KR101786118B1

KR101786118B1 - 무선 전력 충전 타이밍 및 충전 제어

Info

Publication number: KR101786118B1
Application number: KR1020117021702A
Authority: KR
Inventors: 마이클 제이 맨건; 마일스 에이 커비; 버지니아 더블유 키팅
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2017-10-17
Also published as: TW201042884A; EP2401800A2; EP2401800B1; WO2010099242A2; US8760113B2; JP2012518981A; US20100213895A1; CN102334262A; JP6199229B2; WO2010099242A3; KR20170034925A; JP6204530B2; HUE040280T2; CN105871083B; US9160182B2; JP2014168374A; KR20110121638A; KR20140121902A; CN102334262B; US20140292269A1

Abstract

본 발명은 무선 전력 송신의 타이밍 및 제어에 관한 것이다. 무선 전력 충전 디바이스는 적어도 하나의 송신기 및 적어도 하나의 송신기와 통신하는 프로세서를 포함한다. 송신기는 무선 전력을 하나 이상의 디바이스들로 송신하도록 구성되고, 프로세서는 미리 결정된 시간 간격 동안 송신기를 비활성화시키도록 구성된다. 충전 디바이스는 사용자가 충전 디바이스의 인터페이스로부터 선택할 수도 있는 충전 모드들을 포함할 수도 있다. 충전 모드들은 사용자 스케줄에 기초하거나, 에너지 레이트들에 기초하거나, 사용자에 의해 프로그래밍 되는 모드들을 사용하는 동작 시간들에 관한 것일 수도 있다. 충전 스케줄은 충전 디바이스와 통신하는 외부 디바이스로부터 또는 충전 디바이스의 인터페이스를 통해 사용자에 의해 생성될 수도 있다.

Description

무선 전력 충전 타이밍 및 충전 제어 {WIRELESS POWER CHARGING TIMING AND CHARGING CONTROL}

35 U.S.C.§119 하에서의 우선권 주장

본 특허 출원은 35 U.S.C.§119(e) 하에서 "SMART TIMER WIRELESS CHARGING" 라는 명칭으로 2009년 2월 24일에 출원되어 본 양수인에게 양도되고 본 명세서에 참조로서 통합되는 미국 가출원 제 61/155,065 호의 우선권을 주장한다.

기술 분야

본 발명은 일반적으로 무선 충전에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 무선 충전기들과 관련된 디바이스들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

통상적으로, 휴대 전화와 같은 무선 통신 디바이스의 각각의 배터리 전원 디바이스는 자기 소유의 충전기 및 일반적으로 AC 전원 콘센트인 전원을 필요로 한다. 이러한 배터리 전원 디바이스는 각각 자기 소유의 개별 충전기를 필요로 하는 다수의 디바이스들이 충전을 요구할 때 다루기 어렵다.

충전될 전자 디바이스와 커플링된 송신기 및 수신기 간의 공중 (over-the-air) 또는 무선 전력 송신을 사용하는 접근방식들이 개발되고 있다. 그러한 접근방식들은 일반적으로 2개의 카테고리로 분류된다. 하나의 카테고리는 충전될 디바이스 상의 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 평면파 방사 (원거리장 (far-field) 방사라 불림)의 커플링에 기초한다. 수신 안테나는 방사된 전력을 수집하고, 배터리를 충전하기 위해 방사된 전력을 정류한다. 안테나들은 커플링 효율을 개선하기 위해 일반적으로 공진 길이로 이루어진다. 이러한 접근방식은 안테나들 사이의 거리에 따라 전력 커플링이 급격하게 감소한다는 문제를 겪게 되며, 따라서 합리적인 거리 (예컨대, 1 내지 2미터 미만)에서 충전하는 것은 어려워지고 있다. 추가로, 송신 시스템이 평면파들을 방사하기 때문에, 필터링을 통해 적절히 제어되지 않으면, 의도하지 않은 방사가 다른 시스템들을 간섭할 수 있다.

다른 접근방식들은 예컨대, "충전" 디바이스, 매트, 또는 표면 내에 내장된 송신 안테나와, 충전될 호스트 전자 디바이스 내에 내장된 수신 안테나 (및 정류 회로) 사이의 유도성 커플링에 기초한다. 이러한 접근방식은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간격이 매우 가까워야하는 (예컨대, 수 mm 이내) 단점을 갖는다. 이러한 접근방식은 동일한 영역 내의 복수의 디바이스들을 동시에 충전할 수 있는 능력을 갖지만, 이러한 영역은 통상적으로 매우 작으며, 사용자가 디바이스들을 특정 영역에 정확히 위치시켜야 한다. 추가로, 사용자 선호도에 따라 충전기의 송신 타이밍 및 성능을 제어하는 것이 바람직하다.

도 1 은 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 블록도를 도시한다.
도 2 는 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 개략도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시예들에서 사용하기 위한 루프 안테나의 개략도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 송신기의 간략화된 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 타이밍 정보를 수신하는 충전 디바이스를 위한 충전기 타이밍 시스템을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 타이밍 정보를 수신하는 충전 디바이스를 위한 충전기 타이밍 시스템을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 충전 디바이스를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 적어도 하나의 인터페이스를 가지는 또 다른 충전 디바이스를 도시한다.
도 9 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선으로 충전가능한 전자 디바이스를 도시한다.
도 10 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 전자 디바이스를 무선으로 충전하는 방법의 흐름도를 도시한다.

용어 "예시적인"은 본 명세서에서 "일 예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"을 의미하도록 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명되는 임의의 구현은 다른 구현들에서 바람직하거나 유리한 것으로 간주될 필요는 없다.

첨부된 도면과 관련하여 하기에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예의 설명으로서 지정되지만, 본 발명이 실시될 수 있는 실시예들만을 설명하도록 지정된 것은 아니다. 본 설명의 전반에서 사용되는 용어 "예시적인"은 "일 예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"을 의미하지만 다른 실시예들에서 바람직하거나 유리하게 해석되어서는 안 된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 명확한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수도 있음이 당업자에게 인식될 것이다. 일부 예시들에서, 널리 공지된 구조들 및 디바이스들은 본 명세서에서 제시되는 예시적인 실시예들의 신규함을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 블록도 형태로 도시된다.

용어 "무선 전력" 은 본 명세서에서 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 연관된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용되거나, 그렇지 않으면 물리적인 전자기 전도체들을 사용하지 않고 송신기로부터 수신기로 송신된다.

본 명세서에서 설명되는 접근방식은 CDMA, WCDMA, OFDM 등과 같은 다양한 통신 표준들에 적용할 수 있다. 당업자는 정보 및 신호들이 다양한 서로 다른 기술들 및 테크닉들 중 일부를 사용하여 제시될 수도 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 상세한 설명을 통해 참조될 수도 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기입자들, 광학장들 또는 광입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 제시될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들에 따른, 무선 송신 또는 충전 시스템 (100) 을 도시한다. 에너지 송신을 제공하기 위한 방사장 (106) 을 생성하기 위해 송신기 (104) 에 입력 전력 (102) 이 제공된다. 수신기 (108) 는 방사장 (106) 에 커플링되고, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (비도시)에 의한 저장 또는 소비를 위해 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 모두 거리 (112) 만큼 떨어져 있다. 예시적인 실시예에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되며, 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 정확히 동일할 때, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실들은 수신기 (108) 가 방사장 (106) 의 "근거리장 (near-field)" 내에 위치되는 경우에 최소가 된다.

송신기 (104) 는 에너지 송신 수단을 제공하기 위해 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고, 수신기 (108) 는 에너지 수신 수단을 제공하기 위해 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 송신 및 수신 안테나들은 그들과 연관될 애플리케이션들 및 디바이스들에 따라 크기가 결정된다. 언급되는 것과 같이, 효율적인 에너지 송신은 전자기파 내에서 에너지의 대부분을 원거리장으로 전파하는 것보다 송신 안테나의 근거리장 내에서 에너지의 대부분을 수신 안테나로 커플링함으로써 발생한다. 이러한 근거리장 내에 있을 때, 커플링 모드는 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에서 전개될 수도 있다. 이러한 근거리장 커플링이 발생할 수도 있는 안테나들 (114 및 118) 주변의 영역은 본 명세서 내에서 커플링-모드 영역이라 지칭된다.

도 2 는 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 개략도를 도시한다. 송신기 (104) 는 오실레이터 (122), 전력 증폭기 (124), 및 필터 및 매칭 회로 (126) 를 포함한다. 오실레이터는 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는, 원하는 주파수를 생성하도록 구성된다. 오실레이터 신호는 전력 증폭기 (124) 에 의해 제어 신호 (125) 에 대응하는 증폭 양으로 증폭될 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (126) 는 고조파 또는 다른 원하지 않는 주파수들을 필터링하고, 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 매칭하기 위해 포함될 수도 있다.

수신기는 도 2에 도시된 것과 같은 배터리 (136) 를 충전하거나 수신기 (비도시) 에 커플링된 디바이스에 전력을 공급하기 위해 DC 전력 출력을 생성하는 매칭 회로 (132) 및 정류기 및 스위칭 회로를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (132) 는 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 매칭하기 위해 포함될 수도 있다.

도 3 에서 설명되는 것과 같이, 예시적인 실시예들에서 사용되는 안테나들은 본 명세서에서 "자기" 안테나라 지칭될 수도 있는 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있다. 루프 안테나들은 페라이트 자심 (ferrite core) 과 같은 물리적인 자심 또는 공심 (air core) 을 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나들은 코어 부근에 배치된 관련없는 물리적인 디바이스에 더 적합할 수도 있다. 추가로, 공심 루프 안테나는 코어 영역 내에 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 추가로, 공심 루프는 송신 안테나 (114, 도 2) 의 커플링-모드 영역이 더 강력할 수도 있는, 송신 안테나 (114, 도 2) 의 평면 내에 수신 안테나 (118, 도 2) 의 배치를 더 용이하게 할 수도 있다.

설명되는 것과 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이에 에너지의 효율적인 송신은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이에서 매칭되거나 거의 매칭되는 공진 동안 발생한다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이에 공진이 매칭되지 않는 경우에도, 에너지는 더 낮은 효율로 송신될 수도 있다. 에너지의 송신은 송신 안테나로부터의 에너지를 자유 공간 내에서 전파하는 것보다, 송신 안테나의 근거리장으로부터의 에너지를 이러한 근거리장이 형성되는 이웃에 상주하는 수신 안테나로 커플링함으로써 발생한다.

루프 안테나 또는 자기 안테나의 공진 주파수는 인덕턴스 및 캐패시턴스에 기초한다. 루프 안테나 내의 인덕턴스는 일반적으로 루프에 의해 생성되는 인덕턴스이나, 캐패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 부가된다. 제한되지 않는 예로서, 캐패시터 (152) 및 캐패시터 (154) 는 공진 신호 (156) 를 발생하는 공진 회로를 생성하기 위해 안테나에 부가될 수도 있다. 따라서, 더 큰 직경의 루프 안테나들에 대하여, 공진을 유도하는데 필요한 캐패시턴스의 사이즈는 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소한다. 추가로, 루프 또는 자기 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 유효 에너지 송신 영역은 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들도 가능하다. 또 다른 제한되지 않는 예로서, 캐패시터는 루프 안테나의 2개의 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 추가로, 당업자는 송신 안테나들에 대하여 공진 신호 (156) 가 루프 안테나 (150) 에 입력될 수도 있음을 인식할 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 서로 근거리장 내에 있는 2 개의 안테나들 사이에 전력을 커플링하는 것을 포함한다. 설명되는 것과 같이, 근거리장은 전자기장들이 존재하지만 안테나로부터 멀리 전파하거나 방사할 수 없는, 안테나 주변의 영역이다. 이들은 통상적으로 안테나의 물리적인 용적과 근사한 용적으로 한정된다. 본 발명의 예시적인 실시예들에서, 싱글-턴 루프 안테나 및 멀티-턴 루프 안테나와 같은 자기 타입의 안테나들은, 자기 근거리장 진폭들이 전기 타입 안테나 (예컨대, 소형 다이폴) 의 전기 근거리장들과 비교할 때 자기 타입 안테나들에 대하여 더 높은 경향이 있기 때문에, 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 안테나 시스템들 모두에 대하여 사용된다. 이는 쌍 간에 잠재적으로 더 높은 커플링을 감안한다. 추가로, "전기" 안테나들 (예컨대, 다이폴들 및 모노폴들) 또는 전기 안테나와 자기 안테나의 조합이 또한 고려된다.

Tx 안테나는 원거리장 및 전술된 귀납적 접근방식들에 의해 허용되는 것보다 상당히 먼 거리에서 소형 Rx 안테나로의 우수한 커플링 (예컨대, >-4 dB) 을 달성하기 위해 충분히 낮은 주파수에서 충분히 큰 안테나 사이즈로 동작될 수도 있다. Tx 안테나의 사이즈가 정확히 결정되는 경우에, 호스트 디바이스 상의 Rx 안테나가 구동된 Tx 루프 안테나의 커플링-모드 영역 (즉 근거리장) 내에 배치되면, 높은 커플링 레벨들(예컨대, -2 내지 -4 dB) 이 달성될 수도 있다.

도 4 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 송신기의 간략화된 블록도이다. 송신기 (200) 는 송신 회로 (202) 및 송신 안테나 (204) 를 포함한다. 일반적으로, 송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 대한 근거리장 에너지를 발생하는 발진 신호를 제공함으로써 RF 전력을 송신 안테나 (204) 에 제공한다. 예를 들어, 송신기 (200) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.

송신 회로 (202) 는 송신 회로 (202) 의 임피던스 (예컨대, 50Ω) 를 송신 안테나 (204) 와 매칭하기 위한 고정된 임피던스 매칭 회로 (206) 및 수신기들 (108, 도 1) 에 커플링된 디바이스들의 셀프-재밍을 방지하기 위한 레벨로 고조파 방사들을 감소시키도록 구성되는 저역 통과 필터 (LPF) (208) 를 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시예들은 특정 주파수들은 감쇠하고 다른 주파수들은 통과시키는 노치 필터들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 서로 다른 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있고, 안테나로의 출력 전력 또는 전력 증폭기에 의해 인출되는 DC 전류와 같은 측정 가능한 송신 메트릭들에 기초하여 변화될 수 있는 적응형 임피던스 매칭을 포함할 수도 있다. 송신 회로 (202) 는 추가로 오실레이터 (212) 에 의해 결정되는 것과 같이 RF 신호를 드라이빙하도록 구성되는 전력 증폭기 (210) 를 포함한다. 송신 회로는 이산 디바이스들 또는 회로들로 구성될 수도 있거나, 대안적으로 집적 어셈블리로 구성될 수도 있다. 송신 안테나 (204) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 대략 2.5 와트일 수도 있다.

송신 회로 (202) 는 추가로 특정 수신기들을 위한 송신 페이즈들 (또는 듀티 사이클들) 동안 오실레이터 (212) 를 인에이블하고, 오실레이터의 주파수를 조정하고, 부착된 수신기들을 통해 이웃 디바이스들과 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정하기 위한 프로세서 (214) 를 포함한다. 하기에 설명되는 것과 같이, 프로세서 (214) 는 송신기를 활성화 또는 비활성화시키거나, 미리 결정된 기간 동안 적어도 하나의 충전 모드에 응답하거나 충전 스케줄에 따라 송신기가 방사장을 생성하는 것을 인에이블 또는 디스에이블하도록 구성될 수도 있다.

송신 회로 (202) 는 추가로 송신 안테나 (204) 에 의해 발생되는 근거리장의 부근에서 활성 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (216) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 부하 감지 회로 (216) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 발생되는 근거리장의 부근에서 활성 수신기들의 존재 또는 부재에 의해 영향받는, 전력 증폭기 (210) 로 흐르는 전류를 모니터한다. 전력 증폭기 (210) 상의 로딩에 대한 변경들의 검출은 에너지를 송신하기 위한 오실레이터 (212) 가 활성 수신기와 통신할 수 있는지의 여부를 결정할 때 사용하기 위해 프로세서 (214) 에 의해 모니터된다.

송신 안테나 (204) 는 저항성 손실들을 낮게 유지하도록 선택되는 두께, 폭 및 금속 타입을 가진 안테나 스트립으로서 구현될 수도 있다. 종래의 구현에서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 테이블, 매트, 램프 또는 다른 덜 휴대가능한 구성과 같은 더 큰 구조와 결합하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 송신 안테나 (204) 는 실질적인 크기를 이루기 위해 "권선 (turn)" 을 필요로 하지 않을 것이다. 송신 안테나 (240) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작고" (즉, 파장의 일부이고), 공진 주파수를 규정하기 위해 캐패시터들을 사용함으로써 더 낮은 사용가능 주파수들에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 안테나에 대하여 송신 안테나 (204) 의 직경 또는 정사각형 루프의 경우에 측변의 길이 (예컨대, 0.50m) 가 더 길 수 있는 예시적인 애플리케이션에서, 송신 안테나 (204) 는 적당한 캐패시턴스를 획득하기 위해 다수의 권선들을 요구하지 않을 것이다.

예시적인 실시예들에서, 시스템 내의 송신 안테나 및 수신 안테나에 커플링하는 하나 이상의 추가의 안테나들이 사용될 수도 있다. 이러한 추가의 안테나들은 능동 또는 수동 안테나들과 같은 중계기 안테나들을 포함한다. 수동 안테나는 간단히 안테나 루프 및 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위한 전도성 소자를 포함할 수도 있다. 능동 소자는 안테나 루프 및 하나 이상의 튜닝 캐패시터들에 부가하여 중계되는 근거리장 방사의 강도를 증가시키기 위한 증폭기를 포함할 수도 있다. 그러나, 송신 안테나에 의해 끊임없는 방사를 생성하는 것은 바람직하지 않을 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 충전기의 성능 및 무선 전력의 송신을 결정하기 위해 타이밍 알고리즘들을 사용하는 무선 충전기들에 관한 것이다. 이러한 타이밍 알고리즘들은 사용자 선호도에 따라 충전기를 제어할 수도 있다. 다시 말해서, 충전기는 사용자의 선호도에 기초하여 특정 시간 간격들 동안 무선 전력을 자동으로 송신하고, 다른 시간 간격들 동안 오프되도록 미리 프로그래밍할 수 있는 타이밍-기반의 충전 세팅을 제공하도록 구성될 수도 있다.

예컨대, 충전기의 사용자는 충전기의 운영 비용을 최소화하기를 원할 수도 있다. 충전기의 운영 비용을 최소화하는 것은 충전기가 오프-피크(off-peak) 에너지 시간 동안에만 동작하도록 하는 것과 같이 에너지 레이트에 기초한 시간에 동작하도록 제어하는데서 기인할 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 스마트-무선 충전기는 실시간 에너지 가격 정보를 인식할 수도 있고, 하루 중 오프-피크 에너지 시간 또는 저렴한 에너지 시간에만 전자 디바이스들을 충전하도록 구성될 수도 있다. 그러한 실시간 정보는 외부 디바이스들로부터 수신될 수도 있다. 대안적으로, 일반적인 오프-피크 시간들은 충전기가 미리 규정된 저비용의 시간들에만 동작될 수 있도록 규정될 수도 있다.

추가로, 충전기의 사용자는 전자기 방사에 노출되는 사람 또는 동물의 안전에 대하여 관심을 가질 수도 있다. 따라서, 사용자는 그러한 노출이 최소가 되는, 하루 중 특정 시간 동안에만 디바이스가 동작하기를 원할 수도 있다. 그러한 시간의 예들은, 사용자의 가족이 자고 있고 충전기로부터 만족할만한 거리에 떨어져 있는 시간 또는 아이들이 낮 시간 중 충전기 근처에서 놀지 않을 수 있는 시간을 포함할 수도 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 무선 충전기는 오후 11시와 오전 5시 사이와 같이 하루 중 특정 시간에만 동작하도록 구성될 수도 있다. 또 다른 예에서, 충전기들은 오피스 환경에서 근무 시간 동안에만 동작할 수 있다. 이러한 예에서, 충전기는 오피스 위치들에서 근무 시간에만 무선 전력을 송신하고, 근무 시간이 아닌 시간 동안 오프 되도록 구성될 수도 있다. 이러한 사전 프로그래밍 타이밍 모드들은 사용자가 선택하도록 하기 위해 충전기 내부에 저장될 수도 있다. 타이밍 모드들은 사용자가 사용자의 선호도에 따라 프로그래밍하고, 다시 프로그래밍하기 위한 것일 수도 있다.

도 5 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이밍 정보를 수신하는 충전 디바이스 (710) 를 위한 충전기 타이밍 시스템 (700) 을 도시한다. 충전 디바이스는 시간 서버 (720) 와 같은 외부 디바이스와 통신하고, 시간 서버 (720) 로부터 시간 정보를 수신하도록 구성될 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 와 시간 서버 (720) 간의 접속은 무선, 유선, 광섬유, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 접속 타입을 통해 이루어질 수도 있다. 충전 디바이스 (720) 는 도 5 에 도시된 것과 같이 네트워크 (730) 를 통해 또는 직접, 시간 서버 (720) 로 접속될 수도 있다. 그러한 시간 서버의 일 예는 네트워크 시간 프로토콜 (NTP) 서버이다.

동작시, 충전기 타이밍 시스템 (700) 은 충전 디바이스 (710) 가 전자 디바이스로 무선 전력을 송신하는지의 여부를 결정하기 위해 충전 디바이스 (710) 의 프로세서에 의해 사용되는 시간을 수신하기 위해 시간 서버 (720) 와 통신하는 충전 디바이스 (710) 를 포함할 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 에 의해 수신되는 시간이 미리 결정된 허용가능한 시간 간격 내에 있는 경우에, 무선 전력이 송신될 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 는 인근에 위치된 적어도 하나의 전자 디바이스를 무선으로 충전하도록 구성될 수도 있다. 특히, 충전 디바이스 (710) 는 수신 안테나 (예컨대, 도 2 에 도시된 수신 안테나 (118)) 및 인근에 위치된 전자 디바이스의 배터리 (예컨대, 도 2에 도시된 배터리 (136)) 에 커플링된 연관된 수신기 (예컨대, 도 2에 도시된 수신기 (108) 에 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 적어도 하나의 송신 안테나 (예컨대, 도 2에 도시된 송신 안테나 (114))를 포함할 수도 있다. 수신 안테나 및 연관된 수신기에서 무선으로 송신된 전력을 수신하면, 전력은 전자 디바이스의 배터리로 공급될 수도 있다.

충전 디바이스 (710) 에 의해 시간 서버로부터 수신된 시간이 미리 결정된 허용가능한 시간 간격 내에 있지 않으면, 무선 전력은 송신되지 않을 수도 있다. 이러한 경우에, 제어기 (도 4의 프로세서 (214)) 는 시간이 미리 결정된 시간 간격 내에 있을 때까지 무선 전력 송신 회로를 비활성화시킨다.

도 6 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이밍 정보를 수신하는 충전 디바이스 (710) 를 위한 충전기 타이밍 시스템 (750) 을 도시한다. 충전 디바이스 (710) 는 전자 디바이스 (760) 와 같은 외부 디바이스와 통신할 수도 있고, 전자 디바이스 (760) 로부터 시간 정보를 수신하도록 구성될 수도 있다. 전자 디바이스 (760) 는 예컨대, CDMA 또는 GSM 전화기, 또는 휴대 정보 단말기 (PDA) 가 될 수도 있지만, 시간 정보를 보유하거나 수신하는 다른 전자 디바이스들이 사용될 수도 있다. 전자 디바이스 (760) 는 충전 디바이스 (710) 가 최종적으로 무선 전력을 제공할 수도 있는 동일한 디바이스들 중 하나일 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 간의 접속은 블루투스, 지그비 또는 다른 개인 영역 네트워크 프로토콜들과 같은 무선 접속을 포함하는 임의의 타입의 접속을 통해 이루어질 수도 있다.

동작시, 충전 디바이스 (710) 는 전자 디바이스 (760) 로부터 시간 정보를 수신하기 위한 수신기를 가질 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 에 의해 시간 서버로부터 수신된 시간이 미리 결정된 허용가능한 시간 간격 내에 있지 않으면, 무선 전력을 송신되지 않을 수도 있다. 이러한 경우에, 제어기 (예컨대, 도 4의 프로세서 (214)) 는 시간이 미리 결정된 시간 간격 내에 있을 때까지 무선 전력 송신 회로를 비활성화시킨다.

전자 디바이스 (760) 로부터 시간 정보를 수신하는데 부가하여, 충전 디바이스 (710) 는 전자 디바이스 (760) 로부터 충전 스케줄과 같은 다른 정보를 수신할 수도 있다. 그러한 충전 스케줄은 사용자-정의된 충전 시간들의 완전한 스케줄을 설정하거나, 충전 디바이스 (710) 의 적어도 하나의 충전 모드들에 대한 충전 시간들을 설정하기 위해 전자 디바이스 (760) 로부터 충전 디바이스 (710) 로 송신될 수도 있다. 충전 모드들은 추가로 충전 디바이스 (710) 로부터 전자 디바이스 (760) 로 송신되어 전자 디바이스 (760) 의 인터페이스에서 보여지고 및/또는 변경될 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 의 하나 이상의 충전 시간 또는 충전 모드와 관련된 정보를 가진 충전 스케줄은 XML 파일과 같은 작은 데이터 파일을 통해 전자 디바이스 (760) 와 충전 디바이스 (710) 사이에서 통신될 수도 있다. 다른 파일 타입들이 대안적으로 사용될 수도 있다.

대안적으로, 또는 외부 디바이스들로부터의 시간 정보를 수신하는 것과 결합하여, 충전 디바이스 (710) 는 오실레이터와 같은 내부 클럭을 통해 내부적으로 시간을 보유할 수도 있다. 그러한 예시적인 실시예는 시간 드리프트로 인해 일부 장기간의 부정확성을 경험할 수도 있지만, 정확성의 정도는 일반적인 사용자에게 무시해도 될 정도일 수도 있다. 충전 디바이스 (710) 의 인터페이스와 관련하여 하기에서 설명되는 것과 같이, 사용자들은 충전 디바이스 (710) 에서 또는 그 근처에서 현재 시간 및 날짜에 관한 시각적인 정보를 요구할 수도 있다. 그러한 시각적인 시간 디스플레이를 공급하는 시간 소스는 프로세서가 무선 전력을 송신하기 위한 송신기의 동작을 제어하도록 하는 다른 용도로 사용될 수도 있다. 그러한 인터페이스는 사용자가 시간을 수동으로 설정하거나 프로그래밍하게 할 수도 있고, 정확한 현재 시간을 제시할 수 있거나 제시할 수 없다.

도 7 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 충전 디바이스 (800) 를 도시한다. 충전 디바이스 (800) 는 하나 이상의 전자 디바이스들이 무선 전력 송신기에 의해 생성되는 방사장을 포함하는 충전 영역 내에 위치될 수 있도록 하는 임의의 물리적인 구성을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 충전 디바이스 (800) 는 하나 이상의 전자 디바이스들이 그 위에 배치되도록 구성되는 실질적으로 수평의 표면을 가지도록 구성될 수도 있다. 추가로, 충전 디바이스 (800) 는 휴대용 충전 디바이스 (예컨대, 가방) 또는 고정된 충전 디바이스 (예컨대, 테이블) 로서 구현될 수도 있다.

충전 디바이스 (800) 는 함께 위치되거나 멀리 떨어져서 위치될 수도 있는 인터페이스 (801) 를 포함할 수도 있다. 인터페이스 (801) 는 다수의 충전 모드 디스플레이들 (즉, 충전 모드 디스플레이 "표준", 충전 모드 디스플레이 "절약", 충전 모드 디스플레이 "야간", 충전 모드 디스플레이 "사용자 정의") 을 포함하며, 각각의 표시자 디스플레이는 그래픽, 문자 숫자 텍스트, 또는 이들의 임의의 조합을 전달하도록 구성될 수도 있다. 특히, 각각의 충전 모드는 충전 디바이스 (800) 의 충전 모드와 관련된 정보를 전달하도록 구성될 수도 있다. 표시자들 (806A-D) 은 충전 디바이스 (800) 가 동작중인 현재의 충전 모드를 시각적으로 표시하기 위해 개별 모드들과 결합될 수도 있다. 표시자들 (806A-D) 은 LED 또는 다른 형태의 시각적인 표시자로서 구현될 수도 있다. 추가로, 인터페이스 (801) 는 날짜 및 시간과 같은 정보를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 영역 (807) 을 포함할 수도 있다. 디스플레이된 날짜 및 시간은 전술된 것과 같은 충전 디바이스 (800) 내에서 내부적으로 유지되거나 외부에서 획득될 수도 있다. 입력 영역 (808) 은 디스플레이 영역 (807) 에 의해 디스플레이되는 날짜 또는 시간을 사용자가 수동으로 변경하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다.

예를 들면, 충전 모드 디스플레이 "표준" 은 표준 동작에서 충전 디바이스 (402) 의 충전 모드와 관련된 정보를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 표준 동작은 고전력 충전 상태 또는 저전력 비컨 상태 (도 11a-d 에 도시) 에서 계속해서 송신하는 것으로 간주될 수도 있다. 충전 모드 디스플레이 "절약" 은 절약 기반의 충전 동작과 같은 제 2 충전 모드에 관한 정보를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 절약 기반의 충전 동작은 로컬 에너지 공급자로부터의 실시간 또는 이력 (historical) 오프-피크 충전 시간들에 기초하는 것으로 간주될 수도 있다. 충전 모드 디스플레이 "야간" 은 야간 기반의 충전 동작과 같은 제 3 충전 모드에 관한 정보를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 야간 기반의 충전 동작은 사람들, 특히 아이들이 자고 있는 시간인 것으로 간주될 수도 있다. 이러한 3가지 예시적인 모드들은 충전 디바이스의 일부분으로서 사전 프로그래밍될 수도 있다. 예컨대, 근무 시간 기반의 충전 또는 학습 시간 기반의 충전과 같은 다른 사전 프로그래밍 모드들이 존재할 수도 있다. 사전 프로그래밍 모드들은 사용자의 개별 상황들에 맞게 조정될 수도 있다. 표시자 디스플레이 "사용자 정의" 는 사용자 프로그래밍 가능한 충전 동작과 같은 제 4 충전 모드에 관한 정보를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 사용자 프로그래밍 가능 모드는 사용자가 원하는 임의의 시간 스케줄에 기초하는 것으로 간주될 수도 있다. 사용자 정의 프로그래밍 모드에 대한 시간 스케줄은 충전 디바이스 (800) 자체의 인터페이스 (801) 로부터의 입력들로부터 설정될 수 있거나, 전술된 것과 같은 외부 디바이스로부터 충전 디바이스 (800) 로 통신될 수도 있다.

인터페이스 (801) 는 각각의 충전 모드 디스플레이와 연관된 각각의 모드에 대응하는 기능을 가진 입력 영역 (805) 을 포함할 수도 있다. 입력 영역 (805) 은 사용자 선호도에 따라 사용자가 모드들 사이에서 선택하고 모드를 설정하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 송신기의 충전 모드들은 사용자의 선호도에 종속하여 상호 교환 가능할 수도 있다.

인터페이스 (801) 는 또한 충전 디바이스 (800) 의 충전 모드와 관련된 다른 정보를 디스플레이하거나 전달할 수도 있다. 예컨대, 사용자 정의 모드가 선택되는 경우에, 송신 시간 및 비-송신 시간과 같이 이러한 모드에 관한 더 많은 정보가 보여질 수 있다.

당업자는, 도 7의 인터페이스 (801) 에 의해 도시되는 3개의 모드들 보다 더 많거나 더 적은 모드들이 존재할 수 있음을 인식할 것이다. 예컨대, 충전 디바이스에 의해 획득되는 로컬 오프-피크 에너지 레이트에 기초하여 절약-기반의 충전을 위한 사전 프로그래밍 모드들이 존재할 수도 있다. 다른 사전 프로그래밍 모드들은 정상 취침 시간, 근무 시간, 학습 시간 등등과 같은 시간들에 기초하는 하루중 시간 (time of day) 기반의 충전을 위한 것일 수도 있다. 새로운 모드들은 사용자에 의해 생성되고 프로그래밍될 수도 있다. 다수의 사용자-정의 모드들은 사용자가 서로 다른 모드들을 프로그래밍하고, 다른 사용자-프로그래밍 모드 또는 사전 프로그래밍 모드를 허비하지 않고 이러한 모드들 사이에서 선택할 수 있도록 할당될 수도 있다. 하나 이상의 모드들은 또한 24 시간 중에 송신이 허용되지 않는 몇몇 시간 간격들이 존재할 수도 있는, 하나 이상의 비-송신 시간을 가질 수도 있다. 충전 스케줄을 프로그래밍하는 것은 송신이 월요일부터 금요일까지 오전 9시와 오후 5시 사이에는 발생하지만, 사람들이 송신기 근처에서 더 많은 시간을 보내는, 집에 있을 수 있는 토요일 또는 일요일의 동일한 시간에는 발생하지 않도록 선택하는 예와 같이 주중 요일에 따라 서로 다른 시간들이 선택되는 것을 감안할 수 있다. 서로 다른 송신 시간들은 원하는 경우에 그 날짜에 대하여 선택될 수도 있다.

추가로, 고속 충전 모드와 같은 다른 모드들은 디바이스가 어떤 허용가능한 충전 퍼센티지 이후에 충전되는 것을 표시한다. 예컨대, 다양한 배터리 기술들은 배터리가 완전히 충전된 상태에 접근할수록 배터리를 더 충전하는데 상당히 많은 시간을 필요로 한다. 따라서, 고속 충전 모드는 충전기가 프로세스 중 덜 효율적인 충전 부분 동안 계속해서 충전할 필요 없이 디바이스가 상당히 충전될 수 있게 할 것이다. 다른 모드들은 전력 레벨을 낮춤으로써 느린 충전 또는 배터리의 고속 충전을 제공하기 위해 선호도들에 따라 전력 레벨을 더 높은 값 및 더 낮은 값으로 조정하는 것을 포함할 수도 있다. 추가의 모드들은 또한 동시에 충전되는 서로 다른 디바이스들에 대하여 개별적으로 선택될 수도 있다.

추가로, 어떤 충전 모드가 선택되는지 표시하는데 부가하여, 인터페이스 (801) 는 송신기의 현재 상태를 표시할 수도 있다. 그러한 표시는 충전기가 송신중인지를 표시하고, 관련된 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들이 충전되고 있는지를 표시하기 위해 하나 이상의 발광 라이트들을 사용하여 디스플레이의 일부로서 발생할 수도 있다. 추가로, 인터페이스 (801) 는 또한 관련 전자 디바이스 내에 존재하는 충전의 양을 시간상 즉시 표시하도록 구성될 수도 있다.

추가로, 충전 디바이스 (800) 는 충전 디바이스의 충전 모드들과 관련된 정보를 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다. 특히, 예컨대, 인터페이스 (801) 는 충전 모드 (예를 들면, 절약-기반, 하루 중 시간-기반, 사용자-정의, 등등) 또는 사용자가 변경을 수행할 때 충전 모드 상태의 변경을 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스가 송신 중인지 또는 송신 상태에서 변경을 수행하는지를 표시하는 정보를 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다. 인터페이스 (801) 는 또한 특정 전자 디바이스가 충전되고 있는지의 여부, 이러한 특정 전자 디바이스 내에서 즉시 존재하는 충전의 양, 또는 이들의 조합을 표시하도록 구성될 수도 있다.

충전 디바이스 (800) 는 또한 충전 디바이스 (800) 의 충전 모드 또는 충전 모드의 변경을 표시하기 위해 전자 디바이스가 진동하도록 구성될 수도 있다. 일 예로서, 충전 디바이스 (800) 는 충전 디바이스 (800) 가 현재 무선 전력을 송신중인 것을 표시하기 위해 전자 디바이스들 (820) 이 진동하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 현재 시간은 사용자가 충전 상태의 시작으로서 정의한 시간인 오후 10 시가 될 수도 있다. 또한, 충전 디바이스 (800) 는 충전 상태로부터 비-충전 상태로의 변경 시간, 예컨대 오전 5시, 또는 사용자가 충전 디바이스 (800) 의 충전 상태의 종료로서 정의한 시간에 전자 디바이스 (820) 가 진동하도록 구성될 수도 있다. 물론, 절약-기반, 정규 업무 시간-기반 또는 임의의 다른 사용자-정의 기반의 충전 모드들과 같이 서로 다른 충전 모드들에 대하여 다른 시간 간격들이 존재할 수도 있다.

도 7 은 인터페이스 (801) 가 개별적인 별개의 표시자들 및 입력 영역들을 가지는 것으로 도시하지만, 더 집적된 인터페이스가 존재할 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 스크린은 어떤 모드들이 존재하는지에 관한 정보를 표시하고, 어떤 충전 모드가 현재 선택되는지를 시각적으로 표시할 수도 있다. 예컨대, 현재 모드 선택은 충전 모드 식별자 바로 옆에 시각적 표시를 통해, 충전 모드 식별자에 하이라이트 표시함으로써, 및 기타 등등을 통해 사용자에게 통신될 수도 있다. 추가로, 모드들의 선택, 프로그래밍 및 동작을 제어하기 위한 단일 입력 영역이 존재할 수도 있다. 터치 스크린 디스플레이와 같이 디스플레이 스크린에 통합된 입력 영역은 서로 다른 충전 모드들을 선택하거나, 프로그래밍하거나, 동작시키기 위해 사용자가 메뉴를 탐색하는 것을 돕기 위해 존재할 수도 있다. 충전 모드들에 관한 정보는 인터페이스 (801) 의 탐색을 통해 획득될 수도 있다.

도 8 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 적어도 하나의 인터페이스 (801) 를 가진 또 다른 충전 디바이스 (850) 를 도시한다. 충전 디바이스 (850) 는 충전 디바이스 (850) 의 내부 영역 (855) 내에 위치되는 적어도 하나의 전자 디바이스 (820) 를 무선으로 충전하도록 구성될 수도 있다. 특히, 충전 디바이스 (850) 는 수신 안테나 (예컨대, 도 2 에 도시된 수신 안테나 (118)) 및 내부 영역 (850) 내에 위치된 전자 디바이스 (820) 의 배터리 (예컨대, 도 2 에 도시된 배터리 (136)) 에 커플링된 관련 수신기 (예컨대, 도 2에 도시된 수신기 (108)) 에 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 적어도 하나의 송신 안테나 (예컨대, 도 2 에 도시된 송신 안테나 (114)) 를 포함할 수도 있다. 수신 안테나 및 관련 수신기 에서 무선으로 송신된 전력을 수신하면, 전력은 전자 디바이스 (820) 의 배터리로 공급될 수도 있다. 충전 디바이스 (850) 는 미리 결정된 시간 간격들, 충전 모드들 또는 미리 결정된 충전 스케줄에 따라 무선 전력을 송신하도록 인에이블되거나 디스에이블될 수도 있다.

도 8에 도시된 것과 같이, 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스 (850) 의 외부 표면상에 위치되고, 그래픽, 문자 숫자 텍스트 또는 이들의 임의의 조합을 전달하도록 구성될 수도 있다. 인터페이스 (801) 는 도 7에 도시되고 전술된 것과 같이, 충전 디바이스들의 하나 이상의 충전 모드들에 관한 정보를 전달하도록 구성될 수도 있다.

추가로, 도 7 및 도 8 의 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스들의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들의 충전 상태와 관련된 정보를 전달하도록 더 구성될 수도 있다. 예를 들면, 예시적인 실시예에 따라, 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스의 충전 영역 내의 관련 전자 디바이스 (820) 가 충전되고 있는지 표시하기 위해 디바이스 식별자 (예컨대, "카메라") 에 인접하여 위치된 디스플레이 소자들 내에서 하나 이상의 라이트들을 구별가능한 패턴으로 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스의 충전 영역 내의 관련 전자 디바이스 (820) 가 완전히 충전되었음을 표시하기 위해 하나 이상의 라이트들을 또 다른 구별가능한 패턴으로 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 예컨대, 인터페이스 (801) 는 전자 디바이스가 완전히 충전되었음을 표시하기 위해 디바이스 식별자와 연관된 하나 이상의 연속하는 라이트들을 디스플레이하도록 구성될 수도 있다.

추가로, 인터페이스 (801) 는 디바이스 라벨 (예컨대, 사용자 이름), 디바이스 타입 (예컨대, 휴대 전화, 카메라 등등), 또는 이들의 조합과 같은 식별자를 시각적으로 또는 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 인터페이스 (801) 는 충전 디바이스의 충전 영역 내에 위치된 관련 전자 디바이스 (820) 가 충전되고 있는지 또는 충전 디바이스의 충전 영역 내에 위치된 관련 전자 디바이스 (820) 가 완전히 충전되었는지를 표시하는 정보를 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다. 제한되지 않는 예로서, 카메라가 충전 디바이스의 충전 영역 내에 위치되면, 인터페이스 (801) 는 카메라를 시각적이고 청각적으로 식별 (예컨대, "카메라"를 청각적으로 전달) 하고, 카메라의 충전 상태를 시각적으로 또는 청각적으로 전달 (예컨대, "충전됨" 을 청각적으로 전달) 하도록 구성될 수도 있다.

충전 디바이스 (800, 850) 또는 인근 디바이스는 전술된 것과 같은 중계기 안테나를 포함하며, 따라서 그 내부의 하나 이상의 전자 디바이스들은 중계기 안테나의 존재 및 송신 안테나를 가진 충전 디바이스를 통해 충전될 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 것과 같은 각각의 충전 디바이스는 단지 예로서, 배낭, 서류가방, 지갑, 옷, 수하물 등과 같은 휴대가능한 충전 디바이스로서 구현될 수도 있다. 따라서, 중계기 안테나를 가진 휴대용 디바이스는 본 명세서에서 설명된 것과 같은 인터페이스 (801) 와 같은 인터페이스를 포함할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 각각의 충전 디바이스는 예컨대, 테이블, 책상 또는 임의의 다른 고정된 가구와 같은 고정된 충전 디바이스로서 구현될 수도 있다.

도 9 는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 무선으로 충전가능한 전자 디바이스 (922) 를 도시한다. 디바이스 (922) 는 단지 예로서, 휴대 전화, 휴대용 미디어 플레이어, 카메라, 휴대 정보 단말기, 등등 또는 이들의 조합과 같은, 임의의 무선으로 충전가능한 전자 디바이스를 포함할 수도 있다. 디바이스 (922) 는 인터페이스 (924) 를 포함할 수도 있고, 디바이스 사용자에게 경고하기 위한 시각적 및/또는 청각적 메세지를 전달하도록 구성될 수도 있다. 특히, 디바이스 (922) 는 무선 충전기의 현재 동작 모드를 포함하여 인근 무선 충전기의 충전 상태를 디스플레이할 수도 있다. 예를 들면, 무선 충전기는 절약 모드인 것으로 세팅될 수도 있고, 이러한 절약 모드에서 무선 충전기는 오프-피크 에너지 레이트들이 적용되는 시간과 같이 미리 결정된 시간 간격 동안 충전가능한 디바이스들에 전력을 무선으로 송신하도록 세팅된다. 이러한 예에서, 충전기와 가장 가까운 디바이스 (922) 의 상태는 "오프 (off)" 이거나, 다시 말해서 무선 전력 송신은 디스에이블된다. 절약 모드에서 "오프" 표시자를 디스플레이하고, 무선 전력 송신을 디스에이블하는 것은 현재 시간이 낮은 에너지 레이트의 기간들 중 하나가 아님을 추가로 표시하는 적절한 미리 결정된 시간 간격 밖에 현재 시간이 있음을 표시한다.

무선 충전기는 사용자가 무선 충전기가 충전가능한 디바이스들로 무선 전력을 송신할 수도 있는 특정 시간 간격을 결정할 수도 있는 사용자 프로그래밍 가능한 충전 모드와 같이, 서로 다른 충전 모드에서 동작하도록 세팅될 수도 있다. 사용자는 사람들이 자고 있거나 무선 충전기로부터 멀리 떨어져 있는 시간, 예컨대 사용자가 근무중이거나 아이들이 학교에 있는 시간에 기초하여 이러한 결정들을 수행할 수도 있다. 사용자의 스케줄에 기초한 이러한 모드들은 인간의 전자기 방사로의 노출을 감소시킬 수도 있다. 단일 충전 모드의 상태 위치들 간의 변경들 (예컨대, 충전기 턴 온에서 턴 오프, 또는 이와 반대) 동안, 디바이스 (922) 는 관련된 충전기가 이전 상태에 따라 현재 온 또는 오프된다고 사용자에게 통지하기 위한 경고 (예컨대, 디바이스 (922) 의 비프음 또는 진동) 를 디스플레이 및/또는 전달할 수도 있다. 하나의 모드에서 또 다른 모드로의 변경들 동안 (예컨대, 충전기가 절약 모드로부터 사용자 프로그래밍 모드로 스위칭됨), 디바이스 (922) 는 연관된 충전기의 현재 충전 모드에 대하여 사용자에게 통지하기 위한 경고 (예컨대, 디바이스 (922) 의 비프음 또는 진동) 을 디스플레이 및/또는 전달할 수도 있다.

추가로, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 디바이스 (922) 는 디바이스 (922) 를 무선으로 충전하도록 구성될 수도 있는 하나 이상의 무선 충전기들에 관한 정보를 청각적으로 전달 및/또는 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 특히, 예시적인 실시예에서, 디바이스 (922) 는 디바이스 (922) 를 무선으로 충전하도록 구성된 하나 이상의 무선 충전기들의 위치들을 나타내는 맵을 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 디바이스 (922) 는 디바이스 (922) 를 무선으로 충전하도록 구성된 하나 이상의 무선 충전기들의 위치를 텍스트 및/또는 청취할 수 있는 메세지를 통해 제공하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 또 다른 예시적인 실시예에서, 디바이스 (922) 는 하나 이상의 무선 충전기들의 탐색 방향 (navigation direction) 들을 디스플레이 및/또는 청각적으로 전달하도록 구성될 수도 있다.

제한되지 않는 예로서, 디바이스 (922) 는 디바이스 (922) 에 가장 가까운 하나 이상의 무선 충전기들의 위치 및 이들로의 탐색 방향 (navigation direction) 들을 사용자에게 제공하도록 구성될 수도 있다. 특정 예로서, 도 9 에 도시된 것과 같이, 디바이스 (922) 는 인근 무선 충전기의 현재 모드 (예컨대, 표준 모드, 절약 모드, 야간 모드, 사용자-프로그래밍 가능 모드 등등) 를 디스플레이하도록 구성될 수도 있다. 디바이스 (922) 는 임의의 공지된 적절한 검출 수단들 및/또는 부가된 데이터베이스 (926) 를 통해 무선 충전기 위치들에 관한 정보를 획득하도록 구성될 수도 있다. 디바이스 (922) 는 지정된 충전기에 대한 사용자 프로그래밍 가능 모드들의 동작시간 및 파라미터들을 세팅하거나 충전 스케줄을 세팅하는 것을 포함하여, 하나 이상의 무선 충전기들의 모드를 변경하도록 구성될 수도 있다.

도 10 은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 전자 디바이스를 무선으로 충전하는 방법의 흐름도 (1000) 를 도시한다. 시간 정보가 획득될 수도 있다 (1010). 시간 정보는 전술된 것과 같은 전자 디바이스 또는 시간 서버와 같은 외부 디바이스들로부터 획득될 수 있다. 시간 정보는 내부 시간 소스 또는 오실레이터로부터 충전 디바이스에 의해 내부적으로 획득될 수도 있다. 시간 정보가 미리 결정된 허용가능한 시간 내에 있는지 결정된다 (1020). 그러한 결정은 충전기가 현재 동작하도록 세팅되어 있는 현재 충전 모드 및 무선 전력을 송신을 허용 및 허용하지 않는 모드와 연관된 미리 결정된 시간 간격들을 결정함으로써 수행될 수도 있다. 충전 모드들은 전술된 것과 같이, 미리 정의되거나 사용자가 프로그래밍할 수도 있다.

만약 현재 시간이 충전 디바이스의 현재 충전 모드에 의해 정의된 것과 같이 미리 결정된 허용가능한 시간 간격 내에 있지 않으면, 충전 디바이스의 송신기는 디스에이블되고 (1030), 무선 전력은 인근 전자 디바이스들로 송신되지 않는다. 만약 현재 시간이 충전 디바이스의 현재 충전 모드에 의해 정의된 것과 같이 미리 결정된 허용가능한 시간 간격 내에 있으면, 충전 디바이스의 송신기는 인에이블되고, 무선 전력이 인근 전자 디바이스들로 송신된다 (1040).

본 발명의 접근 방식에 따른 몇가지 장점들은 본 발명의 실시예들이 무선 충전기의 동작에 대하여 더 많은 사용자 제어를 허용한다는 것이다. 이러한 부가되는 제어는 인간의 전자기 방사로의 노출을 제한하기 위해 요구되는 때에만 및/또는 에너지 비용들이 가장 저렴할 때 동작함으로써 충전기의 사용자에 대한 에너지 비용들을 감소시킬 수 있다. 이러한 추가의 제어는 사용자의 선호도 및 상황들에 따라 충전 플랜을 결정하는 능력을 사용자에게 제공할 수도 있다.

당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명되는 다양한 설명의 논리적인 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 구현될 수도 있음을 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호 교환 가능성을 명확히 설명하기 위해, 다양하게 설명되는 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능성에 관련하여 전술되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 따라 결정된다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 전술된 기능성을 구현할 수도 있지만, 그러한 구현 결정들은 본 발명의 예시적인 실시예들의 범위로부터 벗어나는 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 명세서에서 개시된 예시적인 실시예들과 관련하여 설명되는 다양한 설명의 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기 (DSP), 애플리케이션용 집적 회로 (ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수도 있지만, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신이 될 수도 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 디바이스들의 조합으로서 구현될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 예시적인 실시예들와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에서 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들의 조합에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 소거가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램 가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 형태의 공지된 저장 매체 내에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 따라서 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판독하고, 저장 매체로 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 필수일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC은 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.

하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 설명되는 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우에, 기능들은 컴퓨터로 판독가능한 매체에 하나 이상의 명령들 또는 코드들로 저장되거나 송신될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 하나의 장소에서 또 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 송신을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 사용가능한 매체가 될 수 있다. 제한되지 않는 예로서, 상기 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드 수단들을 전달 또는 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 매체 또는 범용 또는 특정 목적의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속은 적절히 컴퓨터판독가능 매체라 지칭된다. 예를 들면, 만약 소프트웨어가 웹사이트, 서버 또는 동축 케이블, 광 케이블, 꼬임 쌍, 디지털 가입자선 (DSL), 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하는 다른 원격 소스로부터 송신되면, 동축 케이블, 광 케이블, 꼬임 쌍, DSL, 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같은 디스크 (disk) 와 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 휘발성 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하며, 이러한 디스크 (disk) 들은 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 이러한 디스크 (disc) 들은 레이터를 사용하여 데이터를 광학으로 재생한다. 이들의 조합들은 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

개시된 예시적인 실시예들의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 사용할 수 있도록 하기 위하여 제공되었다. 이러한 예시적인 실시예들에 대한 여러 가지 변형들은 당업자에게 용이하게 인식되며, 본 명세서에서 정의된 포괄적인 원칙들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 다른 예시적인 실시예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 예시적인 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원칙들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다.

Claims

무선 전력 충전 디바이스로서,
전자 디바이스로부터 정보를 수신하도록 구성된 수신기로서, 상기 정보는 상기 전자 디바이스를 충전하기 위한 파라미터를 정의하는, 상기 수신기;
상기 전자 디바이스를 전력 공급하거나 충전하기 충분한 레벨로 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 무선 전력 송신기;
상기 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전자 디바이스에 전력을 무선으로 송신하도록 상기 무선 전력 송신기를 선택적으로 인에이블하도록 구성된 프로세서; 및
사용자가 시간 간격 또는 충전 모드를 보는 것 및 조정하는 것을 허용하도록 구성된 입력 영역을 포함하는 인터페이스를 가지는 디스플레이로서, 상기 시간 간격 또는 충전 모드는 상기 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 정의되는, 상기 디스플레이를 포함하고,
상기 전자 디바이스로부터 수신된 정보는 충전 스케줄을 포함하고, 상기 충전 스케줄은 상기 시간 간격 또는 충전 모드를 정의하며, 상기 충전 스케줄은 복수의 사용자-정의된 충전 시간들을 포함하고,
상기 무선 전력 송신기와 상기 전자 디바이스의 수신기는 상호 공진 관계에 따라 구성되는, 무선 전력 충전 디바이스.
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제 1 항에 있어서,
상기 충전 스케줄은 상기 시간 간격 또는 충전 모드를 포함하는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 영역은 상기 사용자가 복수의 충전 모드들 사이에서 선택하는 것을 허용하도록 구성되는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 정보는 상기 무선 전력 충전 디바이스의 식별자 또는 상기 무선 전력 충전 디바이스의 충전 상태 중 하나를 포함하는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 인터페이스는 상기 전자 디바이스를 충전하는 것과 관련된 정보를 제공하도록 구성된, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 전자 디바이스의 존재 또는 부재를 검출하도록 구성된 부하 감지 회로를 더 포함하는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 8 항에 있어서,
전력 증폭기를 더 포함하고,
상기 부하 감지 회로는 상기 전력 증폭기의 전류 흐름을 모니터하는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 전력 증폭기 상의 부하의 변화들을 검출하도록 더 구성된, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기는 다른 무선 디바이스로 무선으로 전력을 송신하도록 더 구성된, 무선 전력 충전 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 프로세서는 제 1 송신 페이즈 또는 듀티 사이클 동안에 상기 전자 디바이스로 송신하고 제 2 송신 페이즈 또는 듀티 사이클 동안에 다른 무선 디바이스로 송신하도록 구성된, 무선 전력 충전 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 전력 증폭기 상의 부하에 대한 변화들을 검출하고 상기 검출된 변화들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 또는 제 2 송신 페이즈들 동안 무선 전력 전송을 인에이블하도록 구성된, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 인터페이스는 발광 다이오드를 포함하는, 무선 전력 충전 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 전자 디바이스는 카메라, 전화기, 오디오/비디오 플레이어 및 개인 휴대 정보 단말기 (PDA) 중 적어도 하나로서 구성되는, 무선 전력 충전 디바이스.
충전 디바이스를 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은,
전자 디바이스로부터 정보를 수신하는 단계로서, 상기 정보는 상기 전자 디바이스를 충전하기 위한 파라미터를 정의하는, 상기 정보를 수신하는 단계;
상기 충전 디바이스 상에서 시간 간격 또는 충전 모드를 디스플레이하는 단계로서, 상기 시간 간격 또는 상기 충전 모드는 상기 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 정의되는, 상기 디스플레이하는 단계;
상기 충전 디바이스 상에서 사용자 입력을 수신하여 상기 디스플레이된 시간 간격 또는 충전 모드를 조정하는 단계; 및
상기 조정된 시간 간격 또는 충전 모드 동안 상기 전자 디바이스에 대한 무선 전력 송신을 선택적으로 인에이블하는 단계를 포함하고,
상기 정보를 수신하는 단계는 데이터 파일 내의 충전 스케줄을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 충전 스케줄은 상기 시간 간격 또는 충전 모드를 정의하며, 상기 충전 스케줄은 복수의 사용자-정의된 충전 시간들을 포함하고,
상기 충전 디바이스의 무선 전력 송신기와 상기 전자 디바이스의 수신기는 상호 공진 관계에 따라 구성되는, 충전 디바이스를 동작시키는 방법.
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제 16 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신을 선택적으로 인에이블하는 단계는,
제 1 송신 페이즈 또는 듀티 사이클 동안 상기 전자 디바이스로 송신하는 단계; 및
제 2 송신 페이즈 또는 듀티 사이클 동안 다른 무선 디바이스로 송신하는 단계를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키는 방법.
제 18 항에 있어서,
전력 증폭기 상의 부하에 대한 변화들을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 변화들에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 송신 페이즈들 동안 무선 전력 송신을 선택적으로 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키는 방법.
무선 전력 충전 디바이스로서,
전자 디바이스로부터 정보를 수신하기 위한 수단으로서, 상기 정보는 상기 전자 디바이스를 충전하기 위한 파라미터를 정의하는, 상기 정보를 수신하기 위한 수단;
상기 충전 디바이스 상에서 시간 간격 또는 충전 모드를 디스플레이하기 위한 수단으로서, 상기 시간 간격 또는 상기 충전 모드는 상기 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 정의되는, 상기 디스플레이하기 위한 수단;
상기 충전 디바이스 상에서 사용자 입력을 수신하여 상기 디스플레이된 시간 간격 또는 충전 모드를 조정하기 위한 수단;
상기 전자 디바이스를 전력 공급하거나 충전하기 위한 레벨로 전력을 무선으로 송신하기 위한, 전력을 송신하기 위한 수단; 및
상기 조정된 시간 간격 또는 충전 모드 동안 상기 전자 디바이스에 대한 무선 전력 송신을 선택적으로 인에이블하기 위한 수단을 포함하고,
상기 정보를 수신하기 위한 수단은 데이터 파일 내의 충전 스케줄을 수신하기 위한 수단을 포함하고, 상기 충전 스케줄은 상기 시간 간격 또는 충전 모드를 정의하며, 상기 충전 스케줄은 복수의 사용자-정의된 충전 시간들을 포함하고,
상기 전력을 송신하기 위한 수단과 상기 전자 디바이스의 수신기는 상호 공진 관계에 따라 구성되는, 무선 전력 충전 디바이스.
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