KR102623589B1 - 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나, 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법{WIRELESS POWER TRANSMITTER, ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신할 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing)로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 수 m에 이르는 원거리 전력 전송에 보다 유리하다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달할 수 있다.
종래의 전자기파 방식은, 충전 대상, 예를 들어 전자 장치의 위치를 판단하기 위하여 복수 개의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여 보고, 전자 장치로부터 전력 관련 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 전자 장치의 위치를 판단하는 방법을 이용하였다. 하지만, 복수 개의 방향에 대한 RF 웨이브 형성 및 전력 관련 정보 수신에 소요되는 시간이 오래 걸린다. 이 경우, 전자 장치가 한 위치에 고정됨이 담보될 수 없고, 특히 인체 유해성으로 인하여 충전 대상 감지 이전에는 높은 전력을 송신할 수 없다는 문제점이 발생한다.
본 발명의 다양한 실시예는, 상술한 문제점 또는 다른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 신속하게 충전 대상인 전자 장치를 검출할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 해당 무선 전력 송신기에 대응하여 동작하는 전자 장치와 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신기의 제어 방법은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 안테나; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 프로세서; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 보다 신속하게 충전 대상인 전자 장치를 검출할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과 해당 무선 전력 송신기에 대응하여 동작하는 전자 장치와 그 제어 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기로부터 송신되는 전력의 파형을 도시한다.
도 5b는, FM 방식에 기초한 방향 정보를 포함한 RF 웨이브의 예시이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 교차 연결(cross connection) 방지를 수행하는 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 변조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 복조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈) 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 플렉서블(flexible)하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신기 또는 전자장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 전자장치(150,160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 무선 전력 송신기(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150)가 배치된 것을 결정할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 전자장치(150)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 여기에서, 패치 안테나(111 내지 126)를 제어한다는 것은, 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 위상(또는 딜레이)을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 특정 지점에서 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 제어하는 기술인 빔-포밍(beam forming)에 대해서는 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명에서 이용되는 빔-포밍의 종류에 대하여 제한이 없음 또한 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미국 공개특허 2016/0099611, 미국 공개특허 2016/0099755, 미국 공개특허 2016/0100124 등에 개시된 바와 같은, 다양한 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다. 빔-포밍에 의하여 형성된 RF 웨이브의 형태를, 에너지 포켓(pockets of energy)이라 명명할 수도 있다.
이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(160)를 충전하기 위하여 서브 RF 웨이브들이 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(131)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)와 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)와 실질적으로 동일한 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 상대적으로 좌측의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기(100)는 RF 웨이브의 방향에 대응하는, 패치 안테나 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도(예를 들어, 패치 안테나별 딜레이 정도)를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호들 각각의 위상 쉬프팅 정도를 조정함으로써, 빔 포밍 방향을 변경할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는, 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 조정함으로써, 빔 포밍 거리를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호들 각각의 위상 쉬프팅 정도를 고정하고, 즉 빔 포밍 방향을 고정한 이후에 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다. 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭이 일괄적으로 증가되면, 고정된 빔 포밍 방향으로 형성되는 빔의 거리가 증가될 수 있다. 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭이 일괄적으로 감소되면, 고정된 빔 포밍 방향으로 형성되는 빔의 거리가 감소될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나 별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 조정함으로써, 형성하는 RF 웨이브의 거리를 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전 또는 무선 전력 전송이 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 이하에서, 무선 전력 송신기가 특정 동작을 수행한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신기의 프로세서가 특정 동작을 수행하거나 또는 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기가 특정 정보를 저장한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신기에 포함된 메모리가 특정 정보를 저장한다는 것을 의미할 수도 있다.
210 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치를 검출할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 검출용 RF 웨이브를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각에 대응하는 검출용 RF 웨이브에, 방향 정보를 삽입하여 송신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향으로 검출용 RF 웨이브를 형성하는 경우에, 무선 전력 송신기는 제 1 방향에 대한 정보를 검출용 RF 웨이브에 포함시켜 송신할 수 있다. 제 2 방향으로 검출용 RF 웨이브를 형성하는 경우에, 무선 전력 송신기는 제 2 방향에 대한 정보를 검출용 RF 웨이브에 포함시켜 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는, RF 웨이브를, AM(amplitude modulation) 또는 FM(frequency modulation) 등의 다양한 변조 방식으로 변조할 수 있으며, 이에 따라 방향에 대한 정보를 RF 웨이브에 삽입하여 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 방향에 대한 정보를 위하여 RF 웨이브를 반송파로서 이용할 수 있다.
220 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기가 전자 장치가 배치된 방향 또는 전자 장치의 위치를 판단하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
230 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치에 대응하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기가 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성하는 것은, 전자 장치가 배치된 방향의 하나 또는 이상의 지점 상에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 전자 장치로부터 전자 장치가 수신한 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있으며, 이에 따라 RF 웨이브 형성을 유지하거나 RF 웨이브를 조정하여 재형성할 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 무선 전력 송신기는 RF 웨이브 형성을 유지할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 무선 전력 송신기는 패치 안테나로 인가하는 전력의 크기를 조정함으로써 RF 웨이브를 재형성할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치로부터 수신된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브를 조정할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치가 수신한 전력과 연관된 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 무선으로 수신한 전력을 정류하는 정류기를 포함할 수 있다. 무선으로 수신한 전력이 클수록 정류기의 출력단의 전압이 클 수 있으며, 무선으로 수신한 전력이 작을수록 정류기의 출력단의 전압이 작을 수 있다. 즉, 정류기의 출력단의 전압의 크기가 전자 장치가 수신한 전력의 크기와 연관됨에 따라서, 전자 장치의 출력단의 전압은 수신 전력 관련 정보에 포함될 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치가 수신한 전력의 크기와 연관되는 정보라면 제한이 없으며, 예를 들어 정류기의 입력단의 전압, 정류기의 입력단의 전류, 정류기의 입력단의 전력, 정류기의 출력단의 전압, 정류기의 출력단의 전류, 정류기의 출력단의 전력 등 다양한 위치에서의 전기적인 정보를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치를 직접 판단할 수도 있다. 이 경우에는, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 240 동작에서, 무선 전력 송신기는 형성된 RF 웨이브를 이용하여 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3a를 참조하면, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(311)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(312)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 3 방향으로, 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(313)를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 RF 웨이브(311), 제 2 RF 웨이브(312) 및 제 3 RF 웨이브(313)를 순차적으로 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 RF 웨이브(311), 제 2 RF 웨이브(312) 및 제 3 RF 웨이브(313)중 적어도 두 개를 실질적으로 동시에 형성할 수도 있다.
무선 전력 송신기(300)는 안테나 어레이와 별도로 구비된 통신 회로(301)를 통하여 전자 장치(350)로부터 통신 신호(321)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 예를 들어 제 2 RF 웨이브(312)에 대응하는 방향에 위치할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(350)는, 포함하는 전력 수신용 안테나 어레이를 통하여, 제 2 RF 웨이브(312)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 안테나 어레이를 통하여 수신된 제 2 RF 웨이브(312)로부터, 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 통신 회로(351)를 통하여 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(321)를 송신할 수 있다. 통신 신호(321)에는, 전자 장치(350)의 식별 정보도 포함될 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신된 통신 신호(321)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향 정보(방향 ID#2)에 대응하는 방향, 즉 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 상대적으로 신속하게 전자 장치(350)를 검출하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 도 3b에서와 같이, 무선 전력 송신기(300)는, RF 웨이브에 무선 전력 송신기 식별 정보와 방향 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(321)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(322)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 3 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(323)를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 RF 웨이브(321), 제 2 RF 웨이브(322) 및 제 3 RF 웨이브(323)를 형성하는 도중과, 형성한 이후에 기설정된 대기 시간 동안에 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 대기할 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기가, 제 1 방향으로 RF 웨이브를 형성하고, 기설정된 대기 시간 동안 통신 신호를 대기하고, 대기 시간 동안에 통신 신호를 수신하지 못하면, 다시 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성하였다. 이에 따라, 비교예에 의한 무선 전력 송신기는, 최악의 경우에는, RF 웨이브의 형성 방향의 개수를 대기 시간에 곱한 정도의 스캐닝 시간이 요구되었다. 대기 시간은 전자 장치(350)가 구동 이후에 통신 신호를 송신하는데 까지 걸리는 시간 정도로 설정될 수 있으며, 예를 들어 30ms일 수 있다. 한편, RF 웨이브를 형성하는 시간은 ns 또는 μs 정도의 단위일 수 있으며, RF 웨이브를 형성하는 시간은, 대기 시간에 비하여 무시할 수 있는 정도의 짧은 시간일 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기가, 예를 들어 100개의 방향으로 스캐닝을 수행하는 경우에는, 총 스캔 시간이 3초 정도가 소요될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는, 하나의 RF 웨이브를 형성하고 통신 신호를 대기할 필요 없이, 복수 개의 방향으로 방향 정보를 포함하는 RF 웨이브들을 형성한 이후에, 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신함으로써 전자 장치(350)가 위치한 방향을 판단할 수 있으므로, 바람직하게는 한번의 대기 시간 동안에 통신 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 100개의 방향에 대하여 RF 웨이브를 순차적으로 형성할 수도 있으며, RF 웨이브의 형성 시간은 무시할 수 있을 정도로 짧은 시간일 수 있다. 전자 장치(350)는, RF 웨이브를 형성한 이후에, 한 번의 대기 시간, 예를 들어 30ms 정도의 시간 동안 통신 신호를 대기할 수 있으므로, 상대적으로 짧은 스캐닝 시간 동안에, 전자 장치(350)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
이 경우, 전자 장치(350)는, 포함하는 전력 수신용 안테나 어레이를 통하여, 제 2 RF 웨이브(322)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 안테나 어레이를 통하여 수신된 제 2 RF 웨이브(322)로부터, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 통신 회로(351)를 통하여 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(322)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신된 통신 신호(322)로부터 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향 정보(방향 ID#2)에 대응하는 방향, 즉 제 2 방향으로 RF 웨이브, 측 충전을 위한 전력을 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 다른 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신받는 전자 장치를 무시할 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(350)가 송신하는 통신 신호(321)에는, RF 웨이브로부터 추출한 방향 정보뿐만 아니라, 전자 장치(350)의 식별 정보, 전자 장치(350)의 타입과 관련된 정보, 전기적인 수치와 관련된 정보, 수신 전력 관련 정보, 프로토콜 관련 정보, 전자 장치(350)의 카테고리와 관련된 정보, 전자 장치(350)의 캐퍼빌리티(capability)와 관련된 정보, 전자 장치(350)의 하드웨어 정보, 전자 장치(350)의 펌웨어(firmware) 정보 및 전자 장치(350)의 제조사 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 전자 장치(350)의 식별 정보는, 전자 장치(350)를 식별할 수 있는 정보로 예를 들어 통신 네트워크(예를 들어, BLE) 상에서 구분을 위한 통신 식별 정보일 수 있으며, 종류에는 제한이 없다. 전자 장치(350)의 타입과 관련된 정보는, 수신기가 무선전력 수신 기기인지, 단순한 블루투스 통신 가능한 헤드폰인지, 기기의 종류를 알려주는 정보 등일 수 있다. 전기적인 수치와 관련된 정보는, 전자 장치(350)의 허용 전압 또는 허용 전력과 연관된 정보일 수 있으며, 예를 들어 전자 장치(350)의 정류기 출력단에서의 허용 가능한 전력의 최댓값, 정류기 출력단에서의 다양한 상태에서의 전압과 관련된 정보 등을 포함할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치(350)가 무선 전력 송신기(300)로부터 수신한 전력의 크기를 나타내는 정보일 수 있으며, 예를 들어, 정류기 출력단에서 측정된 전압값, 정류기 출력단에서 측정된 전류값, 정류기 출력단에서 측정된 전력값 등의 전자 장치(350) 내의 다양한 지점에서 측정된 수치일 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 프로토콜 관련 정보는 전자 장치(350)가 이용하는 프로토콜의 버전 등을 나타내는 정보일 수 있다. 전자 장치(350)의 카테고리와 관련된 정보는, 전자 장치(350)가 분류된 복수 개의 카테고리 중 속하는 카테고리를 나타내는 정보일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치들은 그 용량에 따라 다양한 카테고리로 분류될 수 있으며, 카테고리와 관련된 정보는, 해당 전자 장치(350)가 분류된 카테고리를 나타내는 정보일 수 있다. 전자 장치(350)의 캐퍼빌리티(capability)와 관련된 정보는, NFC 수신기가 포함된지 여부, 전력 제어 알고리즘을 지원하는지 여부, 전력 캐퍼빌리티를 조정할 수 있는지 여부, 전력 수신을 완료한 이후에도 BLE 통신연결을 유지하는 기능을 지원하는지 여부, 무선 전력 송신기(300)를 테스트하는 기능을 지원하는지 여부 등을 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 하드웨어 정보는, 예를 들어 OEM에 따라 정의될 수 있으며, 하드웨어와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 펌웨어(firmware) 정보는, 예를 들어 OEM에 따라 정의될 수 있으며, 펌웨어와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 제조사 정보는, 제조사를 식별할 수 있는 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 또 다른 실시예에서는, 전자 장치(350)는, 복수 개의 수신한 전력의 방향 정보 각각과 이에 대응하는 세기 정보를 하기 표 1과 같이 획득할 수 있다.
방향 정보 세기(RSSI)
제 1 방향 A
제 2 방향 B
제 3 방향 C
전자 장치(350)는, 각각의 방향 정보 중 가장 세기가 큰 것으로 판단된 방향 정보를, 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신기로 송신할 수 있다. 또는, 전자 장치(350)는, 표 1과 같은 수신된 방향 정보 및 이에 대응하는 세기 정보를 모두 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신기로 송신할 수도 있다. 이러한 경우에는, 무선 전력 송신기(300)가, 수신된 정보에 기초하여 가장 세기가 큰 것으로 판단되는 방향으로 충전을 위한 전력을 송신할 수도 있다.
도 3c를 참조하면, 무선 전력 송신기(300)는, 방향 정보 및 거리 정보를 포함하는 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 1 거리로 RF 웨이브(331)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(331)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 1 거리 정보(거리 ID#1)를 포함시킬 수 있다. 제 1 거리 정보(거리 ID#1)는, 예를 들어 무선 전력 송신기(300)로부터의 거리에 대한 정보이거나, 또는 패치 안테나들 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭과 관련된 정보일 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 2 거리로 RF 웨이브(332)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(332)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 2 거리 정보(거리 ID#2)를 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나들 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도를 고정한 이후에, 패치 안테나들 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 증가시킴으로써, 상대적으로 더 큰 제 2 거리로 RF 웨이브(332)를 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 2 거리로 RF 웨이브(332)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(333)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 포함시킬 수 있다.
이후, 무선 전력 송신기(300)는, RF 웨이브의 형성 방향을 제 2 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도를 조정함으로써, RF 웨이브의 형성 방향을 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 변경할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나 각각에 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 감소시킴으로써, RF 웨이브의 형성 거리를 제 3 거리로부터 제 1 거리로 재변경할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향 및 제 1 거리로 RF 웨이브(341)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(341)에 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 1 거리 정보(거리 ID#1)를 포함시킬 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향으로 RF 웨이브 형성 방향을 고정시킨 이후에, 패치 안테나 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향 및 제 2 거리로 RF 웨이브(342)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(342)에 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 2 거리 정보(거리 ID#2)를 포함시킬 수 있다. 상술한 방식에 따라서, 무선 전력 송신기(300)는, 다양한 거리(제 1 거리, 제 2 거리 및 제 3 거리) 및 다양한 방향(제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향)으로 RF 웨이브들(331,332,333,341,342,343,351,352,353)을 형성시킬 수 있으며, RF 웨이브들(331,332,333,341,342,343,351,352,353) 각각에 대응되는 거리 정보(제 1 거리 정보, 제 2 거리 정보 및 제 3 거리 정보) 및 대응되는 방향 정보(제 1 방향 정보, 제 2 방향 정보 및 제 3 방향 정보)를 포함시킬 수 있다.
전자 장치(350)는, 수신한 RF 웨이브로부터 거리 정보 및 방향 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 무선 전력 송신기(300)를 기준으로 제 2 방향으로 제 3 거리에 위치할 수 있다. 전자 장치(350)는, RF 웨이브(343)를 수신할 수 있으며, RF 웨이브(343)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 추출한 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 포함하는 통신 신호(361)를 통신 회로(351)를 통하여, 무선 전력 송신기(300)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 통신 신호(361)로부터, 전자 장치(350)의 방향 정보 및 거리 정보, 즉 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 판단된 방향 및 판단된 거리로 충전을 위한 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
전자 장치(350)는, 한편 복수 개의 RF 웨이브를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 제 2 방향으로 형성된 복수 개의 RF 웨이브들(341,342,343)을 수신할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(350)는, 수신된 RF 웨이브들(341,342,343) 중 가장 큰 세기로 수신된 RF 웨이브(343)에 대응하는 방향 정보 및 거리 정보를 통신 신호(361)에 포함시켜 송신할 수 있다. 또는, 전자 장치(350)는, 수신된 복수 개의 RF 웨이브들 각각의 방향 정보 및 거리 정보와, RF 웨이브의 세기 정보를 모두 통신 신호(361)에 포함시켜 무선 전력 송신기(300)로 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(300)는 통신 신호로부터, 가장 큰 세기의 RF 웨이브에 대응하는 방향 정보 및 거리 정보를, 전자 장치(350)의 방향 및 거리로 판단할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(300)는 고정된 방향으로, 복수 개의 RF 웨이브들을 상이한 거리로 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 무선 전력 송신기(300)는, 거리 정보만을 포함시킨 RF 웨이브를 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 방향 스캔 기간 동안에는 도 3a에서와 같이, 방향 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 제 1 통신 신호를 수신하고, 제 1 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 이후에, 거리 스캔 기간 동안에는, 무선 전력 송신기(300)는 판단된 방향으로 거리 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 제 2 통신 신호를 수신하고, 제 2 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 거리를 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(300)는, 다양한 다른 방식으로 전자 장치(350)의 방향을 검출하고, 검출된 방향으로 거리 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 수신하고, 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 거리를 판단할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
410 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보를 포함하는 제 1 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, 제 1 전력을 송신하는 것은, 예를 들어 도 3a에서 제 1 RF 웨이브(311)를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 420 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보를 포함하는 제 2 전력을 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(300)는, 복수 개의 방향으로 전력을 송신하는 도중에, 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 대기할 수 있다. 대기 시간은, 전자 장치(350)의 전력 처리 및 통신 신호의 송신을 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 제한이 없다.
430 동작에서, 전자 장치(350)는 제 2 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 제 2 전력을 송신하는 제 2 방향에 위치할 수 있으며, 이에 따라 제 2 전력을 수신할 수 있다. 440 동작에서, 전자 장치(350)는 제 2 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 한편, 전자 장치(350)는, 제 1 전력을 수신할 수도 있다. 이 경우, 전자 장치(350)가 제 2 방향에 위치하기 때문에, 수신되는 제 2 전력의 크기는 상대적으로 클 수 있으며, 제 1 전력의 크기는 상대적으로 작을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(350)는, 수신한 전력의 크기가 기설정된 임계치 이상인 경우에, 수신한 전력으로부터 방향 정보를 추출하여, 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(350)는 임계치 미만의 크기를 가지는 제 1 전력을 무시하고, 임계치 이상의 크기를 가지는 제 2 전력으로부터 제 2 방향 정보를 추출할 수 있다.
450 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는, 전자 장치(350)가 제 2 방향에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신한 통신 신호로부터 방향 정보를 추출할 수 있다. 460 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로 전력을 송신할 수 있다. 470 동작에서, 전자 장치(350)는, 전력을 수신하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 수신한 전력을 정류하고, 정류된 전력을 컨버팅 또는 레귤레이팅할 수 있다. 상술한 과정에 따라서, 무선 전력 송신기(300)는, 대기 시간 동안에 전자 장치를 검출할 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기는, 제 1 방향으로 전력을 송신하고 대기 시간 동안 통신 신호를 대기하고, 통신 신호가 검출되지 않으면 제 2 방향으로 전력을 송신하고 대기 시간 동안 다시 통신 신호를 대기하는 방식을 이용하기 때문에, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 비교예에 의한 무선 전력 송신기에 비하여 상대적으로 신속하게 충전 대상 전자 장치를 검출할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기로부터 송신되는 전력의 파형을 도시한다.
무선 전력 송신기는, 예를 들어 AM 방식에 기초하여 방향 정보를 포함한 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 예를 들어 "010101010"의 제 1 방향 정보를 포함하는 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는, "1"의 이진 정보에 상대적으로 큰 진폭(B)을 부여하고, "0"의 이진 정보에 진폭(B)보다 A만큼 작은 진폭을 부여할 수 있다. 전자 장치는, RF 웨이브를 수신할 수 있으며, 이를 복조하여 "010101010"의 제 1 방향 정보를 추출할 수 있다. 전자 장치는, 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신 회로를 통하여 송신할 수 있다. 한편, 상술한 AM 변조 방식은 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기는, RF 웨이브를 반송파로 이용한 다양한 변조 방식을 이용하여 방향 정보를 RF 웨이브에 포함시킬 수 있다. 무선 전력 송신기는, 무선 전력 송신기의 식별 정보, 방향 정보 및 방향 정보 중 적어도 하나를 이용하여 RF 웨이브를 변조시킬 수도 있다.
도 5b는, FM 방식에 기초한 방향 정보를 포함한 RF 웨이브의 예시이다. 무선 전력 송신기는, "01010101"의 제 1 방향 정보를 FM 방식으로 변조할 수 있으며, 예를 들어 "0"의 이진 정보에는 f1의 주파수를 할당하고, "1"의 이진 정보에는 f2의 주파수를 할당할 수 있다. 전자 장치는, RF 웨이브를 수신하고, 이를 복조하여 "01010101"의 제 1 방향 정보를 추출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기(600)는 전력 소스(source)(601), 전력 송신용 안테나 어레이(610), 변조 회로(613), 프로세서(620), 메모리(660) 및 통신 회로(640)를 포함할 수 있다. 제 1 전자 장치(650)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(651), 정류기(652), 컨터버(653), 차저(charger)(654), 프로세서(655), 메모리(656), 통신 회로(657) 및 복조 회로(659)를 포함할 수 있다. 제 2 전자 장치(680)는, 설명의 편의를 위하여 세부 구성 요소를 도시하지 않았으며, 제 2 전자 장치(680)는 예를 들어, 제 1 전자 장치(650)와 실질적으로 동일한 구성 요소를 포함할 수도 있다.
전력 소스(601)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수 있다. 전력 소스(601)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신기(600)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(601)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(610)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(610)에 포함될 수 있다. 복수 개의 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 전력 소스(601)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 프로세서(620)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성한다는 것은, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다.
프로세서(620)는, 전력 송신용 안테나 어레이(610)가 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 형성하도록 제어할 수 있다. 메모리(630)에는 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 생성하도록 하는 프로그램 또는 알고리즘이 저장될 수 있다. 프로세서(620)는 메모리(630)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여, 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는, 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를, 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 프로세서(620)는, 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향으로 전력(611)을 송신하는 경우에는, 프로세서(620)는, 제 1 방향 정보에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 아울러, 제 2 방향으로 전력(612)을 송신하는 경우에는, 프로세서(620)는, 제 2 방향 정보에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 메모리(660)에는, 복수 개의 방향에 대응하는 변조 정보를 포함할 수 있으며, 프로세서(620)는 변조 정보를 이용하여 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 제 2 전자 장치(680)로 전력(612)을 제공할 수 있다. 한편, 검출을 위한 전력은, 예를 들어 통신 회로(657), 또는 통신 회로(657) 및 프로세서(655)를 웨이크 업할 수 있는 정도의 크기를 가질 수도 있다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 프로세서(620,655)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(620,655)는, 예를 들면, 무선 전력 송신기(600) 또는 전자 장치(650)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는, MCU(micro controlling unit) 또는 미니 컴퓨터 또는 FPGA로 구현될 수도 있다.
제 1 전자 장치(650)의 전력 수신용 안테나(651)는 제 1 전력(611)을 수신할 수 있다. 복조 회로(659)는, 제 1 전력(611)을 복조할 수 있으며, 프로세서(655)는 복조 결과를 획득할 수 있다. 프로세서(655)는 복조 결과로부터 제 1 전력(611)에 포함된 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 한편, 복조 회로(659)는 구현에 따라서, 정류기(652)의 출력단과 프로세서(655) 사이에 배치될 수도 있다. 프로세서(655)는, 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호(659)를 무선 전력 송신기(600)의 통신 회로(640)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(600)의 프로세서(620)는, 통신 신호(659)에 포함된 방향 정보에 기초하여 제 1 전자 장치(650)가 위치한 방향 및 거리 중 적어도 하나를 결정할 수 있으며, 결정된 방향 및 거리 중 적어도 하나에 기초하여 RF 웨이브의 형성 방향 및 형성 거리를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(620)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 제어 수단을 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는 제 1 전자 장치(650)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)를 제어함으로써, 제 1 전자 장치(650)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는 통신 신호(659) 내의 정보를 이용하여 제 1 전자 장치(650)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(659)는 전자 장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(640)는 통신 신호(659)를 처리하여 정보를 프로세서(620)로 제공할 수 있다. 통신 회로(640) 및 통신용 안테나(미도시) 는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee), NFC(near field communication), BLE(Bluetooth low energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(659)는 제 1 전자 장치(650)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(620)는 제 1 전자 장치(650)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제 1 전자 장치(650)의 충전 여부를 결정할 수도 있다.
아울러, 통신 신호는 무선 전력 송신기(600)가 제 1 전자 장치(650)를 식별하는 과정, 제 1 전자 장치(650)에 전력 송신을 허락하는 과정, 제 1 전자 장치(650)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 제 1 전자 장치(650)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호는, 무선 전력 송신기(600) 및 제 1 전자 장치(650) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
전력 수신용 안테나(651)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(651) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(651)에서 수신된 교류 전력은 정류기(652)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(653)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(654)로 제공할 수 있다. 차저(654)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(653)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 제 1 전자 장치(650)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
한편, 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(652)의 출력단에 연결되는 전압계가 제 1 전자 장치(650)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(655)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(657)로 제공할 수 있다. 통신 회로(657)는 통신용 안테나(미도시)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(652)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(652)의 출력단의 전류의 크기값을 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(652)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계 또는 전압계가 제 1 전자 장치(650)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(652)의 출력단뿐만 아니라, 제 1 전자 장치(650)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(657)는 제 1 전자 장치(650)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(659)를 무선 전력 송신기(600)로 송신할 수도 있다. 메모리(656)는 제 1 전자 장치(650)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 7a의 실시예는 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 8에서와 같이, 710 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)로부터 수신된 통신 신호에 기초하여 전자 장치(850)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는, 통신 신호로부터 방향 정보를 추출할 수 있으며, 추출된 방향 정보에 기초하여, 무선 전력 송신기(800)를 기준으로 한 전자 장치(850)의 방향(θ,φ)을 판단할 수 있다.
720 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 전자 장치(850)가 위치한 방향으로 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어 도 8에서와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 통신 신호로부터 추출된 방향(θ,φ)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(811 내지 826)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 우측 방향에 전자 장치(850)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(800)로부터 상대적으로 상측에 전자 장치(850)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 상측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 2차원으로 배치되는 패치 안테나(811 내지 826)들 각각에 상이한 딜레이를 적용함으로써, 패치 안테나(811 내지 826)들 각각이 발생시키는 RF 웨이브의 위상이 상이하게 형성되도록 할 수 있다.
무선 전력 송신기(800)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(831)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(800)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)에 제공되는 제 1 테스트용 전력의 크기를 결정할 수 있다. 여기에서, 제 1 테스트 거리 또는 제 1 테스트용 전력의 크기는 디폴트된 값일 수 있다.
무선 전력 송신기(800)는 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(831)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
730 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 740 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보인 전자 장치(850)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 750 동작에서 무선 전력 송신기(800)는 송신하는 전력의 크기를 조정할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 무선 전력 송신기(800)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(832)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(832)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 바로 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 8의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(800)가 테스트 거리를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리를 감소시킬 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는 수치를 보고할 때까지, 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 760 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 도 8의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(833)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(833)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있거나, 전자 장치(850)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
한편, 도 7b를 참조하면, 761 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치로부터 수신된 통신 신호에 기초하여 전자 장치(850)의 방향을 판단할 수 있다. 763 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)가 위치한 방향으로, 거리 정보를 포함하는 복수 개의 전력(831 내지 833)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는, 제 1 거리 정보를 포함하는 전력(831), 제 2 거리 정보를 포함하는 전력(832), 제 3 거리 정보를 포함하는 전력(833)을 송신할 수 있다. 전자 장치(850)는, 전력(833)을 수신할 수 있으며, 전력(833)으로부터 제 3 거리 정보를 추출할 수 있다. 전자 장치(850)는, 추출한 거리 정보(예를 들어, 제 3 거리 정보)를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신기(800)로 송신할 수 있다.
765 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 거리 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 767 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 통신 신호로부터 추출한 거리 정보에 기초하여 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 추출한 거리에 대응하도록 전력(833)을 충전용 전력으로서 송신할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 9a의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(900)가 실질적으로 동시에 복수 개의 방향으로 RF 웨이브들(921,922)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 1 일부(911,912,915,916,919,920,923,924)를 이용하여 제 1 방향으로 제 1 RF 웨이브(921)를 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 2 일부(913,914,917,918,921,922,925,926)를 이용하여 제 2 방향으로 제 2 RF 웨이브(921)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 RF 웨이브(921)에는 제 1 방향 정보를 포함시킬 수 있으며, 제 2 RF 웨이브(922)에는 제 2 방향 정보를 포함시킬 수 있다. 한편, 제 1 전자 장치(901)는 제 1 RF 웨이브(921)를 수신하여 제 1 방향 정보를 추출할 수 있으며, 제 1 방향 정보를 포함시킨 제 1 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 아울러, 제 2 전자 장치(902)는 제 2 RF 웨이브(922)를 수신하여 제 2 방향 정보를 추출할 수 있으며, 제 2 방향 정보를 포함시킨 제 2 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호를 이용하여, 제 1 전자 장치(901)가 제 1 방향에 위치하며, 제 2 전자 장치(902)가 제 2 방향에 위치하는 것을 판단할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 1 일부(911,912,915,916,919,920,923,924)를 이용하여 제 1 방향으로 RF 웨이브(931 내지 933)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 전자 장치(901)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 전력의 크기를 조정할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 전력의 크기를 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(900)는, 실질적으로 동시에 복수 개의 전자 장치(901,902)가 위치한 방향을 판단하고, 전자 장치(901,902)까지의 거리, 즉 더욱 세밀한 위치를 판단할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 방향으로의 RF 웨이브(931 내지 933) 및 제 2 방향으로의 RF 웨이브(941 내지 943) 각각에 거리 정보 각각을 포함시킬 수도 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 전자 장치(901)로부터 거리 정보를 포함한 통신 신호를 수신할 수 있으며, 제 2 전자 장치(902) 로부터 거리 정보를 포함한 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 수신된 통신 신호로부터 거리 정보를 추출하여, 제 1 전자 장치(901) 및 제 2 전자 장치(902)로 통신을 위한 전력을 송신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 10을 참조하면, 전자 장치(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)를, 전자 장치 검출을 위한 그룹(1010)과 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 일부(911,912,913,914,915,919,923)를 전자 장치 검출을 위한 그룹(1010)으로 설정하고, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 일부(916,917,918,920,921,922,924,925,926)를 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 설정할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 전력 송신을 위한 그룹(1020)을 이용하여, 기존에 위치가 확인된 제 2 전자 장치(902)에 대한 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)를 이전에 검출하고, 검출한 제 2 전자 장치(902)로 충전을 위한 제 2 RF 웨이브(1021)를 형성할 수 있다.
무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)로 제 2 RF 웨이브(1021)를 형성하는 중에, 검출을 위한 그룹(1010)을 이용하여 복수 개의 방향으로 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 방향으로 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013)을 실질적으로 동시에 또는 순차적으로 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013) 각각은 방향 정보를 포함할 수 있다. 제 1 전자 장치(901)는, 예를 들어 제 2 검출용 RF 웨이브(1012)를 수신할 수 있으며, 제 2 검출용 RF 웨이브(1012)로부터 제 2 방향 정보를 추출할 수 있다. 제 1 전자 장치(901)는, 제 2 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 수신한 통신 신호를 분석하여 제 1 전자 장치(901)가 제 2 방향에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성함으로써 새롭게 검출된 제 1 전자 장치(901)로도 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 예를 들어 전력 송신을 위한 그룹(1020)을 이용하여 제 1 전자 장치(901)로 전력을 송신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(900)는 시분할 방식으로 제 1 전자 장치(901) 및 제 2 전자 장치(902)에 전력을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(900)는, 전력 송신을 위한 그룹(1020)의 제 1 일부를 이용하여 제 1 전자 장치(901)로 전력을 송신할 수 있으며, 전력 송신을 위한 그룹(1020)의 제 2 일부를 이용하여 제 2 전자 장치(902)로 전력을 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(900)는, 충전 대상 전자 장치의 개수가 변경됨에 따라서, 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 분류되는 패치 안테나의 개수 또한 변경시킬 수도 있다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a 내지 11c를 참조하면, 무선 전력 송신기(1100)는 제 1 시간 기간 동안에 제 1 방향으로 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(1131)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 제 2 시간 기간 동안에 제 2 방향으로 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(1132)를 형성할 수 있다. 제 1 전자 장치(1110)는, 제 2 RF 웨이브(1132)를 수신할 수 있으며, 제 2 RF 웨이브(1132)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 제 1 전자 장치(1110)는, 통신 회로(1111)를 통하여 무선 전력 송신기(1100)의 통신 회로(1101)로 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(1141)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 제 3 시간 기간 동안에 제 3 방향으로 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(1133)를 형성할 수 있다. 제 2 전자 장치(1120)는, 제 3 RF 웨이브(1133)를 수신할 수 있으며, 제 3 RF 웨이브(1133)로부터 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 추출할 수 있다. 제 2 전자 장치(1120)는, 통신 회로(1121)를 통하여 무선 전력 송신기(1100)의 통신 회로(1101)로 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 통신 신호(1142)를 송신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(1100)는, 제 2 방향에 제 1 전자 장치(1110)가 위치한 것과, 제 3 방향에 제 2 전자 장치(1120)가 위치한 것을 판단할 수 있다.
도 12를 참조하면, 무선 전력 송신기(1100)는, 위치하는 방향이 파악된 제 1 전자 장치(1110) 및 제 2 전자 장치(1120)의 정확한 위치를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(1100)는, 제 1 전자 장치(1110) 및 제 2 전자 장치(1120)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호(1143,1144)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는, 통신 신호(1143,1144)에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지, 송신하는 전력(1151,1152,1153,1161,1162,1163)의 크기를 조정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 교차 연결(cross connection) 방지를 수행하는 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 복수 개의 무선 전력 송신기들(1300,1310)이 위치할 수 있다. 무선 전력 송신기들(1300,1310)는, 각각 통신 회로(1301,1313)를 포함할 수 있다. 아울러, 전자 장치(1320)는, 무선 전력 송신기(1300)에 상대적으로 가깝게 위치할 수 있으며, 다른 무선 전력 송신기(1310)로부터 상대적으로 멀리 위치할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(1320)는, 무선 전력 송신기(1300)와 페어링(paring)하여, 무선 전력 송신기(1300)로부터 전력을 수신하는 경우의 효율이, 무선 전력 송신기(1310)로부터 전력을 수신하는 경우의 효율보다 높을 수 있다. 하지만, 전자 장치(1320)의 통신 회로(1321)를 통한 다른 무선 전력 송신기(1310)의 통신 회로(1311)와의 통신 가능 거리가 상대적으로 원거리임에 따라서, 전자 장치(1320)와 다른 무선 전력 송신기(1310)가 페어링될 가능성도 존재한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(1300)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 RF 웨이브(1311)를 형성할 수 있다. 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 방향 정보(방향 ID#2)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#2)를 포함하는 RF 웨이브(1312)를 형성할 수 있다. 전자 장치(1320)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 RF 웨이브(1311)를 수신할 수 있다. 전자 장치(1320)는, RF 웨이브(1311)로부터 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 추출할 수 있다. 전자 장치(1320)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 통신 신호(1331)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1300) 및 다른 무선 전력 송신기(1310)는 통신 신호(1331)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1300)는, 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)에 기초하여, 전자 장치(1320)에 무선 전력을 송신할 수 있다. 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)에 기초하여, 전자 장치(1320)를 무시할 수 있다. 더욱 상세하게, 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 자신의 식별 정보와 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)가 상이한 것에 기초하여, 전자 장치(1320)를 무시할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(1320)가 상대적으로 원거리에 위치한 다른 무선 전력 송신기(1310)와 연결되는 교차 연결(cross connection)이 방지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신기는 복수 개의 방향 각각으로, 복수 개의 방향 정보 각각 및 무선 전력 송신기 식별 정보를 포함하는 복수 개의 전력을 송신할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 송신기는, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치는, 수신된 전력, 즉 RF 웨이브로부터 방향 정보 및 무선 전력 송신기의 식별 정보를 추출하여, 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다.
1430 동작에서, 무선 전력 송신기는, 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일한지 여부를 판단할 수 있다. 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일한 것으로 판단되면, 1440 동작에서, 무선 전력 송신기는, 통신 신호 내에 포함된 방향 정보에 기초하여, 전자 장치로 전력을 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치를 무선 전력 송신기가 관리하는 네트워크에 가입시키고, 전력을 송신할 수 있다. 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일하지 않은 것으로 판단되면, 1450 동작에서, 무선 전력 송신기는 통신 신호를 송신한 전자 장치를 무시할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치를 무선 전력 송신기가 관리하는 네트워크에 가입시키지 않을 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 전자 장치는, 무선 전력 송신기로부터, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치는, 전력 수신용 안테나 어레이를 이용하여 무선 전력 송신기로부터 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전력을 수신할 수 있다. 1520 동작에서, 전자 장치는, 수신된 전력을 처리하여, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 전자 장치는, 미리 설정된 복조 방식을 이용하여 수신된 전력을 처리할 수 있으며, 복조 결과에 기초하여 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
1530 동작에서, 전자 장치는, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 전자 장치는, 전력 수신용 안테나 어레이와 별도로 구비된 통신 회로를 통하여, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 변조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기는, 신호 변조 회로(1610), 전력 소스(1620), 믹서(1630), 위상 쉬프터(phase shifter)(1640), 증폭기(amplifier:Amp)(1650), 안테나(1660), 통신 회로(1670), 통신용 안테나(1671), MCU(1680) 및 쉬프트 레지스터(shift register)(1690)를 포함할 수 있다.
MCU(1680)는, 제 1 방향으로 RF 웨이브를 형성하도록 위상 쉬프터(1640) 및 쉬프트 레지스터(1690)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 위상 쉬프터(1640) 및 쉬프트 레지스터(1690)는 복수 개일 수 있으며, MCU(1680)는 방향에 따라 미리 설정된 디지털의 쉬프팅 정보를 쉬프터 레지스터(1690)로 출력할 수 있다. 쉬프트 레지스터(1690)는, 입력받은 쉬프팅 정보를 복수 개의 위상 쉬프터(1640)로 제공할 수 있다. 복수 개의 위상 쉬프터(1640) 각각은 입력받은 쉬프팅 정보에 기초하여, 믹서(1630)로부터 입력받은 신호의 위상을 쉬프팅시킬 수 있다. 이는, 위상 쉬프터(1640)가 입력받은 신호를 딜레이시키는 것으로 표현될 수도 있다. 위상 쉬프터(1640)들 각각의 위상 쉬프팅 정보가 상이할 수도 있으며, 이에 따라 안테나(1660)의 중심을 벗어난 지점에서 빔 포밍이 수행될 수도 있다. 위상 쉬프터(1640)는 예를 들어 HMC642 또는 HMC1113 등과 같은 하드웨어 소자가 이용될 수 있다. MCU(1680)는 방향 정보에 대응하는 변조 신호를 출력하도록 신호 변조 회로(1610)를 제어할 수 있다. 전력 소스(1620)는, 전력 송신을 위한 신호를 생성할 수 있다. 믹서(1630)는, 변조 신호와 전력 송신을 위한 신호를 믹싱할 수 있으며, 이에 따라 방향 정보가 포함된 변조 회로가 믹서(1630)로부터 위상 쉬프터(1640)로 제공될 수 있다. 위상 쉬프팅된 신호는 증폭기(1650)에 의하여 증폭되어 안테나(1660)의 복수 개의 패치 안테나들 각각으로 입력될 수 있으며, 이에 따라 방향 정보를 포함한 RF 웨이브가 특정 방향에서 빔 포밍될 수 있다. 한편, 통신용 안테나(1671)를 통하여 수신된 통신 신호는 통신 회로(1670)를 통하여 처리되어, 통신 신호에 포함된 정보가 MCU(1680)로 제공될 수 있다. MCU(1680)는, 통신 신호에 포함된 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 전자 장치의 방향을 판단할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 복조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
전자 장치는, 안테나(1710), 정류 회로(1720), DC/DC 컨버터(DC/DC converter)(1730), 로드(1740), 전압/전류 센싱 회로(1750), 복조 회로(1760), MCU(1770), 통신 회로(1780) 및 통신용 안테나(1781)를 포함할 수 있다.
안테나(1710)는, 무선 전력 송신기로부터 전력, 즉 RF 웨이브를 수신할 수 있다. 정류 회로(1720)는, RF 웨이브를 정류하여 출력할 수 있다. 전압/전류 센싱 회로(1750)는, 정류된 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 복조 회로(1760)는, 전압 및 전류 중 적어도 하나를 이용하여 복조를 수행할 수 있다. MCU(1770)는, 복조 결과를 이용하여 RF 웨이브에 포함된 방향 정보를 판단할 수 있다. MCU(1770)는 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신 회로(1780)로 제공할 수 있으며, 통신 회로(1780)는 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신용 안테나(1781)를 통하여 외부로 송신할 수 있다. DC/DC 컨버터(1730)는 정류된 전력을 기설정된 전압값으로 컨버팅할 수 있으며, 컨버팅된 전력을 로드(1740)로 전달될 수 있다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 18a를 참조하면, 하나의 지역에서 복수 개의 무선 전력 송신기들(1800,1810)이 배치될 수 있다. 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각은 통신 회로들(1801,1811)을 포함할 수 있다. 제 1 무선 전력 송신기(1800)는, 제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향 각각으로 제 1 전력(1831), 제 2 전력(1832) 및 제 3 전력(1833) 각각을 송신할 수 있다. 제 2 무선 전력 송신기(1810)는, 제 4 방향, 제 5 방향 및 제 6 방향 각각으로 제 4 전력(1841), 제 5 전력(1842) 및 제 6 전력(1843) 각각을 송신할 수 있다. 이 경우, 제 3 전력(1833)과 제 4 전력(1841)이 커버하는 영역이 서로 겹칠 수도 있다. 이에 따라, 제 1 무선 전력 송신기(1800)가 제 3 전력(1833)을 인가하는 기간과, 제 2 무선 전력 송신기(1810)가 제 4 전력(1841)을 인가하는 기간이 서로 겹치지 않도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 무선 전력 송신기(1800)는, 전력(1831 내지 1833)의 인가 시간과 관련된 정보를 통신 신호(1821)로서, 제 2 무선 전력 송신기(1810)로 송신할 수 있다. 제 2 무선 전력 송신기(1810)는, 수신된 제 1 무선 전력 송신기(1800)의 전력(1831 내지 1833)의 인가 시간을 확인하고, 해당 인가 시간을 회피하여 전력(1841 내지 1843)을 송신할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전력(1833) 및 제 4 전력(1841)이 동시간대에 인가되는 것이 방지될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 복수 개의 무선 전력 송신기(1800,1810)를 관리할 수 있는 관리 장치(1850)가, 복수 개의 무선 전력 송신기(1800,1810) 각각의 전력 인가 시간을 관리할 수도 있다. 예를 들어, 관리 장치(1850)는, 제 1 시간에는 제 1 무선 전력 송신기(1800)가 전력(1831 내지 1833)을 인가하도록 결정하고, 제 2 시간에는 제 2 무선 전력 송신기(1810)가 전력(1841 내지 1843)을 인가하도록 결정할 수 있다. 관리 장치(1850)는, 각각의 무선 전력 송신기의 전력 인가 시간과 관련된 정보(1851,1852)를 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각으로 제공할 수 있다. 관리 장치(1850)는, 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각과 유선 또는 무선으로 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각은 수신된 정보(1851,1852) 각각에 기초하여, 해당 시간에 전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전력(1833) 및 제 4 전력(1841)이 동시간대에 인가되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 송신기의 제어 방법은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 대응하는 방향으로, 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 무선 전력 송신기의 안테나를 제어하고, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하는 동작; 및 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하거나, 또는 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 동작; 및 상기 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 방향 정보에 기초하여 변조하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보를 포함하는 제 1 검출용 전력을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보를 포함하는 제 2 검출용 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 검출용 각각을 송신하고, 상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고, 상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하거나, 또는 상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하지 않으면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하지 않도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 검출용 전력의 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고, 상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 거리 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하고, 상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 거리 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 명령들은 외부 서버에 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신기와 같은 전자 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 외부 서버는, 무선 전력 송신기가 다운로드할 수 있는 명령들을 저장할 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (22)

  1. 무선 전력 송신기에 있어서,
    복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나 -상기 복수 개의 검출용 전력은, 제 1 방향 정보를 포함하고 제 1 방향으로 송신되는 제 1 검출용 전력과, 제 2 방향 정보를 포함하고 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 송신되는 제 2 검출용 전력을 포함함-;
    상기 제 1 검출용 전력 및 상기 제 2 검출용 전력 중 상기 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 상기 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로; 및
    상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 상기 제 1 방향으로 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하는 프로세서
    를 포함하는 무선 전력 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신하는 무선 전력 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 무선 전력 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 전력 소스; 및
    상기 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 방향 정보에 기초하여 변조하는 변조 회로
    를 더 포함하는 무선 전력 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 복수 개의 패치 안테나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 제 1 방향으로, 상기 제 1 방향 정보를 포함하는 상기 제 1 검출용 전력을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 제 2 방향으로, 상기 제 2 방향 정보를 포함하는 상기 제 2 검출용 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 복수 개의 패치 안테나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 검출용 각각을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 각각이 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하는 무선 전력 송신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하지 않으면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전을 위한 전력을 송신하지 않도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 각각이 방향 정보 및 검출용 전력의 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 거리 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 거리 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하는 무선 전력 송신기.
  11. 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작 -상기 복수 개의 검출용 전력은, 제 1 방향 정보를 포함하고 제 1 방향으로 송신되는 제 1 검출용 전력과, 제 2 방향 정보를 포함하고 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 송신되는 제 2 검출용 전력을 포함함-;
    상기 제 1 검출용 전력 및 상기 제 2 검출용 전력 중 상기 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 상기 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및
    상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 상기 제 1 방향으로 충전을 위한 전력을 송신하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은,
    상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하는 동작;
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하거나, 또는 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 동작; 및
    상기 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 방향 정보에 기초하여 변조하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 제 1 방향으로, 상기 제 1 방향 정보를 포함하는 상기 제 1 검출용 전력을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 제 2 방향으로, 상기 제 2 방향 정보를 포함하는 상기 제 2 검출용 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 검출용 각각을 송신하고,
    상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전을 위한 전력을 송신하거나, 또는 상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하지 않으면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전을 위한 전력을 송신하지 않도록 제어하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 검출용 전력의 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 거리 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하고,
    상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 거리 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  21. 전자 장치에 있어서,
    방향 정보 및 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 전력을 상기 무선 전력 송신기로부터 수신하는 안테나;
    상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 상기 식별 정보를 추출하는 프로세서; 및
    상기 무선 전력 송신기가 상기 추출된 방향 정보 및 상기 추출된 식별 정보에 기반하여 상기 전자 장치를 충전할 수 있도록, 상기 추출된 방향 정보 및 상기 추출된 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 상기 무선 전력 송신기로 송신하는 통신 회로
    를 포함하는 전자 장치.
  22. 전자 장치에 있어서,
    방향 정보 및 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 전력을 상기 무선 전력 송신기로부터 수신하는 동작;
    상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 상기 식별 정보를 추출하는 동작; 및
    상기 무선 전력 송신기가 상기 추출된 방향 정보 및 상기 추출된 식별 정보에 기반하여 상기 전자 장치를 충전할 수 있도록, 상기 추출된 방향 정보 및 상기 추출된 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 상기 무선 전력 송신기로 송신하는 동작
    을 포함하는 전자 장치의 제어 방법.
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