KR102489057B1 - 무선 전력 수신기로 자속 필드 특성들을 검출하기 위한 장치들 및 관련 방법들 - Google Patents

무선 전력 수신기로 자속 필드 특성들을 검출하기 위한 장치들 및 관련 방법들 Download PDF

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Abstract

무선 전력 수신기는, AC 전력 신호를 생성하도록 구성된 수신 코일, 자속 필드(magnetic flux field)에 응답하여 측정 신호를 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 2차 감지 코일; 및 2차 감지 코일로부터 수신된 적어도 하나의 측정 신호로부터 자속 필드의 왜곡을 검출하는 것에 응답하여, 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하도록 구성된 제어 로직을 포함할 수 있다. 관련된 방법은, 무선 전력 수신기로, 무선 전력 송신기로부터의 무선 전력 전달을 위한 무선 전력 신호를 수신하는 단계, 복수의 2차 감지 코일들로, 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드에 응답하여 하나 또는 그 초과의 측정 신호들을 생성하는 단계, 및 상기 복수의 2차 감지 코일들에 의해 생성된 하나 또는 그 초과의 측정 신호들에 응답하여 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 수신기로 자속 필드 특성들을 검출하기 위한 장치들 및 관련 방법들
관련 출원들에 대한 상호-참조
[0001] 본 출원은 본 출원과 동일한 날에 출원되고 발명의 명칭이 "APPARATUSES AND RELATED METHODS FOR DETECTING MAGNETIC FLUX FIELD CHARACTERISTICS WITH A WIRELESS POWER TRANSMITTER"인 미국 특허 출원 일련 번호 제14/603,296호(대리인 관리 번호 70107.475US01(2987-UT))와 관련되며, 이 특허출원의 개시내용은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
분야
[0002] 본 개시의 실시예들은 일반적으로 무선 전력 전달에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 무선 전력 전달 동안 자속 필드 특성들을 검출하기 위한 장치들 및 관련된 방법에 관한 것이다.
[0003] 배터리-가동 디바이스들(예를 들어, 소비자 전자 디바이스들, 전기 및 하이브리드 자동차들 등)는 충전 디바이스를 통해 전력 소스(예를 들어, AC 전력 콘센트)로부터 충전된다. 충전 디바이스는 어댑터를 통해 배터리를 전력 소스에 커플링한다. 전력 소스와 배터리-가동 디바이스 사이에서 연장되는 코드가 공간을 차지할 수 있다. 다수의 디바이스들이 충전을 필요로 하고 각각이 그 자신의 충전기 및 코드를 갖는 상황들에서, 충전 영역이 비좁아지고 불편해질 수 있다.
[0004] 전자 디바이스에 커플링되는 송신기와 수신기 사이의 오버-디-에어(over-the-air) 또는 무선 전력 송신을 사용하는 접근법들이 개발되고 있다. 유도성 코일들을 사용하는 무선 전력 송신은 커플링된 무선 전력 신호를 통해 무선으로 전력을 전달하기 위한 언테더드 방법(un-tethered method)으로서 고려되는 한 방법이다. 무선 전력 송신에서, 송신 코일을 통해 무선 전력 신호를 송신함으로써 전력이 전달된다. 수신기 측에서, 수신 코일은 무선 전력 신호를 통해 송신 코일에 커플링될 수 있어서, 송신된 전력을 무선으로 수신한다. 효율적인 전력 전달이 발생할 수 있는, 송신기 코일과 수신 코일 사이의 거리는 전력 전달 코일들의 송신된 에너지, 거리 및 정렬의 함수이다. 커플링 계수(k)는 코일들 사이의 거리 및 정렬, 코일 크기들 및 재료들의 함수이다. 코일들이 서로 소위 "근거리장 구역(near-field zone)" 내에 물리적으로 존재하도록 하는 그러한 주파수로 코일들이 크기가 정해지고 동작되는 경우, 전력 변환 효율(예를 들어, 커플링 팩터, 커플링 품질)이 상당히 개선될 수 있다.
[0005] 무선 충전 송신 동안 직면하는 문제는 송신기와 수신기가 약하게 커플링되는 상황들을 포함하며, 이는 송신기와 수신기의 오정렬, 이물질의 존재 또는 다른 이유들로 인해 발생할 수 있다. 이러한 문제들은 무선 전력 전달이 덜 효율적이 되게 할 수 있으며, 이는 또한 과도한 열을 초래할 수 있다. 종래의 이물질 검출 방법들은, 코일 온도 측정들(코일들은 이물질들이 존재할 때 가열되는 경향이 있음) 또는, 출력 전력이 기대된 효율 임계치(예를 들어, 350mW) 내에 있는지를 결정하도록 출력 전력과 입력 전력을 비교하는 것에 의존할 수 있다. 이들 방법들은, 일부 통상적인 동작 조건들의 경우 효율 추정이 신뢰할 수 없을 수 있기 때문에(이는 검출의 에러들을 초래할 수 있음) 실패할 수 있다.
[0006] 본 개시의 실시예들은 무선 전력 수신기를 포함하는 무선 전력 인에이블 장치(wireless power enabled apparatus)를 포함한다. 무선 전력 수신기는, 무선 전력 송신기로부터의 무선 전력 전달에 응답하여, AC 전력 신호를 생성하도록 구성된 수신 코일, 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드(magnetic flux field)에 응답하여 신호를 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 2차 감지 코일, 및 적어도 하나의 2차 감지 코일에 동작 가능하게 커플링되는 제어 로직을 포함한다. 제어 로직은 적어도 하나의 2차 감지 코일로부터 수신된 측정 신호로부터 자속 필드의 왜곡을 검출하는 것에 응답하여, 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하도록 구성된다.
[0007] 본 개시의 다른 실시예들은 무선 전력 수신기를 포함하는 무선 전력 인에이블 장치를 포함한다. 무선 전력 수신기는 수신 코일, 수신 코일 부근에 로케이팅되는 복수의 2차 감지 코일 및 복수의 2차 감지 코일들에 동작 가능하게 커플링되는 제어 로직을 포함한다. 각각의 2차 감지 코일은 수신 코일로의 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드의 측정 신호를 생성하도록 구성된다. 제어 로직은 복수의 2차 감지 코일들에 동작 가능하게 커플링된다. 제어 로직은, 상기 복수의 2차 감지 코일들에 의해 생성된 측정 신호들로부터의 입력들의 측정된 조합에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하도록 구성된다.
[0008] 본 개시의 다른 실시예는 무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법을 포함한다. 방법은, 무선 전력 수신기로, 무선 전력 송신기로부터의 무선 전력 전달을 위한 무선 전력 신호를 수신하는 단계, 복수의 2차 감지 코일들로, 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드에 응답하여 하나 또는 그 초과의 측정 신호들을 생성하는 단계, 및 복수의 2차 감지 코일들에 의해 생성된 하나 또는 그 초과의 측정 신호들에 응답하여 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하는 단계를 포함한다.
[0009] 도 1은 무선 전력 전달 시스템의 개략적인 블록도이다.
[0010] 도 2는 무선 전력 전달 시스템의 개략적인 블록도이다.
[0011] 도 3은 2차 감지 코일들을 갖는 무선 전력 수신기의 개략도이다.
[0012] 도 4는 2차 감지 코일들을 갖는 무선 전력 수신기의 개략도이다.
[0013] 도 5는 2차 감지 코일들을 갖는 무선 전력 수신기의 개략도이다.
[0014] 도 6은 컴포넌트를 포함하는 무선 전력 수신 장치의 일부의 단순화된 블록도이다.
[0015] 도 7은 무선 전력 수신 장치의 단순화된 블록도이다.
[0016] 다음의 설명에서, 예시로서, 본 개시의 특정 실시예들을 도시하는 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어진다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 이용될 수 있으며 변경들이 이루어질 수 있다. 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여져선 안 되며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.
[0017] 또한, 도시되고 설명된 특정 구현들은 단지 예들일 뿐이며, 본원에서 달리 특정하지 않는 한, 본 개시를 기능적 엘리먼트들로 파티셔닝하거나 이를 구현하는 유일한 방법으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 다양한 실시예들이 다수의 다른 파티셔닝 솔루션들에 의해 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 쉽게 자명하게 될 것이다.
[0018] 다음의 설명에서, 엘리먼트들, 회로들 및 기능들은 불필요한 세부사항으로 본 개시를 모호하게 하지 않도록 블록도 형태로 도시될 수 있다. 또한, 블록 정의들 및 다양한 블록들 간의 로직의 파티셔닝은 특정 구현의 예이다. 본 개시는 다수의 다른 파티셔닝 솔루션들에 의해 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 쉽게 자명하게 될 것이다. 당업자들은, 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기 필드들 또는 자기 입자들, 광 필드들 또는 광 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다. 일부 도면들은 제시 및 설명의 명확성을 위해 단일 신호로서 신호들을 예시할 수 있다. 당업자는, 신호가 신호들의 버스(버스는 다양한 비트 폭들을 가질 수 있음)를 나타낼 수 있으며 본 개시가 단일 데이터 신호를 포함하는 임의의 수의 데이터 신호들로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
[0019] 본원에서 개시되는 실시예들와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들은, 범용 프로세서, 특수-목적 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 디바이스, 제어기, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 이 모든 것은 "제어 로직"이라고 칭할 수 있다.
[0020] 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 범용 프로세서는 본 개시의 프로세스들을 수행하기에 적합한 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
[0021] 범용 프로세서는, 본 개시의 실시예들을 수행하기 위한 명령들(예를 들어, 소프트웨어 코드)을 실행하도록 구성될 때 특수 목적 컴퓨터로 간주되어야 하는 범용 컴퓨터의 부분일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들에 따라 구성될 때, 이러한 특수-목적 컴퓨터는, 본 개시가 없다면, 범용 컴퓨터가 본 개시의 프로세스들을 수행할 수 없을 수 있기 때문에, 범용 컴퓨터의 기능을 개선한다. 본 개시는 또한 추상적인 아이디어를 넘어선 하나 또는 그 초과의 특정 기술 환경에서의 의미있는 제한들을 제공한다. 예를 들어, 본 개시의 실시예들은 무선 전력 전달의 기술 분야에서, 그리고 보다 구체적으로, 무선 전력 전달 동안 자속 필드 특성들을 검출하기 위한 장치들 및 관련된 방법에 대한 개선들을 제공한다.
[0022] 또한, 실시예들은 흐름 차트, 흐름도, 구조도 또는 블록도로서 도시될 수 있는 프로세스들의 견지에서 설명될 수 있다는 것에 주의한다. 프로세스가 동작 행위들을 순차적인 프로세스로서 설명할 수 있지만, 이들 행위들 중 많은 것은 다른 시퀀스로, 병렬로 또는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 또한, 행위들의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 방법, 기능, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응할 수 있다. 또한, 본원에서 개시되는 방법들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘 다로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체들 상에 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 이로써 전송될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능 매체들은 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체들 및 컴퓨터 저장 매체들 둘 다를 포함한다.
[0023] "제 1", "제 2" 등과 같은 지정을 사용한 본원에서의 엘리먼트에 대한 임의의 참조는 이러한 제한이 명시적으로 언급되지 않는 한, 이들 엘리먼트들의 양 또는 순서를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 이러한 지정들은 2개 또는 그 초과의 엘리먼트들 또는 엘리먼트의 인스턴스들 간을 구별하는 편리한 방법으로 본원에서 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 엘리먼트들에 대한 참조는, 단지 2개의 엘리먼트들만이 이용될 수 있거나, 임의의 방식에서 제 1 엘리먼트가 제 2 엘리먼트보다 선행되어야 한다는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 달리 언급되지 않는 한, 엘리먼트들의 세트는 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0024] 무선 전력 전달 시스템의 디바이스들은 주로 무선 전력 전달의 기능성과 관련하여 본원에서 설명된다는 것이 인지되어야 하고; 그러나 무선 전력 전달 시스템은 본원에서 구체적으로 설명되거나 다양한 도면들에 도시되지 않은 다른 특징들을 수행하기 위한 부가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 예를 들어, 무선 전력 인에이블 디바이스들은 다른 컴포넌트들 중에서도, 통신 모듈들, 사용자와의 인터페이싱을 위한 I/O 모듈들, 명령들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리, 다양한 센서들, 프로세서들, 제어기들, 전압 레귤레이터들을 포함할 수 있다. 도면 및 첨부된 설명은 이에 따라, 무선 전력 전달 및 무선 전력 전달 시스템의 조건들 및 자속 필드의 특성의 검출을 제공하도록 구성된 다양한 장치들 및 방법들에 초점을 맞추기 위해 다소 단순화될 수 있다.
[0025] 도 1은 무선 전력 전달 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 무선 전력 전달 시스템(100)은 무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120)를 포함한다. 무선 전력 송신 장치(110)는 무선 전력 수신 장치(120)에 전력 전달(예를 들어, 유도성 커플링을 통해)을 제공하기 위한 무선 전력 신호(105)(예를 들어, 전기장, 자기장, 전자기장 등)를 생성하도록 구성되는 송신 코일(114)을 갖는 무선 전력 송신기(112)를 포함한다. 무선 전력 수신 장치(120)는 무선 전력 신호(105)에 커플링되도록 구성된 수신 코일(124)을 갖는 무선 전력 수신기(122)를 포함한다. 송신 코일(114) 및 수신 코일(124)은 이들과 연관될 특정 디바이스들 및 애플리케이션들에 따라 크기가 정해질 수 있다.
[0026] 무선 전력 수신 장치(120)에 전력 전달을 제공하는 무선 전력 신호(105)를 생성하기 위한 입력 신호(116)가 무선 전력 송신기(112)에 제공될 수 있다. 무선 전력 수신기(122)는 무선 전력 신호(105)에 커플링될 수 있고 그에 응답하여 출력 신호(126)를 생성할 수 있다. 출력 신호(126)는 저장(예를 들어, 배터리를 충전함), 소비(예를 들어, 시스템 전력을 제공함), 또는 이들의 조합을 위해 무선 전력 수신 장치(120)에 의해 사용되는 전력을 제공할 수 있다.
[0027] 무선 전력 송신기(112) 및 무선 전력 수신기(122)는 거리(d)만큼 분리된다. 일부 실시예들에서, 무선 전력 송신기(112) 및 무선 전력 수신기(122)는, 무선 전력 수신기(122)의 공진 주파수 및 무선 전력 송신기(112)의 공진 주파수가 실질적으로 동일할 때, 무선 전력 송신기(112)와 무선 전력 수신기(122) 간의 송신 손실들이 최소가 되도록, 상호 인덕턴스 관계에 따라 구성될 수 있다. 마찬가지로, 무선 전력 신호(105)의 주파수는 코일들(114, 124)의 공진 주파수에서 또는 그 근처에서 무선 전력 송신기(112)에 의해 세팅될 수 있다. 그 결과, 효과적인 전력 전달은 전자기파의 에너지의 대부분을 원거리장(far-field)으로 전파시키기 보다는, 송신 코일(114)의 근거리장(near-field)의 에너지의 상당 부분을 수신 코일(124)에 커플링함으로써 발생할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)가 (일정 거리(d) 내의) 근거리장에 있으면, 유도성 커플링이 송신 코일(114)과 수신 코일(124) 사이에서 발생할 수 있다. 이러한 근거리장 유도성 커플링이 발생할 수 있는 송신 코일(114) 및 수신 코일(124) 주위의 영역은 "커플링 영역(coupling region)"으로서 지칭될 수 있다. 이러한 상호 인덕턴스 관계로 인해, 무선 전력 전달은 유도성 무선 전력 전달로서 지칭될 수 있다.
[0028] 송신 코일(114) 및 수신 코일(124)은 "자기(magnetic)" 안테나 또는 "유도성(inductive)" 안테나로서 본원에서 또한 지칭될 수 있는 "루프(loop)" 안테나로서 구성될 수 있다. 루프 안테나들은 페라이트 코어(ferrite core)와 같은 에어(air) 코어 또는 물리적 코어를 포함하도록 구성될 수 있다. 에어 코어 루프 안테나들은 코어 부근에 배치된 관계없는 물리적 디바이스들에 대해 보다 더 내성이 있을 수 있다. 또한, 에어 코어 루프 안테나는 코어 영역 내의 다른 컴포넌트들(예를 들어, 2차 감지 코일들)의 배치를 허용한다. 또한, 에어 코어 루프는 송신 코일(114)의 평면 내에 수신 코일(124)을 배치를 보다 용이하게 가능케 할 수 있으며, 여기서 송신 코일(114)의 커플링 영역은 보다 더 강력할 수 있다.
[0029] 무선 전력 수신 장치(120)는 셀 전화, 스마트폰, 미디어 재생기(예를 들어, MP3 재생기, DVD 재생기 등), 전자 판독기, 태블릿 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 카메라, 랩톱 컴퓨터 및 무선 전력 신호(105)가 수신될 수 있는 개인용 전자 디바이스와 같은 모바일 전자 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)는 또한, 텔레비전, 개인용 컴퓨터, 미디어 재생기(예를 들어, DVD 재생기, 블루-레이(Blu-ray) 재생기 등) 또는 전기 전력을 저장하고 그리고/또는 이에 의해 동작할 수 있는 임의의 다른 디바이스와 같은 이동성이 적은(less mobile) 전자 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)는 자동차, 또는 무선 전력 송신 장치(110)를 통해 충전될 수 있는 배터리들을 포함할 수 있는 임의의 다른 디바이스들과 같은 다수의 다른 아이템들 중 하나일 수 있다.
[0030] 무선 전력 송신 장치(110)는 때로는 또한 무선 전력 전달의 수신자일 수도 있는 디바이스일 수 있다. 즉, 일부 디바이스들은 무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120) 둘 다로서 구성될 수 있어서, 디바이스는 동작 모드에 의존하여 무선 전력을 송신하거나 무선 전력을 수신할 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예는 송신 모드 또는 수신 모드 중 어느 하나에서 동작하도록 구성된 무선 충전 트랜시버를 포함할 수 있는 디바이스들을 포함한다. "수신기"라는 용어의 사용은, 디바이스가 무선 전력 전달을 수신하도록 구성되는 것을 표시하지만, 디바이스가 수신기로서만 동작한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 유사하게, "송신기"라는 용어의 사용은, 디바이스가 무선 전력을 송신하도록 구성되는 것을 표시하지만, 디바이스가 송신기로서만 동작한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[0031] 동작에서, 사용자는 무선 전력 송신 장치(110) 부근에 무선 전력 수신 장치(120)를 배치할 수 있지만; 수신 코일(124) 및 송신 코일(114)은 정렬되지 않을 수 있다. 오정렬은 사용자가 무선 전력 수신 장치(120)를 포지셔닝할 때 사용자 실수에 의해 유발될 수 있다. 오정렬은 또한, 종종 다른 힘들(예를 들어, 무선 전력 수신 장치(120)가 부딪치고, 진동에 의해 이동되는 등)로 인한, 무선 전력 수신 장치(120)의 그의 원래의 배치로부터의 이동에 의해 유발된다.
[0032] 오정렬의 이유들에 관계없이, 수신 코일(124)과 송신 코일(114) 사이의 약간의 미스매치 조차도 무선 전력 전달 효율을 낮출 수 있기 때문에, 무선 전력 송신 장치(110)가 오정렬을 검출하는 것이 바람직할 수 있다. 감소된 효율은 다른 바람직하지 않은 문제들 중에서도, 낭비되는 전력, 컴포넌트들의 증가된 열, 더 느린 배터리 충전을 초래할 수 있다. 감소된 효율 이외에도, 오정렬로 인해 발생하는 프린징(fringing) 자기장들로부터의 빌드업(build-up) 에너지가 문제들을 유발할 수 있다. 예를 들어, 수신 코일(124)이 다시 송신 코일(114)과 정렬되게 이동하도록 사용자가 무선 전력 수신 장치(120)를 빠르게 이동시키는 경우, 빌드-업 에너지로부터의 갑작스런 변화는 무선 전력 수신 장치(120)의 컴포넌트들을 압도(overwhelm)(예를 들어, 연소시킴)할 수 있다. 이러한 상황에 대해 보호하기 위해, 종래의 무선 전력 수신기는, 자신의 컴포넌트들의 보호를 가능케 하는 클램프(clamp)를 포함할 수 있지만; 클램프들이 있더라도, 대량의 에너지가 이러한 상황들에서 여전히 무선 전력 수신기들을 압도하고 손상시킬 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(110)가 본 개시의 실시예들을 통해 오정렬을 검출하는 것이 또한 바람직할 수 있다.
[0033] 무선 전력 전달 동안 발생할 수 있는 또 다른 문제는 무선 충전 필드에 존재하는 이물질을 포함한다. 이물질의 존재는 또한 무선 전력 전달 효율에 영향을 미치고, 무선 전력 전달 시스템(100)의 컴포넌트들은 물론, 이물질 그 자체의 열을 증가시키는 등을 할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(110)가 본 개시의 실시예들을 통해 이물질의 존재를 검출하는 것이 또한 바람직할 수 있다.
[0034] 본 개시의 실시예들은 무선 전력 전달 시스템(100)의 자속 필드의 특성들을 모니터링하기 위한 장치들 및 방법들을 포함한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(122)는 수신 코일(124) 부근의 자속 필드를 검출하도록 구성된 복수의 2차 감지 코일들(도 2 내지 도 5)을 포함할 수 있다. 특히, 복수의 2차 감지 코일들은 무선 전력 송신에 대한 응답으로 신호를 생성할 수 있지만; 이 신호는 무선 전력 수신 장치(120)에 전력을 제공하도록 무선 전력 전달을 위해 사용되지 않을 수 있다. 오히려, 이 신호는 무선 전력 전달 동안 자속 필드에 영향을 줄 수 있는 오정렬, 이물질들 및 다른 조건들을 검출하기 위해 무선 전력 수신 장치(120)에 의해 해석될 수 있는 데이터를 무선 전력 수신 장치(120)에 제공할 수 있다. 또한, 2차 감지 코일들은 무선 전력 수신 장치(120)의 자기 흡수 환경 및/또는 무선 전력 수신 장치(120) 내의 개별 컴포넌트들을 결정하는데 사용될 수 있다. 2차 감지 코일들의 구성 및 동작은 도 2 내지 도 5를 참조하여 아래에서 추가로 상세히 논의될 것이다.
[0035] 오정렬의 검출에 대한 응답으로, 사용자는 수신 코일(124) 및 송신 코일(114)의 적절한 정렬을 획득하는데 있어 통지받고 그리고/또는 보조받을 수 있다. 무선 전력 수신기(122)는 또한 빌드 업 에너지를 감소시키기 위해 오정렬 상황 동안 부가적으로 적절한 조치들(예를 들어, 송신 전력을 감소시키고, 전력을 종결시키는 등)를 취하도록 구성될 수 있으며, 이는 갑작스런 조정들의 경우에 무선 전력 수신 장치(120)의 컴포넌트들을 보호할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)는 또한 무선 전력 송신 장치(110)에 오정렬 정보 및 다른 관련된 정보를 통신하도록 구성될 수 있으며, 이 무선 전력 송신 장치(110)는 또한, 사용자에게의 통지를 보조하고 그리고/ 또는 오정렬 문제들에 응답하여 적절한 조치들을 수행할 수 있다.
[0036] 또한, 사용자는 이물질의 존재에 대해 통지받을 수 있어서, 사용자는 무선 충전 필드로부터 이물질을 제거할 수 있다. 무선 전력 수신기(122)는 또한 이물질의 존재 검출에 응답하여 부가적인 적절한 조치들을 취하도록 구성될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 또한 무선 전력 송신 장치(110)에 이물질 정보를 통신하도록 구성될 수 있으며, 이 무선 전력 송신 장치(110)는 또한, 사용자에게의 통지를 보조하고 그리고/ 또는 오정렬 문제들로부터 그 자신을 보호하기 위한 적절한 조치를 수행할 수 있다(예를 들어, 무선 전력 송신기(112)가 송신 전력을 감소시키고 전력을 차단하는 등을 행하게 하는 정보를 통신함).
[0037] 도 2는 본 개시의 실시예에 따른 무선 전력 전달 시스템(200)의 개략적인 블록도이다. 무선 전력 전달 시스템(200)은 무선 전력 송신기(212) 및 무선 전력 수신기(222)를 포함한다. 무선 전력 송신기(212) 및 무선 전력 수신기(222)는, 무선 전력 신호(105)(도 1)가 무선 전력 송신기(212)로부터 무선 전력 수신기(222)로 전달될 수 있도록 상호 인덕턴스 관계에 따라 서로 커플링되게 구성될 수 있다.
[0038] 무선 전력 송신기(212)는 무선 전력 수신기(222)에 송신되는 무선 전력 신호(105)를 생성하도록 함께 커플링되는 공진 탱크(213), 브리지 인버터(217) 및 송신기 제어 로직(218)을 포함할 수 있다. 공진 탱크(213)는 공진 커패시터들(215)에 커플링되는 송신 코일(214)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(212)의 브리지 인버터(217)는 풀 브리지 인버터, 하프 브리지 인버터, 또는 DC 입력 신호(216)를 수신하기 위한 다른 적절한 회로를 포함할 수 있고 무선 전력 신호(105)를 생성하기 위해 송신 코일(214)을 통해 AC 신호를 생성할 수 있다.
[0039] 무선 전력 수신기(222)는 무선 전력 신호(105)를 수신하고 그에 대한 응답으로 출력 신호(VOUT)를 생성하기 위해 함께 커플링되는 공진 탱크(223), 정류기(250) 및 레귤레이터(255) 및 제어 로직(280)을 포함한다. 출력 신호(VOUT)는 출력 커패시터(260)를 또한 가질 수 있는 로드(270)(예를 들어, 배터리, 시스템 컴포넌트들 등)에 제공될 수 있다. 공진 탱크(223)는 공진 커패시터들(230)에 커플링되는 수신 코일(224)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(212) 및 무선 전력 수신기(222)는 각각, 무선 전력 송신 장치(110)(도 1) 및 무선 전력 수신 장치(120)(도 1) 내에 통합될 수 있다. 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)(및 다른 컴포넌트들)은 이들과 연관될 특정 디바이스들 및 애플리케이션들에 따라 크기가 정해질 수 있다. 무선 전력 수신기(122)는 수신기 제어 로직(280)에 커플링되는 2차 감지 코일들(289)을 더 포함할 수 있다. 2차 감지 코일들(289)은 수신 코일(224) 부근의 자속 필드 라인들의 특성들(예를 들어, 밀도, 크기 등)을 감지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 2차 감지 코일들(289)은 무선 전력 전달 동안 존재하는 자속 필드에 대응하는 데이터를 수신기 제어 로직(280)에 제공하기 위해 수신기 제어 로직(280)과 수동적으로 커플링될 수 있다.
[0040] 무선 전력 송신기(212) 및 무선 전력 수신기(222)는 일반적으로, 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 구성될 수 있다. 공진 탱크들(213, 223) 내의 LC 네트워크들의 구성들은 일반적으로, 각각 무선 전력 송신기(212) 및 무선 전력 수신기(222)의 공진 주파수들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 공진 탱크들(213, 223)의 공진 주파수는 그들의 각각의 유도성 코일의 인덕턴스 및 커패시터들의 플레이트들의 커패시턴스에 기초할 수 있다.
[0041] 무선 전력 송신 동안, 입력 신호(216)(DC 신호)는 브리지 인버터(217)에 의해 수신될 수 있다. 브리지 인버터(217)는 무선 전력 신호(105)를 송신하기 위한 시변(time-varying) 신호를 생성하도록 공진 탱크(213)를 통해 흐르는 AC 전류를 생성할 수 있다. 따라서, 무선 전력 신호(105)는 무선 전력 송신기(212)의 브리지 인버터(217)의 스위칭 주파수에 기초할 수 있는 주파수를 갖는, 실질적으로 정현파(sinusoidal)인 시변 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 전력 신호(105)의 주파수는 특정 무선 전력 표준에 대한 주파수와 같은 원하는 주파수에 따라 세팅될 수 있다. 공진 탱크(213)는 공진 주파수가 대략 무선 전력 신호(105)의 주파수가 되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 송신 코일(214)을 통한 피크-대-피크(peak-to-peak) 전류를 감소시키도록, 무선 전력 신호(105)의 주파수가 공진 탱크(213)의 공진 주파수와 다소 상이한 것이 바람직할 수 있다.
[0042] 무선 전력 신호(105)를 수신하기 위해, 무선 전력 수신기(222)는 유도성 커플링이 달성될 수 있도록 무선 전력 송신기(212)의 커플링 영역에 배치될 수 있다. 결과적으로, 무선 전력 수신기(222)는 무선 전력 신호(105)를 수신하고 이에 응답하여 AC 전력을 생성할 수 있다. 전력이 로드(270)에 의해 사용되기 위해, AC 전력은 DC 전력으로 변환될 수 있다. 정류기(250)는 정류된 전압(VRECT)은 물론, 공진 탱크(223)를 통해 흐르는 정류된 전류(IRECT)를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 정류기(250)는 동기식 정류기로서 구성될 수 있다. 결과적으로, 정류기(250)는 DC 출력 전력 신호(즉, 정류된 전압(VRECT) 및 정류된 전류(IRECT))를 생성하기 위해 이러한 방식으로 제어되는 하나 또는 그 초과의 스위치들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 정류기(250)는 DC 출력 전력 신호를 생성하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 다이오드들을 포함할 수 있다.
[0043] 레귤레이터(255)는 정류된 전압(VRECT)을 수신하고 출력 전압(VOUT)에 대한 원하는 전압 레벨을 갖도록 정류된 전압을 변환할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 레귤레이터(255)는 낮은 전압으로부터, 출력 전압(VOUT)을 위한 비교적 더 높은 전압으로 정류된 전압(VRECT)을 변환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 레귤레이터(255)는 높은 전압으로부터, 출력 전압(VOUT)을 위한 비교적 낮은 전압으로 정류된 전압(VRECT)을 변환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 레귤레이터(255)는 양의 전압으로부터 음의 전압으로 또는 그 반대로, 정류된 전압(VRECT)을 인버팅할 수 있다. 레귤레이터(255)는 다양한 상이한 전압 레귤레이터 토폴로지들 중 하나에 따라 구성될 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(255)는 벅(buck) 토폴로지, 부스트(boost) 토폴로지, 벅-부스트 토폴로지, 인버팅 토폴로지 및 LDO(low dropout) 토폴로지 중 하나 또는 그 초과에 따라 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 레귤레이터(255)는 변압기-기반 토폴로지(예를 들어, 포워드, 플라이백(flyback) 등)에 따라 구성될 수 있다. 레귤레이터(255)의 동작은 사용되는 토폴로지에 따라 제어 로직(280)에 의해 제어될 수 있다.
[0044] 무선 전력 수신기(222)의 제어 로직(280)은 무선 전력 수신기(222)의 하나 또는 그 초과의 동작들을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 로직(218, 280) 각각은 본 개시의 실시예들의 다양한 동작들을 수행하도록 구성된(예를 들어, 프로그래밍된) 프로세서(예를 들어, 마이크로제어기) 또는 다른 회로 내에서 구현될 수 있다. 제어 로직(218, 280) 각각은 본 개시의 실시예들의 프로세스들을 수행하는 것과 관련된 프로세서에 의한 실행을 위한 컴퓨팅 명령들을 저장하는 컴퓨터-판독 가능 매체들(예를 들어, 메모리)을 더 포함할 수 있다. 메모리는 휘발성 및 비-휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 제어 로직(218, 280) 각각은 추가로, 이물질 검출, 디바이스 동작 등과 관련된 제어들과 같이, 각각의 무선 전력 송신기(212), 무선 전력 수신기(222)의 다른 기능들을 제어할 수 있다. 제어 로직(218, 280)은 각각, 단일 프로세스, 루틴, 프로그램 등 내에서 사용하기 보단, 위의 기능들 중 하나 또는 그 초과를 별개로 수행하는 상이한 서브-블록들을 포함할 수 있다. 또한, 제어 로직(218, 280)은 각각, 상이한 기능들에 대한 상이한 하드웨어 엘리먼트들을 이용할 수 있다.
[0045] 최고 효율 전력 전달은, 수신 코일(224) 및 송신 코일(214)이 포지션 정렬될 때, ― 즉 수신 코일(224)이 송신 코일(214) 바로 위에 있을 때 발생할 수 있다. 정렬되어 있는 동안, 자속 필드는 수신 코일(224)을 중심으로 비교적 대칭적일 수 있고, 전력 전달의 효율은 실질적으로 그의 피크 근처에 있을 수 있다. 수신 코일(224)이 송신 코일(214)과의 정렬로부터 벗어남에 따라, 무선 전력 전달의 효율은 감소될 수 있다. 또한, 자속 필드는 정렬된 때의 그 상태로부터 왜곡될 수 있다(예컨대, 비대칭적임). 예를 들어, 송신 코일(214)이 중심을 벗어나 이동되는 경우, 자속 필드는 또한 송신 코일(214) 주위의 영역에서 집중되도록 송신 코일(214) 쪽으로 이동될 수 있다. 무선 전력 송신기(212) 및 그의 컴포넌트들 또는 무선 전력 수신기(222) 및 그의 컴포넌트들 중 어느 하나의 이동을 논의할 때, 본 개시의 목적을 위해, 이동은 서로에 대해 상대적이라는 것이 주의된다. 일부 무선 전력 송신기(212)는 비교적 정적이거나, 심지어 정적인 객체에 내장될 수도 있다는 것이 인지된다. 이러한 상황에서, 무선 전력 송신기(212) 또는 그의 컴포넌트들을 이동시키는 것은, 무선 전력 수신기(222)를 물리적으로 이동시키는 것을 의미할 수 있다. 비록 덜 일반적이더라도, 일부 무선 전력 수신기들(222)은 비교적 정적일 수 있고, 무선 전력 송신기(212)가 이 경우에 물리적으로 이동될 수 있다.
[0046] 이물질의 존재는 마찬가지로 자속 필드를 왜곡시키고 무선 전력 전달의 효율을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 자속 필드는 이물질 주위의 영역에 집중될 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 2차 감지 코일들(289)은 수신 코일(224) 부근의 자속 필드 라인들의 특성들(예를 들어, 밀도, 크기 등)을 감지하도록 구성될 수 있다. 이러한 데이터는 다른 유용한 상황들 중에서도, 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)의 오정렬을 검출하고 이물질들의 존재를 검출하는데 유용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출 가능한 전압을 생성하기 위해, 무선 전력 수신기(222)는 제 2 감지 코일들(289)에서 충분한 전압 신호를 제공하도록 포화 이벤트를 유도하기 위해 수신 코일(224)을 통해 DC 전류를 구동할 수 있다.
[0047] 도 3은 본 개시의 실시예에 따라, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 갖는 무선 전력 수신기(300)의 개략도이다. 위에서 논의된 바와 같이, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신기 제어 로직(280)에 커플링되고, 수신 코일(224) 부근에서 자속 필드를 샘플링하도록 구성될 수 있다. 따라서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신 코일(224) 주위의 자속 필드 라인들의 특성들(예를 들어, 밀도, 크기 등)을 감지하도록 수신 코일(224) 부근에 포지셔닝될 수 있다. 수신 코일(224)은 도 3에 도시된 바와 같이 실질적으로 원형일 수 있다. 직사각형, 삼각형 등을 포함(그러나 이것으로 제한되지 않음)하는 다른 수신 코일(224) 지오메트리들이 또한 고려된다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 또한, 필요에 따라 다양한 지오메트리들을 가질 수 있다.
[0048] 무선 전력 수신기(222)(도 2)와 관련된 자속 필드에 관한 정보는, 무선 전력 송신기(212)가 자속 필드를 어떻게 구동하는지를 결정하는데 유용하고, 무선 전력 전달 시스템(100)의 상이한 조건들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 전기적 측정들은 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)의 정렬(또는 오정렬), 이물질의 존재 등을 결정하도록 해석될 수 있다. 무선 전력 수신기(222)는 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 의해 샘플링된 정보를 통해 자속 필드의 왜곡을 검출함으로써 그러한 조건들을 식별할 수 있다.
[0049] 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은, 대략 수신 코일(224)의 중심인 원점을 갖는 X-축 및 Y-축을 따라 샘플 포인트들을 제공하는 위치들에 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 제 1의 2차 감지 코일(289A)은 +Y 위치에 로케이팅되고, 제 2의 2차 감지 코일(289B)은 -Y 위치에 로케이팅되고, 제 3의 2차 감지 코일(289C)은 +X 위치에 로케이팅되고, 제 4의 2차 감지 코일(289D)은 -X 위치에 로케이팅된다. 물론, 실시예들은 4개보다 많거나 적은 2차 감지 코일들을 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 일반적으로, 시스템의 일부인 2차 감지 코일들의 수를 증가시키면 자속 필드의 보다 양호한 특성을 제공하며, 이는 아래에서 추가로 상세히 논의되는 바와 같이, 수신기 제어 로직(280)이 원하는 자속 필드에 대한 더 많은 예외들을 식별하는 것을 가능케 할 수 있다. 또한, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 X-축 또는 Y-축을 따르지 않는 위치들에 포지셔닝될 수 있다는 것이 고려된다.
[0050] 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 2차 감지 코일(289A, 289B, 289C, 289D)은 독립적으로, 수신기 제어 로직(280)에 커플링될 수 있다. 즉, 수신기 제어 로직(280)은 각각의 2차 감지 코일(289A, 289B, 289C, 289D)에 커플링되는 별개의 입력 핀을 가질 수 있다. 결과적으로, 도 3의 4개의 2차 감지 코일(289A, 289B, 289C, 289D)은 각각의 위치에서 감지된 자속 필드에 대해 4개의 독립적인 측정들을 생성할 수 있다.
[0051] 동작에서, 무선 전력 수신기(222)는 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)로 자속 필드를 감지할 수 있다. 특히, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은, 무선 전력 전달 동안 자속 필드가 존재하면 인덕턴스를 통해 신호를 생성할 수 있다. 신호는 무선 전력 수신 장치(120)(도 1)를 충전하고 그리고/또는 이에 전력을 제공하기 위한 실제 무선 전력 전달과 무관한 전압 신호일 수 있다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)로부터의 신호는 수신기 제어 로직(280)에 의해 수신되고 프로세싱될 수 있다. 프로세싱은 아날로그 또는 디지털 신호 프로세싱일 수 있다. 수신기 제어 로직(280)은 원하는 샘플링 레이트(예를 들어, 200 kHz)에 따라 신호를 샘플링하고 샘플링된 신호를 분석할 수 있다.
[0052] 수신기 제어 로직(280)은 또한 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)의 정렬 또는 오정렬 및 이물질의 존재 등과 같이 무선 전력 전달 시스템(100)에 영향을 주는 하나 또는 그 초과의 조건들을 식별하도록 샘플링된 정보(예를 들어, 전압 측정들)를 해석할 수 있다. 예를 들어, 수신기 제어 로직(280)은 샘플링된 정보를 기준 측정들과 비교하여, 자속 필드에 임의의 왜곡이 있는지를 결정하고, 어떤 조건들이 자속 필드에 대한 왜곡을 유발하는지를 식별할 수 있다.
[0053] 이 설명의 간략함을 위해, 측정들은 정렬된 상태에 대한 레벨들의 견지에서 지칭될 수 있다. 즉, "1"의 값은, 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)이 정렬된 상태에서 대응하는 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 의해 샘플링된 신호의 레벨을 표시하는데 사용될 수 있지만, 실제 측정된 전압은 일부 다른 값(예를 들어, 3V)일 수 있다. 예를 들어, 정렬된 상태에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 4개의 측정들은 각각 +Y, -Y, +X, -X 포지션들에 대해 1, 1, 1, 1일 수 있다. 다른 측정 세트는 0, 2, 1, 1을 산출할 수 있는데, 이는 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)이 -Y 방향으로 오정렬된 것을 표시할 수 있다. 일부 실시예들은, 일부 신호들이 반대 극성들(예를 들어, 1, -1, 1, -1)을 가질 수 있도록 정반대로 권취되는 일부 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 포함할 수 있다는 것에 주의한다.
[0054] 오정렬에 대한 다양한 가능한 조합들은 수신기 제어 로직(280)의 메모리에 기준 측정 조합들로서 저장될 수 있다. 예를 들어, 입력들의 제 1 기준 측정 조합은 +X 방향에서 1mm의 오정렬에 대해 저장될 수 있고, 입력들의 제 2 기준 측정 조합은 -X 방향에서 1mm의 오정렬에 대해 저장될 수 있고, 제 3 기준 측정 입력 조합은 +X 방향에서 2mm의 오정렬에 대해 저장될 수 있는 식(예를 들어, +X 방향에서 11mm)이다. 유사하게, 입력들의 복수의 기준 측정 조합들은 ± Y 방향들에서의 오정렬들에 대해 저장될 수 있다. 또한, 입력들의 복수의 기준 측정 조합들은 X 및 Y 방향들 둘 다(예를 들어, 1mm +X 및 3mm -Y, 4mm -X 및 7mm +Y 등)에서의 오정렬들에 대해 저장될 수 있다. 이들 기준 측정 조합들 각각은 각각의 입력에 대한 값을 포함할 수 있고, 룩업 테이블(예를 들어, 펌웨어)에 조합으로서 저장될 수 있다.
[0055] 사용자에 의한 동작 동안의 실제 측정은, 만약 있다면, 오정렬을 결정하기 위해 수신기 제어 로직(280)에 저장된 기준 측정 조합들과 비교되는 입력들의 조합을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 3, 1, 3, 1의 측정된 조합은 +X 및 +Y 방향들 둘 다에서 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)의 오정렬이 있음을 결정하기 위해 기준 측정 조합들과 비교될 수 있다. 오정렬의 조합 및 대응하는 양은 본원에서 단지 예로서 제공되며, 기준 측정 조합들은 다른 팩터들 중에서도, 코일들의 동작 포인트, 코일들의 물리적 특징들에 의존할 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 측정들의 다른 조합들은 다른 조건들에 관한 정보를 제공할 수 있다. 결과적으로, 부가적인 기준 측정 조합들은 그러한 부가적인 조건들을 검출하기 위해 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 따라서, 룩업 테이블은 또한, 유효한 데이터를 갖기 위해 상이한 조건들 동안 자속 필드의 이상적인 거동이 어때야 하는지에 대한 전형을 제공하는 기준 측정 조합들을 포함할 수 있다.
[0056] 일부 상황들(예를 들어, 이물질의 존재)에서, 실제 측정들로부터의 조합은 저장된 기준 측정 조합들 중 어느 것과도 매칭하지 않을 수 있다. 예를 들어, 실제 측정된 조합은 각각, +Y, -Y, +X, -X 위치에 대해 1, 1, 6, 1일 수 있다. 그러한 조합은 저장된 기준 측정 조합들 중 어느 것과도 매칭하지 않을 수 있으며, 이는 유효한 데이터로서 인지되지 않는 문제가 발생했음(예를 들어, 이물질이 존재함)을 수신기 제어 로직(280)에 표시할 수 있다. 즉, 측정들은 수신기 제어 로직(280)에 의해 인지되지 않는 방식으로 기준 측정 조합들과 상이할 수 있다. 이 차이는, 자속 필드의 왜곡이 이물질과 같이, 단순한 오정렬 이상의 어떤 것에 기인할 수 있음을 표시할 수 있다. 따라서, 이물질 검출에 대한 결정은 정렬을 식별하는 것에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 정렬에 대한 알려진 조합이 존재하는 경우, 왜곡이 또한 이물질에 의해 유발되는 가능성은 적고 이물질들에 대한 거짓 트리거들은 감소될 수 있다.
[0057] 일부 실시예들에서, 기준 측정 조합들은 무선 전력 수신 장치(120)의 바디 및 주변부들(peripherals) 내로 흡수되는 전력의 양을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 3, 1, 1, 1의 측정된 조합은, 20 mW가 무선 전력 수신 장치(120)의 바디 및 (수신 코일(224) 이외의) 다른 주변부들에서 손실됨을, (대응하는 기준 측정 조합에 기초하여) 예상할 수 있다. 무선 전력 수신기(222)는 수신 코일(224)에서 흡수된 전력의 양(예를 들어, 100 mW)을 측정할 수 있으며, 이 정보는 (송신 코일(114)의) 입력 전력과 (수신 코일(124)의) 출력 전력을 비교하는 일부 이물질 검출 시스템들에 의해 이용될 수 있다. 이러한 시스템들은 오정렬의 상이한 포지션들에서 변동되는 표류 자속으로 인해 거짓 긍정들(false positive)을 초래할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)의 잔여부의 자기장 흡수를 결정하도록 정렬 정보를 고려함으로써, 입력 전력 대 출력 전력을 이용한 이물질 검출이 보다 정확할 수 있다.
[0058] 위의 예들을 사용하여 이 포인트를 추가로 예시하기 위해, 무선 전력 수신기(222)는 100mW가 수신 코일(224)에 의해 흡수된다고 결정할 수 있다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 사용하여, 무선 전력 수신기(222)는 또한, 20mW가 (예를 들어, 생성된 내부 와상 전류들(eddy currents)로 인해) 무선 전력 수신 장치(120)의 잔여부에 의해 흡수된다고 결정할 수 있다. 그 결과, 무선 전력 수신기(222)는 120mW의 총 전력 손실을 무선 전력 송신기(212)에 통신할 수 있다. 무선 전력 송신기(212)는 이 총 전력 손실을 송신된 입력 전력과 비교할 수 있다. 이 총 전력 손실은 입력 전력에 더 근접할 수 있으며, 이는 (특히, 비-이물질에 의한 흡수로 인한 총 전력 손실이 오정렬의 양에 의존하여 변동될 수 있을 때 오정렬의 상황들에서) 무선 전력 송신기(212)가 이물질이 존재할 때를 결정하는데 있어 더 정확해지게 할 수 있다. 이물질 검출에 대한 보다 동적인 접근법은, 오정렬에 관계없이 시스템 비효율에 대해 일정한 값이 가정되는 것에 비해 개선일 수 있다. 또한, 이러한 자기 발열(self heating)은 보다 잘 예측되기 때문에, 이물질 검출에 있어 이전에 문제를 유발했던 와상 전류들을 감소시키는데 통상적으로 사용되는 실드의 양이 감소될 수 있다.
[0059] 수신기 제어 로직(280)은 또한 이러한 조건들에 대한 교정 조치들(corrective measures)을 보조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 오정렬의 정정을 보조하기 위해, 무선 전력 송신 장치(110)(도 1) 및/또는 무선 전력 수신 장치(120)(도 1)는 사용자에게 오정렬을 통지할 수 있다. 통지는 시각적 통지(예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스 상에 디스플레이되는 이미지, 방향을 표시하기 위한 LED들의 점등 등), 청각적 통지(예를 들어, 경고음, 음성 명령들, 알람 등), 촉각적 통지(예를 들어, 진동) 등 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 통지는 또한, 오정렬을 어떻게 정정할지에 관해 사용자를 보조할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 정렬을 달성하기 위해 수신 코일(224) 및/또는 송신 코일(214)이 어느 방향으로 이동되어야 하는지를 통지받을 수 있다. 그 결과, 사용자는 무선 전력 전달 시스템(100)의 효율을 개선하도록 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)의 오정렬을 정정할 수 있다.
[0060] 다른 교정 조치는 무선 전력 송신기(112)가 전력 송신을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 송신을 감소시키는 것은 전력 송신을 완전히 차단하는 것을 포함할 수 있다. 전력 송신을 감소시키는 것은 무선 전력 전달 시스템(100)의 상이한 컴포넌트들에 대한 손상을 유발할 수 있는 조건들에 대한 바람직한 해결책일 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 오정렬된 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)이 정렬 상태로 급격하게 이동되면, 무선 전력 수신기(122)는 무선 전력 수신 장치(120)의 컴포넌트들을 손상시킬 수 있는 전류 스파이크를 경험할 수 있다. 종래의 무선 전력 시스템들에서, 전류 스파이크는 로드에 의해 유발되는 다른 전류 스파이크들로부터 구별되지 않을 수 있다. 오정렬 문제로부터 발생하는 일부 전류 스파이크들은 로드에 의해 유발되는 것들보다 클 수 있다. 그 결과, 무선 전력 수신기(122)는 이러한 더 큰 전류 스파이크들을 처리할 준비가 되지 않을 수 있으며, 이는 컴포넌트들을 손상시킬 수 있다. 수신기 제어 로직(280)이 오정렬이 존재함을 검출하는 경우, 무선 전력 수신기(122)는 무선 전력 송신기(112)에 그러한 정보를 통신할 수 있으며, 이는 무선 전력 송신기가 그의 전력을 감소시키게 할 수 있다. 따라서, 송신 코일(114) 및 수신 코일(124)이 정렬에 보다 근접하도록 사용자가 무선 전력 수신기(122)를 빠르게 이동시키는 경우, 무선 전력 수신 장치(120)의 컴포넌트들을 손상시키지 않도록, 프린징 자기장(fringing magnetic field)에서 빌드-업되는 에너지의 양이 충분히 낮도록 전력이 감소될 수 있다. 오정렬이 개선되었음을 수신기 제어 로직(280)이 검출하는 경우, 무선 전력 수신기(122)는 무선 전력 송신기(112)에 그러한 정보를 통신할 수 있으며, 이는 지터에 의해 유발되는 손상의 위험이 감소되었기 때문에, 무선 전력 송신기(112)가 전력을 다시 보다 정상 레벨들로 상승시키게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신기 제어 로직(280)이 오정렬의 급격한 감소를 검출하는 경우, 무선 전력 수신기(122)는 무선 전력 송신기(112)에 그러한 정보를 통신(예를 들어, 커맨드를 전송)할 수 있으며, 무선 전력 송신기(112)는 이에 응답하여 전력 전달을 감소(예를 들어, 종결)시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 무선 전력 수신기(122)는 단순히, 자속 정보를 수집하고 정보의 분석을 수행하도록 이러한 정보를 무선 전력 송신기(112)에 다시 통신할 수 있다.
[0061] 도 3에 도시된 바와 같이, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신 코일(224)의 외측 둘레 주위의 페라이트 실드(ferrite shield)(302) 부근에 포지셔닝될 수 있지만; 다른 위치들도 고려된다. 예를 들어, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 페라이트 실드(302)의 바로 외측에, 페라이트 실드(302) 상에, 수신 코일(224) 상에, 수신 코일(224)의 코어 상에 또는 그 내에, 또는 무선 전력 전달 동안 자속 필드 내에 있는 일부 다른 위치에 포지셔닝될 수 있다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 위치, 배향, 지오메트리 등은 이득을 증가/감소시키고, 제조하는데 더 쉽게/더 어렵게 하는 등을 할 수 있다.
[0062] 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 각각은 단일 루프 코일을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 각각은 다중 루프 코일을 포함할 수 있다. 일부 실시예들은 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 대해 단일 루프 코일들 및 다중 루프 코일들의 조합을 포함할 수 있다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신 코일(224) 및 수신기 제어 로직(280)과 함께 인쇄 회로 보드 상의 구리 트레이스들로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 각각은, PCB에 커플링되거나, PCB 내에 임베딩되거나, 또는 수신 코일(224) 상에 임베딩되는 외부 와이어로서 형성될 수 있다.
[0063] 4개의 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)이 도 3(및 다른 도면들)에 도시되지만, 원하는 측정들의 수 및 측정들의 위치들에 의존하여 더 많거나 더 적은 2차 감지 코일들이 사용될 수 있다. 일반적으로, 사용되는 2차 감지 코일들이 많으면, 자속 필드의 더 나은 이해를 획득할 수 있도록 샘플 포인트들이 수신될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은, 필요한 전압을 찾기 위해 표류 자속(stray magnetic flux)에 의존하여, 적어도 하나의 턴(turn)으로, 그리고 일부 실시예들에서, 2개 이상의 턴으로 라우팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신 코일(224)과 동일한 2D 평면에 포지셔닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 다른 2D 평면에 포지셔닝될 수 있다. 즉, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 중 하나 또는 그 초과는 수신 코일(224)에 대하여 3D 공간에 포지셔닝될 수 있다.
[0064] 일부 실시예들에서, 각각의 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 각각의 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 대한 독립적인 측정을 제공하도록 수신기 제어 로직(280)에 입력들로서 개별적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 함께 커플링되어 합산 또는 감산 방식으로 측정들을 조합할 수 있다. 이러한 조합들은 2차 감지 엘리먼트들의 쌍들을 포함할 수 있는 반면에, 부가적인 2차 감지 엘리먼트들(즉, 3개 또는 그 초과의 2차 감지 엘리먼트들)이 또한 조합되어 가산 및/또는 감산 측정들의 상이한 조합들을 제공할 수 있다.
[0065] 도 4는 본 개시의 실시예에 따라, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 갖는 무선 전력 수신기(400)의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신기 제어 로직(280)의 공통 입력 핀에 함께 커플링되는 쌍들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, y-방향으로 정렬되는 2차 감지 코일들(289A, 289B)은 수신기 제어 로직(280)의 제 1 입력 핀에 커플링될 수 있다. 마찬가지로, x-방향으로 정렬되는 2차 감지 코일들(289C, 289D)은 제 2 입력 핀에 커플링될 수 있다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 각각의 쌍은 필요에 따라 가산 또는 감산되도록 구성될 수 있다.
[0066] 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 각각의 쌍은 서로 정반대로 권취될 수 있다. 예를 들어, 제 1의 2차 감지 코일(289A)은 제 2의 2차 감지 코일(289B)과 정반대로 권취될 수 있다. 마찬가지로, 제 3의 2차 감지 코일(289C)은 제 4의 2차 감지 코일(289D)과 정반대로 권취될 수 있다.
[0067] 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 쌍들이 감산되도록 구성되면, 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)이 정렬된 경우, 자속 필드의 대칭적인 성질로 인해, 각각의 쌍으로부터의 신호들은 실질적으로 서로 상쇄될 수 있다. 예를 들어, 제 1의 2차 감지 코일(289A) 및 제 2의 2차 감지 코일(289B)이 각각 2V 신호를 생성할 수 있지만, 이들 신호들은, 신호들이 서로 반대 극성들을 갖도록 2차 감지 코일들(289A, 289B)이 정반대로 권취됨으로써 서로 상쇄될 수 있다. 유사하게, 제 3의 2차 감지 코일(289C) 및 제 4의 2차 감지 코일(289D)이 각각 2V 신호를 생성할 수 있지만, 이들 신호들은, 신호들이 서로 반대 극성들을 갖도록 2차 감지 코일들(289C, 289D)이 정반대로 권취됨으로써 서로 상쇄될 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 동안 수신기 제어 로직(280)에 대한 입력들은 각각 대략 0V일 수 있으며, 이는 송신 코일(214) 및 수신 코일(224)이 정렬됨을 표시할 수 있다.
[0068] 송신 코일(214)이 +Y 방향으로 정렬을 벗어나게(off-alignment) 이동함에 따라, 제 1의 2차 감지 코일(289A)에 의해 생성된 신호는 증가할 수 있는 반면에, 제 2의 2차 감지 코일(289B)에 의해 생성된 신호는 감소할 수 있다. 그 결과, 수신기 제어 로직(280)으로의 조합된 신호 입력은 양의 전압일 수 있다. 유사하게, 송신 코일(214)이 -Y 방향으로 정렬을 벗어나게 이동함에 따라, 제 2의 2차 감지 코일(289B)에 의해 생성된 신호는 증가할 수 있는 반면에, 제 1의 2차 감지 코일(289A)에 의해 생성된 신호는 감소할 수 있다. 그 결과, 수신기 제어 로직(280)으로의 조합된 신호 입력은 음의 전압일 수 있다.
[0069] 송신 코일(214)이 +X 방향으로 정렬을 벗어나게 이동함에 따라, 제 3의 2차 감지 코일(289C)에 의해 생성된 신호는 증가할 수 있는 반면에, 제 4의 2차 감지 코일(289D)에 의해 생성된 신호는 감소할 수 있다. 그 결과, 수신기 제어 로직(280)으로의 조합된 신호 입력은 양의 전압일 수 있다. 유사하게, 송신 코일(214)이 -X 방향으로 정렬을 벗어나게 이동함에 따라, 제 4의 2차 감지 코일(289D)에 의해 생성된 신호는 증가할 수 있는 반면에, 제 3의 2차 감지 코일(289C)에 의해 생성된 신호는 감소할 수 있다. 그 결과, 수신 제어 로직(280)으로의 조합된 신호 입력은 음의 전압일 수 있다.
[0070] 위의 예는 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 쌍들이 감산되도록 구성될 때의 상황을 설명한다. 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)의 쌍들은 일부 실시예들에서, 신호들을 합산하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 정렬된 상태에 대한 입력들은, 입력 값들이 오정렬 발생에 응답하여 변할 수 있는, 0이 아닌 값일 수 있다.
[0071] 도 5는 본 개시의 실시예에 따라, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 갖는 무선 전력 송신기(500)의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)은 수신 코일(214)의 중앙 영역 내에 포지셔닝될 수 있다. 자속 필드는 또한 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 의해 검출될 수 있는 무선 전력 전달 시스템(100)의 조건들에 응답하여 이러한 영역 내에서도 왜곡될 수 있다. 이 중앙 영역은 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)에 대해 필요한 두께를 증가시키지 않고 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D)을 위한 공간을 제공하도록 개방될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 각각은 도 3과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 수신기 제어 로직(280)에 독립적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 감지 코일들(289A, 289B, 289C, 289D) 중 적어도 일부는 도 4와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 공통 입력에 함께 커플링될 수 있다.
[0072] 부가적인 실시예들에서, 단일 무선 전력 전달 시스템(100) 내에 하나 초과의 무선 전력 송신기(112) 및 하나 초과의 무선 전력 수신기(122)가 있을 수 있다. 무선 전력 송신기들(112)의 수 및 무선 전력 수신기들(122)의 수가 증가함에 따라, 문제들 및 조합들은 이웃 코일들로부터의 프린징 필드들이 서로 상호작용할 수 있기 때문에 더 복잡해질 수 있다.
[0073] 본 개시의 실시예들은 또한 무선 전력 수신 장치(120)(도 1)의 자기 흡수 환경을 결정하기 위해 2차 감지 코일을 사용할 수 있으며, 이는 도 6 및 도 7을 참조하여 추가로 논의될 것이다.
[0074] 도 6은 컴포넌트(602)를 포함하는 무선 전력 수신 장치(600)의 일부의 단순화된 블록도이다. 무선 전력 수신기(122)(도 1)가 무선 전력 수신 장치(600) 내의 컴포넌트(602)의 자기 흡수에 관한 정보를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 자속 필드들은 컴포넌트(602)를 통해 누설되고 컴포넌트(602)에서 기생 발열(parasitic heating)을 유발할 수 있다. 컴포넌트(602)는 무선 전력 수신 장치(600)의 배터리일 수 있지만; 다른 컴포넌트들이 또한 고려된다. 일부 실시예들에서, 컴포넌트(602)는 컴포넌트(602)가 무선 전력 수신 장치(600)의 영역, 서브-시스템 등을 포함할 수 있도록 부가적인 서브-컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0075] 2차 감지 코일들(289E, 289F)은 컴포넌트(602)의 위 및 아래와 같이 컴포넌트(602) 부근에 포지셔닝될 수 있다. 2차 감지 코일들(289E, 289F)은 컴포넌트(602)의 특정 부근에서의 자속 필드의 측정 신호들을 제공하기 위해 수신기 제어 로직(280)(도 6에 도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 제 1의 2차 감지 코일(289E)은 컴포넌트(602)로의 자속 필드의 진입 경로를 따라 포지셔닝될 수 있고, 제 2의 2차 감지 코일(289F)은 컴포넌트(602)로의 자속 필드의 리턴 경로를 따라 포지셔닝될 수 있다. 컴포넌트(602)의 양 측들 상에서 자속 필드를 측정함으로써, 무선 전력 수신 장치(120)는 자속 필드가 컴포넌트(602)를 어떻게 침투하는지를 결정할 수 있다. 이러한 정보는 무선 전력 전달의 결과로서 발생하는 컴포넌트(602)의 자기 발열량을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
[0076] 도 7은 무선 전력 수신 장치(700)의 단순화된 블록도이다. 무선 전력 수신기(122)(도 1)가 무선 전력 수신 장치(700)의 자기 흡수에 관한 정보를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(700)는 전화기(예를 들어, 셀룰러폰, 스마트폰 등) 또는 다른 모바일 전자 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(700)는 무선 전력 수신 장치(700)의 주변부 주위의 다양한 위치들에 포지셔닝되는 2차 감지 코일들(289G, 289H, 289I, 289J, 289K, 289L)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2차 감지 코일들(289G, 289H, 289I, 289J, 289K) 각각은 무선 전력 수신 장치(700)의 케이스의 각각의 측(side)과 연관될 수 있다. 결과적으로, 2차 감지 코일(289G, 289H, 289I, 289J, 289K) 각각에 의해 생성되는 측정 신호들은 무선 전력 수신 장치(700) 전체로의 자속 침투(magnetic flux penetration)의 특성을 획득하는데 사용될 수 있으며, 이 정보는 무선 전력 전달의 결과로서 발생하는 무선 전력 수신 장치(700)의 자기 발열량을 결정하는데 사용될 수 있다.
[0077] 본 개시가 예시된 특정 실시예들에 관하여 본원에서 설명되었지만, 당업자들은 본 발명이 이에 한정되지 않는다는 것을 인식하고 인지할 것이다. 오히려, 예시되고 설명된 실시예들에 대한 다수의 추가들, 삭제들 및 수정들이 본 개시의 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 또한, 일 실시예로부터의 특징들은 발명자에 의해 고려되는 본 개시의 범위 내에 여전히 포함되면서 다른 실시예의 특징들과 조합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 수신기로서,
    무선 전력 송신기로부터의 무선 전력 전달에 응답하여, AC 전력 신호를 생성하도록 구성되는 수신 코일;
    상기 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드(magnetic flux field)에 응답하여 측정 신호들을 생성하도록 구성되는 복수의 2차 감지 코일들; 및
    상기 복수의 2차 감지 코일들에 동작 가능하게 커플링되는 제어 로직을 포함하고,
    상기 제어 로직은, 상기 복수의 2차 감지 코일들로부터 수신된 측정 신호들로부터 상기 자속 필드의 왜곡을 검출하는 것에 응답하여, 상기 수신 코일과 상기 무선 전력 송신기 사이의 오정렬(misalignment)을 검출하도록 구성되고,
    상기 복수의 2차 감지 코일들의 각각의 2차 감지 코일은 상기 제어 로직에 개별 측정 신호들을 제공하기 위해 상기 제어 로직에 독립적으로 커플링되고,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 상기 무선 전력 수신기의 케이스의 상이한 측(side)들과 연관되는 위치들에 포지셔닝되며,
    상기 제어 로직은 추가로, 상기 무선 전력 수신기의 케이스 및 내부 주변 컴포넌트들의 자속 침투(magnetic flux penetration)를 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 수신기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 로직은 상기 복수의 2차 감지 코일들 중 적어도 2개의 2차 감지 코일들을 함께 상기 제어 로직의 공통 입력에 커플링하는,
    무선 전력 수신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 2차 감지 코일들은 그 각각의 측정 신호들을 합산하여 상기 제어 로직의 공통 입력에 제공하도록 구성되는,
    무선 전력 수신기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 2차 감지 코일들은 그 각각의 측정 신호들을 감산하여 상기 제어 로직의 공통 입력에 제공하도록 구성되는,
    무선 전력 수신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 상기 수신 코일의 외측 주변부, 상기 수신 코일의 내부 영역, 상기 수신 코일의 위, 및 상기 수신 코일의 아래 중 적어도 하나 주위에 포지셔닝되는,
    무선 전력 수신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 상기 무선 전력 수신기의 주변 컴포넌트 주위에 포지셔닝되며, 상기 제어 로직은 추가로, 상기 주변 컴포넌트의 자속 침투를 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 수신기.
  9. 삭제
  10. 무선 전력 인에이블 장치(wireless power enabled apparatus)로서,
    무선 전력 수신기를 포함하고,
    상기 무선 전력 수신기는,
    수신 코일;
    상기 수신 코일 부근에 로케이팅된 복수의 2차 감지 코일들 ― 각각의 2차 감지 코일은 상기 수신 코일로의 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드의 측정 신호를 생성하도록 구성됨 ― ; 및
    상기 복수의 2차 감지 코일들에 동작 가능하게 커플링되는 제어 로직을 포함하고,
    상기 제어 로직은 상기 복수의 2차 감지 코일들에 의해 생성된 측정 신호들로부터의 입력들의 측정된 조합에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 전달 시스템의 오정렬을 검출하도록 구성되고,
    상기 복수의 2차 감지 코일들의 각각의 2차 감지 코일은 상기 제어 로직에 개별 측정 신호들을 제공하기 위해 상기 제어 로직에 독립적으로 커플링되고,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 상기 무선 전력 수신기의 케이스의 상이한 측들과 연관되는 위치들에 포지셔닝되며,
    상기 제어 로직은 추가로, 상기 무선 전력 수신기의 케이스 및 내부 주변 컴포넌트들의 자속 침투를 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 y-축을 따라 로케이팅되는 제 1의 2차 감지 코일 및 제 2의 2차 감지 코일 및 x-축을 따라 로케이팅되는 제 3의 2차 감지 코일 및 제 4의 2차 감지 코일을 포함하고,
    상기 제 1의 2차 감지 코일은 상기 y-축을 따라 +Y 위치에 로케이팅되고;
    상기 제 2의 2차 감지 코일은 상기 y-축을 따라 -Y 위치에 로케이팅되고;
    상기 제 3의 2차 감지 코일은 상기 x-축을 따라 +X 위치에 로케이팅되고; 그리고
    상기 제 4의 2차 감지 코일은 상기 x-축을 따라 -X 위치에 로케이팅되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 로직은 추가로, 자기 발열 조건(self heating condition) 및 상기 자속 필드 내의 이물질(foreign object)의 존재 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 로직은 추가로, 상기 입력들의 측정된 조합과 상기 제어 로직의 메모리에 저장된 복수의 기준 측정 조합들의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 오정렬의 양(amount)을 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 로직은 추가로, 상기 입력들의 측정된 조합과 상기 제어 로직의 메모리에 저장된 정렬 정보의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이물질의 존재를 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 로직은 추가로, 상기 입력들의 측정된 조합과 상기 제어 로직의 메모리에 저장된 복수의 기준 측정 조합들의 비교에 적어도 부분적으로 기초하여 자기 발열량을 결정하도록 구성되는,
    무선 전력 인에이블 장치.
  16. 무선 전력 수신기에서 무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법으로서,
    상기 무선 전력 수신기로, 무선 전력 송신기로부터의 무선 전력 전달을 위한 무선 전력 신호를 수신하는 단계;
    복수의 2차 감지 코일들로, 복수의 측정 신호들을 생성하는 단계 ― 각각의 측정 신호는, 상기 무선 전력 전달 동안 생성되는 자속 필드에 응답하는 상기 복수의 2차 감지 코일들 중 하나의 2차 감지 코일에 대응함 ―; 및
    상기 복수의 2차 감지 코일들에 의해 생성된 복수의 측정 신호들로부터 무선 전력 전달 시스템의 오정렬을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 2차 감지 코일들은 상기 무선 전력 수신기의 케이스의 상이한 측들과 연관되는 위치들에 포지셔닝되며,
    상기 방법은, 상기 무선 전력 수신기의 케이스 및 내부 주변 컴포넌트들의 자속 침투를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전달 시스템의 적어도 하나의 조건을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 조건은,
    상기 무선 전력 수신기를 포함하는 무선 전력 수신 장치의 적어도 일부의 자기 발열; 및
    상기 복수의 2차 감지 코일들에 의해 검출되는 자속 필드 내의 이물질의 존재 중 적어도 하나를 포함하는,
    무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 자속 필드 내에서 이물질의 존재를 검출하는 것은, 입력 전력에 대한 비교에 사용하기 위해, 상기 자기 발열과 관련된 정보를 상기 무선 전력 송신기에 통신하는 것을 포함하는,
    무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 측정 신호들이 오정렬로 인해 동적으로 변할 경우 상기 복수의 측정 신호들로부터 자기 발열 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 자기 발열 정보 및 수신 코일에 흡수된 전력을 포함하는 총 전력 손실을 상기 무선 전력 송신기에 통신하는 단계를 더 포함하는,
    무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    송신 코일과 수신 코일의 오정렬의 검출에 응답하여, 전력 레벨을 감소시키도록 상기 무선 전력 송신기에 요청을 통신하는 단계;
    상기 자속 필드 내의 이물질의 존재의 검출에 응답하여, 상기 전력 레벨을 감소시키도록 상기 무선 전력 송신기에 요청을 통신하는 단계;
    상기 송신 코일과 상기 수신 코일의 오정렬의 급격한 감소의 검출에 응답하여, 전력 레벨을 감소시키도록 상기 무선 전력 송신기에 요청을 통신하는 단계;
    상기 송신 코일과 상기 수신 코일의 오정렬이 감소되었다는 결정에 응답하여, 상기 전력 레벨을 증가시키도록 상기 무선 전력 송신기에 요청을 통신하는 단계; 및
    상기 이물질이 상기 자속 필드로부터 제거되었다는 결정에 응답하여, 상기 전력 레벨을 증가시키도록 상기 무선 전력 송신기에 요청을 통신하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    무선 전력 전달 시스템의 조건을 검출하는 방법.
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