KR102265250B1 - 무선 충전 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 충전 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

충전가능한 디바이스를 충전하는 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템은 무선 전력 안테나, 및 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 포함하는 무선 충전기를 포함할 수 있다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 무선 충전기 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 제어기를 더 포함하며, 여기서 충전가능한 디바이스는 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하면서 무선 충전기의 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신한다. 시스템은 무선 충전기에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키도록 구성된 제어기를 포함하는 충전가능한 디바이스를 포함할 수 있다.

Description

무선 충전 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FACILITATING AVOIDANCE OF WIRELESS CHARGING CROSS CONNECTION}
본 발명은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 개시물은 무선 전력 수신기와 무선 전력 송신기 사이에 통신들을 확립하는 시스템들, 방법들, 및 디바이스들에 대한 것으로, 여기서 수신기는 송신기의 무선 충전 영역 내에 포지셔닝될 수도 있으나 하나 이상의 추가적인 무선 전력 송신기들과 통신들을 확립할 수 있다.
점점 많은 수의 그리고 다양한 전자 디바이스들은 재충전가능한 배터리들을 통해 전력이 공급된다. 그러한 디바이스들은 모바일 폰들, 휴대용 음악 재생기들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 보청기들 등을 포함한다. 배터리 기술이 향상되었으나, 배터리로 전력이 공급되는 전자 디바이스들은 보다 많은 양의 전력을 점점 더 요구하고 소비함으로써, 종종 재충전을 요구한다. 재충전가능한 디바이스들은 종종 전원 공급장치에 물리적으로 접속되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 통한 유선 접속들을 통해 충전된다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 때때로 불편하거나 다루기 힘들고 다른 단점들을 가질 수도 있다. 재충전가능한 전자 디바이스들을 충전하고 전자 디바이스들에 전력을 제공하는데 이용될 자유 공간으로 전력을 전송할 수 있는 무선 충전 시스템들은 유선 충전 방안들의 결점들 중 일부를 극복할 수도 있다. 그에 따라, 전자 디바이스들에 전력을 효율적으로 그리고 안전하게 전송하는 무선 전력 전송 시스템들 및 방법들이 바람직하다.
첨부된 청구항들의 범위 내의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들의 다양한 구현예들은 여러 양상들을 각각 가지며, 이중 어느 하나도 단독으로 본원에서 설명되는 바람직한 속성들을 책임지지 않는다. 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않으면서, 일부 두드러진 특징들이 본원에서 설명된다.
본 명세서에서 설명되는 대상 발명의 하나 이상의 구현예들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 하기의 상세한 설명에서 제시된다. 다른 특징들, 양상들, 및 이점들은 상세한 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명확해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들은 일정한 축척으로 그려지지 않을 수도 있음에 유의한다.
본 개시물의 일 양상은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 무선 충전 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스의 무선 충전기 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 제어기를 더 포함하며, 여기서 충전가능한 디바이스는 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하는 동안에 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 하나로부터 전력을 수신한다.
본 개시물의 다른 양상은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키는 수단을 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스와 통신하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 충전 디바이스의 무선 충전기 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 수단을 더 포함하며, 여기서 충전가능한 디바이스는 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 하나로부터 전력을 수신하는 동안에, 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 다른 것과 통신한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스와 통신하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전 디바이스의 무선 충전기 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 코드를 더 포함하며, 여기서 충전가능한 디바이스는 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 하나로부터 전력을 수신하는 동안에, 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 다른 것과 통신한다.
본 개시물의 일 양상은 무선 충전기로부터 전력을 수신하도록 구성된 무선 전력 안테나를 포함하는 충전가능한 디바이스를 제공한다. 충전가능한 디바이스는 무선 전력 안테나에 커플링된 무선 전력 수신기를 더 포함한다. 충전가능한 디바이스는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 무선 충전기와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 충전가능한 디바이스는 무선 충전기에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기로부터 전력을 수신하는 수단을 포함하는 충전가능한 디바이스를 포함한다. 충전가능한 디바이스는 무선 충전기와 통신하는 수단을 더 포함한다. 충전가능한 디바이스는 무선 충전기에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 충전가능한 디바이스로 하여금 무선 충전기로부터 전력을 수신하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 충전가능한 디바이스로 하여금 무선 충전기와 통신하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 충전가능한 디바이스로 하여금, 무선 충전기에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키게 하는 코드를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 무선 충전기의 전력 송신기에 의해 송신되는 전력 신호들을 달라지게 하는 단계를 포함한다. 방법은 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 전력 신호들에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다. 방법은 충전가능한 디바이스가 무선 충전기로부터 송신되는 전력 신호들을 수신하는지 여부를 결정하기 위해 정보를 평가하는 단계를 더 포함한다.
소정의 그러한 양상들에서, 방법은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 무선 충전기에 의해 수행된다. 무선 충전기는 무선 충전 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 정보를 수신하기 위해 전력 신호를 달라지게 하는 정보를 평가하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
소정의 양상들에서, 무선 충전기의 전력 송신기에 의해 송신되는 전력 신호들은 무선 충전기에 고유한 방식으로 달라진다. 소정의 양상들에서, 전력 신호들을 달라지게 하는 것은 무선 충전기의 전력 송신기에 의해 송신되는 전력 신호들의 진폭을 변조하는 것을 포함한다. 소정의 양상들에서, 정보는 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 전력 신호들의 변동들을 표시한다. 소정의 양상들에서, 전력 신호들을 달라지게 하는 것은 제 1 변화 패턴으로 전력 신호들을 송신하는 것을 포함하고, 정보를 평가하는 것은 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 전력 신호들의 제 2 변화 패턴을 제 1 변화 패턴과 비교하는 것을 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 무선 충전기의 전력 송신기에 의해 송신되는 전력 신호들을 달라지게 하는 수단을 포함한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 전력 신호들에 관한 정보를 수신하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스가 무선 충전기로부터 송신되는 전력 신호들을 수신하는지 여부를 결정하기 위해 정보를 평가하는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 무선 충전기의 전력 송신기에 의해 송신되는 전력 신호들을 달라지게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 전력 신호들에 관한 정보를 수신하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전 가능한 디바이스가 무선 충전기로부터 송신되는 전력 신호들을 수신하는지 여부를 결정하기 위해 정보를 평가하게 하는 코드를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계를 포함한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 방법은 검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는지 여부를 결정하기 위해 검출된 임피던스 변화를 평가하는 단계를 더 포함한다. 방법은 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 동안에 충전가능한 디바이스들로부터 대역외 통신 신호들을 수락하는 단계를 더 포함한다.
소정의 그러한 양상들에서, 방법은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 무선 충전기에 의해 수행된다. 무선 충전기는 무선 충전 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 임피던스를 검출하고, 검출된 임피던스를 평가하고, 대역외 통신 신호들을 수락하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 수단을 포함한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 무선 충전기는 검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는지 여부를 결정하기 위해 검출된 임피던스 변화를 평가하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 동안에 충전가능한 디바이스들로부터의 대역외 통신 신호들을 수락하는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는지 여부를 결정하기 위해 검출된 임피던스 변화를 평가하게 하는 코드를 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 동안에 충전가능한 디바이스들로부터 대역외 통신 신호들을 수락하게 하는 코드를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 충전가능한 디바이스로부터의 부하 펄스를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 충전가능한 디바이스로부터 대역외 통신 신호를 검출하는 단계를 더 포함한다. 방법은 부하 펄스를 검출하는 것과 대역외 통신 신호를 검출하는 것 사이의 시간 기간을 평가하는 단계를 더 포함한다. 방법은 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우 대역외 통신 신호에 대한 응답을 송신하는 단계를 더 포함한다.
소정의 그러한 양상들에서, 방법은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 무선 충전기에 의해 수행된다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 부하 펄스를 검출하고, 대역외 통신 신호를 검출하고, 시간 기간을 평가하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스로부터 부하 펄스를 검출하는 수단을 포함한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스로부터 대역외 통신 신호를 검출하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 부하 펄스를 검출하는 것과 대역외 통신 신호를 검출하는 것 사이의 시간 기간을 평가하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우 대역외 통신 신호에 대한 응답을 송신하는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스로부터의 부하 펄스를 검출하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스로부터의 대역외 통신 신호를 겸출하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 부하 펄스를 검출하는 것과 대역외 통신 신호를 검출하는 것 사이의 시간 기간을 평가하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우 대역외 통신 신호에 대한 응답을 송신하게 하는 코드를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 충전가능한 디바이스로부터 대역외 통신 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하는 단계를 더 포함한다. 방법은 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다. 소정의 양상들에서, 상기 결정하는 단계는 무선 충전기 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기의 수신되는 신호 강도 표시 측정치들을 비교하는 단계, 및 가장 큰 수신되는 신호 강도 표시 측정치를 갖는 무선 충전기를 충전가능한 디바이스에 접속될 무선 충전기로서 식별하는 단계를 포함한다.
소정의 그러한 양상들에서, 방법은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 무선 충전기에 의해 수행된다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 대역외 통신 신호를 검출하고, 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하고, 어느 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될지를 결정하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스로부터 대역외 통신 신호를 검출하는 수단을 포함한다. 무선 충전기는 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하는 수단을 더 포함한다. 무선 충전기는 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될지 여부를 결정하는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스로부터의 대역외 통신 신호를 검출하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 무선 충전기 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될지 여부를 결정하게 하는 코드를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 방법은 충전가능한 디바이스로부터의 통신 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 통신 신호를 수신하기 전에 또는 후에 제 1 시간 기간 내에 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계를 더 포함한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 방법은 통신 신호의 신호 강도가 신호 강도 임계치를 넘고 임피던스 변화의 양이 임피던스 변화 임계치를 넘는다고 결정하는 것에 응답하여 충전가능한 디바이스로부터의 추가적인 통신 신호들을 수락하는 단계를 더 포함한다. 소정의 양상들에서, 통신 신호는 무선장과는 상이한 대역외 통신 채널을 통해 수신되고, 여기서 통신 신호는 비컨 (beacon) 모드 시간 기간 동안에 수신되는다.
소정의 그러한 양상들에서, 방법은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기에 의해 수행된다. 무선 충전기는 무선 충전 안테나를 포함한다. 무선 충전기는 무선 전력 안테나에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기를 더 포함한다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함한다. 무선 충전기는 통신 안테나 및 통신 안테나에 커플링되고 통신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기를 더 포함한다. 무선 충전기는 통신 신호를 검출하고, 임피던스 변화를 검출하고, 추가적인 통신 신호들을 수락하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 무선 충전기를 제공한다. 무선 충전기는 충전가능한 디바이스로부터 통신 신호를 검출하는 수단을 포함한다. 무선 충전기는 통신 신호를 수신하기 전에 또는 후에 제 1 시간 기간 내에 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 수단을 더 포함한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 무선 충전기는 통신 신호의 신호 강도가 신호 강도 임계치를 넘고 임피던스 변화의 양이 임피던스 변화 임계치를 넘는다고 결정하는 것에 응답하여 충전가능한 디바이스로부터의 추가적인 통신 신호들을 수락하는 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 다른 양상은, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 충전가능한 디바이스로부터의 통신 신호를 검출하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 통신 신호를 수신하기 전에 또는 후에 제 1 시간 기간 내에 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하게 하는 코드를 더 포함한다. 임피던스 변화는 무선 충전장에 진입하는 충전가능한 디바이스에 의해 야기된다. 매체는, 실행되는 경우 무선 충전기로 하여금, 통신 신호의 신호 강도가 신호 강도 임계치를 넘고 임피던스 변화의 양이 임피던스 변화 임계치를 넘는다고 결정하는 것에 응답하여 충전가능한 디바이스로부터의 추가적인 통신 신호들을 수락하게 하는 코드를 더 포함한다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 기능 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 이용될 수도 있는 예시적인 컴포넌트들의 기능 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 또는 수신 안테나를 포함하는 도 2 의 송신 회로부 또는 수신 회로부의 일부분의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 이용될 수도 있는 송신기의 기능 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 이용될 수도 있는 수신기의 기능 블록도이다.
도 6 은 도 4 의 송신 회로부에서 이용될 수도 있는 송신 회로부의 일부분의 개략도이다.
도 7a 는, 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 다수의 송신기들의 존재 시에 수신기의 기능 블록도이다.
도 7b 는 2 개의 송신기들의 존재 시에 4 개의 수신기들 사이의 교차 접속의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 7c 는 도 4 의 송신 회로부 및 도 5 의 수신 회로부를 포함할 수도 있는 무선 충전 시스템의 블록도이다.
도 8 은, 무선 충전기와 충전가능한 디바이스 사이의 접속을 확립하기 위한, 도 7a 의 무선 충전기와 충전가능한 디바이스와 같은, 무선 충전기와 충전가능한 디바이스 사이의 통신들의 타이밍 및 신호 흐름도이다.
도 9 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 예시적인 제 1 해결 방법의 흐름도이다.
도 10a 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 2 해결 방법의 일 예의 흐름도이다.
도 10b 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 예시적인 제 2 해결 방법의 다른 예의 흐름도이다.
도 11 은 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 3 해결 방법의 일 예의 흐름도이다.
도 12 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 4 해결 방법의 일 예의 흐름도이다.
도 13 은 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 5 해결 방법의 일 예의 흐름도이다.
도면들에서 도시된 다양한 피쳐들은 크기를 가늠하도록 도시되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 다양한 피쳐들의 치수들은 명확함을 위해 임의로 확장될 수도 있거나 축소될 수도 있다. 또한, 도면들 중 일부 도면은 주어진 시스템, 방법, 또는 디바이스의 컴포넌트들의 모두를 도시하지 않을 수도 있다. 마지막으로, 유사한 참조 부호들은 명세서 및 도면들에 걸쳐 유사한 피쳐들을 지칭하는데 이용될 수도 있다.
일부 무선 전력 시스템들에서, 그리고 하기에서 설명될 바와 같이, 송신기 및 수신기는 전력을 전송하는데 이용되는 것과 다른 주파수로 통신한다. 일부 실시형태들에서, 전력을 전송하는데 이용되는 무선 전력장과 관계없이 이러한 이른바 대역외 통신 채널을 확립하는 것이 바람직하다. 대역외 통신 채널은 대역내 송신기 및 수신기 회로부의 복잡도를 감소시키는데 유용하다. 대역내 전력 전송 및 대역외 통신 채널이 상이한 특성들을 갖기 때문에, 수신기는 송신기로부터의 무선 전력에 대해 범위 밖에 있으나 대역외 통신에 대해서는 범위 내에 있을 수도 있다. 그 결과, 다수의 송신기들이 주어진 공간 내에 존재하는 경우, 교차 접속이 발생할 수 있으며, 여기서 전력 송신기는 전력 수신기에 전력을 전송하지만 전력 송신기의 제어 신호를 다른 전력 수신기에 접속하거나, 전력 수신기가 전력 송신기에 의해 전력이 공급되지만 다른 전력 송신기에 접속된 제어 신호를 갖는다. 이러한 상태는 불안정한 동작, 효율의 손실, 및 열악한 사용자 경험을 초래할 수 있다. 따라서, 그러한 교차 접속을 회피하거나 그러한 교차 접속을 검출하고 향상하고 다양한 디바이스들 사이에서 적절한 통신을 개시하는 것이 바람직하다.
첨부된 도면들과 연계하여 하기에 제시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도된 것으로, 본 발명이 실시될 수도 있는 실시형태들만을 나타내려고 의도된 것은 아니다. 본원 설명에 걸쳐 이용되는 용어 "예시적인" 은 "예, 사례, 또는 실례로서 기능하는" 을 의미하며, 반드시 다른 예시적인 실시형태들보다 더 선호되거나 유익한 것으로 이해되어져서는 안된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 세부사항들을 포함한다. 일부 사례들에서, 일부 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.
전력을 무선으로 전송하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 연관된 임의의 형태의 에너지 또는 그렇지 않으면 물리적 전기 도체들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 전송하는 것들을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력은 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선장 (예를 들어, 자기장) 내로 출력되는 전력은 전력 전송을 달성하기 위한 "수신 안테나" 에 의해 수신되거나 캡쳐될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능 블록도이다. 에너지 전송을 제공하기 위한 장 (105) 을 발생시키기 위해 전원 (미도시) 으로부터 송신기 (114) 에 입력 전력 (102) 이 제공될 수도 있다. 수신기 (108) 가 장 (105) 에 커플링되고, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력 (110) 을 발생시킬 수도 있다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자 모두는 거리 (112) 만큼 분리된다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 매우 가까운 경우, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실들은 아주 적다. 그에 따라, 큰 코일들이 매우 가까울 (예를 들어, mms) 것을 요구할 수도 있는 순수 유도 방안들과 대조적으로 보다 넓은 거리에 걸쳐 무선 전력 전송이 제공될 수도 있다. 공진 유도 커플링 기법들은 따라서 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 유도 또는 코일 구성들로 향상된 효율성 및 전력 전송을 허용할 수도 있다.
수신기 (108) 는 송신기 (104) 에 의해 생성된 에너지장 (105) 에 수신기 (108) 가 위치되는 경우 전력을 수신할 수도 있다. 장 (105) 은 송신기 (104) 출력된 에너지가 수신기 (108) 에 의해 캡쳐될 수도 있는 영역에 대응한다. 일부 경우들에서, 장 (105) 은 하기에서 보다 상세히 설명될 바와 같은 송신기 (104) 의 "근접장 (near-field)" 에 대응할 수도 있다. 송신기 (104) 는 에너지 송신물을 출력하기 위한 송신 안테나 (114) 를 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 에너지 송신물로부터 에너지를 수신하거나 캡쳐하기 위한 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 근접장은 송신 안테나 (114) 로부터 전력을 미량으로 방사하는 송신 안테나 (114) 내의 전류들 및 전하들로부터 기인하는 강한 반응장들이 있는 영역에 대응할 수도 있다. 일부 경우들에서, 근접장은 송신 안테나 (114) 의 약 일 파장 (또는 그것의 일부) 내에 있는 영역에 대응할 수도 있다. 송신 안테나 (114) 및 수신 안테나 (118) 는 애플리케이션들 및 애플리케이션들과 관련될 디바이스들에 따라 사이즈가 정해진다. 상술된 바와 같이, 전자기파에서의 대부분의 에너지를 원거리장 (far field) 으로 전파하기 보다는, 송신 안테나 (114) 의 장 (105) 에서의 에너지의 대부분을 수신 안테나 (118) 에 커플링함으로써 효율적인 에너지 전송이 일어날 수 있다. 장 (105) 내에 포지셔닝되는 경우, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에 "커플링 모드" 가 전개될 수도 있다. 이러한 커플링이 일어날 수도 있는 송신 안테나 및 수신 안테나 (114 및 118) 주위의 구역은 본원에서 커플링 모드 영역이라고 지칭된다.
도 2 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 에서 이용될 수도 있는 예시적인 컴포넌트들의 기능 블록도이다. 송신기 (204) 는 발진기 (222), 구동기 회로 (224), 및 필터와 정합 회로 (226) 를 포함할 수도 있는 송신 회로부 (206) 를 포함할 수도 있다. 발진기 (222) 는 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조절될 수도 있는, 468.75 KHz, 6.78 MHz, 또는 13.56 MHz 와 같은 원하는 주파수에서 신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다. 발진기 신호는, 예를 들어, 송신 안테나 (214) 의 공진 주파수에서 송신 안테나 (214) 를 구동하도록 구성된 구동기 회로 (224) 에 제공될 수도 있다. 구동기 회로 (224) 는 발진기 (222) 로부터 구형파를 수신하여 정현파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다. 예를 들어, 구동기 회로 (224) 는 클래스 E 증폭기일 수도 있다. 필터 및 정합 회로 (226) 는 또한 고조파 또는 다른 원치않는 주파수들을 걸러내고 송신기 (204) 의 임피던스를 송신 안테나 (214) 에 정합시키기 위해 포함될 수도 있다. 송신 안테나 (214) 를 구동한 결과, 송신기 (204) 는 전자 디바이스를 충전하거나 전자 디바이스에 전력을 공급하기에 충분한 레벨로 전력을 무선으로 출력할 수도 있다. 일 예로서, 제공된 전력은 상이한 전력 요구사항들을 갖는 상이한 디바이스들에 전력을 공급하거나 상이한 디바이스들을 충전하기 위해, 예를 들어, 대략 300 밀리와트 내지 5 와트일 수도 있다. 보다 높거나 보다 낮은 전력 레벨들이 또한 제공될 수도 있다.
수신기 (208) 는 도 2 에 도시된 바와 같은 배터리 (236) 를 충전하기 위해 또는 수신기 (108) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력을 공급하기 위해 입력된 AC 전력 입력으로부터 DC 전력 출력을 발생시키기 위한 정류기와 스위칭 회로 (234), 및 정합 회로 (232) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (210) 를 포함할 수도 있다. 정합 회로 (232) 는 수신 회로부 (210) 의 임피던스를 수신 안테나 (218) 에 정합시키기 위해 포함될 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 별도의 통신 채널 (219) (예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 로 또한 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 무선장 (206) 의 특성들을 이용하여 대역내 시그널링을 통해 교대로 (alternatively) 통신할 수도 있다.
하기에서 좀더 충분히 설명된 바와 같이, 초기에 선택적으로 디스에이블일 수 있는 연관 부하 (예를 들어, 배터리 (136)) 를 가질 수도 있는 수신기 (208) 는 송신기 (104) 에 의해 송신되어 수신기 (208) 에 의해 수신되는 전력의 양이 배터리 (236) 를 충전하기에 적절한지 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 수신기 (208) 는 전력의 양이 적절하다고 결정할 시에 부하 (예를 들어, 배터리 (236)) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 수신기 (208) 는 베터리 (236) 의 충전 없이 무선 전력 전송장으로부터 수신되는 전력을 직접적으로 사용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 통신 디바이스, 예컨대, NFC (near-field communication) 또는 RFID (radio-frequency identification device) 는 무선 전력 전송장으로부터 전력을 수신하고, 무선 전력 전송장과 상호작용하여 통신하고/하거나, 송신기 (204) 또는 다른 디바이스들과 통신하기 위해 수신되는 전력을 사용하도록 구성될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 송신 또는 수신 안테나 (352) 를 포함하는 도 2 의 송신 회로부 (206) 또는 수신 회로부 (210) 의 일부분의 개략도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 하기에서 설명된 것들을 포함하는 예시적인 실시형태들에서 이용되는 송신 또는 수신 회로부 (350) 는 안테나 (352) 를 포함할 수도 있다. 안테나 (352) 는 또한 "루프" 안테나 (352) 라고 지칭되거나 구성될 수도 있다. 안테나 (352) 는 또한 "자기" 안테나 또는 유도 코일이라고 본원에서 지칭되거나 구성될 수도 있다. 용어 "안테나" 는 일반적으로 다른 "안테나" 에 커플링하기 위해 에너지를 무선으로 출력하거나 수신할 수도 있는 컴포넌트를 지칭한다. 안테나는 또한 전력을 무선으로 출력하거나 수신하도록 구성된 유형의 코일이라고 지칭될 수도 있다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 안테나 (352) 는 전력을 무선으로 출력하고/하거나 수신하도록 구성된 일 유형의 "전력 전송 컴포넌트" 의 일 예이다. 안테나 (352) 는 공심, 또는 페라이트 자심 (미도시) 과 같은 물리적 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나들은 코어의 근처에 놓인 외부의 물리적 디바이스들에 더 관대할 수도 있다. 또한, 공심 루프 안테나 (352) 는 코어 구역 내에서의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 루프는 송신 안테나 (214) (도 2) 의 평면 내에 수신 안테나 (218) (도 2) 의 배치를 더 쉽게 인에이블할 수도 있는데, 여기서 송신 안테나 (214) (도 2) 의 커플링된 모드 영역은 더 전력이 많을 수도 있다.
언급한 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 에너지의 효율적인 전송은, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 정합된 또는 거의 정합된 공진 동안에 일어날 수도 있다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 정합되지 않더라도, 에너지는 전송될 수도 있지만, 효율은 영향을 받을 수도 있다. 에너지의 전송은 송신 안테나 (214) 로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하기 보다는 송신 안테나 (214) 코일의 장 (105) 으로부터의 에너지를 이러한 장 (105) 이 확립된 이웃에 있는 수신 안테나 (218) 에 커플링함으로써 일어난다.
루프 또는 자기 안테나들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 용량에 기초한다. 인덕턴스는 단순히 안테나 (352) 에 의해 생성된 인덕턴스일 수도 있으며, 한편 커패시턴스는 안테나의 인덕턴스에 부가되어 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 커패시터 (352) 및 커패시터 (354) 는 공진 주파수에서 신호 (356) 를 선택하는 공진 회로를 생성하도록 송신 또는 수신 회로부 (350) 에 부가될 수도 있다. 이에 따라, 보다 큰 직경의 루프 안테나들에 대해, 공진을 지속시키는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 또한, 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근접장의 효율적인 에너지 전송 구역이 증가할 수도 있다. 다른 컴포넌트들을 이용하여 형성된 다른 공진 회로들이 또한 가능하다. 다른 비제한적인 예로서, 커패시터는 안테나 (350) 의 두 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 송신 안테나들에 있어서, 안테나 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 는 안테나 (352) 로의 입력일 수도 있다.
일 실시형태에서, 송신기 (104) 는 송신 안테나 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 시변 자기장을 출력하도록 구성될 수도 있다. 수신기가 장 (105) 내에 있는 경우, 시변 자기장은 수신 안테나 (118) 에서 전류를 유도할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 수신 안테나 (118) 가 송신 안테나 (118) 의 주파수로 공진되도록 구성되는 경우, 에너지가 효율적으로 전송될 수도 있다. 수신 안테나 (118) 에서 유도된 AC 신호가 상술된 바와 같이 정류되어 부하를 충전하거나 전력을 공급하도록 제공될 수도 있는 DC 신호를 생성할 수도 있다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 이용될 수도 있는 송신기 (404) 의 기능 블록도이다. 송신기 (404) 는 송신 회로부 (406) 및 송신 안테나 (414) 를 포함할 수도 있다. 송신 안테나 (414) 는 도 3 에 도시된 바와 같은 안테나 (352) 일 수도 있다. 송신 회로부 (406) 는 송신 안테나 (414) 에 대한 에너지 (예를 들어, 자속) 의 발생을 초래하는 발진 신호를 제공함으로써 송신 안테나 (414) 에 RF 전력을 제공할 수도 있다. 송신기 (404) 는 임의의 적절한 주파수에서 동작할 수도 있다. 예로서, 송신기 (404) 는 6.78 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.
송신 회로부 (406) 는 송신 회로부 (406) 의 임피던스 (예를 들어, 50 옴) 를 송신 안테나 (414) 에 정합시키기 위한 고정 임피던스 정합 회로 (409) 및 고조파 방사들을 수신기들 (108) (도 1) 에 커플링된 디바이스들의 셀프 재밍을 방지하기 위한 레벨들로 감소시키도록 구성된 로우 패스 필터 (LPF) (408) 를 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은, 이로 제한되지는 않으나, 특정 주파수들을 감쇠시키는 한편 다른 주파수들을 통과시키는 노치 필터들을 포함하는, 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있고, 안테나 (414) 로의 출력 전력 또는 구동기 회로 (424) 에 의해 도출된 DC 전류와 같은 측정가능한 송신 메트릭들에 기초하여 달라질 수도 있는 적응형 임피던스 정합을 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (406) 는 발진기 (423) 에 의해 결정된 RF 신호를 구동하도록 구성된 구동기 회로 (424) 를 더 포함한다. 송신 회로부 (406) 는 별개의 디바이스들 또는 회로들로 구성될 수도 있거나, 대안으로, 일체화된 어셈블리로 구성될 수도 있다. 송신 안테나 (414) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 대략 2.5 와트일 수도 있다.
송신 회로부 (406) 는, 특정 수신기들에 대한 송신 페이즈 (또는 듀티 싸이클들) 동안 발진기 (423) 를 선택적으로 인에이블하고, 발진기 (423) 의 주파수 또는 페이즈를 조정하며, 이웃하는 디바이스들과 그들의 부착된 수신기들을 통해 상호작용하기 위해 통신 프로토콜을 구현하기 위한 출력 전력 레벨을 조정하기 위해 제어기 (415) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (415) 는 또한 본원에서 프로세서 (415) 라고 지칭될 수도 있는 것에 유의한다. 송신 경로에서의 발진기 페이즈 및 관련된 회로부의 조정은, 특히 일 주파수에서 다른 주파수로 전이하는 경우에, 대역외 방출들의 감소를 허용할 수도 있다.
송신 회로부 (406) 는 송신 안테나 (414) 에 의해 발생되는 근접장 근처에 활성 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (416) 를 더 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로 (416) 는 구동기 회로 (424) 로 흐르는 전류를 모니터링하는데, 이것은 하기에서 더 설명될 바와 같이 송신 안테나 (414) 에 의해 발생되는 장 근처에 활성 수신기들의 존재 또는 부재에 의해 영향을 받는다. 구동기 회로 (424) 에 대한 부하에서의 변화들의 검출은, 에너지를 송신하기 위해 발진기 (423) 를 인에이블할지와 활성 수신기와 통신할지의 여부를 결정하는데 이용하기 위해 제어기 (415) 에 의해 모니터링된다. 하기에서 보다 충분히 설명되는 바와 같이, 구동기 회로 (424) 에서 측정된 전류는 무효 디바이스가 송신기 (404) 의 무선 전력 전송 영역 내에 포지셔닝되는지 여부를 결정하는데 이용될 수도 있다.
송신 안테나 (414) 는 리츠 (Litz) 와이어로 구현되거나 저항성 손실들을 낮게 유지하기 위해 선택된 두께, 폭 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 구현될 수도 있다. 일 구현예에서, 송신 안테나 (414) 는 일반적으로 테이블, 매트, 램프와 같은 더 큰 구조 또는 다른 더 작은 휴대형 구성과 연관시키기 위해 구성될 수 있다. 이에 따라, 송신 안테나 (414) 는 일반적으로 실용적인 치수로 이루어지기 위해 "턴들" 이 필요하지 않을 수도 있다. 송신 안테나 (414) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작을" 수도 있고 (즉, 파장의 일부) 공진 주파수를 정의하기 위해 커패시터들을 이용함으로써 더 낮은 가용 주파수들에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다.
송신기 (404) 는 송신기 (404) 와 연관될 수도 있는 수신기 디바이스들의 상태와 소재들에 관한 정보를 모으고 추적할 수도 있다. 따라서, 송신 회로부 (406) 는, 제어기 (415) (본원에선 프로세서로도 지칭됨) 에 접속된 존재 검출기 (480), 밀폐 (enclosed) 검출기 (460), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (415) 는, 존재 검출기 (480) 및 밀폐 검출기 (460) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 구동기 회로 (424) 에 의해 전달되는 전력의 양을 조정할 수도 있다. 송신기 (404) 는, 예를 들어, 빌딩에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하기 위한 AC-DC 변환기 (미도시), 종래의 DC 전원을 송신기 (404) 에 적합한 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 변환기 (미도시) 와 같은 다수의 전원들을 통해, 또는 종래의 DC 전원 (미도시) 으로부터 직접적으로 전력을 수신할 수도 있다.
비제한적인 예로서, 존재 검출기 (480) 는 송신기 (404) 의 커버리지 구역에 삽입된 충전될 디바이스의 최초 존재를 감지하기 위해 사용된 모션 검출기일 수도 있다. 검출 후에, 송신기 (404) 는 턴온되고 디바이스에 의해 수신되는 RF 전력은 Rx 디바이스 상의 스위치를 미리 결정된 방식으로 토글하기 위해 이용될 수도 있는데, 이것은 차례로 송신기 (404) 의 구동 지점 임피던스에 변화들을 야기하게 된다. 또한, 송신기 (404) 와 통신하고 있는 충전될 디바이스가 송신기 (404) 의 커버리지 구역 내에 최근에 배치된 것임을 보장하기 위해 존재 검출기가 이용될 수도 있다.
다른 비제한적인 예로서, 존재 검출기 (480) 는, 예를 들어, 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적절한 수단에 의해 사람을 검출할 수 있는 검출기일 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 송신 안테나 (414) 가 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력의 양을 제한하는 규정들이 있을 수도 있다. 일부 경우들에서, 이들 규정들은 전자기 방사로부터 사람들을 보호하기 위해 의도된다. 그러나, 사람들에 의해 점유되지 않은 영역, 또는 차고지들, 공장 바닥들, 가게들 등과 같이, 사람들에 의해 자주 차지되지 않는 영역에 송신 안테나 (414) 가 배치되는 환경들이 있을 수도 있다. 이들 환경들에 사람들이 없다면, 통상의 전력 제한 규정들을 넘도록 송신 안테나 (414) 의 전력 출력을 증가시키는 것이 허용가능할 수도 있다. 다시 말해, 제어기 (415) 는, 사람의 존재에 응답하여 송신 안테나 (414) 의 전력 출력을 규정 레벨 또는 그 이하로 조정할 수도 있고, 송신 안테나 (414) 의 전자기장으로부터 규정 거리 밖에 사람이 있을 때 규정 레벨을 넘는 레벨로 송신 안테나 (414) 의 전력 출력을 조정할 수도 있다.
비제한적인 예로서, 밀폐 검출기 (460) (또한 본원에선 밀폐 격실 검출기 또는 밀폐 공간 검출기로 지칭될 수도 있다) 는 밀폐부가 닫힌 상태 또는 열린 상태에 있는지를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 송신기가 닫힌 상태에 있는 밀폐부 내에 있으면, 송신기의 전력 레벨은 증가될 수도 있다.
예시적인 실시형태들에서, 송신기 (404) 가 무기한 온 상태로 있지 않은 방법이 이용될 수도 있다. 이러한 경우에, 송신기 (404) 는 사용자가 결정한 시간의 양 이후에 셧 오프되도록 프로그래밍될 수도 있다. 이러한 피쳐는 송신기 (404), 특히 구동기 회로 (424) 가 그 주변의 무선 디바이스들이 완전히 충전된 한참 이후에도 계속 동작하는 것을 방지한다. 이러한 이벤트는 리피터 또는 수신 안테나 (218) 로부터 전송되는 디바이스가 완전히 충전되었다는 신호를 검출하기 위한 회로의 고장에 기인할 수도 있다. 송신기 (404) 가 그 주변에 다른 디바이스가 위치되는 경우 자동적으로 셧 다운되는 것을 방지하기 위해, 송신기 (404) 의 자동 셧 오프 피쳐는 그 주변에서 검출되는 모션이 없는 설정 기간 이후에만 작동될 수도 있다. 사용자는 비활성 시간 간격을 결정할 수도 있고, 필요에 따라 변화시킬 수도 있다. 비제한적인 예로서, 시간 간격은 디바이스가 초기에 완전히 방전되었다는 가정 하에 특정 유형의 무선 디바이스를 완전히 충전하는데 필요한 기간 보다 더 길게 될 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 이용될 수도 있는 수신기 (508) 의 기능 블록도이다. 수신기 (508) 는 수신 안테나 (518) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (510) 를 포함한다. 수신기 (508) 는 수신되는 전력을 제공하기 위해 디바이스 (550) 에 더 커플링된다. 수신기 (508) 는 디바이스 (550) 외부에 있는 것으로 도시되었지만 디바이스 (550) 에 통합될 수도 있다는 것이 유의되어야 한다. 에너지는 수신 안테나 (518) 에 무선으로 전파되고, 그 다음에 수신 회로부 (510) 의 나머지를 통해 디바이스 (550) 에 커플링될 수도 있다. 예로서, 충전가능한 디바이스는 모바일 폰들, 휴대용 음악 재생기들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 청각 보조기들 (다른 의료용 디바이스들) 등과 같은 디바이스들을 포함할 수도 있다.
수신 안테나 (518) 는 송신 안테나 (414) (도 4) 와 동일한 주파수에서, 또는 특정 범위의 주파수들 내에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 안테나 (518) 는 송신 안테나 (414) 와 유사하게 치수가 정해지거나 연관된 디바이스 (550) 의 치수들에 기초하여 상이하게 사이즈가 결정될 수도 있다. 예로서, 디바이스 (550) 는 송신 안테나 (414) 의 직경 또는 길이보다 더 작은 직경 또는 길이 치수를 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수도 있다. 그러한 예에서, 수신 안테나 (518) 는, 튜닝 커패시터 (미도시) 의 커패시턴스 값을 줄이기 위해 그리고 수신 코일의 임피던스를 증가시키기 위해 다중 턴 (multi-turn) 안테나로서 구현될 수도 있다. 예로서, 수신 안테나 (518) 는 안테나 직경을 최대화하고 인터 와인딩 커패시턴스와 수신 안테나 (518) 의 루프 턴들 (즉, 권선들) 의 수를 줄이기 위해 디바이스 (550) 의 실제 주변 근처에 위치될 수도 있다.
수신 회로부 (510) 는 수신 안테나 (518) 에 임피던스 정합을 제공할 수도 있다. 수신 회로부 (510) 는 수신되는 RF 에너지 소스를 디바이스 (550) 에 의해 이용하기 위한 충전 전력으로 변환하기 위한 전력 변환 회로부 (506) 를 포함한다. 전력 변환 회로부 (506) 는 RF-DC 변환기 (520) 를 포함하고 또한 DC-DC 변환기 (522) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 변환기 (520) 는 수신 안테나 (518) 에서 수신되는 RF 에너지 신호를 Vrect 로 나타내어지는 출력 전압을 갖는 비-교류 전력으로 정류한다. DC-DC 변환기 (522) (또는 다른 전력 레귤레이터) 가 정류된 RF 에너지 신호를 Vout 및 Iout 으로 나타내어지는 출력 전압 및 출력 전류를 갖는 디바이스 (550) 와 호환가능한 에너지 전위 (예를 들어, 전압) 로 변환시킨다. 선형 및 스위칭 변환기들 뿐만 아니라 부분 및 전 정류기들, 레귤레이터들, 브리지들, 더블러들을 포함하는 다양한 RF-DC 변환기들이 고안된다.
수신 회로부 (510) 는 수신 안테나 (518) 를 전력 변환 회로부 (506) 에 접속시키기 위한 또는 대안으로 전력 변환 회로부 (506) 를 접속해제하기 위한 스위칭 회로부 (512) 를 더 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로부 (506) 로부터 수신 안테나 (518) 를 접속해제하는 것은 디바이스 (550) 의 충전을 중지할 뿐만 아니라 송신기 (404) (도 2) 가 "발견하는" "부하" 를 변화시킨다.
상술된 바와 같이, 송신기 (404) 는, 송신기 구동기 회로 (424) 로 제공된 바이어스 전류에서의 변동들을 검출할 수도 있는 부하 감지 회로 (416) 를 포함한다. 이에 따라, 송신기 (404) 는 수신기들이 송신기의 근접장에 존재하는 경우를 결정하기 위한 메커니즘을 구비한다.
다수의 수신기들 (508) 이 송신기의 근접장에 존재하는 경우, 다른 수신기들이 송신기에 보다 효율적으로 커플링되는 것을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 수신기들의 시간 다중 로딩 및 언로딩하는 것이 바람직할 수도 있다. 수신기 (508) 는 또한 다른 근처의 수신기들로의 커플링을 제거하거나 근처의 송신기들에 대한 부하를 줄이기 위해 클로킹될 (cloak) 수도 있다. 수신기의 이러한 "언로딩" 은 또한 본원에선 "클로킹" 으로서도 알려진다. 또한, 수신기 (508) 에 의해 제어되고 송신기 (404) 에 의해 검출되는 언로딩과 로딩 사이의 이러한 스위칭은 하기에 보다 충분히 설명되는 바와 같이 수신기 (508) 로부터 송신기 (404) 로의 통신 메커니즘을 제공할 수도 있다. 또한, 수신기 (508) 로부터 송신기 (404) 로의 메시지의 전송을 가능하게 하는 프로토콜이 이 스위칭과 연관될 수 있다. 예로서, 스위칭 속도는 대략 100 마이크로초일 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (404) 와 수신기 (508) 사이의 통신은, 종래의 양방향 통신 (즉, 커플링장을 이용하는 대역내 시그널링) 이라기 보다는, 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘을 지칭한다. 다시 말해, 송신기 (404) 는 에너지가 근접장에서 이용가능한지 여부를 조정하기 위해 송신되는 신호의 온/오프 키잉 (keying) 을 이용할 수도 있다. 수신기는 에너지에서의 이들 변화들을 송신기 (404) 로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다. 수신기측으로부터, 수신기 (508) 는, 얼마나 큰 전력이 장으로부터 받아들여지고 있는지를 조정하기 위해 수신 안테나 (518) 의 튜닝 및 튜닝 해제를 이용할 수도 있다. 일부 경우들에서, 튜닝 및 튜닝 해제는 스위칭 회로부 (512) 를 통해 달성될 수도 있다. 송신기 (404) 는 장으로부터 이용되는 전력에서의 이 차이를 검출하고 이들 변화들을 수신기 (508) 로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다. 송신 전력 및 부하 거동의 다른 형태들의 변조가 사용될 수도 있다는 것에 유의한다.
수신 회로부 (510) 는 수신되는 에너지 변동들을 식별하기 위해 이용되는 비컨 회로부 (514) 와 시그널링 검출기를 더 포함할 수도 있으며, 수신되는 에너지 변동들은 송신기에서 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있다. 또한, 시그널링 및 비컨 회로부 (514) 는 또한 감소된 RF 신호 에너지 (즉, 비컨 신호) 의 송신물을 검출하고, 무선 충전을 위한 수신 회로부 (510) 를 구성하기 위해 수신 회로부 (510) 내에서 전력이 공급되지 않는 또는 전력이 결핍된 회로들을 깨우기 위한 공칭 전력으로 감소된 RF 신호 에너지를 정류하기 위해 이용될 수도 있다.
수신 회로부 (510) 는 본원에서 설명된 스위칭 회로부 (512) 의 제어를 포함하는 본원에서 설명된 수신기 (508) 의 프로세스들을 조정시키기 위한 프로세서 (516) 를 더 포함한다. 수신기 (508) 의 클로킹은 또한, 디바이스 (550) 에 충전 전력을 제공하는 외부 유선 충전 소스 (예를 들어, 벽/USB 전력) 의 검출을 포함하는 다른 이벤트들의 발생에 따라 일어날 수도 있다. 프로세서 (516) 는, 수신기의 클로킹을 제어하는 것에 부가하여, 비컨 상태를 결정하고 송신기 (404) 로부터 전송된 메시지들을 추출하기 위해 비컨 회로부 (514) 를 또한 감시할 수도 있다. 프로세서 (516) 는 또한 향상된 성능을 위해 DC-DC 변환기 (522) 를 조정할 수도 있다.
도 6 은 도 4 의 송신 회로부 (406) 에서 이용될 수도 있는 송신 회로부 (600) 의 일부분의 개념도이다. 송신 회로부 (600) 는 도 4 에서 상술된 바와 같은 구동기 회로 (624) 를 포함할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 구동기 회로 (624) 는 구형파를 수신하여 송신 회로 (650) 에 제공될 정현파를 출력하도록 구성될 수도 있는 스위칭 증폭기일 수도 있다. 일부 경우들에서, 구동기 회로 (624) 는 증폭기 회로라고 지칭될 수도 있다. 구동기 회로 (624) 는 클래스 E 증폭기로 도시되나, 본 발명의 실시형태들에 따라 임의의 적합한 구동기 회로 (624) 가 이용될 수도 있다. 구동기 회로 (624) 는 도 4 에 도시된 바와 같은 발진기 (423) 로부터의 입력 신호 (602) 에 의해 구동될 수도 있다. 송신 회로 (650) 를 통해 전달될 수도 있는 최대 전력을 제어하도록 구성된 구동기 회로 (624) 에는 또한 구동 전압 (VD) 이 제공될 수도 있다. 고조파를 제거하거나 감소시키기 위해, 송신 회로부 (600) 는 필터 회로 (626) 를 포함할 수도 있다. 필터 회로 (626) 는 3 극 (커패시터 (634), 인덕터 (632), 및 커패시터 (636)) 저역 통과 필터 회로 (626) 일 수도 있다.
필터 회로 (626) 에 의해 출력된 신호는 안테나 (614) 를 포함하는 송신 회로 (650) 에 제공될 수도 있다. 송신 회로 (650) 는 구동기 회로 (624) 에 의해 제공되는 필터링된 신호의 주파수에서 공진할 수도 있는 (예를 들어, 안테나의 인덕턴스나 커패시턴스 또는 추가적인 커패시터 컴포넌트때문일 수도 있는) 커패시턴스 (620) 및 인덕턴스를 갖는 직렬 공진 회로를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (650) 의 부하는 가변 저항 (622) 에 의해 나타내어질 수도 있다. 부하는 송신 회로 (650) 로부터 전력을 수신하도록 포지셔닝된 무선 전력 수신기 (508) 의 기능일 수도 있다.
다수의 송신기들이 수신기의 대역외 통신 범위 내에 있는 경우, 수신기에 무선 전력을 전송하기에 가장 적합한 송신기와 통신들을 확립하는 것이 중요하다. 송신기와 수신기 사이의 대역외 통신들은, 하기에서 설명되는 바와 같이, 무선 전력 전송장과 별개의 통신 채널을 통해 이행될 수 있다. 도 7a 는 수신기 (208) 가 다수의 송신기들 (204, 204a, 및 204b) 에 근접하여 위치되는 경우를 도시하는 기능적 블록도이다. 도시된 바와 같이, 수신기 (208) 는 장 (205) 을 통해 수신기 (204) 로부터 무선 전력을 수신하도록 위치된다. 그러나, 수신기 (208) 는 송신기들 (204, 204a, 및 204b) 과 대역외 통신 채널 (219) 을 확립할 수 있다. 따라서, 수신기 (208) 가 송신기 (204a 또는 204b) 와 채널 (219) 을 확립하는 경우, 전력 전송과 관련된 임의의 후속하는 통신들은 무관할 것이다. 이러한 상황은 본원에서 오접속 (misconnection) 또는 교차 접속으로 지칭될 수도 있다.
도 7b 는 2 개의 전력 송신기 유닛들 (PTU#1 및 PTU#2) 및 4 개의 전력 수신기 유닛들 (PRU#1, PRU#2, PRU#3, PRU#4) 을 포함하는 시스템에서 교차 접속의 다른 예의 블록도이다. 예를 들어, 중거리 통신 시스템, 예를 들어, 저에너지 블루투스 (Bluetooth Low Energy; BLE) 는 전력 수신기 유닛이 잘못된 전력 송신기 유닛에 접속될 수 있는 상태를 잠재적으로 야기하는 10 미터 내지 50 미터의 범위를 가질 수 있다. 도 7b 에 도시된 바와 같이, PRU#1 은 PTU#1 에 올바르게 접속되고, PRU#4 는 PTU#2 에 올바르게 접속된다. 그러나, PRU#2 는 함께 위치되지 않은 (non-co-located) PTU#2 에 부적절하게 접속되고 (또는 교차 접속되고) PRU#3 은 함께 위치되지 않은 PTU#1 에 부적절하게 접속된다 (또는 교차 접속된다). 도 7b 에 도시된 바와 같이, PRU#2 는 PTU#1 에 대한 무선 전력 접속을 가지면서 PTU#2 에 대한 통신 접속을 가질 수도 있고, PRU#3 은 PTU#2 에 대한 무선 전력 접속을 가지면서 PTU#1 에 대한 통신 접속을 가질 수도 있다.
무선 충전 시스템들은 다양한 예시적인 환경들에서 동작할 것으로 예상되는데, 일부는 교차 접속들의 문제가 생길 수 있는 다수의 전력 송신 유닛들 및 다수의 전력 수신기 유닛들과 동작한다. 예를 들어, "단독 (solo)" 환경은 단일 전력 송신 유닛 및 단일 전력 수신기 유닛을 포함할 수 있고, 그래서 교차 접속을 야기할 수 없다. 다른 예로서, "거처하는 (residential)" 환경은 서로 이격되고 (예를 들어, 10 미터) 서로 동시에 동작되는 다수의 (예를 들어, 2 개) 전력 송신 유닛들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, "커피 숍" 환경은 서로 이격된 (예를 들어, 2 미터) 다수의 (예를 들어, 10 개) 전력 송신 유닛들을 포함할 수 있다. 따라서, 근처의 대부분의 전력 수신기 유닛들에 의해 "알아볼 수 있거나" 검출가능한 다수의 전력 송신 유닛들이 있을 수 있고, 다수의 (예를 들어, 5 개) 이러한 전력 송신 유닛들은 임의의 주어진 시간에 활성일 수 있다. 다른 예로서, "경기장" 환경은 (예를 들어, 1 평방 미터당) 서로 이격된 (예를 들어, 1 미터) 다수의 (예를 들어, 1000 개 초과) 전력 송신 유닛들을 포함할 수도 있다. 따라서, 거리 범위 (예를 들어, 10 미터) 내에 전력 수신기 유닛들에 의해 "알아볼 수 있거나" 검출가능한 많은 (예를 들어, 300 개) 전력 송신 유닛들이 있을 수 있다.
부적절한 접속들 또는 교차 접속들을 방지하려는 시도들은, 예를 들어, 함께 위치된 전력 수신 유닛을 부적절하게 거부함으로써 (잘못된 거부), 또는 교차 접속된 전력 수신 유닛이 접속된 채로 남아 있는 것을 부적절하게 허용함으로써 (잘못된 수락) 실패할 수도 있다. 잘못된 거부에 있어서는, 올바른 무선 충전기에 대한 충전가능한 디바이스가 부적절하게 거부되고, 과도한 Z 분리에 의해 또는 시스템 불안정에 의해 야기될 수 있다. 그러한 잘못된 거부들의 잠재적인 결과들은, 이로 제한되지는 않으나, 디바이스가 재수락될 때까지의 긴 거절의 기간 (예를 들어, 몇 분), 및 수신되는 전력에서의 대응하는 증가를 보이지 않으면서 너무 많은 전력을 송신하는 송신기의 명백한 측정으로 인한 시스템 트립 (trip) (예를 들어, 무선 충전기의 일부 또는 모든 기능성의 셧다운) 을 포함한다. 잘못된 수락에 있어서, 다른 무선 충전기에 대한 충전가능한 디바이스는 무선 충전기에 의해 그 자체적으로 부적절하게 수락된다. 그러한 오류들은 무선 충전기들에 걸친 좋은 정합에 의해 또는 일치하는 타이밍에 의해 (예를 들어, 동시에 다수의 전력 충전기들에 대해 전력이 복구된다) 야기될 수 있다.
대역외 통신 (예를 들어, 광고) 은 다양한 구현을 갖는 임의의 무선 통신 프로토콜 (예를 들어, 사유 (proprietary) 통신 프로토콜, IEEE 등과 같은 표준 조직에 의해 확립된 통신 프로토콜, IrDA, 무선 USB, Z-Wave, ZigBee, 저에너지 블루투스 (BLE), 등) 의 이용을 통해 구현될 수도 있다. 이러한 범위 내에 다수의 전력 송신 유닛들을 갖는 것은 교차 접속의 문제에 기여할 수 있다.
도 7c 는 도 4 의 송신 회로부 (406) 및 도 5 의 수신 회로부 (510) 를 포함할 수도 있는 대역외 통신들을 할 수 있는 무선 충전 시스템 (700) 의 블록도이다. 무선 충전 시스템 (700) 은 무선 충전기 (702) (예를 들어, 전력 송신기 유닛) 및 충전가능한 디바이스 (704) (예를 들어, 전력 수신기 유닛) 를 포함할 수도 있다.
무선 충전기 (702) 는 무선 전력 안테나 (714), 및 무선 전력 안테나 (714) 에 커플링되고 적어도 하나의 충전 영역 (예를 들어, 1, 2, 3, 또는 보다 많은 충전 영역들) 에서 무선 충전장을 발생시키도록 구성된 무선 전력 송신기 (710) 를 포함할 수도 있다. 무선 충전장은 복수의 전력 신호들을 포함할 수 있다. 무선 충전기 (702) 는 통신 안테나 (724), 및 통신 안테나 (724) 에 커플링되고 통신 안테나 (724) 를 통해 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기 (720) (예를 들어, 대역외 통신 송수신기) 를 더 포함할 수 있다. 무선 충전기 (702) 는 (예를 들어, 교차 접속을 방지하기 위해, 교차 접속의 확률을 감소시키기 위해, 교차 접속을 끝내기 위해) 충전가능한 디바이스 (704) 의 무선 충전기 (702) 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 제어기 (730) 를 더 포함할 수 있다. 그러한 교차 접속에서, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기 중 하나로부터 전력을 수신할 것이며, 그 동안 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기들 중 다른 것과 통신한다.
일 실시형태에서, 송신 안테나 (714) 는 도 4 의 송신 코일 (414) 과 유사할 수도 있고, 무선 충전기 (702) 의 무선 전력 송신기 (710) 는 도 4 의 송신 회로부 (406) 와 유사하고/하거나 동일한 기능성을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 무선 전력 송신기 (710) 는 적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 발생시킴으로서 충전가능한 디바이스 (704) 를 충전하기 위해 (예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 의 무선 전력 수신기 (715) 에) 무선으로 전력을 송신하도록 구성될 수도 있다.
충전 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (예를 들어, 무선 충전기 (702)) 로부터 전력을 수신하도록 구성된 무선 전력 안테나 (718) 및 무선 전력 안테나 (718) 에 커플링된 무선 전력 수신기 (715) 를 포함할 수도 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 는 통신 안테나 (728), 및 통신 안테나 (728) 에 커플링되고 통신 안테나 (728) 를 통해 무선 충전기 (예를 들어, 무선 충전기 (702)) 와 통신하도록 구성된 송수신기 (725) (예를 들어, 대역외 통신 송수신기) 를 더 포함할 수 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 는 (예를 들어, 교차 접속을 방지하기 위해, 교차 접속의 확률을 감소시키기 위해, 교차 접속을 끝내기 위해) 충전가능한 디바이스 (704) 의 무선 충전기 (702) 및 적어도 하나의 다른 무선 충전기와의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 제어기 (735) 를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 제어기 (735) 는 무선 충전기 (예를 들어, 무선 충전기 (702)) 에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키도록 구성될 수 있다.
일 실시형태에서, 충전가능한 디바이스 (704) 는 도 5 의 충전가능한 디바이스 (550) 와 유사할 수도 있고, 무선 전력 수신기 (715) 는 도 5 의 수신 회로부 (510) 와 유사하고/하거나 동일한 기능성을 포함할 수도 있다. 마찬가지로, 무선 전력 수신기 (715) 는 수신 코일 (718) 에 커플링될 수도 있다. 수신 코일 (718) 은 도 5 의 수신 코일 (518) 과 유사할 수도 있다.
도 7c 에 도시된 바와 같이, 대역외 통신 송수신기 (720) 는 안테나 (724) 에 커플링될 수도 있고 대역외 통신 송수신기 (725) 는 안테나 (728) 에 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에서, 대역외 통신 송수신기들 (720 및 725) 은, 안테나들 (724 및 728) 을 통해, 무선 충전기 (702) 와 충전가능한 디바이스 (704) 사이에 접속을 확립하는데 이용될 수도 있어, 충전가능한 디바이스 (704) 가 충전가능한 디바이스의 배터리 또는 유사한 디바이스를 충전하기 위해 무선 충전기 (702) 로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 대역외 통신 (예를 들어, 충전될 디바이스의 배치의 초기 통지, 광고) 은 임의의 통신 프로토콜 (예를 들어, 사유 통신 프로토콜, IEEE 와 같은 표준 조직에 의해 확립된 통신 프로토콜 등) 의 이용을 통해 구현될 수도 있다. 예를 들어, IrDA, 무선 USB, Z-Wave, ZigBee, 저에너지 블루투스 (BLE) 등이 이용될 수 있다.
본원에 설명된 해결 기법들을 더 잘 이해하기 위해, 대역외 통신 채널을 확립하기 위한 예시적인 방법을 이해하는 것이 도움이 된다. 도 8 은, 무선 충전기와 충전가능한 디바이스 사이에 접속을 확립하기 위한, 무선 충전기 (702) (예를 들어, 전력 송신기 유닛) 와 충전가능한 디바이스 (704) (예를 들어, 전력 수신기 유닛) 와 같은 무선 충전기와 충전가능한 디바이스 사이의 통신들의 타이밍 및 신호 흐름도이다. 무선 충전기 (702) 는 전력 펄스 (802) (예를 들어, 비컨 신호) 를 송신할 수도 있는데, 여기서 전력 펄스 (802) 는 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 충전가능한 디바이스 (704) 와 같은 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하는데 이용될 수 있다. 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스를 검출하기 위해 전력 펄스 (802) 를 송신할 수도 있다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 전력 펄스 (802) 가 송신되었으나, 어떠한 충전가능한 디바이스도 전력 펄스 (802) 의 범위 내에 있지 않다. 무선 충전기 (702) 는 다른 전력 펄스 (804) 를 송신하기 전에 일정 시간을 기다릴 수도 있다. 예를 들어, 무선 충전기 (702) 는 펄스들 사이에 1 초를 기다릴 수도 있다. 전력 펄스 (802 및/또는 804) 를 송신할 시에, 무선 충전기 (702) 는 일반적인 접속 확립 절차에 착수할 수도 있다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 전력 펄스 (804) 가 송신되었고 전력 펄스가 충전가능한 디바이스 (704) 의 범위 내에 있다.
무선 충전기 (702) 가 전력 펄스 (804) 에 대한 부하를 검출하면, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) 와 같은 디바이스로부터의 브로드캐스트를 스캐닝하기 시작한다. 이러한 방식으로, 무선 충전기 (702) 는 오직 무선 충전기가 전력 펄스에 대한 부하를 검출하는 경우에만 브로드캐스트를 스캐닝을 함으로써 전력을 아낄 수도 있다. 일 실시형태에서, 전력 펄스 (804) 는 충전가능한 디바이스 (704) 로 하여금 브로드캐스트를 발생시키게 한다 (예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 의 프로세스가 브로드캐스트를 발생시킬 수도 있다). 일 예로서, 브로드캐스트 (806) 는 저에너지 블루투스 채널들을 통해 송신되는 메시지(들)일 수도 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 는 의도된 수신자로서 무선 충전기 (702) 를 갖는 브로드캐스트 (806) 를 송신할 수도 있다. (도 8 에 도시된 바와 같이) 브로드캐스트 (806) 가 무선 충전기 (702) 에 도달하지 않는 경우, 충전가능한 디바이스 (704) 는 다른 브로드캐스트 (808) 를 발생시켜 송신할 수도 있다. 예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 는 다른 브로드캐스트 (808) 를 전송하기 전에 20 ms 를 기다릴 수도 있다. 10 초와 같은 소정의 시간 프레임 내에 접속이 확립되지 않는 경우, 충전가능한 디바이스 (704) 는 접속가능한 모드를 종료시키고 착수했을 수도 있는 임의의 충전을 중지시킬 수도 있다. 이러한 방식으로, 충전가능한 디바이스 (704) 는 오직 충전가능한 디바이스가 무선 충전기 (702) 로부터 전력 펄스 (802 및/또는 804) 를 수신하는 경우에만 브로드캐스트 (806 및/또는 808) 를 발생시켜 송신함으로써 전력을 아낄 수도 있다.
오접속 (예를 들어, 교차 접속) 이 일어날 수도 있는 다양한 상황들이 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 이외에 다른 디바이스 또는 무선 충전기 (702) 근처의 물체가 무선 충전기 (702) 로 하여금 부하를 검출하고 브로캐스트를 스캐닝하는 것을 시작하게 할 수도 있다. 다른 예로서, 일부 충전기들은 전력 펄스들 (802 및 804) 의 타이밍과 관계없이 브로드캐스트를 계속적으로 스캐닝할 수도 있다. 또 다른 예로서, 일부 충전가능한 디바이스들은 전력 펄스들 (802 및 804) 의 타이밍과 관계없이 계속적으로 브로드캐스트할 수도 있다. 또 다른 예로서, 무선 충전기는 전력 펄스가 만들어지는 충전기가 통신들의 초기화를 선취하기 전에 브로드캐스트에 응답할 수도 있다. 결과적으로, 이러한 상황 및 다른 상황에서, 무선 충전기 (702) 는 유효 충전 영역 외부에 위치된 충전가능한 디바이스와 우연히 통신들을 확립할 수도 있어, 오접속 또는 교차 접속을 야기한다.
무선 충전기 (702) 가 브로드캐스트 (808) 를 수신하면, 무선 충전기는 충전가능한 디바이스 (704) 에 접속 요청 (812) 을 송신할 수도 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 가 접속 요청 (812) 을 수락하는 경우, 무선 충전기 (702) 와 충전가능한 디바이스 (704) 사이에 접속 (814) 이 확립된다.
도 8 에 도시된 접속 프로세스 동안에, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) 를 충전하기 위해, 예컨대, 전력 펄스 (802 및/또는 804) 를 통해 전력 (810) 을 계속 송신할 수도 있다는 것에 유의한다. 일부 양상들에서, 충전가능한 디바이스 (704) 는 충전기로 전력이 공급되는 모드로 있을 수도 있고, 전력 (810) 은 충전 가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전기 (702) 와의 접속을 확립하기 위해 활성인 상태로 있는 것을 허락할 것이다. 접속이 확립될 수 없고/없거나, 충전가능한 디바이스 (704) 가 지금 자체 전력공급 모드에 있고/있거나, 충전가능한 디바이스 (704) 가 그렇지 않으면 무선 충전기 (702) 로부터 송신되는 전력을 필요로 하지 않는다고 무선 충전기 (702) 가 결정하면, 무선 충전기 (702) 는 전력 (810) 을 송신하는 것을 중지할 수도 있다.
접속이 임의의 지점에서 손실되는 경우, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 와 재접속하려고 시도할 수도 있다. 대안으로, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 로부터 다른 전력 펄스 (802 및/또는 804) 를 수신할 때까지 기다릴 수도 있다.
본원에 개시된 여러 방법들은 송신기와 수신기 사이의 대역외 시그널링의 올바른 접속을 돕고/돕거나, 대역외 통신 채널이 송신기와 수신기 사이에 적절하지 않게 확립되었는지 여부 (예를 들어, 오접속 또는 교차 접속) 를 확인하는데 이용될 수도 있다. 이러한 방법들이 본원에서 해결 방법들로 언급된다. 이러한 해결 방법들 중 일부 해결 방법은 반드시 대역외 통신 채널이 최적의 송신기와 수신기 사이에 확립되는 것을 보장하지는 않는다. 대신에, 일부 방법들은 확립된 통신 채널의 적절성을 추론적으로 지원하거나 약화시키는 경향이 있다. 이에 따라, 교차 접속의 회피를 가능하게 하기 위해 (예를 들어, 교차 접속을 방지하기 위해, 교차 접속의 확률을 감소시키기 위해, 교차 접속을 끝내기 위해) 무선 전력 전송 시스템에서 이러한 해결 방법들 중 하나 이상의 해결 방법이 이용될 수도 있다. 또한, 이러한 해결 방법들의 출력은 그 특정 방법에 대한 임계치에 비교되고/되거나 본원에 설명된 다른 방법들과 조합될 수도 있다. 이러한 방법들의 출력들은 확률 또는 퍼지 로직 유형 모델에 가중되고 이용될 수도 있어 오접속이 있는지 그리고 대역외 통신이 재접속을 시도해야 하는지 여부를 평가한다.
해결 방법들은 제어기 (예를 들어, 도 4 의 제어기 (415), 도 5 의 프로세서 (416), 도 7 의 제어기들 (730, 735)) 에 의해 이행될 수도 있다. 일 실시형태에서, 해결 방법(들)은 대역외 통신 채널을 통해 송신되는 수신기측 측정치들이 송신기측 제어기에 의해 평가될 수 있다. 다른 실시형태에서, 해결 방법들은 송신기 (또는 수신기) 로 대역외 통신 채널을 통해 송신되는 결과적인 출력(들)이, 송신기측 또는 수신기측 중 어느 일방에서 평가될 수도 있다. 또한, 대역외 통신 채널을 중단하기 전에 오접속 (예를 들어, 교차 접속) 을 식별하면, 로컬 제어기가 원격 제어기에게 오접속을 통지할 수도 있다. 소정의 실시형태들에서, 제어기는, 예를 들어, 임의의 교차 접속들을 해결하기 위해 충전가능한 디바이스들의 배치 사이에 전체 시간에 추가함으로써, 교차 접속들을 해결하기 위해 접속이 이루어지는 것을 허용하도록 추가적인 시간을 제공할 수 있다. 특히, 많은 무선 충전기들 및 많은 충전가능한 디바이스들을 갖는 혼잡한 환경들은 임의의 교차 접속들을 해결하기 위해 상당한 양의 시간이 걸릴 수 있다.
"손실된 전력 알고리즘" 은 "손실된" 전력의 양을 산출하기 위해 충전가능한 디바이스에서 보고된 전력과 비교한 전력 측정치들 (예를 들어, AC 또는 DC) 을 이용할 수 있으며, 이는 너무 많은 전력이 설명되지 않을 경우 무선 충전기에 대한 전력을 셧 다운하려는 의도이며, 그렇게 함으로써 동작 동안에 무선 충전기 상에 배치된 금속성 물체들의 가열을 방지하는 것을 돕는다. 손실된 전력을 정확히 측정하기 위해, 전력을 수신하는 디바이스들의 개수의 정확한 계산이 바람직하나, 그러한 정확한 계산은 교차 접속들이 일어나는 경우 이용가능하지 않을 수도 있다. 따라서, 손실된 전력 알고리즘이 사용되는 경우 교차 접속들은 예상치못한 셧다운들을 야기할 수 있어, 사용자 경험을 저하시킨다. 다수의 전력 충전기들에 교차 접속되는 것으로 의심되는 임의의 충전가능한 디바이스들을 멈춤으로써, 충전가능한 디바이스에 의해 인출되는 전력의 양 및 손실된 전력으로 인한 전력 트립의 특이점들이 감소된다. 그러나, 충전가능한 디바이스가 그러한 사정들 하에서는 충전하지 않을 것이기 때문에, 사용자 경험이 더 나빠질 수도 있다. 따라서, 소정의 실시형태들에서, 본원에 설명된 해결 기법들은 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.
도 9 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 예시적인 제 1 해결 방법 (900) 의 흐름도이다. 방법 (900) 의 동작 블록 (910) 에서, 전력 송신기 (710) 에 의해 송신되는 전력 신호들 (예를 들어, 대역내 포워드 신호들) 은 무선 충전기 (702) (예를 들어, 다른 무선 충전기들로부터 무선 충전기 (702) 를 고유하게 식별하는) 에 고유한 방식으로 달라질 수 있다. 소정의 그러한 실시형태들에서, 제어기 (730) 는 전력 송신기 (710) 에 의해 송신되는 전력 신호들의 진폭 (Itx) 을 변조할 수 있다. 이러한 변조들은 전력 송신에 영향을 미치지 않도록 충분히 낮지만 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 검출되기에 충분히 높은 진폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 변조들의 진폭은 전력 송신기 (710) 에 의해 송신되는 전력 신호들의 진폭 (Itx) 의 0.1% 와 10% 사이, 0.5% 와 7% 사이, 1% 와 7% 사이, 3% 와 6% 사이, 또는 4% 와 5% 사이일 수 있다. 변조들은 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 인식가능한 특정 패턴을 가질 수 있다. 변조 패턴들 중에서 구별 피쳐들의 예들은, 이로 제한되지는 않으나, 변조 패턴의 형상 (예를 들어, 구형파, 정현파, 삼각파), 듀티 사이클 (예를 들어, 변조에 대한 "온" 시간 대 "오프" 시간의 퍼센티지), 변조의 주파수, 변조의 진폭 또는 심도, 맨체스터 (Manchester) 코딩된 변조 (예를 들어, 일련의 식별 비트들이 송신되는 것을 허용한다), 또는 넌제로 리턴 (non-zero-return; NZR) 코딩된 변조 (예를 들어, 일련의 식별 비트들이 송신되는 것을 허용한다) 를 포함한다.
방법 (900) 의 동작 블록 (920) 에서, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 수신되는 전력 신호들에 관해 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전기 (702) (예를 들어, PTU) 는 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 수신되는 전력 신호들에 관한 정보에 대해 충전가능한 디바이스 (704) (예를 들어, PRU) 에 질의할 수 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 수신되는 정보는 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 수신되는 전력 신호들의 변동들 (예를 들어, 변조 진폭, 변조 패턴, 인코딩된 식별 비트들) 을 표시할 수 있다.
방법 (900) 의 동작 블록 (930) 에서, 무선 충전기 (702) 는 그 다음에 충전 가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전기 (702) 로부터 또는 다른 무선 충전기로부터 송신되는 전력 신호들을 수신하는지 여부를 결정하기 위해 정보를 평가할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) (예를 들어, PRU) 실제로 무선 충전기 (702) (예를 들어, PTU) 의 패드 상에 있는지 여부를 결정할 수도 있다. 소정의 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 에 의해 송신되는 전력 신호들은 제 1 변동 패턴으로 송신되고, 정보를 평가하는 것은 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 수신되는 전력 신호들의 제 2 변동 패턴을 제 1 변동 패턴과 비교하는 것을 포함한다. 소정의 그러한 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 는 정보의 평가를 수행하고, 충전가능한 디바이스 (704) 는 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 수신되는 전력 신호들의 제 2 변동 패턴을 단지 보고만 한다. 소정의 다른 실시형태들에서, 충전가능한 디바이스 (704) 는 (예를 들어, 수신되는 전압 또는 전류를 측정함으로써) 수신되는 전력 신호들의 제 2 변동 패턴을 검출할 수 있고, 그 다음에 제 2 변동 패턴을 수락가능한 변동 패턴들의 저장된 세트에 비교할 수 있다. 변동 패턴이 수락가능한 변동 패턴인 경우, 충전가능한 디바이스 (704) 는 어떤 수용가능한 변동 패턴이 검출되었는지를 표시하는 신호를 무선 충전기 (702) 에 보고할 수 있고, 무선 충전기 (702) 는 그러면 이러한 보고된 변동 패턴을 제 1 변동 패턴 (예를 들어, 무선 충전기 (702) 가 실제로 전송한 변동 패턴) 과 비교할 수 있다. 매치가 있는 경우, 접속은 유효할 수 있다. 대안으로, 맨체스터 또는 NRZ 인코딩 중 어느 일방이 이용되는 경우, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 에 의해 실제로 전송된 비트들과의 비교를 위해 무선 충전기 (702) 에 다시 실제 수신되는 비트들을 보고할 수 있다. 매치가 있는 경우, 접속은 유효할 수 있다.
대안으로, 변조된 전력 신호는 전력 송신기 (710) 를 항상 고유하게 식별하도록 전력 송신기 (710) 에 의해 끊임없이 전송될 수 있다 (예를 들어, 교차 접속을 해결하려고 시도할 때가 아니라, 무선 충전기 (702) 가 전력을 송신할 때마다 변조들이 일어난다). 이러한 제 1 해결 기법은 무선 충전기 (702) 상에 있는 충전가능한 디바이스 (704) 를 고유하게 식별하는 혜택을 제공할 수 있다. 이러한 기법은 충전가능한 디바이스 (704) 가 턴 온된 직후에 가장 유용하나; 이는 또한 전력이 공급된 부하가 (예를 들어, 충전 등을 가능하게 함으로써) 그 부하를 변화시키는 시간의 기간이다. 따라서, 노이즈가 측정 또는 검출에 도입될 수 있고 잘못된 거부 상태를 야기할 수도 있다. 소정의 실시형태들에서, 변조를 위한 임의적인 복잡한 코드는 그러한 잘못된 거부 상태들의 확률을 감소시킬 수 있다. 이러한 기법은 또한 보다 넓은 범위들의 송신기 루프 전류들 (Itx) 을 수용하기 위해 증가된 범위의 Vreg (예를 들어, 레귤레이터 후의 충전가능한 디바이스 (704) 의 전압) 또는 Ireg (예를 들어, 레귤레이터 후의 충전가능한 디바이스 (704) 에서의 전류) 를 사용하며, 송신기 루프 전류는 동일하지는 않으나 송신기 전력 출력과 관련된다 (예를 들어, Itx 는 포워드 신호를 송신하기 위해 변조될 수 있다). Vreg 및 Ireg 는 수신되는 장의 강도를 나타내고, 따라서 무선 충전기 (702) 에 의한 전력의 포워드 변조가 Vreg 및/또는 Ireg 의 변동으로 보일 것이다. 제 1 해결 기법은, 올바른 접속을 보장하는 방법이라기 보다는, 사실 교차 접속을 거부하는 방법이다. 따라서, "경기장" 환경의 예에서, 해결의 50% 신뢰를 달성하는데 약 52 초가 걸릴 수도 있다.
도 10a 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 2 해결 방법 (1000) 의 예의 흐름도이다. 방법 (1000) 의 동작 블록 (1010) 에서, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전기 (702) 의 무선 충전장으로 진입함에 따른 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출한다. 방법 (1000) 의 동작 블록 (1020) 에서, 무선 충전기 (702) 는 검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는지 여부를 결정하기 위해 검출된 임피던스 변화를 평가한다. 방법 (1000) 의 동작 블록 (1030) 에서, 무선 충전기 (702) 는 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 동안에 충전가능한 디바이스들로부터 대역외 통신 신호들을 수락한다.
소정의 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 의 제어기 (730) 는 충전가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전장에 진입함에 따른 (예를 들어, 송신기 공진기에 의해 측정된 바와 같은) 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 속성에 대한 검출된 임피던스 변화를 평가하는 것은 검출된 임피던스 변화를 미리 결정된 임피던스 변화 (예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전기 (702) 의 무선 충전장에 진입함을 표시하는 것으로 예상되는 임피던스 변화) 와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 양 (예를 들어, j10) 보다 큰 경우 검출된 임피던스 변화는 충전가능한 디바이스 (704) 가 무선 충전장에 진입함 (예를 들어, 무선 충전기 (702) 상에 배치됨) 을 표시하는 것으로 여겨질 수 있다. 소정의 실시형태들에서, 제어기 (730) 는 제어기 (730) 가 미리 결정된 양보다 큰 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 1 초 내지 10 초) 동안에 충전가능한 디바이스들 (704) 로부터 대역외 통신 신호들 (예를 들어, 광고들) 을 무선 충전기 (702) 가 수락하는 것을 허용할 수 있다. 보다 짧은 시간의 기간들은 보다 정확한 결과들을 제공할 수 있으나, 임피던스 변화의 시간들 및 딱맞춰 정렬되지 않은 대역외 통신 신호들로 인해 무선 충전기 (702) 가 충전가능한 디바이스 (704) 를 "놓칠" 가능성을 증가시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 무선 충전기 (702) 는 제어기 (703) 가 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화와 연계하여 검출하지 않는 충전가능한 디바이스들 (704) 로부터의 대역외 통신 신호들을 거부할 수 있다. 본원에 논의된 임피던스 변화는 실제 (저항) 임피던스에서의 변화, 가상 (반응) 임피던스에서의 변화, 또는 양자 모두를 포함할 수 있다는 것에 유의한다.
도 10b 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 2 해결 방법 (1050) 의 다른 예의 흐름도이다. 방법 (1050) 은, 예를 들어, (예를 들어, 작은 임피던스 변화들을 생성하는 작은 충전가능한 디바이스들 (704) 로 인해) 임피던스 변화가 항상 무선 충전기 (702) 에 의해 발견되기에 충분할 만큼 신뢰할 수 없을 수도 있는 구성들에서 이용될 수 있다. 동작 블록 (1005) 에서, 무선 충전기 (702) 는 제어기 (730) 에 의해 임피던스 변화가 검출되지 않을 시에 제 2 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 1 초 내지 10 초) 동안에 대역외 통신 신호들 (예를 들어, 광고들) 을 수락하는 것을 거절할 수 있다. 동작 블록 (1010) 에서, 임피던스 변화가 검출되고, 동작 블록 (1020) 에서, 미리 결정된 속성 (예를 들어, 0±j10 보다 큰 임피던스 변화) 을 갖는 것에 대해 검출된 임피던스 변화가 평가된다. 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는 경우, 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 1 초 내지 10 초) 동안에 동작 블록 (1030) 에서 대역외 통신 신호들이 수락된다. 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖지 않는 경우, 임피던스 변화를 검출한 후에 제 3 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 1 초 내지 10 초) 동안에 동작 블록 (1040) 에서 대역외 통신 신호들이 수락되며, 제 3 미리 결정된 시간의 기간은 제 1 미리 결정된 시간의 기간보다 크다. 이러한 방식으로, 큰 임피던스 변화를 야기하는 큰 충전가능한 디바이스 (704) 가 빠르게 인식될 수 있다. 보다 작은 임피던스 변화를 야기하는 작은 충전가능한 디바이스 (704) 는 그러면 제 1 미리 결정된 시간의 기간 후에 인식될 수 있고, 어쩌면 통상의 교차 접속 알고리즘 프로세스를 겪을 것이다.
도 11 은 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 3 해결 방법 (1100) 의 일 예의 흐름도이다. 동작 블록 (1110) 에서, 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 부하 펄스가 검출되고, 동작 블록 (1120) 에서, 대역외 통신 신호 (예를 들어, 광고) 가 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 검출된다. 동작 블록 (1130) 에서, 부하 펄스를 검출하는 것과 대역외 통신 신호를 검출하는 것 사이의 시간 기간이 평가된다. 동작 블록 (1140) 에서, 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우 대역외 통신 신호에 대한 응답이 송신될 수 있다.
소정의 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 의 제어기 (730) 는 충전가능한 디바이스 (704) 로부터의 부하 펄스 (예를 들어, 임피던스 변조된 역방향 링크 또는 대역내 역방향 신호) 를 검출하고 충전가능한 디바이스 (704) 로부터의 대역외 통신 신호 (예를 들어, 광고) 를 검출하도록 구성된다. 부하 펄스와 대역외 통신 신호의 검출 사이의 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 (예를 들어, 10 ms, 50 ms, 100 ms, 500 ms, 1 초) 미만인 경우, 부하 펄스 및 대역외 통신 신호는 동시에 발생하는 것으로 고려될 수 있고 동일한 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 수신되는다는 것을 표시할 수 있다. 예를 들어, 충전가능한 디바이스 (704) 는 대역외 통신 신호 (예를 들어, 광고) 가 전송되는 것과 동시에 부하 펄스를 송신함으로써 고유하게 식별될 수 있다.
제어기 (730) 는 무선 충전기 (702) 가 오직 부하 펄스 또는 스텝에 의해 수반되는 광고들에만 응답하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다 (예를 들어, 광고 및 부하 펄스는 서로 동시에 발생하거나, 부하 펄스와 광고를 검출하는 것 사이의 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만이다). 동시에 일어나는 광고들 및 부하 펄스들을 전송하지 않는 충전가능한 디바이스들 (704) 은 따라서 무선 충전기 (702) 에 의해 무시된다.
출력 부하들이 신뢰할 수 없을 수 있기 때문에, 확실한 부하에서의 증가를 생성하기 위해 추가적인 부하가 제공될 수 있다. 예를 들어, 단지 충전가능한 디바이스를 충전하는 것을 착수하고 충전가능한 디바이스가 부하를 제공하게 하는 대신에, 그러한 부하가 신뢰할 수 없을 수 있기 때문에, 추가적인 부하가 사용될 수 있다. 소정의 그러한 실시형태들에서, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 와 고유하게 쌍을 이룰 수 있다. 예를 들어, 도 7c 에 의해 개략적으로 도시된 바와 같은 예시적인 충전가능한 디바이스 (704) 를 참조하면, 충전가능한 디바이스 (704) 는 무선 충전기 (702) 에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키도록 구성된 제어기 (735) 를 포함할 수 있다.
소정의 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 는 광고들 및 부하 펄스들, 예를 들어, 단일 부하 펄스 / 임피던스 변조 또는 일련의 부하 펄스들 / 임피던스 변조에 대한 톤 버스트 중 어느 일방을 계속적으로 찾는다. 광고 및 동시에 일어나는 부하 펄스를 검출할 시에 (예를 들어, 광고 및 부하 펄스가 서로 동시에 발생하거나, 광고 및 부하 펄스가 서로 미리 결정된 시간 기간 내에 있다), 무선 충전기 (702) 는 접속을 수락할 수 있고, 수락된 (예를 들어, "여기 있는 (here)") 충전가능한 디바이스들의 리스트 상에 충전가능한 디바이스 (704) 를 배치할 수 있고, 충전가능한 디바이스 (704) 를 충전하기 시작할 수 있다. 무선 충전기 (702) 가 동시에 발생하는 광고가 없는 부하 펄스를 발견하는 경우, 그것은 충전가능한 디바이스 (704) 가 아직 부팅되지 않았고 아직은 광고를 전송하는 것이 불가능한 것일 수도 있다. 무선 충전기 (702) 는 송신기 공진기에 (예를 들어, 전력 절약 모드에 있는 경우) 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 30 초) 동안 공칭 충전 전력 레벨 (예를 들어, Itx_start) 을 공급함으로써, 또는 (예를 들어, 전력 전송 모드에 있는 경우) 미리 결정된 시간의 기간 (예를 들어, 30 초) 동안 (예를 들어, 상술된 바와 같이) 손실된 전력 알고리즘을 디스에이블함으로써 응답할 수 있다. 이러한 방식으로, 무선 충전기 (702) 는, 대역외 통신을 부트 업하고 시작하기 위해 충전가능한 디바이스 (704) 가 보다 많은 시간을 허용하도록 대역외 통신 신호 (예를 들어, 광고) 를 기다리지 않고, 무선 충전기 (702) 가 공칭 충전 전력 레벨에 있거나 디스에이블된 손실된 전력 알고리즘을 갖는 비컨 모드 시간 기간을 (예를 들어, 100 ms 이후로) 연장할 수 있다. 무선 충전기 (702) 가 동시에 발생하는 부하 펄스가 없는 광고를 발견하는 경우, 응답하기 전에 미리 결정된 개수의 광고들 (예를 들어, 5 개와 같은 몇 개의 광고들을 각각 포함하는 10 개의 광고들 또는 2 개의 비컨 펄스들) 을 기다림으로써 지연시킬 수 있다. 그러한 상태는 부하 펄스를 제공하기에는 너무 작은 충전가능한 디바이스 (04) 또는 다른 무선 충전기 (702) 의 패드 상에 있는 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 야기될 수도 있다. 지연은 충전가능한 디바이스 (704) 가 있을 시에 무선 충전기 (702) 가 접속을 완료하는 것을 허용할 수 있다.
소정의 실시형태들에서, 부하 펄스는 전력 증폭기 (PA) 전류를 모니터링함으로써 무선 충전기 (702) 에 의해 감지될 수 있으며, 전력 증폭기 전류는 아날로그 수단을 통해 모니터링될 수 있는 계속되는 감지 출력이다. 소정의 다른 실시형태들에서, 무선 충전기 (702) 의 AC 전력 감지 서브시스템이 또한 송신기 공진기 임피던스에서의 변화를 찾음으로써 부하 펄스를 감지하는데 이용될 수 있다. AC 전력 감지 서브시스템은 PA 전류를 모니터링하는 것보다 상당히 더 정확할 수 있다.
부하 펄스는 부하의 AC 측에서 또는 부하의 DC 측에서 충전가능한 디바이스 (704) 에 의해 발생될 수 있다. 부하 펄스의 AC 측 발생에 있어서 (예를 들어, 도 2 의 블록들 (232 및 234) 사이에서와 같이, 공진기와 정류기들 사이에서 AC 측 변조 기법으로 임피던스 변조를 생성하는 것), 검출가능한 방식으로 튜닝된 수신기 회로의 임피던스를 변화시키기 위해, 하나 또는 두 개의 FET 들이, 적절한 커패시터들과 직렬로, 이용될 수 있다. 충전가능한 디바이스 (704) 는 (예를 들어, 수신 회로부 (510) 의 스위칭 회로부 (512) 에서) 이러한 임피던스 변화를 생성할 수도 있는 하나 이상의 과전압 FET 들을 포함할 수 있거나, 수신 회로부 (510) 이외의 곳에서 하나 또는 두 개 이상의 FET 들이 이용될 수 있다. FET 들은 저 출력 커패시턴스, 저 ESR FET 들일 수 있다. 유리하게는, 다이오드들이 AC 섹션으로부터 Vreg 를 분리할 수 있고, 따라서 Vreg 가 그러한 시그널링에 의해 "풀링 다운되지" 않을 것이므로, Vreg 에 의해 전력이 공급되는 디바이스들의 정상 동작을 허용한다. 또한, 복소 임피던스를 변화시키는 능력으로 인해 AC 부하 펄싱은 보다 빠르고 (따라서 시스템에 대한 보다 낮은 작은 변화) 보다 견고할 확률이 크다. 그러한 회로부의 예들은 이로 제한되지는 않으나 대역내 시그널링 센서들을 포함한다.
부하 펄스의 DC 측 발생에 있어서 (예를 들어, 도 2 에서의 블록 (234) 이후에서와 같이, 정류기들 후에 DC 측 변조 기법으로 임피던스 변조를 생성하는 것), 간단한 회로가 이용될 수 있다 (예를 들어, 레지스터 및 NPN 트랜지스터). 제너 다이오드 및 NPN 트랜지스터가 또한 이용될 수 있고, DC 전압을 대역외 통신 (예를 들어, BLE) 동작에 필요한 최소치 아래로 풀링함으로써 드롭아웃을 야기하지 않으면서, 가능한 최대 DC 부하를 제공하는 이점을 가질 수 있다. 레지스터 및 저장 커패시터 (예를 들어, 도 2 의 배터리 (236)) 에 의해 행성된 RC 필터의 주파수를 넘는 펄스 열 (pulse train) 이 특정 주파수를 생성하는데 이용될 수 있다. 추가적인 스펙트럼 컨텐트가 부하 펄스의 식별을 도울 수도 있다.
도 12 는 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 4 해결 방법 (1200) 의 일 예의 흐름도이다. 동작 블록 (1210) 에서, 무선 충전기 (702) 는 대역외 통신 신호를 수신한다 (예를 들어, 검출한다). 동작 블록 (1220) 에서, 대역외 통신 신호를 수신할 시에, 무선 충전기 (702) (예를 들어, 제어기 (730)) 는 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신한다. 동작 블록 (1230) 에서, 무선 충전기 (702) 는 무선 충전기 (702) 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 대역외 통신 신호를 전송한 충전가능한 디바이스 (704) 에 접속될지 여부를 결정한다. 소정의 실시형태들에서, 대역외 통신 신호를 수신하는 다양한 무선 충전기들로부터 수신 신호 강도 표시 (received signal strength indication; RSSI) 측정치들이 비교될 수 있고, 가장 큰 RSSI 측정치를 갖는 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 무선 충전기들 (702) 이 동일한 광고를 수신하는 경우, 2 개의 무선 충전기들 양자 모두는 서로 통신하고 대역외 링크로 각각 수신한 RSSI 측정치들을 비교할 수 있다. 가장 큰 RSSI 전력 레벨을 갖는 무선 충전기 (702) 가 충전가능한 디바이스 (704) 에 접속되도록 허용되는 것이다.
또한, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하기 위해 위의 해결 방법들의 임의의 조합이 이용될 수도 있다. 예를 들어, (예를 들어, RSSI 와 같은) 신호 표시자의 조합 및 상술된 바와 같은 임계치보다 큰 임피던스 변화의 검출이 통신 요청들을 거부하거나 수락하는데 이용될 수도 있다. 또한, 위의 해결 방법들의 다른 조합들이 본원에 설명된 원리들에 따라 고려된다.
도 13 은 본원에 설명된 소정의 실시형태들에 따른 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 제 5 해결 방법 (1300) 의 일 예의 흐름도이다. 동작 블록 (1310) 에서, 무선 충전기 (702) 는 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 통신 신호를 수신한다 (예를 들어, 검출한다). 일 양상에서, 충전가능한 디바이스 (704) 로부터의 통신 신호는 상술된 바와 같은 블루투스 광고와 같은 대역외 신호 또는 다른 유형의 신호일 수도 있다. 동작 블록 (1320) 에서, 무선 충전기 (702) 는, 예를 들어, 도 10a 및 도 10b 를 참조하여 상술된 바와 같이 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출한다.
동작 블록 (1330) 에서, 무선 충전기 (702) 는 통신 신호의 제 1 속성 및 임피던스 변화의 제 2 속성에 기초하여 무선 충전기 (702) 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 충전가능한 디바이스에 접속될지 여부 (예를 들어, 무선 충전기 (702) 또는 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 충전가능한 디바이스로부터의 통신 신호들을 수락할지 여부) 를 결정한다. 예를 들어, 무선 충전기 (702) 는 상술된 바와 같이 충전가능한 디바이스 (704) 로부터 수신되는 통신 신호의 RSSI 를 측정하고 RSSI 가 임계치를 넘는지 여부를 결정할 수도 있다 (제 1 속성). 또한, 무선 충전기 (702) 는 임피던스 변화의 양을 결정하고 임피던스 변화의 양이 임계치를 넘는지 여부를 결정할 수도 있다 (예를 들어, 제 2 속성). 무선 충전기 (702) 는 RSSI 가 임계치를 넘고 임피던스 변화가 임계치를 넘는 경우 통신 신호를 전송한 충전가능한 디바이스 (704) 와 통신 링크를 확립하도록 결정할 수도 있다. 또한, 무선 충전기 (702) 는 RSSI 가 임계치를 넘고 통신 신호를 수신하기 전에 또는 후에 제 1 시간의 기간 (예를 들어, 일정 임계 시간의 기간) 내에 수신되는 임피던스 쉬프트가 임계치를 넘는 경우 통신 링크를 확립하도록 결정할 수도 있다. 무선 충전기 (702) 는 이러한 것들 중 하나 또는 양자 모두에 기초하여 통신들을 수락하도록 결정할 수도 있다.
위에서 설명된 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 스프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들)과 같은, 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적절한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면들에서 도시된 임의의 동작들은 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다.
정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자 모두의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들을 그들의 기능성의 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 따라 달라진다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 다양한 방식들로 구현될 수도 있으나, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 실시형태들의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되어져서는 안된다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (Digital Signal Processor; DSP), 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (Field Programmable Gate Array; FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합에 의해 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다르게는, 상기 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 방법 또는 알고리즘 및 기능들의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 둘의 조합에서 직접적으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 전송될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM (Randdom Access Memory), 플래시 메모리, ROM (Read Only Memory), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), 레지스터, 하드 디스크, 리무버블 디스크, CD-ROM, 또는 종래 기술에서 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 있을 수도 있다. 저장 매체는 프로세서에 커플링되어, 프로세가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안에서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 본원에서 사용된 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크, 및 블루 레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는데 반해, 디스크 (disc) 들은 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 있을 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기 내에 있을 수도 있다. 대안에서, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말기에서 개별 컴포넌트들로 있을 수도 있다.
본 개시물을 요약할 목적으로, 본 발명들의 소정의 양상들, 이점들, 및 신규한 피쳐들이 본원에 설명되었다. 반드시 모든 그러한 이점들이 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 따라 달성될 필요가 없을 수도 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 반드시 본원에 교시되거나 제시될 수도 있는 다른 이점들을 달성하지 않으면서도 본원에 교시된 일 이점 또는 한 그룹의 이점들을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 이행될 수도 있다.
위에서 설명된 실시형태들의 다양한 수정들은 자명할 것이고, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에서 보여진 예시적인 실시형태들로 제한되도록 의도된 것은 아니며 본원의 개시된 원칙들과 신규의 피쳐들과 일치하는 광의의 범위를 제공하기 위한 것이다.

Claims (28)

  1. 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기로서,
    적어도 하나의 충전 영역에서 무선 충전장을 생성하도록 구성된 무선 전력 송신기;
    상기 충전가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 충전가능한 디바이스로 인한 상기 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하고 검출된 상기 임피던스 변화를 이용하여 상기 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 교차 접속에서는, 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하는 동안 상기 충전가능한 디바이스는 상기 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신하거나, 또는 상기 송수신기와 통신하는 동안 상기 적어도 하나의 다른 무선 충전기로부터 전력을 수신하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 전력 송신에 영향을 미치지 않도록 충분히 낮으나 상기 충전가능한 디바이스에 의해 검출되기에 충분히 높은 진폭에 의해 상기 무선 충전장을 변조함으로써 복수의 전력 신호들을 생성하도록 더 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 무선 충전기에 고유한 패턴으로 상기 무선 충전장을 변조하도록 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신기에서의 상기 임피던스의 변화가 미리 결정된 양보다 크다고 검출한 후에 미리 결정된 시간의 기간 동안에 상기 충전가능한 디바이스로부터의 대역외 통신 신호들을 상기 무선 충전기가 수락하는 것을 허용하도록 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신기에서의 임피던스 변화가 미리 결정된 양보다 크다고 검출하지 않는 경우 일 시간의 기간 동안에 대역외 통신 신호들을 수락하지 않도록 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 충전가능한 디바이스로부터의 부하 펄스 및 상기 충전가능한 디바이스로부터의 광고가 서로 동시에 발생하는지 여부를 검출하도록 더 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부하 펄스는 AC 측 임피던스 변조를 포함하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 부하 펄스는 DC 측 임피던스 변조를 포함하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전가능한 디바이스로부터의 부하 펄스는 검출하나 광고는 검출하지 않을 시에, 상기 제어기는 비컨 모드 시간 기간을 연장하도록 더 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 부하 펄스는 임피던스 변조의 단일 펄스를 포함하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 부하 펄스는 일련의 펄스들 또는 임피던스 변조의 톤 버스트를 포함하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 적어도 하나의 다른 무선 충전기와 통신하도록 더 구성되는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기는 상기 무선 전력 송신기가 상기 적어도 하나의 다른 무선 충전기가 가지는 것보다 더 큰 수신 신호 강도 표시 (received signal strength indication; RSSI) 를 가지는 경우 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 전송하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 영역은 복수의 충전 영역들을 포함하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  16. 무선 충전기로부터 전력을 수신하도록 구성된 무선 전력 안테나;
    상기 무선 전력 안테나에 커플링된 무선 전력 수신기;
    통신 안테나;
    상기 통신 안테나에 커플링되고 상기 통신 안테나를 통해 상기 무선 충전기와 통신하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 무선 충전기에 의해 수신되도록 구성된 부하 펄스를 발생시키고 상기 무선 충전기에 의해 수신되도록 상기 통신 안테나를 통해 대역외 통신 신호를 송신하도록 구성된 제어기로서, 상기 부하 펄스와 상기 대역외 통신 신호 사이의 시간 기간은 상기 부하 펄스와 상기 대역외 통신 신호가 동일한 충전가능한 디바이스에 의해 발생되는 것을 표시하는, 상기 제어기를 포함하는, 충전가능한 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전기로부터 전력을 수신하기에 앞서 상기 부하 펄스를 발생시키는, 충전가능한 디바이스.
  18. 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법으로서,
    상기 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계로서, 상기 임피던스 변화는 상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전장에 진입함으로써 야기되는, 상기 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계;
    검출된 임피던스 변화가 미리 결정된 속성을 갖는지 여부를 결정하기 위해 상기 검출된 임피던스 변화를 평가하는 단계; 및
    상기 미리 결정된 속성을 갖는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 1 미리 결정된 시간의 기간 동안에 충전가능한 디바이스들로부터의 대역외 통신 신호들을 수락하는 단계를 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 속성은 미리 결정된 양보다 큰 임피던스 변화를 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 미리 결정된 시간의 기간은 1 초 내지 10 초의 범위 내에 있는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    임피던스 변화가 검출되지 않을 시에 제 2 시간의 기간 동안에 대역외 통신 신호들을 수락하는 것을 거절하는 단계, 및 상기 미리 결정된 속성을 갖지 않는 임피던스 변화를 검출한 후에 제 3 미리 결정된 시간의 기간 동안에 대역외 통신 신호들을 수락하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  22. 충전가능한 디바이스로부터 부하 펄스를 검출하는 단계;
    충전가능한 디바이스로부터 대역외 통신 신호를 검출하는 단계;
    상기 부하 펄스를 검출하는 것과 상기 대역외 통신 신호를 검출하는 것 사이의 시간 기간을 평가하는 단계; 및
    상기 시간 기간이 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우 상기 대역외 통신 신호에 대한 응답을 송신하는 단계를 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 시간 기간은 상기 부하 펄스 및 상기 대역외 통신 신호가 동일한 충전가능한 디바이스에 의해 전송되는 것을 표시하기 위해 선택되는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 시간 기간이 상기 미리 결정된 시간 기간 미만인 경우, 수락된 충전가능한 디바이스들의 리스트 상에 상기 충전가능한 디바이스를 올려 놓고 상기 충전가능한 디바이스를 충전하는 것을 시작하는 단계를 더 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  25. 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법으로서,
    충전가능한 디바이스로부터 통신 신호를 검출하는 단계;
    상기 통신 신호를 수신하기 전에 또는 후에 제 1 시간 기간 내에 상기 무선 충전기에 의해 발생되는 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계로서, 상기 임피던스 변화는 상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전장에 진입함으로써 야기되는, 상기 무선 충전장에서의 임피던스 변화를 검출하는 단계; 및
    상기 통신 신호의 신호 강도가 신호 강도 임계치를 넘고 상기 임피던스 변화의 양이 임피던스 변화 임계치를 넘는다고 결정하는 것에 응답하여 상기 충전가능한 디바이스로부터의 추가적인 통신 신호들을 수락하는 단계를 포함하는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 상기 무선 충전장과 상이한 대역외 통신 채널을 통해 수신되고, 상기 통신 신호는 비컨 모드 시간 기간 동안에 수신되는, 무선 충전기와 통신하는 충전가능한 디바이스의 교차 접속의 회피를 가능하게 하는 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 송수신기가 미리결정된 임계치보다 큰 수신 신호 강도 표시 (received signal strength indication; RSSI) 를 갖는 대역외 통신 신호를 수신했다면, 상기 제어기는 상기 충전가능한 디바이스와 통신 링크를 확립하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 대역외 통신 신호의 미리결정된 시간의 기간 내에 상기 임피던스 변화를 검출하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 송수신기가 미리결정된 제 1 임계치보다 큰 수신 신호 강도 표시 (received signal strength indication; RSSI) 를 갖는 대역외 통신 신호를 수신했다면, 상기 제어기는 상기 충전가능한 디바이스와 통신 링크를 확립하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 대역외 통신 신호의 미리결정된 시간의 기간 내에 미리결정된 제 2 임계치보다 큰 상기 임피던스 변화를 검출하는, 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 무선 충전기.
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