(57)【要約】  無線電力受信器へ充電電力を送信する方法及び装置が提供される。この方法は、異なる電力量を有する異種の検出電力を印加して、前記無線電力受信器を検出するステップと、前記検出された無線電力受信器を駆動するための駆動電力を印加するステップと、前記駆動電力を用いて、前記検出された無線電力受信器から通信のための要請信号を受信するステップと、前記検出された無線電力受信器を、無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断するステップと、前記検出された無線電力受信器に、通信のための要請信号に対する応答信号を伝送するステップと、前記検出された無線電力受信器が前記無線電力ネットワークに加入されると、前記検出された無線電力受信器へ充電電力を送信するステップとを含む。
2015529070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力送信器により無線電力受信器に充電電力を無線送信する方法であって、
異なる電力量を有する異種の検出電力を印加して、前記無線電力受信器を検出するステップと、
前記検出された無線電力受信器を駆動するための駆動電力を印加するステップと、
前記駆動電力を用いて、前記検出された無線電力受信器から通信のための要請信号を受信するステップと、
前記検出された無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断するステップと、
前記検出された無線電力受信器に、通信のための要請信号に対する応答信号を伝送するステップと、前記応答信号は、前記検出された無線電力受信器が、前記無線電力ネットワークに加入されるか否かを示し、
前記検出された無線電力受信器が、前記無線電力ネットワークに加入されると、前記検出された無線電力受信器に充電電力を送信するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記無線電力受信器を検出するステップは、
第１期間の間、第１検出電力を印加するステップと、
前記第１検出電力と異なる電力量で第２検出電力を印加するステップと、
前記第１又は第２検出電力が印加される間、予め定められた臨界値を超過するロード変更を識別するステップと、
前記識別されたロード変更に基づいて、前記無線電力受信器を検出するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１検出電力は、前記無線電力受信器を駆動し、通信を行うために十分な電力量を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１期間は、前記無線電力受信器を駆動し、通信を行うために十分に長い時間である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第２検出電力は、前記ロード変更を検出できる最小電力値を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第２検出電力は、第１カテゴリの無線電力受信器に対して、ロード変更を検出できる最小電力値を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１検出電力と異なる電力量でまた他の第２検出電力を印加するステップをさらに含み、
前記また他の第２検出電力は、前記第２検出電力の印加後、予め定められた時間間隔で印加される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器であって、
前記無線電力受信器に充電電力を送信する共振部と、
異なる電力量を有する検出電力を印加して前記無線電力受信器を検出し、前記検出された無線電力受信器を駆動するための駆動電力を印加するように、前記共振部を制御する制御部と、
前記駆動電力を用いて、前記検出された無線電力受信器から、通信のための要請信号を受信する通信部と、を含み、
前記制御部は、前記検出された無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断し、前記無線電力受信器に、通信のための要請信号に対する応答信号を伝送するように、前記通信部を制御し、前記応答信号は、前記検出された無線電力受信器が、前記無線電力ネットワークに加入されるか否かを示し、及び、前記検出された無線電力受信器が、前記無線電力ネットワークに加入される場合には、前記検出された無線電力受信器に充電電力を送信するように、前記共振部を制御する、無線電力送信器。
【請求項９】
前記制御部は、第１期間の間、第１検出電力を印加し、前記第１検出電力と異なる電力量を有する第２検出電力を印加し、前記第１又は第２検出電力が印加される間、予め定められた臨界値を超過するロード変更を識別し、前記識別されたロード変更に基づいて、記無線電力受信器を検出する、請求項８に記載の無線電力送信器。
【請求項１０】
前記第１検出電力は、相対的に低消費電力の無線電力受信器を検出し、前記第２検出電力は、相対的に高消費電力の無線電力受信器を検出する、請求項９に記載の無線電力送信器。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第１検出電力及び前記第２検出電力を、予め定められた時間間隔を持って印加する、請求項１０に記載の無線電力送信器。
【請求項１２】
前記相対的に低消費電力の無線電力受信器は、第１カテゴリの無線電力受信器を含む、請求項１１に記載の無線電力送信器。
【請求項１３】
前記無線電力送信器が第１クラスであると、前記相対的に高消費電力の無線電力受信器は、第３カテゴリの無線電力受信器を含み、
前記無線電力送信器が第２クラスであると、前記相対的に高消費電力の無線電力送信器は、第４カテゴリの無線電力受信器を含み、
前記無線電力送信器が第３クラスであると、前記相対的に高消費電力の無線電力受信器は、第５カテゴリの無線電力受信器を含む、請求項１１に記載の無線電力送信器。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第１検出電力又は第２検出電力が印加される間に、前記無線電力受信器が検出されると、前記無線電力受信器を駆動し、通信を行うように、駆動電力を印加する、請求項１１に記載の無線電力送信器。
【請求項１５】
前記駆動電力は、前記第１検出電力より低く、前記第２検出電力より高い、請求項１４に記載の無線電力送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電力送信器及びその制御方法に関し、より詳しくは、無線充電電力を無線電力受信器に送信する無線電力送信器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistants）のような移動端末器は、その特性上、再充電可能なバッテリーにより駆動され、このようなバッテリーを充電するためには、別途の充電装置を用いて移動端末器のバッテリーに電気エネルギーを供給する。例えば、充電装置とバッテリーには、外部にそれぞれ別途の接触端子が構成されているので、これを互いに接触することにより、充電装置とバッテリーとを電気的に連結する。
【０００３】
しかし、かかる接触充電方式は、接触端子が外部へ突出されているので、異物質による汚染又は湿気に曝されることによる腐食が生じやすい。汚染又は腐食が充電に悪影響を及ぼすことは、自明である。
【０００４】
このような問題を解決するために、無線充電又は非接触充電技術が開発されている。
【０００５】
無線充電技術は、無線電力送受信を利用する。例えば、携帯電話を別途の充電コネクタを連結又はプラグイン（plug in）せず、単に充電パッドに載せるだけで無線でバッテリーが充電できるシステムである。無線充電技術は、一般に、電動歯ブラシやカミソリに適用される。
【０００６】
一般に、無線電動歯ブラシや無線電気カミソリなどと知られている。かかる無線充電技術は、電子製品を無線で充電することにより、防水機能を高めることができ、有線充電器が必要ではないので、電子機器の携帯性を向上できる長所があり、近づく電気車時代にも、関連の技術が大きく発展することと展望する。
【０００７】
このような無線充電技術には、コイルを用いる電磁気誘導方式と、共振（Resonance）を用いる共振方式と、電気的エネルギーをマイクロ波に変換して伝達する電波放射（RF/Micro Wave Radiation）方式とがある。
【０００８】
現在までは、電磁気誘導を用いる方式が主流であるが、最近、国内外において、マイクロ波を用いて、数十メートルの距離から無線で電力を伝送する実験に成功し、近い未来には、世の中のどこにおいても、いつも、電線なしですべての電子製品を無線で充電する時代が開くと予見する。
【０００９】
電磁気誘導による電力伝送方法は、１次コイルと２次コイルとの間の電力を伝送する方式である。詳しくは、コイルに磁石を動かせると、誘導電流が発生するが、これを用いて、送信端から磁気場を発生し、受信端で磁気場の変化によって電流が誘導されて、エネルギーが発生される。このような現象を磁気誘導現象といい、これを利用する電力伝送方法は、エネルギー伝送効率に優れる。
【００１０】
Coupled Mode Theory、即ち、音叉を鳴らすと、隣のワイングラスもそのような振動数で鳴らす物理学の概念に基づいた共振方式の電力伝送原理を用いる。しかし、共振ベースの電力送信では、音を共鳴する代わりに、電気エネルギーを乗せた電磁波が共鳴される。共鳴された電気エネルギーは、共振周波数を有する機器に直接伝達され、用いられない部分は、空気中に広がる代わりに、電磁場に再吸収される。これにより、共鳴電気エネルギーは、周辺の機械や身体には影響を及ぼさないと考える。
【００１１】
無線充電方式に関する研究が活発に進行されているにもかかわらず、その無線充電の順位、無線電力送受信器の検索、無線電力送受信器間の通信周波数の選択、無線電力の調整、マッチング回路の選択、一つの充電周期における各々の無線電力受信器に対する通信時間の分配などについての標準は、提案されていない。特に、無線電力送信器が無線電力受信器を検出する方法と関連付いた標準が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述の問題及び／又は不利点のうちの少なくとも一つを解決し、少なくとも後述する利点を提供することである。
本発明の目的は、無線電力送信器の動作の全般についての標準を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、無線電力送信器により無線電力受信器を検出する構造及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によると、無線電力受信器に充電電力を送信する方法が提供される。この方法は、異なる電力量を有する異種の検出電力を印加して、前記無線電力受信器を検出するステップと、前記検出された無線電力受信器を駆動するための駆動電力を印加するステップと、前記駆動電力を用いて、前記検出された無線電力受信器から通信のための要請信号を受信するステップと、前記検出された無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断するステップと、前記検出された無線電力受信器に、通信のための要請信号に対する応答信号を伝送するステップと、前記応答信号は、前記検出された無線電力受信器が前記無線電力ネットワークに加入されるか否かを示し、及び、前記検出された無線電力受信器が、前記無線電力ネットワークに加入される場合、前記無線電力受信器に充電電力を送信するステップとを含む。
【００１５】
本発明の他の態様によると、無線電力受信器に充電電力を送信する無線電力送信器が提供される。この無線電力受信器は、前記無線電力受信器に充電電力を送信する共振部と; 異なる電力量を有する検出電力を印加して、前記無線電力受信器を検出し、前記検出された無線電力受信器を駆動するための駆動電力を印加するように、前記共振部を制御する制御部と；及び、前記駆動電力を用いて、前記検出された無線電力受信器から、通信のための要請信号を受信する通信部と;を含む。前記制御部は、前記検出された無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断し、前記無線電力受信器に、通信のための要請信号に対する応答信号を伝送するように、前記通信部を制御し、前記応答信号は、前記検出された無線電力受信器が前記無線電力ネットワークに加入されるか否かを示し、及び、前記検出された無線電力受信器が前記無線電力ネットワークに加入される場合には、前記検出された無線電力受信器に充電電力を送信するように前記共振部を制御する。
【００１６】
本発明のまた他の態様によると、無線電力送信器により無線電力受信器を検出する方法が提供される。この方法は、第１期間の間、第１検出電力を前記無線電力送信器の共振部に印加するステップと；第２検出電力を前記共振部に印加するステップと;前記第１又は第２検出電力が印加される間、予め定められた臨界値を超えるロード変更を識別するステップと;及び、前記識別されたロード変更に基づいて、前記無線電力受信器を検出するステップと;を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の多様な実施形態により、無線電力送信器が無線電力受信器を検出する構成及び手続きの全般が提供される。また、より効率的で、かつ安定的な方法で無線電力受信器を検出することができ、これにより電力浪費が防止できる。
【００１８】
本発明の特定の実施形態の上記及び他の態様、特徴及び利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明からより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による無線充電システムを示す。
【図２ａ】本発明の一実施形態による、無線電力送信器及び無線電力受信器を示しているブロック図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による、無線電力受信器を示しているブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、無線電力送受信器の制御方法を示しているフローチャートである。
【図４】無線電力受信器を検出する通常の方法を示す。
【図５】無線電力受信器を検出する通常の方法を示す。
【図６】本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
【図７】本発明の一実施形態による、相対的に小型の無線電力受信器を検出する方法を示す。
【図８】本発明の一実施形態による、無線電力送信器の制御方法を示しているフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
【図１０】本発明の一実施形態による、相対的に小型の無線電力受信器を検出する方法を示す。
【図１１】本発明の一実施形態による、無線電力送信器の制御方法を示しているフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
【図１３ａ】本発明の多様な実施形態による、無線電力送信器により印加された検出電力を示すダイアグラムである。
【図１３ｂ】本発明の多様な実施形態による、無線電力送信器により印加された検出電力を示すダイアグラムである。
【図１３ｃ】本発明の多様な実施形態による、無線電力送信器により印加された検出電力を示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して本発明の多様な実施形態を詳細に説明する。以下の詳細な説明において、詳細な構造及び構成要素のような特定の詳細は、専ら本発明のこれらの実施形態についての包括的な理解を助けるために提供されるものである。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、ここで説明する実施形態の様々な変更及び修正が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。また、明瞭性と簡潔性の観点から、よく知られている機能や構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態による無線充電システムを示す。
図１を参照すると、無線充電システムは、無線電力送信器１００及び無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎを含む。例えば、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、移動通信端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＭＰ（Portable Multimedia Player）、スマートフォンなどの内に実現されてもよい。
【００２２】
無線電力送信器１００は、所定の認証手続きを通じて認証された、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎに、電力１−１、１−２、１−ｎを無線送信する。
【００２３】
無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎと電気的連結を形成する。例えば、無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎに、電磁波の形態で無線電力を送信する。
【００２４】
無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎと両方向の通信を行う。無線電力送信器１００及び無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、特定のフレームから構成されたパケット２−１、２−２、２−ｎを処理し、送受信する。前述のフレームについては、より詳細に後述する。
【００２５】
無線電力送信器１００は、例えば、共振方式に基づいて、複数個の無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎに無線電力を提供する。
【００２６】
無線電力送信器１００が共振方式を選んだ場合、無線電力送信器１００と、複数個の無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎとの間の距離は、３０ｍ以下であってもよい。しかし、無線電力送信器１００が、電磁気誘導方式を選んだ場合、電力送信器１００と、複数個の無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎとの間の距離は、１０ｃｍ以下であってもよい。
【００２７】
無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、無線電力送信器１００から無線電力を受信して、内部に備えられたバッテリーの充電を行う。無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、また無線電力伝送を要請する信号や、無線電力受信に必要な情報、無線電力受信器の状態情報、無線電力送信器の制御情報などを、無線電力送信器１００に送信する。前記の送信信号の情報に関しては、より詳しく後述する。
【００２８】
なお、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、各々の充電状態を示すメッセージを、無線電力送信器１００へ送信する。
【００２９】
例えば、無線電力送信器１００は、ディスプレイを含んでもよく、このディスプレイは、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎから受信された各々のメッセージに基づいて、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎの各々の状態を表示する。無線電力送信器１００は、また各々の無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎの充電を完了するまで予想される残りの時間を表示してもよい。
【００３０】
無線電力送信器１００は、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎのそれぞれに無線充電機能をディセーブル（disabled）するようにする制御信号を送信する。無線電力送信器１００から制御信号を受信した後、無線電力受信器１１０−１、１１０−２、１１０−ｎは、無線充電機能をディセーブルすることができる。
【００３１】
図２ａは、本発明の一実施形態による、無線電力送信器及び無線電力受信器を示しているブロック図である。
【００３２】
図２ａを参照すると、無線電力送信器２００は、電力送信部２１１と、制御部２１２と、通信部２１３、例えば、トランシーバーとを含む。無線電力受信器２５０は、電力受信部２５１と、制御部２５２と、通信部２５３、例えば、トランシーバーとを含む。
【００３３】
電力送信部２１１は、無線電力受信器２５０に電力を無線送信する。ここで、電力送信部２１１は、交流電流（Alternating Current, AC）の波形で電力を供給してもよく、直流電流（Direct Current, DC）の波形で電力を供給しながら、これをインバータ(図示せず)を用いて交流電流の波形に変換して、交流電流の波形で供給してもよい。
【００３４】
電力送信部２１１は、内装されたバッテリーの形態で実現してもよく、又は外部ソースから電力を受信する電力受信インターフェースの形態で実現してもよい。電力送信部２１１が、これに制限されず、一定の交流電流波形の電力を提供する他のハードウェア装置により実現されてもよいことは、当業者であれば、容易に理解すべきである。
【００３５】
なお、電力送信部２１１は、交流電流波形を電磁波の形態で無線電力受信器２５０、即ち、電力受信部２５１に提供する。例えば、電力送信部２１１は、ループコイルをさらに含んでもよく、これにより、所定の電磁波を送信及び受信することができる。電力送信部２１１が、ループコイルで実現される場合、ループコイルのインダクタンス（Ｌ）は、変更可能であってもよい。
【００３６】
制御部２１２は、無線電力送信器２００の全般的な動作を制御することができる。例えば、制御部２１２は、格納メモリ（図示せず）から読み出した制御アルゴリズム、プログラム又はアプリケーションを用いて、無線電力送信器２００の全般的な動作を制御することができる。制御部２１２は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、ミニコンピュータなどのような形態で実現されてもよい。
【００３７】
通信部２１３は、無線電力受信器２５０と所定の通信方式で無線電力受信器２５０、即ち、通信部２５３と通信する。例えば、通信部２１３は、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ジグビー通信、赤外線通信、可視光線通信などを用いて、無線電力受信器２５０の通信部２５３と通信する。より詳しくは、通信部２１３は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１５．4ジグビー通信方式を用いてもよく、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）アルゴリズムを用いてもよい。
【００３８】
通信部２１３は、無線電力送信器２００の情報信号を送信する。例えば、通信部２１３は、前記情報信号をユニキャスト、マルチキャスト、又はブロードキャストすることができる。
【００３９】
表１は、無線電力送信器２００から送信される情報信号のデータ構造の例を示す。例えば、無線電力送信器２００は、予め定められた間隔で、表１に示した信号を送信し、前記信号は、Notice信号と称する。
【００４０】
【表１】
2015529070.tif 000003
【００４１】
表１において、frame typeフィールドは、信号、即ち、Notice信号の種類を示す。protocol versionフィールドは、通信方式のプロトコルの種類を示し、４ビットが割り当てられる。sequence numberフィールドは、当該信号の順序を示し、１Byteが割り当てられる。例えば、sequence numberの順序は、各信号の送受信ステップに対応して１ずつ増加してもよい。network IDフィールドは、無線電力送信器２００のネットワーク識別子（network ID）を示し、１Byteが割り当てられる。Rx to Report（schedule mask）フィールドは、無線電力送信器２００に報告を行う無線電力受信器を示し、１Byteが割り当てられる。
【００４２】
表２は、本発明の一実施形態による、Rx to Report（schedule mask）フィールドの例を示す。
【００４３】
【表２】
2015529070.tif 000004
【００４４】
表２において、Ｒｘ１〜Ｒｘ８は、無線電力受信器１〜８に対応する。表２に示したRx to Report（schedule mask）フィールドにおいて、１に設定されるビットの無線電力受信器、即ち、Ｒｘ１ Ｒｘ６、Ｒｘ７、及びＲｘ８が報告すべきである。
【００４５】
Reservedフィールドは、今後の利用のために予約されたフィールドで、５Byteが割り当てられる。Number of Rxフィールドは、無線電力送信器２００の周囲の無線電力受信器の個数を示し、３bitが割り当てられる。
【００４６】
表１の信号は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４形式のデータ構造のうち、ＷＰＴ（Wireless Power Transfer）に割当てられてもよい。表３は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のデータ構造を表す。 
【００４７】
【表３】
2015529070.tif 000005
【００４８】
表３において、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のデータ構造は、プリアンブルフィールド、ＳＦＤ(Start Frame Delimiter)フィールド、フレーム長さ（Frame Length）フィールド、ＷＰＴフィールド、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）１６フィールドを含み、表１に示したデータ構造は、ＷＰＴフィールドに相応し得る。
【００４９】
通信部２１３は、無線電力受信器２５０から電力情報を受信する。例えば、電力情報は、無線電力受信器２５０の容量、バッテリー残量、充電回数、バッテリー使用量、バッテリー容量、バッテリー充電／消費率のうちの少なくとも一つを含む。通信部２１３は、無線電力受信器２５０の充電機能を制御する充電機能制御信号を送信する。充電機能制御信号は、無線電力受信器２５０の電力受信部２５１を制御、即ち、オン、オフする。
【００５０】
通信部２１３は、無線電力受信器２５０から、また他の無線電力送信器（図示せず）から信号を受信する。例えば、通信部２１３は、他の無線電力送信器から表１のNotice信号を受信する。制御部２５２は、無線電力受信器２５０の全般的な動作を制御する。
【００５１】
図２ａは、別途の電力送信部２１１及び通信部２１３を有する無線電力送信器２００がアウトバンド（out-band）方式で通信されるように示しているが、無線電力送信器２００は、これに制限されない。例えば、電力送信部２１１及び通信部２１３が、一つのハードウェア装置に組み込まれてもよく、これにより、無線電力送信器２００が、インバンド（in-band）方式で通信を行ってもよい。
【００５２】
図２bは、本発明の一実施形態による、無線電力受信器を示しているブロック図である。
【００５３】
図２bを参照すると、無線電力受信器２５０は、電力受信部２５１、制御部２５２、通信部２５３、整流部２５４、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５、スイッチ部２５６及び充電部２５７を含む。電力受信部２５１、制御部２５２、及び通信部２５３は、図２ａを参照して前述したため、電力受信部２５１、制御部２５２、及び通信部２５３の説明は、ここでは省略する。
【００５４】
整流部２５４は、例えば、電力受信部２５１により受信される無線電力を、ＤＣ形態に整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５は、整流された電力を予め定められた利得でコンバートする。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５は、出力端２５９の電圧が、５Ｖとなるように整流された電力をコンバートする。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５の前端(入力端)２５８には、印加できる電圧の最小値及び最大値が、既に設定されることができ、この値は、後述するRequest join signalのInput Voltage MINフィールド及びInput Voltage MAXフィールドに記録されてもよい。
【００５５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５の出力端２５９の定格電圧値及び定格電流値は、またRequest join signalのTypical Output Voltageフィールド及びTypical Output Currentフィールドに記録されてもよい。
【００５６】
スイッチ部２５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５と充電部２５７とを連結する。スイッチ部２５６は、制御部２５２の制御下に、オン／オフ状態を保持する。充電部２５７は、スイッチ部２５６がオン状態の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２５５から入力されたコンバートされた電力を蓄える。
【００５７】
図３は、本発明の一実施形態による、無線電力送受信器の制御方法を示しているフローチャートである。
【００５８】
図３を参照すると、無線電力送信器は、ステップＳ３０１において、近くの物体を検出する。例えば、前記無線電力送信器は、ロード変更を検出して、又は電圧、電流、位相、温度などの多様な判断基準に基づいて、無線電力送信器の近くに新しい物体があるか否かを判断することができる。
【００５９】
ステップＳ３０３において、無線電力受信器は、少なくとも一つのチャンネルで無線電力送信器を検索し、無線電力を受信するための無線電力送信器を判断する。例えば、無線電力受信器は、少なくとも一つの無線電力送信器に、少なくとも一つの無線電力送信器の検索信号を送信し、少なくとも一つの無線電力送信器の検索信号に対応して受信される応答信号に基づいて、無線電力を受信するための無線電力送信器を判断する。次に、無線電力受信器は、無線電力を受信するための無線電力送信器とペアを形成する。
【００６０】
無線電力受信器は、無線電力を受信するための無線電力送信器により制御される無線電力ネットワークに加入することができる。例えば、無線電力受信器は、加入要請信号を、無線電力を受信するための無線電力送信器に送信することができる。無線電力受信器は、無線電力送信器から、加入応答信号を受信する。例えば、加入応答信号には、加入可否の情報が含まれている。これにより、無線電力受信器は、前記加入応答信号を用いて、前記無線電力ネットワークに加入するかの可否を判断する。
【００６１】
ステップＳ３０７において、無線電力を受信するための無線電力送信器及び無線電力受信器は、待機状態に入る。待機状態において、無線電力送信器は、無線電力受信器に指令信号を送信する。無線電力受信器は、前記指令信号に応答して、報告信号又はＡＣＫ信号を送信する。指令信号に充電開始指令が含まれた場合に、無線電力受信器は、充電を開始することができる（Ｓ３０９）。
【００６２】
図４は、無線電力受信器を検出する通常の方法を示す。
図４を参照すると、無線電力送信器１１０１は、決まった検出周期（tdet_per）毎に検出電力（Pdet）１１１０、１１１１を検出有効期間（tdet）の間に送出する検出状態を保持する。検出電力（Pdet）１１１０、１１１１及び検出有効期間の大きさは、無線電力送信器１１０１が、電力送信部、即ち、共振器のロード値の変化を感知して、有効範囲内に無線充電のための候補装置が存在するか否かを検出できるのに必要な最小電力量及び時間によって決定される。換言すると、候補装置、即ち、金属物体の感知は、共振器のロード（load）変更のみを感知するとよいので、共振器のロード値を感知できる大きさを有する相対的に低電圧の正弦波（sin wave）を、共振器のロード値を感知するのに必要な短時間の間、周期的に発生させて検出状態での消費電力を最小化する。そして、検出状態は、検出有効期間の間、新しい装置が検出されるまで保持される。
【００６３】
例えば、無線電力受信器が、無線電力送信器１１０１上に配置されると、無線電力送信器１１０１は、ロード変更を検出することができ、これにより、物体が自分の周辺に配置されたことを確認する。図４には、無線電力送信器１１０１が、ロード変更の検出に基づいて、物体を検出することが示されているが、無線電力送信器１１０１は、電圧、電流、温度、位相などの多様な判断基準の変更検出に基づいて物体を検出することができる。
【００６４】
無線電力受信器１１０２が、無線電力送信器１１０１の近くに配置されると、無線電力送信器１１０１は、検出電力（Pdet）１１１１を送出するとき、ロード変更を検出する。
【００６５】
物体、即ち、無線電力受信器１１０２が、検出有効期間内に検出されると、無線電力送信器１１０１は、駆動電力（Preg）１１１４を送出する。ここで、駆動電力１１１４は、無線電力受信器１１０２の制御部又はＭＣＵを駆動するために十分な電力を有する。無線電力受信器１１０２は、検索信号１１１２を送信し、無線電力送信器１１０１は、応答検索信号１１１３を送信する。
【００６６】
前述のように、通常の無線電力送信器は、周期的に無線電力受信器を検出するための検出電力を印加することができる。しかし、無線電力受信器が相対的に低消費電力の場合には、無線電力送信器１１０１は、無線電力受信器を検出できないこともある。無線電力受信器が相対的に低消費電力であると、ロード変更値が微々たることもある。無線電力送信器１１０１は、前述のように、 ロード変更値が微々たる場合、ロード変更値をノイズ（noise）と区別できないこともある。このような場合、無線電力送信器１１０１は、無線電力受信器を検出できないこともある。
【００６７】
図５は、無線電力送信器を検出する通常の方法を示す。
図５を参照すると、通常の無線電力送信器１００１は、既に設定された周期毎に定められた検出周期（tbea_per）毎に検出電力（Pbea）１０４１、１０５１を検出有効期間（tbea）の間、送出する検出状態を保持する。ここで、検出電力（Pbea）１０４１、１０５１は、無線電力受信器を駆動できる大きさであってもよい。有効期間（tbea）は、無線電力受信器を駆動させ、所定の通信を行うことができる時間であってもよい。
【００６８】
例えば、無線電力受信器１００２が、無線電力送信器１００１上に配置されると（１００３）、無線電力送信器１００１は、ロード変更を検出することができ、これにより物体が自分の周辺に配置されたことを確認する。図５には、無線電力送信器１００１が、ロード変更の検出に基づいて、物体を検出することが示されているが、無線電力送信器１００１は、電圧、電流、温度、位相などの多様な判断基準の変更検出に基づいて物体を検出してもよい。
【００６９】
無線電力送信器１００１は、定められた検出周期（tbea_per）毎に検出電力（Pbea）１０４１、１０５１、１０６１を、検出有効期間（tbea）の間、送出する検出状態を保持する。一方、無線電力受信器１００２が、無線電力送信器１００１の近くに配置されると、無線電力送信器１００１は、これに対応するロード変更を検出した状況を検出電力（Pbea）１０６１の送出期間に把握することができる。
【００７０】
物体、即ち、無線電力受信器１００２を検出した後、無線電力送信器１１０１は、検出電力１０６１の印加を保持する。
【００７１】
前述のように、通常の無線電力送信器１００１は、周期的に無線電力受信器１００２を検出するための検出電力を印加することができる。しかし、無線電力送信器１００１は、無線電力受信器１００２を駆動することができる電力を、無線電力受信器１００２が駆動されて、通信を行うことができる時間の間、送出することにより、電力の浪費が増大する問題が生じる。
【００７２】
図６は、本発明の一実施形態による無線電力受信器の検出方法を示す。
図６を参照すると、無線電力送信器６００は、予め定められた周期（Beacon cycle）の間、異種の検出電力を印加する。ここで、予め定められた周期（Beacon cycle）は、第１期間及び第２期間を含む。無線電力送信器６００は、第１期間の間、第１検出電力６０１を印加し、第２期間の間には、第２検出電力６０２〜６１０を印加する。無線電力送信器６００は、第１検出電力６０１をL msの間、印加する。
【００７３】
ここで、第１検出電力６０１は、無線電力受信器を駆動できる大きさであってもよい。第１検出電力６０１の持続期間（L ms）は、無線電力受信器を駆動させ、所定の通信を行うことができる時間であってもよい。第２検出電力６０２〜６１０は、無線電力受信器を検出するために十分な電力量を有する。各々の第２検出電力は、N msの持続期間を有する。各々の第２検出電力の間には、N-K msの時間間隔があり得る。
【００７４】
既に設定された周期（Beacon cycle）がオーバーすると、無線電力送信器６００は、再び第１検出電力６１１を印加する。また、無線電力送信器６００は、第２検出電力６１２〜６１５を印加する。
【００７５】
ここで、無線電力受信器６５０は、第２検出電力６１４及び第２検出電力６１５の印加時期の間に、無線電力送信器６００上に配置される。無線電力受信器６５０が相対的に高消費電力の場合、無線電力送信器６００は、第２検出電力６１５の印加時期の間、ロード変更を通じて、無線電力受信器６５０を検出することができる。
【００７６】
無線電力送信器６００は、無線電力受信器６５０を検出した後、駆動電力６１６を印加する。駆動電力６１６は、無線電力受信器６５０の制御部又はＭＣＵを駆動するのに要求される電力であり得る。
【００７７】
無線電力受信器６５０は、駆動電力６１６を受信する。無線電力受信器６５０は、受信された駆動電力６１６に基づいて、無線電力送信器の検索信号（以下、search信号）を生成して送信する（Ｓ６２１）。
【００７８】
search信号は、無線電力を受信する無線電力送信器を検索するために用いられ、例えば、表４のようなデータ構造を有する。
【００７９】
【表４】
2015529070.tif 000006
【００８０】
表４において、frame typeは、信号のタイプを示すフィールドであって、表４では、当該信号がSearch信号であることを示す。protocol versionフィールドは、通信方式のプロトコルの種類を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。sequence numberフィールドは、当該信号の順序を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。sequence numberは、例えば、信号の送受信ステップに対応して１ずつ増加することができる。即ち、表１のNotice信号のsequence numberが１であると、表５のSearch信号のsequence numberは、２であってもよい。Company IDフィールドは、無線電力受信器の製造社情報を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。Product IDフィールドは、無線電力受信器の製品情報を示すフィールドであって、例えば、無線電力受信器のシリアル番号情報が記載されてもよい。Product IDフィールドには、４Byteが割り当てられる。Impedanceフィールドは、無線電力受信器のインピーダンス情報を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。Impedanceフィールドには、受信共振器のインピーダンス情報が記載されてもよい。categoryフィールドは、無線電力受信器の定格電力情報又は大きさ情報を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。power consumptionフィールドは、無線電力受信器が把握する損失電力情報を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。power consumptionフィールドには、受信共振器での損失電力（PRX-COIL）、送信共振器−受信共振器の相互インダクタンスによる損失電力（PINDUCTION）、無線電力受信器の整流部での損失電力（PREC）の各々又は合計が記載されてもよい。追加的に無線電力送信器のＤＣ／ＤＣコンバータの前端の電圧（Vin）及び電流（Iin）情報が記載されてもよい。
【００８１】
無線電力送信器は、入力されたsearch信号に基づいて、無線電力受信器それぞれの関連の情報を管理することができる。表５は、本発明の一実施形態による装置制御テーブルの例示である。
【００８２】
【表５】
2015529070.tif 000007
【００８３】
表５のように、装置制御テーブルは、無線電力受信器それぞれのセッションＩＤ、製造社ＩＤ、製品ＩＤ、ロード特性、電流特性、電圧特性、効率特性、現在の状態、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ前端での電圧、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ後端での電圧及び無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ後端での電圧の情報などを管理することができる。ここで、現在の状態は、無線電力受信器が、充電完了の待機状態にあるか、充電電力の不十分により待機状態にあるか、ＣＶ（constant voltage）モードで充電中であるか、ＣＣ（constant current）モードで充電中であるかの可否などであってもよい。
【００８４】
一方、無線電力送信器は、search信号に応答して、無線電力送信器検索応答信号（以下、response search信号という）を無線電力受信器へ送信する（Ｓ６２２）。例えば、無線電力送信器の検索応答信号は、下記の表６のデータ構造を有することができる。
【００８５】
【表６】
2015529070.tif 000008
【００８６】
表６において、frame typeは、信号のタイプを示すフィールドであって、表６では、当該信号がResponse search信号であることを示す。Reservedフィールドは、今後の利用のために予約されたフィールドであって、４bitが割り当てられる。sequence numberフィールドは、当該タイプの順序を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。sequence numberは、例えば、信号の送受信ステップに対応して１ずつ増加し得る。network IDフィールドは、無線電力送信器のネットワーク識別子を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。
【００８７】
無線電力受信器は、無線電力送信器に無線電力送受信ネットワークへの加入を要請する加入要請信号（以下、Request join信号という）を送信する（Ｓ６２３）。前述のRequest join信号は、それぞれ表７のデータ構造を有する。
【００８８】
【表７】
2015529070.tif 000009
【００８９】
表７において、frame typeは、信号のタイプを示すフィールドであって、表７では、当該信号がRequest join信号であることを示す。Reservedフィールドは、今後の利用のために予約されたフィールドであって、４bitが割り当てられる。sequence numberフィールドは、当該信号の順序を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。sequence numberは、例えば、信号の送受信ステップに対応して１ずつ増加し得る。network IDフィールドは、無線電力送信器のネットワーク識別子を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。Product IDフィールドは、無線電力受信器の製品情報を示すフィールドであって、例えば、無線電力受信器のシリアル番号情報が記載されてもよい。Input Voltage MINフィールドは、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）の前端に印加される電圧の最小値を示すフィールドであって、１Byteが印加されてもよい。Input Voltage MAXフィールドは、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）の前端に印加される電圧の最大値を示すフィールドであって、１Byteが印加されてもよい。Typical Output Voltageフィールドは、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）の後端に印加される定格電圧値を示すフィールドであって、１Byteが印加されてもよい。Typical Output Currentフィールドは、無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）の後端に導通する定格電流値を示すフィールドであって、１Byteが印加されてもよい。Impedanceフィールドは、無線電力受信器のインピーダンス情報を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。Impedanceフィールドには、受信共振器のインピーダンス情報が記載されてもよい。power consumptionフィールドには、受信共振器での損失電力（PRX-COIL）、送信共振器−受信共振器の相互インダクタンスによる損失電力（PINDUCTION）、無線電力送信器の整流部での損失電力（PREC）の各々又は合計が記載されてもよい。追加に無線電力受信器のＤＣ／ＤＣコンバータの前端の電圧（Vin）及び電流（Iin）情報が記載されてもよい。
【００９０】
無線電力送信器は、受信したRequest join信号に基づいて、無線電力受信器を無線電力ネットワークに加入させるか否かを判断する。無線電力送信器は、表４のような装置制御テーブルに基づいて、無線電力ネットワークへの無線電力受信器の加入の可否を判断する。例えば、無線電力送信器が供給できる電力量より無線電力受信器が高電力量を要求する場合には、無線電力受信器の加入を不許してもよい。
【００９１】
無線電力送信器が、無線電力受信器を無線電力ネットワークへ加入させようと決めた場合には、無線電力送信器は、無線電力受信器にセッションＩＤを割当てることができる。無線電力送信器は、セッションＩＤ又は加入の可否情報を含む加入応答信号（以下、Response join信号という）を生成することができる。さらに、無線電力送信器は、生成されたResponse join信号を無線電力受信器に送信する（Ｓ６２４）。
例えば、Response join信号は、表８のようなデータ構造を有する。
【００９２】
【表８】
2015529070.tif 000010
【００９３】
図９は、本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
図９を参照すると、無線電力送信器９００は、既に設定された周期（Adaptive cycle）の間、異種の検出電力を印加する。具体的に、無線電力送信器９００は、優先的に第１検出電力９０１をK msの間印加し、その後、第２検出電力９０２〜９０７を印加する。
【００９４】
第１検出電力９０１は、相対的に低消費電力の無線電力受信器によるロード変更を検出するために十分な大きさであってもよい。第１検出電力９０１は、無線電力受信器を検出するための最小時間の間、印加されてもよい。又は、第１検出電力９０１は、第１検出電力の電力量まで電圧を昇圧し、再び下降するのに要求される時間の間、印加されてもよい。
【００９５】
無線電力送信器９００は、第１検出電力９０１を印加した後、第２検出電力９０２〜９０７を印加する。無線電力送信器９００は、N msを周期として第２検出電力９０２〜９０７を印加する。第２検出電力９０２〜９０７各々は、K msの間、印加されてもよい。即ち、第２検出電力９０２〜９０７各々は、第１検出電力９０１と同一の印加時間を有してもよい。第２検出電力９０２〜９０７各々は、相対的に高消費電力の無線電力送信器を検出するのに要求される最小電力であり得る。
【００９６】
無線電力送信器９００は、M msがオーバーすると、再び第１検出電力９０１を印加する。第１検出電力９０１を印加した後、無線電力送信器９００は、第２検出電力９１２〜９１７を印加する。
【００９７】
図９では、第２検出電力９１５の印加が終了された後、無線電力受信器９５０が無線電力送信器９００上に配置される（Ｓ９１６）。ここで、無線電力受信器９５０は、相対的に高消費電力であってもよい。
【００９８】
無線電力送信器９００は、第２検出電力９１７の印加時期の間、無線電力受信器９５０によるロード変更を検出する。無線電力送信器９００は、ロード変更の検出に基づいて、無線電力受信器９５０を検出する。無線電力送信器９００は、無線電力受信器９５０が検出されると、駆動電力９２８を印加する。
【００９９】
駆動電力の印加の間、無線電力受信器９５０は、駆動電力９２８に基づいて、Search信号を送信する（Ｓ９２１）。無線電力送信器９００は、Search信号に対応して、Response search信号を送信する（Ｓ９２２）。無線電力受信器９５０は、request join信号を送信し（Ｓ９２３）、無線電力送信器９００は、response join信号を送信する（Ｓ９２４）。無線電力受信器９５０は、Ack信号を送信する（Ｓ９２５）。
【０１００】
図１０は、本発明の一実施形態による無線電力受信器が、相対的に低消費電力の場合の検出方法を説明する。図１０において、無線電力受信器９６０は、無線電力送信器９００上に第２検出電力９１２の印加時期と、第２検出電力９１３の印加時期との間に配置される。
【０１０１】
しかし、無線電力送信器９００は、第２検出電力９１３でロード変更を検出することができない。これにより、無線電力送信器９００は、無線電力受信器９６０を検出できなく、新しい周期に第１検出電力９３１を印加する。
【０１０２】
無線電力送信器９００は、第１検出電力９３１を介してロード変更を検出する。無線電力送信器９００は、ロード変更に基づいて、無線電力受信器９６０を検出する。無線電力送信器９００は、無線電力受信器９６０が近くに存在することと判断すると、駆動電力９４０を印加する。無線電力受信器９６０は、駆動電力９４０を受信する。
【０１０３】
無線電力受信器９６０は、駆動電力９４０に基づいて、Search信号を送信する（Ｓ９４１）。無線電力送信器９００は、Search信号に対応して、Response search信号を送信する（Ｓ９４２）。無線電力受信器９６０は、request join信号を送信し（Ｓ９４３）、無線電力送信器９００は、response join信号を送信する（Ｓ９４４）。無線電力受信器９６０は、Ack信号を送信する（Ｓ９４５）。
【０１０４】
図１１は、本発明の一実施形態による、無線電力送信器の制御方法を示しているフローチャートである。
無線電力送信器は、第１期間の間、第１検出電力を印加する（Ｓ１１０１）。第１検出電力は、相対的に低消費電力の無線電力受信器を検出するために十分な電力量を有する。なお、第１検出電力は、無線電力受信器を検出するための最小時間の間、印加されてもよい。又は、第１検出電力は、第１検出電力の電力量まで電圧を昇圧し、再び下降するのに要求される時間の間、印加されてもよい。
【０１０５】
無線電力送信器は、第１検出電力の印加期間の間に無線電力受信器が検出されるかの可否を判断する（Ｓ１１０３）。無線電力送信器が無線電力受信器を検出すると（Ｓ１１０３−Ｙ）、無線電力送信器は、第１検出電力の印加を中断し、駆動電力を印加する（Ｓ１１１１）。
【０１０６】
しかし、無線電力送信器が、ステップＳ１１０３において、無線電力受信器を検出できないと、無線電力送信器は、第２期間の間、第２検出電力を印加することができる（Ｓ１１０７）。第２検出電力それぞれは、相対的に高消費電力の無線電力受信器を検出するための最小電力量を有してもよい。なお、第２検出電力は、無線電力受信器を検出するための最小時間の間印加されてもよい。又は、第２検出電力は、第２検出電力の電力量まで電圧を昇圧し、再び下降するのに要求される時間の間、印加されてもよい。第２検出電力それぞれは、予め定められた間隔で印加されてもよい。
【０１０７】
無線電力送信器は、第２検出電力に基づいて、無線電力受信器を検出することができる（Ｓ１１０９）。無線電力送信器が、ステップＳ１１０９において、無線電力受信器を検出できないと、無線電力送信器は、新しい周期に再び第１検出電力を印加する（Ｓ１１０１）。しかし、無線電力送信器が、ステップＳ１１０９において、無線電力受信器を検出すると、無線電力送信器は、駆動電力を印加する（Ｓ１１１１）。駆動電力は、無線電力受信器を駆動して、無線電力受信器が通信可能となる。駆動電力は、第２検出電力の電力量より高電力量を有する。
【０１０８】
図１２は、本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
図１２を参照すると、無線電力送信器１２００は、予め定められた周期（Adaptive cycle）の間、異種の検出電力を印加する。例えば、無線電力送信器１２００は、異なる電力量を有する異種の検出電力、即ち、第１検出電力、第２検出電力及び第３検出電力を印加する。第１検出電力は、第３カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第２検出電力は、第２カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第３検出電力は、第１カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。第１カテゴリ〜第３カテゴリは、無線電力受信器の異なる消費電力、受信電力又は大きさの区別基準である。
【０１０９】
例えば、第３カテゴリの無線電力受信器は、第１カテゴリの無線電力受信器より高消費電力、高受信電力又は大きなサイズを有してもよい。これにより、第３検出電力は、第１検出電力より高消費電力、高受信電力又は大きなサイズを有してもよい。これは、無線電力受信器の消費電力が低いほど、検出に必要な電力量が高いからである。
【０１１０】
下記の表９は、カテゴリについての例示である。
【０１１１】
【表９】
2015529070.tif 000011
【０１１２】
無線電力送信器１２００は、予め定められた周期内で、異なるカテゴリの無線電力受信器を検出できる異なる検出電力、例えば、第１〜第３検出電力を印加する。
【０１１３】
図１２において、無線電力受信器１２５０は、第２検出電力１２０８、１２０９の印加時期の間に無線電力送信器１２００に配置される。無線電力受信器１２５０は、第１カテゴリに属する。
【０１１４】
第２検出電力１２０９が印加される間に、無線電力送信器１２００は、無線電力受信器１２５０を検出することができない。また、第２検出電力１２１０が印加される間には、無線電力送信器１２００は、無線電力受信器１２５０を検出することができない。無線電力送信器１２００は、第３検出電力１２１１でロード変更を検出することができる。無線電力送信器１２００は、ロード変更に基づいて、第１カテゴリの無線電力受信器１２５０を検出し、次に、第３検出電力１２１１の印加を中断し、駆動電力１２２０を印加する。
【０１１５】
無線電力受信器１２５０は、駆動電力１２２０に基づいて、Search信号を送信する（Ｓ１２３１）。無線電力送信器１２００は、Search信号に対応して、Response search信号を送信する（Ｓ１２３２）。無線電力受信器１２５０は、request join信号を送信し（Ｓ１２３３）、無線電力送信器１２００は、response join信号を送信する（Ｓ１２３４）。無線電力受信器１２５０は、Ack信号を送信する（Ｓ１２３５）。
【０１１６】
しかし、無線電力送信器が第３カテゴリに属する場合には、無線電力送信器１２００は、第１検出電力の印加期間、第２検出電力の印加期間、又は第３検出電力の印加時間の間に、第２カテゴリの無線電力受信器を検出する。
【０１１７】
図１３ａ〜１３ｃは、本発明の多様な実施形態による、無線電力送信器により印加される検出電力を示すダイアグラムである。具体的に、図１３ａは、無線電力送信器が第１クラスの場合を、図１３ｂは、無線電力送信器が第２クラスの場合を、図１３ｃは、無線電力送信器が第３クラスの場合を示す。
【０１１８】
図１３ａを参照すると、無線電力送信器は、第１〜第３検出電力を予め定められた周期（T）で印加する。ここで、検出電力を各々の電力量によって、第１検出電力、第２検出電力及び第３検出電力と分類する。第１検出電力は、第３カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第２検出電力は、第２カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第３検出電力は、第１カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。
【０１１９】
図１３ａにおいて、無線電力送信器は、予め定められた周期（Ｔ）に第１〜第３検出電力１３０１、１３０２、１３０３が、順次的に電力量が増加する方向に印加される。これは例示的なものであって、検出電力は、それより以上又は以下で印加されてもよい。また、第１〜第３検出電力は、図１３ａと異なるパターンで、例えば、ランダムに印加されてもよい。
【０１２０】
図１３ｂを参照すると、無線電力送信器は、予め定められた周期（Ｔ）内で、第１〜第４検出電力を印加する。前述のように、図１３bでの無線電力送信器は、第２クラスの無線電力送信器であってもよく、第１〜第４カテゴリの無線電力受信器に充電を行ってもよい。検出電力を各々の電力量によって、第１検出電力、第２検出電力、第３検出電力及び第４検出電力と分類する。第１検出電力は、第４カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第２検出電力は、第３カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。第３検出電力は、第２カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第４検出電力は、第１カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。
【０１２１】
図１３ｂにおいて、無線電力送信器は、予め定められた周期（Ｔ）内で、電力量が増加する方向に、第１〜第４検出電力１３１１、１３１２、１３１３、１３１４を順次的に印加する。これは例示的なものであって、これより以上又は以下の検出電力が印加されてもよい。第１〜第４検出電力は、また図１３bと異なるパターン、例えば、ランダムに印加されてもよい。第１〜第４検出電力１３１５、１３１６、１３１７、１３１８がまた繰り返して印加されてもよい。
【０１２２】
図１３ｃを参照すると、無線電力送信器は、予め定められた周期（Ｔ)内で、第１〜第５検出電力を印加する。前述のように、無線電力送信器は、第３クラスの無線電力送信器であり、第１〜第５カテゴリのうちのいずれかに属する無線電力受信器に充電を行う。検出電力を各々の電力量によって、第１検出電力、第２検出電力、第３検出電力、第４検出電力及び第５検出電力と分類する。第１検出電力は、第５カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第２検出電力は、第４カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第３検出電力は、第３カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第４検出電力は、第２カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。また、第５検出電力は、第１カテゴリの無線電力受信器を検出できる最小電力量を有してもよい。
【０１２３】
図１３ｃにおいて、無線電力送信器は、予め定められた周期（Ｔ)内で、第１〜第５検出電力１３２１、１３２２、１３２３、１３２４、１３２５を順次的に電力量が増加する方向に印加する。これは例示的なものであって、これより以上又は以下の検出電力が印加されてもよい。さらに、第１〜第５検出電力は、図１３cと異なるパターンで、例えば、ランダムに印加されてもよい。
【０１２４】
本発明の多様な実施形態によると、無線電力送信器により、無線電力受信器を検出する構成及び方法が提供される。また、本発明の実施形態によると、より効率的で、かつ安定的な方法で無線電力受信器を検出することができ、これにより電力浪費が防止できる。
【０１２５】
以上、本発明の特定の実施形態を具体的に示し記述したが、以下の特許請求の範囲及びこれらに均等するものにより定められるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の多様な変更が可能であることは、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【０１２６】
１００  無線電力送信器
１１０−１、１１０−２、１１０−ｎ  無線電力受信器
２１１  電力送信部
２１２、２５２  制御部
２１３、２５３  通信部
２５１  電力受信部
２５４  整流部
２５５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２５６  スイッチ部
２５７  充電部
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月14日(2015.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
表８において、frame typeは、信号のタイプを示すフィールドであって、表８では、当該信号がResponse join信号であることを示す。Reservedフィールドは、今後の利用のために予約されたフィールドであって、４bitが割り当てられる。sequence numberフィールドは、当該信号の順序を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。sequence numberは、例えば、信号の送受信ステップに対応して１ずつ増加してもよい。network IDフィールドは、無線電力送信器のネットワーク識別子を示すフィールドであって、１Byteが割り当てられる。Permissionフィールドは、無線電力受信器の無線電力ネットワークへの加入の可否を示すフィールドであって、４bitが割り当てられる。例えば、Permissionフィールドが、１を示す場合には、無線電力受信器の加入を許可することであり、Permissionフィールドが０を示す場合には、無線電力受信器の加入を不許することである。Session IDは、無線電力送信器が無線電力ネットワークの制御のために、無線電力受信器に付加するsession ＩＤを示すフィールドであり得る。Session IDフィールドには、４bitが付加されてもよい。
無線電力受信器６５０は、Response信号に対応してAck信号を送信する（Ｓ６２５）。
図７は、本発明の一実施形態による、相対的に小型の無線電力受信器の検出方法を示す。
図7を参照すると、無線電力受信器６６０は、無線電力送信器６００上に第２検出電力６１３が印加される期間の間に配置される。しかし、無線電力送信器６００は、第２検出電力６１３でロード変更を即時に検出することができない。これにより、無線電力送信器６００は、無線電力受信器６６０を検出できなく、無線電力送信器６００は、新しい周期に第１検出電力６４０を印加する。無線電力送信器６００は、第１検出電力６４０を介してロード変更を検出する。無線電力送信器６００は、ロード変更に基づいて、無線電力受信器６６０を検出する。その後、無線電力送信器６００は、第１検出電力６４０の印加を保持する。無線電力受信器６６０は、第１検出電力６４０を受信し、無線電力受信器６６０は、第１検出電力６４０に基づいて、Search信号を送信する（Ｓ６５１）。無線電力送信器６００は、Search信号に対応して、Response search 信号を送信する（Ｓ６５２）。無線電力受信器６６０は、request join信号を送信し（Ｓ６５３）、無線電力送信器６００は、response join信号を送信する（Ｓ６５４）。無線電力受信器６６０は、Ack信号を送信する（Ｓ６５５）。
図８は、本発明の実施形態による無線電力送信器の制御方法を示しているフローチャートである。
無線電力送信器は、第１期間の間に第１検出電力を印加する（Ｓ８０１）。第１検出電力は、無線電力受信器を駆動させ、通信を行うために十分な電力量を有する。第１検出電力は、無線電力受信器が駆動され、通信を行うことができる時間の間に印加され得る。
無線電力送信器は、第１検出電力の印加期間の間に、無線電力受信器が検出されるかの可否を判断する（Ｓ８０３）。無線電力送信器が、無線電力受信器を検出すると（Ｓ８０３−Ｙ）、無線電力送信器は、第１検出電力の印加を保持する（Ｓ８０５）。
第２検出電力を印加することができる（Ｓ８０７）。第２検出電力各々は、無線電力受信器を検出するために十分な電力量を有してもよく、第1検出電力より低電力量を有してもよい。又は第２検出電力は、第２検出電力の電力量まで電圧を昇圧し、再び下降するのに要求される時間の間、印加されてもよい。図６及び図７に示されているように、第２検出電力各々は、予め定められた間隔で印加されてもよい。
無線電力送信器は、第２検出電力に基づいて、無線電力受信器が検出されか否かを決定することができる（Ｓ８０９）。無線電力送信器が無線電力受信器を検出できないと（Ｓ８０９−Ｎ）、無線電力送信器は、新しい周期に再び第１検出電力を印加する（Ｓ８０１）。しかし、無線電力送信器が無線電力受信器を検出すると（Ｓ８０９−Ｙ）、無線電力送信器は、駆動電力を印加する（Ｓ８１１）。駆動電力は、無線電力送信器を駆動して、通信を行うために十分な電力量を有する。駆動電力は、第２検出電力の電力量より高電力量を有する。
図９は、本発明の一実施形態による、無線電力受信器の検出方法を示す。
図９を参照すると、無線電力送信器９００は、既に設定された周期（Adaptive cycle）の間、異種の検出電力を印加する。具体的に、無線電力送信器９００は、優先的に第１検出電力９０１をK msの間印加し、その後、第２検出電力９０２〜９０７を印加する。
【国際調査報告】
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