KR101910260B1 - 무선 전력 송신기 튜닝 - Google Patents

Abstract

본 개시는 무선 전력 송신기를 튜닝하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양태에 있어서, 전력을 부하에 무선으로 제공하도록 구성된 디바이스가 제공된다. 그 디바이스는 전력 경로를 따라 전력을 제공하도록 구성된 신호 구동기를 포함한다. 그 디바이스는 원치않는 하모닉 콘텐츠를 도입하는, 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하도록 구성된, 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로를 더 포함한다. 그 디바이스는 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하고 그리고 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 상보적 하모닉 콘텐츠를 발생하도록 구성된, 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로를 더 포함한다.

Description

무선 전력 송신기 튜닝{WIRELESS POWER TRANSMITTER TUNING}

본 발명은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 개시는 무선 전력 송신기를 튜닝하는 것에 관한 것이다.

증가하는 수의 및 다양한 전자 디바이스들이 재충전가능 배터리들을 통해 전력공급된다. 그러한 디바이스들은 모바일 전화기들, 휴대용 뮤직 플레이어들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변기기 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 보청기들 등등을 포함한다. 배터리 기술이 개선되었지만, 배터리 전력공급식 전자 디바이스들은 더 큰 전력량들을 점점더 요구 및 소모한다. 그에 따라, 이들 디바이스들은 재충전을 계속 요구한다. 재충전가능 디바이스들은 종종, 전력 공급부에 물리적으로 접속되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구하는 유선 커넥션들을 통해 충전된다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 종종 불편하거나 거추장스러우며, 다른 단점들을 가진다. 재충전가능 전자 디바이스들을 충전하는데 사용될 자유 공간에 전력을 전송하는 것이 가능한 무선 충전 시스템들은 유선 충전 솔루션들의 결점들 중 일부를 극복할 수도 있다. 그에 따라, 재충전가능 전자 디바이스를 충전하기 위한 전력을 효율적이고 안전하게 전송하는 무선 충전 시스템들 및 방법들이 바람직하다.

첨부된 청구항들의 범위 내의 시스템들, 방법들 및 디바이스들의 다양한 구현들 각각은 수개의 양태들을 가지며, 이들 양태들 중 어떠한 단일 양태도 본 명세서에서 설명된 바람직한 속성들을 유일하게 책임지지 않는다. 첨부된 청구항들의 범위를 한정하지 않고도, 일부 현저한 특징들이 본 명세서에서 설명된다.

이 명세서에서 설명되는 청구물의 하나 이상의 구현들의 상세들이 첨부 도면들 및 하기의 설명에 기재된다. 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은 그 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백하게 될 것이다. 다음 도면들의 상대적인 디멘젼(dimension)들은, 스케일링하도록 묘화되지 않을 수도 있음을 유의한다.

일 양태는 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스를 제공한다. 그 디바이스는 전력 경로를 따라 전력을 제공하도록 구성된 신호 구동기를 포함한다. 그 디바이스는 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하도록 구성되고 하모닉 콘텐츠를 발생하는, 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로를 더 포함한다. 그 디바이스는 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하고 그리고 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 상보적 하모닉 콘텐츠를 발생하도록 구성된, 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로를 더 포함한다.

다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬로 스위치를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 리액티브 엘리먼트는 커패시터를 포함할 수 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 그 디바이스는 중심 탭을 갖는 송신 코일을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 신호 구동기는 차동 구동기를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 신호 구동기는 단일단 (single-ended) 구동기를 포함할 수 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 2 이상의 트랜지스터들은 리액티브 엘리먼트와 병렬일 수 있다. 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 인에이블함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 송신 회로는 부하에 전력을 제공하기 위해 수신 회로에 전력을 무선으로 제공하도록 구성된다. 수신기 회로는 공진 주파수에서 공진하도록 구성될 수 있다.

다른 양태는 무선 전력을 제공하는 방법을 제공한다. 그 방법은, 신호 구동기에서, 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 단계를 포함한다. 그 방법은 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로에서 하모닉을 발생하는 단계를 더 포함한다. 그 방법은 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로에서 다른 하모닉을 발생하는 단계를 더 포함한다. 다른 하모닉은 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거한다.

다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬로 스위치를 포함할 수 있고, 여기서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 리액티브 엘리먼트는 커패시터를 포함할 수 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 그 방법은 중심 탭을 갖는 송신 코일을 통해 수신기에 무선 전력을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 그 방법은 전력을 제공하는 것이 차동 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있는 것을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 그 방법은 전력을 제공하는 것이 단일단 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있는 것을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 2 이상의 트랜지스터들은 리액티브 엘리먼트와 병렬일 수 있으며, 그 방법은 2 이상의 트랜지스터들을 인에이블함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 그 방법은 부하에 전력을 제공하기 위해 수신 회로에 전력을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 수신기 회로는 공진 주파수에서 공진하도록 구성될 수 있다.

다른 양태는 무선 전력을 제공하기 위한 장치를 제공한다. 그 장치는 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 수단을 포함한다. 그 장치는 전력 경로를 튜닝하고 하모닉을 발생하는 제 1 수단을 더 포함한다. 그 장치는 전력 경로를 튜닝하고 다른 하모닉을 발생하는 제 2 수단을 더 포함한다. 다른 하모닉은 튜닝하기 위한 제 1 수단에 의해 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거한다.

다른 양태는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 그 매체는, 실행될 경우, 장치로 하여금 전력 경로를 따라 전력을 제공하게 하는 코드를 포함한다. 그 매체는, 실행될 경우, 장치로 하여금 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로에서 하모닉을 발생하게 하는 코드를 더 포함한다. 그 매체는, 실행될 경우, 장치로 하여금 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로에서 다른 하모닉을 발생하게 하는 코드를 더 포함한다. 다른 하모닉은 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거한다.

도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 기능 블록 다이어그램이다.
도 2 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 예시적인 회로들의 기능 블록 다이어그램이다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 또는 수신 코일을 포함한 도 2 의 송신 회로부 또는 수신 회로부의 부분의 개략 다이어그램이다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 송신기의 기능 블록 다이어그램이다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 수신기의 기능 블록 다이어그램이다.
도 6 은 도 4 의 송신 회로부에서 사용될 수도 있는 송신 회로부의 부분의 개략 다이어그램이다.
도 7 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 송신 회로 및 수신 회로를 포함한 예시적인 무선 전력 시스템의 개략 다이어그램이다.
도 8 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 예시적인 튜닝 회로를 포함한 도 7 의 무선 전력 시스템의 개략 다이어그램이다.
도 9a 및 도 9b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 코일의 중심 탭에 위치된 예시적인 튜닝 회로들을 포함한 도 7 의 무선 전력 시스템의 개략 다이어그램들이다.
도 10a, 도 10b, 및 도 10c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 다양한 동작 상태들로 도시된 예시적인 튜닝 회로의 개략 다이어그램들이다.
도 11a, 도 11b, 및 도 11c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 다양한 동작 상태들로 도시된 다른 예시적인 튜닝 회로의 개략 다이어그램들이다.
도 12 는 입력 전압의 함수로서의 트랜지스터 커패시턴스의 예시적인 그래프를 도시한다.
도 13a 및 도 13b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 예시적인 튜닝 회로의 개략 다이어그램들이다.
도 14a 및 도 14b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로의 개략 다이어그램들이다.
도 15a 내지 도 15c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로 (1520) 의 개략 다이어그램들이다.
도 16a 및 도 16b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로의 개략 다이어그램들이다.
도 17 은 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 송신기의 기능 블록 다이어그램이다.
도 18 은 무선 전력 송신의 예시적인 방법의 플로우차트이다.
도 19 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 송신용 시스템의 기능 블록 다이어그램이다.
도면들에 도시된 다양한 특징부들은, 스케일링하도록 묘화되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 다양한 특징부들의 디멘젼들은 명료화를 위해 임의적으로 확장되거나 감소될 수도 있다. 부가적으로, 도면들의 일부는 소정의 시스템, 방법 또는 디바이스의 회로들 모두를 도시하지 않을 수도 있다. 마지막으로, 유사한 참조부호들은 명세서 및 도면들 전반에 걸쳐 유사한 특징부들을 나타내도록 사용될 수도 있다.

첨부된 도면들과 관련하여 하기에 기재된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되고, 본 발명이 실시될 수도 있는 유일한 실시형태들만을 나타내도록 의도되지는 않는다. 이 설명 전반에 걸쳐 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 예증, 또는 예시로서 기능하는" 을 의미하며, 다른 예시적인 실시형태들에 비해 반드시 선호되거나 유리한 것으로서 해석되지는 않아야 한다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 철저한 이해를 제공할 목적으로 특정 상세들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들은 이들 특정 상세들없이도 실시될 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 널리 공지된 구조들 및 디바이스들은 본 명세서에서 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 블록 다이어그램 형태로 도시된다.

전력을 무선으로 전송하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들, 또는 기타 등등과 연관된 임의의 형태의 에너지를 물리적인 전기 전도체들의 사용없이 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송될 수도 있음) 송신기로부터 수신기로 전송하는 것을 지칭할 수도 있다. 무선 필드 (예를 들어, 자기장) 으로의 전력 출력은 전력 전송을 달성하기 위해 "수신 코일" 에 의해 수신, 포착 또는 커플링될 수도 있다.

도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능 블록 다이어그램이다. 입력 전력 (102) 은, 에너지 전송을 제공하기 위한 필드 (105) 를 생성하기 위한 전력 소스 (도시 안됨) 로부터 송신기 (104) 로 제공될 수도 있다. 수신기 (108) 는, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (도시 안됨) 에 의한 저장 또는 소비를 위해, 필드 (105) 에 커플링하고 출력 전력 (110) 을 생성할 수도 있다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자는 거리 (112) 만큼 분리된다. 일 예시적인 실시형태에 있어서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 매우 근접할 경우, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 송신 손실들은 최소이다. 그에 따라, 무선 전력 전송은, 코일들이 매우 근접할 것 (예를 들어, 수 mm) 을 요구하는 큰 코일들을 요구할 수도 있는 순수하게 유도성인 솔루션들에 대하여 더 큰 거리에 걸쳐 제공될 수도 있다. 따라서, 공진 유도성 커플링 기법들은 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 유도성 코일 구성들로 개선된 효율성 및 전력 전송을 허용할 수도 있다.

수신기 (108) 는, 수신기 (108) 가 송신기 (104) 에 의해 생성된 에너지 필드 (105) 에 위치될 경우 전력을 수신할 수도 있다. 필드 (105) 는, 송신기 (104) 에 의해 출력된 에너지가 수신기 (105) 에 의해 포착될 수도 있는 영역에 대응한다. 일부 경우들에 있어서, 필드 (105) 는, 하기에서 더 설명될 바와 같이, 송신기 (104) 의 "근거리장" 에 대응할 수도 있다. 송신기 (104) 는 에너지 송신물을 출력하기 위한 송신 코일 (114) 을 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 에너지 송신물로부터의 에너지를 수신하거나 포착하기 위한 수신 코일 (118) 을 더 포함한다. 근거리장은, 전력을 송신 코일 (114) 로부터 멀리 최소로 방사하는 송신 코일 (114) 내 전류들 및 전하들로부터 기인하는 강한 리액티브 필드들이 존재하는 영역에 대응할 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 근거리장은 송신 코일 (114) 의 대략 일 파장 (또는 그의 분수) 내인 영역에 대응할 수도 있다. 송신 및 수신 코일들 (114 및 118) 은, 연관될 어플리케이션들 및 디바이스들에 따라 사이징된다. 상기 설명된 바와 같이, 전자기파에서의 에너지 대부분을 원거리장으로 전파하는 것보다는 송신 코일 (114) 의 필드 (105) 내의 에너지의 대부분을 수신 코일 (118) 에 커플링시킴으로써, 충분한 에너지 전송이 발생할 수도 있다. 필드 (105) 내에 위치될 경우, "커플링 모드" 가 송신 코일 (114) 과 수신 코일 (118) 간에 전개될 수도 있다. 이러한 커플링이 발생할 수도 있는, 송신 및 수신 코일들 (114 및 118) 주위의 영역은 커플링 모드 영역으로서 본 명세서에서 지칭된다.

도 2 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 에서 사용될 수도 있는 예시적인 회로들의 기능 블록 다이어그램이다. 송신기 (204) 는, 오실레이터 (223), 구동기 회로 (224), 그리고 필터 및 매칭 회로 (226) 를 포함할 수도 있는 송신 회로부 (206) 를 포함할 수도 있다. 오실레이터 (223) 는, 주파수 제어 신호 (222) 에 응답하여 조정될 수도 있는 468.75 KHz, 6.78 MHz 또는 13.56 MHz 와 같은 원하는 주파수에서 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 오실레이터 신호는, 예를 들어, 송신 코일 (214) 의 공진 주파수에서 송신 코일 (214) 을 구동하도록 구성된 구동기 회로 (224) 에 제공될 수도 있다. 구동기 회로 (224) 는, 오실레이터 (223) 로부터 구형파를 수신하고 사인파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다. 예를 들어, 구동기 회로 (224) 는 클래스 E 증폭기일 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (226) 는 또한, 하모닉들 또는 다른 원치않는 주파수들을 필터링하고 송신 코일 (214) 에 대한 송신기 (204) 의 임피던스를 매칭하기 위해 포함될 수도 있다.

수신기 (208) 는, 도 2 에 도시된 바와 같은 그리고 수신기 (108) 에 커플링된 디바이스 (도시 안됨) 를 전력공급하기 위한 배터리 (236) 를 충전하기 위해 AC 전력 입력으로부터 DC 전력 출력을 생성하도록 매칭 회로 (232) 그리고 정류기 및 스위칭 회로 (234) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (210) 를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (232) 는, 수신 코일 (218) 에 대한 수신 회로부 (210) 의 임피던스를 매칭하기 위해 포함될 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 부가적으로, 별도의 통신 채널 (219) (예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상으로 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 대안적으로, 무선 필드 (206) 의 특성을 이용하여 대역내 시그널링을 통해 통신할 수도 있다.

하기에서 더 완전히 설명되는 바와 같이, 선택적으로 디스에이블가능한 연관된 부하 (예를 들어, 배터리 (236)) 를 처음에 가질 수도 있는 수신기 (208) 는, 송신기 (204) 에 의해 송신된 그리고 수신기 (208) 에 의해 수신된 전력량이 배터리 (236) 를 충전하기에 적당한지 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 수신기 (208) 는 전력량이 적당하다고 결정할 시 부하 (예를 들어, 배터리 (236)) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 수신기 (208) 는 배터리 (236) 의 충전없이 무선 전력 전송 필드로부터 수신된 전력을 직접 활용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 근거리장 통신 (NFC) 또는 무선 주파수 식별 디바이스 (RFID) 와 같은 통신 디바이스는 무선 전력 전송 필드로부터 전력을 수신하고, 무선 전력 전송 필드와 상호작용함으로써 통신하고/하거나 수신된 전력을 활용하여 송신기 (204) 또는 다른 디바이스들과 통신하도록 구성될 수도 있다.

도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 또는 수신 코일 (352) 을 포함한 도 2 의 송신 회로부 (206) 또는 수신 회로부 (210) 의 부분의 개략 다이어그램이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시형태들에서 사용된 송신 또는 수신 회로부 (350) 는 코일 (352) 을 포함할 수도 있다. 코일은 또한 "루프" 안테나 (352) 로 지칭되거나 루프 안테나로서 구성될 수도 있다. 코일 (352) 은 또한 "자기" 안테나 또는 유도 코일로 본 명세서에서 지칭되거나 자기 안테나 또는 유도 코일로서 구성될 수도 있다. 용어 "코일" 은, 다른 "코일" 로의 커플링을 위해 에너지를 무선으로 출력 또는 수신할 수도 있는 회로를 지칭하도록 의도된다. 코일은 또한, 전력을 무선으로 출력 또는 수신하도록 구성되는 타입의 "안테나" 로서 지칭될 수도 있다. 코일 (352) 은 페라이트 코어 (도시 안됨) 와 같은 물리적 코어 또는 에어 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 에어 코어 코일 (352) 은 코어 영역 내의 다른 회로들의 배치를 허용한다. 에어 코어 코일들은, 특정 타입들의 이질적인 물리 디바이스들이 코어 근방에 배치될 경우에 디튜닝 (detuning) 에 다소 민감할 수도 있다. 부가적으로, 에어 코어는 송신 코일 (214) (도 2) 의 평면 내 수신 코일 (218) (도 2) 의 배치를 더 용이하게 인에이블할 수도 있으며, 여기서, 송신 코일 (214) (도 2) 의 커플링 모드 영역은 더 강력할 수도 있다.

서술된 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 에너지의 효율적인 전송은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안에 발생할 수도 있다. 하지만, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 공진이 매칭되지 않은 경우라도, 비록 효율성이 영향받을 수도 있지만, 에너지가 전송될 수도 있다. 송신 코일로부터의 에너지를 자유 공간으로 전파하는 것보다는 송신 코일의 필드 (105) 로부터의 에너지를, 이 필드 (105) 가 확립된 이웃에 상주하는 수신 코일에 커플링함으로써 에너지의 전송이 발생한다.

루프 또는 자기 코일들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 인덕턴스는 단순히 코일 (352) 에 의해 생성된 인덕턴스일 수도 있지만, 커패시턴스는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 코일의 인덕턴스에 부가될 수도 있다. 비-한정적인 예로서, 커패시터 (354) 및 커패시터 (356) 가 송신 또는 수신 회로부 (350) 에 부가되어, 공진 주파수에서 신호 (358) 를 선택하는 공진 회로를 생성할 수도 있다. 이에 따라, 더 큰 직경의 코일들에 대해, 공진을 유지하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는, 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 더욱이, 코일의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가할 수도 있다. 다른 회로들을 사용하여 형성된 다른 공진 회로들이 또한 가능하다. 다른 비-한정적인 예로서, 커패시터는 코일 (350) 의 2개의 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 송신 코일들에 대해, 코일 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 는 코일 (352) 에 대한 입력일 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 송신기 (104) 는, 송신 코일 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 시변 자기장을 출력하도록 구성될 수도 있다. 수신기가 필드 (105) 내에 있을 경우, 시변 자기장은 수신 코일 (118) 에서 전류를 유도할 수도 있다. 상기 설명된 바와 같이, 수신 코일 (118) 이 송신 코일 (118) 의 주파수에서 공진하도록 구성된다면, 에너지는 효율적으로 전송될 수도 있다. 수신 코일 (118) 에서 유도된 AC 신호는, 부하를 충전하거나 전력공급하도록 제공될 수도 있는 DC 신호를 생성하기 위해 상기 설명된 바와 같이 정류될 수도 있다.

도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 송신기 (404) 의 기능 블록 다이어그램이다. 송신기 (404) 는 송신 회로부 (406) 및 송신 코일 (414) 을 포함할 수도 있다. 송신 코일 (414) 은 도 3 에 도시된 바와 같은 코일 (352) 일 수도 있다. 송신 회로부 (406) 는, 송신 코일 (414) 주위로 에너지 (예를 들어, 자속) 의 생성을 발생하는 발진 신호를 제공함으로써 RF 전력을 송신 코일 (414) 에 제공할 수도 있다. 송신기 (404) 는 임의의 적합한 주파수에서 동작할 수도 있다. 예로서, 송신기 (404) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.

송신 회로부 (406) 는 송신 코일 (414) 에 대한 송신 회로부 (406) 의 임피던스 (예를 들어, 50 오옴) 를 매칭하기 위한 고정된 임피던스 매칭 회로 (409), 및 수신기들 (108) (도 1) 에 커플링된 디바이스들의 셀프-재밍을 방지하기 위해 하모닉 방출들을 감소시키도록 구성된 저역 통과 필터 (LPF) (408) 를 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은, 다른 주파수들을 통과시키면서 특정 주파수들을 감쇄하는 노치 필터들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있으며, 코일 (414) 에 대한 출력 전력 또는 구동기 회로 (424) 에 의해 인출된 DC 전류와 같은 측정가능한 송신 메트릭들에 기초하여 변경될 수도 있는 적응적 임피던스 매칭을 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (406) 는, 오실레이터 (423) 에 의해 결정된 바와 같은 RF 신호를 구동하도록 구성된 구동기 회로 (424) 를 더 포함한다. 송신 회로부 (406) 는 별도의 디바이스들 또는 회로들로 이루어질 수도 있거나, 또는 대안적으로, 집적된 어셈블리로 이루어질 수도 있다. 송신 코일 (414) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 약 2.5 와트일 수도 있다.

송신 회로부 (406) 는 특정 수신기들에 대한 송신 단계들 (또는 듀티 사이클들) 동안 오실레이터 (423) 를 선택적으로 인에이블하고, 오실레이터 (423) 의 주파수 또는 위상을 조정하며, 이웃한 디바이스들과 그 접속된 수신기들을 통해 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정하는 제어기 (415) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (415) 는 또한 프로세서 (415) 로서 본 명세서에서 지칭될 수도 있음을 유의한다. 송신 경로에서의 오실레이터 위상 및 관련 회로부의 조정은, 특히, 일 주파수로부터 다른 주파수로 천이할 경우, 대역외 방출들의 감소를 허용할 수도 있다.

송신 회로부 (406) 는, 송신 코일 (414) 에 의해 생성된 근거리장 근방에서 활성 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하는 부하 감지 회로 (416) 를 더 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로 (416) 는, 하기에서 더 설명될 바와 같이, 송신 코일 (414) 에 의해 생성된 필드 근방에서 활성 수신기들의 존재 또는 부재에 의해 영향받을 수도 있는 구동기 회로 (424) 로 흐르는 전류를 모니터링한다. 구동기 회로 (424) 상의 부하에 대한 변화들의 검출은, 에너지를 송신하고 활성 수신기와 통신하기 위해 오실레이터 (423) 를 인에이블할지 여부를 결정하는데 사용하기 위한 제어기 (415) 에 의해 모니터링된다. 하기에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 구동기 회로 (424) 에서 측정된 전류는, 무효한 디바이스가 송신기 (404) 의 무선 전력 전송 영역 내에 위치되는지 여부를 결정하는데 사용될 수도 있다.

송신 코일 (414) 은, 저항성 손실들을 낮게 유지하도록 선택된 두께, 폭, 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 또는 리쯔 (Litz) 와이어로 구현될 수도 있다. 일 구현에 있어서, 송신 코일 (414) 은 일반적으로, 테이블, 매트, 램프, 또는 다른 덜 휴대용의 구조와 같은 더 큰 구조와의 연관을 위해 구성될 수도 있다. 이에 따라, 송신 코일 (414) 은 일반적으로, 실제 디멘젼을 이루기 위해 "턴들" 을 필요로 하지 않을 수도 있다. 송신 코일 (414) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작을" 수도 있으며 (즉, 파장의 분수), 공진 주파수를 정의하기 위해 커패시터들을 사용함으로써 더 낮게 사용가능한 주파수들에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다.

송신기 (404) 는 송신기 (404) 와 연관될 수도 있는 수신기 디바이스들의 소재 (whereabouts) 및 상태에 관한 정보를 수집 및 추적할 수도 있다. 따라서, 송신 회로부 (406) 는 (본 명세서에서 프로세서로서 또한 지칭되는) 제어기 (415) 에 접속되는, 존재 검출기 (480), 밀폐형 검출기 (460), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (415) 는 존재 검출기 (480) 및 밀폐형 검출기 (460) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 구동기 회로 (424) 에 의해 전달된 전력의 양을 조정할 수도 있다. 송신기 (404) 는, 예를 들어, 빌딩 내에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하기 위한 AC-DC 변환기 (도시 안됨), 종래의 DC 전력 소스를 송신기 (404) 에 적합한 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 변환기 (도시 안됨) 와 같은 다수의 전력 소스들을 통해, 또는 종래의 DC 전력 소스 (도시 안됨) 로부터 직접 전력을 수신할 수도 있다.

비-한정적인 예로서, 존재 검출기 (480) 는 송신기 (404) 의 커버리지 영역으로 삽입된, 충전될 디바이스의 초기 존재를 감지하는데 활용되는 모션 검출기일 수도 있다. 검출 이후에, 송신기 (404) 는 턴 온 될 수도 있고, 디바이스에 의해 수신된 RF 전력은 미리결정된 방식으로 Rx 디바이스 상의 스위치를 토글링하도록 이용될 수도 있으며, 차례로, 이는 송신기 (404) 의 구동 포인트 임피던스에 대한 변화들을 발생시킨다.

다른 비-한정적인 예로서, 존재 검출기 (480) 는, 예를 들어, 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적합한 수단에 의해 인간을 검출할 수 있는 검출기일 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에 있어서, 송신 코일 (414) 이 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력의 양을 제한하는 규정들이 존재할 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 이러한 규정들은 전자기 방사로부터 인간들을 보호하도록 의도된다. 하지만, 송신 코일 (414) 이, 예를 들어, 차고, 공장 현장, 상점 등과 같이 인간들에 의해 점유되지 않거나 인간들에 의해 드물게 점유되는 영역들에 배치되는 환경들이 존재할 수도 있다. 이러한 환경들이 인간들로부터 자유롭다면, 송신 코일 (414) 의 전력 출력을 정규의 전력 제약 규정들을 초과하도록 증가시키는 것이 허용가능할 수도 있다. 즉, 제어기 (415) 는 인간 존재에 응답하여 송신 코일 (414) 의 전력 출력을 규제 레벨 이하로 조정하고, 인간이 송신 코일 (414) 의 전자기장으로부터 규제 거리 밖에 있을 경우 송신 코일 (414) 의 전력 출력을 규제 레벨을 초과한 레벨로 조정할 수도 있다.

비-한정적인 예로서, (밀폐형 구획 검출기 또는 밀폐형 공간 검출기로서 본 명세서에서 또한 지칭될 수도 있는) 밀폐형 검출기 (460) 는 인클로저가 폐쇄 상태 또는 개방 상태일 때를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 송신기가 밀폐 상태인 인클로저 내에 있을 경우, 송신기의 전력 레벨은 증가될 수도 있다.

예시적인 실시형태들에 있어서, 송신기 (404) 가 무한정으로 남겨지지 않는 방법이 이용될 수도 있다. 이 경우, 송신기 (404) 는 사용자 결정식 시간량 이후에 셧오프하도록 프로그래밍될 수도 있다. 이러한 특징은 송신기 (404), 특히 구동기 회로 (424) 가 그 주위의 무선 디바이스들이 완전히 충전된 이후에 길게 구동하는 것을 방지한다. 이러한 이벤트는 중계기 또는 수신 코일로부터 전송된, 디바이스가 완전히 충전되었다는 신호를 검출하기 위한 회로의 실패에 기인할 수도 있다. 다른 디바이스가 그 주위에 배치되는 경우에 송신기 (404) 가 자동으로 셧다운하는 것을 방지하기 위해, 송신기 (404) 자동 셧오프 특징은 오직 그 주위에서 검출된 모션의 부재에 대한 설정 주기 이후에만 활성화될 수도 있다. 사용자는 비활성 시간 간격을 결정하고, 원할 경우 그 시간 간격을 변경할 수도 있다. 비-한정적인 예로서, 그 시간 간격은 디바이스가 처음에 완전히 방전되어 있다는 가정 하에서 특정 타입의 무선 디바이스를 완전히 충전하는데 필요한 시간 간격보다 더 길 수도 있다.

도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 수신기 (508) 의 기능 블록 다이어그램이다. 수신기 (508) 는, 수신 코일 (518) 을 포함할 수도 있는 수신 회로부 (510) 를 포함한다. 수신기 (508) 는 추가로, 수신된 전력을 제공하기 위해 디바이스 (550) 에 커플링한다. 수신기 (508) 는 디바이스 (550) 외부에 있는 것으로서 도시되지만 디바이스 (550) 에 통합될 수도 있음을 유의해야 한다. 에너지는 수신 코일 (518) 에 무선으로 전파되고, 그 후, 수신 회로부 (510) 의 나머지를 통해 디바이스 (550) 에 커플링될 수도 있다. 예로서, 충전 디바이스는 모바일 전화기들, 휴대용 뮤직 플레이어들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변기기 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 보청기들 (다른 의료 디바이스들) 등등과 같은 디바이스들을 포함할 수도 있다.

수신 코일 (518) 은 송신 코일 (414) (도 4) 과 동일한 주파수에서 또는 주파수들의 명시된 범위 내에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 코일 (518) 은 송신 코일 (414) 과 유사하게 디멘져닝될 수도 있거나, 또는 관련 디바이스 (550) 의 디멘젼들에 기초하여 상이하게 사이징될 수도 있다. 예로서, 디바이스 (550) 는 송신 코일 (414) 의 길이의 직경보다 더 작은 직경 또는 길이 디멘젼을 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수도 있다. 그러한 예에서, 수신 코일 (518) 은, 튜닝 커패시터 (도시 안됨) 의 커패시턴스 값을 감소시키고 수신 코일의 임피던스를 증가시키기 위해 멀티-턴 코일로서 구현될 수도 있다. 예로서, 수신 코일 (518) 은, 코일 직경을 최대화하고 수신 코일 (518) 의 루프 턴들 (즉, 권선들) 의 수 및 권선 간 커패시턴스를 감소시키기 위해 디바이스 (550) 의 실질적인 둘레 주위에 배치될 수도 있다.

수신 회로부 (510) 는 수신 코일 (518) 에 임피던스 매칭을 제공할 수도 있다. 수신 회로부 (510) 는, 수신된 RF 에너지 소스를 디바이스 (550) 에 의한 사용을 위해 충전 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부 (506) 를 포함한다. 전력 변환 회로부 (506) 는 RF 대 DC 변환기 (520) 를 포함하며, 또한, DC 대 DC 변환기 (522) 를 포함할 수도 있다. RF 대 DC 변환기 (520) 는 수신 코일 (518) 에서 수신된 RF 에너지 신호를, V_rect 에 의해 표현된 출력 전압을 갖는 비-교류 전력으로 정류한다. DC 대 DC 변환기 (522) (또는 다른 전력 레귤레이터) 는 정류된 RF 에너지 신호를, V_out 및 I_out 에 의해 표현된 출력 전압 및 출력 전류로 디바이스 (550) 와 호환되는 에너지 전위 (예를 들어, 전압) 로 변환한다. 부분 정류기, 전파 정류기, 레귤레이터들, 브리지들, 더블러(doubler)들 뿐 아니라 선형 및 스위칭 변환기들을 포함하여 다양한 RF 대 DC 변환기들이 고려된다.

수신 회로부 (510) 는 추가로, 수신 코일 (518) 을 전력 변환 회로부 (506) 에 접속하거나 대안적으로 전력 변환 회로부 (506) 에서 접속해제하기 위한 스위칭 회로부 (512) 를 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로부 (506) 로부터 수신 코일 (518) 을 접속 해제하는 것은 디바이스 (550) 의 충전을 중단할뿐만 아니라, 송신기 (404) (도 2) 에 의해 "보여지는" 것과 같이 "부하" 를 변경한다.

상기 개시된 바와 같이, 송신기 (404) 는, 송신기 구동기 회로 (424) 에 제공된 바이어스 전류에서의 변동들을 검출할 수도 있는 부하 감지 회로 (416) 를 포함한다. 이에 따라, 송신기 (404) 는, 수신기들이 송신기의 근거리장에 존재할 때를 결정하기 위한 메커니즘을 갖는다.

다중의 수신기들 (508) 이 송신기의 근거리장에 존재할 경우, 다른 수신기들이 송신기에 더 효율적으로 커플링할 수 있도록 하나 이상의 수신기들의 로딩 및 언로딩을 시간 멀티플렉싱하는 것이 바람직할 수도 있다. 수신기 (508) 는 또한, 다른 인접 수신기들로의 커플링을 제거하거나 인접 송신기들 상으로의 로딩을 감소시키기 위해 클로킹 (cloak) 될 수도 있다. 수신기의 이러한 "언로딩" 은 또한, 본 명세서에서 "클로킹" 으로서 공지된다. 더욱이, 수신기 (508) 에 의해 제어되고 송신기 (404) 에 의해 검출되는 언로딩과 로딩 사이의 이러한 스위칭은 하기에서 더 충분히 설명되는 바와 같이 수신기 (508) 로부터 송신기 (404) 로의 통신 메커니즘을 제공할 수도 있다. 부가적으로, 프로토콜은 수신기 (508) 로부터 송신기 (404) 로의 메세지의 전송을 인에이블하는 스위칭과 연관될 수도 있다. 예로서, 스위칭 속도는 대략 100μsec 일 수도 있다.

예시적인 실시형태에 있어서, 송신기 (404) 와 수신기 (508) 간의 통신은 종래의 양방향 통신 (즉, 커플링 필드를 사용한 대역내 시그널링) 보다는 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘을 지칭한다. 즉, 송신기 (404) 는, 근거리장에서 에너지가 이용가능한지 여부를 조정하기 위해 송신된 신호의 온/오프 키잉을 사용할 수도 있다. 수신기는 에너지에서의 이러한 변화들을 송신기 (404) 로부터의 메세지로서 해석할 수도 있다. 수신기 측으로부터, 수신기 (508) 는, 얼마나 많은 전력이 필드로부터 수용되고 있는지를 조정하기 위해 수신 코일 (518) 의 튜닝 및 디튜닝을 사용할 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 튜닝 및 디튜닝은 스위칭 회로부 (512) 를 통해 달성될 수도 있다. 송신기 (404) 는 필드로부터 사용된 전력에서의 이러한 차이를 검출하고, 이러한 변화들을 수신기 (508) 로부터의 메세지로서 해석할 수도 있다. 송신 전력 및 부하 거동의 조정의 다른 형태들이 활용될 수도 있음을 유의한다.

수신 회로부 (510) 는 추가로, 송신기로부터 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있는 수신 에너지 변동들을 식별하는데 사용되는 시그널링 검출기 및 비컨 회로부 (514) 를 포함할 수도 있다. 더욱이, 시그널링 및 비컨 회로부 (514) 는 또한, 감소된 RF 신호 에너지 (즉, 비컨 신호) 의 송신을 검출하고, 감소된 RF 신호 에너지를, 무선 충전을 위한 수신 회로부 (510) 를 구성하기 위해 수신 회로부 (510) 내의 비-전력공급된 또는 전력 고갈된 회로들을 어웨이크하기 위한 공칭 전력으로 정류하는데 사용될 수도 있다.

수신 회로부 (510) 는 추가로, 본 명세서에서 설명되는 스위칭 회로부 (512) 의 제어를 포함하여 본 명세서에서 설명되는 수신기 (508) 의 프로세스들을 조종하기 위한 프로세서 (516) 를 포함한다. 수신기 (508) 의 클로킹은 또한, 충전 전력을 디바이스 (550) 에 제공하는 외부 유선 충전 소스 (예를 들어, 벽/USB 전력) 의 검출을 포함한 다른 이벤트들의 발생 시에 발생할 수도 있다. 프로세서 (516) 는, 수신기의 클로킹을 제어하는 것에 부가하여, 또한, 비컨 상태를 결정하기 위해 비컨 회로부 (514) 를 모니터링하고, 송신기 (404) 로부터 전송된 메세지들을 추출할 수도 있다. 프로세서 (516) 는 또한, 개선된 성능을 위해 DC 대 DC 변환기 (522) 를 조정할 수도 있다.

도 6 은 도 4 의 송신 회로부 (406) 에서 사용될 수도 있는 송신 회로부 (606) 의 부분의 개략 다이어그램이다. 송신 회로부 (606) 는 도 4 에서 상기 설명된 바와 같이 구동기 회로 (624) 를 포함할 수도 있다. 상기 설명된 바와 같이, 구동기 회로 (624) 는, 구형파를 수신하고 송신 회로 (650) 에 제공될 사인파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 구동기 회로 (624) 는 증폭기 회로로서 지칭될 수도 있다. 구동기 회로 (624) 는 클래스 E 증폭기로서 도시되지만, 임의의 적합한 구동기 회로 (624) 가 본 발명의 실시형태들에 따라 사용될 수도 있다. 구동기 회로 (624) 는 도 4 에 도시된 바와 같은 오실레이터 (423) 로부터의 입력 신호 (602) 에 의해 구동될 수도 있다. 구동기 회로 (624) 에는 또한, 송신 회로 (650) 를 통해 전달될 수도 있는 최대 전력을 제어하도록 구성되는 구동 전압 (V_D) 이 제공될 수도 있다. 하모닉들을 제거 또는 감소하기 위해, 송신 회로부 (606) 는 필터 회로 (626) 를 포함할 수도 있다. 필터 회로 (626) 는 3 폴 (커패시터 (634), 인덕터 (632), 및 커패시터 (636)) 저역 통과 필터 회로 (626) 일 수도 있다.

필터 회로 (626) 에 의해 출력된 신호는 코일 (614) 을 포함하는 송신 회로 (650) 에 제공될 수도 있다. 송신 회로 (650) 는, 구동기 회로 (624) 에 의해 제공된 필터링된 신호의 주파수에서 공진할 수도 있는 커패시턴스 (620) 및 인덕턴스 (예를 들어, 코일의 인덕턴스 또는 커패시턴스에 기인하거나 부가적인 커패시터 회로에 기인할 수도 있음) 를 갖는 직렬 공진 회로를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (650) 의 부하는 가변 저항기 (622) 에 의해 표현될 수도 있다. 부하는, 송신 회로 (650) 로부터 전력을 수신하도록 위치되는 무선 전력 수신기 (508) 의 함수일 수도 있다.

본 명세서에서 설명된 바와 같은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들은 송신 회로부 송신기 (404) (도 4) 의 송신 회로 (650) 의 공진 주파수를 튜닝하기 위한 시스템들, 디바이스들, 및 방법들에 관련된다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 송신 회로 (650) 는 송신기의 공진 주파수를 원하는 주파수에 튜닝하기 위한 하나 이상의 리액티브 엘리먼트들을 선택적으로 포함하도록 구성될 수도 있다. 더욱이, 다른 예시적인 실시형태에 따르면, 송신 회로 (650) 는 송신 회로 (650) 의 공진 주파수를 원하는 주파수에 튜닝하기 위해 송신기 (404) 의 부분일 수도 있는 하나 이상의 기생 코일들 (도시 안됨) 과 유도적으로 커플링할 수도 있다. 또다른 예시적인 실시형태에 따르면, 송신 회로 (650) 는 하나 이상의 기생 코일들과 커플링할 수도 있으며, 여기서, 하나 이상의 기생 코일들 (도시 안됨) 은 송신기 (404) 의 공진 주파수를 원하는 주파수에 튜닝하기 위한 하나 이상의 리액티브 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 다른 예시적인 실시형태에 따르면, 송신 회로부 (606) 의 구동기 회로 (624) 의 DC 전류가 무선 전력 시스템의 공진 주파수 조건을 감지하기 위해 사용될 수도 있다.

도 7 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 송신 회로 (750) 및 수신 회로 (760) 를 포함한 예시적인 무선 전력 시스템 (700) 의 개략 다이어그램이다. 송신 회로 (750) 는 인덕턴스 (L₁) 를 갖는 송신 코일 (714) 을 포함한다. 저항기 (R₁) 는 송신 회로 (750) 의 기생 저항을 나타낸다. 커패시터 (C₁) 가 포함될 수도 있고 (일부 실시형태들에 있어서 송신 코일 (714) 의 커패시턴스일 수 있음), 공진 매칭 목적으로 송신 회로 (750) 를 튜닝하는데 사용될 수도 있다. 오직 예로서, 커패시터 (C₁) 는 27.8 pF 의 커패시턴스를 포함할 수도 있고, 송신 코일 (714) 은 5 μH 의 인덕턴스 (L₁) 를 가질 수도 있으며, 기생 저항 (R₁) 은 5 오옴일 수도 있다. 수신 회로 (760) 는 인덕턴스 (L₂) 를 갖는 수신 코일 (718) 및 기생 저항 (즉, 저항기 (R₂)) 을 포함한다. 수신 코일 (718) 은, 저항기 (R_L) 에 의해 표현되는 부하에 커플링될 수도 있는 수신 회로 (760) 의 커패시터 (C₂) 에 의해 튜닝될 수도 있다. 오직 예로서, 커패시터 (C₂) 는 27.8 pF 의 커패시턴스를 포함할 수도 있고, 수신 코일 (718) 은 5 μH 의 인덕턴스 (L₂) 를 가질 수도 있으며, 기생 저항 (R₂) 은 5 오옴일 수도 있다. 송신 회로 (750) 를 구동하는데 사용된 신호의 주파수는 13.56 MHz 일 수도 있다. 상기 설명된 바와 같이, 송신 회로 (750) 및 수신 회로 (750) 는 특정 주파수에서 공진하도록 구성될 수도 있다. 하기의 식 1 은 공진에서의 커패시턴스 (C₁) 및 인덕턴스 (L₁) 의 주파수 및 값들 간의 관계를 나타낸다.

여기서, ω 는 라디안 단위의 주파수이다. 송신 코일 (714) 에 제시된 임피던스 (Z_in) 는 하기의 식 2 에 의해 주어질 수도 있다:

여기서, M 은 송신 코일 (714) 과 수신 코일 (718) 간의 상호 인덕턴스이고, ω 는 라디안 단위의 주파수이며, R_L 은 부하이다.

전력을 전송하는 동안, 다양한 동작 조건들은 송신 회로 (750) 가 특정 동작 주파수에서 공진하는 것을 방지할 수도 있다. 예를 들어, 금속 오브젝트들의 존재 및 상이한 수의 무선 전력 수신기들의 존재는 송신 코일 (714) 에 제시될 때 임피던스를 변경하고, 송신 회로 (750) 의 공진 주파수를 효과적으로 변경할 수도 있다. 이 경우, 송신 회로 (750) 를 구동하는 신호의 주파수가 변하지 않을 수도 있기 때문에, 신호 주파수는 송신 회로 (750) 의 변경된 공진 주파수와 더 이상 동일하지 않을 수도 있다. 상이한 전력 요건들을 갖는 가변 수의 무선 전력 수신기들의 존재는 또한, 송신 회로 (750) 에 제시된 임피던스를 조정하고, 송신 회로 (750) 의 공진 주파수를 변경할 수도 있다. 무선으로 전송될 수도 있는 전력의 양을 강하하는 것 이외에, 오프 공진을 동작시키는 것은 송신 회로 (750) 를 구동하는데 사용된 구동기 회로 (624) 의 효율을 감소시킬 수도 있다. 이는, 송신기가 재충전가능 배터리를 무선으로 충전하는데 사용될 경우, 시스템 효율을 감소시키고, 열 소산을 증가시키며, 충전 시간들을 증가시킬 수도 있다. 공진 주파수에서의 변화들에도 불구하고 송신 회로 (750) 가 공진할 수 있도록 송신 회로 (750) 의 회로들을 효율적이고 저렴하게 튜닝하는 그러한 방법들 및 시스템들이 바람직하다.

도 8 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 예시적인 튜닝 회로 (852) 를 갖는 도 7 의 무선 전력 시스템 (800) 의 개략 다이어그램이다. 무선 전력 시스템 (800) 은, 인덕턴스 (L₂) 및 저항 (R₂) 을 갖는 수신 코일 (818) 을 갖는 수신 회로 (860) 를 포함한다. 수신 코일 (818) 은 특정 주파수에서 공진하기 위해 커패시터 (C₂) 에 의해 튜닝될 수도 있다. 무선 전력 시스템 (800) 은 또한, 송신 코일 (814) 을 갖는 송신 회로 (850) 를 포함한다. 송신 코일 (814) 은 인덕턴스 (L₁) 및 저항 (R₁) 을 가지며, 특정 주파수에서 공진할 수 있도록 커패시터 (C₁) 에 의해 튜닝될 수도 있다. 더욱이, 송신 회로 (850) 는, 송신 코일 (814) 과 접지 레퍼런스 전압 (617) 사이에 커플링된 리액티브 엘리먼트 (즉, 커패시터 (C_p)) 를 포함하는 튜닝 회로 (852) 를 포함할 수도 있다. 더욱더, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 는 스위치 (820) 와 병렬이다. 용어 "스위치" 는 임의의 적합한 및 공지된 스위칭 엘리먼트를 포함할 수도 있음을 유의한다. 스위치 (820) 가 폐쇄되는 동안, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 는 단락되고, 송신 회로 (850) 에 제시된 임피던스에 기여하지 않을 수도 있다. 그에 따라, 송신 코일 (814) 에 제시된 임피던스 (Z_in) 는 식 2 와 유사한 식 3 에 의해 주어질 수도 있다:

여기서, M 은 송신 코일 (814) 과 수신 코일 (818) 간의 상호 인덕턴스이고, ω 는 라디안 단위의 주파수이며, R_L 은 수신기 (808) 의 부하이다.

스위치 (820) 가 개방되는 동안, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 는 송신 코일 (814) 에 제시된 임피던스에 기여할 것이고, 송신 코일을 바라본 임피던스 (Z_in) 는 식 4 에 의해 주어질 수도 있다:

여기서, Z_ino 는 식 3 에 의해 주어진 바와 같이 스위치가 폐쇄되는 동안 송신 코일을 바라본 임피던스이다. 그에 따라, 스위치 (820) 를 제어하는 것은 튜닝 회로 (852) 로 하여금 송신 회로 (850) 에 제시된 임피던스를 조정하게 한다. 임피던스를 조정하는 것은, 식 1 에 의해 주어진 바와 같이 공진 주파수가 또한 조정되도록 리액턴스를 조정한다 (즉, 커패시턴스를 송신 회로 (850) 에 부가함). 송신 회로 (850) 가 오프 공진이라고 검출되면, 스위치 (820) 는 개방되고, 조정된 임피던스는 공진 주파수를 원하는 주파수 주위로 튜닝할 수도 있다 (즉, 구동기 회로 (624) (도 6) 의 출력에서 제공된 신호의 주파수에 공진 주파수를 매칭함). 일부 경우들에 있어서, 게이트 구동을 개선하기 위해 그리고 밸런싱된 송신 코일 (814) 구조를 위해 송신 코일 (814) 의 중심 탭에 스위치를 위치시키는 것이 유리할 수도 있다.

오직 예로서, 송신 코일을 바라본 임피던스 (Z_in) 에서의 2 퍼센트 (2%) 변화에 대해, 커패시터 (C_p) 는 커패시터 (C₁) 의 값들의 50배와 동일할 수도 있다 (즉, C_p = 50 * C₁). 스위치들을 병렬로 갖는 일련의 부가적인 리액티브 엘리먼트들 (도시 안됨) 이, 가능한 공진 주파수들의 범위에 걸쳐 리액턴스가 튜닝될 수도 있도록 부가적인 튜닝 제어를 위해 튜닝 회로 (852) 에 부가될 수도 있다. 상이한 리액티브 엘리먼트들을 선택적으로 스위치-인 및 스위치-아웃하는 것은 송신 회로 (850) 가 송신 코일 (814) 에 제시된 광범위한 임피던스들에 걸쳐 원하는 주파수를 사용하여 공진하게 할 수도 있다.

도 9a 및 도 9b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 코일 (914) 의 중심 탭에 위치된 예시적인 튜닝 회로들 (952a 및 952b) 을 포함한 도 7 의 무선 전력 시스템의 개략 다이어그램들이다. 도 9a 및 도 9b 에 있어서, 튜닝 회로들 (952a 및 952b) 은, 인덕턴스 (L₁) 의 절반 및 기생 저항 (R₁) 의 절반이 튜닝 회로들 (952a 및 952b) 의 어느 하나의 측부 상에 있다. 부가적으로, 도 8 의 커패시터 (C₁) 의 커패시턴스의 2배를 갖는 커패시터들이 밸런싱된 구조를 위해 송신 코일 (914) 의 어느 하나의 측부 상에 배치될 수도 있다. 도 9a 는, 스위치 (920) 또는 릴레이와 병렬로 리액티브 엘리먼트 (C_p) 를 포함하는 튜닝 회로 (952a) 를 도시한다. 릴레이 (902) 의 저항은, 스위치가 폐쇄될 경우, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 가 효과적으로 단락되고, 송신 코일 (914) 에 제시된 임피던스에 기여하지 않도록, 낮을 수도 있다. 도 9b 는, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 와 병렬로 이중 필드 효과 트랜지스터들 (FET들) 을 포함하는 튜닝 회로 (952b) 를 도시한다. 송신 코일 (714) 의 중심에서의 가상 접지는, 이중 FET들 (M1 및 M2) 을 사용하여 스위칭할 경우에 공통 접지 레퍼런스를 제공한다. 하기에서 더 설명될 바와 같이, FET들 (M1 및 M2) 의 드레인-소스 커패시턴스가 고려될 수도 있다.

도 10a, 도 10b, 및 도 10c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 다양한 동작 상태들로 도시된 예시적인 튜닝 회로 (1052) 의 개략 다이어그램들이다. 도 10a 는 리액티브 엘리먼트 (C_p) 의 일측에 커플링된 드레인, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 의 타측에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1022) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1) 를 포함하는 스위치 (1020) 를 포함하는 튜닝 회로 (1052) 를 도시한다. 도 10b 는 스위치 (1020) 가 폐쇄된 구성에 있는 동안의 튜닝 회로 (1052) 의 부분 개략 표현을 도시하며, 여기서, 저항 (R_DS) 은 트랜지스터 (M1) 의 드레인-소스 저항이다. 도 10c 는, 트랜지스터 (M1) 의 드레인-소스 커패시턴스인 커패시턴스 (C_DS) 및 보디 다이오드를 도시한, 스위치 (620) 가 개방된 구성에 있는 동안의 튜닝 회로 (1052) 의 부분 개략 표현을 도시한다. 예시로서, 오직 예컨대, 스위치 (620) (즉, 트랜지스터) 의 피크 전압이 0.7 볼트이고 스위치 (620) 가 개방이라고 가정하면, 식 5, 식 6 및 식 7 은 튜닝 회로 (1052) 동작의 결과로서의 전압, 전류 및 전력을 나타낸다:

트랜지스터 (M1) 의 보디 다이오드는 더 높은 전력을 전도할 수도 있고, 따라서, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 는 단락될 수도 있다. 이에 따라, 단일 트랜지스터 (즉, 단일 FET) 는, 회로 변수들에 의존하여, 저전력 (예를 들어, 0.0625W) 용으로 적합할 수도 있다. 도 10a, 도 10b, 및 도 10c 에 도시된 바와 같이, 단일 트랜지스터 구성은 저전력 시스템 구성을 위해 사용될 수도 있다.

도 11a, 도 11b, 및 도 11c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 다양한 동작 상태들로 도시된 다른 예시적인 튜닝 회로 (1152) 의 개략 다이어그램들이다. 도 11a 는 2개의 트랜지스터들 (M1 및 M2) (예를 들어, FET들) 을 포함하는 튜닝 회로 (1152) 를 도시한다. 이러한 튜닝 회로 (1152) 는, 더 높은 전력을 요구할 수도 있는 시스템들을 위해 사용될 수도 있다. 더 상세하게, 스위치 (1120) 는 리액티브 엘리먼트 (C_p) 의 일측에 커플링된 드레인 및 제 2 트랜지스터 (M2) 의 소스에 커플링된 소스를 갖는 제 1 트랜지스터 (M1) 를 포함할 수도 있다. 더욱이, 제 2 트랜지스터 (M2) 는 리액티브 엘리먼트 (C_p) 의 타측에 커플링된 드레인을 갖는다. 제 1 트랜지스터 (M1) 및 제 2 트랜지스터 (M2) 각각은 제어 신호 (1150) 에 커플링된 게이트를 갖는다. 도 11b 는 스위치 (1120) 가 폐쇄된 구성에 있는 동안 (즉, 트랜지스터들 (M1 및 M2) 양자가 폐쇄됨) 의 튜닝 회로 (1152) 의 부분 개략 표현을 도시하며, 여기서, 저항 (2R_DS) 은 트랜지스터 (M2) 의 드레인-소스 저항과 결합된 트랜지스터 (M1) 의 드레인-소스 저항이다. 도 11c 는 스위치 (1120) 가 개방된 구성에 있는 동안 (즉, 트랜지스터들 (M1 및 M2) 양자가 개방됨) 의 튜닝 회로 (1152) 의 부분 개략 표현을 도시한다. 도 9c 의 도식은 보디 다이오드들 (1162 및 1164) 을 포함하며, 하나는 각각의 트랜지스터 (M2 및 M3) 및 2개의 드레인-소스 커패시턴스들 (C_DS) 에 대한 것이고, 하나는 각각의 트랜지스터 (M2 및 M3) 에 대한 것이다. 다른 예시로서 그리고

를 가정하면, 식 8, 식 9 및 식 10 은 스위치 (1120) 가 개방될 경우에 튜닝 회로 (1152) 동작의 결과로서의 전압, 전류 및 전력을 나타낸다:

전압 피크들은 여전히 트랜지스터들의 보디 다이오드가 전도하게 할 수도 있지만, 리액티브 엘리먼트 (C_p) 보다는 오직 커패시턴스 (C_DS) 가 단락될 수도 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 도 8 내지 도 11c 에 관하여 상기 논의된 동적 튜닝의 특정 양태들은 하모닉 왜곡 및/또는 스퓨리어스 (spurious) 방출들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터들 (M1 및 M2) 은, 도 10c 및 도 11c 에 관하여 상기 논의된 바와 같이, 개방된 구조에서 현저한 드레인-소스 커패시턴스들 (C_DS) 을 제시할 수 있다. 더욱이, 튜닝 커패시턴스들 (C_P) 에 필적하는 이러한 유효 출력 커패시턴스는 트랜지스터들 (M1 및 M2) 에 걸친 전압에 기초하여 변할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 트랜지스터들 (M1 및 M2) 에 걸친 전압은 송신 경로를 통해 이동하는 전류에 비례할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 출력 커패시턴스 (C_DS) 에서의 변화는 AC 파형을 왜곡시켜 신호에 "노이즈" 를 도입할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "노이즈" 는, 서로 연관된 하모닉 왜곡 및/또는 스퓨리어스 방출들을 구체적으로 지칭할 수 있다.

도 12 는 입력 전압의 함수로서의 트랜지스터 커패시턴스의 예시적인 그래프 (1200) 를 도시한다. 특히, 그래프 (1200) 는 x축 상의 드레인-소스 전압 (V_DS) (볼트 단위) 및 y축 상의 커패시턴스 (C) (pF 단위) 를 도시한다. 그래프 (1200) 는 입력 커패시턴스 (Ciss), 출력 커패시턴스 (Coss), 및 역 전송 커패시턴스 (Crss) 를 포함하고 도시한다. 도 12 에 도시된 바와 같이, (도 8 내지 도 11c 에 관하여 상기 논의된 트랜지스터들 (M1 및 M2) 과 같은) 예시적인 트랜지스터의 출력 커패시턴스 (Coss) 는 0 과 160 V 사이의 입력 전압들 (V_DS) 에 걸쳐 수십배만큼 변할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 송신 회로 (예를 들어, 각각 도 4, 도 6, 도 7 내지 도 9 에 관하여 상기 설명된 송신 회로들 (406, 606, 750, 850, 및/또는 950)) 는 차동 송신 회로로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 송신 회로는 차동 전력 증폭기들 및/또는 차동 송신 경로를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 이상적인 연속파 (CW) 차동 전력 증폭기 (PA) 의 양 측부들 상의 파형들 (예를 들어, 포지티브 신호 라인 및 네거티브 신호 라인) 은 서로의 순수한 사인곡선 반전들일 수 있다.

다양한 실시형태들에 있어서, 전력 증폭기는 차동 모드 노이즈 및/또는 공통 모드 노이즈를 경험할 수 있다. 차동 모드 노이즈는, 2개의 측부들이 반전으로 남겨지지만 파형이 섭동되어 더 이상 사인곡선이 아닌 동작을 포함할 수 있다. 공통 모드는, 2개의 측부들이 더 이상 반전이 아니지만 접지에 대한 공통 가변 회로들을 갖는 동작을 포함할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 차동 노이즈는 근거리장 신호들에서 문제를 야기할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 차동 노이즈는 원거리장 신호들에서 소거될 수 있다. 한편, 공통 모드 노이즈는 소거되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 공통 모드 노이즈는 근거리장 방출 및 원거리장 방출 양자에서 문제를 야기할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 부하들 (L1) 의 중심은 접지될 수 있으며, 이는 파형이 더 대칭적이게 할 수 있다. 하지만, 일부 실시형태들에 있어서, 공통 모드 전류는 접지로 직접 구동될 것이며, 이는 더 높은 부하 저항을 제시할 수 있는 전력에서의 손실을 야기할 수 있다. 따라서, 접지된 중심 탭핑형 부하들을 갖는 일부 실시형태들은 공통 모드 전류로 인해 감소된 효율을 경험할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, (각각 도 8 내지 도 11c 에 관하여 상기 설명된 튜닝 회로들 (852, 952a, 952b, 1052, 및/또는 1152) 과 같은) 하나 이상의 튜닝 회로들은 대칭적 튜닝 스테이지들로서 구현될 수 있다. 튜닝 회로들 (852, 952a, 952b, 1052, 및/또는 1152) 은 차동 회로들로서 구현될 수 있다. 비록 차동 대칭적 튜닝 회로들이 본 명세서에서 설명될 것이지만, 당업자는 대칭적 튜닝 회로들이 단일단 구성에서 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 설명된 임의의 단일단 회로들은 차동 대칭적 튜닝 회로들과의 상호운용성을 위해 차동 구성으로 구현될 수 있다.

도 13a 및 도 13b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 예시적인 튜닝 회로 (1320) 의 개략 다이어그램들이다. 비록 다양한 회로들이 예시적인 구성으로 도시되지만, 당업자는 도시된 하나 이상의 회로들이 재배열되거나 생략될 수 있고, 도시되지 않은 부가적인 회로들이 부가될 수 있음을 인식할 것이다. 더욱이, 비록 튜닝 회로 (1320) 가 차동 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1320) 의 양태들은 또한 단일단 구성에 적용될 수 있다.

도 13a 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1320) 를 도시한다. 튜닝 회로 (1320) 는 제어 신호 (1322), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1322) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 제 2 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1322) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 13a 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1320) 는 중심 탭이 없는 완전 대칭적 스위칭 스테이지일 수 있다. 트랜지스터들 (M1p 및 M1n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터들을 통해 흐르는 반대 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 불균형은, 공통 모드 노이즈로서 명백히 할 수 있는 불균형을 야기할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 도 13a 의 구성은, 각각의 트랜지스터 (M1p 및 M1n) 에서의 커패시턴스가 역으로 관련되기 때문에 차동 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는 트랜지스터 (M1p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는, 예를 들어, 트랜지스터 (M1p) 의 구성에 의해, 도 13a 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

도 13b 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 및 접지로의 중심 탭을 갖는 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1320) 를 도시한다. 튜닝 회로 (1320) 는 제어 신호 (1322), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1322) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 제 2 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1322) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 13b 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1320) 는 중심 탭을 갖는 완전 대칭적 스위칭 스테이지일 수 있다. 트랜지스터들 (M1p 및 M1n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터들을 통해 흐르는 반대 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 불균형은, 공통 모드 노이즈로서 명백히 할 수 있는 불균형을 야기할 수 있다. 중심 탭은 이러한 공통 모드 노이즈를 감소할 수 있지만, 중심 탭을 통해 소산된 전력으로 인해 더 높은 유효 저항을 도입할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 도 13b 의 구성은, 각각의 트랜지스터 (M1p 및 M1n) 에서의 커패시턴스가 역으로 관련되기 때문에 차동 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는 트랜지스터 (M1p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는, 예를 들어, 트랜지스터 (M1p) 의 구성에 의해, 도 13b 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

도 14a 및 도 14b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로 (1420) 의 개략 다이어그램들이다. 비록 다양한 회로들이 예시적인 구성으로 도시되지만, 당업자는 도시된 하나 이상의 회로들이 재배열되거나 생략될 수 있고, 도시되지 않은 부가적인 회로들이 부가될 수 있음을 인식할 것이다. 더욱이, 비록 튜닝 회로 (1320) 가 차동 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1420) 의 양태들은 또한 단일단 구성에 적용될 수 있다.

도 14a 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1420) 를 도시한다. 튜닝 회로 (1420) 는 제어 신호 (1422), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1422) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 제 2 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된 소스, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된 드레인, 및 제어 신호 (1422) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 14a 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1420) 는 제 2 트랜지스터 (M1n) 가 반전된, 도 13a 에 도시된 튜닝 회로 (1320) 의 수정예일 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터들 (M1p 및 M1n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터들을 통해 흐르는 동일 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 균형은 공통 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는 트랜지스터 (M1p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는, 예를 들어, 트랜지스터 (M1p) 의 구성에 의해, 도 14a 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다. 일부 실시형태들에 있어서, 도 14a 의 구성은 차동 모드 노이즈를 증가시킬 수 있다.

도 14b 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 및 접지로의 중심 탭을 갖는 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1420) 를 도시한다. 튜닝 회로 (1420) 는 제어 신호 (1422), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된 드레인, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된 소스, 및 제어 신호 (1422) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 제 2 스위치는, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 일 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된 소스, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된 드레인, 및 제어 신호 (1422) 에 커플링된 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 14b 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1420) 는 중심 탭을 갖는, 도 13a 에 도시된 튜닝 회로 (1420) 의 수정예일 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터들 (M1p 및 M1n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터들을 통해 흐르는 동일 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 균형은 공통 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는 트랜지스터 (M1p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 트랜지스터 (M1n) 는, 예를 들어, 트랜지스터 (M1p) 의 구성에 의해, 도 14b 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다. 더욱이, 공통 모드 노이즈를 적게 갖거나 갖지 않는 일부 실시형태들에 있어서, 중심 탭은 0 V 일 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 도 14a 의 구성은 차동 모드 노이즈를 증가시킬 수 있다.

도 15a 내지 도 15c 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로 (1520) 의 개략 다이어그램들이다. 비록 다양한 회로들이 예시적인 구성으로 도시되지만, 당업자는 도시된 하나 이상의 회로들이 재배열되거나 생략될 수 있고, 도시되지 않은 부가적인 회로들이 부가될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 비록 튜닝 회로 (1520) 가 차동 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1520) 의 양태들은 또한 단일단 구성에 적용될 수 있다. 더욱이, 비록 튜닝 회로 (1520) 가 탭핑되지 않은 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1520) 의 양태들은 또한 중심 탭핑형 구성에 적용될 수 있다.

도 15a 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 3 트랜지스터 (M2p), 제 4 트랜지스터 (M2n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp), 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 튜닝 회로 (1520) 는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 및 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 를 더 포함할 수 있다. 튜닝 회로 (1520) 는 제 1 제어 신호 (1522), 제 2 제어 신호 (1522), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 제어 신호 (1522) 및 제 2 제어 신호 (1524) 는 동일한 제어 신호일 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 1 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 1 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된다. 소스는 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측, 제 3 트랜지스터 (M2p) 의 드레인, 및 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 2 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다. 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 1 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된다. 소스는 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 2 측, 제 4 트랜지스터 (M2n) 의 드레인, 및 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 3 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2p) 를 포함한다. 드레인은 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측, 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스, 및 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 소스는 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

제 4 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2n) 를 포함한다. 드레인은 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측, 제 2 트랜지스터 (M1p) 의 소스, 및 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 소스는 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 15a 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 는 중심 탭이 없는 완전 대칭적 더블 스위칭 스테이지일 수 있다. 트랜지스터 쌍들 (M1p 와 M1n, 및 M2p 와 M2n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터 쌍들을 통해 흐르는 반대 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있다. 유사하게, 제 3 트랜지스터 (M2p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 4 트랜지스터 (M2n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 불균형은, 공통 모드 노이즈로서 명백히 할 수 있는 불균형을 야기할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 15a 의 구성은, 각각의 트랜지스터 쌍 (M1p 와 M1n, 및 M2p 와 M2n) 에서의 커패시턴스가 역으로 관련되기 때문에 차동 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 의 구성에 의해, 도 15a 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

도 15b 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 3 트랜지스터 (M2p), 제 4 트랜지스터 (M2n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp), 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 튜닝 회로 (1520) 는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 및 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 를 더 포함할 수 있다. 튜닝 회로 (1520) 는 제 1 제어 신호 (1522), 제 2 제어 신호 (1522), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 제어 신호 (1522) 및 제 2 제어 신호 (1524) 는 동일한 제어 신호일 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 1 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 1 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된다. 소스는 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측, 제 3 트랜지스터 (M2p) 의 드레인, 및 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 2 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다. 소스는 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 1 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된다. 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 2 측, 제 4 트랜지스터 (M2n) 의 소스, 및 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 3 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2p) 를 포함한다. 드레인은 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측, 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스, 및 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 소스는 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

제 4 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2n) 를 포함한다. 소스는 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측, 제 2 트랜지스터 (M1p) 의 드레인, 및 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 드레인은 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 15b 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 는 제 2 트랜지스터 (M1n) 가 반전되었고 제 4 트랜지스터 (M2n) 가 반전된, 도 14a 에 도시된 튜닝 회로 (1420) 의 수정예일 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터 쌍들 (M1p 와 M1n, 및 M2p 와 M2n) 은 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터 쌍들을 통해 흐르는 동일 전류들을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 유사하게, 제 3 트랜지스터 (M2p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 4 트랜지스터 (M2n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다.

일부 실시형태들에 있어서, 개방상태 커패시턴스 간의 균형은 공통 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 의 구성에 의해, 도 15b 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다. 일부 실시형태들에 있어서, 도 14a 의 구성은 차동 모드 노이즈를 증가시킬 수 있다.

도 15c 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 3 트랜지스터 (M2p), 제 4 트랜지스터 (M2n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp), 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 튜닝 회로 (1520) 는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 및 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 를 더 포함할 수 있다. 튜닝 회로 (1520) 는 제 1 제어 신호 (1522), 제 2 제어 신호 (1522), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 제어 신호 (1522) 및 제 2 제어 신호 (1524) 는 동일한 제어 신호일 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 1 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 소스는 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 1 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된다. 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측, 제 3 트랜지스터 (M2p) 의 드레인, 및 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

제 2 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다. 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 1 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된다. 소스는 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 2 측, 제 4 트랜지스터 (M2n) 의 소스, 및 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1522) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 3 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2p) 를 포함한다. 드레인은 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측, 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스, 및 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 소스는 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

제 4 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2n) 를 포함한다. 소스는 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측, 제 2 트랜지스터 (M1p) 의 드레인, 및 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 드레인은 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1524) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 15c 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1520) 는 제 1 스테이지의 구성이 반전된, 도 14b 에 도시된 튜닝 회로 (1420) 의 수정예일 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터 쌍들 (M1p 와 M1n, 및 M2p 와 M2n) 은 여전히, 임의의 소정 순간에 이 트랜지스터 쌍들을 통해 흐르는 동일 전류들을 갖도록 구성될 수 있으며, 트랜지스터들은 각각의 연속하는 스테이지 내에서 반전될 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 2 트랜지스터 (M1n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 유사하게, 제 3 트랜지스터 (M2p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 4 트랜지스터 (M2n) 는 또한 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 15c 의 구성은 공통 모드 노이즈를 감소 또는 제거할 수 있으며, 연속적인 스테이지들은, 양 스테이지들이 개방 상태에 있을 경우에 차동 모드 노이즈를 감소 또는 제거하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 의 구성에 의해, 도 15c 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

특히 도 15a 내지 도 15c 의 실시형태들에 관하여 그리고 추가로 본 명세서에서 논의된 다른 실시형태들에 관하여, 하나 또는 2개의 스테이지들이 논의된다. 하지만, 당업자는 부가적인 스테이지들이 부가될 수 있음을 인식할 것이다. 부가적인 스테이지들은 트랜지스터 구성들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터들의 드레인-소스 극성은 (예를 들어, 도 15c 에 관하여 도시되고 논의된 패턴을 계속하는) 각각의 연속하는 스테이지에 대해 반전될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 연속적인 스테이지들은, 스테이지들이 폐쇄 상태에 있을 경우에 차동 모드 노이즈를 감소하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 연속하는 스테이지들은 상이하게 사이징된 리액티브 엘리먼트들을 선택적으로 인에이블하고/하거나 디스에이블하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커패시턴스는 각각의 연속적인 스테이지에서 배가 (또는 반감) 되고, 이에 의해, 바이너리 튜닝을 허용할 수 있다.

도 16a 및 도 16b 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 8 의 무선 전력 시스템 (800) 에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 튜닝 회로 (1620) 의 개략 다이어그램들이다. 비록 다양한 회로들이 예시적인 구성으로 도시되지만, 당업자는 도시된 하나 이상의 회로들이 재배열되거나 생략될 수 있고, 도시되지 않은 부가적인 회로들이 부가될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 비록 튜닝 회로 (1620) 가 차동 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1620) 의 양태들은 또한 단일단 구성에 적용될 수 있다. 더욱이, 비록 튜닝 회로 (1620) 가 탭핑되지 않은 구성으로 도시되지만, 튜닝 회로 (1620) 의 양태들은 또한 중심 탭핑형 구성에 적용될 수 있다.

도 16a 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 3 트랜지스터 (M2p), 제 4 트랜지스터 (M2n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp), 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1620) 를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 튜닝 회로 (1620) 는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 및 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 를 더 포함할 수 있다. 튜닝 회로 (1620) 는 제 1 제어 신호 (1622), 제 2 제어 신호 (1622), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 제어 신호 (1622) 및 제 2 제어 신호 (1624) 는 동일한 제어 신호일 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 1 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1p) 를 포함한다. 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 1 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된다. 소스는 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측, 제 3 트랜지스터 (M2p) 의 소스, 및 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1622) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 2 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M1n) 를 포함한다. 소스는 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 1 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된다. 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 2 측, 제 4 트랜지스터 (M2n) 의 드레인, 및 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측에 커플링된다. 게이트는 제 1 제어 신호 (1622) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 1 측에 커플링될 수 있다.

제 3 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2p) 를 포함한다. 드레인은 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 1 측, 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스, 및 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 소스는 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1624) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 드레인은 제 5 리액티브 엘리먼트 (C3p) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

제 4 스위치는 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는 트랜지스터 (M2n) 를 포함한다. 소스는 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 1 측, 제 2 트랜지스터 (M1p) 의 드레인, 및 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 측에 커플링된다. 드레인은 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 의 제 2 측 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된다. 게이트는 제 2 제어 신호 (1624) 에 커플링된다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스는 제 6 리액티브 엘리먼트 (C3n) 의 제 2 측에 커플링될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 16a 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1620) 는 대향하는 전류 흐름들을 갖는 각각의 측부 상에 대향하는 트랜지스터 쌍들 (M1p 와 M2p, 및 M1n 과 M2n) 을 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 3 트랜지스터 (M2p) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 유사하게, 제 2 트랜지스터 (M1n) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 4 트랜지스터 (M2n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 16a 의 구성은 공통 모드 노이즈를 감소 또는 제거할 수 있으며, 연속적인 스테이지들은, 양 스테이지들이 개방 상태에 있을 경우에 차동 모드 노이즈를 감소 또는 제거하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 의 구성에 의해, 도 16a 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

특정 실시형태들에 있어서, 도 16a 에 도시된 튜닝 회로 (1620) 는 매칭 스테이지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 는 제 3 리액티브 엘리먼트 (C2_pp) 와 매칭할 수 있고, 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 는 제 4 리액티브 엘리먼트 (C2_pn) 와 매칭할 수 있는 등등이다. 더욱이, 제 1 및 제 2 스테이지들은 함께 구동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 제어 신호 (1522) 는 제 2 제어 신호 (1524) 와 동일할 수 있다.

도 16b 는 제 1 트랜지스터 (M1p), 제 2 트랜지스터 (M1n), 제 3 트랜지스터 (M2p), 제 4 트랜지스터 (M2n), 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp), 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn), 및 부하 (L1) 를 포함하는 대칭적 차동 튜닝 회로 (1620) 를 도시한다. 튜닝 회로 (1620) 는 제 1 제어 신호 (1622), 제 2 제어 신호 (1622), 포지티브 차동 신호 라인 (A), 및 네거티브 차동 신호 라인 (B) 을 수신하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 제어 신호 (1622) 및 제 2 제어 신호 (1624) 는 동일한 제어 신호일 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 1 스위치는 제 1 트랜지스터 (M1p) 및 제 3 트랜지스터 (M2p) 를 포함하고, 그 각각은 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는다. 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 1 측 및 포지티브 차동 신호 입력 (A) 에 커플링된다. 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스는 제 3 트랜지스터 (M2p) 의 소스에 커플링된다. 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 게이트는 제 1 제어 신호 (1622) 에 커플링된다. 제 3 트랜지스터 (M1p) 의 소스는 제 1 트랜지스터 (M1p) 의 소스에 커플링된다. 제 3 트랜지스터 (M1p) 의 드레인은 제 1 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 단 및 부하 (L1) 의 제 1 단에 커플링된다. 제 3 트랜지스터 (M1p) 의 게이트는 제 2 제어 신호 (1624) 에 커플링된다.

제 2 스위치는 제 2 트랜지스터 (M1n) 및 제 4 트랜지스터 (M2n) 를 포함하고, 그 각각은 소스, 드레인, 및 게이트를 갖는다. 제 2 트랜지스터 (M1n) 의 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pn) 의 제 1 측 및 네거티브 차동 신호 입력 (B) 에 커플링된다. 제 2 트랜지스터 (M1n) 의 소스는 제 4 트랜지스터 (M2n) 의 소스에 커플링된다. 제 2 트랜지스터 (M1n) 의 게이트는 제 1 제어 신호 (1622) 에 커플링된다. 제 4 트랜지스터 (M1n) 의 소스는 제 2 트랜지스터 (M1n) 의 소스에 커플링된다. 제 4 트랜지스터 (M1n) 의 드레인은 제 2 리액티브 엘리먼트 (C1_pp) 의 제 2 단 및 부하 (L1) 의 제 2 단에 커플링된다. 제 4 트랜지스터 (M1p) 의 게이트는 제 2 제어 신호 (1624) 에 커플링된다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 16b 에 도시된 대칭적 차동 튜닝 회로 (1620) 는 도 16a 에 도시된 다른 실시형태를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 트랜지스터 (M1p) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 3 트랜지스터 (M2p) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다. 유사하게, 제 2 트랜지스터 (M1n) 가 그 최대 드레인-소스 전압 (따라서, 최소 개방상태 커패시턴스) 을 경험하는 동안, 제 4 트랜지스터 (M2n) 는 그 최소 드레인-소스 전압 (따라서, 최대 개방상태 커패시턴스) 을 경험할 수 있으며, 그 역도 성립한다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 16b 의 구성은 공통 모드 노이즈를 감소 또는 제거할 수 있으며, 연속적인 스테이지들은, 양 스테이지들이 개방 상태에 있을 경우에 차동 모드 노이즈를 감소 또는 제거하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 에 의해 발생되거나 야기되거나 생성된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 하모닉을 발생하거나 야기하거나 생성할 수 있으며 그 역도 성립한다. 일부 경우들에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 트랜지스터들 (M1n, M1p, M2n, 및/또는 M2p) 의 구성에 의해, 도 16b 에 도시된 구성의 부재에 그렇지 않으면 있을 하모닉을 발생, 야기 또는 생성하지 않으며 그 역도 성립한다.

도 8 을 다시 참조하면, 일부 경우들에 있어서, 리액티브 엘리먼트들과 함께 튜닝 회로 (852) 를 송신 회로 (850) 에 직접 전기적으로 접속시키기 어렵거나 바람직하지 않을 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 리액티브 엘리먼트들 및 튜닝 회로들을 송신 회로 (850) 에 직접 전기적으로 접속시키기 보다는, 튜닝 회로들은, 송신 코일 (814) 을 포함하는 송신 회로 (850) 과 커플링하도록 구성된 기생 코일 (예를 들어, 송신 코일 (814) 또는 수신 코일 (818) 로부터 수신되거나 송신된 에너지를 무선으로 재송신/중계할 수도 있는 수도 엘리먼트) 에 배치될 수도 있다. 송신 회로 (850) 에 유도적으로 커플링된 기생 코일의 리액턴스를 튜닝하는 것은 송신 회로 (850) 에 제시된 임피던스를 조정하여, 송신 회로 (850) 가 상기 설명된 바와 같은 원하는 주파수에서 공진할 수도 있다.

도 17 은 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 송신기 (1704) 의 기능 블록 다이어그램이다. 송신기 (174) 는, 송신 회로 (1750) 의 공진 주파수에서의 변화를 검출하는 검출 회로 (1780) 를 포함하는 송신 회로부 (1706) 의 부분을 포함한다. 도 4 에 도시된 바와 유사하게, 송신 회로부 (1706) 는 커패시터 (C₁) 및 송신 코일 (1714) 을 포함하는 송신 회로 (1750) 를 포함한다. 송신 회로 (1750) 는 상기 설명된 임의의 송신 회로들 또는 이들의 임의의 조합일 수도 있다. 송신 회로부 (1706) 는 제어기 (1715) 및 오실레이터 (1723) 를 더 포함하고, 이 오실레이터는 필터 회로 (408) 을 통해 송신 회로 (1750) 를 구동할 수도 있는 구동기 회로 (1724) 를 구동한다. 다양한 리액티브 엘리먼트들에서 스위칭하는 방법 및 스위칭할 때를 결정하기 위해, 검출 회로 (1780) 는 송신 회로 (1750) 의 공진 주파수에서의 변화를 검출 (즉, 공진 조건을 검출) 하기 위해 사용될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 검출 회로 (1780) 는 송신 회로 (1750) 의 공진 주파수에서의 변화를 결정하기 위하여 구동기 회로 (1524) 를 통한 전류의 양을 검출 가능할 수도 있다. 더 상세하게, 무선 전력 송신기 (1704) 의 충전 영역 내에 임의의 디바이스들을 위치시키기 전 그리고 무선 전력 시스템의 리액턴스가 제로인 동안, 구동기 회로 (1724) 를 통한 전류의 양이 검출 회로 (1780) 를 이용하여 감지되어, 공진 조건에서 최적의 베이스라인 전류 레벨을 결정할 수도 있다. 그 후, 하나 이상의 디바이스들이 무선 전력 송신기 (1704) 의 충전 영역 내에 위치되는 동안, 구동기 회로 (1724) 를 통한 전류가 검출 회로 (1780) 에 의해 감지될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 검출 회로 (1780) 는, 전류의 양에 기초하여 리액턴스를 조정하기 위해 상기 설명된 바와 같이 송신 회로 (1750) 의 튜닝 회로 (1752) 를 제어하기 위한 정보를 제어기 (1715) 에 제공할 수도 있다. 튜닝 회로 (1752) 는 상기 설명된 임의의 튜닝 회로들 또는 이들의 임의의 조합일 수도 있다. 이에 따라, 송신 회로 (1750) 의 공진 주파수는 도 7 내지 도 16b 에 관하여 상기 설명된 예시적인 실시형태 중 하나 이상에 따라 조정되어, 측정된 전류를 베이스라인 전류와 비슷하게 조정하고, 따라서, 무선 전력 시스템의 리액턴스를 가능한 한 제로에 근접하게 되도록 할 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 검출 회로 (1780) 는 다양한 무선 전력 수신기들 (도시 안됨) 에 전력을 제공하면서 구동기 회로 (1724) 를 통한 전류 레벨들을 계속 모니터링할 수도 있다. 전력을 계속 제공하면서 측정된 전류에 기초하여, 검출 회로 (1780) 는, 송신 회로 (1750) 가 더 이상 공진하지 않음을 그리고 송신 회로 (1750) 의 리액턴스가 조정되거나 공진 상태로 다시 튜닝될 필요가 있음을 결정할 수도 있다. 상기 설명된 바와 같은 튜닝 회로 (1752) 는 전류에서의 변화에 기초하여 리액턴스를 조정하는데 사용될 수도 있다.

도 18 은 무선 전력 송신의 예시적인 방법의 플로우차트 (1800) 이다. 플로우차트 (1800) 의 방법이 도 1 및 도 2 에 관하여 상기 논의된 무선 전력 송신 시스템 (100), 각각 도 4, 도 6 및 도 7 내지 도 9 에 관하여 상기 설명된 송신 회로들 (406, 606, 750, 850, 및/또는 950), 및 도 14a 내지 도 16b 에 관하여 상기 설명된 튜닝 회로들 (1420, 1520, 및 1620) 을 참조하여 본 명세서에서 설명되지만, 당업자는 플로우차트 (1800) 의 방법이 본 명세서에서 설명된 다른 디바이스 또는 임의의 다른 적합한 디바이스에 의해 구현될 수도 있음을 인식할 것이다. 일 실시형태에 있어서, 플로우차트 (1800) 에서의 단계들은, 예를 들어, 제어기 (415) (도 4) 및/또는 프로세서 시그널링 제어기 (516) (도 5) 와 같은 프로세서 또는 제어기에 의해 수행될 수도 있다. 플로우차트 (1800) 의 방법이 특정 순서를 참조하여 본 명세서에서 설명되지만, 다양한 실시형태들에 있어서, 본 명세서에서의 블록들은 상이한 순서로 수행되거나 생략될 수도 있으며 부가적인 블록들이 부가될 수도 있다.

먼저, 블록 1810 에서, 신호 구동기는 전력 경로를 따라 전력을 제공한다. 예를 들어, 구동기 회로 (1724) (도 17) 는 전력을 노드 (A) 로부터 경로를 따라 노드 (B) 에 제공할 수 있다 (예를 들어, 도 16b 참조). 일부 실시형태들에 있어서, 전력을 제공하는 것은 차동 신호를 제공하는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 전력을 제공하는 것은 단일단 신호를 제공하는 것을 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 전력 경로는 구동기와 송신 코일, 루프, 인덕터 등과의 사이에서 전기 신호들을 반송하는 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 신호 구동기는 중심 탭을 갖는 송신 코일을 통해 수신기에 무선 전력을 제공할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 신호 구동기는 전력을 수신 회로에 제공하여 전력을 부하에 제공할 수 있으며, 수신 회로는 공진 주파수에서 공진하도록 구성된다. 예를 들어, 구동기 회로 (1724) 는 무선 충전 전력을 수신기 (118) (도 1) 에 제공할 수 있다.

다음으로, 블록 1820 에서, 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로가 하모닉을 발생한다. 일부 실시형태들에 있어서, 이러한 하모닉은, 일반적으로 "제 1 하모닉" 으로서 또한 공지된 "기본 주파수" 로부터 하모닉을 구별하기 위해 "제 1 카운팅된 하모닉" 으로서 본 명세서에서 지칭될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 하모닉은 공통 모드 노이즈 및/또는 차동 모드 노이즈를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 하모닉은 하모닉 왜곡을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 하모닉은 하나 이상의 스퓨리어스 방출들을 야기할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 하모닉은 제 1 튜닝 회로의 하나 이상의 특성에 의해 야기될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 제 1 튜닝 회로는 도 13a 내지 도 16b 중 임의의 도면에 도시된 바와 같은 트랜지스터 (M1p) 를 포함할 수 있다. 하모닉은, 개방 상태에 있을 경우에, 트랜지스터 (M1p) 의 전압 의존형 커패시턴스에 의해 적어도 부분적으로 야기될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1p) 에 걸친 드레인-소스 전압은 트랜지스터 (M1p) 의 극성, 배향, 및/또는 구성에 따라 변할 수 있다.

그 후, 블록 1830 에서, 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로는, 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는 다른 하모닉을 발생한다. 일부 실시형태들에 있어서, 이러한 하모닉은, 일반적으로 "제 2 하모닉" 으로서 또한 공지된 "옥타브" 로부터 하모닉을 구별하기 위해 "제 2 카운팅된 하모닉" 으로서 본 명세서에서 지칭될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 다른 하모닉은 공통 모드 노이즈 및/또는 차동 모드 노이즈를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 다른 하모닉은 하모닉 왜곡을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 다른 하모닉은 하나 이상의 스퓨리어스 방출들을 야기할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 다른 하모닉은 제 2 튜닝 회로의 하나 이상의 특성에 의해 야기될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 제 2 튜닝 회로는 도 13a 내지 도 16b 중 임의의 도면에 도시된 바와 같은 트랜지스터 (M1n) 를 포함할 수 있다. 하모닉은, 개방 상태에 있을 경우에, 트랜지스터 (M1p) 의 전압 의존형 커패시턴스에 의해 적어도 부분적으로 야기될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 트랜지스터 (M1p) 에 걸친 드레인-소스 전압은 트랜지스터 (M1p) 의 극성, 배향, 및/또는 구성에 따라 변할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 제 2 튜닝 회로는 도 15a 내지 도 16b 중 임의의 도면에 도시된 바와 같은 트랜지스터 (M2p) 를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로는 본 명세서에서 설명된 트랜지스터들의 임의의 쌍 또는 그 조합, 또는 본 명세서에서 설명된 다른 회로들의 임의의 쌍 또는 그 조합을 포함할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬로 스위치를 포함하고, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 리액티브 엘리먼트는 커패시터를 포함한다.

예를 들어, 제 1 튜닝 회로는 제 1 리액턴스 (C1_pp) 의 단자들을 단락 또는 개방하도록 구성된 트랜지스터 (M1p) 를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제 2 튜닝 회로는 제 2 리액턴스 (C1_pn) 의 단자들을 단락 또는 개방하도록 구성된 트랜지스터 (M1n) 를 포함할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 포함하고, 2 이상의 트랜지스터들은 리액티브 엘리먼트와 병렬로 있다. 그 방법은 2 이상의 트랜지스터들을 인에이블함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 튜닝 회로는 도 16b 의 제 1 및 제 3 트랜지스터들 (M1p 및 M2p) 을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제 2 튜닝 회로는 도 16b 의 제 2 및 제 4 트랜지스터들 (M1n 및 M2n) 을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 및 제 2 튜닝 회로들은, 예를 들어, 도 16b 의 리액티브 엘리먼트들 (C1_pp 및/또는 C1_pn) 과 같은 하나 이상의 리액티브 엘리먼트들을 포함할 수 있다.

도 19 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 송신용 시스템 (1900) 의 기능 블록 다이어그램이다. 무선 전력 송신용 시스템 (1900) 은 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 수단 (1910), 전력 경로를 튜닝하고 하모닉을 발생하는 제 1 수단 (1920), 및 전력 경로를 튜닝하고 다른 하모닉을 발생하는 제 2 수단 (1930) 을 포함하고, 다른 하모닉은 튜닝하기 위한 제 1 수단에 의해 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거한다.

일 실시형태에 있어서, 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 수단 (1910) 은 블록 1810 (도 18) 에 관하여 상기 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 수단 (1910) 은 송신기들 (104 (도 1), 204 (도 2), 604 (도 6), 1704 (도 17)) 및/또는 구동기들 (224 (도 2), 424 (도 4), 624 (도 6), 1724 (도 17)) 중 하나 이상에 의해 구현될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 전력 경로를 튜닝하고 하모닉을 발생하는 제 1 수단 (1920) 은 블록 1820 (도 18) 에 관하여 상기 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 전력 경로를 튜닝하고 하모닉을 발생하는 제 1 수단 (1920) 은 송신 회로들 (1320 (도 13), 1420 (도 14), 1520 (도 15), 1620 (도 16)), 트랜지스터들 (M1p, M2p, M1n, M2n (도 16)), 리액티브 엘리먼트들 (C1_pp, C2_pp, C1_pn, C2_pn) 등 중 하나 이상에 의해 구현될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 전력 경로를 튜닝하고 다른 하모닉을 발생하는 제 2 수단 (1930) 은 블록 1820 (도 18) 에 관하여 상기 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 전력 경로를 튜닝하고 다른 하모닉을 발생하는 제 2 수단 (1930) 은 튜닝 회로들 (1320 (도 13), 1420 (도 14), 1520 (도 15), 1620 (도 16)), 트랜지스터들 (M1p, M2p, M1n, M2n (도 16)), 리액티브 엘리먼트들 (C1_pp, C2_pp, C1_pn, C2_pn) 등 중 하나 이상에 의해 구현될 수 있다.

당업자는 임의의 다양한 서로 다른 기술들 및 기법들을 이용하여 정보 및 신호들이 표현될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드(command)들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광학 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.

당업자는 본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자의 조합으로서 구현될 수도 있음을 추가로 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체 가능성을 분명히 예시하기 위하여, 다양한 예시적인 회로들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능의 관점에서 상기 기술되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현될지 또는 소프트웨어로서 구현될지는 전체 시스템에 부과된 설계 제약들 및 특정 어플리케이션에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정 어플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 구현할 수도 있지만, 그러한 구현의 결정들이 본 발명의 예시적인 실시형태들의 범위로부터의 일탈을 야기하는 것으로서 해석되지는 않아야 한다.

본 명세서에서 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 기타 다른 구성물로서 구현될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 양자의 조합에서 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그래밍가능 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 착탈가능 디스크, CD ROM, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수도 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수도 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에 별개의 회로들로서 상주할 수도 있다.

하나 이상의 예시적인 실시형태들에 있어서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상으로 저장 또는 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 일 장소로부터 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 양자를 포함한다. 저장 매체는, 컴퓨터에 의해 액세스될 수도 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 한정이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD ROM 또는 다른 광학 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 수록 또는 저장하는데 이용될 수도 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수도 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 임의의 커넥션이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 명명된다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임쌍선, 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 소프트웨어가 송신된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임쌍선, DSL, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서, 디스크 (disk) 는 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들이 또한, 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "결정하는 것" 은 매우 다양한 액션들을 포괄한다. 예를 들어, "결정하는 것" 은 계산하는 것, 산출하는 것, 프로세싱하는 것, 도출하는 것, 조사하는 것, 검색하는 것 (예를 들어, 표, 데이터베이스, 또는 다른 데이터 구조에서 검색하는 것), 확인하는 것 등을 포함할 수도 있다. 또한, "결정하는 것" 은 수신하는 것 (예를 들어, 정보를 수신하는 것), 액세스하는 것 (예를 들어, 메모리 내 데이터에 액세스하는 것) 등을 포함할 수도 있다. 또한, "결정하는 것" 은 해결하는 것, 선택하는 것, 선출하는 것, 확립하는 것 등을 포함할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 방법들은 설명된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계들 또는 액션들을 포함한다. 그 방법 단계들 및/또는 액션들은 청구항들의 범위로부터 일탈함없이 서로 대체될 수도 있다. 즉, 단계들 또는 액션들의 특정 순서가 명시되지 않으면, 특정 단계들 및/또는 액션들의 순서 및/또는 그 사용은 청구항들의 범위로부터 일탈함없이 수정될 수도 있다.

개시된 예시적인 실시형태들의 상기 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용하게 할 수 있도록 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 수정들은 당업자에게 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 일탈함없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 나타낸 예시적인 실시형태들에 한정되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여받아야 한다.

Claims (21)

1. 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스로서,
   전력 경로를 따라 전력을 제공하도록 구성된 신호 구동기;
   상기 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하도록 구성되는, 상기 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로; 및
   상기 신호 구동기에서 리액턴스를 튜닝하고 그리고 상기 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하도록 구성되는, 상기 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로를 포함하고,
   상기 제 2 튜닝 회로는, 상기 제 1 튜닝 회로의 커패시턴스와 역으로 관련되어 있는 커패시턴스를 갖는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함하는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬인 스위치를 포함하고,
   상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 리액티브 엘리먼트는 커패시터를 포함하는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
5. 제 1 항에 있어서,
   중심 탭을 갖는 송신 코일을 더 포함하는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호 구동기는 차동 구동기를 포함하는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호 구동기는 단일단 구동기를 포함하는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 포함하고, 상기 2 이상의 트랜지스터들은 리액티브 엘리먼트와 병렬이고,
   상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 2 이상의 트랜지스터들을 인에이블함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
9. 제 1 항에 있어서,
   송신 회로가 전력을 수신 회로에 무선으로 제공하여 전력을 부하에 제공하도록 구성되고,
   상기 수신 회로는 공진 주파수에서 공진하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하도록 구성된 디바이스.
10. 무선 전력을 제공하는 방법으로서,
    신호 구동기에서, 전력 경로를 따라 전력을 제공하는 단계;
    상기 전력 경로를 따른 제 1 튜닝 회로에서 하모닉을 발생하는 단계; 및
    상기 전력 경로를 따른 제 2 튜닝 회로에서 다른 하모닉을 발생하는 단계로서, 상기 다른 하모닉은 상기 제 1 튜닝 회로에서 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는, 상기 다른 하모닉을 발생하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 튜닝 회로는, 상기 제 1 튜닝 회로의 커패시턴스와 역으로 관련되어 있는 커패시턴스를 갖는, 무선 전력을 제공하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬인 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 리액티브 엘리먼트는 커패시터를 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
14. 제 10 항에 있어서,
    중심 탭을 갖는 송신 코일을 통해 수신기에 무선 전력을 제공하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력을 제공하는 단계는 차동 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력을 제공하는 단계는 단일단 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 튜닝 회로 및 상기 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 2 이상의 트랜지스터들을 포함하고, 상기 2 이상의 트랜지스터들은 리액티브 엘리먼트와 병렬이고,
    상기 무선 전력을 제공하는 방법은 상기 2 이상의 트랜지스터들을 인에이블함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력을 제공하는 방법.
18. 제 10 항에 있어서,
    전력을 수신 회로에 제공하여 전력을 부하에 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 회로는 공진 주파수에서 공진하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하는 방법.
19. 무선 전력을 제공하는 장치로서,
    전력 경로를 따라 전력을 제공하는 수단;
    상기 전력 경로를 튜닝하고 하모닉을 발생하는 제 1 수단; 및
    상기 전력 경로를 튜닝하고 그리고 다른 하모닉을 발생하는 제 2 수단으로서, 상기 다른 하모닉은 튜닝하기 위한 상기 제 1 수단에 의해 발생된 하모닉을 적어도 부분적으로 소거하는, 상기 제 2 수단을 포함하고,
    튜닝하기 위한 상기 제 2 수단은, 튜닝하기 위한 상기 제 1 수단의 커패시턴스와 역으로 관련되어 있는 커패시턴스를 갖는, 무선 전력을 제공하는 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    튜닝하기 위한 상기 제 1 수단 및 첫번째 제 2 수단 중 적어도 하나는 상기 전력 경로의 리액턴스를 조정하도록 구성된 스위치를 포함하는, 무선 전력을 제공하는 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    튜닝하기 위한 상기 제 1 수단 및 첫번째 제 2 수단 중 적어도 하나는 리액티브 엘리먼트와 병렬인 스위치를 포함하고,
    제 1 튜닝 회로 및 제 2 튜닝 회로 중 적어도 하나는 상기 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 송신 회로의 리액턴스를 조정하도록 구성되는, 무선 전력을 제공하는 장치.

Images