KR102138642B1 - 무선 충전을 위한 집적 회로 및 상기 집적 회로의 동작 방법 - Google Patents

무선 충전을 위한 집적 회로 및 상기 집적 회로의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전을 위한 집적 회로는, 제1무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제1무선 통신부와, 배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제1경로 선택부와, 상기 제1경로 선택부로부터의 상기 전력을 수신하고, 상기 제1무선 통신부로 상기 수신된 전력을 제공하도록 구성된 전력부와, 상기 제1경로 선택부의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

무선 충전을 위한 집적 회로 및 상기 집적 회로의 동작 방법{INTEGRATED CIRCUIT FOR WIRELESS POWER CHARGING AND METHOD FOR OPERATING THE INTEGRATED CIRCUIT}
본 발명은 무선 충전에 관한 것으로, 특히 무선 충전 분야에서 적용 가능한 와이파이(WiFi)/블루투스(Bluetooth) 콤보 IC(Integrated Circuit)에 관한 것이다.
최근 무선충전 공진 방식은, A4WP(Alliance for Wireless Power)에서의 시그널링을 BLE(Bluetooth Low Energy) 규격을 따르기로 결정된 바 있다. 그에 따라 사용자가 원하는 대로 BLE(예를 들어, BT 4.0 규격) 단독 IC를 사용하거나, 또는 WIFI/BT 4.0 콤보 IC를 사용하며, 다만 시그널링에서 BLE 규격만 따르면 된다.
그러나 기존의 BT/WIFI 콤보 IC를 무선 충전용 시그널링 용도로 사용하기에는 상기 BT/WIFI 콤보 IC의 I/F가 매우 복잡하다. WIFI/BT 콤보 IC는 AP(Application Processor)의 지배를 받는데, 무선 충전 용도로 사용하기 위해서는 'AP → WIFI/BT 콤보 IC → 무선 충전 전력 IC' 순으로 제어가 되어야 할 뿐만 아니라 데이터가 송수신되어야 한다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치를 구비한 단말기의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 무선 충전 장치가 단말기(10)의 내부로 들어갔을 때, 즉 공진기(resonator)가 내장된 뒷면 커버(15)간 단말기(10)에 장착되면, BLE 시그널링을 위해서 별도의 IC(도 1의 BLE 단품 IC(16) 또는 WIFI/BT 콤보 IC(17))가 사용되어야 한다.
또한 도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치를 구비한 단말기의 구조를 도시한 도면이다. 도 2와 같이, BLE 단품 IC(18) 대신 단말기(20)에 기존에 사용하던 WIFI/BT 콤보 IC(19)를 사용하는 경우도 있을 수 있다. 단말기(20) 내부에 내장된 BT/WIFI 콤보 IC(19)를 사용하면, 공진기(resonator)가 내장된 뒷면 커버(15)의 장착 여부와 상관없이 단말기(20)의 전원이 오프된 상태에서는 무선 충전을 수행할 수 없는 문제가 있다.
일반적으로, WIFI, BT 등이 하나의 단일 칩으로 구현된 콤보칩의 경우 블루투스 코어와 와이파이 코어 중 와이파이 코어가 마스터 코어로 동작한다. 따라서 BT, BLE 통신 방식을 활용하여 통신을 하기 위해서는 전력을 많이 소비하는 와이파이 코어를 구동시켜야 한다. 게다가 BT, BLE 통신 방식을 이용하기 위해서는 그 통신에 필요한 BT, BLE 프로파일 등이 AP 내의 스택에 존재하므로, AP가 구동되기 전에는 BT, BLE 통신 방식을 이용한 무선 충전이 불가능하게 된다. 즉, AP가 구동될 수 없는 데드 배터리(Dead Battery) 상황에서는 무선 충전을 할 수 없다.
본 발명의 적어도 일 실시 예는 종래 기술과 관련된 문제점들 및/또는 단점들 중의 적어도 하나를 적어도 부분적으로 해결, 경감 또는 제거한다.
따라서 본 발명의 적어도 일 실시 예는 WIFI/BT 콤보 IC로 하여금 무선 충전시 시그널링을 수행하게 하여 데드 배터리(Dead Battery) 상황에서도 무선 충전이 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전을 위한 집적 회로는, 제1무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제1무선 통신부와, 배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제1경로 선택부와, 상기 제1경로 선택부로부터의 상기 전력을 수신하고, 상기 제1무선 통신부로 상기 수신된 전력을 제공하도록 구성된 전력부와, 상기 제1경로 선택부의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법은, 배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 적어도 하나의 전력 입력이 있는지를 판단하는 과정과, 상기 제1전력과 상기 제2전력이 입력되는 경우, 상기 제1전력이 공급되도록 선택하는 과정과, 상기 제1전력을 수신하여 무선 네트워크 통신 또는 비접촉 근거리 무선 통신을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전을 위한 전자 장치는, 제1무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제1무선 통신부와, 배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제1경로 선택부와, 상기 제1경로 선택부로부터의 상기 전력을 수신하고, 상기 제1무선 통신부로 상기 수신된 전력을 제공하도록 구성된 전력부와, 상기 제1경로 선택부의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신기에서 기존에 사용하고 있던 WIFI/BT 콤보 IC로 하여금 무선 충전시 시그널링을 수행하게 함으로써 무선 전력 수신기 내의 공간을 절약하고, 무선 전력 수신기 제조 비용을 절감함과 동시에, 무선 전력 수신기의 배터리가 없어서 무선 전력 수신기가 꺼진 상태인 데드 배터리(Dead Battery) 상황에서도 무선 전력 수신기의 무선 충전이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치를 구비한 단말기의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 무선 충전 장치를 구비한 단말기의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 WIFI/BT 콤보 IC를 내장한 무선 전력 수신기의 구조를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 WIFI/BT 콤보 IC의 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 내부 회로 구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 내부 회로 구성도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 내부 회로 구성도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 오프 상태에서 유선 충전 및 유선 충전 중 무선 충전 입력에 따른 동작 흐름도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 오프 상태에서 무선 충전 및 무선 충전 중 유선 충전 입력에 따른 동작 흐름도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 온 상태에서 유선 충전 및 유선 충전 중 무선 충전 입력에 따른 동작 흐름도,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 온 상태에서 무선 충전에 따른 동작 흐름도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 온 상태에서 무선 충전 중 유선 충전 입력에 따른 동작 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 한 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 발명의 실시 예에서 무선 전력 수신기는 재충전이 가능한 배터리로 구동되는 장치로, 단말기, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말 등으로 칭할 수 있다. 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 무선 전력 수신기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전 장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전 장치와 배터리를 전기적으로 연결하며, 이를 통해 제공받는 전력을 유선 전력(wired power)이라고 칭할 수 있다. 반면, 무선 전력 수신기를 별도의 충전 장치에 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려 놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전되는 방식에 따라 제공받는 전력을 무선 전력(wireless power)이라고 칭할 수 있다.
이러한 전자 장치의 대표적인 구성은 휴대폰에 대한 것이며, 이러한 전자 장치의 대표적인 구성에서 일부 구성 소자는 필요에 따라 생략되거나 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 WIFI/BT 콤보 IC를 내장한 무선 전력 수신기의 구조를 도시한 블록도이다. 도 3에서의 무선 전력 수신기의 대표적인 구성은 휴대 단말기에 대한 것이며, 이러한 무선 전력 수신기의 대표적인 구성에서 일부 구성 소자는 필요에 따라 생략되거나 변경될 수 있다. 도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 단말기(100)는 크게 어플리케이션 프로세서(Application Processor: AP)(110), 전력 관리부(Power Management Integrated Circuit: PMIC)(120), 충전부(WPT POWER IC)(130) 및 WIFI/BT 콤보 IC(150)를 포함한다.
공진기(resonator)가 포함된 뒷면 커버(Back Cover)(200)는 단말기(100)에 장착되고, 단말기(100)는 WIFI/BT 콤보 IC(150)를 포함하며, 배터리(300)와 연결된다. 또한 WIFI/BT 콤보 IC(150)는 시리얼 인터페이스(Serial I/F), 인터럽트(Interrupt), 전원(Power)(예를 들어 배터리(300))과 연결된다.
먼저, 공진기는 무선 전력 송신기의 공진 신호 발생부에서 송신한 무선 공진 신호를 수신하는 역할을 한다.
AP(110)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)가 가지는 각종 데이터 변환, 메모리 제어, 버스 제어 등과 같은 다양한 기능을 수행하는 통합 컨트롤칩으로 구성할 수 있다. 이러한 AP(110)는 비휘발성 메모리를 포함하여 구성되며, 비휘발성 메모리에는 BT 프로파일, BLE 프로파일 등의 저전력 무선 통신에 필요한 데이터 및 와이파이 등의 무선 네트워크 통신에 필요한 데이터(와이파이 프로파일 등)가 저장되어 있다.
AP(110)는 다음과 같은 과정을 거쳐 동작한다. 먼저, 단말기(100)에 탑재된 AP(110)는 전원 온 요청이 입력되면 깨우도록 설정되어 있다. 따라서 전원 온 요청이 입력되면 무선 전력 수신기는 배터리(300)의 상태를 점검하고, 배터리의 레벨이 임계치 이상일 경우에 AP(110)를 깨우게 된다.
PMIC(120)는 동작 전원으로 충전을 수행하며, 이러한 PMIC(120)는 단말기(100)에 장착된 배터리(300)로부터 공급되는 유선 전력(wired power)을 수신하는 기능과, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하여 배터리(300)를 충전하거나 WIFI/BT 콤보 IC(150) 내의 저전력 무선 통신부로 무선 전력(wireless power)을 전달하는 기능을 모두 탑재한다.
충전부(WPT POWER IC)(130)는 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터(131), 능동 동기 정류기(Active synch. Buck)(132), 동기 버크(Synch. Buck)(133), 출력 인에이블러(output enable)(134), OVP 클램핑 회로(OverVoltage Power clamping circuit)(135), LDO(Low Drop-Out linear regulator)(136), ADC(Analog-Digital Converter)(137) 및 Serial I/O(138)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, EMI 필터(131)는 상기 공진기를 통해 수신되는 신호로부터 잡음을 제거하는 역할을 한다. 그리고, 능동 동기 정류기(Active synch. Buck)(132) 및 LDO(136)는 상기 공진기를 통해 수신되는 교류(AC) 형태의 전원을 직류(DC)로 정류하는 역할을 한다. 동기 버크(Synch. Buck)(133)는 다른 구성부들 예컨대, PMIC(120)에 대해 5V를 제공하는 역할을 한다. 이와 같이 능동 동기 정류기(132), 동기 버크 (133) 및 LDO(136)은 배터리 전원을 조절하여 미리 조절된 전원을 무선 전력 수신기의 각 구성 요소들의 전원으로서 공급하기 위해 채용될 수 있다. 또한, OVP 클램핑 회로(135)는 전원 전압 오버헤드로 인한 전력 손실을 방지하기 위해 채용될 수 있다. 그리고 Serial I/O(138)는 WIFI/BT 콤보 IC(150)의 Serial I/O(152)에 I2C를 통해 연결되며, WIFI/BT 콤보 IC(150)의 MCU(Micro Controller Unit)(153)에 INT를 통해 연결될 수 있다.
WIFI/BT 콤보 IC(150)는 비접촉 근거리 무선 통신부로서, 제1무선 통신 방식 및 제2무선 통신 방식을 지원한다. 이러한 제1무선 통신 방식 및 제2무선 통신 방식의 예로는, 무선 네트워크 기능 및 저전력 무선 통신 기능이 있으며, 그 중에서도 무선 네트워크 기능은 와이파이(WiFi) 통신부에서 담당하며, 저전력 무선 통신 기능은 BT 통신부, BLE 통신부에서 담당한다. 여기서, 와이파이 통신부에서는 외부 서버와의 연결이나 동작 수행을 위해 마스터로 동작하는 BT 통신부의 제어 하에 RF 스위칭(151)과 연결된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 구성부들 위주로 설명하기로 한다. 도 4는 도 3에 도시된 WIFI/BT 콤보 IC의 구조를 도시한 도면이다. 도 4와 같은 구조를 가짐으로써 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기(100)는, 데드 배터리 상황에서도 무선 충전시 WIFI/BT 콤보 IC(150)를 웨이크업(wake up)시킬 수 있다. 이때 데드 배터리 상황이라 함은, 단말기(100)의 배터리(300)가 방전되어 없는 상태로서 단말기(100)의 전원이 오프되고 난 상태를 가리킨다. 본 발명의 일 실시 예에서는 단말기(100)의 전원이 오프된 상태에서도 무선 충전을 할 수 있는 WIFI/BT 콤보 IC(150)를 제공한다.
도 4를 참조하면, WIFI/BT 콤보 IC(150)의 전원단에는 제1경로 선택부(154) 및 제2경로 선택부(155)가 연결될 수 있다. 여기서, 제1경로 선택부(154) 및 제2경로 선택부(155)는 제어 라인을 통해 WIFI/BT 콤보 IC(150) 내의 MCU(153)에 의해 제어되는 스위칭 회로일 수 있다. 제1경로 선택부(154) 및 제2경로 선택부(155)는 리버스 블록킹(Reverse Blocking) 회로라고도 칭할 수 있다. 내부 전원단(156)은 외부 입력 전력을 스위칭하여 기존의 1.8V 전원, 배터리 등으로부터 수신하는 기존의 전원, 무선 충전을 통해 공급되는 전원, 또는 무선 충전을 통해 공급되는 1.8V 전원 중 적어도 하나를 상황에 맞게 선택할 수 있다. 이러한 내부 전원단(156)은 전력을 제공받아 WIFI/BT 콤보 IC(150) 내의 각 구성 요소로 전원을 공급하는 전력 제어부(POWER BLOCK)로서 역할을 하며, 제1경로 선택부(154) 및 제2경로 선택부(155) 중 어느 하나에 의해 스위칭되는 전원을 입력받을 수 있다.
제1경로 선택부(154)는 MCU(153)의 제어 하에 유선 충전에 따른 제1전원 입력과 무선 충전에 따른 제2전원 입력 중 어느 하나의 전원이 입력되도록 선택한.
제2경로 선택부(155)는 MCU(153)의 제어 하에 배터리로부터의 제3전원 입력과 무선 충전에 따른 제4전원 입력 중 어느 하나의 전원이 입력되도록 선택한다.
내부 전원단(156)인 전력 제어부는, 상기 제1경로 선택부(154)와 상기 제2경로 선택부(155) 중 어느 하나로부터의 전원을 제공받아, WIFI/BT 콤보 IC(150) 내부의 각 구성요소에 전력을 공급한다. 예를 들어, 기존 전원(기존 1.8V 또는 배터리 등의 기존 전원)만 있는 경우에는 제1경로 선택부(154)는 WIFI/BT 콤보 IC(150)로부터의 제어 시그널링에 의해 내부 전원단(156)으로 상기 기존 전원이 입력되도록 할 수 있다. 기존 전원과 무선 충전 전원(무선 충전으로부터 공급되는 1.8V 또는 무선 충전으로부터 공급되는 전원)이 모두 있을 때에는 기존 전원으로부터의 입력을 우선적으로 받을 수 있다. 또한 기존 전원의 공급은 없고, 무선 충전 전원으로부터의 공급만 있는 경우에는 내부 전원단(156)은 무선 충전 전원으로부터의 전원을 공급받아 입력으로 사용할 수 있다.
다른 예로써, 기존 전원이 있는 경우에는 내부 전원단(156)은 기존 전원으로부터의 공급을 입력으로서 이용할 수 있다. 기존 전원과 무선 충전 전원 모두 공급되는 경우에는, 제2경로 선택부(155)는 WIFI/BT 콤보 IC(150)로부터의 제어 시그널링에 의해 내부 전원단(156)으로 무선 충전 전원이 우선적으로 입력되도록 할 수 있다. 또한 기존 전원의 공급은 없고, 무선 충전 전원으로부터의 공급만 있는 경우에는 내부 전원단(156)은 무선 충전 전원으로부터의 전원을 공급받아 입력으로 사용할 수 있다. 이와 같이 내부 전원단(156)을 통해 제공되는 전원은 WIFI/BT 콤보 IC(150) 내의 각 구성 요소들로 제공되며, 이러한 전원을 제공받아 무선 네트워크 통신 또는 비접촉 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 수신기의 내부 회로 구성도이다.
도 5에서는 각 구성부들 간의 연결 관계 및 입력 신호들을 예시하고 있다. 여기서, 전력 수신기의 내부 회로 구성은 도 5에서와 같이 구성될 수 있지만, 다르게는 도 6 및 도 7에서와 같이 구성될 수도 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 수신기의 내부 회로 구성도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 수신기의 내부 회로 구성도이다. 도 5 내지 도 7에서의 구성부들 중에서 도 3에서의 구성부들과 동일한 역할을 하는 구성부들은 동일한 번호들로 나타내고 있다.
먼저, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)의 전원 입력단은 크게 2가지로 구분될 수 있다. 즉, 유선 충전을 위한 전원 입력단과 무선 충전을 위한 전원 입력단을 가지는 데, 이 두 전원 입력단 간의 스위칭은 무선 전력 수신기에서의 전력 효율에 많은 영향을 미칠 수 있다. 따라서 이러한 두 전원 입력단 간의 스위칭은 다음과 같은 테이블을 근거로 하여 수행될 수 있다. 하기 표 1은 VIO 1.8V 전원 스위치 테이블을 예시하고 있다.
From PMIC From 무선충전용 전력 IC Combo 내부 Power block 입력전원 출처
L L COMBO IC OFF
L H 무선충전용 POWER IC
H H FROM WIRELESS POWER IC
H L VIO FROM PMIC
상기 표 1을 참조하면, PMIC(120)로부터 ‘L’(Low) 신호가 입력되면서 무선 충전용 전력 IC(POWER IC for wireless)(130)로부터도 ‘L’ 신호가 입력되는 경우 이는 유선 충전 및 무선 충전을 위한 어떠한 입력도 없음을 나타내는 것이므로, 콤보 IC 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 오프 상태를 유지한다. 반면, PMIC(120)로부터 ‘L’ 신호가 입력되면서 무선 충전용 전력 IC(130)로부터도 ‘H’(High) 신호가 입력되는 경우 이는 무선 충전을 위한 전원 입력이 있음을 나타내는 것이므로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 무선 충전용 전력 IC(130)로부터 전력을 수신한다.
또한, PMIC(120)로부터 ‘H’ 신호가 입력되면서 무선 충전용 전력 IC(130)로부터도 ‘H’ 신호가 입력되는 경우 이는 유선 충전을 위한 전원 입력 및 무선 충전을 위한 전원 입력이 동시에 있는 경우를 나타내므로, 이러한 경우 유선으로 충전하는 것이 안정적이므로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 PMIC(120)로부터의 전력을 수신한다. 또한, PMIC(120)로부터 ‘H’ 신호가 입력되면서 무선 충전용 전력 IC(130)로부터도 ‘L’ 신호가 입력되는 경우 이는 유선 충전을 위한 전원 입력만이 있음을 나타내므로 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 PMIC(120)로부터의 전력을 수신한다.
한편, 표 2는 VBATT 전원 스위치 테이블을 예시하고 있다.
From 배터리 3.3V From 무선충전용 전력 IC Combo 내부 Power block
입력전원 출처
L L COMBO IC OFF
L H FROM WIRELESS POWER IC
H H VBATT FROM BATTERY
H L VBATT FROM BATTERY
상기 표 2에서는 배터리(300)로부터 ‘H’ 신호가 입력되면서 무선 충전용 전력 IC(130)로부터도 ‘H’ 신호가 입력되는 경우와 배터리(300)로부터 ‘H’ 신호가 입력되면서 무선 충전용 IC(130)로부터도 ‘L’ 신호가 입력되는 경우에 PMIC(120)가 아닌 배터리(300)로부터 전원(VBATT)을 입력받는다는 점에서 표 1과 비교했을 때, 차이가 있다.
상기한 바와 같이 무선 충전용 전력 IC(130)로부터 1.8V 전원이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 공급되면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150) 내의 BLE 기능은 자동으로 시작된다.
이하, 상기 도 5 내지 도 7에서의 무선 전력 수신기의 내부 회로 구성도에서 유선 충전 및/또는 무선 충전에 따른 동작을 살펴보기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 오프 상태에서 유선 충전 및 유선 충전 중 무선 충전 입력에 따른 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 무선 전력 수신기가 오프 상태에서 1000단계에서 유선 전력 수신이 감지되면 1005단계에서 AP(110)를 비롯한 구성부들 전체에 전력을 공급한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기의 충전 연결잭과 같은 외부 장치 연결부를 이용하여 유선 충전 단자와 연결될 수 있다. 이와 같이 유선 충전기가 무선 전력 수신기에 연결되면, 도 5에서 IF PMIC(140)는 유선 연결을 감지하여 PMIC(120)에 온 신호를 주며, 배터리와 시스템 전체에 전력을 공급하기 위해 각각 VBattery와 VPH_PWR 전력을 공급한다. 그러면 PMIC(120)는 최소전원모드를 위해 전력이 필요한 곳인 AP(110), WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)을 비롯하여 표시부(DISPLAY), 클럭(CLOCK)등에 전력을 공급한다. 이때, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150) 등에는 1.8V CLOCK 전원을 이용한다.
이어, PMIC(120)는 POR_RESET을 AP(110)에 인가한다. 그러면 AP(110)는 부트 업(BOOT UP)을 하면서 주변부를 RESET 하고, GPIO를 초기화한다. 이때, 사용자가 충전 상태를 알고 싶어서 홀드 키를 누를 경우 AP(110)는 키입력을 처리한다. 이에 따라 충전 상태를 알리는 아이콘이 표시부 상에 표시될 수 있다. 이때, 유선 충전이 진행 중이므로, 무선 충전을 위한 구성부인 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 동작하지 않는 것이 바람직하다. 이에 따라 1010단계에서 유선 충전 중에 무선 전력 수신이 감지되지 않으면 1000단계로 되돌아가 유선 전력 수신이 지속되는지를 판단한다. 만일 유선 전력 수신이 중단되면 예컨대, 사용자가 무선 전력 수신기로부터 유선 충전기를 제거하면, 1015단계에서와 같이 무선 전력 수신기 내의 모든 시스템 전체로의 전력 공급이 중단된 후 오프 상태를 유지한다.
반면, 1010단계에서 무선 전력이 수신되면, 예를 들어, 사용자가 충전을 위해 유선 충전 단자를 무선 전력 수신기에 연결해놓은 상태에서 무선 충전 패드 위에 전력 수신기를 올려놓게 되면, POWER IC(130)의 1.8V 전원이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)로 인가된다. 이에 따라 1020단계에서 저전력 근거리 무선통신 관련 구성부들 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 인에이블되며, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150) 내부의 BLE 스택을 이용하여 부팅한다. 이때, POWER IC(130)는 TA-DET 핀에 의해서 유선 충전 검출 신호(Wired input det.)를 수신하여 유선 충전 중임을 알 수 있다. 이에 따라 POWER IC(130)는 내부 레지스터(REGISTER)에 유선 충전 중임을 설정(set)하고, 시작 신호(INT)를 MCU(153)에 보낸다.
그리고 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 I2C 통신으로 POWER IC(130)의 상황을 파악할 수 있는데, 1025단계에서 우선 무선 충전을 시작하기 전에 유선 충전 중인지의 여부를 판단한다.
만일 유선 충전이 끊긴 경우 1030단계에서 무선 전력을 이용하여 충전을 수행한다. 구체적으로 유선 충전을 위한 연결이 끊기면, POWER IC(130)의 TA-DET 핀이 “L”이 되므로 시작 신호(INT)가 발생하게 된다. 그러면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130) 내부에서 일어난 상황을 파악하고 이를 무선 전력 송신기에게 알린다. 이에 따라 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로 송출되는 전력을 증가시킨 후 충전 명령(Charger EN)을 내린다. 그러면 무선 전력 수신기의 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)에게 IF PMIC(140)로 전력을 송출하도록 한다. 즉, 배터리(300)를 충전시키기 위해 IF PMIC(140)로 전력을 전달하는 것이다.
반면, 1025단계에서 유선 전력 수신 중이라고 판단되면 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 유선/무선 동시 충전 중이라고 판단되면 1035단계에서 전력 스위치(POWER SW)를 유선 충전에서 오는 것으로 선택해서 사용하며, 무선 전력 송신기와 교신을 통해 무선 전력 수신기가 유선 충전 중임을 알릴 수 있다. 즉, 제1차단부(151)는 유선 충전에서 오는 전원을 선택하도록 스위칭될 수 있다. 이에 따라 IF PMIC(140)가 무선 전력 수신기 내의 모든 구성부들로 전력을 공급함으로써, 유선 충전이 수행될 수 있다.
그리고 무선 전력 송신기는 무선 충전 패드 상에 유선 충전 중이라는 표시를 출력할 수 있다. 그러면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로 송출되는 전력을 줄일 수 있다. 다르게는 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기와의 무선 충전이 재개될 때까지 미리 정해진 시간 동안 전력을 송출하지 않은 채로 대기할 수도 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 무선 전력 수신기의 오프 상태에서 무선 충전 및 무선 충전 중 유선 충전 입력에 따른 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 수신기가 오프 상태에서 1100단계에서 무선 전력 수신이 감지되면 1105단계에서 저전력 근거리 무선통신 관련 구성부 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 인에이블된 후, BLE 스택을 이용하여 부팅된다. 구체적으로, 무선 충전을 위한 전력 수신이 감지되면, POWER IC(130)는 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)로 1.8V의 전력이 공급되어, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 스스로 인에이블되며, 37.4Mhz 크리스탈(crystal)을 동작시키고 BLE 스택으로 부팅되는 것이다. 이때, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 PMIC(120)로부터 1.8V 전원이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)의 VIO에 인가되지 않으므로, 오프 상태에서의 무선 충전 중임이라고 파악한 후, 1110단계에서 오프 상태에서의 무선 충전 중임을 무선 전력 송신기에게 알린다.
이에 대응하여 무선 전력 송신기로부터 충전 명령이 수신되면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1115단계에서 무선 전력을 이용하여 충전을 수행한다. 구체적으로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 CHARGER_EN을 활성화(ACTIVE)시켜 무선충전 POWER IC(130)에게 IF PMIC(140)로 전력을 송출시킨다. 즉, 배터리(300)를 충전시키기 위해 IF PMIC(140)로 전력을 전달하는 것이다. 전력을 공급받은 IF PMIC(140)는 PMIC(120)로 온 신호를 전달하며, 배터리와 시스템 전체에 전력을 공급하기 위해 각각 VBattery와 VPH_PWR 전력을 공급한다. 그러면 PMIC(120)는 온 신호가 전달됨에 따라 동작을 개시하며, AP(110), WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)을 비롯하여 표시부(DISPLAY), 클럭(CLOCK) 등에 전력을 공급한다.
AP(110)는 부트 업 단계에서 우선적으로 주변의 IC들을 리셋한 후 GPIO를 초기화한다. WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 AP(110)로부터 전달되는 BT_REG_ON, WL_REG_ON 등의 신호에 의해서 리셋될 수 있다. 이때, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)의 VIO가 PMIC(120)로부터 1.8V 전력을 받게 되면 내부 SW MUX 회로는 PMIC(120)의 전력을 이용한다. 여기서, AP로부터의 신호 BT_REG_ON 가 “L” 상태를 나타내더라도 POWER IC(130)로부터 전달되는 1.8V 전력 때문에 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 동작하게 된다.
이어, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1120단계에서 무선 충전이 완료되는지를 판단한다. 만일 무선 충전이 완료되면 1125단계에서 무선 전력 송신기에게 충전 완료를 알린다. 구체적으로, 완충 시 POWER IC(130)에서 나가는 전류가 적은 것이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)에서 모니터링되면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 충전 완료를 알리는 것이다. 이에 따라 무선 전력 송신기는 무선 충전 패드 상에 충전 완료를 표시할 수 있다.
한편 무선 충전 중 유선 충전을 위한 입력이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 무선 충전 패드 상에서 무선 전력 수신기를 올려놓은 상태에서 유선 충전 단자를 연결하는 경우가 있을 수 있다.
따라서 1120단계에서 무선 충전이 완료되기 전에 1130단계에서 무선 충전 중 유선 전력 수신이 감지되는지를 판단한다. 만일 유선 전력 수신이 감지되지 않으면 1115단계로 되돌아가 무선 충전을 수행한다. 반면 유선 전력 수신이 감지되면 1135단계에서 AP(110)를 비롯한 구성부들 전체에 전력을 공급한다. 구체적으로, 무선 충전 중 유선 충전을 위한 입력이 있으면, 유선 충전이 선택되어, IF PMIC(140)는 유선 충전 전력을 이용하여 무선 전력 수신기를 충전한다.
또한, POWER IC(130)의 TA-DET에는 ‘H’ 신호가 검출되어, 시작 신호(INT)가 발생하게 되는데, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 I2C를 이용하여 POWER IC(130)의 이벤트 상황을 파악할 수 있다. 즉, 상기 표 1을 참조하면, POWER IC(130) 로부터 ‘H’ 신호가 검출되며, PMIC(130)로부터도 유선 충전 연결에 따른 ‘H’가 신호가 검출되므로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150) 내부의 입력 전원의 출처를 유선 충전으로 정할 수 있다. 이에 따라 유선 충전을 위해 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1140단계에서 유선 전력을 이용하여 충전을 수행하며, 유선 충전 중임을 무선 전력 송신기에게 알린다. 이어, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)의 CHARGER EN을 비활성화시킬 수 있다.
반면, 무선 전력 송신기는 무선 충전 패드 상에 유선 충전 중이라는 표시를 출력할 수 있다. 그러면, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로 송출되는 전력을 줄일 수 있다. 이때, 사용자가 유선 충전을 중단하게 되면, POWER IC(130)의 TA-DET에는 ‘L’ 신호가 검출되어, 시작 신호(INT)가 발생하게 되는데, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 I2C를 이용하여 POWER IC(130)의 이벤트 상황이 유선 충전이 중단되었음을 나타내는 것이라고 파악할 수 있다. 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 무선 전력 송신기에서 다시 송출 전력을 증가시켜줄 것을 요청할 수 있다. 즉, 유선 충전이 중단될 경우에는 무선 충전으로 충전이 지속될 수 있도록 요청하는 것이다.
전술한 바에서는 무선 전력 수신기가 오프된 상태에서 무선 충전, 유선 충전, 무선 충전 중 유선 충전의 입력, 유선 충전 중 무선 충전의 입력이 발생한 경우 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 아예 동작하지 않거나 자신의 내부 메모리로부터의 BLE 스택을 기반으로 동작하므로, SA(Stand Alone) 모드로 동작하는 경우를 설명하였다. 즉, 어플리케이션 프로세서를 깨울만한 충분한 전력이 없거나 전원 버튼이 입력되지 않아 오프 상태가 유지되는 경우에는 AP(110)로부터 full 스택을 제공받을 수 없어, NSA 모드로 동작할 수 없다.
하지만 무선 전력 수신기가 온 상태에서 무선 충전, 유선 충전, 무선 충전 중 유선 충전의 입력, 유선 충전 중 무선 충전의 입력이 발생한 경우 SA 모드와 NSA 모드 간의 모드 전환이 발생하게 된다. 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 내부 메모리의 BLE 스택을 기반으로 동작하거나, AP(110)로부터 Full 스택을 입력받아 이를 기반으로 동작할 수도 있다.
이하에서는 무선 전력 수신기가 온 상태일 경우 무선 전력 수신기 내부 회로 구성부들에서의 동작을 살펴보기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전력 수신기의 온 상태에서 유선 충전 및 유선 충전 중 무선 충전 입력에 따른 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 수신기의 온 상태에서 1200단계에서 유선 전력이 수신되는지를 모니터링하고 있다. 예를 들어, 사용자가 유선 충전을 위해 무선 전력 수신기의 충전 단자에 유선 충전 단자를 삽입하면, 유선 전력이 수신된다. 구체적으로, IF PMIC(140)는 PMIC(120)에 온(ON) 신호를 주며, 배터리와 시스템 전체에 전력을 공급하기 위해 각각 VBattery와 VPH_PWR 전력을 공급한다. 이에 따라 AP(110)는 유선 충전 중임을 파악하여 충전 아이콘을 표시할 수 있다. 이때, AP(110)는 BT_REG_ON에 의해 ‘L’ 신호를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달한다. 그러면, 표 2에서와 같이 배터리(300)로부터 AP(110)을 통해 출력되는 ‘L’ 신호 및 POWER IC(130)로부터도 무선 충전을 위한 연결이 없음을 나타내는 ‘L’ 신호를 기반으로 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 동작하지 않게 된다.
이후, AP(110)는 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)와의 교신이 필요할 경우 비접촉 근거리 무선통신을 담당하는 회로부를 깨우기 위해 BT_WAKE에 의해 ‘H’ 신호를 출력하며, BT_REG_ON에 의해 ‘H’ 신호를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달한다. 그러면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 동작을 시작하게 되며, 이에 따라 BT_HOST_WAKE에 의해 ‘H’ 신호를 AP(110)로 전달하며, UART로 그 AP(110)와 교신한다. 이와 같이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 깨어나면 BT 이어셋 및 BT 제품과 통신해서 사용되거나 장시간 교신 실패 시 AP(110)는 BT_WAKE에 의해 ‘L’ 신호를 출력하며, 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 슬립 상태로 전환된다. 이때, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 AP(110)로부터 예컨대, BT 4.0 풀 스택을 입력받아 램에 로드하여 그 풀 스택을 기반으로 무선 전력 송신기와 통신을 수행할 수 있다.
한편, 유선 충전을 수행하는 도중 무선 충전을 위한 입력이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 무선 전력 수신기에 유선 충전 단자를 연결한 상태에서 무선 충전 패드 상에서 그 무선 전력 수신기를 올려놓는 경우가 있을 수 있다.
따라서 유선 충전이 완료되기 전에 1210단계에서 유선 충전 중 무선 전력 수신이 감지되는지를 판단한다. 만일 무선 전력 수신이 감지되면 IF PMIC(140)는 유선 충전 전력을 이용하여 무선 전력 수신기를 충전한다.
이때, 1215단계에서 저전력 근거리 무선통신 관련 구성부 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 활성화 상태인지를 판단한다. 즉, AP(110)에서 BT_REG_ON에 의해 ‘H’ 신호를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달한 상태인지를 판단한다.
만일 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 활성화 상태인 경우 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 이미 풀 스택으로 부트 업 되어 있는 상황이며, AP(110)는 외부 장치 예컨대, BT 이어셋, 무선 충전 패드 등과 통신을 위해 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)을 제어하여 외부 장치와의 통신을 연결한다. 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1220단계에서 유선 전력을 이용하여 충전하기 위해 풀 스택을 이용하여 무선 전력 송신기에게 출력 전력의 감소를 요청한다.
구체적으로, 무선 전력이 수신되면, POWER IC(130)에서 1.8V/3.7V가 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 송출되고, TA-DET 에 의해 ‘H’ 신호가 출력되므로, 시작 신호(INT)가 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달된다. 그러면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)로부터 1.8V 입력 또는 시작 신호(INT)가 들어오면 I2C로 POEWR IC(130)의 상황을 파악하고 유선과 무선 동시 충전임을 파악한다. 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 무선 전력 송신기와의 교신 시 유선과 무선 동시 충전 상황이므로 전력 조절할 것을 요청한다. 여기서, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 BT/BLE/WIFI 동시 접속 시에는 하나의 안테나를 시간을 나누어서 사용함으로써 BT 이어셋 뿐만 아니라 무선 전력 송신기와도 교신을 할 수 있다.
하지만 1230단계에서 유선 전력 수신이 중단되면 1235단계에서 풀 스택을 이용하여 무선 전력 송신기로 하여금 출력 전력의 증가를 요청한다. 구체적으로, 유선 충전 단자가 무선 전력 수신기로부터 인출되면, POWER IC(130)는 TA-DET 핀에 의해 ‘L’ 신호를 감지하여, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 시작 신호(INT)를 발생한다. 그러면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 무선 충전에 따른 1.8V 입력이 있는 상태에서 POWER IC(130)의 이벤트 상황을 인식하여, 무선 전력 송신기에서 송출 전력을 증가시킬 것을 요청할 수 있다. 이에 대응하여 무선 전력 송신기에서 송출 전력을 증가시키게 되면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)의 BUCK 출력을 인에이블시켜서 IF PMIC(140)로 전력을 송출하며, IF PMIC(140)는 배터리에 충전을 수행한다.
반면, 1215단계에서 저전력 근거리 무선통신 관련 구성부 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 활성화 상태가 아닌 경우 즉, AP(110)에서 BT_REG_ON에 의해 ‘H’ 신호를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달하기 전이라면 BT_REG_ON에 의한 신호는 항상 ‘L’신호이다.
이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)로부터 전력을 받는 초기에 무선 충전에 해당하는 1.8V 전력을 감지해서 스스로 인에이블하여 BLE 스택을 이용하여 부트 업한다. 구체적으로, 무선 전력이 수신되면 POWER IC(130)가 동작을 개시하게 되는데, POWER IC(130)는 1.8V/3.7V 출력을 송출함과 동시에 TA-DET 핀에 의한 신호가 ‘H’ 신호인 것을 파악하고 시작 신호(INT)를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 송출한다. 그러면, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)의 1.8V 출력을 감지하여 37.4Mhz 크리스탈(crystal)을 동작시켜 부팅하고, I2C를 이용하여 POWER IC(130)에 억세스해서 어떠한 상황인지를 파악한다.
이어, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 AP(110)에게 무선 충전임을 알리며, AP(110)는 BT 기능을 활성화시킨다. 다만 무선 충전이 종료되면 즉, 사용자가 무선 충전 패드로부터 무선 전력 수신기를 제거하면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 디스에이블된다. 하지만 AP(110)는 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 무선 충전 중임을 알리면, 유선 충전과 무선 충전이 동시에 인가된 상황임을 인지하여, 무선 전력 송신기와 교신하여 유/무선 동시 충전 임을 알리고 전력 조절을 요청하기 위해 BT 기능을 활성화시킨다. 이를 위해 AP(110)는 BT_REG_ON에 의해 ‘H’ 신호를 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 송출한다.
그러면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1225단계에서 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)의 리셋을 무선 전력 송신기에서 알린 후 풀 스택을 이용하여 통신을 재개한다. 구체적으로, 무선 전력 송신기에게 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 리셋될 것 이므로 향후 미리 설정된 시간 예컨대, 2초 간 통신이 없더라고 전력 송출을 유지할 것을 요청하는 것이다. 이에 대응하여 무선 전력 송신기로부터 전력 송출을 유지하겠다는 응답이 수신될 수 있으며, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 리셋 이후에는 AP(110)로부터 풀 스택을 가져와서 이를 기반으로 무선 전력 송신기와의 통신을 재개함으로써 무선 충전을 유지할 수 있다. 이러한 유선 충전 중 무선 충전이 입력될 경우에는 AP(110)는 유선 충전을 선택하지만 동시에 무선 충전이 중단되지 않게 유지할 수 있다. 하지만, 무선 충전이 입력된 이후에 1230단계에서와 같이 유선 전력 수신이 중단될 경우에는 1235단계에서 풀 스택을 이용하여 출력 전력의 증가를 요청할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전력 수신기의 온 상태에서 무선 충전에 따른 동작 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 무선 전력 수신기의 온 상태에서 1300단계에서 무선 전력이 수신되는지를 모니터링하고 있다. 예를 들어, 사용자가 무선 충전을 위해 무선 전력 수신기를 무선 충전 패드 상에 올려놓으면 무선 전력이 수신될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신기는 온 상태이므로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 배터리(300)로부터 PMIC(120)를 통해 1.8V 전력을 공급받고 있다.
만일 무선 전력 수신이 감지되면, 1305단계에서 저전력 근거리 무선통신 관련 구성부 즉, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)이 활성화 상태인지를 판단한다. 만일 활성화 상태가 아닌 경우 즉, AP(110)로부터 BT_REG_ON에 의한 신호가 ‘L’ 신호이면서 POWER IC(130)로부터 1.8V 전력이 감지되면, 1310단계에서 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 스스로 인에이블하여 BLE 스택을 이용하여 부팅한다. 그리고나서 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 무선 전력 송신기와 교신 후 POWER IC(130)의 CHARGER_EN을 활성화시켜 IF PMIC(140)로 전력을 송출하도록 제어한다. 이에 따라 전력을 공급받은 IF PMIC(140)는 PMIC(120)에 온 신호를 전달하며, 배터리와 시스템 전체에 전력을 공급하기 위해 각각 VBattery와 VPH_PWR 전력을 공급함으로써 무선 충전을 수행한다.
또한 PMIC(120)는 1315단계에서 온 신호가 전달됨에 따라 AP(110)로 무선 충전 중임을 알린다. 그러면 AP(110)는 무선 충전 중임을 파악할 수 있으며, BT 활성화를 시키기 위해서 BT_REG_ON에 의한 ‘H’ 신호를 송출한다. 이에 대응하여, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1320단계에서 무선 전력 송신기에서 자신이 리셋될 것임을 알린다. 이는 무선 전력 송신기에게 자신이 리셋될 것 이므로 향후 미리 설정된 시간 예컨대, 2초간 통신이 없더라고 전력을 유지할 것을 요청하는 역할을 한다. WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 리셋 이후에는 1325단계에서 풀 스택을 이용하여 무선 전력 송신기와의 통신 재개함으로써 1330단계에서 무선 충전을 계속 진행한다. 이어, 1335단계에서 무선 충전이 완료되는지를 판단한다. 이를 위해 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)로부터 나가는 전류가 줄어드는지를 모니터링함으로써 무선 충전의 완료 여부를 판단할 수 있다. 만일 무선 충전이 완료되었다고 판단되면 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1340단계에서 충전 완료를 무선 전력 송신기에게 알린다.
반면, 1305단계에서 활성화 상태가 아닌 경우 AP(110)로부터 BT_REG_ON에 의한 신호가 ‘H’ 신호인 경우, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 이미 풀 스택으로 부트 업되어 있는 상황일 수 있다. 이러한 상태에서 무선 전력이 수신된 것이므로, POWER IC(130)로부터 1.8V/3.7V 전력이 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)으로 전달된다. 이에 따라 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)로부터 1.8V 입력 또는 시작 신호(INT)가 입력됨에 따라 POWER IC(130)의 상황을 파악할 수 있어, 무선 충전 중임을 알 수 있다.
그러므로 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 1325단계에서 풀 스택을 이용하여 무선 전력 송신기와 통신을 수행한다. 이어, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 POWER IC(130)에게 IF PMIC(140)로 전력 송출을 허락하여 1330단계에서와 같이 무선 전력을 이용한 충전을 수행한다.
한편, 무선 충전 완료를 무선 전력 송신기에게 알린 이후에 무선 전력 송신기는 전력 수신기로 송출되는 전력을 줄일 수 있으며, 다르게는 무선 전력 송신기는 무선 충전을 종료하겠다고 알릴 수 있다. 이러한 경우 WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 AP(110)에게 충전 완료와 함께 무선 전력 송신기에 의한 전력 공급이 끊어질 것임을 알릴 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 전력 수신기의 온 상태에서 무선 충전 중 유선 충전 입력에 따른 동작 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 1400단계 내지 1430단계에서의 동작은 도 11의 1300단계 내지 1330단계에서의 동작과 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만, 무선 전력을 이용하여 충전을 수행하는 도중에 1435단계에서 유선 전력 수신이 감지되는지를 판단한다. 만일 유선 전력 수신이 감지되면 1440단계에서 유선 전력을 이용하여 충전을 수행하며 유선 충전 중임을 무선 전력 송신기에게 알린다. 이렇게 함으로써, 무선 전력 송신기에서 송출되는 전력의 조절을 요청할 수 있다.
다만, BT 비활성화 상태에서 즉, BT_REG_ON에 의한 ‘L’ 신호가 전달되는 경우, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 BLE 스택으로 동작하다가 AP(110)로부터 BT_REG_ON에 의한 ‘H’ 신호가 전달된 이후 비로소 리셋되어 풀 스택을 이용하여 동작할 수 있다. 반대로 BT 활성화 상태에서는 AP(110)로부터 BT_REG_ON에 의한 신호가 ‘H’ 신호이므로, WIFI/BT 콤보 칩(IC)(150)은 이미 풀 스택으로 부트 업되어 있는 상황일 수 있으며, 이에 따라 풀 스택을 이용하여 동작할 수 있다.

Claims (19)

  1. 무선 충전을 위한 집적 회로에 있어서,
    제1무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제1무선 통신부와,
    배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제1경로 선택부와,
    상기 제1경로 선택부로부터의 상기 전력을 수신하고, 상기 제1무선 통신부로 상기 수신된 전력을 제공하도록 구성된 전력부와,
    상기 제1경로 선택부의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    제2무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제2무선 통신부를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리로부터 입력되는 제3전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제4전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제2경로 선택부 를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제3전력과 상기 제4전력이 입력되면, 상기 제4전력이 상기 전력부로 전달되도록 상기 제2경로 선택부를 제어함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 INT 인터페이스를 통해 POWER IC(Integrated Circuit)로부터 신호를 수신함으로써, 상기 배터리로부터의 충전 또는 상기 무선 충전 중인지의 여부를 판단함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1경로 선택부와 상기 제2경로 선택부는,
    하나 이상의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2무선 통신부는,
    블루투스 통신부 및 블루투스 저 에너지 통신부를 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1전력이 입력되지 않고 상기 제2전력이 입력되면, 상기 제2전력이 상기 전력부로 전달되도록 상기 제1경로 선택부를 제어하고,
    상기 제1전력이 입력되면, 상기 제1전력이 상기 전력부로 전달되도록 상기 제1경로 선택부를 제어함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1전력 및 상기 제2전력이 입력되면, 상기 제1전력이 상기 전력부로 전달되도록 상기 제1경로 선택부를 제어함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1전력과 상기 제2전력 각각은,
    1.8 V의 전력인 것을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1무선 통신부는,
    와이파이(WiFi) 통신부를 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로.
  12. 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법에 있어서,
    배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 적어도 하나의 전력 입력이 있는지를 판단하는 과정과,
    상기 제1전력과 상기 제2전력이 입력되는 경우, 상기 제1전력이 공급되도록 선택하는 과정과,
    상기 제1전력을 수신하여 무선 네트워크 통신 또는 비접촉 근거리 무선 통신을 수행하는 과정을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선택하는 과정은,
    상기 집적 회로 내에 상기 제1전력이 공급되도록 스위칭하는 과정임을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2전력이 입력되는 경우, 상기 제2전력이 공급되도록 선택하는 과정과,
    상기 제1전력이 입력되는 경우, 상기 제1전력이 공급되도록 선택하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 배터리로부터 입력되는 제3전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제4전력 중 적어도 하나의 전력 입력이 있는지를 판단하는 과정과,
    상기 제3전력 및 상기 제4전력이 입력되는 경우, 상기 제4 전력이 공급되도록 선택하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 무선 네트워크 통신은 와이파이(WiFi) 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 비접촉 근거리 무선 통신은,
    블루투스 및 블루투스 저 에너지 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제1전력과 상기 제2전력 각각은,
    1.8 V의 전력인 것을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 집적 회로에서 무선 충전 방법.
  19. 무선 충전을 위한 전자 장치에 있어서,
    제1무선 통신 방식을 지원하도록 구성된 제1무선 통신부와,
    배터리로부터 입력되는 제1전력과 무선 충전에 따라 입력되는 제2전력 중 어느 하나의 전력이 입력되도록 하는 선택을 수행하도록 구성된 제1경로 선택부와,
    상기 제1경로 선택부로부터의 상기 전력을 수신하고, 상기 제1무선 통신부로 상기 수신된 전력을 제공하도록 구성된 전력부와,
    상기 제1경로 선택부의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함함을 특징으로 하는 무선 충전을 위한 전자 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160025314A (ko) 2014-08-27 2016-03-08 현대자동차주식회사 충전 방식 가변형 무선 전력 전송 시스템
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CN111049211A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 三星电子株式会社 电子设备和用于电子设备中的有线或无线充电的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110202777A1 (en) 2010-02-17 2011-08-18 Dell Products, Lp Power Module for Information Handling System and Methods Thereof
KR101462120B1 (ko) 2013-05-28 2014-11-17 디바이스디자인(주) 휴대단말의 유선 및 무접점 충전 제어방법과 충전시스템 및 배터리 팩

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050006353A (ko) * 2003-07-08 2005-01-17 주식회사 팬택 무선통신 단말기에서의 보조 전원 공급 장치 및 그 방법
US20110050164A1 (en) 2008-05-07 2011-03-03 Afshin Partovi System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof
US8660057B2 (en) 2010-08-26 2014-02-25 Golba, Llc Method and system for distributed communication
KR101255904B1 (ko) * 2011-05-04 2013-04-17 삼성전기주식회사 유무선 전력 충전 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110202777A1 (en) 2010-02-17 2011-08-18 Dell Products, Lp Power Module for Information Handling System and Methods Thereof
KR101462120B1 (ko) 2013-05-28 2014-11-17 디바이스디자인(주) 휴대단말의 유선 및 무접점 충전 제어방법과 충전시스템 및 배터리 팩

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