KR102506325B1 - 물체 검출 기능이 있는 무선 전력 시스템 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 갖는다. 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 갖는 무선 충전 매트 또는 다른 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스는 송신된 무선 전력 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 무선 전력 수신 코일들을 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스는 이물체(foreign object) 검출 코일들을 가질 수 있다. 무선 전력 송신 동안 송신 코일 상에서 Q-인자 측정이 이루어질 수 있고/있거나, 이물체가 존재하는지 여부를 검출하기 위해 이물체 검출 코일들을 사용하여 전압 측정들이 이루어질 수 있다. 이물체 검출 코일들은 이물체 검출 범위를 향상시키기 위해 상이한 권취 패턴들을 갖는 중첩 코일들을 포함할 수 있다.

Description

물체 검출 기능이 있는 무선 전력 시스템{WIRELESS POWER SYSTEM WITH OBJECT DETECTION}
본 출원은, 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,460호, 및 2019년 8월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/889,162호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 이로써 그들 전체가 본 명세서에 참고로서 포함된다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 전력 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 디바이스들을 충전하기 위한 무선 전력 시스템들에 관한 것이다.
무선 충전 시스템에서, 충전 매트와 같은 무선 전력 송신 디바이스는 휴대용 전자 디바이스와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 휴대용 전자 디바이스는 코일 및 정류기 회로부를 갖는다. 휴대용 전자 디바이스의 코일은 무선 충전 매트로부터 교류 무선 전력 신호들을 수신한다. 정류기 회로부는 수신된 신호들을 직류 전력으로 변환한다. 만족스러운 동작을 보장하기 위해, 무선 충전 시스템은 이물체(foreign object)들을 검출하기 위한 회로부를 가질 수 있다.
미국 특허 공개공보 2019/0280533 A 미국 특허 공개공보 2020/0200937 A 미국 특허 공개공보 2018/0323659 A 미국 특허 공개공보 2018/0026482 A 미국 특허 공개공보 2018/0166928 A 미국 특허 등록공보 10,254,427 B
무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 갖는다. 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 갖는 무선 충전 매트 또는 다른 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스는 송신된 무선 전력 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 무선 전력 수신 코일들을 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수 있다.
무선 전력 송신 디바이스는 하나 이상의 권취 타입들의 이물체 검출 코일들을 갖는다. 무선 전력 송신 동안 송신 코일 상에서 Q-인자 측정이 이루어질 수 있고/있거나, 이물체가 존재하는지 여부를 검출하기 위해 이물체 검출 코일들을 사용하여 자기장 측정들이 이루어질 수 있다.
이물체 검출 코일들은 상이한 타입들의 중첩 코일들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이물체 검출 코일들은 나선형 권선들을 갖는 코일들의 제1 세트 및 8자형 권선들을 갖는 코일들의 제2 세트를 포함할 수 있다. 제1 코일과 제2 코일을 중첩시킴으로써, 이물체 검출 정확도가 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 예시적인 무선 전력 송신 신호의 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 무선 전력 송신기에서의 예시적인 측정 회로부를 도시한 회로도이다.
도 4, 도 5, 도 6, 및 도 7은 일 실시예에 따른 예시적인 무선 전력 송신기 코일들 및 이물체 검출 코일들의 도면들이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 무선 전력 시스템의 측단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 나선형 권선을 갖는 예시적인 이물체 검출 코일의 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른, 각자의 시계 방향 및 반시계 방향 권취 센서들을 갖는 서브코일들의 쌍을 형성하는 8자형 권선을 갖는 예시적인 이물체 검출 코일의 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른, 이물체 검출 코일 내의 예시적인 무선 전력 송신 코일의 일부분 및 중첩 서브코일들의 측단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른, 이물체 위치의 함수로서인, 중첩 나선형 및 8자형 이물체 검출 코일들로부터의 잠재적인 출력 판독치들을 도시한 그래프이다.
무선 전력 시스템은 무선 충전 매트와 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스는 손목시계, 셀룰러 전화기, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 또는 다른 전자 장비와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 무선 전력 수신 디바이스는 디바이스에 전력을 공급하기 위해 그리고 내부 배터리를 충전하기 위해 무선 전력 송신 디바이스로부터의 전력을 사용한다.
무선 전력은 무선 전력 수신 디바이스 내의 배터리를 충전하고/하거나 다른 부하 회로부에 전력을 공급하기 위해 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 사용하여 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 송신된다. 무선 전력 수신 디바이스는 수신된 무선 전력 신호들을 직류 전력으로 변환하는 정류기 회로부에 결합된 하나 이상의 무선 전력 수신 코일들을 갖는다.
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 포함하고, 무선 전력 수신 디바이스(24)와 같은 무선 전력 수신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스(12)는 제어 회로부(16)를 포함한다. 무선 전력 수신 디바이스(24)는 제어 회로부(30)를 포함한다. 제어 회로부(16) 및 제어 회로부(30)와 같은 시스템(8) 내의 제어 회로부는 시스템(8)의 동작을 제어하는 데 사용된다. 이 제어 회로부는 마이크로프로세서들, 전력 관리 유닛들, 기저대역 프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, 마이크로제어기들, 및/또는 프로세싱 회로들을 갖는 주문형 집적 회로들과 연관된 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부는 디바이스들(12, 24) 내의 원하는 제어 및 통신 특징부들을 구현한다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는, 코일들을 선택하고, 전력 송신 레벨들을 결정하고, 이물체를 검출하고 다른 태스크들을 수행하기 위해 센서 데이터 및 기타 데이터를 프로세싱하고, 사용자 입력을 프로세싱하고, 디바이스들(12, 24) 사이의 협상들을 처리하고, 대역내 및 대역외 데이터를 전송 및 수신하고, 측정을 실시하고, 시스템(8)의 동작을 다른 방식으로 제어하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 구성에서, 디바이스(12)의 프로세싱 회로부는 동전들, 종이 클립들, 신용 카드들 등과 같은 이물체들의 존재에 대해 모니터링하기 위해 이물체 검출 코일들을 사용하고, 이물체가 존재하는 것을 검출하는 것에 응답하여 적절한 액션(예를 들어, 전력 송신 중지)을 취한다.
시스템(8) 내의 제어 회로부는 하드웨어(예를 들어, 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(예를 들어, 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(예를 들어, 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 또는 충전 퍽(charging puck))일 수 있거나, 케이블에 의해 전력 어댑터 또는 다른 장비에 결합되는 무선 충전 매트 또는 퍽일 수 있거나, 휴대용 디바이스일 수 있거나, 가구, 차량, 또는 다른 시스템에 통합된 장비일 수 있거나, 탈착가능 배터리 케이스일 수 있거나, 또는 다른 무선 전력 전송 장비일 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 예시적인 구성들은 때때로 본 명세서에서 일례로서 설명된다.
전력 수신 디바이스(24)는 손목시계, 셀룰러 전화기, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 이어 버드와 같은 액세서리, 또는 다른 전자 장비와 같은 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트(예를 들어, 교류 전원)에 결합될 수 있고, 전력을 공급하기 위한 배터리를 가질 수 있고, 그리고/또는 다른 전력의 공급원을 가질 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트로부터의 AC 전력 또는 기타 전원을 DC 전력으로 변환하기 위한 AC-DC 전력 변환기(14)와 같은 교류(AC)-직류(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 사용한다. 전력 송신 회로부(52)는 무선 전력 송신 코일들(36)과 같은 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 통해 AC 전류 신호들을 생성하기 위하여 제어 회로부(16)에 의해 제공되는 제어 신호들에 기초하여 턴 온/턴 오프되는 스위칭 회로부(예를 들어, 트랜지스터들로 형성된 인버터 회로부(61))를 가질 수 있다. 이들 코일 구동 신호들은 코일(들)(36)이 무선 전력을 송신하게 한다. 코일들(36)은 (예를 들어, 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 구성들에서) 평면 코일 어레이로 배열될 수 있거나, (예를 들어, 디바이스(12)가 무선 충전 퍽인 구성들에서) 코일들의 클러스터를 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 배열들에서, 디바이스(12)(예를 들어, 충전 매트, 퍽 등)는 단일 코일만을 가질 수 있다. 다른 배열들에서, 무선 충전 디바이스는 다수의 코일들(예를 들어, 2개 이상의 코일들, 5 내지 10개의 코일들, 적어도 10개의 코일들, 10 내지 30개의 코일들, 35개 미만의 코일들, 25개 미만의 코일들, 또는 다른 적합한 수의 코일들)을 가질 수 있다.
AC 전류들이 하나 이상의 코일들(36)을 통과함에 따라, 교류 전자기(예를 들어, 자기)장(무선 전력 신호들(44))이 생성되며, 이들은 전력 수신 디바이스(24) 내의 코일(들)(48)과 같은 하나 이상의 대응하는 수신기 코일들에 의해 수신된다. 디바이스(24)는 단일 코일(48), 적어도 2개의 코일들(48), 적어도 3개의 코일들(48), 적어도 4개의 코일들(48), 또는 다른 적합한 수의 코일들(48)을 가질 수 있다. 교류 전자기장이 코일(들)(48)에 의해 수신될 때, 대응하는 교류 전류가 코일(들)(48)에 유도된다. 브리지 네트워크 내에 배열된 동기 정류 금속 산화물 반도체 트랜지스터들과 같은 정류 컴포넌트들을 포함하는 정류기 회로부(50)와 같은 정류기 회로부는 하나 이상의 코일들(48)로부터의 수신된 AC 신호들(전자기 신호들(44)과 연관된 수신된 교류 신호들)을 디바이스(24)에 전력을 공급하기 위한 DC 전압 신호들로 변환한다.
정류기 회로부(50)에 의해 생성된 DC 전압들(때때로 정류기 출력 전압 Vrect로 지칭됨)은 배터리(58)와 같은 배터리를 충전하는 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, 발광 다이오드 상태 표시자들, 다른 발광 및 광 검출 컴포넌트들 및 다른 컴포넌트들과 같은 입출력 디바이스들(56)을 포함할 수 있고, 이들 컴포넌트들(이들은 디바이스(24)에 대한 부하를 형성함)은 정류기 회로부(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 통신들을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다. 디바이스(12)는, 예를 들어, 안테나를 사용하여 무선으로 대역외 신호들을 디바이스(24)로 송신하는 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 사용하여 디바이스(12)로부터 대역외 신호들을 수신할 수 있다. 디바이스들(12, 24) 사이의 대역내 송신들은 코일들(36, 48)을 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 주파수-시프트 키잉(frequency-shift keying, FSK)은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되고, 진폭-시프트 키잉(amplitude-shift keying, 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 전달될 수 있다.
전력 송신 디바이스(12) 및 전력 수신 디바이스(24)는, 무선 전력 전송을 제어하기 위해, 수신된 전력, 충전 상태 등과 같은 정보를 통신할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 전술된 기술이 기능하기 위해 개인적으로 식별가능한 정보의 송신을 수반할 필요는 없다. 주의할 점으로, 이러한 충전 기술의 임의의 구현이 개인적으로 식별가능한 정보의 사용을 수반하는 범위까지, 구현자들은 일반적으로 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 산업 또는 정부 요건들을 충족하거나 초과하는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 함에 유의한다. 특히, 개인적으로 식별가능한 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험성들을 최소화하도록 관리되고 처리되어야 하며, 인가된 사용의 성질은 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다.
제어 회로부(16)는 디바이스(12)의 충전 표면 상의 외부 물체들을 검출하기 위해(예를 들어, 충전 매트의 상부 상에서, 또는, 원하는 경우, 충전 퍽의 결합 표면에 인접한 물체들을 검출하기 위해) 사용될 수 있는 외부 물체 측정 회로부(41)를 갖는다. 회로부(41)는 코일들, 종이 클립들, 및 기타 금속성 물체들과 같은 이물체들을 검출할 수 있고, 무선 전력 수신 디바이스들(24)의 존재를 검출할 수 있다(예를 들어, 회로부(41)는 하나 이상의 코일들(48)의 존재를 검출할 수 있다). 물체 검출 동작 및 특성화 동작 동안, 외부 물체 측정 회로부(41)는 코일들(36) 상에서 그리고/또는 이물체 검출 코일들(70) 상에서 측정들을 수행하여 디바이스(12) 상에 임의의 디바이스들(24)이 존재하는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 배열에서, 제어 회로부(16)의 측정 회로부(41)는 신호 생성기 회로부(예를 들어, 하나 이상의 프로브 주파수들에서 AC 프로브 신호들을 생성하기 위한 발진기 회로부, 인덕턴스 정보, Q-인자 정보 등을 수집하기 위해 임펄스 응답들이 측정될 수 있도록 임펄스들을 생성할 수 있는 펄스 생성기 등) 및 신호 검출 회로부(예를 들어, 필터들, 아날로그-디지털 변환기들, 임펄스 응답 측정 회로들 등)를 포함한다. 일부 구성들에서, 무선 전력 전송 동작들 동안 Q-인자 측정들 및 다른 측정들이 수행될 수 있다. 디바이스(12) 내의 스위칭 회로부는 무선 전력 송신 및/또는 이물체 검출 동작들 동안 원하는 코일들을 사용하도록 스위칭하는 데 사용될 수 있다.
제어 회로부(30) 내의 측정 회로부(43) 및/또는 제어 회로부(16) 내의 측정 회로부(41)는 전류 및 전압 측정들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이러한 정보 또는 다른 정보에 기초하여, 제어 회로부(30)는 코일들(48)에 의한 무선 전력 수신을 향상시키는 것을 돕도록 정류기 회로부(50)를 구성할 수 있다.
도 2는 무선 전력 송신 동안의 예시적인 무선 전력 송신 신호를 도시한 그래프이다. 무선 전력 송신 코일 신호(72)(예를 들어, 코일 전압)는 인버터(61)가 무선 전력 송신 코일을 구동함에 따라 인버터(61)에 의해 설정되는 교류 파형에 의해 특징지어진다. 도 2의 예에서, 이 파형은 구형파이다. 원하는 경우, 다른 타입들의 교류(AC) 파형들이 공급될 수 있다. AC 구동 신호의 주파수는 10 ㎑ 내지 1 ㎒, 적어도 50 ㎑, 300 ㎑ 미만, 또는 다른 적합한 주파수일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 링잉(ringing)(74)이 무선 전력 송신 코일 신호(72)에 유도될 수 있다(예를 들어, AC 구동 신호의 각각의 구형파 사이클로부터 생성되는 링잉 및/또는 무선 전력 송신 동안 제어 회로부(16)에 의해 무선 전력 송신 코일에 개별적으로 인가되는 임펄스들로부터 생성되는 링잉). 아날로그-디지털 변환기 회로부, 피크 검출 회로부, 엔벨로프 검출 회로부, 및/또는 제어 회로부(16) 내의 다른 측정 회로부(41)를 사용하여, 무선 전력 송신 코일 신호의 링잉 성분의 크기와 주파수 및 감쇠 엔벨로프(decay envelope)(76)가 측정될 수 있으며, 이에 의해 인덕턴스 L 및 Q-인자와 같은 코일 파라미터들이 측정되게 할 수 있다. 이물체가 존재하지 않을 때, 감쇠 엔벨로프는 (예로서) 예시적인 감쇠 엔벨로프(76)에 의해 도시된 타입의 형상을 가질 수 있다. 이물체가 존재할 때, 감쇠 응답(damped response)(예를 들어, 감쇠 엔벨로프(damped envelope)(76') 참조)이 나타날 수 있다.
도 3은 예시적인 송신 코일 회로의 회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 측정 회로부(41)는 무선 전력 송신 코일(36) 상의 신호(72)(신호(72)의 링잉 부분 포함)를 측정하도록 구성된 전압 센서를 가질 수 있다. 도 3의 컴포넌트들(예를 들어, 코일(36) 및 커패시터(C))은 측정가능한 주파수(예를 들어, 적어도 0.2 ㎒, 적어도 0.5 ㎒, 약 1 ㎒, 2 ㎒ 미만, 1.5 ㎒ 미만, 또는 다른 적합한 주파수의 주파수)로 튜닝되는 병렬 공진 회로를 형성한다. 커패시터(C)는 링잉(74)의 주파수를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 커패시터(C)의 값은 적어도 0.2 nF, 적어도 2 nF, 22 nF, 200 nF 미만, 400 nF 미만, 또는 다른 적절한 값일 수 있다. 커패시터(C)의 부재 시, 링잉(74)의 주파수는 수십 ㎒ 일 수 있으며, 이는 측정 문제들을 야기할 수 있다. 커패시터(C)의 존재 시 - 커패시터(C)는 코일(36)을 가로질러 결합됨 -, 링잉(74)의 주파수는 (예를 들어, 수백 ㎑, 1 ㎒, 또는 다른 적합한 주파수로) 감소될 수 있고, 이에 의해 측정 회로부(41)를 이용한 링잉(74)의 측정을 용이하게 할 수 있다.
동작 동안, 제어 회로부(16)는 측정 회로부(41)를 사용하여 (예를 들어, 감쇠 엔벨로프(76)를 측정함으로써) Q-인자와 같은 코일 특성을 측정하여 이물체가 코일(36) 상에 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 이물체들(예를 들어, 금속 물체들)의 존재 시, 무선 전력 신호들은 이물체에 와전류들을 유도하고 이는 Q-인자의 더 낮은 값들을 생성할 것이다. Q의 측정된 값이 미리 결정된 임계치보다 작다는 것을 검출하는 것에 응답하여(또는 다른 적합한 검출 기준들을 사용하여), 제어 회로부(16)는 이물체가 존재할 가능성이 높다고 결론을 내릴 수 있고, (예를 들어, 시스템(8)의 사용자에게 통지하거나, 무선 전력 송신을 중지하거나, 송신되는 전력량을 상대적으로 낮은 레벨로 감소시키는 등에 의해) 적절한 액션을 취할 수 있다. 링잉 신호의 분석은 전력 송신 동작 중에 수행될 수 있으므로, 이물체들을 검출하기 위해 전력 송신이 중단될 필요는 없다.
원하는 경우, 제어 회로부(16)는 이물체 검출 코일들(70)을 사용하여 이물체들을 검출할 수 있다. 코일들(70)은 코일들(36) 중 하나 이상과 완전히 또는 부분적으로 중첩되도록 배열될 수 있다. 도 4, 도 5, 도 6, 및 도 7은 코일들(70)이 중첩 송신 코일(36)에 대한 이물체 검출을 제공하도록 구성된 코일들의 4개의 중첩 층들을 포함할 수 있는 방식을 도시한다. 도 4 및 도 5의 예에서, 코일들(70)은 링(ring)의 세그먼트들을 형성한다. 코일들(70)의 레이아웃은 도 4와 도 간에 상이하며, 검출 감도를 향상시키기 위한 것이다. 도 6 및 도 7의 예에서, 코일들(70)은 부채꼴들(예를 들어, 웨지들)의 형상을 갖는다. 도 6 및 도 7의 코일들(70)의 패턴들은 서로 상이하고, 도 4 및 도 5의 코일들(70)의 코일 패턴들과 상이하여 상이한 영역들에서 감도를 생성하며 이에 의해 이물체 검출 범위를 향상시킨다. 도 4, 도 5, 도 6, 및 도 7의 예시적인 구성에는 코일들(70)의 4개의 층들이 있으며, 총 16개의 코일들(70)이 있다. 일반적으로, 코일들(70)의 하나의 층, 코일들(70)의 적어도 2개의 층들, 코일들(70)의 적어도 3개의 층들, 코일들(70)의 적어도 4개의 층들, 또는 다른 적합한 개수의 이물체 검출 코일 층들이 있을 수 있다. 코일들(70)은 가요성 인쇄 회로 기판들 및/또는 다른 기판들, 금속 와이어들, 또는 다른 신호 경로들 상의 금속 트레이스들과 같은 신호 라인들로부터 형성될 수 있다. 일부 구성들에서, 코일들(70)은 나선형 코일들 및/또는 8자형 코일들을 포함할 수 있다.
도 8은 시스템(8)의 측단면도이다. 도 8의 예시적인 구성에서, 디바이스(12)는 가요성 인쇄 회로(78)와 중첩되는 단일 무선 전력 송신 코일(36)을 갖는다. 페라이트 층(80)과 같은 자성 재료의 층은 코일(36) 및 가요성 인쇄 회로(78)에 의해 중첩될 수 있다. 이물체 검출 코일들(70)은 가요성 인쇄 회로(78) 내의 금속 트레이스들로 형성된다. 가요성 인쇄 회로(78)는 코일(36)과 자성 재료의 층(예를 들어, 층(80))사이에 개재된다. 무선 전력 수신 디바이스(24)의 오정렬은 검출 코일 전압들 사이에 불균형을 야기하며, 이는 일부 상황들에서 이물체의 외관을 모방할 수 있다. 인쇄 회로(78)를 코일(들)(36) 아래에 배치함으로써, 인쇄 회로(78) 및 코일들(70)이 무선 전력 송신 코일(36)과 페라이트 층(80) 사이에 개재되어 무선 전력 송신 코일(36)에 대한 무선 전력 수신 디바이스(24)의 오정렬에 대한 감도를 감소시킨다.
디바이스(12)의 회로부는 인쇄 회로(84)에 실장된 컴포넌트들(82)로부터 형성될 수 있다. 커넥터(86)는 인쇄 회로(84) 상의 회로부를 인쇄 회로(78) 내의 이물체 검출 코일들(70)에 전기적으로 결합시킨다. 와이어들(예를 들어, 리츠(Litz) 와이어의 길이들)은 인버터(61)를 코일(36)의 각자의 단자들에 전기적으로 결합시킨다.
이물체(90)과 같은 이물체들은 코일(36)위에(예를 들어, 코일(36)의 중심으로부터 거리(R)에) 위치될 수 있다. 제어 회로부(16)는 물체(90)과 같은 물체들의 존재에 대해 모니터링하기 위해 이물체 검출 코일들(70)을 사용하여 자기장(B)을 측정한다.
검출 감도를 향상시키기 위해, 이물체 검출 코일들(70)은 상이한 권취 타입들의 코일들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일들(70) 중 일부는 나선형 권취 패턴들을 가질 수 있고, 코일들(70) 중 일부는 8자형 권취 패턴들을 가질 수 있다. 각각의 타입의 코일은 이물체들에 대해 감도의 상이한 피크(peak)들 및 밸리(valley)들을 나타낼 수 있어서, 상이한 타입들의 권취 패턴들을 갖는 중첩 코일들에 의해, 블라인드 스폿(blind spot)들이 회피될 수 있다.
도 9는 나선형 권선을 갖는 예시적인 이물체 검출 코일이다. 도 9의 예시적인 코일(70)의 권선의 전도성 경로(라인)(92)는 원하는 코일 외곽선 내에 정합되는 나선형 형상을 갖는다. 도 9의 코일(70)은 링의 1/4 세그먼트의 형상을 갖는다. 거리(반경)(R)는 코일(36)의 중심으로부터의 거리와 연관된다. 원하는 경우, 웨지 형상 코일 형상들 및 다른 코일 외곽선들이 사용될 수 있다. 단자들(94)은 제어 회로부(16)(예를 들어, 측정 회로부(41))에 전기적으로 결합된다. 동작 동안, 단자들(94) 양단간의 전압의 변화(ΔV)들이 회로부(41)에 의해 모니터링되어 이물체(90)가 존재하는지를 결정한다. 도 9의 나선형 코일 권선에는 임의의 적합한 턴 수(예를 들어, 적어도 하나, 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 5개, 적어도 10개, 20개 미만 등)가 존재할 수 있다.
도 10은 8자형 권선을 갖는 예시적인 이물체 검출 코일이다. 도 10의 예시적인 코일(70)의 전도성 경로(라인)(96)는 (예로서) 링의 1/4 세그먼트의 형상을 갖는 외곽선을 갖는다. 도 10의 코일(70) 및 도 9의 코일(70)(예를 들어, 매칭 코일 외곽선들)에 대한 공통 형상의 사용은 도 10의 코일(70)이 도 9의 코일(70)의 외곽선과 중첩되고 매칭되게 한다. 원하는 경우, 다른 형상들(예를 들어, 도 6의 웨지 형상들과 같은 다른 형상들 또는 중첩 나선 코일의 형상과 매칭되는 다른 형상들)이 사용될 수 있다.
전도성 경로(96)는 단자들(98)에 의해 측정 회로부(41)에 결합된다. 도 10의 코일(70)의 제1 부분은 제1 권취 감지(예를 들어, 시계 방향)를 갖는 제1 서브코일(C1)을 형성하는 반면, 도 10의 코일(70)의 제2 부분은 제2 권취 감지(예를 들어, 시계방향 권취 감지)를 갖는 제2 서브코일(C2)을 형성한다. 서브코일들(C1, C2)이 반대방향 권취 감지들을 갖기 때문에, 도 10의 코일(70)은 측방향 자기장들에서의 섭동들에 민감한 경향이 있다. 이러한 감도는 도 9의 코일(70)의 감도에 상보적이어서, 도 9의 코일(70) 및 도 10의 코일(70) 둘 모두를 사용함으로써, 이물체 검출 블라인드 스폿들이 회피된다. 코일들(C1 및/또는 C2)은 각각 (도 10에 도시된 바와 같은) 단일 턴을 가질 수 있고/있거나 코일 C1 및/또는 코일 C2는 2개 이상의 턴들을 가질 수 있다.
도 11은 무선 전력 송신 동안 코일(36)이 측방향 자기장들(B1, B1', B2, B2')을 생성할 수 있는 방식을 도시한 도면이다. 8자형 코일(70)은 코일(36)의 각자의 부분들과 중첩되는 영역들에서 제1 서브코일(C1) 및 제2 서브코일(C2)을 갖는다(예를 들어, 코일(70)은 도 4 및 도 5에 도시된 타입의 1/4 링 세그먼트 형상을 가질 수 있다). 동작 동안 코일(36)과 연관된 자기장들의 거동은 이물체(90)가 존재하는지 여부에 의존한다. 물체(90)의 부재 시, 코일들(36)은 자기장들(B1, B2)을 생성한다. 자기장(B1)은 코일(C1)을 통해 상향으로 통과하는 제1 부분 및 코일(C2)을 통해 하향으로 통과하는 제2 부분을 갖는다. 이는 코일(70)의 단자들에서 생성된 ΔV 값을 생성하기 위해 보강적으로(constructively) 추가되는 2개의 전압 기여들을 유도한다. 자기장(B2)은 코일(C1)을 통과하지만 코일(C2)을 통과하지 않아서, 이 예에서 자기장(B2)은 유도 전압(ΔV)에 덜 기여한다.
자성 강철로부터 형성된 종이 클립 또는 자성 재료로부터 형성된 다른 물체(예를 들어, 도 11의 이물체(90))와 같은 자기 이물체의 존재 시에 자기장이 섭동된다. 도 11의 예에서, 자기장(B1)은 이물체(90)의 존재 시에 도 11의 자기장(B1')의 경로를 따를 수 있으며, 이는 이물체(90)의 부재 시에 유도된 전압과 유사한 전압을 유도한다. 반면에, 자기장(B2)은 이제 도 11의 자기장(B2')의 경로를 따르는데, 이는 도 11의 이물체(90)의 자성 재료가 브리지를 형성하기 때문이다. 결과적으로, 자기장(B2')은 코일(C1)을 통해 상향으로 그리고 코일(C2)을 통해 하향으로 통과하고, 따라서 자기장(B2) 보다 더 많은 전압(ΔV)을 유도한다. 측정 회로부(41)를 사용하여, 회로부(16)는 이물체(90)의 존재로부터 생성되는 ΔV의 값의 차이를 측정하며, 이에 의해 이물체(90)가 존재할 경우를 검출한다.
도 12는 나선형 이물체 검출 코일(예를 들어, 도 9의 코일(70))의 응답(ΔV1) 및 자기 이물체와 같은 이물체가 코일(36)의 중심으로부터 거리(R)에 위치될 때 동일한 외곽선을 갖는 중첩 8자형 코일의 응답(ΔV2)을 도시한 그래프이다. 그래프에 의해 도시된 바와 같이, 나선형 코일은 거리(XM)에서 이물체들의 존재에 최소 감도를 나타낼 수 있다. 이 위치에서, 8자형 코일은 최대 감도를 가져서, 상이한 권취 패턴들을 갖는 코일들의 응답들이 상보적이고 검출 블라인드 스폿들이 회피된다. 이러한 예가 증명하듯이, 중첩 검출 코일들(70)의 사용은 디바이스(12)가 자기 이물체를 검출하는 것을 돕는다.
비자기 이물체의 존재 시, 이물체는 자기장을 상이하게 섭동할 수 있다. 특히, 자기 이물체의 경우처럼 자기장들을 위한 브리지를 형성하는 대신에, 비자기 이물체는 자속을 차단하는 경향이 있을 수 있다. 결과적으로, 나선형 및 8자형 코일들과 같은 코일들에 대한 코일들(70)에 유도된 전압들은 이물체의 부재 시에, 그룹 내의 다른 코일들에 비해 감소되는 경향이 있을 것이다. 자속이 송신기의 한 부분에서 차단되는 경우, 자속은 다른 섹션들(검출 코일들)을 통해 증가되고 이들의 전압들은 이러한 경우에 증가된다(총 자속(net flux)은 여전히 동일하다). 그러나, 자기 이물체의 존재 시에, 자속은 차단되기보다는 브리지되기 때문에 이물체에 매우 근접한 주변에서만 섭동된다.
도 9, 도 10, 도 11 및 도 12의 예에서, 이물체 검출 코일들(70)은 제1 타입의 코일들의 제1 세트(예를 들어, 4개 이상의 나선형 코일들의 세트) 및 제1 타입과는 상이한 제2 타입의 코일들의 제2 세트(예를 들어, 4개 이상의 8자형 코일들의 세트)를 포함한다. 이들 코일들은 1/4 링 세그먼트 형상들 또는 다른 적합한 형상들을 가질 수 있다. 원하는 경우, 다른 타입들의 코일(70) 및/또는 다른 코일 형상들이 사용될 수 있다. 코일들(70)의 외곽선들은 서로 완전히 또는 부분적으로 중첩될 수 있고, 코일(36)의 권선들과 완전히 또는 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 4 및 도 5의 예시적인 1/4 링 세그먼트 코일들(70)은 코일(36)의 권선들과 완전히 중첩되고(예를 들어, 코일들(70)의 권선들 중 어느 것도 코일(36)의 풋프린트 밖으로 벗어나지 않음), 반면에 도 6 및 도 7의 예시적인 웨지 형상 코일들(70)은 코일(36)의 권선들과 부분적으로 중첩되고 링-형상 코일(36)의 빈 중심과 부분적으로 중첩된다. 코일들(70)은 코일들의 단지 하나의 층(예를 들어, 도 4의 코일 층)을 포함할 수 있고, 코일들의 단지 2개의 층들(예를 들어, 도 4의 패턴 및 나선형 권선들을 갖는 제1 층 및 도 4의 패턴 및 매칭되는 8자형 권선들을 갖는 제2 층)을 포함할 수 있고, 코일들의 3개 이상의 층들을 포함할 수 있고, 상이한 코일 형상들 및/또는 배향들을 갖는 코일 층들을 포함할 수 있고/있거나(예를 들어, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7의 층들 참조), 코일들의 다른 배열들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 디바이스에 무선 전력을 송신하기 위한 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 코일을 포함하는 무선 전력 송신 회로부, 상기 무선 전력 송신 코일과 중첩되는 적어도 제1 및 제2 상이한 권취 패턴들의 이물체(foreign object) 검출 코일들, 및 상기 이물체 검출 코일들을 사용하여 이물체의 존재에 대해 모니터링하도록 구성된 제어 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 권취 패턴은 나선형 권취 패턴을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제2 권취 패턴은 8자형 권취 패턴을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 이물체 검출 코일들은 제1 권취 패턴의 이물체 검출 코일들의 제1 세트 및 제2 권취 패턴의 이물체 검출 코일들의 제2 세트를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 세트 내에는 제1 권취 패턴의 적어도 4개의 이물체 검출 코일들이 있다.
다른 실시예에 따르면, 제2 세트 내에는 제2 권취 패턴의 적어도 4개의 이물체 검출 코일들이 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 권취 패턴은 하나 이상의 나선형 코일 권취 패턴(들)을 포함하고, 제2 타입은 하나 이상의 8자형 권취 패턴(들)을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 이물체 검출 코일들 각각은 링의 1/4 세그먼트 외곽선을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제1 세트 내의 이물체 검출 코일들 각각은 제2 세트 내의 이물체 검출 코일들의 각자의 하나와 중첩된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 코일은 다수의 턴들을 갖고, 이물체 검출 코일들 각각은 턴들과 완전히 중첩되고 무선 전력 송신 코일 내의 중심 개구와 중첩되지 않는다.
다른 실시예에 따르면, 제1 권취 패턴의 이물체 검출 코일들 각각은 제2 권취 패턴의 이물체 검출 코일들 중 각자의 하나와 중첩되고 공통 형상을 공유한다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 디바이스에 무선 전력을 송신하기 위한 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 송신 회로부, 코일, 및 무선 전력 송신 회로부가 코일 구동 신호로 코일을 구동하여 무선 전력을 무선 전력 송신 디바이스로 송신하는 동안, 코일에 대한 Q-인자 측정치들을 수집하여 이물체들을 검출하도록 구성된 제어 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는 이물체 검출 코일을 포함하고, 무선 전력 송신 회로부는 코일 구동 신호가 흐르는 무선 전력 송신 코일, 및 코일 구동 신호를 무선 전력 송신 코일에 공급하도록 구성된 인버터를 포함하며, 코일 구동 신호는 교류 신호를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 코일 구동 신호에서의 공진 특성(들)을 측정함으로써 Q-인자 측정치들을 수집하도록 구성된 측정 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 회로부는 코일을 가로 질러 결합된 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 Q-인자 측정치들 중 하나가 미리 결정된 임계값 미만임을 검출하는 것에 응답하여 무선 전력의 송신을 중단하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 디바이스에 무선 전력을 송신하기 위한 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 코일을 포함하는 무선 전력 송신 회로부, 나선형 권취 패턴을 갖는 나선형 권취 이물체 검출 코일, 및 8자형 권취 패턴을 갖는 8자형 권취 이물체 검출 코일을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 나선형 권취 이물체 검출 코일 및 8자형 권취 이물체 검출 코일은 서로 중첩된다.
다른 실시예에 따르면, 나선형 권취 이물체 검출 코일 및 8자형 권취 이물체 검출 코일은 무선 전력 송신 코일과 적어도 부분적으로 중첩된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 무선 전력 송신 디바이스는 자성 재료의 층, 및 나선형 권취 이물체 검출 코일 및 8자형 권취 이물체 검출 코일을 형성하는 금속 트레이스들을 갖는 인쇄 회로를 포함하며, 인쇄 회로는 무선 전력 송신 코일과 자성 재료의 층 사이에 개재된다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 무선 전력 송신 디바이스는 자성 재료의 층, 및 나선형 권취 이물체 검출 코일 및 8자형 권취 이물체 검출 코일을 형성하는 금속 트레이스들을 갖는 인쇄 회로를 포함하며, 인쇄 회로는 무선 전력 송신 코일에 대한 무선 전력 수신 디바이스의 오정렬에 대한 감도를 감소시키기 위해 무선 전력 송신 코일과 자성 재료의 층 사이에 개재된다.
전술한 것은 단지 예시적인 것이며 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (29)

  1. 무선 전력 수신 디바이스에 무선 전력을 송신하기 위한 무선 전력 송신 디바이스로서,
    무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 코일을 포함하는 무선 전력 송신 회로부;
    상기 무선 전력 송신 코일과 중첩되는 적어도 제1 및 제2 상이한 권취 패턴들의 이물체(foreign object) 검출 코일들; 및
    상기 이물체 검출 코일들을 사용하여 이물체의 존재에 대해 모니터링하도록 구성된 제어 회로부를 포함하고,
    상기 제1 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들은 제1 권취 타입을 갖고 제1 층에 형성되고, 상기 제2 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제1 권취 타입과 상이한 제2 권취 타입을 갖고 상기 제1 층과 상이한 제2 층에 형성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 권취 패턴은 나선형 권취 패턴을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 권취 패턴은 8자형 권취 패턴을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 내에는 상기 제1 권취 패턴의 4개의 이물체 검출 코일들이 있는, 무선 전력 송신 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 층 내에는 상기 제2 권취 패턴의 4개의 이물체 검출 코일들이 있는, 무선 전력 송신 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 권취 패턴은 하나 이상의 나선형 코일 권취 패턴(들)을 포함하고, 상기 제2 권취 패턴은 하나 이상의 8자형 권취 패턴(들)을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이물체 검출 코일들 각각은 링(ring)의 1/4 세그먼트 외곽선을 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제2 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들과 중첩되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 층의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 무선 전력 송신 코일과 중첩되고 상기 무선 전력 송신 코일의 중심 개구와는 중첩되지 않는, 무선 전력 송신 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 층의 상기 제1 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들 각각은 상기 제2 층의 상기 제2 권취 패턴의 상기 이물체 검출 코일들 중 각자의 하나와 중첩되고 공통 형상을 공유하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서,
    자성 재료의 층; 및
    상기 이물체 검출 코일들을 형성하는 금속 트레이스들을 갖는 인쇄 회로를 더 포함하고, 상기 인쇄 회로는 상기 무선 전력 송신 코일과 상기 자성 재료의 층 사이에 개재되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  21. 제1항에 있어서,
    자성 재료의 층; 및
    상기 이물체 검출 코일들을 형성하는 금속 트레이스들을 갖는 인쇄 회로를 더 포함하고, 상기 인쇄 회로는 상기 무선 전력 송신 코일에 대한 상기 무선 전력 수신 디바이스의 오정렬에 대한 감도를 감소시키기 위해 상기 무선 전력 송신 코일과 상기 자성 재료의 층 사이에 개재되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층에 형성된 상기 이물체 검출 코일들은 제1 배향을 갖고, 상기 제2 층에 형성된 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제1 배향과 상이한 제2 배향을 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 이물체 검출 코일들은 제3 층에 형성된 이물체 검출 코일들 및 제4 층에 형성된 이물체 검출 코일들을 더 포함하고,
    상기 제1 층의 상기 이물체 검출 코일들은 제1 형상을 갖고, 상기 제2 층의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제1 형상을 갖고, 상기 제3 층의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제1 형상과 상이한 제2 형상을 갖고, 상기 제4 층의 상기 이물체 검출 코일들은 상기 제2 형상을 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 층, 상기 제2 층, 상기 제3 층 및 상기 제4 층의 상기 이물체 검출 코일들은 총 16개의 이물체 검출 코일들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층의 상기 이물체 검출 코일들은 웨지 형상(wedge shaped) 코일들을 포함하고, 상기 제2 층의 상기 이물체 검출 코일들은 링(ring) 세그먼트 형상 코일들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층 및 상기 제2 층의 상기 이물체 검출 코일들은 웨지 형상 코일들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층 및 상기 제2 층의 이물체 검출 코일들은 링 세그먼트 형상 코일들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  28. 제1항에 있어서,
    충전 표면을 더 포함하고, 상기 무선 전력 송신 코일은 상기 충전 표면과 상기 이물체 검출 코일들 사이에 배치되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  29. 제1항에 있어서,
    충전 표면을 더 포함하고, 상기 이물체 검출 코일들은 상기 충전 표면과 상기 무선 전력 송신 코일 사이에 배치되는, 무선 전력 송신 디바이스.
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