(57)【要約】      （修正有）【課題】無線電力送信分野における無線電力送信方法、無線電力送信装置及び無線充電システムを提供する。【解決手段】無線電力送信方法は、無線で電力を受信する第１無線電力受信装置の第１情報及び無線で電力を受信する第２無線電力受信装置の第２情報を複数のスロットのうち第１スロット内で受信する段階と、第１及び第２無線電力受信装置にＮＡＫ（not-acknowledge）信号を送信する段階と、第１及び第２無線電力受信装置が衝突解決メカニズム（collision resolution mechanism）を実行する段階とを含む。【選択図】図２４
2018186703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線で電力を受信する無線電力受信装置であって、
無線電力送信装置から無線電力を受信するように構成された電力受信部と、
当該無線電力受信装置の情報を前記無線電力送信装置に送信する電力受信制御部と、
を備え、
前記電力受信部が前記無線電力送信装置から無線電力を受信している間に、当該無線電力受信装置の第１情報を前記無線電力送信装置に送信するために、スロットが当該無線電力受信装置に割り当てられ、
前記電力受信制御部は、複数のスロットのうち第１の未割当スロット内で当該無線電力受信装置の第２情報を前記無線電力送信装置に送信し、前記無線電力送信装置から衝突関連信号を受信して、当該無線電力受信装置によって衝突解決メカニズムが実行される
無線電力受信装置。
【請求項２】
前記第２情報は、エンドパワートランスファーパケット（ＥＰＴ）及びチャージステータスパケット（ＣＨＳ）のうちの少なくとも１つを含む
請求項１に記載の無線電力受信装置。
【請求項３】
前記衝突解決メカニズムは、第１のランダム遅延の後に、前記電力受信制御部が第２情報を無線電力送信装置に再送信するように実行される
請求項１に記載の無線電力受信装置。
【請求項４】
前記第２情報が第２のスロット内の前記無線電力送信装置によって受信されたときに、前記第２のスロットが当該無線電力受信装置に割り当てられる
請求項１に記載の無線電力受信装置。
【請求項５】
前記電力受信制御部は、前記第２のスロット内で前記無線電力送信装置と通信を行う
請求項４に記載の無線電力受信装置。
【請求項６】
前記電力受信制御部は、前記無線電力送信装置からＦＳＫ信号を受信するように更に構成されている
請求項１に記載の無線電力受信装置。
【請求項７】
当該無線電力受信装置は、前記複数のスロットを用いて時分割多重方式で前記無線電力送信装置と通信を行う
請求項１に記載の無線電力受信装置。
【請求項８】
無線電力受信装置によって無線で電力を受信する方法であって、
無線電力送信装置から無線電力を受信するステップと、
当該無線電力受信装置の情報を前記無線電力送信装置に送信するステップと、
前記無線電力送信装置から無線電力を受信している間に、当該無線電力受信装置に割り当てられたスロットを用いて、当該無線電力受信装置の第１情報を前記無線電力送信装置に送信するステップと、
複数のスロットのうち第１の未割当スロット内で当該無線電力受信装置の第２情報を前記無線電力送信装置に送信するステップと、
前記無線電力送信装置から衝突関連信号を受信して、当該無線電力受信装置によって衝突解決メカニズムが実行されるステップと、
を有する方法。
【請求項９】
前記第２情報は、エンドパワートランスファーパケット（ＥＰＴ）及びチャージステータスパケット（ＣＨＳ）のうちの少なくとも１つを含む
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記衝突解決メカニズムは、第１のランダム遅延の後に、当該電力受信装置が第２情報を無線電力送信装置に再送信するように実行される
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２情報が第２のスロット内の前記無線電力送信装置によって受信されたときに、前記第２のスロットが前記無線電力受信装置に割り当てられる
請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
当該無線電力受信装置は、前記第２のスロット内で前記無線電力送信装置と通信を行う
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記無線電力送信装置からＦＳＫ信号を受信するステップを更に有する
請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記無線電力受信装置は、前記複数のスロットを用いて時分割多重方式で前記無線電力送信装置と通信を行う
請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電力送信分野における無線電力送信方法、無線電力送信装置及び無線充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線電力受信装置に有線で電気エネルギーを供給する従来の方法を代替して、接触することなく無線で電気エネルギーを供給する方法が用いられている。無線でエネルギーを受信する無線電力受信装置は、受信した無線電力により直接駆動されるか、受信した無線電力によりバッテリを充電してその充電された電力により駆動される。
【０００３】
無線電力を送信する無線電力送信装置と無線電力を受信する無線電力受信装置間での円滑な無線電力送信のために、無線電力送信に関する技術の規格化（すなわち、標準化）が進められている。
【０００４】
無線電力送信に関する技術の標準化の一環として、磁気誘導方式の無線電力送信に関する技術を取り扱うワイヤレスパワーコンソーシアム（Wireless Power Consortium; WPC）は、２０１０年４月１２日に無線電力送信における互換性（interoperability）に関する「無線送電システム説明、第１巻、低消費電力、第１部：インタフェース定義、バージョン １．００ リリース候補１（System Description Wireless Power Transfer, Volume 1, Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.00 Release Candidate 1）」
標準文書を公開している。
【０００５】
一方、他の技術標準協議会であるパワー・マターズ・アライアンス（Power Matters Alliance）は、２０１２年３月に設立され、インタフェース標準の製品群を発展させ、誘導共振電力を供給するために誘導結合技術をベースとした標準文書を公開している。
【０００６】
私たちは既に生活でこのような電磁誘導を用いた無線充電方式に頻繁に接している。例えば、電動歯ブラシやワイヤレス電気ケトルなどにおいて商用化されて活用されている。
【０００７】
一方、ＷＰＣ標準では、無線電力送信装置と無線電力受信装置間で通信を行う方法について規定している。現在ＷＰＣ標準で規定している通信方式は、１対１通信方式であって、１つの無線電力送信装置と１つの無線電力受信装置が通信を行う方式である。
【０００８】
そこで、本発明においては、１対１通信方式だけでなく、複数の無線電力受信装置と通信を行う無線電力送信装置の通信方法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＷＰＣが規定する従来の通信方法に基づくと共に、必要に応じて他の通信方法を選択できるようにする無線電力送受信装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、互いの通信接続情報を有しない任意の無線電力送受信装置間でＷＰＣが規定する従来の通信方法を用いて接続情報を交換する方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、接続情報を用いて装置間の１対１通信を保証することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、無線電力送信装置と無線電力受信装置間で通信を行う方法に関するものであり、無線で電力を送信する無線電力送信装置の通信方法において、無線で電力を受信する第１無線電力受信装置の第１情報及び無線で電力を受信する第２無線電力受信装置の第２情報を複数のスロットのうち第１スロット内で受信する段階と、前記第１及び第２無線電力受信装置にＮＡＫ（not-acknowledge）信号を送信する段階と、前記第１及び第２無線
電力受信装置が衝突解決メカニズム（collision resolution mechanism）を実行する段階とを含む、無線電力送信装置の通信方法を提供する。
【００１３】
一実施形態によれば、前記ＮＡＫ信号を受信した前記第１及び第２無線電力受信装置に前記第１スロットを割り当てない。
【００１４】
一実施形態によれば、前記衝突解決メカニズムが実行された後、前記第１無線電力受信装置から複数のスロットのうち前記第１スロットとは異なる第２スロット内で前記第１信号を受信する。
【００１５】
一実施形態によれば、前記第２スロットの割り当てが可能な場合、前記第１無線電力受信装置にＡＣＫ（acknowledge）信号を送信する。
【００１６】
一実施形態によれば、前記第２スロットの割り当てが可能でない状態の場合、前記第１無線電力受信装置にＮＡＫ信号を送信する。
【００１７】
一実施形態によれば、前記第２スロット内で前記第１信号を受信した場合、前記第１無線電力受信装置に前記第２スロットを割り当てる。
【００１８】
一実施形態によれば、前記無線電力送信装置は、前記第１無線電力受信装置と前記第２スロット内で通信を行う。
【００１９】
一実施形態によれば、前記第１及び第２スロットとは異なる第３スロット内で前記第２信号を受信した場合、前記第２無線電力受信装置に前記第３スロットを割り当てる。
【００２０】
一実施形態によれば、前記無線電力送信装置は、前記第３スロットが割り当てられた場合、前記第２無線電力受信装置と前記第３スロットで通信を行う。
【００２１】
一実施形態によれば、前記無線電力送信装置の通信方法は、前記第１及び第２無線電力受信装置にＦＳＫ（Frequency Shift Keying）信号を送信する段階をさらに含む。
【００２２】
一実施形態によれば、前記無線電力送信装置は、前記複数のスロットを用いて時分割多重化方式で前記第１及び第２無線電力受信装置と通信を行う。
【００２３】
本発明は、無線で電力を送信する無線電力送信装置において、無線で電力を送信する電力送信部と、無線で電力を受信する第１無線電力受信装置の第１信号及び無線で電力を受信する第２無線電力受信装置の第２信号を複数のスロットのうち第１スロット内で受信し、前記第１及び第２無線電力受信装置にＮＡＫ信号を送信する電力送信制御部とを含む、無線電力送信装置を提供する。
【００２４】
一実施形態によれば、前記電力送信制御部は、前記ＮＡＫ信号を送信した後、前記第１スロットとは異なる第２スロット内で第１信号を受信した場合、前記第１無線電力受信装置に前記第２スロットを割り当てる。
【００２５】
一実施形態によれば、前記電力送信制御部は、前記第２スロット内で第１信号を受信した場合、前記第１無線電力受信装置にＡＣＫ信号を送信する。
【００２６】
一実施形態によれば、前記ＮＡＫ信号を送信した後、前記第１及び第２スロットとは異なる第３スロット内で第２信号を受信した場合、前記第２無線電力受信装置に前記第３スロットを割り当てる。
【００２７】
本発明は、無線電力を送信するように形成される送信装置と、前記送信装置から無線電力を受信するように形成される第１及び第２受信装置とを含み、前記送信装置は、前記第１受信装置から受信した第１信号及び前記第２受信装置から受信した第２信号を複数のスロットのうち第１スロット内で受信した場合、前記第１及び第２受信装置にＮＡＫ信号を送信し、前記第１及び第２受信装置は、前記ＮＡＫ信号を受信した場合、衝突解決メカニズムを実行する、無線充電システムを提供する。
【００２８】
一実施形態によれば、前記第１受信装置は、前記衝突解決メカニズムが実行された後、前記送信装置に前記第１スロットとは異なる第２スロットで第１信号を送信し、前記送信装置は、前記第２スロット内で第１信号を受信した場合、前記第１受信装置に前記第２スロットを割り当てる。
【００２９】
一実施形態によれば、前記送信装置は、前記第１受信装置に前記第２スロットが割り当てられた場合、前記第１受信装置にＡＣＫ信号を送信する。
【００３０】
一実施形態によれば、前記第１受信装置は、前記第１受信装置に前記第２スロットが割り当てられた場合、前記第２スロットを用いて前記送信装置と通信を行う。
【００３１】
一実施形態によれば、前記送信装置は、前記第１及び第２受信装置にＦＳＫ信号を送信する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態による無線電力送信装置及び無線電力受信装置の例を示す概念図である。
【図２Ａ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な無線電力送信装置の構成の例を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な無線電力受信装置の構成の例を示すブロック図である。
【図３】誘導結合方式により無線電力送信装置から無線電力受信装置に無線で電力が送信される概念を示す図である。
【図４Ａ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な磁気誘導方式の無線電力送信装置の構成の一部の例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な磁気誘導方式の無線電力受信装置の構成の一部の例を示すブロック図である。
【図５】本明細書に開示される実施形態に採用可能な誘導結合方式により電力を受信する少なくとも１つの送信コイルを有するように構成された無線電力送信装置のブロック図である。
【図６】共振結合方式により無線電力送信装置から無線電力受信装置に無線で電力が送信される概念を示す図である。
【図７Ａ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な共振方式の無線電力送信装置の構成の一部の例を示すブロック図である。
【図７Ｂ】本明細書に開示される実施形態に採用可能な共振方式の無線電力受信装置の構成の一部の例を示すブロック図である。
【図８】本明細書に開示される実施形態に採用可能な共振結合方式により電力を受信する少なくとも１つの送信コイルを有するように構成された無線電力送信装置のブロック図である。
【図９】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において無線電力信号の変調及び復調により無線電力送信装置と電子機器間でパケットを送受信する概念を示す図である。
【図１０】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において電力制御メッセージを送受信するための構成を示す図である。
【図１１Ａ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において行われる変調及び復調における信号の形態を示す図である。
【図１１Ｂ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において行われる変調及び復調における信号の形態を示す図である。
【図１１Ｃ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において行われる変調及び復調における信号の形態を示す図である。
【図１２Ａ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信方法で用いられる電力制御メッセージを含むパケットを示す図である。
【図１２Ｂ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信方法で用いられる電力制御メッセージを含むパケットを示す図である。
【図１２Ｃ】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信方法で用いられる電力制御メッセージを含むパケットを示す図である。
【図１３】本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置及び無線電力受信装置のオペレーションフェーズを示す図である。
【図１４】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１５Ａ】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１５Ｂ】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１６】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１７】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１８】無線電力送信装置と無線電力受信装置との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【図１９】無線電力送信装置が少なくとも１つの無線電力受信装置に電力を送信する方法を示す概念図である。
【図２０Ａ】本発明による通信を行うためのフレーム構造を示す概念図である。
【図２０Ｂ】本発明による通信を行うためのフレーム構造を示す概念図である。
【図２１】本発明によるシンクパターンを示す概念図である。
【図２２】多対一通信を行う無線電力送信装置及び無線電力受信装置のオペレーションフェーズを示す図である。
【図２３】多対一通信を行う無線電力送信装置及び無線電力受信装置のスロット割り当てのための通信方法を示す図である。
【図２４】本発明による無線電力受信装置における衝突解決メカニズムを示すフローチャートである。
【図２５Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２５Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２６Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２６Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２７Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２７Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２８Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２８Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２９Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図２９Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図３０Ａ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【図３０Ｂ】本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本明細書に開示される技術は、無線電力送信（wireless power transmission）に適用
される。しかし、本明細書に開示される技術は、これに限定されるものではなく、当該技術の技術思想を適用できる全ての電力送信システム及び方法、無線充電回路及び方法、それに加えて、無線で送信される電力を用いる方法及び装置にも適用することができる。
【００３４】
本明細書で使用される技術用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されるものであり、本発明を限定するものではない。また、本明細書で使用される技術用語は、本明細書において特に断らない限り、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に一般的に理解される意味で解釈されなければならず、非常に包括的な意味で解釈されたり、非常に狭い意味で解釈されたりしてはならない。さらに、本明細書で使用される技術用語が本発明の思想を正確に表現できない間違った技術用語である場合は、当業者が正しく理解できる技術用語で代替して理解すべきである。さらに、本発明で使用される一般的な用語は、辞書の定義に従って、又は前後の文脈によって解釈されなければならず、非常に狭い意味で解釈されてはならない。
【００３５】
そして、本明細書で使用される単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。本出願において、「構成される」や「含む」などの用語は、本明細書に記載された様々な構成要素又は段階の全てを必ず含むものと解釈されてはならず、そのうち一部の構成要素又は段階を含まないこともあり、追加の構成要素又は段階をさらに含むこともあるものと解釈されなければならない。
【００３６】
また、本明細書で使用される構成要素の接尾辞である「モジュール」及び「部」は、明細書の作成を容易にするために付与又は混用されるものであり、それ自体が有意性や有用性を有するものではない。
【００３７】
さらに、本明細書で使用される第１、第２などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語により限定されるものではない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れない限り、第１構成要素は第２構成要素と命名してもよく、
同様に、第２構成要素は第１構成要素と命名してもよい。
【００３８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するが、図面番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
また、本発明を説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。なお、添付図面は本発明の思想を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本発明の思想が限定的に解釈されてはならない。
【００４０】
定義
多対一通信方法：１つの送信機（Ｔｘ）が複数の受信機（Ｒｘ）と通信を行う方法
【００４１】
単方向通信：単に受信機から送信機への方向にのみ必要なメッセージを送信する通信方法
【００４２】
双方向通信：送信機から受信機へ、受信機から送信機へ、すなわち両方向のメッセージ送信が可能な通信方法
【００４３】
ここで、送信機は送信装置と同じ意味であり、受信機は受信装置と同じ意味であり、以下、これら用語は混用されることもある。
【００４４】
無線電力送信装置及び無線電力受信装置の概念図
図１は本発明の実施形態による無線電力送信装置及び無線電力受信装置の例を示す概念図である。
【００４５】
図１を参照すると、無線電力送信装置１００は、無線で無線電力受信装置２００が必要とする電力を伝達する電力伝達装置であってもよい。
【００４６】
また、無線電力送信装置１００は、無線で電力を送信することにより無線電力受信装置２００のバッテリを充電する無線充電装置であってもよい。
【００４７】
その他、無線電力送信装置１００は、接触していない状態で電源を必要とする無線電力受信装置２００に電力を送信する様々な形態の装置で実現することができる。
【００４８】
無線電力受信装置２００は、無線電力送信装置１００から無線で電力を受信して動作する機器である。また、無線電力受信装置２００は、前記受信した無線電力を用いてバッテリを充電することができる。
【００４９】
一方、本明細書で説明される無線で電力を受信する無線電力受信装置は、携帯が可能な全ての電子機器、例えば、キーボード、マウス、画像もしくは音声の補助出力装置などの入出力装置をはじめとし、携帯電話、セルラフォン、スマートフォン（smart phone）、
ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＭＰ（Portable Multimedia Player）、タ
ブレット、マルチメディア機器などを包括する意味で解釈されるべきである。
【００５０】
無線電力受信装置２００は、後述するように、移動通信端末機（例えば、携帯電話、セルラフォン、タブレット）又はマルチメディア機器であってもよい。
【００５１】
一方、無線電力送信装置１００は、少なくとも１つの無線電力送信方法を用いて、無線電力受信装置２００に接触することなく無線で電力を送信することができる。すなわち、
無線電力送信装置１００は、無線電力信号（wireless power signal）による磁気誘導現
象に基づく誘導結合（Inductive Coupling）方式と特定の周波数の無線電力信号による電磁共振現象に基づく磁気共振結合（Magnetic Resonance Coupling）方式の少なくとも一
方を用いて電力を送信することができる。
【００５２】
前記誘導結合方式による無線電力送信とは、１次コイル（プライマリコイル）及び２次コイル（セカンダリコイル）を用いて無線で電力を送信する技術であって、磁気誘導現象による磁場の変化により一方のコイルから他方のコイルに電流が誘導されることで電力が送信されることをいう。
【００５３】
前記共振結合方式による無線電力送信とは、無線電力送信装置１００から送信された無線電力信号により無線電力受信装置２００に共振が発生するが、その共振現象により無線電力送信装置１００から無線電力受信装置２００に電力が送信されることをいう。
【００５４】
以下、本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００について具体的に説明する。以下の各図面の構成要素に符号を付す上で、異なる図面に示されるとしても同一の構成要素には同一の符号を用いる。
【００５５】
図２Ａ及び図２Ｂは本明細書に開示される実施形態に採用可能な無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００の構成の例を示すブロック図である。
【００５６】
無線電力送信装置
図２Ａを参照すると、無線電力送信装置１００は、電力送信部（Power Transmission Unit）１１０を含む。電力送信部１１０は、電力変換部（Power Conversion Unit）１１１と、電力送信制御部（Power Transmission Control Unit）１１２とを含んでもよい。
【００５７】
電力変換部１１１は、送信側電源供給部１９０から供給された電力を無線電力信号に変換して無線電力受信装置２００に送信する。電力変換部１１１により送信される無線電力信号は、振動する特性を有する磁場又は電磁場の形で形成される。このために、電力変換部１１１は、前記無線電力信号を発生するコイルを含むように構成されてもよい。
【００５８】
電力変換部１１１は、各電力送信方式によって異なるタイプの無線電力信号を形成するための構成要素を含んでもよい。例えば、電力変換部１１１は、誘導結合方式で無線電力受信装置２００の２次コイルに電流を誘導するために、変化する磁場を形成する１次コイルを含むように構成されてもよい。また、電力変換部１１１は、共振結合方式で無線電力受信装置２００に共振現象を発生させるために、特定の共振周波数を有する磁場を形成するコイル（又はアンテナ）を含むように構成されてもよい。
【００５９】
さらに、電力変換部１１１は、前述した誘導結合方式と共振結合方式の少なくとも一方の方法を用いて電力を送信することができる。
【００６０】
電力変換部１１１に含まれる構成要素のうち、誘導結合方式のものについては図４及び図５を参照して後述し、共振結合方式のものについては図７及び図８を参照して後述する。
【００６１】
一方、電力変換部１１１は、前記無線電力信号を形成するために用いられる周波数、印加電圧、供給電流などの特性を制御できる回路をさらに含むように構成されてもよい。
【００６２】
電力送信制御部１１２は、電力送信部１１０に含まれる各構成要素を制御する。電力送信制御部１１２は、無線電力送信装置１００を制御する他の制御部（図示せず）と統合し
て実現してもよい。
【００６３】
一方、前記無線電力信号が到達する領域は２つに分けられる。まず、活動領域（アクティブ領域）とは、無線電力受信装置２００に電力を送信する無線電力信号が通過する領域をいう。次に、検知領域（セミアクティブ領域）とは、無線電力送信装置１００が無線電力受信装置２００の存在を検出できる関心領域をいう。ここで、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００が前記活動領域又は前記検知領域に配置（placement）された
か、除去（removal）されたかを検知することができる。具体的には、電力送信制御部１
１２は、電力変換部１１１で形成される無線電力信号を用いるか、又は別途備えられたセンサを用いて、無線電力受信装置２００が前記活動領域又は前記検知領域に配置されたか否かを検出することができる。例えば、電力送信制御部１１２は、前記検知領域に存在する無線電力受信装置２００により前記無線電力信号が影響を受けて電力変換部１１１の前記無線電力信号を形成するための電力の特性が変化するか否かをモニタすることにより、無線電力受信装置２００の存在を検出することができる。ただし、前記活動領域及び前記検知領域は、誘導結合方式や共振結合方式などの無線電力送信方式によって異なる。
【００６４】
電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００の存在を検出した結果に基づいて、無線電力受信装置２００を識別する過程を行うか、又は無線電力送信を開始するか否か決定することができる。
【００６５】
また、電力送信制御部１１２は、前記無線電力信号を形成するための電力変換部１１１の周波数、電圧及び電流の少なくとも１つの特性を決定することができる。前記特性の決定は、無線電力送信装置１００側の条件に応じて行ってもよく、無線電力受信装置２００側の条件に応じて行ってもよい。
【００６６】
電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００から電力制御メッセージを受信することができる。電力送信制御部１１２は、前記受信した電力制御メッセージに基づいて電力変換部１１１の周波数、電圧及び電流の少なくとも１つの特性を決定することができ、また、前記電力制御メッセージに基づいて他の制御動作を行うこともできる。
【００６７】
例えば、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００の整流された電力量情報、充電状態情報及び識別情報の少なくとも１つを含む電力制御メッセージに基づいて、前記無線電力信号を形成するために用いられる周波数、電圧及び電流の少なくとも１つの特性を決定することができる。
【００６８】
また、前記電力制御メッセージを用いる他の制御動作として、無線電力送信装置１００は、無線電力送信に関する一般的な制御動作を前記電力制御メッセージに基づいて行うことができる。例えば、無線電力送信装置１００は、前記電力制御メッセージにより、聴覚的又は視覚的に出力される無線電力受信装置２００に関する情報を受信することもでき、機器間の認証などに必要な情報を受信することもできる。
【００６９】
前記電力制御メッセージを受信するために、電力送信制御部１１２は、前記無線電力信号により受信する方法とユーザデータを受信する方法のいずれかを用いることができる。
【００７０】
前記電力制御メッセージを受信するために、無線電力送信装置１００は、電力変換部１１１に電気的に接続される変復調部（Modulation/Demodulation Unit）１１３をさらに含むように構成されてもよい。変復調部１１３は、無線電力受信装置２００により変調された無線電力信号を復調し、前記電力制御メッセージを受信するために用いることができる。
【００７１】
その他、一実施形態においては、電力送信制御部１１２が無線電力送信装置１００に含まれる通信手段（図示せず）により電力制御メッセージが含まれるユーザデータを受信することにより、前記電力制御メッセージを取得するようにしてもよい。
［帯域内双方向通信をサポートする場合］
【００７２】
また、本明細書に開示される実施形態による双方向通信が可能な無線電力送信環境では、電力送信制御部１１２が無線電力受信装置２００にデータを送信することができる。電力送信制御部１１２が送信するデータは、無線電力受信装置２００が電力制御メッセージを送るように要求するものであってもよい。
【００７３】
無線電力受信装置
図２Ｂを参照すると、無線電力受信装置２００は、電源供給部２９０を含む。電源供給部２９０は、無線電力受信装置２００の動作に必要な電力を供給する。電源供給部２９０は、電力受信部２９１と電力受信制御部２９２とを含んでもよい。
【００７４】
電力受信部２９１は、無線電力送信装置１００から無線で送信される電力を受信する。
【００７５】
電力受信部２９１は、無線電力送信方式に応じて前記無線電力信号を受信するために必要な構成要素を含んでもよい。また、電力受信部２９１は、少なくとも１つの無線電力送信方式で電力を受信することができ、この場合、電力受信部２９１は、各方式に必要な構成要素を含んでもよい。
【００７６】
まず、電力受信部２９１は、振動する特性を有する磁場又は電磁場の形で送信される無線電力信号を受信するためのコイルを含むように構成されてもよい。
【００７７】
例えば、電力受信部２９１は、誘導結合方式による構成要素として、変化する磁場によって電流が誘導される２次コイルを含んでもよい。また、電力受信部２９１は、共振結合方式による構成要素として、特定の共振周波数を有する磁場によって共振現象が発生するコイル及び共振回路を含んでもよい。
【００７８】
ただし、電力受信部２９１が少なくとも１つの無線電力送信方式で電力を受信する場合、電力受信部２９１は、１つのコイルを用いて受信するように実現してもよく、各電力送信方式によって異なるコイルを用いて受信するように実現してもよい。
【００７９】
電力受信部２９１に含まれる構成要素のうち、誘導結合方式のものについては図４Ａ及び図４Ｂを参照して後述し、共振結合方式のものについては図７Ａ及び図７Ｂを参照して後述する。
【００８０】
一方、電力受信部２９１は、前記無線電力信号を直流に変換するための整流回路（rectifier）及び平滑回路（regulator）をさらに含んでもよい。また、電力受信部２９１は、受信した電力信号により過電圧又は過電流が発生しないように防止する回路をさらに含んでもよい。
【００８１】
電力受信制御部２９２は、電源供給部２９０に含まれる各構成要素を制御する。
【００８２】
具体的には、電力受信制御部２９２は、無線電力送信装置１００に電力制御メッセージを送信することができる。前記電力制御メッセージは、無線電力送信装置１００に無線電力信号の送信を開始又は終了するように指示するものであってもよい。また、前記電力制御メッセージは、無線電力送信装置１００に前記無線電力信号の特性を制御するように指示するものであってもよい。
【００８３】
前記電力制御メッセージを送信するために、電力受信制御部２９２は、前記無線電力信号により送信する方法とユーザデータにより送信する方法の少なくとも１つを用いることができる。
【００８４】
前記電力制御メッセージを送信するために、無線電力受信装置２００は、電力受信部２９１に電気的に接続される変復調部（Modulation/Demodulation Unit）２９３をさらに含むように構成されてもよい。変復調部２９３は、無線電力送信装置１００と同様に、前記無線電力信号により前記電力制御メッセージを送信するために用いることができる。変復調部２９３は、無線電力送信装置１００の電力変換部１１１を流れる電流及び／又は電圧を調整する手段として用いることができる。以下、無線電力送信装置１００の変復調部１１３及び無線電力受信装置２００の変復調部２９３が無線電力信号による電力制御メッセージの送受信のために用いられる方法について説明する。
【００８５】
電力変換部１１１により形成された無線電力信号は、電力受信部２９１により受信される。このとき、電力受信制御部２９２は、前記無線電力信号を変調するように、無線電力受信装置２００の変復調部２９３を制御する。例えば、電力受信制御部２９２は、電力受信部２９１に接続された変復調部２９３のリアクタンスを変化させることにより、それに応じて前記無線電力信号から受信される電力量を変化させる変調過程を行わせるようにしてもよい。前記無線電力信号から受信される電力量の変化は、前記無線電力信号を形成する電力変換部１１１の電流及び／又は電圧の変化をもたらす。このとき、無線電力送信装置１００の変復調部１１３は、電力変換部１１１の電流及び／又は電圧の変化を検知し、復調過程を行う。
【００８６】
すなわち、電力受信制御部２９２は、無線電力送信装置１００に送信する電力制御メッセージを含むパケットを生成し、前記パケットを含むように前記無線電力信号を変調し、電力送信制御部１１２は、変復調部１１３の復調過程の結果に基づいて前記パケットを復号することにより、前記パケットに含まれる前記電力制御メッセージを取得することができる。
【００８７】
その他、電力受信制御部２９２が無線電力受信装置２００に含まれる通信手段（図示せず）により電力制御メッセージが含まれるユーザデータを送信することにより、前記電力制御メッセージを無線電力送信装置１００に送信するようにしてもよい。
［帯域内双方向通信をサポートする場合］
【００８８】
また、本明細書に開示される実施形態による双方向通信が可能な無線電力送信環境では、電力受信制御部２９２が無線電力送信装置１００から送信されるデータを受信することができる。無線電力送信装置１００から送信されるデータは、電力制御メッセージを送るように要求するものであってもよい。
【００８９】
なお、電源供給部２９０は、充電部２９８とバッテリ２９９とをさらに含んでもよい。
【００９０】
電源供給部２９０から動作のための電源が供給される無線電力受信装置２００は、無線電力送信装置１００から送信された電力により動作することもでき、前記送信された電力を用いてバッテリ２９９を充電し、その後バッテリ２９９に充電された電力により動作することもできる。このとき、電力受信制御部２９２は、前記送信された電力を用いて充電を行うように充電部２９８を制御することができる。
【００９１】
以下、本明細書に開示される実施形態に適用可能な無線電力送信装置及び無線電力受信装置について説明する。まず、図３〜図５を参照して、前記無線電力送信装置が前記無線
電力受信装置に誘導結合方式で電力を送信する方法を開示する。
【００９２】
誘導結合方式
図３は誘導結合方式により無線電力送信装置から無線電力受信装置に無線で電力が送信される概念を示す図である。
【００９３】
無線電力送信装置１００の電力送信が誘導結合方式により行われる場合、電力送信部１１０の１次コイルに流れる電流の強度が変化すると、その電流により１次コイルを通過する磁場が変化する。その変化する磁場は、無線電力受信装置２００の２次コイル側に誘導起電力を発生させる。
【００９４】
この方式によれば、無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、磁気誘導において１次コイルとして動作する送信（Ｔｘ）コイル１１１１ａを含んでもよい。また、無線電力受信装置２００の電力受信部２９１は、磁気誘導において２次コイルとして動作する受信（Ｒｘ）コイル２９１１ａを含んでもよい。
【００９５】
まず、無線電力送信装置１００の送信コイル１１１１ａと無線電力受信装置２００の受信コイルとが隣接するように無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００を配置する。その後、電力送信制御部１１２が、送信コイル１１１１ａの電流が変化するように制御すると、電力受信部２９１は、受信コイル２９１１ａに誘導された起電力を利用して無線電力受信装置２００に電源を供給するように制御する。
【００９６】
前記誘導結合方式による無線電力送信の効率は、周波数特性による影響は小さいが、各コイルを含む無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００との配列及び距離の影響を受ける。
【００９７】
一方、前記誘導結合方式による無線電力送信のために、無線電力送信装置１００は、平面状のインタフェース表面（図示せず）を含むように構成されてもよい。前記インタフェース表面の上部には、少なくとも１つの無線電力受信装置が載置されるようにしてもよく、前記インタフェース表面の下部には、送信コイル１１１１ａが取り付けられるようにしてもよい。その場合、前記インタフェース表面の下部に取り付けられた送信コイル１１１１ａと前記インタフェース表面の上部に載置された無線電力受信装置２００の受信コイル２９１１ａ間の垂直空間（vertical spacing）が小さくなることにより、前記コイル間の距離は、前記誘導結合方式による無線電力送信が効率的に行われるように十分に小さくなる。
【００９８】
また、前記インタフェース表面の上部には、無線電力受信装置２００が載置される位置を指示する配列指示部（図示せず）が形成されていてもよい。前記配列指示部は、前記インタフェース表面の下部に取り付けられた送信コイル１１１１ａと受信コイル２９１１ａとが適切に配列されるようにする無線電力受信装置２００の位置を指示する。前記配列指示部は、単純な表示（マーク）であってもよく、無線電力受信装置２００の位置をガイドする突出構造の形態で形成されてもよい。あるいは、前記配列指示部は、前記インタフェース表面の下部に取り付けられる磁石などの磁性体の形態で形成され、無線電力受信装置２００の内部に取り付けられる異極性の磁性体との引力により前記コイルが適切に配列されるようにガイドするものであってもよい。
【００９９】
一方、無線電力送信装置１００は、少なくとも１つの送信コイルを含むように形成されてもよい。無線電力送信装置１００は、前記少なくとも１つの送信コイルのうち、無線電力受信装置２００の受信コイル２９１１ａと適切に配列された一部のコイルを選択的に用いて、電力送信効率を向上させることができる。前記少なくとも１つの送信コイルを含む
無線電力送信装置１００については図５を参照して後述する。
【０１００】
以下、本明細書に開示される実施形態に適用可能な誘導結合方式の無線電力送信装置及び無線電力受信装置の構成について詳細に説明する。
【０１０１】
誘導結合方式の無線電力送信装置及び無線電力受信装置
図４Ａ及び図４Ｂは本明細書に開示される実施形態に採用可能な磁気誘導方式の無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００の構成の一部の例を示すブロック図である。図４Ａを参照して無線電力送信装置１００に含まれる電力送信部１１０の構成について説明し、図４Ｂを参照して無線電力受信装置２００に含まれる電源供給部２９０の構成について説明する。
【０１０２】
図４Ａを参照すると、無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、送信（Ｔｘ）コイル１１１１ａと、インバータ１１１２とを含んでもよい。
【０１０３】
送信コイル１１１１ａは、前述したように、電流の変化に応じて無線電力信号に対応する磁場を形成する。送信コイル１１１１ａは、平面スパイラル型（planar spiral type）又は円筒ソレノイド型（cylindrical solenoid type）で実現されてもよい。
【０１０４】
インバータ１１１２は、電源供給部１９０から得られた直流（ＤＣ）入力を交流（ＡＣ）波形に変換する。インバータ１１１２により変換された交流電流が、送信コイル１１１１ａ及びコンデンサ（図示せず）を含む共振回路（resonant circuit）を駆動することにより、送信コイル１１１１ａに磁場が形成される。
【０１０５】
また、電力変換部１１１は、位置決定部（positioning unit）１１１４をさらに含んでもよい。
【０１０６】
位置決定部１１１４は、前記誘導結合方式による無線電力送信の効率を向上させるために、送信コイル１１１１ａを移動又は回転させることができる。これは、前述したように、前記誘導結合方式による電力送信は、１次コイルを含む無線電力送信装置１００と２次コイルを含む無線電力受信装置２００との配列及び距離の影響を受けるからである。特に、位置決定部１１１４は、無線電力受信装置２００が無線電力送信装置１００の活動領域内に存在しない場合に用いられるようにしてもよい。
【０１０７】
よって、位置決定部１１１４は、無線電力送信装置１００の送信コイル１１１１ａと無線電力受信装置２００の受信コイル２９１１ａとの中心間距離が所定範囲内となるように送信コイル１１１１ａを移動させるか、又は送信コイル１１１１ａと受信コイル２９１１ａとの中心が重なるように送信コイル１１１１ａを回転させる駆動部（図示せず）を含むように構成されてもよい。
【０１０８】
このために、無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００の位置を検知するセンサからなる位置検知部（図示せず）をさらに含み、電力送信制御部１１２は、前記位置検知部から受信した無線電力受信装置２００の位置情報に基づいて位置決定部１１１４を制御するようにしてもよい。
【０１０９】
また、このために、電力送信制御部１１２は、変復調部１１３を介して無線電力受信装置２００との配列又は距離に関する制御情報を受信し、前記受信した配列又は距離に関する制御情報に基づいて位置決定部１１１４を制御するようにしてもよい。
【０１１０】
電力変換部１１１が複数の送信コイルを含むように構成された場合、位置決定部１１１
４は、当該複数の送信コイルのうちいずれのコイルを電力送信のために用いるか決定するようにしてもよい。前記複数の送信コイルを含む無線電力送信装置１００の構成については図５を参照して後述する。
【０１１１】
一方、電力変換部１１１は、電力検知部１１１５をさらに含むように構成されてもよい。無線電力送信装置１００の電力検知部１１１５は、送信コイル１１１１ａに流れる電流又は電圧をモニタする。電力検知部１１１５は、無線電力送信装置１００が正常に動作するか否かを確認するためのものであって、外部から供給される電源の電圧又は電流を検出し、前記検出された電圧又は電流が閾値を超えるか否かを確認することができる。図示していないが、電力検知部１１１５は、外部から供給される電源の電圧又は電流を検出するための抵抗と、前記検出された電源の電圧値又は電流値と閾値とを比較してその比較結果を出力する比較器とを含んでもよい。電力送信制御部１１２は、電力検知部１１１５の前記確認の結果に基づいてスイッチング部（図示せず）を制御することにより、送信コイル１１１１ａに供給される電源を遮断することができる。
【０１１２】
図４Ｂを参照すると、無線電力受信装置２００の電源供給部２９０は、受信（Ｒｘ）コイル２９１１ａと、整流回路２９１３とを含んでもよい。
【０１１３】
送信コイル１１１１ａで形成される磁場の変化に応じて受信コイル２９１１ａに電流が誘導される。受信コイル２９１１ａの実現形態は、送信コイル１１１１ａと同様に、平面スパイラル型であってもよく、円筒ソレノイド型であってもよい。
【０１１４】
また、無線電力受信の効率向上や共振検知（resonant detection）のために、受信コイル２９１１ａに直列及び並列コンデンサが接続されるように構成されてもよい。
【０１１５】
受信コイル２９１１ａは、単一のコイルの形態であってもよく、複数のコイルの形態であってもよい。
【０１１６】
整流回路２９１３は、交流を直流に変換するために電流に対して全波整流（full-wave rectification）を行う。整流回路２９１３は、例えば４つのダイオードからなるフルブ
リッジ整流回路、又は能動素子（active components）を用いた回路で実現することがで
きる。
【０１１７】
その上、整流回路２９１３は、整流された電流をより平坦で安定した直流にする平滑回路をさらに含んでもよい。また、整流回路２９１３の出力電源は電源供給部２９０の各構成要素に供給される。さらに、整流回路２９１３は、出力される直流電源を、電源供給部２９０の各構成要素（例えば、充電部２９８などの回路）に必要な電源に調整するために適正な電圧に変換する直流−直流変換器（DC-DC converter）をさらに含んでもよい。
【０１１８】
変復調部２９３は、電力受信部２９１に接続され、直流電流に対しては抵抗が変化する抵抗性素子で構成され、交流電流に対してはリアクタンスが変化する容量性素子で構成されるようにしてもよい。電力受信制御部２９２は、変復調部２９３の抵抗又はリアクタンスを変化させることにより、電力受信部２９１に受信される無線電力信号を変調することができる。
【０１１９】
一方、電源供給部２９０は、電力検知部２９１４をさらに含んでもよい。無線電力受信装置２００の電力検知部２９１４は、整流回路２９１３により整流された電源の電圧及び／又は電流をモニタし、前記モニタの結果、前記整流された電源の電圧及び／又は電流が閾値を超えた場合、電力受信制御部２９２は、適切な電力が送信されるように、無線電力送信装置１００に電力制御メッセージを送信する。
【０１２０】
少なくとも１つの送信コイルを含む無線電力送信装置
図５は本明細書に開示される実施形態に採用可能な誘導結合方式により電力を受信する少なくとも１つの送信コイルを有するように構成された無線電力送信装置のブロック図である。
【０１２１】
図５を参照すると、本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎを含む。少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎは、部分的に重なる１次コイルの配列であってもよい。前記少なくとも１つの送信コイルの一部により活動領域が決定されるようにしてもよい。
【０１２２】
少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎは、前記インタフェース表面の下部に取り付けられるようにしてもよい。また、電力変換部１１１は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎの一部のコイルの接続を確立及び解除するマルチプレクサ１１１３をさらに含んでもよい。
【０１２３】
前記インタフェース表面の上部に載置された無線電力受信装置２００の位置が検知されると、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００の検知された位置に基づいて、少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎのうち無線電力受信装置２００の受信コイル２９１１ａと誘導結合関係に置かれるコイルが接続されるようにマルチプレクサ１１１３を制御することができる。
【０１２４】
このために、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００の位置情報を取得することができる。一例として、電力送信制御部１１２は、無線電力送信装置１００に備えられた前記位置検知部（図示せず）により前記インタフェース表面上の無線電力受信装置２００の位置を取得するようにしてもよい。他の例として、電力送信制御部１１２は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ａ−１〜１１１１ａ−ｎをそれぞれ用いて前記インタフェース表面上の物体から無線電力信号の強度を示す電力制御メッセージ又は前記物体の識別情報を示す電力制御メッセージを受信し、その受信した結果に基づいて前記少なくとも１つの送信コイルのうちどのコイルの位置に近いかを判断することにより、無線電力受信装置２００の位置情報を取得することができる。
【０１２５】
一方、前記活動領域とは、前記インタフェース表面の一部であり、無線電力送信装置１００が無線電力受信装置２００に無線で電力を送信する際に高い効率の磁場が通過する部分を意味する。ここで、前記活動領域を通過する磁場を形成する単一の送信コイル又は少なくとも１つの送信コイルの組み合わせをプライマリセル（主要セル）という。よって、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置２００の検知された位置に基づいて活動領域を決定し、前記活動領域に対応するプライマリセルの接続を確立することにより、無線電力受信装置２００の受信コイル２９１１ａと前記プライマリセルに属するコイルが誘導結合関係に置かれるようにマルチプレクサ１１１３を制御することができる。
【０１２６】
また、電力変換部１１１は、接続されたコイルと共振回路を形成するようにインピーダンスを調整するインピーダンスマッチング部（図示せず）をさらに含んでもよい。
【０１２７】
以下、図６〜図８を参照して、無線電力送信装置が共振結合方式で電力を送信する方法を開示する。
【０１２８】
共振結合方式
図６は共振結合方式により無線電力送信装置から無線電力受信装置に無線で電力が送信
される概念を示す図である。
【０１２９】
まず、共振（又は共鳴）について簡単に説明すると次の通りである。共振とは、振動系がその固有の振動数と同じ振動数を有する外力を周期的に受けてその振幅が顕著に増加する現象をいう。共振は、力学的振動や電気的振動など、全ての振動において起こる現象である。一般に、外部から振動系に振動させることのできる力が加わった場合、その振動系の固有の振動数と外部から加わった力の振動数が同じであると、その振動は激しくなり、振幅も大きくなる。
【０１３０】
同じ原理で、所定の距離内で離れている複数の振動体が同じ周波数で振動する場合、前記複数の振動体は互いに共振し、その場合は、前記複数の振動体間の抵抗が減少する。電気回路ではインダクタとコンデンサを用いて共振回路を設けることができる。
【０１３１】
無線電力送信装置１００の電力送信が共振結合方式により行われる場合、電力送信部１１０においては交流電源により特定の振動周波数を有する磁場が形成される。前記形成された磁場により無線電力受信装置２００で共振現象が起こると、前記共振現象により無線電力受信装置２００内に電力が発生する。
共振周波数は、例えば下記数式１により決定される。
【０１３２】
【数１】
2018186703.tif 000003
【０１３３】
ここで、共振周波数（ｆ）は、回路内のインダクタンス（Ｌ）及びキャパシタンス（Ｃ）により決定される。コイルを用いて磁場を形成する回路において、前記インダクタンスは、前記コイルの巻数などにより決定され、前記キャパシタンスは、前記コイル間の間隔、面積などにより決定される。前記共振周波数を決定するために、前記コイルに加え、容量性共振回路が接続されるように構成されてもよい。
【０１３４】
図６を参照すると、共振結合方式で無線で電力が送信される場合、無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、磁場が形成される送信（Ｔｘ）コイル１１１１ｂと、送信コイル１１１１ｂに接続されて特定の振動周波数を決定するための共振回路１１１６とを含んでもよい。共振回路１１１６は、容量性回路（コンデンサ）を用いて実現することができ、前記特定の振動周波数の決定は、送信コイル１１１１ｂのインダクタンス及び共振回路１１１６のキャパシタンスに基づいて行われる。
【０１３５】
共振回路１１１６の回路素子は、電力変換部１１１が磁場を形成できるように、様々な形態で構成することができ、図６のような送信コイル１１１１ｂと並列に接続される形態に限定されるものではない。
【０１３６】
また、無線電力受信装置２００の電力受信部２９１は、無線電力送信装置１００で形成された磁場により共振現象が起こるように構成された共振回路２９１２及び受信（Ｒｘ）コイル２９１１ｂを含む。すなわち、共振回路２９１２は、容量性回路を用いて実現することができ、受信コイル２９１１ｂのインダクタンス及び共振回路２９１２のキャパシタンスに基づいて決定される共振周波数が前記形成された磁場の共振周波数と同一になるように構成される。
【０１３７】
共振回路２９１２の回路素子は、前記磁場により電力受信部２９１に共振が起こるように、様々な形態で構成することができ、図６のような受信コイル２９１１ｂと直列に接続
される形態に限定されるものではない。
【０１３８】
無線電力送信装置１００での前記特定の振動周波数は、ＬＴＸ、ＣＴＸであり、上記数式１を用いて取得することができる。ここで、無線電力受信装置２００のＬＲＸ及びＣＲＸを上記数式１に代入した結果が前記特定の振動周波数と同じ場合、無線電力受信装置２００では共振が起こる。
【０１３９】
前記共振結合方式による無線電力送信によれば、無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００がそれぞれ同じ周波数で共振する場合に電磁波が近距離電磁場を介して伝達されるので、周波数が異なる場合は当該機器間のエネルギー伝達がなくなる。
【０１４０】
よって、前記共振結合方式による無線電力送信の効率は、周波数特性による影響は大きいが、各コイルを含む無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００との配列及び距離の影響は前記誘導結合方式に比べて相対的に小さい。
【０１４１】
以下、本明細書に開示される実施形態に適用可能な共振結合方式の無線電力送信装置及び無線電力受信装置の構成について詳細に説明する。
【０１４２】
共振結合方式の無線電力送信装置
図７Ａ及び図７Ｂは本明細書に開示される実施形態に採用可能な共振方式の無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００の構成の一部の例を示すブロック図である。
【０１４３】
図７Ａを参照して無線電力送信装置１００に含まれる電力送信部１１０の構成について説明する。
【０１４４】
無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、送信（Ｔｘ）コイル１１１１ｂ、インバータ１１１２及び共振回路１１１６を含んでもよい。インバータ１１１２は、送信コイル１１１１ｂ及び共振回路１１１６に接続されるように構成されてもよい。
【０１４５】
送信コイル１１１１ｂは、誘導結合方式で電力を送信するための送信コイル１１１１ａとは別に取り付けられるものであってもよいが、１つの単一のコイルを用いて誘導結合方式及び共振結合方式で電力を送信するようにしてもよい。
【０１４６】
送信コイル１１１１ｂは、前述したように、電力を送信するための磁場を形成する。送信コイル１１１１ｂ及び共振回路１１１６は、交流電源が供給されると共振を発生し、このとき、振動周波数は送信コイル１１１１ｂのインダクタンス及び共振回路１１１６のキャパシタンスに基づいて決定される。
【０１４７】
このために、インバータ１１１２は電源供給部１９０から得られた直流入力を交流波形に変換し、前記変換された交流電流は送信コイル１１１１ｂ及び共振回路１１１６に供給される。
【０１４８】
その上、電力変換部１１１は、電力変換部１１１の共振周波数値を変更するための周波数調整部１１１７をさらに含んでもよい。電力変換部１１１の共振周波数は、上記数式１により、電力変換部１１１を構成する回路内のインダクタンス及びキャパシタンスに基づいて決定されるので、電力送信制御部１１２は、前記インダクタンス及び／又はキャパシタンスが変化するように周波数調整部１１１７を制御することにより、電力変換部１１１の共振周波数を決定することができる。
【０１４９】
周波数調整部１１１７は、例えば、共振回路１１１６に含まれるコンデンサ間の距離を
調整してキャパシタンスを変化させるモータを含むか、送信コイル１１１１ｂの巻数又は直径を調整してインダクタンスを変化させるモータを含むか、又は前記キャパシタンス及び／又は前記インダクタンスを決定する能動素子を含むように構成されてもよい。
【０１５０】
一方、電力変換部１１１は、電力検知部１１１５をさらに含んでもよい。電力検知部１１１５の動作は前述した通りである。
【０１５１】
図７Ｂを参照して無線電力受信装置２００に含まれる電源供給部２９０の構成について説明する。電源供給部２９０は、前述したように、受信（Ｒｘ）コイル２９１１ｂと、共振回路２９１２とを含んでもよい。
【０１５２】
また、電源供給部２９０の電力受信部２９１は、共振現象により生成された交流電流を直流に変換する整流回路２９１３をさらに含んでもよい。整流回路２９１３は、前述した通り構成されてもよい。
【０１５３】
また、電力受信部２９１は、整流された電源の電圧及び／又は電流をモニタする電力検知部２９１４をさらに含んでもよい。電力検知部２９１４は、前述した通り構成されてもよい。
【０１５４】
少なくとも１つの送信コイルを含む無線電力送信装置
図８は本明細書に開示される実施形態に採用可能な共振結合方式により電力を受信する少なくとも１つの送信コイルを有するように構成された無線電力送信装置のブロック図である。
【０１５５】
図８を参照すると、本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ｂ−１〜１１１１ｂ−ｎと、各送信コイルに接続される共振回路１１１６−１〜１１１６−ｎとを含んでもよい。また、電力変換部１１１は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ｂ−１〜１１１１ｂ−ｎの一部のコイルの接続を確立及び解除するマルチプレクサ１１１３をさらに含んでもよい。
【０１５６】
少なくとも１つの送信コイル１１１１ｂ−１〜１１１１ｂ−ｎは、同じ共振周波数を有するように設定されてもよく、一部が異なる共振周波数を有するように設定されてもよい。これは、少なくとも１つの送信コイル１１１１ｂ−１〜１１１１ｂ−ｎにそれぞれ接続された共振回路１１１６−１〜１１１６−ｎが有するインダクタンス及び／又はキャパシタンスによって決定される。
【０１５７】
このために、周波数調整部１１１７は、少なくとも１つの送信コイル１１１１ｂ−１〜１１１１ｂ−ｎにそれぞれ接続された共振回路１１１６−１〜１１１６−ｎのインダクタンス及び／又はキャパシタンスを変化させるように構成されてもよい。
【０１５８】
帯域内通信
図９は本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において無線電力信号の変調及び復調により無線電力送信装置と電子機器間でパケットを送受信する概念を示す図である。
【０１５９】
図９を参照すると、無線電力送信装置１００に含まれる電力変換部１１１は、無線電力信号を形成する。前記無線電力信号は、電力変換部１１１に含まれる送信コイル１１１１により形成される。
【０１６０】
電力変換部１１１により形成された無線電力信号１０ａは、無線電力受信装置２００に
到達し、無線電力受信装置２００に含まれる電力受信部２９１により受信される。前記形成された無線電力信号は、電力受信部２９１に含まれる受信コイル２９１１を介して受信される。
【０１６１】
電力受信制御部２９２は、電力受信部２９１に接続された変復調部２９３を制御して、無線電力受信装置２００の前記無線電力信号の受信中に前記無線電力信号を変調する。前記受信される無線電力信号が変調された場合、前記無線電力信号は磁場又は電磁場内で閉ループを形成するので、無線電力受信装置２００の前記無線電力信号の受信中に前記無線電力信号を変調すると、無線電力送信装置１００は、変調された無線電力信号１０ｂを検知することができる。変復調部１１３は、前記検知された無線電力信号を復調し、前記復調された無線電力信号から前記パケットを復号する。
【０１６２】
一方、無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００との通信に用いられる変調方法は、振幅変調方式であってもよい。前述したように、前記振幅変調方式は、無線電力受信装置２００の変復調部２９３が電力変換部１１１により形成された無線電力信号１０ａの振幅を変化させ、変調された無線電力信号１０ｂの振幅を無線電力送信装置１００の電力受信制御部２９２が検出するバックスキャッタ変調（後方散乱変調）方式であってもよい。
【０１６３】
無線電力信号の変調及び復調
以下、図１０及び図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００との間で送受信されるパケットの変調及び復調について説明する。
【０１６４】
図１０は本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において電力制御メッセージを送受信するための構成を示す図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは本明細書に開示される実施形態による無線電力送信において行われる変調及び復調における信号の形態を示す図である。
【０１６５】
図１０を参照すると、無線電力受信装置２００の電力受信部２９１により受信される無線電力信号は、図１１Ａに示すように、変調されていない無線電力信号５１である。電力受信部２９１内の共振形成回路２９１２により設定された共振周波数によって無線電力受信装置２００と無線電力送信装置１００間で共振結合が行われ、受信コイル２９１１ｂを介して無線電力信号５１が受信される。
【０１６６】
電力受信制御部２９２は、電力受信部２９１により受信される無線電力信号５１を、変復調部２９３内の負荷インピーダンスを変化させることにより変調する。変復調部２９３は、無線電力信号５１を変調するための受動素子２９３１及び能動素子２９３２を含んでもよい。変復調部２９３は、無線電力送信装置１００に送信するパケットが含まれるように無線電力信号５１を変調する。ここで、前記パケットは、変復調部２９３内の能動素子２９３２に入力されるようにしてもよい。
【０１６７】
その後、無線電力送信装置１００の電力送信制御部１１２は、変調された無線電力信号５２を包絡線検波（envelop detection）過程により復調し、その検出された信号５３を
デジタルデータ５４に復号する。前記復調は、電力変換部１１１を流れる電流又は電圧がＨＩ状態（HI state）及びＬＯ状態（LO state）の２つの状態に区分されることを検知し、その状態によって区分されるデジタルデータに基づいて無線電力受信装置２００が送信するパケットを取得するようにしてもよい。
【０１６８】
以下、無線電力送信装置１００が復調されたデジタルデータから無線電力受信装置２００が送信する電力制御メッセージを取得する過程について説明する。
【０１６９】
図１１Ｂを参照すると、電力送信制御部１１２は、クロック信号（ＣＬＫ）を用いて、包絡線検波された信号から符号化されたビットを検出する。前記検出される符号化されたビットは、無線電力受信装置２００側の変調過程で用いられたビット符号化方法により符号化されたものである。前記ビット符号化方法は、ＮＲＺ（non-return to zero）であってもよく、バイフェーズ（bi-phase）符号化であってもよい。
【０１７０】
例えば、前記検出されるビットは、ディファレンシャルバイフェーズ（differential
bi-phase; DBP）符号化されたものであってもよい。前記ＤＢＰ符号化によれば、無線電力受信装置２００の電力受信制御部２９２は、データビット１を符号化するために２回の状態遷移（transitions）を有し、データビット０を符号化するために１回の状態遷移を
有するようにする。すなわち、データビット１は、前記クロック信号の立ち上がりエッジ（rising edge）及び立ち下がりエッジ（falling edge）でＨＩ状態とＬＯ状態間の遷移
が発生するように符号化されるもの、データビット０は、前記クロック信号の立ち上がりエッジでＨＩ状態とＬＯ状態間の遷移が発生するように符号化されるものであってもよい。
【０１７１】
一方、電力送信制御部１１２は、前記ビット符号化方法により検出されたビット列から、パケットを構成するバイトフォーマット（byte format）を用いてバイト単位のデータ
を取得することができる。例えば、前記検出されたビット列は、図１１Ｃに示すような１１ビット非同期シリアルフォーマット（11-bit asynchronous serial format）を用いて
送信されるものであってもよい。すなわち、前記検出されたビットは、バイトの開始を示すスタートビットとバイトの終了を示すストップビットとを含み、また、前記スタートビットと前記ストップビット間にデータビット（ｂ０〜ｂ７）を含んでもよい。また、データのエラーを検査するためのパリティビットをさらに含んでもよい。前記バイト単位のデータは、電力制御メッセージを含むパケットを構成する。
［帯域内双方向通信をサポートする場合］
【０１７２】
以上のように、図９は無線電力送信装置１００により形成された搬送波信号（carrier signal）１０ａを用いて無線電力受信装置２００がパケットを送信することを示すが、無線電力送信装置１００も同様の方式で無線電力受信装置２００にデータを送信することができる。
【０１７３】
すなわち、電力送信制御部１１２は、変復調部１１３を制御して無線電力受信装置２００に送信するデータが搬送波信号１０ａに含まれるように変調することができる。その場合、無線電力受信装置２００の電力受信制御部２９２は、前記変調された搬送波信号１０ａからデータを取得できるように変復調部２９３を制御して復調を行うことができる。
【０１７４】
パケットフォーマット
以下、本明細書に開示される実施形態による無線電力信号での通信に用いられるパケットの構造を説明する。
【０１７５】
図１２Ａ〜図１２Ｃは本明細書に開示される実施形態による無線電力送信方法で用いられる電力制御メッセージを含むパケットを示す図である。
【０１７６】
図１２Ａを参照すると、無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００は、送信するデータをコマンドパケット（COMMAND_PACKET）５１０の形態で送受信するようにしてもよい。コマンドパケット５１０は、ヘッダ（HEADER）５１１及びメッセージ（MESSAGE
）５１２を含むように構成されてもよい。
【０１７７】
ヘッダ５１１は、メッセージ５１２に含まれるデータの種類を示すフィールドを含んでもよい。前記データの種類を示すフィールドが示す値に基づいて前記メッセージのサイズ及び種類が決定される。
【０１７８】
また、ヘッダ５１１は、前記パケットの発信者を識別できるアドレスフィールドを含んでもよい。例えば、前記アドレスフィールドは、無線電力受信装置２００の識別子又は無線電力受信装置２００が属するグループの識別子を示すようにしてもよい。無線電力受信装置２００がパケット５１０を送信する場合、無線電力受信装置２００は、パケット５１０のアドレスフィールドが無線電力受信装置２００の識別情報を示すようにパケット５１０を生成するようにしてもよい。
【０１７９】
メッセージ５１２は、パケット５１０の発信者が送信するデータを含む。メッセージ５１２に含まれるデータは、相手への報告事項（report）、要求事項（request）又は応答
事項（response）であってもよい。
【０１８０】
一実施形態によれば、コマンドパケット５１０は、図１２Ｂに示すように構成されてもよい。コマンドパケット５１０に含まれるヘッダ５１１は、所定のサイズにしてもよい。例えば、ヘッダ５１１は、２バイトのサイズであってもよい。
【０１８１】
ヘッダ５１１は、受信アドレスフィールドを含むように構成されてもよい。例えば、前記受信アドレスフィールドは、６ビットのサイズであってもよい。
【０１８２】
ヘッダ５１１は、ＯＣＦ（Operation command field）又はＯＧＦ（Operation group field）を含むように構成されてもよい。ＯＧＦは、無線電力受信装置２００のためのコマンドのグループ毎に付与される値であり、ＯＣＦは、無線電力受信装置２００が含まれる各グループ内に存在するコマンド毎に付与される値である。
【０１８３】
メッセージ５１２は、パラメータ長（PARAMETER LENGTH）フィールド５１２１とパラメータ値（PARAMETER VALUE）フィールド５１２２に区分されるようにしてもよい。すなわ
ち、パケット５１０の発信者は、前記メッセージを、前記送信するデータを示すために必要な少なくとも１つのパラメータの長さと値の対（５１２１ａと５１２２ａなど）の形態で構成するようにしてもよい。
【０１８４】
図１２Ｃを参照すると、無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００は、コマンドパケット５１０に送信のためのプリアンブル（PREAMBLE）５２０及びチェックサム（CHECKSUM）５３０を付加したパケットの形態で前記データを送受信するようにしてもよい。
【０１８５】
プリアンブル５２０は、無線電力送信装置１００により受信されるデータとの同期化を行い、またコマンドパケット５１０のスタートビットを正確に検出するために用いられる。プリアンブル５２０は、同じビットが繰り返されるように構成されてもよい。例えば、プリアンブル５２０は、前記ＤＢＰ符号化によるデータビット１が１１回〜２５回繰り返されるように構成されてもよい。
【０１８６】
チェックサム５３０は、電力制御メッセージが送信される途中でコマンドパケット５１０に発生し得るエラーを検出するために用いられる。
【０１８７】
オペレーションフェーズ
以下、無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００のオペレーションフェーズについて説明する。
【０１８８】
図１３は本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００のオペレーションフェーズを示す図である。また、図１４〜図１８は無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００との間の電力制御メッセージを含むパケットの構造を示す図である。
【０１８９】
図１３を参照すると、無線電力送信のための無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００のオペレーションフェーズ（operation phase）は、選択フェーズ（selection
phase）６１０、ピンフェーズ（ping phase）６２０、識別及び設定フェーズ（identification and configuration phase）６３０及び電力送信フェーズ（power transfer phase）６４０に分けられる。
【０１９０】
選択フェーズ６１０においては、無線電力送信装置１００が無線で電力を送信できる範囲内にオブジェクトが存在するか否かを検知し、ピンフェーズ６２０においては、無線電力送信装置１００が前記検知されたオブジェクトに検出信号を送り、無線電力受信装置２００は前記検出信号に対する応答を送る。
【０１９１】
また、識別及び設定フェーズ６３０においては、無線電力送信装置１００が前のフェーズで選択した無線電力受信装置２００を識別し、電力送信のための設定情報を取得する。電力送信フェーズ６４０においては、無線電力送信装置１００が、無線電力受信装置２００から受信した制御メッセージに対応して送信する電力を調整して、無線電力受信装置２００に電力を送信する。
【０１９２】
以下、前記各オペレーションフェーズについて具体的に説明する。
【０１９３】
１）選択フェーズ
選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００は、検知領域内に存在する無線電力受信装置２００の選択のために検出過程を行う。前記検知領域とは、前述したように、当該領域内のオブジェクトが電力変換部１１１の電力の特性に影響を及ぼす領域をいう。ピンフェーズ６２０と比較すると、選択フェーズ６１０における無線電力受信装置２００の選択のための検出過程は、電力制御メッセージを用いて無線電力受信装置２００から応答を受信する方式の代わりに、無線電力送信装置１００の電力変換部で無線電力信号を形成するための電力量の変化を検知して所定範囲内にオブジェクトが存在するか否かを確認する過程である。選択フェーズ６１０における検出過程は、後述するピンフェーズ６２０におけるデジタル形式のパケットを用いるのではなく無線電力信号を用いてオブジェクトを検出することから、アナログピン過程とも呼ばれる。
【０１９４】
選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００は、前記検知領域内にオブジェクトが出入することを検知することができる。また、無線電力送信装置１００は、前記検知領域内にあるオブジェクトのうち、無線で電力を送信できる無線電力受信装置２００とその他のオブジェクト（例えば、鍵、小銭など）を区分することができる。
【０１９５】
前述したように、誘導結合方式と共振結合方式とでは、無線で電力を送信できる距離が異なるので、選択フェーズ６１０においてオブジェクトが検出される検知領域も異なる。
【０１９６】
まず、誘導結合方式で電力が送信される場合、選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００は、オブジェクトの配置及び除去を検知するために、インタフェース表面（図示せず）をモニタすることができる。
【０１９７】
また、無線電力送信装置１００は、前記インタフェース表面の上部に載置された無線電
力受信装置２００の位置を検知することもできる。前述したように、少なくとも１つの送信コイルを含むように形成された無線電力送信装置１００は、選択フェーズ６１０からピンフェーズ６２０に移行し、ピンフェーズ６２０において、各コイルを用いて前記オブジェクトから検出信号に対する応答が送信されるか否かを確認するか、又はその後識別フェーズ６３０に移行して前記オブジェクトから識別情報が送信されるかを確認する方法を行うことができる。無線電力送信装置１００は、このような過程により取得した前記検知された無線電力受信装置２００の位置に基づいて、無線電力送信に用いられるコイルを決定することができる。
【０１９８】
また、共振結合方式で電力が送信される場合、選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００は、前記検知領域内のオブジェクトによる前記電力変換部の周波数、電圧及び電流の少なくとも１つの変化を検知することにより、前記オブジェクトを検出することができる。
【０１９９】
一方、選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００は、前記誘導結合方式による検出方法と前記共振結合方式による検出方法の少なくとも１つの方法によりオブジェクトを検出することができる。無線電力送信装置１００は、各電力送信方式によるオブジェクト検出過程を行い、その後他のフェーズ６２０、６３０、６４０に移行するために無線電力送信のための結合方式から前記オブジェクトを検出する方式を選択することができる。
【０２００】
一方、選択フェーズ６１０にある無線電力送信装置１００において、オブジェクトの検出のために形成する無線電力信号と、その後のフェーズ６２０、６３０、６４０におけるデジタル検出、識別、設定及び電力送信のために形成する無線電力信号とは、その周波数や強度などの特性が異なるようにしてもよい。これは、無線電力送信装置１００の選択フェーズ６１０はオブジェクトの検出のための待機状態（アイドル状態）に該当するので、無線電力送信装置１００が待機中の消費電力を低減したり効率的なオブジェクトの検出のために特化された信号を生成できるようにするためである。
【０２０１】
２）ピンフェーズ
ピンフェーズ６２０にある無線電力送信装置１００は、電力制御メッセージを用いて前記検知領域内に存在する無線電力受信装置２００を検出する過程を行う。選択フェーズ６１０における無線電力信号の特性などを用いた無線電力受信装置２００の検出過程と比較して、ピンフェーズ６２０における検出過程はデジタル検出過程とも呼ばれる。
【０２０２】
ピンフェーズ６２０において、無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００の検出のための無線電力信号を形成し、無線電力受信装置２００により変調された無線電力信号を復調し、前記復調された無線電力信号から前記検出信号に対する応答に相当するデジタルデータ形態の電力制御メッセージを取得する。無線電力送信装置１００は、前記検出信号に対する応答に相当する電力制御メッセージを受信することにより、電力送信の対象となる無線電力受信装置２００を認識することができる。
【０２０３】
ピンフェーズ６２０にある無線電力送信装置１００がデジタル検出過程を行うために形成する検出信号は、特定の動作ポイント（operating point）の電力信号を所定時間供給
することにより形成される無線電力信号であってもよい。前記動作ポイントとは、送信（Ｔｘ）コイルに印加される電圧の周波数、デューティサイクル（duty cycle）及び振幅を意味する。無線電力送信装置１００は、前記特定の動作ポイントの電力信号を供給することにより生成された前記検出信号を所定時間生成し、無線電力受信装置２００からの電力制御メッセージの受信を試みるようにしてもよい。
【０２０４】
一方、前記検出信号に対する応答に相当する電力制御メッセージは、無線電力受信装置
２００が受信した無線電力信号の強度を示すメッセージであってもよい。例えば、無線電力受信装置２００は、図１４に示すような前記検出信号に対する応答として受信した無線電力信号の強度を示すメッセージが含まれる信号強度パケット（signal strength packet）５１００を送信するようにしてもよい。パケット５１００は、信号強度を示すパケットであることを示すヘッダ５１２０と、無線電力受信装置２００が受信した電力信号の強度を示すメッセージ５１３０とを含むように構成されてもよい。メッセージ５１３０内の電力信号の強度は、無線電力送信装置１００と無線電力受信装置２００間の電力送信のための誘導結合又は共振結合の程度（degree of coupling）を示す値であってもよい。
【０２０５】
無線電力送信装置１００は、前記検出信号に対する応答メッセージを受信して無線電力受信装置２００を見つけ、その後前記デジタル検出過程を延長して識別及び設定フェーズ６３０に移行するようにしてもよい。すなわち、無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００を見つけ、その後前記特定の動作ポイントの電力信号を保持して識別及び設定フェーズ６３０に必要な電力制御メッセージを受信するようにしてもよい。
【０２０６】
ただし、無線電力送信装置１００が電力を送信できる無線電力受信装置２００が見つからない場合、無線電力送信装置１００のオペレーションフェーズは選択フェーズ６１０に戻る。
【０２０７】
３）識別及び設定フェーズ
識別及び設定フェーズ６３０における無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００から送信される識別情報及び／又は設定情報を受信し、電力送信が効率的に行われるように制御することができる。
【０２０８】
識別及び設定フェーズ６３０において、無線電力受信装置２００は、無線電力受信装置２００の識別情報を含む電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。このために、無線電力受信装置２００は、例えば、図１５Ａに示すような無線電力受信装置２００の識別情報を示すメッセージが含まれる識別パケット（identification packet）５２００を
送信するようにしてもよい。パケット５２００は、識別情報を示すパケットであることを示すヘッダ５２２０と、前記無線電力受信装置の識別情報を含むメッセージ５２３０とを含むように構成されてもよい。メッセージ５２３０は、無線電力送信のための規約のバージョンを示す情報２５３１、５２３２、無線電力受信装置２００のメーカー識別情報５２３３、拡張装置識別子の有無を示す情報５２３４、及び基本装置識別子５２３５を含むように構成されてもよい。また、拡張装置識別子の有無を示す情報５２３４が拡張装置識別子の存在を示す場合、図１５Ｂに示すような拡張装置識別子を含む拡張識別パケット（extended identification packet）５３００が別途送信されるようにしてもよい。パケット５３００は、拡張装置識別子を示すパケットであることを示すヘッダ５３２０と、拡張装置識別子を含むメッセージ５３３０とを含むように構成されてもよい。このように拡張装置識別子が用いられる場合、無線電力受信装置２００を識別するために、メーカー識別情報５２３３、基本装置識別子５２３５及び拡張装置識別子５３３０に基づく情報を用いることができる。
【０２０９】
識別及び設定フェーズ６３０において、無線電力受信装置２００は、予想最大電力に関する情報を含む電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。このために、無線電力受信装置２００は、例えば、図１６に示すような設定パケット（configuration packet）５４００を送信するようにしてもよい。前記パケットは、設定パケットであることを示すヘッダ５４２０と、予想最大電力に関する情報を含むメッセージ５４３０とを含むように構成されてもよい。メッセージ５４３０は、電力クラス５４３１、予想最大電力に関する情報５４３２、無線電力送信装置側のプライマリセルの電流を決定する方法を示す指示子５４３３、及び選択的な設定パケットの数５４３４を含むように構成されてもよい。指示
子５４３３は、無線電力送信のための規約に規定されているとおり前記無線電力送信装置側のプライマリセルの電流が決定されるか否かを示すものであってもよい。
【０２１０】
一方、無線電力送信装置１００は、前記識別情報及び／又は設定情報に基づいて、無線電力受信装置２００と電力充電に用いられる電力送信規約（power transfer contract）
を生成するようにしてもよい。前記電力送信規約は、電力送信フェーズ６４０における電力送信特性を決定するパラメータの限定事項（limits）を含むようにしてもよい。
【０２１１】
無線電力送信装置１００は、電力送信フェーズ６４０に移行する前に、識別及び設定フェーズ６３０を終了し、選択フェーズ６１０に戻るようにしてもよい。例えば、無線電力送信装置１００は、無線で電力を受信できる他の無線電力受信装置を見つけるために、識別及び設定フェーズ６３０を終了することができる。
【０２１２】
４）電力送信フェーズ
電力送信フェーズ６４０における無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００に電力を送信する。
【０２１３】
無線電力送信装置１００は、電力を送信する途中で無線電力受信装置２００から電力制御メッセージを受信し、前記受信した電力制御メッセージに対応して前記送信コイルに供給される電力の特性を制御するようにしてもよい。例えば、前記送信コイルの電力特性を制御するために用いられる電力制御メッセージは、図１７に示すような制御エラーパケット（control error packet）５５００に含まれるようにしてもよい。パケット５５００は、制御エラーパケットであることを示すヘッダ５５２０と、制御エラー値を含むメッセージ５５３０とを含むように構成されてもよい。無線電力送信装置１００は、前記制御エラー値に基づいて前記送信コイルに供給される電力を調整するようにしてもよい。すなわち、前記送信コイルに供給される電流は、前記制御エラー値が０の場合に維持され、負の値の場合に減少し、正の値の場合に増加するように調整可能である。
【０２１４】
電力送信フェーズ６４０において、無線電力送信装置１００は、前記識別情報及び／又は設定情報に基づいて生成された電力送信規約内のパラメータをモニタするようにしてもよい。前記パラメータをモニタした結果、無線電力受信装置２００との電力送信が前記電力送信規約内に含まれる限定事項に違反した場合、無線電力送信装置１００は、前記電力送信を取り消して選択フェーズ６１０に戻るようにしてもよい。
【０２１５】
無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置２００から送信された電力制御メッセージに基づいて電力送信フェーズ６４０を終了するようにしてもよい。
【０２１６】
例えば、無線電力受信装置２００が送信された電力を用いてバッテリを充電する途中で前記バッテリの充電が完了した場合、無線電力送信装置１００に無線電力送信を中止することを要求する電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。この場合、無線電力送信装置１００は、前記電力送信の中止を要求するメッセージを受信し、その後、無線電力送信を終了し、選択フェーズ６１０に戻るようにしてもよい。
【０２１７】
他の例として、無線電力受信装置２００は、既に生成された電力送信規約を更新するために、再ネゴシエーション（renegotiation）又は再設定（reconfigure）を要求する電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。無線電力受信装置２００は、現在送信されている電力量より多いか又は少ない量の電力が必要な場合、前記電力送信規約の再ネゴシエーションを要求するメッセージを送信するようにしてもよい。この場合、無線電力送信装置１００は、前記電力送信規約の再ネゴシエーションを要求するメッセージを受信し、その後、無線電力送信を終了し、識別及び設定フェーズ６３０に戻るようにしてもよい。
【０２１８】
このために、無線電力受信装置２００から送信されるメッセージは、例えば図１８に示すような電力送信中断（End Power Transfer）パケット５６００であってもよい。パケット５６００は、電力送信中断パケットであることを示すヘッダ５６２０と、中断の理由を示す電力送信中断コードを含むメッセージ５６３０とを含むように構成されてもよい。前記電力送信中断コードは、充電完了（charge complete）、内部エラー（internal fault
）、過熱（over temperature）、過電圧（over voltage）、過電流（over current）、バッテリエラー（battery failure）、再設定（reconfigure）、無応答（no response）及
び未知のエラー（unknown error）のいずれかを示すようにしてもよい。
【０２１９】
複数の電子機器の通信方法
以下、１つの無線電力送信装置と少なくとも１つの電子機器が無線電力信号を用いて通信を行う方法について説明する。
【０２２０】
図１９は無線電力送信装置が少なくとも１つの無線電力受信装置に電力を送信する方法を示す概念図である。
【０２２１】
無線電力送信装置１００は、少なくとも１つの無線電力受信装置２００、２００’のために電力を送信することができる。図１９には２つの電子機器２００、２００’を示すが、本明細書に開示される実施形態による方法は図示の電子機器の数に限定されるものではない。
【０２２２】
無線電力送信装置１００の無線電力送信方式によって活動領域及び検知領域が異なる。よって、無線電力送信装置１００は、共振結合方式の活動領域もしくは検知領域に配置された無線電力受信装置が存在するか否か、又は誘導結合方式の活動領域もしくは検知領域に配置された無線電力受信装置が存在するか否かを判断するようにしてもよい。前記判断の結果に基づいて、各無線電力送信方式をサポートする無線電力送信装置１００は、各無線電力受信装置に対する電力送信方式を変更するようにしてもよい。
【０２２３】
本明細書に開示される実施形態による無線電力送信においては、無線電力送信装置１００が同じ無線電力送信方式で少なくとも１つの電子機器２００、２００’のために電力を送信する場合、電子機器２００、２００’が互いに衝突することなく前記無線電力信号により通信を行うことができる。
【０２２４】
図１９に示すように、無線電力送信装置１００により形成された無線電力信号１０ａは、第１電子機器２００’及び第２電子機器２００に到達する。第１電子機器２００’及び第２電子機器２００は、前記形成された無線電力信号１０ａを用いて電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。
【０２２５】
第１電子機器２００’及び第２電子機器２００は、無線電力信号を受信する無線電力受信装置として動作する。本明細書に開示される実施形態による無線電力受信装置は、前記形成された無線電力信号を受信する電力受信部２９１'、２９１と、前記受信した無線電
力信号に対して変調又は復調を行う変復調部２９３'、２９３と、前記無線電力受信装置
の各構成要素を制御する制御部２９２'、２９２とを含んでもよい。
【０２２６】
また、本発明は、多重通信プロトコルを採用した無線充電システム（又は無線電力送信装置／受信装置）の通信プロトコル選択方法、無線充電システムの誘導方式及び共振方式と相互運用可能な送信装置の構造、並びに誘導方式及び共振方式と相互運用可能な送信装置の通信方法を提供する。
【０２２７】
以下、多対一通信を行う無線電力送信装置、多対一通信を行う無線電力送信装置の制御方法、及び多対一通信を行う無線充電システム（又は無線電力送信システム）について、図面を参照してより具体的に説明する。
【０２２８】
図２０Ａ及び図２０Ｂは本発明による通信を行うためのフレーム構造を示す概念図である。また、図２１は本発明によるシンクパターンを示す概念図である。図２２は無線電力送信装置及び無線電力受信装置の通信実行方法を示す図であり、図２３は多対一通信を行う無線電力送信装置及び無線電力受信装置のオペレーションフェーズを示す図である。
【０２２９】
本発明の一実施形態による無線電力送信装置１００は、電力変換部１１１を用いて、無線で電力を送信することができる。ここで、無線電力送信装置１００は、誘導結合方式及び共振結合方式の少なくとも一方を用いて電力を送信することができる。また、無線電力送信装置１００の電力変換部１１１は、単一のコイル又は複数のコイルで構成されてもよい。
【０２３０】
以下に説明する通信方法を行う無線電力送信装置１００は、前述した単一のコイル又は複数のコイルで構成されてもよい。
【０２３１】
また、本発明の一実施形態による無線電力送信システムは、無線電力送信装置及び無線電力受信装置を含み、このような無線電力送信システムにおいては、無線電力送信装置と無線電力受信装置が情報の送受信のために通信を行うことができる。ここで、前記無線電力送信システムにおいては、１つの無線電力送信装置が１つの無線電力受信装置と通信を行うこともでき、１つの無線電力送信装置が複数の無線電力受信装置と通信を行うこともできる。
【０２３２】
ここで、１つの無線電力受信装置と通信を行う方式をインダクティブモード（inductive mode）と定義し、１つ又はそれ以上の無線電力受信装置と通信を行う方式をレゾナンスモード（resonance mode）と定義する。前記インダクティブモードは、磁場結合係数が０．３又はそれ以上であってもよく、前記レゾナンスモードは、磁場結合係数が０．１又はそれ以下であってもよい。
【０２３３】
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、前記無線電力受信装置がレゾナンスモードで動作する場合、無線電力送信装置１００は、フレーム単位で通信を行うようにしてもよい。前記フレームとは、予め設定された時間の長さを有する通信単位を意味する。例えば、前記フレームは１秒の時間間隔を有するようにしてもよい。すなわち、無線電力送信装置１００は、１秒間第１フレームで通信を行い、前記１秒が経過すると、１秒間第２フレームで通信を行うようにしてもよい。
【０２３４】
ここで、図２０Ａを参照すると、前記フレームは、シンク（SYNC）パターンを含んでもよい。前記シンクパターンは、各フレームを区別する役割を果たす。また、前記シンクパターンは、フレームを用いた前記無線電力受信装置との通信を最適化する機能を有する。
【０２３５】
図２１を参照すると、前記シンクパターンは、プリアンブル（PREAMBLE）、スタート（START）ビット、応答（RESPONSE）フィールド、タイプ（TYPE）フィールド、情報（INFORMATION）フィールド及びパリティ（PARITY）ビットから構成されてもよい。
【０２３６】
より具体的には、前記プリアンブルは、複数のビットからなり、前記ビットの数がその動作周波数に応じて変化するようにしてもよい。前記スタートビットは、前記プリアンブルに続くビットであり、ゼロ（ZERO）を意味する。前記ゼロは、０であるとスロットシンクを意味し、１であるとフレームシンクを意味する。
【０２３７】
前記パリティビットは、前記シンクパターンの最後のビットであり、前記シンクパターンのデータフィールド（すなわち、応答フィールド、タイプフィールド、情報フィールド）が偶数ビットを有する場合は１、その他の場合は０となる。
【０２３８】
前記データフィールド（すなわち、応答フィールド、タイプフィールド、情報フィールド）についてより具体的に説明すると、前記応答フィールドは、前記シンクパターン以前のスロット内で、無線電力受信装置からの通信の実行に関する応答情報を含んでもよい。例えば、前記応答フィールドは、通信の実行が検知されていない場合、通信エラーが発生した場合、無線電力受信装置からデータパケットが正確に確認された場合、及び無線電力受信装置からデータパケットが拒否された場合などの応答情報を含んでもよい。
【０２３９】
また、シンク（SYNC）フィールドは、シンクパターンの種類を示すタイプフィールドであってもよい。より具体的には、前記フレームの最初のシンクパターンとして、前記シンクフィールドは、測定（MEASUREMENT）フィールドの前に位置する場合、フレームシンク
（例えば、１に設定される）を示すようにしてもよい。さらに、他の前記シンクフィールドは、スロットフレーム（slotted frame）でスロットシンク（例えば、０に設定される
）を示すようにしてもよい。
【０２４０】
また、使用（USAGE）フィールドは、情報フィールドであって、前記シンクフィールド
が示すシンクパターンの種類によってその値の意味が決定されるようにしてもよい。例えば、前記シンクフィールドが１の場合、前記使用フィールドの意味はフレームの種類を示すようにしてもよい。すなわち、前記使用フィールドは、現在のフレームがスロットフレームであるか、フリーフォーマットフレーム（free-format frame）であるかを示すよう
にしてもよい。また、前記シンクフィールドが０の場合、前記使用フィールドは、スロットの状態を示すようにしてもよい。すなわち、前記使用フィールドは、次のスロットが特定の無線電力受信装置に割り当てられたスロットであるか、一時的に特定の無線電力受信装置によりロックされたスロットであるか、任意の無線電力受信装置が自由に使用可能なスロットであるかに関する情報を示すようにしてもよい。
【０２４１】
また、図２０Ａに示すように、前記フレームは、スロットフレームとフリーフォーマットフレームの２つの種類であってもよい。前記スロットフレームは、複数のスロットを有するフレームであり、前記フリーフォーマットフレームは、複数のスロットを有しないフレームである。
【０２４２】
前記スロットフレームは、前記シンク信号に続くものであって、無線電力送信装置と無線電力受信装置が自由に通信を行う測定（MEASUREMENT）スロットを備えるようにしても
よい。
【０２４３】
前記スロットフレームは、前記測定スロットに続くものであって、無線電力受信装置との通信を行うための複数のスロットを備えるようにしてもよい。例えば、前記スロットの数は９つに設定されてもよい。前記スロットは、特定の時間間隔を有するようにしてもよい。例えば、前記スロットは、５０ｍｓの時間間隔で形成されてもよい。
【０２４４】
前記スロットは、割り当てられたスロット（allocated slot）、フリースロット（free
slot）、測定スロット（measurement slot）及びロックスロット（locked slot）の少なくとも１つを含む。前記割り当てられたスロットは、特定の無線電力受信装置により使用されるスロットであり、前記フリースロットは、無線電力受信装置が自由に使用できるスロットであり、前記測定スロットは、送信電力及び受信電力を測定するために、無線電力受信装置と通信を行わないスロットであり、前記ロックスロットは、一時的にロックされ
て特定の受信装置により使用されるスロットである。
【０２４５】
一方、前記フリーフォーマットフレームは、前記測定スロット以降にさらなる特定形式を備えなくてもよい。この場合、前記無線電力受信装置は、前記フリーフォーマットフレームで、長いデータパケットを送信することができる。
【０２４６】
一方、図２０Ｂを参照すると、前記フレームは、各スロット毎にシンクパターンを備えてもよいが、各スロット毎にシンクパターンを備えるのではなく、各フレーム毎に１つのシンクパターン（図２０ＢにおいてはＲＥＱＵＥＳＴと示す）を備えてもよい。ここで、図２０ＢのＲＥＱＵＥＳＴは、図２０Ａのシンクと同じ役割を果たすものであり、フレームの開始を示すようにしてもよい。また、図２０ＢのＲＥＱＵＥＳＴは、無線電力受信装置に特定のデータパケットを要求する信号を送信する区間であってもよい。
【０２４７】
以下、レゾナンスモードで動作する無線電力送信装置の通信実行方法についてより具体的に説明する。
【０２４８】
図２３を参照すると、本発明の一実施形態によるレゾナンスモードをサポートする無線電力送信装置は、選択フェーズ（selection phase）２０００、導入フェーズ（introduction phase）２０１０、設定フェーズ（configuration phase）２０２０、ネゴシエーションフェーズ（negotiation phase） ２０３０ 及び電力送信フェーズ（power transfer phase）２０４０に分けられる。
【０２４９】
まず、本発明の一実施形態による無線電力送信装置１００は、無線電力受信装置を検知するために、無線電力信号を送信するようにしてもよい。すなわち、図１３で説明したように、このように無線電力信号を用いて無線電力受信装置を検知する過程はアナログピン（analog ping）と呼ばれる。
【０２５０】
前記無線電力受信装置が検知されると、無線電力送信装置１００は、前記無線電力受信装置に電力制御メッセージを送信するようにしてもよい。このように電力制御メッセージを用いて無線電力受信装置を検出する過程はデジタルピン（digital ping）と呼ばれる。
【０２５１】
前記無線電力信号を受信した無線電力受信装置は、選択フェーズ２０００に移行するようにしてもよい。選択フェーズ２０００に移行した前記無線電力受信装置は、前記電力制御メッセージにＦＳＫが含まれるか否かを判断するようにしてもよい。前記ＦＳＫ信号は、無線電力受信装置に同期化情報、動作周波数及び他の情報を提供するための信号であってもよい。
【０２５２】
ここで、前記無線電力受信装置は、前記ＦＳＫ信号が含まれるか否かによってインダクティブモード又はレゾナンスモードのいずれかの方式で通信を行うようにしてもよい。
【０２５３】
より具体的には、前記無線電力受信装置は、前記無線電力信号に前記ＦＳＫ信号が含まれていればレゾナンスモードで動作し、そうでなければインダクティブモードで動作するようにしてもよい。
【０２５４】
前記無線電力受信装置がインダクティブモードで動作する場合、前記無線電力受信装置は、図１３で説明した通信方式を行うようにしてもよい。
【０２５５】
前記無線電力受信装置がレゾナンスモードで動作する場合、無線電力送信装置１００は、導入フェーズ２０１０に移行するようにしてもよい。図２３を参照すると、無線電力送信装置１００は、導入フェーズ２０１０において、前記無線電力受信装置に第１フレーム
の開始を示すシンクパターンを送信するようにしてもよい。
【０２５６】
また、無線電力送信装置１００は、前記第１フレームを構成する複数のスロットのうち第１スロットを示すシンクパターンを第１無線電力受信装置に送信するようにしてもよい。
【０２５７】
その後、無線電力送信装置１００は、前記第１スロット内で、前記第１無線電力受信装置から制御情報（Control Information; CI）パケットを受信するようにしてもよい。こ
こで、前記制御情報パケットには、受信した電力値（received power value）情報、制御誤差値（control error value）情報などが含まれる。
【０２５８】
一方、無線電力送信装置１００は、前記第１スロットを示すシンクパターンを送信することなく、直ちに、前記第１スロット内で前記無線電力受信装置から制御情報パケットを受信するようにしてもよい。
【０２５９】
無線電力送信装置１００は、前記第１スロット内で、前記制御情報パケットが検知されると、ＡＣＫ又はＮＡＫ信号を前記第１無線電力受信装置に送信するようにしてもよい。このとき、無線電力送信装置１００は、前記制御情報パケットを前記第１スロット内で正常に受信した場合は、前記ＡＣＫ信号を送信し、前記制御情報パケットを送信した第１無線電力受信装置とは異なる第２無線電力受信装置が前記第１スロット内で設定フェーズ２０２０又はネゴシエーションフェーズ２０３０を行っている場合は、前記ＮＡＫ信号を送信するようにしてもよい。
【０２６０】
前記第１無線電力受信装置に前記ＡＣＫ信号が受信された場合、前記無線電力送信装置は、前記第１無線電力受信装置に前記第１スロットを割り当てるようにしてもよい。このとき、前記無線電力受信装置は、設定フェーズ２０２０、ネゴシエーションフェーズ２０３０及び電力送信フェーズ２０４０において前記割り当てられた第１スロットを用いて制御情報パケットを送信するようにしてもよい。
【０２６１】
それに対して、前記第１無線電力受信装置に前記ＮＡＫ信号が受信された場合、前記第１無線電力受信装置は、前記第１スロットが割り当てられず、前記ＡＣＫ信号を受信するまで、前記第１スロットとは異なる第２スロットに制御情報パケットを送信するようにしてもよい。
【０２６２】
前記第１スロットが割り当てられると、前記第１無線電力受信装置は、設定フェーズ２０２０に移行するようにしてもよい。このとき、第１無線電力送信装置１００は、設定フェーズ２０２０でロックスロットを提供することにより、前記無線電力受信装置からデータパケット（例えば、識別データパケット(ＩＤＨＩパケット、ＩＤＬＯパケット)、選択的プロプライエタリデータパケット(optional proprietary data packets)、設定パケッ
ト(ＣＦＧパケット)など）を受信するようにしてもよい。
【０２６３】
前記ロックスロットは、前記割り当てられた第１スロットに連続するフリースロットの少なくとも一部であってもよい。このときも、前記第１無線電力受信装置は、前記第１スロットで制御情報パケットを送信し続けるようにしてもよい。
【０２６４】
第１無線電力送信装置１００は、設定フェーズ２０２０において前記ロックスロットでデータパケットを受信し、その後ネゴシエーションフェーズ２０３０に移行するようにしてもよい。第１無線電力送信装置１００は、設定フェーズ２０２０におけるロックスロットを提供し続け、前記第１無線電力受信装置から１つ又はそれ以上のネゴシエーションデータパケットを受信するようにしてもよい。例えば、前記第１無線電力受信装置は、ネゴ
シエーションフェーズ２０２０において、ロックスロットを用いてネゴシエーションデータパケット（ＳＲＱ(Specific Request packet)、ＧＲＱ(General Request packet)）及
び選択的プロプライエタリデータパケットを受信するようにしてもよい。
【０２６５】
このときも、前記第１無線電力受信装置は、前記第１スロットで制御情報パケットを送信し続けるようにしてもよい。
【０２６６】
前記第１無線電力受信装置からＳＲＱ／ｅｎｄ−ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｐａｃｋｅ
ｔを受信すると、無線電力送信装置１００は、ＡＣＫ信号を送信するようにしてもよい。このとき、前記ＳＲＱ／ｅｎｄ−ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｐａｃｋｅｔに対するＡＣＫ
信号が送信されると、前記第１無線電力受信装置は、電力送信フェーズ２０４０に移行するようにしてもよい。
【０２６７】
ここで、電力送信フェーズ２０４０は、無線で電力を送信する状態を意味する。また、無線電力送信装置１００は、電力送信フェーズ２０４０において、ロックスロットをそれ以上提供しないようにしてもよい。ここで、前記ロックスロットは、フリースロットに再び変換されるようにしてもよい。
【０２６８】
このとき、無線電力送信装置１００は、前記第１無線電力受信装置からの電力送信が中断されるか、又は前記第１無線電力受信装置から特定のデータパケット（例えば、ＥＰＴ（End Power Transfer）パケット）を受信するまで、前記第１無線電力受信装置に前記第１スロットを割り当て続けるようにしてもよい。この場合、前記第１無線電力受信装置は、電力送信フェーズ２０４０において、各フレームの第１スロットを用いて制御情報パケットを送信し続けるようにしてもよい。
【０２６９】
また、前記第１無線電力受信装置は、電力送信フェーズ２０４０において、フリースロットで１つ又はそれ以上のデータパケットを送信するようにしてもよい。例えば、前記第１無線電力受信装置は、前記フリースロット内で、ＥＰＴパケット、ＣＨＳ（Charge Status）パケット及びプロプライエタリデータパケットを送信するようにしてもよい。
【０２７０】
無線電力送信装置１００は、電力送信フェーズ２０４０で電力を送信しているときに、ＥＰＴを受信すると、ＥＰＴパケットの情報に基づいて、電力送信を中断するか、再び設定フェーズ２０２０に移行するか、又は再びネゴシエーションフェーズ２０３０に移行するようにしてもよい。
【０２７１】
無線電力送信装置１００が電力の送信を中断する場合、無線電力送信装置１００は、前記割り当てられた第１スロットをフリースロットに変換するようにしてもよい。また、無線電力送信装置１００は、再び選択フェーズ２０００に移行するようにしてもよい。
【０２７２】
以下、レゾナンスモードをサポートする無線電力送信装置１００及び無線電力受信装置２００にスロットを割り当てる方式についてより具体的に説明する。図２４は本発明による無線電力受信装置における衝突解決メカニズムを示すフローチャートであり、図２５Ａ、図２５Ｂ、図２６Ａ、図２６Ｂ、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２９Ａ、図２９Ｂ、図３０Ａ及び図３０Ｂは本発明による無線電力送信装置にスロットが割り当てられる方法を示す図である。
【０２７３】
本発明の一実施形態による無線電力送信装置１００は、レゾナンスモードで動作する場合、１つ又はそれ以上の無線電力受信装置のそれぞれにスロットを割り当てるようにしてもよい。
【０２７４】
より具体的には、図２４を参照すると、電力送信制御部１１２は、無線電力受信装置から第１フレームの複数のスロットのうちいずれかのフリースロット内でデータパケットが受信され、前記フリースロットが使用可能な場合、前記データパケットを正常に受信することができる。ここで、前記フリースロットが使用可能な場合とは、前記フリースロットが特定の無線電力受信装置に割り当てられていない場合を意味する。
【０２７５】
また、前記データパケットが正常に受信されると、電力送信制御部１１２は、前記フリースロットに連続する少なくとも一部のフリースロットをロックスロットに変換するようにしてもよい。一方、図示とは異なり、電力送信制御部１１２は、前記データパケットが正常に受信されても、前記フリースロットをロックスロットに変換しないようにしてもよい。
【０２７６】
それに対して、前記フリースロットが使用可能でない場合、電力送信制御部１１２は、通信エラー信号を送信し、衝突が発生したと判断することができる。ここで、前記フリースロットが使用可能でない場合とは、前記フリースロットが特定の無線電力受信装置に既に割り当てられている場合、又は前記フリースロット内で少なくとも２つの無線電力受信装置からデータパケットが受信された場合を意味する。
【０２７７】
前記衝突が発生したと判断した場合、前記通信エラー信号を受信した前記無線電力受信装置は、前記衝突を解決するために、衝突解決メカニズムを実行するようにしてもよい。より具体的には、前記無線電力受信装置は、前記衝突を解決するために、前記衝突が発生したフリースロットとは異なるフリースロットを用いてデータパケットを送信するようにしてもよい。
【０２７８】
すなわち、前記無線電力受信装置は、無線電力送信装置１００から通信エラー信号を受信しなくなるまで、他のフリースロットにデータパケットを送信し続けるようにしてもよい。
【０２７９】
以下、１つ又はそれ以上の無線電力受信装置にスロットを割り当てる方法について、図面を参照してより具体的に説明する。
【０２８０】
以下では、第１無線電力受信装置がフリースロット内で第１情報を送信する場合と、第１及び第２無線電力受信装置が同じフリースロット内で第１及び第２情報を送信する場合と、第１スロットが割り当てられた状態の第１無線電力送信装置が前記第１スロット内で第２無線電力送信装置の第２情報を受信する場合に分けて説明する。
【０２８１】
また、以下の説明は、各スロット毎にシンクパターンを含むフレーム構造と、フレーム全体から１つのシンクパターンが送信された後に各スロットに追加のシンクパターンが含まれない構造のどちらにも適用することができる。
【０２８２】
まず、図２５Ａを参照すると、レゾナンス電力送信制御部１１２は、第１フレームの複数のスロットのうち第１スロット内で、導入フェーズ２０１０にある第１無線電力受信装置の第１情報を受信するようにしてもよい。ここで、前記第１情報は、前記第１無線電力受信装置に関する情報であってもよい。一例として、前記第１情報は、制御情報パケットを含んでもよい。他の例として、前記第１情報は、前記無線電力受信装置の識別情報パケットであってもよい。
【０２８３】
ここで、本発明においては、図２５Ａに示すように、導入フェーズ２０１０で第１スロットを示すシンクパターンを送信し、その後第１スロット内で第１情報を受信するようにしてもよく、図２６Ａに示すように、第１スロットを示すシンクパターンを送信すること
なく、直ちに、前記第１スロット内で第１情報を受信するようにしてもよい。
【０２８４】
より具体的には、電力送信制御部１１２は、前記第１スロット内で第１情報を受信するようにしてもよい。このとき、図２５Ｂ及び図２６Ｂに示すように、電力送信制御部１１２は、前記第１スロットを前記第１無線電力受信装置に割り当てるようにしてもよい。
【０２８５】
前記第１スロットを割り当てた後、電力送信制御部１１２は、ロックスロットを提供するようにしてもよい。すなわち、電力送信制御部１１２は、第１スロットが割り当てられると、複数のスロットのうち少なくとも一部のフリースロットをロックスロットに変換するようにしてもよい。例えば、電力送信制御部１１２は、前記複数のスロットのうち前記第１スロットに連続する少なくとも一部のフリースロットをロックスロットに変換するようにしてもよい。このとき、前記第１無線電力受信装置は、前記ロックスロットを用いて、設定フェーズ及びネゴシエーションフェーズに移行するようにしてもよい。
【０２８６】
一方、電力送信制御部１１２は、前記少なくとも一部のフリースロットをロックスロットに変換しないようにしてもよい。この場合、電力送信制御部１１２は、前記設定フェーズ及び前記ネゴシエーションフェーズにおいて、第１スロットのみを用いて前記第１無線電力受信装置からデータパケットを受信するようにしてもよい。
【０２８７】
前記第１無線電力受信装置は、前記設定フェーズ、前記ネゴシエーションフェーズ及び前記電力送信フェーズにおいて、前記第１及び第２フレームに連続するフレームの第１スロットで、第１情報（例えば、制御情報パケット）を送信し続けるようにしてもよい。
【０２８８】
このとき、図２５Ｂ及び図２６Ｂに示すように、前記第２無線電力受信装置は、第１フレームの第６スロット内で第２情報を受信するようにしてもよい。この場合、無線電力送信装置１００は、導入フェーズ２０１０にある前記第２無線電力受信装置に第６スロットを割り当てるようにしてもよい。前述したように、無線電力送信装置１００は、前記第２スロットに連続するフリースロットをロックスロットとして提供するようにしてもよい。ここで、前記ロックスロットは、前記第１フレームの少なくとも一部のフリースロット、及び前記第１フレームに連続する第２フレームの少なくとも一部のフリースロットであってもよい。また、前記第２無線電力受信装置は、前記設定フェーズ及び前記ネゴシエーションフェーズにおいて、前記ロックスロットを用いてデータパケットを受信するようにしてもよい。
【０２８９】
一方、本発明においては、前述したように、前記少なくとも一部のフリースロットを前記ロックスロットに変換しないようにしてもよい。この場合、電力送信制御部１１２は、第１スロットのみを用いて前記第１無線電力受信装置からデータパケットを受信するようにしてもよい。
【０２９０】
また、図２７Ａ及び図２８Ａを参照すると、電力送信制御部１１２は、前記第１無線電力受信装置の第１情報及び前記第２無線電力受信装置の第２情報を前記第１フレームの第１スロット内で受信するようにしてもよい。
【０２９１】
この場合、前記第１及び第２無線電力受信装置は、前述した衝突解決メカニズムを実行するようにしてもよい。
【０２９２】
前記衝突解決メカニズムが実行された第１無線電力受信装置は、前記第１フレームの第１スロットとは異なる第３スロット内で、前記第１情報を送信するようにしてもよい。この場合、図２７Ｂ及び図２８Ｂを参照すると、電力送信制御部１１２は、前記第３スロットを前記第１無線電力受信装置に割り当てるようにしてもよい。また、電力送信制御部１
１２は、前記第１無線電力受信装置に、前記第３スロットに連続するフリースロットを提供するようにしてもよい。
【０２９３】
さらに、図２７Ａ及び図２８Ａを参照すると、前記衝突解決メカニズムが実行された第２無線電力受信装置は、前記第１フレームの第３スロットとは異なる第６スロット内で、前記第２情報を送信するようにしてもよい。この場合、図２７Ｂ及び図２８Ｂを参照すると、電力送信制御部１１２は、前記第６スロットを前記第２無線電力受信装置に割り当てるようにしてもよい。また、電力送信制御部１１２は、前記第６スロットに連続するフリースロットをロックスロットとして提供するようにしてもよい。
【０２９４】
また、図２９Ａ及び図３０Ａを参照すると、電力送信制御部１１２は、前記第１スロットが前記第１無線電力受信装置に割り当てられた状態で、前記第１スロット内で前記第２無線電力受信装置から第２情報を受信するようにしてもよい。ここで、前記第２情報は、前記第１情報と同様に、前記第２無線電力受信装置の制御情報パケットであってもよい。
【０２９５】
この場合、前記第２無線電力受信装置は、前述した衝突解決メカニズムを実行するようにしてもよい。すなわち、前記第２無線電力受信装置は、前記第１スロットとは異なる第６スロット内で、再び前記第２情報を送信するようにしてもよい。このとき、図２９Ｂ及び図３０Ｂに示すように、前記第６スロットが使用可能な場合、電力送信制御部１１２は、前記第６スロットを前記第２無線電力受信装置に割り当てるようにしてもよい。
【０２９６】
本明細書に開示される実施形態による無線電力送信装置の構成は、無線充電器にのみ適用可能な場合を除き、ドッキングステーション、端末機クレードル装置、その他の電子機器などの装置にも適用できることを、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば容易に理解できるであろう。
【０２９７】
本発明の範囲は本明細書に開示される実施形態に限定されるものではなく、本発明は本発明の思想及び請求の範囲に記載される範疇内において様々な形態に修正、変更又は改善することができる。
【図１】
2018186703.tif 000004
【図２Ａ】
2018186703.tif 000005
【図２Ｂ】
2018186703.tif 000006
【図３】
2018186703.tif 000007
【図４Ａ】
2018186703.tif 000008
【図４Ｂ】
2018186703.tif 000009
【図５】
2018186703.tif 000010
【図６】
2018186703.tif 000011
【図７Ａ】
2018186703.tif 000012
【図７Ｂ】
2018186703.tif 000013
【図８】
2018186703.tif 000014
【図９】
2018186703.tif 000015
【図１０】
2018186703.tif 000016
【図１１Ａ】
2018186703.tif 000017
【図１１Ｂ】
2018186703.tif 000018
【図１１Ｃ】
2018186703.tif 000019
【図１２Ａ】
2018186703.tif 000020
【図１２Ｂ】
2018186703.tif 000021
【図１２Ｃ】
2018186703.tif 000022
【図１３】
2018186703.tif 000023
【図１４】
2018186703.tif 000024
【図１５Ａ】
2018186703.tif 000025
【図１５Ｂ】
2018186703.tif 000026
【図１６】
2018186703.tif 000027
【図１７】
2018186703.tif 000028
【図１８】
2018186703.tif 000029
【図１９】
2018186703.tif 000030
【図２０Ａ】
2018186703.tif 000031
【図２０Ｂ】
2018186703.tif 000032
【図２１】
2018186703.tif 000033
【図２２】
2018186703.tif 000034
【図２３】
2018186703.tif 000035
【図２４】
2018186703.tif 000036
【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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