KR102337619B1 - 이중 프로토콜 무선 전력 시스템 - Google Patents

이중 프로토콜 무선 전력 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102337619B1
KR102337619B1 KR1020207002885A KR20207002885A KR102337619B1 KR 102337619 B1 KR102337619 B1 KR 102337619B1 KR 1020207002885 A KR1020207002885 A KR 1020207002885A KR 20207002885 A KR20207002885 A KR 20207002885A KR 102337619 B1 KR102337619 B1 KR 102337619B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless
shift
wireless power
keying
coil
Prior art date
Application number
KR1020207002885A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200023447A (ko
Inventor
브랜던 알. 가르부스
매튜 지. 차파르
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20200023447A publication Critical patent/KR20200023447A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102337619B1 publication Critical patent/KR102337619B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive loop type
    • H04B5/0025Near field system adaptations
    • H04B5/0037Near field system adaptations for power transfer
    • H04B5/79
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20The network being internal to a load
    • H02J2310/22The load being a portable electronic device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

잠재적으로 상이한 무선 충전 프로토콜들에 따라 동작하는 다수의 무선 전력 수신 디바이스들이 무선 전력 송신 디바이스 상에 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스는 주파수-시프트-키잉 패킷을 전송한다. 무선 전력 수신 디바이스가 제1 무선 충전 프로토콜을 준수하는 경우, 디바이스는 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 갖는 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답한다. 무선 전력 수신 디바이스가 제2 무선 충전 프로토콜을 준수하는 경우, 무선 전력 수신 디바이스는 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하는 데 실패할 것이고, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 송신을 중단 및 시작하고 제2 무선 전력 충전 프로토콜에 따라 무선 전력 수신 디바이스로부터 진폭-시프트-키잉 요청 패킷을 대기함으로써 응답한다.

Description

이중 프로토콜 무선 전력 시스템
본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는, 2018년 1월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/881,588호, 및 2017년 8월 16일자로 출원된 가특허 출원 제62/546,421호에 대한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 전력 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 디바이스들을 충전하기 위한 무선 전력 시스템들에 관한 것이다.
무선 충전 시스템에서, 무선 충전 매트는 매트 상에 배치되는 휴대용 전자 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 휴대용 전자 디바이스는 수신 코일 및 수신 코일에 의해 중첩되는 무선 충전 매트 내의 코일로부터 무선 교류(AC) 전력을 수신하기 위한 정류기 회로부를 갖는다. 정류기는 수신된 AC 전력을 직류(DC) 전력으로 변환한다.
무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스에 무선으로 전력을 송신하기 위해 단일 코일 또는 코일들의 어레이를 갖는다. 수신 디바이스는 무선으로 송신된 전력 신호들을 수신하고 대응하는 직류 전력을 배터리 및 다른 내부 회로부에 제공하는 코일 및 정류기를 갖는다.
잠재적으로 다수의 무선 충전 프로토콜들에 따라 동작하는 다수의 무선 전력 수신 디바이스들이 무선 전력 송신 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 수 있다. 충전 표면 상의 외부 물체의 검출 시에, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스와의 통신을 확립하려는 시도로 대역내 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신한다.
충전 표면 상의 무선 전력 수신 디바이스가 제1 무선 충전 프로토콜을 준수하는 경우, 무선 전력 수신 디바이스는 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 갖는 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답할 수 있다. 이어서, 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력을 송신하기 위한 적절한 전력 레벨은 무선 전력 송신 디바이스와 무선 전력 수신 디바이스 사이에서 협상될 수 있다.
충전 표면 상의 무선 전력 수신 디바이스가 제2 무선 충전 프로토콜을 준수하는 경우, 무선 전력 수신 디바이스는 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하는 데 실패할 것이고, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 송신 디바이스로부터 진폭-시프트-키잉 패킷을 수신하는 데 실패하는 것에 응답하여, 무선 전력 송신을 중단 및 시작(예를 들어, 전력 차단 및 재시작)하고 제2 무선 전력 충전 프로토콜에 따라 무선 전력 수신 디바이스로부터 진폭-시프트-키잉 패킷을 대기함으로써 응답한다.
도 1은 일 실시예에 따른, 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 예시적인 무선 전력 송신 회로부 및 예시적인 무선 전력 수신 회로부의 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 다수의 무선 전력 수신 디바이스들이 그 상에 배치된 예시적인 무선 전력 송신 디바이스의 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 무선 전력 수신 디바이스들에 무선 전력을 제공하는 것에 수반되는 예시적인 동작들의 흐름도이다.
무선 전력 시스템은 무선 충전 매트와 같은 무선 전력 송신 디바이스를 가질 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스는 손목시계, 셀룰러 전화기, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 또는 다른 전자 장비와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스는 디바이스에 전력을 공급하기 위해 그리고 내부 배터리를 충전하기 위해 무선 전력 송신 디바이스로부터의 전력을 사용할 수 있다.
일부 시나리오들에서, 사용자는 무선 전력 송신 디바이스 부근에 다수의 무선 전력 수신 디바이스들을 배치할 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스들은 또한 상이한 무선 충전 프로토콜들을 사용할 수 있다. 상이한 무선 충전 프로토콜들을 잠재적으로 사용하는 하나 이상의 디바이스들을 충전하는 사용자의 능력을 향상시키기 위해, 무선 전력 송신 디바이스는 다수의 동시 무선 전력 수신 디바이스들 및/또는 상이한 무선 전력 수신 프로토콜들을 지원하도록 구성될 수 있다.
예시적인 무선 전력 시스템(무선 충전 시스템)이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 시스템(8)은 무선 전력 송신 디바이스(12)와 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함할 수 있고, 무선 전력 수신 디바이스(24)와 같은 무선 전력 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스(12)는 제어 회로부(16)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스(24)는 제어 회로부(30)를 포함할 수 있다. 제어 회로부(16) 및 제어 회로부(30)와 같은 시스템(8) 내의 제어 회로부는 시스템(8)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이 제어 회로부는 마이크로프로세서, 전력 관리 유닛, 기저대역 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기, 및/또는 프로세싱 회로를 갖는 주문형 집적 회로와 연관된 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 이러한 프로세싱 회로부는 디바이스들(12, 24) 내에서 원하는 제어 및 통신 특징부들을 구현한다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는 전력 송신 레벨들을 결정하고, 센서 데이터를 프로세싱하고, 사용자 입력을 프로세싱하고, 디바이스들(12, 24)사이의 협상들을 처리하고, 대역내 및 대역외 데이터 패킷들을 송신 및 수신하고, 다른 정보를 프로세싱하고, 이 정보를 사용하여 시스템(8)의 동작을 조정하는 데 사용될 수 있다.
시스템(8) 내의 제어 회로부는 전력을 사용하도록 컴포넌트들을 인가하고 컴포넌트들이 최대 허용 전력 소비 레벨들을 초과하지 않는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 시스템(8) 내의 제어 회로부는 하드웨어(예컨대, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 시스템(8)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 시스템(8)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 제어 회로부(8) 내의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예컨대, 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 저장 매체) 상에 저장된다. 소프트웨어 코드는 때로는 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어들, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비휘발성 랜덤-액세스 메모리(NVRAM)와 같은 비휘발성 메모리, 하나 이상의 하드 드라이브들(예컨대, 마그네틱 드라이브들 또는 솔리드 스테이트 드라이브들), 하나 이상의 탈착가능 플래시 드라이브들 또는 다른 탈착가능 매체 등을 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 소프트웨어는 제어 회로부(16 및/또는 30)의 프로세싱 회로부 상에서 실행될 수 있다. 프로세싱 회로부는 프로세싱 회로부, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 다른 프로세싱 회로부를 갖춘 주문형 집적 회로들을 포함할 수 있다.
전력 송신 디바이스(12)는 독립형 전력 어댑터(예를 들어, 전력 어댑터 회로부를 포함하는 무선 충전 매트)일 수 있거나, 케이블에 의해 전력 어댑터 또는 다른 장비에 결합되는 무선 충전 매트일 수 있거나, 휴대용 디바이스일 수 있거나, 가구, 차량, 또는 다른 시스템에 통합된 장비일 수 있거나, 또는 다른 무선 전력 전달 장비일 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 예시적인 구성들은 때때로 본 명세서에서 일 예로서 설명될 수 있다.
전력 수신 디바이스(24)는 손목시계, 셀룰러 전화기, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 다른 전자 장비와 같은 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트(예를 들어, 교류)에 결합될 수 있고, 전력을 공급하기 위한 배터리를 가질 수 있고/있거나 다른 전력의 공급원을 가질 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트로부터의 AC 전력 또는 다른 전원을 DC 전력으로 변환하기 위한 전력 변환기(14)와 같은 AC-DC 전력 변환기를 가질 수 있다. DC 전력은 제어 회로부(16)에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 동작 동안, 제어 회로부(16) 내의 제어기는 무선 전력을 디바이스(24)의 전력 수신 회로부(54)에 송신하기 위해 전력 송신 회로부(52)를 사용할 수 있다. 전력 송신 회로부(52)는 제어 회로부(16)에 의해 제공되는 제어 신호들에 기초하여 턴 온 및 오프되어 하나 이상의 코일들(42)을 통해 AC 전류 신호들을 생성하는 스위칭 회로부(예컨대, 트랜지스터들로부터 형성된 인버터)를 가질 수 있다. 코일(42)은 (예컨대, 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 구성들에서) 평면 코일 어레이로 배열될 수 있다. 충전 표면이 단일 코일로부터 형성되는 구성들이 또한 사용될 수 있다.
AC 전류가 하나 이상의 코일들(42)을 통과함에 따라, 교류 전자기장들(신호들(44))이 생성되며, 이들은 전력 수신 디바이스(24) 내의 코일(48)과 같은 하나 이상의 대응하는 코일들에 의해 수신된다. 교류 전자기장이 코일(48)에 의해 수신될 때, 대응하는 교류 전류가 코일(48)에 유도된다. 브리지 네트워크 내에 배열된 동기 정류 금속 산화물 반도체 트랜지스터들과 같은 정류 컴포넌트들을 포함하는 정류기(50)와 같은 정류기 회로부는 코일(48)로부터 수신된 AC 신호들(전자기 신호들(44)과 연관된 수신된 교류 신호들)을 디바이스(24)에 전력을 공급하기 위한 DC 전압 신호들로 변환한다.
정류기(50)에 의해 생성된 DC 전압은 배터리(58)와 같은 배터리에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있고 디바이스(24) 내의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(24)는 디스플레이, 터치 센서, 통신 회로들, 오디오 컴포넌트들, 센서들, 및 다른 컴포넌트들과 같은 입출력 디바이스들(56)을 포함할 수 있고, 이들 컴포넌트들은 정류기(50)에 의해 생성되는 DC 전압들(및/또는 배터리(58)에 의해 생성된 DC 전압들)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
디바이스(12) 및/또는 디바이스(24)는 대역내 또는 대역외 통신을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다. 디바이스(12)는, 예를 들어, 안테나를 이용하여 무선으로 대역외 신호들을 디바이스(24)로 전송하는 무선 송수신기 회로부(40)를 가질 수 있다. 무선 송수신기 회로부(40)는 안테나를 사용하여 디바이스(24)로부터 대역외 신호들을 무선으로 수신하는 데 사용될 수 있다. 디바이스(24)는 대역외 신호들을 디바이스(12)로 송신하는 무선 송수신기 회로부(46)를 가질 수 있다. 무선 송수신기(46) 내의 수신기 회로부는 안테나를 이용하여 디바이스(12)로부터 대역외 신호들을 수신할 수 있다.
무선 송수신기 회로부(40)는 하나 이상의 코일(42)을 사용하여 무선 송수신기 회로부(46)로 대역내 신호들을 송신하며 이들은 코일(48)을 사용하여 무선 송수신기 회로부(46)에 의해 수신된다. 디바이스(12)와 디바이스(24) 사이의 대역내 통신을 지원하기 위해 임의의 적합한 변조 기법이 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 주파수-시프트 키잉(FSK)은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되고, 진폭-시프트 키잉(ASK)은 디바이스(24)로부터 디바이스(12)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 이러한 FSK 및 ASK 송신 동안 전력이 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달된다.
무선 전력 송신 동작 동안, 회로부(52)는 주어진 전력 송신 주파수에서 AC 구동 신호들을 하나 이상의 코일(42)에 공급한다. 전력 송신 주파수는 예를 들어 약 125 ㎑의 미리 결정된 주파수일 수 있다. 원한다면, 다른 무선 전력 주파수들이 사용될 수 있다. 일반적으로, 전력 송신 주파수는 적어도 80 ㎑, 적어도 100 ㎑, 500 ㎑ 미만, 300 ㎑ 미만, 50 내지 200 ㎑, 80 내지 250 ㎑, 적어도 1 ㎒, 10 ㎒ 미만의 주파수, 또는 다른 적합한 무선 전력 주파수일 수 있다. 일부 구성에서, 전력 송신 주파수는 디바이스들(12, 24) 사이의 통신에서 협상될 수 있다. 다른 구성들에서, 전력 송신 주파수는 고정된다.
무선 전력 전달 동작들 동안, 전력 송신 회로부(52)는 전력 송신 주파수에서 신호들(44)을 생성하기 위해 하나 이상의 코일(42)들로 AC 신호들을 구동하고 있고, 무선 송수신기 회로부(40)는 구동 AC 신호들의 전력 송신 주파수를 변조하고 그에 의해 신호들(44)의 주파수를 변조하기 위해 FSK 변조를 사용한다. 디바이스(24)에서, 코일(48)은 신호들(44)을 수신하는 데 사용된다. 전력 수신 회로부(54)는 코일(48) 및 정류기(50) 상에 수신된 신호들을 사용하여 DC 전력을 생성한다. 동시에, 무선 송수신기 회로부(46)는 FSK 복조를 사용하여 송신된 대역내 데이터를 신호들(44)로부터 추출한다. 이러한 접근법은, FSK 데이터(예컨대, FSK 데이터 패킷들)가 코일들(42, 48)을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 송신되는 동안, 전력이 동시에 코일들(42, 48)들을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있게 한다.
디바이스(24)와 디바이스(12)사이의 대역내 통신은 ASK 변조 및 복조 기술들을 사용한다. 무선 송수신기 회로부(46)는 전력 수신 회로부(54)(예컨대, 코일(48))의 임피던스를 변조하기 위해 스위치(예컨대, 코일(48)에 결합된 송수신기(46) 내의 하나 이상의 트랜지스터)를 사용함으로써 대역내 데이터를 디바이스(12)로 송신한다. 이는 이어서 신호(44)의 진폭 및 코일(들)(42)을 통과하는 AC 신호의 진폭을 변조한다. 무선 송수신기 회로부(40)는 코일(들)(42)을 통과하는 AC 신호의 진폭을 모니터링하고, ASK 복조를 사용하여, 무선 송수신기 회로부(46)에 의해 송신되었던 이들 신호들로부터 송신된 대역내 데이터를 추출한다. ASK 통신의 사용은, ASK 데이터 비트들(예컨대, ASK 데이터 패킷들)이 코일들(48, 42)을 사용하여 디바이스(24)로부터 디바이스(12)로 대역내 송신되는 동안, 전력이 동시에 코일들(42, 48)을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있게 한다.
제어 회로부(16)는 디바이스(12)와 연관된 충전 표면 상의 외부 물체들을 검출하는 외부 물체 측정 회로부(41)(때때로 이물질 검출 회로부 또는 외부 물체 검출 회로부로 지칭됨)를 가진다. 외부 물체 측정 회로부(41)는 코일, 종이 클립, 및 기타 금속성 물체와 같은 이물질들을 검출할 수 있고, 무선 전력 수신 디바이스들(24)의 존재를 검출할 수 있다.
도 1의 전력 송신 회로부(52) 및 전력 수신 회로부(54)를 형성하기 위해 사용될 수 있는 유형의 예시적인 회로부가 도 2에 도시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 송신 회로부(52)는 스위칭 회로부에 의해 코일들(42)의 어레이 내의 코일(42)과 같은 코일들에 결합된 인버터(60)와 같은 구동 회로부를 포함할 수 있다. 스위칭 회로부는 원하는 코일(들)(42)을 사용되도록 스위칭하도록 동적으로 구성될 수 있다. 단일 코일(42) 및 연관된 인버터(60)가 도 2에 도시된다.
인버터(60)는 제어 신호 입력(62) 상에 수신되는 제어 회로부(16)(도 1)로부터의 AC 제어 신호에 의해 변조되는 금속-산화물-반도체 트랜지스터들 또는 다른 적합한 트랜지스터들을 갖는다. AC 제어 신호의 속성들(예컨대, 듀티 사이클 등)은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 송신되는 전력의 양을 제어하기 위해 전력 송신 동안 동적으로 조정될 수 있다. 무선 송수신기 회로부(40) 내의 FSK 송신기는 FSK를 사용하여 대역내 FSK 데이터를 디바이스(24)로 송신하여 AC 제어 신호(때때로 전력 송신 주파수로 지칭됨)의 주파수를 변조한다. 디바이스(24)로부터 ASK 데이터를 수신하기 위해, 무선 송수신기 회로부(40) 내의 ASK 수신기(예컨대, 경로(64)를 통해 코일(42)에 결합된 수신기)는 ASK 복조를 사용하여 코일(42)을 통과하는 AC 신호를 복조한다. 이러한 ASK 복조 프로세스는 송수신기 회로부(46) 내의 ASK 송신기로부터 송신되었던 ASK 데이터(예를 들어, 경로(66)와 같은 경로를 통해 코일(48)에 결합된 스위치를 사용하여 코일(48)을 변조함으로써 ASK 송신기에 의해 송신된 ASK 데이터)를 추출한다. 경로(66)와 같은 경로가 또한 신호들(44)(예컨대, 코일(48)에 유도된 대응하는 신호들)에서의 주파수 변화들을 관찰하기 위해 송수신기 회로부(46) 내의 FSK 수신기에 의해 사용될 수 있다. FSK 수신기는 송신된 대역내 FSK 데이터를 디바이스(12)로부터 수신하기 위해 FSK 복조를 사용한다.
디바이스(12)가 코일들(42)의 어레이를 갖는 디바이스(12)에 대한 예시적인 구성의 평면도가 도 3에 도시된다. 디바이스(12)는 일반적으로 임의의 적합한 개수의 코일(42)(예컨대, 22개의 코일, 적어도 5개의 코일, 적어도 10개의 코일, 적어도 15개의 코일, 30개 미만의 코일, 50개 미만의 코일 등)을 가질 수 있다. 코일들(42)은 행들 및 열들로 배열될 수 있고, 서로 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다.
시스템(8)의 사용자는 때때로 다수의 무선 전력 수신 디바이스들을 디바이스(12) 상에 배치할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디바이스들(24A, 24B)(및, 원한다면, 하나 이상의 추가적인 디바이스들)을 디바이스(12) 상에 배치할 수 있다. 디바이스들(24A, 24B)은 동일한 무선 충전 프로토콜을 사용할 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 시스템(8)의 사용자는 또한 디바이스(12) 상에 개별적인 디바이스들(24)을 배치할 수 있고, 이들 디바이스들은 때때로 상이한 무선 충전 프로토콜들을 준수할 수 있다.
시스템(8)은 다수의 무선 충전 프로토콜들의 잠재적 사용 및/또는 다수의 무선 전력 수신 디바이스들의 동시 존재를 수용하도록 구성된다. 하나 이상의 상이한 무선 충전 프로토콜들을 지원하는 하나 이상의 디바이스들의 존재 시에 시스템(8)을 동작시키는 것에 수반되는 예시적인 동작들이 도 4의 흐름도에 도시된다.
블록(70)의 동작들 동안, 하나 이상의 물체 검출 및 특성화 동작들은 외부 물체 측정 회로부(41)(도 1)를 사용하여 디바이스(12)에 의해 수행된다. 이러한 동작들은 임의의 디바이스들(24)이 디바이스(12) 상에 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
예시적인 구성에서, 제어 회로부(16)의 외부 물체 측정 회로부(41)는 신호 생성기 회로부(예컨대, 하나 이상의 프로브 주파수에서 AC 프로브 신호들을 생성하기 위한 발진기 회로부, 펄스 발생기 등) 및 신호 검출 회로부(예컨대, 필터들, 아날로그-디지털 변환기들, 임펄스 응답 측정 회로들 등)를 포함한다. 블록(70)의 동작들 동안, 디바이스(12) 내의 스위칭 회로부는 코일들(42) 각각을 사용으로 스위칭하기 위해 제어 회로부(16)에 의해 조정될 수 있다. 각각의 코일(42)이 선택적으로 사용으로 스위칭됨에 따라, 제어 회로부(16)는 외부 물체 측정 회로부(41)의 신호 생성기 회로부를 사용하여 그 코일에 프로브 신호를 인가하면서, 대응하는 응답을 측정하기 위해 외부 물체 측정 회로부(41)의 신호 검출 회로부를 사용한다.
각각의 코일(42)의 특성들은 임의의 이물질들(예컨대, 코인들, 무선 전력 수신 디바이스들 등)이 그 코일과 중첩되는지의 여부에 의존하고, 또한, 도 1의 코일(48)과 같은 코일을 갖는 무선 전력 수신 디바이스가 존재하는지 여부에 의존하는데, 이는 임의의 중첩된 코일(42)의 측정된 인덕턴스를 증가시킬 수 있다. 외부 물체 측정 회로부(41)는 (코일 임피던스를 측정하기 위해) 하나 이상의 주파수들, (예컨대, 측정 회로부 내의 임펄스 응답 측정 회로부가 인덕턴스 및 Q 인자 측정들을 하는 데 사용될 수 있도록) 신호 펄스들 등으로 신호들을 코일에 공급하면서 코일에서 신호들을 측정하도록 구성된다. 외부 물체 측정 회로부(41)로부터의 측정들을 사용하여, 무선 전력 송신 디바이스는 외부 물체가 코일들 상에 존재하는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 코일들(42) 전부가 인가된 신호들에 대한 그들의 예상 공칭 응답을 나타내면, 제어 회로부(16)는 외부 디바이스들이 존재하지 않는다고 결론 내릴 수 있다. 코일들(42) 중 하나가 상이한 응답(예컨대, 정상적인, 물체들이 존재하지 않는 기준치로부터 변하는 응답)을 나타내는 경우, 제어 회로부(16)는 외부 물체(잠재적으로 호환가능한 무선 전력 수신 디바이스)가 존재한다고 결론내릴 수 있다.
도 70의 코일 검출 동작들 동안 하나 이상의 외부 디바이스들의 검출에 응답하여(예컨대, 코일 어레이 내의 코일들(42)의 N개의 세트 내의 상승된 인덕턴스들을 검출하는 것에 응답하여), N개의 코일들(42) 각각은 블록(72)의 동작들 동안 (예컨대, 최고 인덕턴스로부터 최저 또는 다른 적합한 순서로) 순위가 매겨질 수 있다. 이어서, 코일 선택 동작들(블록(74))은 중첩하는 무선 전력 수신 디바이스들과 통신하려고 시도하기 위해 N개의 코일들 각각을 (예컨대, 순위가 매겨진 순서로) 사용함으로써 체계적으로 수행될 수 있다.
블록(74)에서의 코일 선택 동작들 동안, 디바이스(12)는 디바이스(12)가 무선 전력 송신을 시작하는 전력 공급 동작을 수행한다. 전력 공급 동작은, 중첩하는 전력 수신 디바이스(24)가 그의 회로부에 전력을 공급하기 위해 그의 정류기(50)를 사용할 수 있도록 신호들(44)을 회로부(52)로 송신하는 것을 수반한다. 이러한 방식으로, 디바이스(24)의 회로부는 전력 공급될 수 있고, 디바이스(24)의 통신 능력들은 배터리(58)가 고갈되는 경우에도 이용가능하게 될 수 있다.
전력 공급 동작들을 시작한 후에, 디바이스(12)는 (예컨대, 10 내지 20 ms 또는 다른 적합한 대기 기간 동안) 대기할 수 있다. 이러한 대기 기간 동안, 디바이스(24) 내의 프로세싱 회로부(예컨대, 마이크로프로세서 등)가 부팅된다.
대기 기간이 끝난 후에, 디바이스(12)는 송수신기 회로부(40)를 사용하여 디바이스(24)에 FSK 패킷(때때로 싱크 패킷으로 지칭됨)을 전송하고, 추가적인 대기 기간이 후속된다. 추가적인 대기 기간의 지속기간은 50 내지 150 ms 또는 방금 무선 전력을 수신하기 시작한 무선 전력 수신 디바이스 내의 정류기(50)로부터의 정류된 전원 출력 전압 및 전류가 정착하고 디바이스(24) 내의 전류 및 전압 측정 회로부에 의해 측정되도록 허용하기에 적합한 다른 적합한 기간일 수 있다. FSK 패킷은, 응답하고 그에 의해 그들의 존재를 확인하기 위한 무선 전력 수신 디바이스들에 대한 요청으로서 기능한다.
이러한 시점에서, 현재 활성인 코일과 중첩되는 디바이스는 그의 능력들에 따라 송신된 FSK 패킷에 응답할 수 있다. 일례로서, 시스템(8) 내의 무선 전력 수신 디바이스들이 상이한 무선 충전 프로토콜들과 호환가능한 시나리오를 고려한다. 디바이스들 중 일부는, 일례로서, 제1 무선 충전 프로토콜과 호환가능할 수 있고 디바이스(12)로부터의 FSK 요청 패킷들에 응답할 수 있을 것이지만, 다른 디바이스들은 (제1 프로토콜과는 상이한) 제2 무선 충전 프로토콜과 호환가능할 수 있고, FSK 요청 패킷들에 응답할 수 없을 것이다. 제1 프로토콜에서, 디바이스(12)는 마스터 디바이스로서 기능할 것으로 예상되는 반면, 디바이스(24)는 원하는 송신 전력 레벨들에 대한 정보를 마스터 디바이스에 응답하는 슬레이브들로서 기능할 것으로 예상된다. 제2 프로토콜에서, 디바이스(12)는 디바이스(24)에 대한 슬레이브로서 기능할 것으로 예상되며, 전력 공급 시에 디바이스(24)로부터 원하는 송신 전력 레벨에 대한 ASK 요청을 대기할 것으로 예상된다.
이러한 시나리오를 갖는 송신된 FSK 패킷에 대한 몇몇 가능한 응답들이 있다.
제1 가능한 응답은, 활성 코일과 중첩되는 무선 전력 수신 디바이스가 제2 프로토콜을 준수하는 경우에 발생한다. 이러한 시나리오에서, 디바이스는 FSK 요청을 이해하지 못할 것이다(그리고, 실제로, 그러한 요청을 수신 또는 프로세싱하려고 시도하고 있지 않을 것이다). 이러한 상황에서, 추가적인 대기 기간 동안 디바이스(12)에 의해 어떠한 유효 ASK 응답도 수신되지 않을 것이다. 따라서, 디바이스(12)의 동작들은 블록들(76, 78)로 진행할 수 있는데, 여기서 디바이스(12)는 제1 프로토콜 대신에 제2 프로토콜을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스와 통신하려고 시도한다. 블록(76)의 동작들 동안, 디바이스(12)는 (예를 들어, 전력 차단 및 재시작에 의해) 무선 전력 송신을 중단 및 시작할 수 있다. 블록(78)의 동작들 동안, 디바이스(12)는 이제 무선 전력 수신 디바이스가 제1 무선 충전 프로토콜과 호환가능하지 않음을 알고 있기 때문에, 디바이스(12)는 (제1 프로토콜에 따라 통상적으로 행해질 수 있는 바와 같이) FSK 요청을 송신하지 않고, 대신에 제2 프로토콜에 따라 예상되는 바와 같이 무선 전력 수신 디바이스로부터 ASK 요청 패킷을 대기한다.
디바이스(12)가 미리결정된 시간(예컨대, 50 내지 500 ms, 적어도 10 ms, 적어도 50 ms, 적어도 100 ms, 250 ms 미만 등)을 대기하고 제2 프로토콜에 따라 어떠한 ASK 요청도 수신되지 않았다면(예컨대, 디바이스(24)가 이러한 대기 기간 내에서 ASK 패킷을 송신하는 데 실패했다면), 디바이스(12)는 의심되는 무선 전력 수신 디바이스가 대신에 코인과 같은 이물질이거나 또는 비호환가능 무선 충전 프로토콜을 준수하는 디바이스라는 결론을 내릴 수 있다. 따라서, 디바이스(12)는 무선 전력을 송신하지 않는다(블록(82)).
디바이스(12)가 이러한 요청에 대한 대기 기간 내에 있는 동안 디바이스(12)가 제2 프로토콜에 따라 ASK 요청 패킷을 수신하는 경우, ASK 요청 패킷은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 송신하기 위한 전력의 원하는 레벨을 특정할 수 있다. 따라서, 제2 프로토콜을 준수하는 ASK 요청의 수신에 응답하여, 디바이스(12)는 요청된 전력 레벨에서 무선 전력을 전송한다(블록(80)).
블록(74)에서 송신된 FSK 패킷에 대한 제2 가능한 응답은, 제1 프로토콜을 준수하는 단일 무선 전력 수신 디바이스가 대응하는 ASK 응답 패킷을 갖는 FSK 패킷에 응답할 때 발생한다. ASK 응답은 디바이스(12)가 무선 전력 수신 디바이스로 전달하기 위한 원하는 양의 무선 전력을 특정할 수 있다. 제1 프로토콜을 준수하는 무선 전력 수신 디바이스(RX)로부터의 유효 ASK 응답의 수신 시에, 디바이스(12)(TX)는 무선 전력 수신 디바이스에 어드레스를 할당하는 추가적인 FSK 패킷으로 응답한다. 이러한 어드레스는 후속하는 대역내 통신들 동안 디바이스들(12, 24)에 의해 사용된다. 예를 들어, 어드레스는 디바이스(24) 및 디바이스(12)가 디바이스(12)에 대한 적절한 무선 전력 송신 레벨을 협상하기 위해 통신하는 블록(86)의 동작들 동안 사용된다. 블록(86) 동안, 디바이스(24)는 디바이스(12)가 원하는 양의 전력을 송신하도록 요청하는 ASK 요청 패킷을 디바이스(12)에 전송한다. 블록(88) 동안, 디바이스(12)는 요청된 전력을 제공함으로써, 요청된 전력보다 적은 전력의 양을 제공함으로써, 또는 적절한 대로 전력을 제공하지 않음으로써 (예컨대, 이용가능한 전력에 대한 제약들을 만족시키는 등) 응답한다.
블록(74)에서 송신된 FSK 패킷에 대한 제3 가능한 응답은, 제1 프로토콜을 준수하는 다수의 무선 전력 수신 디바이스들이 응답적이고 대기 기간 내에 ASK 패킷들을 전송하는 시나리오를 수반한다. 이러한 시나리오에서, 디바이스(12)는 (예를 들어, 어드레스들을 갖는 FSK 패킷들을 디바이스들 각각에 송신함으로써) 다수의 무선 전력 수신 디바이스들 각각에 고유 어드레스들을 할당하기 위해 확률적 충돌방지 프로세스를 사용한다. 이어서, 프로세싱은 블록(86)에서 계속될 수 있다(예컨대, 전력 송신 설정들이 블록(88)에서 협상되고 전력이 제공될 수 있게 한다).
도 4의 동작들은, 디바이스들이 동일한 무선 전력 주파수 또는 주파수 범위에서 동작하고 있는 경우에도(예컨대, 제1 프로토콜 및 제2 프로토콜 둘 모두가 동일하거나 유사한 무선 전력 송신 주파수를 사용하여 무선 전력의 송신 및 데이터의 송신을 수반하는 경우에도) 상이한 프로토콜들에 따라 동작하는 디바이스들 사이를 명확히 하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 송수신기 회로부 및 외부 물체 측정 회로부를 포함하는 제어 회로부, 및 무선 전력을 송신하기 위한 주파수에서 교류 신호들로 구동되도록 구성된 코일을 포함하는 무선 전력 송신 회로부를 포함하고, 제어 회로부는, 외부 물체의 존재에 대해 상기 코일을 모니터링하기 위해 외부 물체 측정 회로부를 사용하고, 외부 물체 측정 회로부를 이용한 외부 물체의 검출에 응답하여, 주파수-시프트 키잉 변조(frequency-shift keying modulation)를 사용하여 주파수를 변조함으로써 제1 무선 충전 프로토콜에 따라 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 무선 송수신기 회로부를 사용하고, 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신한 후의 기간 내에 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하지 않는 것에 응답하여, 제1 무선 충전 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스와 무선으로 통신하려고 시도하도록 구성되는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일에 의한 무선 전력 송신을 중단 및 시작하고 진폭-시프트-키잉 요청 패킷을 대기함으로써 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 무선으로 통신하려고 시도하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 기간 내에 무선 송수신기 회로부 및 코일로 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 어드레스를 할당하는 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 무선 송수신기 회로부를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 무선 전력 송신 회로부로 송신하기 위한 무선 전력의 양을 협상하기 위해 대역내 통신들에서의 어드레스를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일로 무선 전력의 양을 무선으로 송신하기 위해 무선 전력 송신 회로부를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 기간 내에 무선 송수신기 회로부 및 코일로 다수의 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들을 수신하는 것에 응답하여, 다수의 어드레스들을 다수의 각자의 무선 전력 수신 디바이스들에 할당하기 위해 확률적 충돌방지 프로세스를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 외부 물체 측정 회로부는 코일에 신호를 인가하는 신호 생성기를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 무선 송수신기 회로부를 포함하는 제어 회로부, 및 소정 주파수에서 교류 신호들로 구동되도록 구성되는 것을 포함하는 무선 전력 송신 회로부를 포함하고, 제어 회로부는, 무선 전력을 송신하는 것을 시작하기 위해 무선 전력 송신 회로부를 사용하고, 제1 기간 동안 무선 전력을 송신한 후에, 주파수-시프트 키잉 변조를 사용하여 주파수를 변조함으로써 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 무선 송수신기 회로부를 사용하고, 주파수-시프트-키잉 패킷의 송신에 후속하는 제2 기간 내에 무선 송수신기 회로부 및 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷에 대한 진폭-시프트-키잉 응답을 수신하는 것에 응답하여, 코일로 어드레스를 송신하기 위해 무선 송수신기 회로를 사용하도록 구성되는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 주파수-시프트-키잉 패킷의 송신은 제1 무선 충전 프로토콜을 준수하고, 제어 회로부는, 제2 기간 내에 주파수-시프트-키잉 패킷에 대한 진폭-시프트-키잉 응답을 수신하는 데 실패한 것에 응답하여, 제1 무선 충전 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스와 무선으로 통신하려고 시도하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 코일은 무선 전력 송신 회로부에 결합된 코일들의 어레이 중 하나이다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는 물체들을 검출하기 위해 코일들에 결합된 측정 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 측정 회로부에 의한 물체의 검출에 응답하여 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 전력 송신 회로부와 무선 전력 수신 디바이스에 송신할 무선 전력의 양을 협상하기 위해 무선 전력 수신 디바이스와 통신하기 위해 어드레스를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일로 무선 전력의 양을 무선으로 송신하기 위해 전력 송신 회로부를 사용하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 제2 기간 내에 다수의 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들을 수신하는 것에 응답하여, 다수의 어드레스들을 다수의 각자의 무선 전력 수신 디바이스들에 할당하기 위해 확률적 충돌방지 프로세스를 사용하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 코일을 갖고, 코일로 무선 전력을 송신하고, 제1 기간 동안 무선 전력을 송신한 후에, 코일을 사용하여 대역내 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하고, 대역내 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신한 후에, 제2 기간 동안 대역내 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들에 대해 모니터링하도록 구성되는 무선 전력 송신 디바이스, 제1 무선 충전 통신 프로토콜에 따라 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하여 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 송신하도록 구성된 제1 무선 전력 수신 디바이스, 및 제1 무선 충전 통신 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 통신 프로토콜에 따라 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하여 임의의 진폭-시프트-키잉 응답들을 송신하지 않도록 구성된 제2 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는 무선 전력 시스템이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는, 제2 무선 전력 수신 디바이스로부터 주파수-시프트-키잉 패킷에 대한 진폭-시프트-키잉 응답을 수신하지 않는 것에 응답하여, 제2 무선 충전 통신 프로토콜에 따라 제2 무선 전력 수신 디바이스와 통신하려고 시도하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는 코일에 의한 무선 전력 송신을 중단 및 시작하고 제2 무선 전력 수신 디바이스로부터 대역내 진폭-시프트-키잉 요청 패킷을 대기함으로써 제2 무선 전력 수신 디바이스와 통신하려고 시도하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는, 제1 무선 전력 수신 디바이스로부터 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 어드레스를 할당하는 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는, 외부 물체의 존재에 대해 코일을 모니터링하고, 외부 물체의 검출에 응답하여 무선 전력의 송신을 시작하도록 추가로 구성된다.
전술한 것은 단지 예시일 뿐이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 송신 디바이스로서,
    무선 송수신기 회로부 및 외부 물체 측정 회로부를 포함하는 제어 회로부; 및
    무선 전력을 송신하기 위한 주파수에서 교류 신호들로 구동되도록 구성된 코일을 포함하는 무선 전력 송신 회로부를 포함하고, 상기 제어 회로부는,
    외부 물체의 존재에 대해 상기 코일을 모니터링하기 위해 상기 외부 물체 측정 회로부를 사용하고;
    상기 외부 물체 측정 회로부를 이용한 외부 물체의 검출에 응답하여, 주파수-시프트 키잉 변조(frequency-shift keying modulation)를 사용하여 상기 주파수를 변조함으로써 제1 무선 충전 프로토콜에 따라 상기 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 상기 무선 송수신기 회로부를 사용하고;
    상기 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신한 후의 기간 내에 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하지 않는 것에 응답하여, 상기 제1 무선 충전 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스와 무선으로 통신하려고 시도하도록 구성되고, 상기 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 상기 무선 전력 수신 디바이스와 무선으로 통신하려고 시도하는 것은 상기 코일에 의한 무선 전력 송신을 중단 및 재시작하고 진폭-시프트-키잉 요청 패킷을 대기(await)하는 것을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 기간 내에 상기 무선 송수신기 회로부 및 상기 코일로 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 어드레스를 할당하는 상기 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 상기 무선 송수신기 회로부를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 무선 전력 송신 회로부로 송신하기 위한 무선 전력의 양을 협상하기 위해 대역내 통신들에서의 상기 어드레스를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일로 상기 무선 전력의 양을 무선으로 송신하기 위해 상기 무선 전력 송신 회로부를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 기간 내에 상기 무선 송수신기 회로부 및 상기 코일로 다수의 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들을 수신하는 것에 응답하여, 다수의 어드레스들을 다수의 각자의 무선 전력 수신 디바이스들에 할당하기 위해 확률적 충돌방지 프로세스(anti-collision process)를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 외부 물체 측정 회로부는 상기 코일에 신호를 인가하는 신호 생성기를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  8. 무선 전력 송신 디바이스로서,
    무선 송수신기 회로부를 포함하는 제어 회로부; 및
    소정 주파수에서 교류 신호들로 구동되도록 구성되는 것을 포함하는 무선 전력 송신 회로부를 포함하고, 상기 제어 회로부는,
    무선 전력을 송신하는 것을 시작하기 위해 상기 무선 전력 송신 회로부를 사용하고;
    제1 기간 동안 상기 무선 전력을 송신한 후에, 주파수-시프트 키잉 변조를 사용하여 상기 주파수를 변조함으로써 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하기 위해 상기 무선 송수신기 회로부를 사용하고;
    상기 주파수-시프트-키잉 패킷의 송신에 후속하는 제2 기간 내에 상기 무선 송수신기 회로부 및 상기 코일로 상기 주파수-시프트-키잉 패킷에 대한 진폭-시프트-키잉 응답을 수신하는 것에 응답하여, 상기 코일로 어드레스를 송신하기 위해 상기 무선 송수신기 회로를 사용하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주파수-시프트-키잉 패킷의 송신은 제1 무선 충전 프로토콜을 준수하고, 상기 제어 회로부는,
    상기 제2 기간 내에 상기 주파수-시프트-키잉 패킷에 대한 진폭-시프트-키잉 응답을 수신하는 데 실패한 것에 응답하여, 상기 제1 무선 충전 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 프로토콜을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스와 무선으로 통신하려고 시도하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 코일은 상기 무선 전력 송신 회로부에 결합된 코일들의 어레이 중 하나인, 무선 전력 송신 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 물체들을 검출하기 위해 상기 코일들에 결합된 측정 회로부를 추가로 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 측정 회로부에 의한 물체의 검출에 응답하여 상기 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 전력 송신 회로부와 무선 전력 수신 디바이스에 송신할 무선 전력의 양을 협상하기 위해 상기 무선 전력 수신 디바이스와 통신하기 위해 상기 어드레스를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일로 상기 무선 전력의 양을 무선으로 송신하기 위해 상기 전력 송신 회로부를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  15. 제8항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 제2 기간 내에 다수의 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들을 수신하는 것에 응답하여, 다수의 어드레스들을 다수의 각자의 무선 전력 수신 디바이스들에 할당하기 위해 확률적 충돌방지 프로세스를 사용하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  16. 무선 전력 시스템으로서,
    무선 전력 송신 디바이스 - 상기 무선 전력 송신 디바이스는 코일을 갖고, 상기 무선 전력 송신 디바이스는:
    상기 코일로 무선 전력을 송신하고;
    제1 기간 동안 상기 무선 전력을 송신한 후에, 상기 코일을 사용하여 대역내 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하고;
    상기 대역내 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신한 후에, 제2 기간 동안 대역내 진폭-시프트-키잉 응답 패킷들에 대해 모니터링하고;
    상기 제2 기간 동안 어떤 대역내 진폭-시프트-키잉 응답 패킷도 수신하지 않은 것에 응답하여, 상기 코일에 의한 무선 전력 송신을 중단 및 재시작하고 진폭-시프트-키잉 요청 패킷을 대기하도록 구성됨 -;
    제1 무선 충전 통신 프로토콜에 따라 상기 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하여 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 송신하도록 구성된 제1 무선 전력 수신 디바이스; 및
    상기 제1 무선 충전 통신 프로토콜과는 상이한 제2 무선 충전 통신 프로토콜에 따라 상기 주파수-시프트-키잉 패킷에 응답하여 임의의 진폭-시프트-키잉 응답들을 송신하지 않도록 구성된 제2 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는, 무선 전력 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 디바이스는,
    상기 제1 무선 전력 수신 디바이스로부터 상기 진폭-시프트-키잉 응답 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 어드레스를 할당하는 상기 코일로 주파수-시프트-키잉 패킷을 송신하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 디바이스는,
    외부 물체의 존재에 대해 상기 코일을 모니터링하고;
    상기 외부 물체의 검출에 응답하여 상기 무선 전력의 송신을 시작하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 시스템.
KR1020207002885A 2017-08-16 2018-01-26 이중 프로토콜 무선 전력 시스템 KR102337619B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762546421P 2017-08-16 2017-08-16
US62/546,421 2017-08-16
US15/881,588 2018-01-26
US15/881,588 US10637301B2 (en) 2017-08-16 2018-01-26 Dual protocol wireless power system
PCT/US2018/015581 WO2019036061A1 (en) 2017-08-16 2018-01-26 DOUBLE PROTOCOL WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200023447A KR20200023447A (ko) 2020-03-04
KR102337619B1 true KR102337619B1 (ko) 2021-12-08

Family

ID=65360759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207002885A KR102337619B1 (ko) 2017-08-16 2018-01-26 이중 프로토콜 무선 전력 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10637301B2 (ko)
KR (1) KR102337619B1 (ko)
CN (1) CN111033942B (ko)
DE (1) DE112018004188T5 (ko)
WO (1) WO2019036061A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019160351A1 (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 엘지전자 주식회사 무선전력 전송 시스템에서 이종 통신을 지원하는 장치 및 방법
TWI694655B (zh) * 2019-03-11 2020-05-21 茂達電子股份有限公司 頻移鍵控訊號解調系統及方法
WO2020190109A1 (ko) * 2019-03-21 2020-09-24 엘지전자 주식회사 무선충전 장치, 방법 및 시스템에서 아웃밴드 통신이 가능한 장치 및 방법
WO2020213958A1 (ko) * 2019-04-15 2020-10-22 엘지전자 주식회사 무선충전 장치, 방법 및 시스템에서 아웃밴드 통신이 가능한 장치 및 방법
WO2020222528A1 (ko) * 2019-04-29 2020-11-05 엘지전자 주식회사 무선전력 수신장치, 무선전력 전송장치 및 이를 이용한 무선전력 전송방법
US11133698B2 (en) 2019-09-01 2021-09-28 Wen Cai Wireless charging systems and methods for controlling the same
US20220416581A1 (en) * 2019-11-21 2022-12-29 Ge Hybrid Technologies, Llc Aggregated wireless power transfer with multiple coils and communication channels
EP3829028B1 (en) 2019-11-29 2023-07-12 ElectDis AB Method and devices for providing operational feedback during power transfer in a wireless power transfer system
KR20220124190A (ko) * 2020-01-22 2022-09-13 엘지전자 주식회사 무선전력 전송장치, 무선전력 전송방법, 무선전력 수신장치 및 무선전력 수신 방법
KR20210101525A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 중 통신 성능 안정화 방법 및 장치
US20210376666A1 (en) 2020-05-26 2021-12-02 Apple Inc. Communication Between Devices in a Wireless Charging System
US11329696B2 (en) 2020-06-24 2022-05-10 Apple Inc. Communication between devices during wireless power transfer
US11824375B2 (en) * 2020-07-02 2023-11-21 Apple Inc. State of charge information for a wireless power transmitting device
US10938251B1 (en) 2020-07-02 2021-03-02 Apple Inc. Wireless power mode switching
KR20230031295A (ko) * 2020-07-13 2023-03-07 엘지전자 주식회사 무선전력 수신장치, 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 사이의 통신 방법
KR20220076162A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 삼성전자주식회사 무선 충전 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
KR20220098632A (ko) * 2021-01-04 2022-07-12 삼성전자주식회사 무선 충전 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
KR20220109690A (ko) * 2021-01-29 2022-08-05 삼성전자주식회사 무선 전력을 송신하는 전자 장치 및 이를 이용한 무선 충전 방법
EP4220895A1 (en) 2021-01-29 2023-08-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic apparatus for transmitting wireless power and wireless charging method using same
EP4318877A1 (en) * 2021-04-20 2024-02-07 LG Electronics Inc. Method and device for data communication based on fsk in wireless power transmission system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140191710A1 (en) * 2013-01-07 2014-07-10 Nxp B.V. Wireless charger
US20170061142A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Nxp B.V. Method and system for in-band password management for inductive wireless charging

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7529565B2 (en) * 2004-04-08 2009-05-05 Starkey Laboratories, Inc. Wireless communication protocol
EP2580844A4 (en) * 2010-06-11 2016-05-25 Mojo Mobility Inc WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM SUPPORTING INTEROPERABILITY AND MULTIPOLAR MAGNETS FOR USE WITH THIS SYSTEM
CN103168405A (zh) 2010-08-25 2013-06-19 捷通国际有限公司 无线电源系统和多层填隙片组件
US9264108B2 (en) 2011-10-21 2016-02-16 Qualcomm Incorporated Wireless power carrier-synchronous communication
KR101958755B1 (ko) 2011-11-16 2019-03-18 삼성전자주식회사 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법
WO2014001983A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-03 Koninklijke Philips N.V. Wireless inductive power transfer
KR102051682B1 (ko) 2013-03-15 2019-12-03 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법
KR20140124708A (ko) * 2013-04-17 2014-10-27 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법
CN103414819B (zh) * 2013-07-02 2015-07-08 长城信息产业股份有限公司 基于移动智能设备音频接口的数据通信方法
US9735584B2 (en) 2013-10-17 2017-08-15 Access Business Group International Llc Wireless power communication
US10014725B2 (en) * 2013-10-31 2018-07-03 Ge Hybrid Technologies, Llc Hybrid wireless power transmitting system and method therefor
KR101792140B1 (ko) * 2014-02-07 2017-11-02 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치, 무선 전력 수신장치 및 무선 충전 시스템
US9847667B2 (en) * 2014-02-26 2017-12-19 Htc Corporation Method of handling wireless charging authentication
KR102340996B1 (ko) * 2015-04-23 2021-12-20 주식회사 위츠 무선 전력 송신 장치 및 방법
CN106532822A (zh) * 2016-11-16 2017-03-22 努比亚技术有限公司 无线充电设备及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140191710A1 (en) * 2013-01-07 2014-07-10 Nxp B.V. Wireless charger
US20170061142A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Nxp B.V. Method and system for in-band password management for inductive wireless charging

Also Published As

Publication number Publication date
US10637301B2 (en) 2020-04-28
US20190058360A1 (en) 2019-02-21
KR20200023447A (ko) 2020-03-04
CN111033942A (zh) 2020-04-17
DE112018004188T5 (de) 2020-05-07
CN111033942B (zh) 2021-05-18
WO2019036061A1 (en) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102337619B1 (ko) 이중 프로토콜 무선 전력 시스템
KR102190276B1 (ko) 다수의 전력 수신 디바이스를 갖는 무선 충전 시스템
US10804729B2 (en) Wireless power transmitter and wireless power transmission method
US10396605B2 (en) Wireless power transmitter and receiver
EP3022825B1 (en) Wireless inductive power transfer.
US10998776B2 (en) Wireless power system with in-band communications
US11271439B2 (en) Wireless power system with interference avoidance
KR20230008799A (ko) 무선 전력 전송 동안 디바이스들 사이의 통신
US11368055B2 (en) Wireless power system with debounced charging indicator
CN117837055A (zh) 无线功率模式切换

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant