear sides of a transmission coil, And to provide a wireless power transmission apparatus.

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 코일의 이상 여부를 판단하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a wireless power transmission apparatus capable of determining whether or not a coil is abnormal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 인버터와 일단이 상기 인버터에 연결되고, 타단이 공진 캐패시터에 연결되는 송신 코일과 상기 타단에 연결되고, 상기 타단의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 코일 상태 검출기와 상기 변환된 직류 전압과 기 설정된 전압을 비교하여 상기 송신 코일의 이상 여부를 판단하는 주제어기를 포함할 수 있다.A wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention includes an inverter and a transmission coil having one end connected to the inverter and the other end connected to a resonant capacitor and the other end connected to the other end, And a main controller that compares the converted DC voltage with a preset voltage to determine whether the transmission coil is abnormal or not.

여기서, 상기 코일 상태 검출기는 상기 타단의 교류 전압을 상기 주제어기의 동작 전압으로 변환하는 필터를 포함할 수 있다.Here, the coil state detector may include a filter that converts the AC voltage of the other end to an operation voltage of the main controller.

또한, 상기 코일 상태 검출기는 상기 동작 전압에 포함된 노이즈를 제거하는 전압 버퍼를 더 포함할 수 있다.The coil state detector may further include a voltage buffer for removing noise included in the operating voltage.

또한, 상기 필터는 저항과 캐패시터를 포함하는 RC 저역 통과 필터일 수 있다.In addition, the filter may be an RC low-pass filter including a resistor and a capacitor.

또한, 상기 코일 상태 검출기의 출력은 상기 주제어기에 구비된 아날로그 디지털 변환기(ADC: Analog Digital Converter) 포트에 연결되고, 상기 동작 전압은 상기 아날로그 디지털 변환기의 허용 입력 전압일 수 있다.Also, the output of the coil state detector may be connected to an analog-to-digital converter (ADC) port of the main controller, and the operating voltage may be an allowable input voltage of the analog-to-digital converter.

여기서, 상기 허용 입력 전압은 3.3V이하일 수 있다.Here, the allowable input voltage may be 3.3 V or less.

또한, 상기 주제어기가 상기 아날로그 디지털 변환기 포트에 입력되는 전압과 소정 기준치를 비교하여 해당 송신 코일의 이상 여부를 판단할 수 있다.Also, the main controller can compare the voltage input to the analog-digital converter port with a predetermined reference value to determine whether the transmission coil is abnormal.

또한, 상기 전압 버퍼는 모든 출력 전압이 반전 입력 단자로 궤환되며, 페루프 전압 이득은 1인 연산 증폭기를 포함할 수 있다.In addition, the voltage buffer may include an operational amplifier in which all the output voltages are fed back to the inverting input terminal, and the Peruga voltage gain is 1.

또한, 상기 코일 상태 검출기는 상기 전송기로부터 입력되는 전압을 강하하는 필터와 상기 필터를 통과한 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 변환기와 상기 변환기 출력 전압을 소정 기준 전압과 비교하는 비교기를 포함하여 구성될 수도 있다.The coil state detector includes a filter for lowering a voltage input from the transmitter, a converter for converting an AC signal having passed through the filter to a DC signal, and a comparator for comparing the converter output voltage with a predetermined reference voltage It is possible.

여기서, 상기 주제어기가 상기 비교기 출력 값에 기반하여 해당 송신 코일의 이상 여부를 판단할 수 있다.Here, the main controller may determine whether the transmission coil is abnormal based on the comparator output value.

또한, 상기 무선 전력 송신기는 복수의 상기 송신 코일을 구비하고, 복수의 상기 송신 코일 중 상기 인버터 출력과 연결될 송신 코일을 선택하기 위한 코일 선택 회로를 더 포함하고, 상기 주제어기가 상기 코일 선택 회로를 제어하여 해당 송신 코일에 디지털 핑이 전송되도록 제어할 수 있다.The wireless power transmitter may further include a coil selection circuit for selecting a transmission coil to be connected to the inverter output among the plurality of transmission coils, and the main controller may control the coil selection circuit So that the digital ping is transmitted to the corresponding transmission coil.

또한, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 송신 코일에 대한 이상 여부가 표시되는 코일 상태 표시부를 더 포함하고, 상기 주제어기가 상기 이상 여부에 대한 판단 결과에 기반하여 상기 코일 상태 표시부에 이상 여부가 표시되도록 제어할 수 있다.The wireless power transmission apparatus may further include a coil state display unit for displaying an abnormality with respect to the transmission coil, wherein the controller controls the coil state display unit to display an abnormality on the basis of the determination result of the abnormality, can do.

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, 장치 및 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method, apparatus and system according to the present invention will be described as follows.

또한, 본 발명은 송신 코일의 이상 여부를 검출하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치 및 그를 위한 코일 상태 검출 장치들을 제공하는 장점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that it provides a wireless power transmission apparatus capable of detecting abnormality of a transmission coil and a coil state detection apparatus therefor.

또한, 본 발명은 송신 코일 전후단의 전압 및 전류 측정을 위한 별도의 센서를 구비하지 않고도 필터 및 전압 버퍼로 구성된 코일 상태 검출기의 출력에 기반하여 제어기가 코일 이상 여부를 판단하는 것이 가능한 무선 전력 송신 장치를 제공하는 장점이 있다.The present invention also provides a wireless power transmission system capable of determining whether or not a coil is abnormal based on the output of a coil state detector composed of a filter and a voltage buffer without having a separate sensor for measuring voltage and current at the front and rear ends of the transmission coil. There is an advantage of providing a device.

또한, 본 발명은 무선 전력 송신 장치의 사용 중 구비된 송신 코일의 이상 여부를 검출함으로써, 불필요한 전력이 낭비되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that unnecessary power can be prevented from being wasted by detecting abnormality of a transmission coil provided during use of the wireless power transmission apparatus.

또한, 본 발명은 불량 코일을 검출하고, 검출된 불량 코일의 사용을 차단함으로써, 무선 충전 장치의 발열을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that it can prevent the wireless charger from generating heat by detecting a bad coil and blocking use of the detected bad coil.

또한, 본 발명은 코일의 이상 여부에 대한 상태 정보를 무선 전력 송신 장치에 구비된 출력 수단에 직관적으로 표시함으로써, 사용자가 코일 이상 여부를 인지할 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention has an advantage that the user can recognize whether or not the coil is abnormal by intuitively displaying the state information on the abnormality of the coil in the output means provided in the wireless power transmission apparatus.

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.

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 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 상태 검출기의 내부 회로 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치에서 송신 코일의 정상 여부에 따른 코일 후단과 코일 상태 검출기 후단에서의 전압 변화를 보여주는 테스트 결과이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에 구비되는 송신 코일의 불량을 검출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 코일 불량 검출 기능이 탑재된 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 상기한 도 16의 도면 번호 1692 위치에서의 코일 불량 여부에 따른 전압 변화를 보여준다.
도 18은 상기한 도 16의 도면 번호 1691 위치에서의 코일 불량 여부에 따른 전압 변화를 보여준다.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 state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to another embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram for explaining an internal circuit structure of a coil state detector according to an embodiment of the present invention.
11 to 14 are test results showing the change in voltage at the rear end of the coil and at the rear end of the coil state detector according to whether the transmission coil is normal or not in the wireless power transmission apparatus according to the present invention.
15 is a flowchart illustrating a method of detecting a failure of a transmission coil included in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter equipped with a coil fault detection function according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 shows a voltage change according to whether the coil is defective at the position 1692 of FIG. 16 described above.
FIG. 18 shows the voltage change according to whether the coil is defective at the position 1691 of FIG. 16 described above.

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)”으로 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 an upward direction but also a downward direction based on one component.

실시예의 설명에 있어서, 무선 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 기능이 탑재된 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다.In the description of the embodiments, an apparatus equipped with a function of transmitting wireless power on a wireless charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, , A transmitting side, a wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination.

또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 기능이 탑재된 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.Further, 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 receiver, a receiver, and the like can be used in combination.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power can also be transmitted.

이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다.To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmitting means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method 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.

여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.Here, the wireless power transmission means may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA), which are standard wireless charging technologies.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.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 an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA), which are standard wireless charging technologies.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.The receiver according to the present invention may be used in a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation device, A portable electronic device such as a toothbrush, an electronic tag, a lighting device, a remote control, a fishing rod, a smart watch, etc. However, the present invention is not limited thereto. It suffices.

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(20)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless power transmission terminal 10 for wirelessly transmitting power, a wireless power receiving terminal 20 for receiving the transmitted power, and an electronic device 20 Lt; / RTI >

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.For example, the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 can perform in-band communication in which information is exchanged using the same frequency band as that used for wireless power transmission.

다른 일 예로, 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.In another example, the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 perform out-of-band communication in which information is exchanged using a different frequency band different from the operating frequency used for wireless power transmission .

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 power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 may include control information as well as status information of each other. Here, the status information and the control information exchanged between the transmitting and receiving end will become more apparent through the description of the embodiments to be described later.

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 power receiving terminal 20 transmits information only to the wireless power transmitting terminal 10, but the present invention is not limited thereto, and the wireless power transmitting terminal 10 may transmit information Lt; / RTI >

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 power receiving terminal 20 and the wireless power transmitting terminal 10, but information can be transmitted only by any one device at any time.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다.The wireless power receiving terminal 20 according to an embodiment of the present invention may acquire various status information of the electronic device 30. [

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.For example, the status information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage / current information, And is information obtainable from the electronic device 30 and available for wireless power control.

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.In particular, the wireless power transmitting terminal 10 according to an embodiment of the present invention can transmit a predetermined packet indicating whether or not to support fast charging to the wireless power receiving terminal 20.

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.The wireless power receiving terminal 20 can inform the electronic device 30 of the connected wireless power transmitting terminal 10 when it is confirmed that it supports the fast charging mode. The electronic device 30 may indicate that fast charging is possible through a predetermined display means, which may be, for example, a liquid crystal display.

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.Also, the user of the electronic device 30 may select the predetermined fast charge request button displayed on the liquid crystal display means to control the wireless power transmitting terminal 10 to operate in the fast charge mode.

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.In this case, the electronic device 30 can transmit a predetermined fast charge request signal to the wireless power receiving terminal 20 when the quick charge request button is selected by the user.

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.The wireless power receiving terminal 20 may generate a charging mode packet corresponding to the received fast charging request signal and transmit the same to the wireless power transmitting terminal 10 to switch the general low power charging mode to the fast charging mode.

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.For example, as shown in 200a, the wireless power receiving terminal 20 may include a plurality of wireless power receiving devices, and a plurality of wireless power receiving devices may be connected to one wireless power transmitting terminal 10, Charging may also be performed.

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.At this time, the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses in a time division manner, but it is not limited thereto. In another example, the wireless power transmitting terminal 10 can distribute power to a plurality of wireless power receiving apparatuses using different frequency bands allocated to the wireless power receiving apparatuses.

이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving apparatuses connectable to one wireless power transmitting apparatus 10 is set to at least one of the required power for each wireless power receiving apparatus, the battery charging state, the power consumption amount of the electronic apparatus, Can be determined adaptively based on

다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다.As another example, as shown in 200b, the wireless power transmitting terminal 10 may be composed of a plurality of wireless power transmitting apparatuses.

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.In this case, the wireless power receiving terminal 20 may be connected to a plurality of wireless power transmission apparatuses at the same time, and may simultaneously receive power from connected wireless power transmission apparatuses to perform charging.

이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power transmission devices connected to the wireless power receiving terminal 20 is adaptively set based on the required power of the wireless power receiving terminal 20, the battery charging state, the power consumption amount of the electronic device, Can be determined.

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 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit coils 111, 112, 113. Each transmit coil may overlap a portion of the transmit coil with a different transmit coil, and the wireless power transmitter may include a predetermined sense signal 117, 127 for sensing the presence of the wireless power receiver through each transmit coil - And sequentially transmits digital ping signals in a predefined order.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다.As shown in FIG. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 117 through the primary sensing signal transmission procedure shown in reference numeral 110, and receives a signal strength indicator (Signal Strength Indicator 116 may identify the received transmit coil 111, 112.

연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 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.Subsequently, the wireless power transmitter sequentially transmits the detection signal 127 through the secondary detection signal transmission procedure shown in the reference numeral 120, and the signal strength indicator 126 is transmitted to the transmission coils 111 and 112 It is possible to control the efficiency (or charging efficiency) - that is, the state of alignment between the transmitting coil and the receiving coil - to identify a good transmitting coil and to allow power to be delivered through the identified transmitting coil, .

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 signal strength indicators 116 and 126 are received at the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112 as shown in the aforementioned numerals 110 and 120 of FIG. 3, Selects a transmission coil having the best alignment based on the received signal strength indicator 126 in each of the first transmission coil 111 and the second transmission coil 112 and performs wireless charging using the selected transmission coil .

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.4 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 440) 단계로 구분될 수 있다.4, power transmission from a transmitter to a receiver is largely divided into a selection phase 410, a ping phase 420, an identification and configuration phase 430, Power Transfer Phase, step 440).

선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다.The selection step 410 may be a phase transition when a specific error or a specific event is detected while initiating a power transmission or maintaining a power transmission.

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.Here, the specific error and the specific event will become clear through the following description. Also, in a selection step 410, the transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다(S401). 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.If the transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it can transition to the step 420 (S401). In the selection step 410, the transmitter transmits an analog ping signal of a very short pulse and can detect whether an object exists in the active area of the interface surface based on the current change of the transmission coil.

핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 해당 표준에 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S402). 또한, 핑 단계(420)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S403).In step 420, the transmitter activates the receiver when an object is detected, and transmits a digital ping to identify whether the receiver is compatible with the standard. If the transmitter does not receive a response signal for the digital ping (e.g., a signal strength indicator) from the receiver in step 420, then the transmitter may transition back to the selection step 410 (S402). Also, in step 420, the transmitter may transition to a selection step 410 when receiving a signal indicating completion of power transmission from the receiver, i.e., a charging completion signal (S403).

핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S404).Once the ping stage 420 is complete, the transmitter may transition to an identification and configuration step 430 to collect receiver identification and receiver configuration and status information (S404).

식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S405).In the identifying and configuring step 430, the sender may determine whether the packet is unexpected, whether a desired packet is received during a predefined period of time (time out), a packet transmission error (transmission error) (No power transfer contract), the process can be shifted to the selection step 410 (S405).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 전력 전송 단계(240)로 천이할 수 있다(S406).Once the identification and configuration for the receiver is complete, the transmitter may transition to power transfer step 240, which transmits the wireless power (S406).

전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S407).In the power transfer step 440, the transmitter determines whether an unexpected packet is received, a desired packet is received for a predefined period of time (time out), a violation of a predetermined power transmission contract occurs transfer contract violation, and if the charging is completed, the selection step 410 can be performed (S407).

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S408).In addition, in the power transfer step 440, if the transmitter needs to reconfigure the power transfer contract according to changes in the transmitter state, etc., it may transition to the identification and configuration step 430 (S408).

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 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.5 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure according to an 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 selection phase 510, a ping phase 520, an identification and configuration phase 530, a negotiation phase Phase 540, a calibration phase 550, a power transfer phase 560, and a renegotiation phase 570.

선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S502, S504, S506, S509, S일 수 있다.The selection step 510 may be a transition step, for example, S502, S504, S506, S509, S, when a specific error or a specific event is detected while initiating a power transmission or maintaining a power transmission.

여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다.Here, the specific error and the specific event will become clear through the following description. Also, in a selection step 510, the transmitter can monitor whether an object is present on the interface surface.

만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.If the transmitter detects that an object has been placed on the interface surface, it may transition to a ping step 520. In the selection step 510, the transmitter transmits an analog ping signal of a very short pulse and, based on the current change of the transmission coil or the primary coil, It is possible to detect whether or not there is an error.

핑 단계(520)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다.At step 520, the transmitter activates the receiver when an object is detected, and transmits a digital ping to identify whether the receiver is a WPC compliant receiver.

핑 단계(520)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.If the transmitter does not receive a response signal to the digital ping (e. G., A signal strength packet) from the receiver in step 520, then the receiver may transition back to step 510 again.

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.Also, in the step of the ping 520, the transmitter may transition to the selection step 510 upon receiving a signal indicating that the power transmission has been completed from the receiver (i.e., a charge complete packet).

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 ping step 520 is complete, the transmitter may transition to an identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and status information.

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 step 530, the transmitter determines whether a packet is received (unexpected packet), a desired packet is not received during a predefined period of time (time out), a packet transmission error, (No power transfer contract) can be made to the selection step 510.

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 negotiation step 540 is required based on the negotiation field value of the configuration packet that was made in the identification and configuration step 530. [

확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.If it is determined that negotiation is required, the transmitter may enter negotiation step 540 and perform a predetermined FOD detection procedure.

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 power transmission step 560.

협상 단계(540)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 임계치를 결정할 수 있다.At negotiation step 540, the transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value. At this time, the transmitter can determine a threshold for FO detection based on the reference quality factor value.

송신기는 결정된 FO 검출을 위한 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The transmitter can detect whether the FO exists in the charging area using the determined threshold value for FO detection and the currently measured quality factor value, and can control the power transmission according to the FO detection result. As an example, if FO is detected, power transmission may be interrupted, but is not limited to this.

FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.If FO is detected, the transmitter may return to selection step 510. If, on the other hand, no FO is detected, the transmitter may enter power transfer step 560 via calibration step 550.

상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다.In detail, if the FO is not detected, the transmitter determines the strength of the power received at the receiving end in the correcting step 550 and determines the power loss at the receiving end and the transmitting end to determine the strength of the power transmitted at the transmitting end Can be measured.

즉, 송신기는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다.That is, the transmitter can predict the power loss based on the difference between the transmitting power of the transmitting end and the receiving power of the receiving end in the correcting step 550.

일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.A transmitter according to one embodiment may compensate the threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.

전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the power transfer step 540, the transmitter determines whether an undesired packet is received (unexpected packet), a desired packet is received during a predefined period of time (time out), a violation of a predetermined power transmission contract occurs transfer contract violation, and if the charging is completed, the selection step 510 can be performed.

또한, 전력 전송 단계(440)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.Also, in the power transfer step 440, the transmitter may transition to the renegotiation step 570 if it is necessary to reconfigure the power transfer contract according to the transmitter state change or the like. At this time, if the renegotiation is normally completed, the transmitter may return to power transfer step 560. [

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 wireless power transmitter 600 may include a power conversion unit 610, a power transmission unit 620, a communication unit 630, a control unit 640, and a sensing unit 650 . It should be noted that the configuration of the wireless power transmitter 600 described above is not necessarily an essential configuration, and may be configured to include more or less components.

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 power supply unit 660, the power converting unit 610 may convert the DC power into AC power having a predetermined intensity.

이를 위해, 전력 변환부(610)는 DC/DC 변환부(611), 증폭기(612)를 포함하여 구성될 수 있다.For this, the power conversion unit 610 may include a DC / DC conversion unit 611 and an amplifier 612.

다른 일 예로, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 AC 전원이 공급되면, AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 AC/DC 변환부를 포함하여 구성될 수도 있다.In another example, the power conversion unit 610 may include an AC / DC conversion unit that converts AC power to DC power when AC power is supplied from the power supply unit 660.

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 / DC converting unit 611 may convert DC power supplied from the power supply unit 650 into DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 640. [

이때, 센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다.At this time, the sensing unit 650 may measure the voltage / current of the DC-converted power and provide the measured voltage / current to the controller 640.

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.In addition, the sensing unit 650 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 600 and may provide the measurement result to the controller 640 in order to determine whether overheating occurs.

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.For example, the control unit 640 may adaptively cut off the power supply from the power supply unit 650 or block the supply of power to the amplifier 612 based on the voltage / current value measured by the sensing unit 650 .

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.To this end, a power cutoff circuit may be further provided at one side of the power conversion unit 610 to cut off power supplied from the power supply unit 650 or to cut off power supplied to the amplifier 612.

증폭기(612)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 소정 세기로 증폭시킬 수 있다.The amplifier 612 can amplify the intensity of the DC / DC-converted power to a predetermined intensity according to the control signal of the controller 640.

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 증폭기(612)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다.For example, the control unit 640 may receive the power reception status information and / or the power control signal of the wireless power receiver through the communication unit 630 and may receive the power control information based on the received power reception status information and / So that the amplification factor of the amplifier 612 can be dynamically adjusted.

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.

증폭기(612)는 게이트 드라이버와 인버터를 포함하여 구성될 수 있다. 게이트 드라이버는 제어부(640)로부터 수신되는 특정 주파수 신호-예를 들면 펄스 폭 변조 신호-를 이용하여 인버터에 구비된 스위치를 제어하기 위한 복수의 스위치 제어 신호를 생성할 수 있다.The amplifier 612 may be configured to include a gate driver and an inverter. The gate driver may generate a plurality of switch control signals for controlling the switches provided in the inverter using a specific frequency signal (e.g., a pulse width modulation signal) received from the control unit 640. [

인버터(612)는 스위치 제어 신호에 따라 직류 전력 신호를 교류 전력 신호로 변환하여 전력 전송부(620)로 전달할 수 있다.The inverter 612 may convert the DC power signal into an AC power signal according to the switch control signal, and may transmit the AC power signal to the power transfer unit 620.

전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 코일부(622)을 포함하여 구성될 수 있다.The power transfer section 620 may be configured to include a multiplexer 621 (or a multiplexer), a coil section 622,

상기한 도 6의 실시 예에서는 전력 전송부(620)가 다중화기(621)와 제1 내지 제n 송신 코일을 포함하는 코일부(622)로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 전력 전송부(620)는 다중화기(621) 없이 코일부(622)가 하나의 송신 코일로 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.In the embodiment of FIG. 6, the power transmitting unit 620 is shown as consisting of the multiplexer 621 and the coil part 622 including the first to n-th transmitting coils, , And the power transmitting section 620 may be configured such that the coil section 622 is composed of one transmitting coil without the multiplexer 621. [

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 controller 640 according to an exemplary embodiment of the present invention may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil when a plurality of wireless power receivers are connected.

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 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, if the wireless power transmitter 600 has three wireless power receivers-i. E., The first through third wireless power receivers, respectively, identified through three different transmit coils, i. E., First through third transmit coils , The control unit 640 controls the multiplexer 621 to control power to be transmitted to a specific transmission coil in a specific time slot.

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 타일 슬롯 동안의 증폭기(612) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.At this time, the amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver may be controlled according to the length of the time slot allocated for each transmission coil, but this is only one embodiment. The power of the amplifier 612 may be controlled to control the transmission power of each wireless power receiver.

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.The control unit 640 may control the multiplexer 621 so that the detection signals may be sequentially transmitted through the first through n'th transmission coils 622 during the first detection signal transmission procedure.

이때, 제어부(640)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(655)를 이용하여 식별할 수 있으며, 제어부(640)는 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.At this time, the control unit 640 can identify the time at which the sensing signal is to be transmitted using the timer 655. When the sensing signal transmission time comes, the controller 640 controls the multiplexer 621, So that the detection signal can be transmitted through the antenna.

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 감지되면, 다중화기(621)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the timer 650 can send a specific event signal to the control unit 640 at predetermined intervals during the ping transmission step. When the event signal is detected, the control unit 640 controls the multiplexer 621 to transmit the corresponding event signal It is possible to control the digital ping to be transmitted through the coil.

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.In addition, the control unit 640 may transmit a predetermined transmission coil identifier for identifying a signal strength indicator (Signal Strength Indicator) through a transmission coil from the demodulation unit 632 during the first detection signal transmission procedure, Lt; / RTI > received signal strength indicator.

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.In the second sensing signal sending process, the controller 640 controls the multiplexer 621 so that the sensing signal can be transmitted only through the transmitting coil (s) on which the signal strength indicator is received during the first sensing signal sending procedure You may.

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 another example, when there are a plurality of transmit coils in which the signal strength indicator is received during the first differential sense signal transmission procedure, the control unit 640 transmits the received transmit coil with the signal strength indicator having the largest value as the second differential sense signal In the procedure, the detection signal may be determined as a transmission coil to be transmitted first, and the multiplexer 621 may be controlled according to the determination result.

통신부(630)는 변조부(631)와 복조부(632) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The communication unit 630 may include at least one of a modulation unit 631 and a demodulation unit 632.

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 modulator 631 may modulate the control signal generated by the controller 640 and transmit the modulated control signal to the multiplexer 621. Here, the modulation scheme for modulating the control signal includes a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a phase shift keying (PSK) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, A differential bi-phase modulation method, and the like.

복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다.The demodulator 632 can demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 640 when a signal received through the transmission coil is detected.

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.Here, the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an end of charge indicator (EOC), an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, But is not limited to, various status information for identifying the status of the wireless power receiver.

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 demodulator 632 can identify which of the transmit coils the demodulated signal is received, and provide the control unit 640 with a predetermined transmit coil identifier corresponding to the identified transmit coil.

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 demodulation unit 632 can demodulate the signal received through the transmission coil 623 and transmit the demodulated signal to the control unit 640. In one example, the demodulated signal may include, but is not limited to, a signal strength indicator, and the demodulated signal may include various status information of the wireless power receiver.

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 wireless power transmitter 600 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that uses the same frequency used for wireless power transmission to communicate with the wireless power receiver.

또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다.In addition, the wireless power transmitter 600 can transmit wireless power using the transmit coil 622, as well as exchange various information with the wireless power receiver via the transmit coil 622.

다른 일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.As another example, the wireless power transmitter 600 may further include a separate coil corresponding to each of the transmission coils 622 (i.e., the first to n < th > transmission coils) It should be noted that it may also perform in-band communication with the receiver.

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.Although the wireless power transmitter 600 and the wireless power receiver perform in-band communication in the description of FIG. 6, this is merely an example, and the frequency band used for the wireless power signal transmission Directional communication through different frequency bands.

일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.For example, the near-end bi-directional communication may be any one of low-power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and Zigbee communication.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(700)는 전송기(710), 코일 상태 검출기(720) 및 주제어기(730)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 전송기(710)는 하나의 송신 코일을 포함하여 구성될 수 있다.7, the wireless power transmission apparatus 700 may include a transmitter 710, a coil state detector 720, and a main controller 730. Here, the transmitter 710 may be configured to include one transmitting coil.

코일 상태 검출기(720)는 필터(721)와 전압 버퍼(722)를 포함하여 구성될 수 있다.The coil state detector 720 may comprise a filter 721 and a voltage buffer 722.

여기서, 필터(721)는 후술할 도 10의 도면 번호 1010에 도시된 바와 같이, 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단시키는 RC 저역 통과 필터(Low Pass Filter)이고, 전압 버퍼(722)는 도 10의 도면 번호 1020에 도시된 바와 같이, 전압 팔로워(Voltage Follower) 또는 단순히 버퍼(Buffer)라고도 불리우는 연산 증폭기(op-amp)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the filter 721 is an RC low-pass filter that passes a low-frequency signal and blocks a high-frequency signal, as shown in a reference numeral 1010 in FIG. 10 to be described later, and the voltage buffer 722 is a low- But is not limited to, an op-amp, also referred to as a voltage follower or simply a buffer, as shown at 1020 of FIG.

전압 버퍼(722)는 도 10의 도면 번호 1020를 참조하면, 모든 출력 전압(B_OUT)이 반전 입력 단자(-)로 궤환되며, 이때, 페루프 전압 이득은 1일 수 있다.Voltage buffer 722 is referenced to reference numeral 1020 in FIG. 10 where all output voltage B_OUT is fed back to the inverting input terminal (-), where the Peruved voltage gain may be one.

전압 버퍼(722)는 전기적 특성이 서로 상이한 회로 사이에서 전기적인 완충 작용을 제공할 수 있다.The voltage buffer 722 may provide an electrical buffering effect between the circuits having different electrical characteristics from each other.

본 실시 예에 따른 전압 버퍼(722)는 무선 전력 전송 시 전송기(710)에 인가되는 입력 전압 레벨과 주제어기(730)가 정상 동작하기 위한 동작 전압 레벨이 서로 상이하고, 특히, 송신 코일에 흐르는 높은 전압이 직접 주제어기(730)에 전달되는 것을 방지하는 회로일 수 있다.The voltage buffer 722 according to the present embodiment is different from the voltage buffer 722 according to the present embodiment in that the input voltage level applied to the transmitter 710 in the wireless power transmission is different from the operation voltage level for the main controller 730 to operate normally, It may be a circuit that prevents a high voltage from being transferred to the direct main controller 730.

일 예로, 전송기(710)에 입력되는 전압이 9V이고, 주제어기(730)의 ADC(Analog Digital Converter)의 입력 포트에 허용 가능한 전압 레벨은 0~3.3V일 수 있다. 이 경우, 코일 상태 검출기(720)의 필터(721)는 전송기(710)에 인가되는 전압 레벨을 주제어기(730)의 ADC의 입력 포트에 허용 가능한 전압 레벨로 변환할 수 있다.In one example, the voltage input to the transmitter 710 is 9V and the acceptable voltage level at the input port of the ADC (Analog Digital Converter) of the main controller 730 may be 0-3.3V. In this case, the filter 721 of the coil state detector 720 may convert the voltage level applied to the transmitter 710 to an acceptable voltage level at the input port of the ADC of the main controller 730.

전압 버퍼(722)는 임피던스를 감소시키는 임피던스 변환기로 동작하며, 필터(721)를 통과한 신호에 포함된 노이즈를 줄임으로써, 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있다.The voltage buffer 722 acts as an impedance converter to reduce the impedance and can reduce the noise included in the signal passed through the filter 721, thereby improving the signal-to-noise ratio.

이상의 기능을 통해, 코일 상태 검출기(720)는 과전압에 의해 주제어기(730)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.With the above function, the coil state detector 720 can prevent the main controller 730 from being damaged by the overvoltage.

주제어기(730)는 코일 상태 검출기(720)로부터 수신되는 아날로그 신호를 구비된 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호의 전압 레벨을 미리 설정된 소정 기준치와 비교하여 전송기(710)의 이상 여부를 판단할 수 있다.The main controller 730 converts an analog signal received from the coil state detector 720 into a digital signal using an ADC provided therein, compares the voltage level of the converted digital signal with a preset predetermined reference value, It is possible to judge whether or not an abnormality has occurred.

이하에서는 상기 기준치의 결정 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of determining the reference value will be described.

핑 단계에서 디지털 핑 신호 전송 시, 정상 상태인 전송기(710)와 코일 상태 검출기(720)를 통과한 후 입력된 아날로그 신호의 ADC 출력 전압에 기반하여 상기 기준치가 미리 결정되어 주제어기(730)의 소정 기록 영역에 유지될 수 있다.In the digital ping signal transmission in the ping phase, the reference value is predetermined based on the ADC output voltage of the analog signal inputted after passing through the normal state transmitter 710 and the coil state detector 720, And can be held in a predetermined recording area.

일 예로, 주제어기(730)는 디지털 핑 전송 시 코일 상태 검출기(720)를 통해 입력된 신호의 ADC 출력 전압과 상기 저장된 기준치를 비교하여 전송기(710)의 이상 여부 판단할 수 있다. 예를 들어, 주제어기(730)는 코일 상태 검출기(720)로부터 입력되는 아날로그 신호의 ADC 출력 전압이 상기 기준치보다 작으면, 해당 송신 코일이 불량인 것으로 판단할 수 있다.For example, the main controller 730 may compare the ADC output voltage of the signal inputted through the coil state detector 720 with the stored reference value to determine whether the transmitter 710 is abnormal. For example, if the ADC output voltage of the analog signal input from the coil state detector 720 is smaller than the reference value, the main controller 730 may determine that the corresponding transmission coil is defective.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(700)는 송신 코일의 상태를 표시하기 위한 램프(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 주제어기(730)는 송신 코일의 불량 감지 시 램프를 점등하여 무선 충전 대기 상태-즉, 실제 충전이 이루어지지 않고, 전원만 인가되고 있는 상태로 상기한 도 4 내지 도 5의 선택 단계(410, 510) 또는 핑 단계(420, 520)일 수 있음-에서도 송신 코일의 불량을 확인할 수 있는 장점이 있다.The wireless power transmission apparatus 700 may further include a lamp (not shown) for displaying the state of the transmission coil, and the main controller 730 may control the lamp It may be the selection step 410, 510 or the panning step 420, 520 of FIG. 4 through FIG. 5 in a state of being turned on and waiting for the wireless charging state, that is, There is an advantage that the defect of the transmission coil can be confirmed.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(800)는 전송기(810), 코일 상태 검출기(820), 주제어기(830) 및 코일 선택 회로(840)를 포함하여 구성될 수 있다.8, the wireless power transmission apparatus 800 may include a transmitter 810, a coil state detector 820, a main controller 830, and a coil selection circuit 840.

본 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(800)의 전송기(810)는 제1 내지 제N 송신 코일-여기서, N은 2이상임-을 포함할 수 있다.The transmitter 810 of the wireless power transmission apparatus 800 according to the present embodiment may include first to Nth transmission coils, where N is 2 or more.

주제어기(830)는 코일 선택 회로(830)를 제어하여 제1 내지 제N 송신 코일 중 어느 하나의 송신 코일이 코일 상태 검출기(820)와 연결되도록 제어할 수 있다.The main controller 830 may control the coil selection circuit 830 to control any one of the first to Nth transmission coils to be connected to the coil state detector 820.

코일 상태 검출기(820)는 필터(821)와 전압 버퍼(822)를 포함하여 구성될 수 있다.The coil state detector 820 may comprise a filter 821 and a voltage buffer 822.

일 예로, 주제어기(830)는 핑 단계에서 코일 선택 회로(830)을 제어하여 제1 내지 제N 송신 코일을 통해 순차적으로 디지털 핑이 전송되도록 제어할 수 있다.For example, the main controller 830 controls the coil selection circuit 830 in the ping step so that the digital pings are sequentially transmitted through the first to Nth transmission coils.

본 실시 예에 따른 필터(821)는 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단시키는 RC 저역 통과 필터(Low Pass Filter)이고, 전압 버퍼(822)는 전압 팔로워(Voltage Follower) 또는 단순히 버퍼(Buffer)라고도 불리우는 연산 증폭기(op-amp)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The filter 821 according to the present embodiment is an RC low pass filter that passes a low frequency signal and blocks a high frequency signal and the voltage buffer 822 is also called a voltage follower or simply a buffer But is not limited to, an operational amplifier (op-amp) referred to herein.

전압 버퍼(822)는 모든 출력 전압이 반전 입력 단자로 궤환되며, 페루프 전압 이득은 1일 수 있다.All of the output voltages of the voltage buffer 822 are fed back to the inverting input terminal, and the Perug voltage gain may be 1.

전압 버퍼(822)는 전기적 특성이 서로 상이한 회로 사이에서 전기적인 완충 작용을 제공할 수 있다.The voltage buffer 822 may provide an electrical buffering effect between the circuits having different electrical characteristics.

본 실시 예에 따른 전압 버퍼(822)는 무선 전력 전송 시 송신 코일에 인가되는 의 전압 레벨과 주제어기(830)가 정상 동작하기 위한 동작 전압 레벨은 서로 상이할 수 있다.The voltage buffer 822 according to the present embodiment may be different from the voltage level of the voltage applied to the transmission coil in the wireless power transmission and the operation voltage level for the main controller 830 to operate normally.

특히, 본 실시 예에 따른 코일 상태 검출기(820)는 송신 코일에 흐르는 높은 전압이 직접 주제어기(830)에 전달되어 주제어기(830)가 파손되는 것을 방지하는 회로가 구비될 수 있다.In particular, the coil state detector 820 according to the present embodiment may be provided with a circuit for preventing a high voltage flowing through the transmission coil from being directly transmitted to the main controller 830 to prevent the main controller 830 from being damaged.

일 예로, 전송기(810)에 인가되는 전압이 9V이고, 주제어기(830)의 ADC(Analog Digital Converter)의 입력 포트에 허용 가능한 전압 레벨은 0~3.3V일 수 있다.In one example, the voltage applied to the transmitter 810 is 9V and the acceptable voltage level at the input port of the ADC (Analog Digital Converter) of the main controller 830 may be 0-3.3V.

이 경우, 코일 상태 검출기(820)의 필터(821)는 제1 내지 제N 전송기(810) 중 어느 하나로부터 입력되는 전압 레벨을 주제어기(830)의 ADC의 입력 포트에 허용 가능한 전압 레벨로 변환할 수 있다.In this case, the filter 821 of the coil state detector 820 converts the voltage level input from any one of the first through N th transmitters 810 to an acceptable voltage level at the input port of the ADC of the main controller 830 can do.

전압 버퍼(822)는 임피던스를 감소시키는 임피던스 변환기로 동작하며, 필터(821)를 통과한 신호에 포함된 노이즈를 줄일 수 있다.The voltage buffer 822 acts as an impedance transformer to reduce the impedance and can reduce the noise included in the signal passed through the filter 821.

이상의 기능을 통해, 코일 상태 검출기(820)는 과전압에 의해 주제어기(830)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.With the above function, the coil state detector 820 can prevent the main controller 830 from being damaged by the overvoltage.

상기한 도 7 내지 도 8의 실시 예에서는 미리 결정된 기준치와 주제어기(830)의 ADC 출력 전압을 비교하여 주제어기(830)가 해당 송신 코일의 이상 여부를 판단하는 것으로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시 예는 하기 도 9에 도시된 바와 같이, 코일 상태 검출기(720, 820)에 필터(921)를 통해 출력되는 교류 전력 신호를 직류 전력 신호로 변환하는 변환기(922) 및 미리 결정된 기준 전압과 변환기(922) 출력 전압을 비교하는 비교기(923)를 구비함으로써, 주제어기(830)가 비교기(923) 출력 값에 기반하여 해당 송신 코일의 이상 여부를 판단할 수도 있다.In the embodiments of FIGS. 7 to 8, the main controller 830 compares the predetermined reference value with the ADC output voltage of the main controller 830 to determine whether the transmission coil is abnormal. However, 9 shows another embodiment of the present invention in which an AC power signal outputted through a filter 921 is converted into a DC power signal to coil state detectors 720 and 820, The main controller 830 determines whether or not the transmission coil is abnormal based on the output value of the comparator 923 by providing the converter 922 and the comparator 923 for comparing the output voltage of the converter 922 with the predetermined reference voltage. You may.

도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 구비되는 코일 상태 검출기의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an operation of a coil state detector included in a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치(900)는 제1 내지 제N 송신 코일-여기서, N은 2이상임-을 포함하는 멀티 코일 무선 충전기일 수 있다.Referring to FIG. 9, the wireless power transmission apparatus 900 according to the present embodiment may be a multi-coil wireless charger including first to Nth transmission coils, where N is two or more.

도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(900)는 전송기(910), 코일 상태 검출기(920), 주제어기(930), 코일 선택 회로(940) 및 코일 상태 표시기(950) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.9, the wireless power transmission apparatus 900 includes at least one of a transmitter 910, a coil state detector 920, a main controller 930, a coil selection circuit 940, and a coil status indicator 950 As shown in FIG.

여기서, 코일 상태 표시기(940)는 전송기(910)의 개수에 대응되는 제1 내지 제N 램프를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로, 램프는 LED로 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 코일 상태 표시기(940)는 액정 디스플레이 화면으로 구성될 수도 있다.Here, the coil status indicator 940 may include first to Nth lamps corresponding to the number of transmitters 910. In one example, the lamp may be composed of LEDs, but this is only one example, and the coil status indicator 940 may be configured as a liquid crystal display screen.

주제어기(930)는 코일 선택 회로(940)를 제어하여 제1 내지 제N 전송기(910) 중 어느 하나의 송신 코일이 코일 상태 검출기(920)와 연결되도록 제어할 수 있다. 여기서, 선택된 송신 코일에 대응되는 램프가 선택될 수 있다.The main controller 930 controls the coil selection circuit 940 to control the transmission coil of any one of the first to Nth transmitters 910 to be connected to the coil state detector 920. Here, the lamp corresponding to the selected transmission coil can be selected.

코일 상태 검출기(920)는 필터(921), 변환기(922) 및 비교기(923) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The coil state detector 920 may be configured to include at least one of a filter 921, a converter 922, and a comparator 923. [

일 예로, 주제어기(930)는 핑 단계에서 코일 선택 회로(940)을 제어하여 전송기(910)에 포함된 제1 내지 제N 송신 코일을 통해 순차적으로 디지털 핑이 출력되도록 제어할 수 있다.For example, the main controller 930 controls the coil selection circuit 940 in the ping step so that the digital pings are output sequentially through the first to Nth transmission coils included in the transmitter 910.

본 실시 예에 따른 필터(921)는 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단시키는 RC 저역 통과 필터(Low Pass Filter)이고, 변환기(922)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(A/D Converter)일 수 있다.The filter 921 according to the present embodiment is an RC low-pass filter that passes a low-frequency signal and blocks a high-frequency signal. The converter 922 includes an analog-to-digital converter (A / D converter).

비교기(933)는 변환기(922) 출력 전압과 기준 전압(V_REFERENCE)의 세기를 비교하여 HIGH 또는 LOW 신호를 출력할 수 있다.The comparator 933 may compare the output voltage of the converter 922 with the reference voltage V_REFERENCE to output a HIGH or LOW signal.

일 예로, 비교기(933) 출력이 HIGH이면, 현재 선택된 송신 코일이 불량임을 의미할 수 있다. 반면, 비교기(933) 출력이 LOW이면, 현재 선택된 송신 코일이 정상임을 의미할 수 있다.For example, if the output of the comparator 933 is HIGH, it may mean that the currently selected transmit coil is bad. On the other hand, if the output of the comparator 933 is LOW, it means that the currently selected transmission coil is normal.

여기서, 비교기(933) 출력 신호는 주제어기(930)에 구비된 특정 GPIO(General Purpose Input Output) 포트에 연결될 수 있다. 물론, 비교기(933) 출력 신호의 전압은 주제어기(930)의 파손이 발생되지 않도록 충분히 낮은 전압일 수 있다.Here, the output signal of the comparator 933 may be connected to a specific general purpose input output (GPIO) port provided in the main controller 930. Of course, the voltage of the output signal of the comparator 933 may be a voltage sufficiently low such that breakage of the main controller 930 does not occur.

주제어기(930)는 비교기(933) 출력에 기반하여 선택된 송신 코일의 이상 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 선택된 송신 코일이 불량이면, 주제어기(930)는 선택된 램프를 점등시킬 수 있다.The main controller 930 can determine whether the selected transmission coil is abnormal based on the output of the comparator 933. [ If it is determined that the selected transmission coil is defective, the main controller 930 may turn on the selected lamp.

이상의 실시 예에서는 송신 코일의 이상 여부에 대한 판단 결과를 램프를 통해 출력하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 송신 코일의 이상 여부에 대한 판단 결과는 무선 전력 송신 장치(900)에 구비될 수 있는 진동 소자, 비퍼(Beeper), 액정 디스플레이 등의 출력 수단 중 어느 하나를 통해 출력될 수도 있음을 주의해야 한다.In the above-described embodiment, the output of the judgment result of the abnormality of the transmission coil is outputted through the lamp. However, this is only one embodiment, Output device such as a vibrating element, a beeper, a liquid crystal display, or the like, which may be provided in the display device 900.

이상의 기능을 통해, 코일 상태 검출기(920)는 과전압에 의해 주제어기(930)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.With the above function, the coil state detector 920 can prevent the main controller 930 from being damaged by the overvoltage.

또한, 무선 전력 송신 장치(900)는 실시간 송신 코일의 이상 여부를 판단하고, 이를 구비된 코일 상태 표시기(950)에 출력함으로써, 사용자가 어느 송신 코일에 이상이 있는지 쉽게 식별할 수 있다.In addition, the wireless power transmission apparatus 900 can determine whether the user has an abnormality in the transmission coil by determining whether the real-time transmission coil is abnormal or not and outputting it to the provided coil status indicator 950.

또한, 주제어기(930)는 송신 코일의 불량이 감지되면, 해당 불량인 송신 코일의 사용을 차단시킬 수도 있다.In addition, the main controller 930 may block the use of a defective transmission coil when a defective transmission coil is detected.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 상태 검출기의 내부 회로 구조를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining an internal circuit structure of a coil state detector according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 코일 상태 검출기(1000)는 필터(1010)와 전압 버퍼(1020)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the coil state detector 1000 may include a filter 1010 and a voltage buffer 1020.

필터(1010)는 저항 소자 R와 캐패시터 C로 구성되고, 전압 버퍼(1020)는 출력 궤환 루프를 가지는 연산 증폭기(Operational Amplifier)로 구성될 수 있다.The filter 1010 may be composed of a resistance element R and a capacitor C, and the voltage buffer 1020 may be composed of an operational amplifier having an output feedback loop.

후술할 도 16에 도시된 바와 같이, 필터(1010)에 입력되는 전압은 공진 캐패시터(1650)와 코일 어셈블리(1630) 사이의 전압인 감지 전압(V_Detect, 1691)일 수 있다.16, a voltage input to the filter 1010 may be a sense voltage V_Detect 1691, which is a voltage between the resonant capacitor 1650 and the coil assembly 1630.

특히, 동일한 인버터 입력 전압-즉, V_RAIL-에 대해, 코일 불량 여부에 따른 공진 캐패시터(1650)와 코일 어셈블리(1630) 사이의 위치(1961)에서 측정되는 전압 변화는 코일 어셈블리(1630) 전단의 위치(1962)에서 측정되는 전압의 변화보다 상대적으로 큰 특징이 있다.In particular, for the same inverter input voltage, i.e., V_RAIL-, the voltage change measured at position 1961 between resonant capacitor 1650 and coil assembly 1630, depending on whether the coil is defective, (1962). &Lt; / RTI >

따라서, 도면 번호 1962 위치에서 보다 도면 번호 1962 위치에서 감지되는 전압을 이용하는 것이 보다 정확하게 불량 송신 코일을 검출할 수 있는 장점이 있다.Hence, there is an advantage in that it is possible to detect the defective transmission coil more accurately by using the voltage detected at the position of the reference numeral 1962 than the position of the reference numeral 1962.

도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치에서 송신 코일의 정상 여부에 따른 코일 후단과 코일 상태 검출기 후단에서의 전압 변화를 보여주는 테스트 결과이다.11 to 14 are test results showing the change in voltage at the rear end of the coil and at the rear end of the coil state detector according to whether the transmission coil is normal or not in the wireless power transmission apparatus according to the present invention.

본 테스트에 사용된 무선 전력 송신 장치는 제1 내지 제3 송신 코일을 포함한다.The wireless power transmission apparatus used in this test includes first to third transmission coils.

도 11에 도시된 바와 같이, 모든 송신 코일이 정상인 경우, 각각의 송신 코일 후단의 전압 차이는 거의 없는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 11, when all the transmission coils are normal, it can be seen that there is almost no voltage difference at the end of each transmission coil.

마찬가지로, 도 12에 도시된 바와 같이, 모든 송신 코일이 정상인 경우, 코일 상태 검출기 후단에서 측정된 각각의 송신 코일에 대응되는 전압 레벨은 거의 차이가 없는 것을 알 수 있다.Similarly, as shown in FIG. 12, when all the transmission coils are normal, it can be seen that the voltage levels corresponding to the respective transmission coils measured at the rear end of the coil state detector have almost no difference.

반면, 도 13을 참조하면, 제3 송신 코일이 불량인 경우, 제3 송신 코일 후단의 출력 전압은 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일의 출력 전압에 비해 8.5V 낮은 것을 알 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 13, it can be seen that when the third transmission coil is defective, the output voltage at the rear end of the third transmission coil is 8.5 V lower than the output voltage of the first transmission coil and the second transmission coil.

즉, 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일 후단의 출력 전압은 13V이나, 제3 송신 코일 후단의 출력 전압은 4.5V인 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the output voltage at the rear end of the first transmission coil and the second transmission coil is 13V, but the output voltage at the rear end of the third transmission coil is 4.5V.

마찬가지로, 도 14를 참조하면, 제3 송신 코일이 불량인 경우, 제3 송신 코일에 대응하여 측정된 코일 상태 검출기 후단의 출력 전압은 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일에 대응하여 측정된 코일 상태 검출기 후단의 출력 전압에 비해 약 500mV 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 상기 테스트 결과는 불량인 송신 코일과 정상인 송신 코일의 전압 차가 약 20% 차이인 것을 보여준다.14, when the third transmission coil is defective, the output voltage at the rear end of the coil state detector measured corresponding to the third transmission coil is the coil state measured corresponding to the first transmission coil and the second transmission coil It is found that the output voltage of the detector is about 500 mV lower than the output voltage of the detector. That is, the test results show that the voltage difference between the defective transmission coil and the normal transmission coil is about 20% different.

상술한 테스트 결과에 기반하여 송신 코일의 이상 여부를 판별하기 위한 기준치가 결정될 수 있다.A reference value for determining whether the transmission coil is abnormal can be determined based on the above-described test result.

일 예로, 기준치는 송신 코일이 정상인 상태에서 측정되는 코일 상태 검출기의 출력 전압 대비 10% 낮은 전압 값으로 결정될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 당업자의 설계 및 대상 무선 전력 송신 장치의 타입 및 구조에 따라 기준값은 실험 데이터를 기반하여 상이하게 결정될 수 있음을 주의해야 한다.For example, the reference value may be determined to be a voltage value 10% lower than the output voltage of the coil state detector measured in the normal state of the transmission coil, but this is only one example, And that the reference value may be determined differently based on the experimental data, depending on the structure.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기에 구비되는 송신 코일의 불량을 검출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.15 is a flowchart illustrating a method of detecting a failure of a transmission coil included in a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 무선 전력 송신기는 전원이 인가되어 코일 불량 검출 절차가 개시되면, 해당 전송기에 구비된 송신 코일의 개수에 상응하는 변수 K와 현재 불량 여부 측정 대상인 송신 코일의 인덱스에 상응하는 변수 I를 0으로 초기화시킬 수 있다(S1501).Referring to FIG. 15, when a power failure is detected and a coil failure detection procedure is started, the wireless power transmitter calculates a variable K corresponding to the number of transmission coils provided in the transmitter and a variable corresponding to an index of a transmission coil I can be initialized to 0 (S1501).

무선 전력 송신기는 구비된 코일 선택 회로를 제어하여 I번째 송신 코일을 통해 소정 검출 신호가 전송되도록 제어할 수 있다(S1503).The wireless power transmitter may control the coil selection circuit so that a predetermined detection signal is transmitted through the I-th transmission coil (S1503).

여기서, 검출 신호는 상기한 도 4 내지 도 5의 선택 단계(410, 510)에서 충전 영역에 배치되는 물체를 검출하기 위해 송출되는 아날로그 핑일 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 실시 예는 상기한 도 4 내지 도 5의 핑 단계(420, 520)에서 수신기를 식별하기 위해 송출되는 디지털 핑 신호일 수 있다.Here, the detection signal may be an analog ping that is sent out to detect an object placed in the charging area in the selection steps 410 and 510 of FIGS. 4 through 5, but this is only an example, May be a digital fingering signal sent to identify a receiver in the steps 420 and 520 of FIGS. 4-5.

무선 전력 송신기는 전송기 후단에 배치된 코일 상태 검출기 출력에 기반하여 I번째 송신 코일의 불량 여부를 판단할 수 있다(S1505).The wireless power transmitter can determine whether the I-th transmission coil is defective based on the output of the coil state detector disposed at the rear end of the transmitter (S1505).

판단 결과, I번째 송신 코일이 불량이면, 무선 전력 송신기는 I번빼 송신 코일이 불량임을 구비된 알람 출력 수단을 통해 표시할 수 있다(S1509).As a result of the determination, if the I-th transmission coil is defective, the wireless power transmitter can display the defective transmission coil by using the provided alarm output means (S1509).

일 예로, 알람 출력 수단은 램프, 비퍼(beeper), 디스플레이, 진동 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 코일 불량 검출 여부를 사용자가 인식 가능하도록 구성된 출력 수단이면 족하다.For example, the alarm output means may include at least one of a lamp, a beeper, a display, and a vibrating element, but the present invention is not limited thereto, and an output means configured to be user-recognizable as to whether or not the coil fault is detected may suffice.

무선 전력 송신기는 불량인 것으로 확인된 송신 코일의 사용을 차단할 수 있다(S1511).The wireless power transmitter may block the use of a transmit coil that is identified as bad (S1511).

연이어, 무선 전력 송신기는 변수 I를 1만큼 증가시킨 후, 현재 I가 K보다 작은지 비교할 수 있다(S1513 내지 S1515).Subsequently, the wireless power transmitter may increase the variable I by 1 and then compare whether I is smaller than K (S1513 to S1515).

비교 결과, 작으면, 무선 전력 송신기는 상기 1503 단계를 수행할 수 있다.As a result of the comparison, if it is smaller, the wireless power transmitter can perform step 1503.

반면, 상기한 1515 단계의 비교 결과, I와 K가 같으면, 무선 전력 송신기는 코일 불량 검출 절차를 종료할 수 있다.On the other hand, if it is determined in step 1515 that I and K are the same, the wireless power transmitter may terminate the coil failure detection procedure.

만약, 상기한 1507 단계에서, I번째 송신 코일이 불량이 아닌 것으로 확정되면, 무선 전력 송신기는 변수 I를 1만큼 증가시킨 후(S1517), 상기한 단계 1515로 진입할 수 있다.If it is determined in step 1507 that the I-th transmission coil is not defective, the wireless power transmitter may increase the variable I by 1 (S1517), and then enter the step 1515. [

도 16은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 코일 불량 검출 기능이 탑재된 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter equipped with a coil fault detection function according to another embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 무선 전력 송신기(1600)는 전원(1610), 인버터(1620), 코일 어셈블리(1630), 코일 선택 회로(1640), 공진 캐패시터(1650), 코일 상태 검출기(1660), 복조기(1670), 주제어기(1680) 및 게이트드라이버(Gate Driver, 1690)를 포함하여 구성될 수 있다.16, a wireless power transmitter 1600 includes a power source 1610, an inverter 1620, a coil assembly 1630, a coil selection circuit 1640, a resonant capacitor 1650, a coil state detector 1660, A controller 1670, a main controller 1680, and a gate driver 1690.

코일 어셈블리(1630)와 공진 캐패시터(1650)는 직렬로 연결되어, LC 공진 회로를 구성할 수 있다.The coil assembly 1630 and the resonant capacitor 1650 are connected in series to constitute an LC resonant circuit.

따라서, 인버터(1620)는 전원(1610)으로부터 인가되는 직류 전압(V_RAIL) 및 게이트드라이버(1690)로부터 입력되는 스위치 제어 신호(S₁ ~S_N)에 기반하여 교류 전력을 생성할 수 있다. 여기서, N은 2 또는 4일 수 있다. N이 2이면, 인버터는 하프 브릿지 인버터이고, N이 4이면, 인버터는 풀 브릿지 인버터일 수 있다.Thus, the inverter 1620 can generate AC power based on the DC voltage V_RAIL applied from the power supply 1610 and the switch control signals S ₁ to S _N input from the gate driver 1690. Here, N may be 2 or 4. If N is 2, then the inverter is a half bridge inverter, and if N is 4, the inverter may be a full bridge inverter.

인버터(1620)에 구비된 각각의 스위치는 해당 스위치 제어 신호에 따라 ON/OFF 제어된다. 이를 통해, 인버터(1620)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 송신 코일에 전달할 수 있다.Each of the switches provided in the inverter 1620 is ON / OFF controlled in accordance with the corresponding switch control signal. In this way, the inverter 1620 can convert the DC power to AC power and transmit it to the transmission coil.

주제어기(1680)는 코일 선택 회로(1640)를 제어하여 코일 어셈블리(1630)에 포함된 송신 코일 중 어느 하나에 교류 전력이 흐르도록 제어할 수 있다.The main controller 1680 controls the coil selection circuit 1640 to control the AC power to flow to any one of the transmission coils included in the coil assembly 1630.

상기 도 16의 무선 전력 송신기(1600)가 3개의 송신 코일로 구성된 코일 어셈블리(1630)와 각각의 송신 코일에 교류 전력을 전달하거나 차단하는 스위치로 구성된 코일 선택 회로(1640)를 포함하여 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 무선 전력 송신기(1600)에 구비되는 송신 코일의 개수는 당업자의 설계에 따라 상이할 수 있으며, 그에 따른 코일 선택 회로(1640)의 구성도 상이할 수 있음을 주의해야 한다.The wireless power transmitter 1600 of FIG. 16 includes a coil assembly 1630 composed of three transmission coils and a coil selection circuit 1640 composed of switches for transmitting or interrupting AC power to the respective transmission coils The number of transmission coils included in the wireless power transmitter 1600 may vary according to the design of a person skilled in the art and the configuration of the corresponding coil selection circuit 1640 may be different It should be noted that

특히, 본 실시 예에서, 공진 캐패시터(1650)와 코일 어셈블리(1630) 사이의 전압이 코일 상태 검출기(1660)에 입력될 수 있다.In particular, in this embodiment, the voltage between the resonant capacitor 1650 and the coil assembly 1630 can be input to the coil state detector 1660.

이하 설명의 편의를 위해 공진 캐패시터(1650)와 코일 어셈블리(1630) 사이의 위치(1961)에서 측정되는 전압을 “감지 전압(V_Detect) 또는 코일 상태 검출기(1660) 입력 전압”이라 명하기로 한다.The voltage measured at the position 1961 between the resonant capacitor 1650 and the coil assembly 1630 will be referred to as a " sense voltage V_Detect or a coil state detector 1660 input voltage ".

코일 상태 검출기(1660)는 필터(1661)와 전압 버퍼(1662)를 포함하여 구성될 수 있다. 필터(1161)와 전압 버퍼(1662)에 대한 설명은 상술한 도 7 내지 도 9의 설명으로 대체한다.The coil state detector 1660 may be configured to include a filter 1661 and a voltage buffer 1662. The description of the filter 1161 and the voltage buffer 1662 is replaced with the description of FIGS. 7 to 9 described above.

무선 전력 송신기(1600)가 인밴드 통신을 수행하는 경우, 감지 전압은 복조기(1670)에 입력될 수 있다.When the wireless power transmitter 1600 performs in-band communication, the sense voltage may be input to the demodulator 1670.

복조기(1670)는 감지 전압이 입력되면 아날로그 디지털 변환하여 신호를 복조하고, 복조된 신호를 주제어기(1680)로 전달할 수 있다.The demodulator 1670 demodulates the analog-to-digital converted signal when the detection voltage is input, and transmits the demodulated signal to the main controller 1680.

주제어기(1680)는 기준 주파수 신호(F_REFERENCE)를 생성하여 게이트드라이버(1690)에 제공할 수 있다. 여기서, 기준 주파수 신호는 특정 주파수를 가지는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다.The main controller 1680 may generate a reference frequency signal F_REFERENCE and provide it to the gate driver 1690. Here, the reference frequency signal may be a pulse width modulated signal having a specific frequency.

게이트드라이버(1690)는 기준 주파수 신호(F_REFERENCE)에 기반하여 스위치 제어 신호(S₁ ~S_N)를 생성할 수 있다.The gate driver 1690 may generate the switch control signals S ₁ to S _N based on the reference frequency signal F_REFERENCE.

후술할 도 17 내지 도 18은 상기한 도 16의 실시 예에서 전압 감지 위치에 따른 전압 변화 특성을 설명하기 위한 도면들이다.17 to 18 to be described later are diagrams for explaining the voltage change characteristic according to the voltage sensing position in the embodiment of FIG. 16 described above.

후술할 도 17 내지 도 18에서 보여지는 결과는 동일한 인버터 입력 전압-즉, V_RAIL-에 대하여 측정된 실험 결과인 것을 주의해야 한다.It should be noted that the results shown in Figures 17 to 18, which will be described later, are experimental results measured for the same inverter input voltage, i.e., V_RAIL-.

또한, 후술할 도 17 내지 도 18에서 보여지는 결과는 제1 송신 코일 및 제2 송신 코일은 정상이고, 제3 송신 코일은 불량인 상태에서 측정된 결과이다.Also, the results shown in FIGS. 17 to 18, which will be described later, are the results measured in a state where the first transmission coil and the second transmission coil are normal and the third transmission coil is defective.

도 17은 상기한 도 16의 도면 번호 1692 위치에서의 코일 불량 여부에 따른 전압 변화를 보여준다.FIG. 17 shows a voltage change according to whether the coil is defective at the position 1692 of FIG. 16 described above.

도 16 내지 도 17을 참조하면, 코일 어셈블리(1630) 전단 위치(1692)에서 측정되는 최대 코일 전압(Max Coil Voltage)은 약 7.7V이고, 코일 불량 여부에 따른 전압 차이는 약 2.6V인 것을 알 수 있다.16 to 17, the maximum coil voltage (Max Coil Voltage) measured at the front end position 1692 of the coil assembly 1630 is about 7.7 V, and the voltage difference according to whether the coil is defective is about 2.6 V .

도 18은 상기한 도 16의 도면 번호 1691 위치에서의 코일 불량 여부에 따른 전압 변화를 보여준다.FIG. 18 shows the voltage change according to whether the coil is defective at the position 1691 of FIG. 16 described above.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 코일 어셈블리(1630)와 공진 캐패시터(1650) 사이의 어느 위치(1691)에서 측정되는 최대 코일 전압(Max Coil Voltage)은 약 12.8V이고, 코일 불량 여부에 따른 전압 차이는 약 8.1V인 것을 알 수 있다.16 to 18, a maximum coil voltage (Max Coil Voltage) measured at a position 1691 between the coil assembly 1630 and the resonant capacitor 1650 is about 12.8 V, and a voltage It can be seen that the difference is about 8.1V.

즉, 동일한 인버터 입력 전압에 대응하여 도면 번호 1962 위치(제1 포인트)에서 측정되는 불량 코일과 정상 코일 사이의 전압 차이는 약 2.6V이고, 도면 번호 1961 위치(제2 포인트)에서 측정되는 불량 코일과 정상 코일 사이의 전압 차이는 약 8.1V인 것을 알 수 있다.That is, the voltage difference between the defective coil and the normal coil measured at the position 1962 (first point) corresponding to the same inverter input voltage is about 2.6 V, and the defective coil measured at the position 1961 (second point) And the normal coil is about 8.1V.

결과적으로, 코일 상태 검출기(1660)의 출력 전압 변화도 제2포인트가 제1포인트에서 보다 큰 특징이 있다.As a result, the output voltage change of the coil state detector 1660 is also characterized in that the second point is larger at the first point.

따라서, 코일 불량 여부에 따른 전압 변화 큰 제2포인트가 제1포인트에서 보다 정확하게 불량 코일을 검출할 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage that the second point having a large voltage change depending on whether the coil is defective can detect the defective coil more accurately at the first point.

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

inverter;
A transmission coil having one end connected to the inverter and the other end connected to the resonant capacitor;
A coil state detector connected to the other end and converting the AC voltage at the other end to a DC voltage; And
A main controller for comparing the converted DC voltage with a predetermined voltage to determine whether the transmission coil is abnormal or not,
And a wireless power transmitter.

The method according to claim 1,
The coil state detector
A filter for converting the AC voltage of the other end to an operation voltage of the main controller
And a wireless power transmitter.

3. The method of claim 2,
The coil state detector
A voltage buffer for removing noise included in the operating voltage;
The wireless power transmission device further comprising:

3. The method of claim 2,
Wherein the filter is an RC low-pass filter including a resistor and a capacitor.

3. The method of claim 2,
Wherein the output of the coil state detector is connected to an analog to digital converter (ADC) port provided in the main controller and the operating voltage is an allowable input voltage of the analog to digital converter.

6. The method of claim 5,
Wherein the allowable input voltage is 3.3 V or less.

6. The method of claim 5,
Wherein the main controller compares a voltage input to the analog digital converter port with a predetermined reference value to determine whether the transmission coil is abnormal.

The method of claim 3,
Wherein the voltage buffer includes an operational amplifier whose all output voltage is fed back to an inverting input terminal and whose Peruga voltage gain is one.

The method according to claim 1,
The coil state detector
A filter for dropping a voltage input from the transmitter;
A converter for converting an AC signal having passed through the filter into a DC signal; And
A comparator for comparing the converter output voltage with a predetermined reference voltage,
And a wireless power transmitter.

10. The method of claim 9,
Wherein the main controller determines whether the transmission coil is abnormal based on the comparator output value.

The method according to claim 1,
A plurality of said transmission coils,
The apparatus includes a coil selection circuit for selecting a transmission coil to be connected to the inverter output of the plurality of transmission coils,
And the main controller controls the coil selection circuit so that the digital ping is transmitted to the corresponding transmission coil.

12. The method of claim 11,
A coil state display unit for displaying an abnormality of the transmission coil,
Further comprising:
And controls the main controller to display an abnormality in the coil status indicator based on a determination result of the abnormality.