KR102627231B1 - 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치 - Google Patents

보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치 Download PDF

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Abstract

보조 배터리를 포함하는 액세서리가 부착되는 모바일 장치는, 모바일 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 내부 장치, 메인 배터리가 장착되는 배터리 수용부, 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나, 및 내부 장치에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리 또는 액세서리의 보조 배터리를 선택하고, 메인 배터리가 전원으로 선택된 경우 메인 배터리로부터 제공되는 전력을 내부 장치에 공급하고, 액세서리의 보조 배터리가 전원으로 선택된 경우 무선 전력 수신 안테나를 통하여 수신된 전력을 내부 장치에 공급하는 전력 관리 장치를 포함한다. 이에 따라, 모바일 장치는 메인 배터리의 충전량이 부족하거나 메인 배터리가 분리된 경우에도 액세서리의 보조 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 구동할 수 있다.

Description

보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치{MOBILE DEVICE WIRELESSLY RECEIVNG POWER FROM AN AUXILIARY BATTERY}
본 발명은 모바일 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 모바일 장치는 사용자가 야외에서 이를 휴대하는 중 모바일 장치에 포함된 배터리가 방전되어 이의 사용이 불가하게 될 수 있다. 최근, 모바일 장치의 배터리를 야외에서도 충전할 수 있도록 보조 배터리를 포함하는 휴대용 충전기가 개발되었다. 그러나, 이러한 휴대용 충전기의 경우, 모바일 장치와 휴대용 충전기 사이에 유선 케이블 연결이 요구되어 사용이 불편한 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하고, 메인 배터리로부터 제공된 전력에 기초하여 동작하거나, 보조 배터리로부터 무선으로 제공된 전력에 기초하여 동작할 수 있는 모바일 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 보조 배터리를 포함하는 액세서리가 부착되는 모바일 장치는, 상기 모바일 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 내부 장치, 메인 배터리가 장착되는 배터리 수용부, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나, 및 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 메인 배터리 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택하고, 상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 메인 배터리로부터 제공되는 전력을 상기 내부 장치에 공급하고, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 무선 전력 수신 안테나를 통하여 수신된 전력을 상기 내부 장치에 공급하는 전력 관리 장치를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치는 메인 배터리가 장착되는 배터리 수용부를 포함하는 본체, 상기 본체의 일 면을 덮는 커버, 상기 본체 내에 배치되고, 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 내부 장치, 상기 커버 내에 배치되는 보조 배터리, 상기 커버의 상기 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나, 및 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 메인 배터리 또는 상기 커버의 상기 보조 배터리를 선택하고, 상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 메인 배터리로부터 제공되는 전력을 상기 내부 장치에 공급하고, 상기 커버의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 무선 전력 수신 안테나를 통하여 수신된 전력을 상기 내부 장치에 공급하는 전력 관리 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치는 배터리 수용부에 장착된 메인 배터리를 전원으로 선택하거나, 액세서리 또는 커버에 포함된 보조 배터리를 전원으로 선택할 수 있고, 보조 배터리를 전원으로 선택한 경우, 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력에 기초하여 구동될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치는 메인 배터리의 충전량이 부족하거나 메인 배터리가 분리된 경우에도 액세서리 또는 커버의 보조 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 구동할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 선택에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 선택에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메인 배터리의 전하량에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하기 위한 복수의 코일들을 포함하는 모바일 장치의 일부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 복수의 코일들이 수신하는 무선 전력 신호의 주파수 대역들의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 코일을 이용하여 무선 전력 신호의 수신 및 NFC 신호의 송수신을 수행하는 모바일 장치의 일부를 나타내는 블록도이다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 부착식 필름 형태의 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치의 커버에 포함된 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1a 내지 도 2를 참조하면, 모바일 장치(100)에는 보조 배터리(220)를 포함하는 액세서리(200)가 부착 또는 결합될 수 있다. 실시예에 따라, 모바일 장치(100)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 내비게이션 장치, 슬레이트 PC(slate PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기(smart watch), 글래스형 단말기(smart glass), HMD(head mounted display)) 등일 수 있다. 일 실시예에서, 보조 배터리(220)를 포함하는 액세서리(200)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 모바일 장치(100)의 적어도 일 면(예를 들어, 후면)을 덮도록 모바일 장치(100)에 부착 또는 결합되는 보호 케이스일 수 있다. 다른 실시예에서, 보조 배터리(220)를 포함하는 액세서리(200)는 모바일 장치(100)의 일 면(예를 들어, 후면)의 적어도 일부에 부착되는 필름일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보조 배터리(220)를 포함하는 액세서리(200)는 스티커, 미끄럼 방지 패드, 스마트 그립, 또는 모바일 장치(100)의 미적 감각을 향상시키는 다양한 형태의 임의의 액세서리일 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 액세서리(200)는 가죽, 우레탄, 플라스틱 또는 메탈(Metal) 등의 재료를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
모바일 장치(100)는 메인 배터리(140)가 장착되는 배터리 수용부(130)를 포함하는 본체(110) 및 본체(110)의 일 면(예를 들어, 후면)을 덮는 커버(120)로 구성된 하우징을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 커버(120)는 본체(110)에 부착되거나 본체(110)로부터 분리될 수 있고, 메인 배터리(140)는 배터리 수용부(130)에 장착되거나 배터리 수용부(130)로부터 분리될 수 있다. 다른 실시예에서, 본체(110) 및 커버(120)는 일체로 형성될 수 있고, 커버(120)가 본체(110)로부터 분리되지 않을 수 있다. 이 경우, 메인 배터리(140)는 배터리 수용부(130)로부터 분리되지 않는 내장형 배터리일 수 있다.
모바일 장치(100)는 전력 공급이 필요한 하나 이상의 내부 장치들(150)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 내부 장치들(150)은 모바일 장치(100)의 동작을 제어하는 프로세서(151), 모바일 장치(100)의 동작에 필요한 데이터를 저장하는 메모리 장치(152), 외부 전자 기기와 통신을 수행하는 통신 장치(153), 사용자로부터 입력을 수신하는 입력 장치(154) 및 사용자에 출력을 제공하는 출력 장치(155)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(151)는 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), 모바일 시스템-온-칩(System-On-Chip; SOC), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 마이크로프로세서(microprocessor) 등일 수 있다. 메모리 장치(152)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치(153)는 LTE(Long Term Evolution) 통신 장치, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신 장치, GSM(Global System for Mobile communications) 장치, WiFi(Wireless Fidelity) 통신 장치, 블루투스(bluetooth) 통신 장치, NFC(Near Field Communications) 통신 장치 등을 포함할 수 있다. 입력 장치(154)는 터치스크린, 터치패드, 키패드, 키보드, 마우스 등과 같은 임의의 입력 장치를 포함할 수 있다. 또한, 출력 장치(155)는 디스플레이 장치, 스피커, 프린터 등과 같은 임의의 출력 장치를 포함할 수 있다.
액세서리(200)는 보조 배터리(220), 무선 전력 송신 회로(240) 및 무선 전력 송신 안테나(260)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 액세서리(200)는 도 1b에 도시된 바와 같이 보조 배터리(220)를 충전하도록 유선 케이블이 연결되는 유선 충전 케이블 단자(280)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 유선 충전 케이블 단자(280)는 5핀 단자, 20핀 단자, 30핀 단자 등일 수 있다. 무선 전력 송신 회로(240)는 무선 전력 송신 안테나(260)를 통하여 보조 배터리(220)로부터 제공된 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 송신 회로(240)는 자기 유도 방식으로 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 회로(240)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준에 따라 무선으로 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 회로(240)는 자기 공명 방식으로 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 회로(240)는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준에 따라 무선으로 전력을 무선으로 전송할 수 있다.
모바일 장치(100)는 무선 전력 송신 회로(240) 및 무선 전력 송신 안테나(260)에 의해 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나(160)를 더 포함한다. 무선 전력 수신 안테나(160)는 액세서리(200)로부터 전송된 무선 전력 신호를 수신하고, 상기 무선 전력 신호를 모바일 장치(100)의 전력 관리 장치(170)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 회로(240) 및 무선 전력 송신 안테나(260)에 의해 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 무선으로 전력이 전송되며, 무선 전력 수신 안테나(160)에는 전압(VINDU)이 유도되고, 모바일 장치(100)의 전력 관리 장치(170)는 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU)을 수신할 수 있다.
모바일 장치(100)는 메인 배터리(140)로부터 유선으로 전력을 수신하고, 무선 전력 수신 안테나(160)를 통하여 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하며, 메인 배터리(140)로부터 제공된 전력 또는 무선 전력 수신 안테나(160)를 통하여 수신된 전력에 기초하여 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전력 관리 장치(170)를 더 포함한다. 예를 들어, 전력 관리 장치(170)는 메인 배터리(140)로부터 수신된 배터리 전압(VBAT) 또는 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU)을 내부 전원 전압(VINT)로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다.
전력 관리 장치(170)는 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140) 또는 액세서리(200)의 보조 배터리(220)를 선택하고, 선택된 전원으로부터 공급된 전력을 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 메인 배터리(140)가 상기 전원으로 선택된 경우, 전력 관리 장치(170)는 메인 배터리(140)로부터 제공되는 전력을 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 이 경우, 일 실시예에서, 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 무선 전력 수신 안테나(160)를 통하여 수신된 전력은 메인 배터리(140)의 충전에 이용될 수 있다. 또한, 액세서리(200)의 보조 배터리(220)가 상기 전원으로 선택된 경우 무선 전력 수신 안테나(160)를 통하여 수신된 전력을 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 이 경우, 메인 배터리(140)의 충전량이 부족하거나, 메인 배터리(140)가 배터리 수용부(130)에 장착되어있지 않더라도, 모바일 장치(100)가 정상적으로 구동할 수 있다. 한편, 일 실시예에서, 모바일 장치(100)의 사용자의 선택에 따라 메인 배터리(140) 또는 보조 배터리(220)가 상기 전원으로 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 관리 장치(170)가 메인 배터리(140)의 존재 여부 또는 충전량을 검출하고, 메인 배터리(140)의 존재 여부 또는 충전량에 따라 메인 배터리(140) 또는 보조 배터리(220)가 상기 전원으로 선택될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치(100)는 액세서리(200)에 포함된 보조 배터리(220)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 모바일 장치(100)와 액세서리(200) 사이에 유선 케이블이 연결되지 않더라도, 모바일 장치(100)는 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치(100)는 배터리 수용부(130)에 장착된 메인 배터리(140)뿐만 아니라 액세서리(200)에 포함된 보조 배터리(220)를 전원으로 선택할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치(100)는, 메인 배터리(140)의 충전량이 부족하거나 메인 배터리(140)가 배터리 수용부(130)로부터 분리된 경우에도, 액세서리(200)의 보조 배터리(220)로부터 공급된 전력에 기초하여 구동할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전력 관리 장치(170a)는 메인 배터리(140)로부터 제공된 전력 또는 무선 전력 수신 안테나(160)를 통하여 수신된 전력에 기초하여 내부 장치들(150)에 전력을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 전력 관리 장치(170a)는 메인 배터리(140)로부터 제공된 배터리 전압(VBAT) 또는 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU)(예를 들어, 교류 전압)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 전력 관리 장치(170a)는 AC-DC 변환기(171), 제1 스위칭 회로(172) 및 전력 관리 회로(190)를 포함할 수 있다.
AC-DC 변환기(171)는 모바일 장치에 부착 또는 장착된 액세서리의 보조 배터리에 의해 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU)(예를 들어, 교류 전압)을 직류 전압인 무선 전송 전원 전압(VWLT)으로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, AC-DC 변환기(171)는 교류 신호를 직류 신호로 변환하기 위한 정류기(rectifier)를 포함할 수 있다. 예를 들어, AC-DC 변환기(171)는 하프 브릿지 정류기(half bridge rectifier) 또는 풀 브릿지 정류기(full bridge rectifier)를 포함할 수 있다.
제1 스위칭 회로(172)는 메인 배터리(140)로부터 배터리 전압(VBAT)을 수신하고, AC-DC 변환기(171)로부터 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 수신하며, 배터리 전압(VBAT) 또는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 선택적으로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위칭 회로(172)는 전력 관리 회로(190)로부터 제1 스위칭 신호(SWS1)를 수신하고, 제1 스위칭 신호(SWS1)에 응답하여 배터리 전압(VBAT) 또는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 선택적으로 출력할 수 있다.
전력 관리 회로(190)는 모바일 장치의 전력을 관리할 수 있다. 또한, 전력 관리 회로(190)는 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140) 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택하고, 선택된 전원으로부터 공급된 전력을 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 메인 배터리(140)가 상기 전원으로 선택된 경우, 전력 관리 회로(190)는 배터리 전압(VBAT)을 출력하도록 제1 스위칭 회로(172)를 제어하고, 제1 스위칭 회로(172)로부터 출력된 배터리 전압(VBAT)을 각 내부 장치(150)에 적합한 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하며, 내부 장치들(150)에 내부 전원 전압(VINT)을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 회로(190)는 배터리 전압(VBAT)을 출력하도록 제1 스위칭 회로(172)를 제어하도록 제1 스위칭 회로(172)에 배터리 전압(VBAT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 전력 관리 회로(190)는 배터리 전압(VBAT)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하기 위하여 DC-DC 변환기(191) 및/또는 LDO(Low-Dropout) 레귤레이터(192)를 포함할 수 있다. 예를 들어, DC-DC 변환기(191)는 전압 레벨을 증가시키는 스텝-업 변환기 및/또는 전압 레벨을 감소시키는 스텝-다운 변환기를 포함할 수 있다. 또한, LDO 레귤레이터(192)는 리플(ripple) 성분이 적은 내부 전원 전압(VINT)를 생성할 수 있다. 또한, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우, 전력 관리 회로(190)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 출력하도록 제1 스위칭 회로(172)를 제어하고, DC-DC 변환기(191) 및/또는 LDO 레귤레이터(192)를 이용하여 제1 스위칭 회로(172)로부터 출력된 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 각 내부 장치(150)에 적합한 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하며, 내부 장치들(150)에 내부 전원 전압(VINT)을 공급할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 전력 관리 회로(190)는 내부 전원 전압(VINT)의 전압 레벨을 동적으로 변경하도록 DC-DC 변환기(191) 및/또는 LDO 레귤레이터(192)를 제어하는 전압 스케일링 회로(193), 및/또는 내부 장치들(150)에 제공되는 클록 신호의 주파수를 동적으로 변경하기 위한 주파수 스케일링 회로(194)를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치(170a)는 메인 배터리(140)로부터 제공된 배터리 전압(VBAT) 또는 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU) 중 하나의 전압을 선택하고, 상기 선택된 하나의 전압을 내부 장치들(150)에 적합한 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하며, 내부 장치들(150)에 내부 전원 전압(VINT)을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4의 전력 관리 장치(170b)는, 도 3의 전력 관리 장치(170a)에 비하여, AC-DC 변환기(171)의 출력에 연결된 제2 스위칭 회로(173) 및 메인 배터리(140)를 충전하기 위한 배터리 충전 회로(174)를 더 포함할 수 있다.
제2 스위칭 회로(173)는 AC-DC 변환기(171)로부터 출력된 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 제1 스위칭 회로(172) 또는 배터리 충전 회로(174)에 선택적으로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 스위칭 회로(173)는 전력 관리 회로(190)로부터 제2 스위칭 신호(SWS2)를 수신하고, 제2 스위칭 신호(SWS2)에 응답하여 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 제1 스위칭 회로(172) 또는 배터리 충전 회로(174)에 선택적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 메인 배터리(140)가 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로 선택된 경우, 전력 관리 회로(190)는 제2 스위칭 회로(173)가 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 배터리 충전 회로(174)에 출력하도록 제2 스위칭 회로(173)에 배터리 충전 회로(174)를 나타내는 제2 스위칭 신호(SWS2)를 제공할 수 있다. 또한, 전력 관리 회로(190)는 제1 스위칭 회로(172)가 배터리 전압(VBAT)을 출력하도록 제1 스위칭 회로(172)에 배터리 전압(VBAT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공할 수 있다. 이 경우, 배터리 충전 회로(174)는 AC-DC 변환기(171)로부터 제2 스위칭 회로(173)를 통하여 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 수신하고, 무선 전송 전원 전압(VWLT)에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전할 수 있다. 한편, 도 4에 도시되어 있지는 않으나, 배터리 충전 회로(174)는 모바일 장치와 연결된 외부 전원으로부터 유선 케이블을 통하여 전압을 더욱 수신할 수 있고, 상기 유선 케이블을 통하여 수신된 전압에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전하는 것 또한 가능하다.
상술한 바와 같이, 메인 배터리(140)가 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로 선택된 경우, 전력 관리 장치(170b)는 메인 배터리(140)로부터 제공된 배터리 전압(VBAT)에 기초하여 내부 전원 전압(VINT)을 생성하고, 또한 무선 전력 수신 안테나(160)에 유도된 전압(VINDU)에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 모바일 장치와 액세서리 사이에 유선 케이블이 연결되지 않더라도, 전력 관리 장치(170b)를 포함하는 모바일 장치는 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 공급받고, 무선으로 공급받은 전력에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 선택에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 선택에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 모바일 장치(100)는 모바일 장치(100)의 사용자에 배터리 설정 화면(181)을 표시할 수 있다. 배터리 설정 화면(181)은 모바일 장치(100) 내에 장착된 메인 배터리(140)를 나타내는 메인 배터리 버튼(183) 및 모바일 장치(100)에 부착된 액세서리에 포함된 보조 배터리를 나타내는 보조 배터리 버튼(185)를 포함할 수 있다. 모바일 장치(100)의 사용자는 메인 배터리 버튼(183)을 누름으로써 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140)를 선택할 수 있고, 보조 배터리 버튼(185)을 누름으로써 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택할 수 있다. 내부 장치들(150) 중 프로세서(151)는 모바일 장치(100)의 사용자의 상기 선택에 응답하여 메인 배터리(140) 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)를 생성하고, 메인 배터리(140) 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)를 전력 관리 장치(170c)에 제공할 수 있다. 한편, 도 5b의 전력 관리 장치(170c)는, 상기 사용자의 선택에 의해 프로세서(151)에서 생성된 사용자 선택 신호(SUS)에 응답하여 동작하는 것을 제공하고, 도 3의 전력 관리 장치(170a) 또는 도 4의 전력 관리 장치(170b)와 유사한 구성 및 동작을 가질 수 있다.
전력 관리 장치(170c)는 메인 배터리(140)를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)에 응답하여 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로(190)는, 메인 배터리(140)를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)에 응답하여, 제1 스위칭 회로(172)에 배터리 전압(VBAT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공하고, 제2 스위칭 회로(173)에 배터리 충전 회로(174)를 나타내는 제2 스위칭 신호(SWS2)를 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 스위칭 회로(172)는 전력 관리 장치(190)에 배터리 전압(VBAT)을 출력하고, 전력 관리 장치(190)는 배터리 전압(VBAT)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 또한, 제2 스위칭 회로(173)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 배터리 충전 회로(174)에 출력하고, 배터리 충전 회로(174)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전할 수 있다.
또한, 전력 관리 장치(170c)는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)에 응답하여 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로(190)는, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타내는 사용자 선택 신호(SUS)에 응답하여, 제1 스위칭 회로(172)에 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공하고, 제2 스위칭 회로(173)에 제1 스위칭 회로(172)를 나타내는 제2 스위칭 신호(SWS2)를 제공할 수 있다. 이 경우, 제2 스위칭 회로(173)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 제1 스위칭 회로(172)에 출력하고, 제1 스위칭 회로(172)는 전력 관리 장치(190)에 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 출력하며, 전력 관리 장치(190)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 관리 장치(170c)를 포함하는 모바일 장치(100)는 사용자의 선택에 응답하여 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140) 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택할 수 있다. 한편, 도 5a에는 모바일 장치(100)의 사용자에 배터리 설정 화면(181)을 표시하여 상기 사용자의 선택을 수신하는 일 예가 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치(100)는 다양한 방식으로 상기 사용자의 선택을 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메인 배터리의 전하량에 따라 전원을 선택하는 모바일 장치에 포함된 전력 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전력 관리 장치(170d)는, 도 3의 전력 관리 장치(170a) 또는 도 4의 전력 관리 장치(170b)와 비교하여, 메인 배터리(140)의 충전량을 검출하는 배터리 충전량 검출 회로(175)를 더 포함할 수 있다.
전력 관리 장치(170d)는 배터리 충전량 검출 회로(175)를 이용하여 검출된 메인 배터리(140)의 충전량에 따라 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140) 또는 액세서리의 보조 배터리를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 충전량 검출 회로(175)는 메인 배터리(140)의 현재 또는 잔여 충전량을 검출하고, 검출된 메인 배터리(140)의 충전량을 나타내는 검출 신호(SDET)를 전력 관리 회로(190)에 제공할 수 있다. 검출 신호(SDET)가 나타내는 메인 배터리(140)의 충전량이 기준 충전량 이상일 때, 전력 관리 회로(190)는 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로(190)는 제1 스위칭 회로(172)에 배터리 전압(VBAT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공하고, 제1 스위칭 회로(172)는 배터리 전압(VBAT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)에 응답하여 전력 관리 회로(190)에 메인 배터리(140)로부터 제공된 배터리 전압(VBAT)을 출력하며, 전력 관리 회로(190)는 배터리 전압(VBAT)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다. 또한, 검출 신호(SDET)가 나타내는 메인 배터리(140)의 충전량이 상기 기준 충전량 미만일 때, 전력 관리 회로(190)는 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로(190)는 제1 스위칭 회로(172)에 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)를 제공하고, 제1 스위칭 회로(172)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 나타내는 제1 스위칭 신호(SWS1)에 응답하여 전력 관리 회로(190)에 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 출력하며, 전력 관리 회로(190)는 무선 전송 전원 전압(VWLT)을 내부 전원 전압(VINT)으로 변환하여 내부 장치들(150)에 공급할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 관리 장치(170d)는, 배터리 충전량 검출 회로(175)를 대신하여, 메인 배터리(140)가 배터리 수용부에 장착되어 있는지 여부를 검출하는 배터리 존재 검출 회로를 포함할 수 있다. 전력 관리 장치(170d)는 메인 배터리(140)가 상기 배터리 수용부에 장착되어 있을 때 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 메인 배터리(140)를 선택하고, 메인 배터리(140)가 상기 배터리 수용부에 장착되어 있지 않을 때 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 배터리 충전량 검출 회로(175)가 상기 배터리 존재 검출 회로로 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 관리 장치(170d)를 포함하는 모바일 장치는 메인 배터리(140)의 존재 여부 또는 충전량에 따라 내부 장치들(150)에 전력을 공급하는 전원으로서 메인 배터리(140) 또는 보조 배터리(220)를 선택할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하기 위한 복수의 코일들을 포함하는 모바일 장치의 일부를 나타내는 블록도이고, 도 8은 도 7에 도시된 복수의 코일들이 수신하는 무선 전력 신호의 주파수 대역들의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에서, 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하기 위한 무선 전력 수신 안테나(160d)는 서로 다른 주파수 대역들의 무선 전력 신호들을 수신하기 위한 복수의 코일들(COIL1, COIL2, COIL3)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 코일들(COIL1, COIL2, COIL3)은 서로 다른 주파수 대역들의 무선 전력 신호들을 수신하도록 서로 다른 권선 회수, 두께들, 형상들을 가질 수 있다.
상기 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 모바일 장치는 복수의 코일들(COIL1, COIL2, COIL3)에 각각 연결된 복수의 매칭 회로들(또는 무선 전력 매칭 회로들)(MC1, MC2, MC3)을 포함할 수 있다. 각 매칭 회로(MC1, MC2, MC3)는 적어도 하나의 커패시터 및/또는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 각 코일(COIL1, COIL2, COIL3) 및 이에 연결된 매칭 회로(MC1, MC2, MC3)는 수신하고자 하는 무선 전력 신호의 주파수 대역에 적합하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 각 코일(COIL1, COIL2, COIL3)의 인덕턴스, 각 매칭 회로(MC1, MC2, MC3)에 포함된 커패시터의 커패시턴스 및/또는 각 매칭 회로(MC1, MC2, MC3)에 포함된 저항의 리액턴스가 수신하고자 하는 무선 전력 신호의 주파수 대역에 적합하도록 각 코일(COIL1, COIL2, COIL3) 및 이에 연결된 매칭 회로(MC1, MC2, MC3)가 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 무선 전력 수신 안테나(160d)는, 상기 복수의 코일들(COIL1, COIL2, COIL3)로서, WPC 대역 및/또는 PMA 대역의 무선 전력 신호를 수신하기 위한 제1 코일(COIL1), A4WP 대역의 무선 전력 신호를 수신하기 위한 제2 코일(COIL2), 및 NFC 대역의 무선 전력 신호를 수신하기 위한 제3 코일(COIL3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 WPC 대역은 약 110kHz 내지 약 205kHz의 주파수 대역이고, 상기 PMA 대역은 약 227kHz 내지 약 278kHz의 주파수 대역이며, 제1 코일(COIL1)는 약 110kHz 내지 약 278kHz의 제1 주파수 대역(BAND1)의 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 A4WP 대역은 약 6.78MHz의 주파수 대역이고, 제2 코일(COIL2)은 약 6.78MHz의 제2 주파수 대역(BAND2)의 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 NFC 대역 약 13.56MHz의 주파수 대역이고, 제3 코일(COIL3)은 약 13.56MHz의 제3 주파수 대역(BAND3)의 신호를 수신할 수 있다.
상기 모바일 장치는 복수의 매칭 회로들(MC1, MC2, MC3) 중 하나를 전력 관리 장치(170)에 연결하는 스위칭 회로(165)를 더 포함할 수 있다. 전력 관리 장치(170)는 선택된 매칭 회로 및 이에 연결된 코일로부터 상기 무선 전력 신호(예를 들어, 선택된 코일에 유도된 전압)를 수신하고, 상기 무선 전력 신호에 기초하여 메인 배터리를 충전하거나, 상기 무선 전력 신호에 기초하여 내부 장치들에 전력을 공급할 수 있다.
한편, 도 7에는 무선 전력 수신 안테나(160d)가 세 개의 코일들(COIL1, COIL2, COIL3)을 포함하는 예가 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 무선 전력 수신 안테나(160d)는 하나의 코일만을 포함하거나, 두 개 또는 네 개 이상의 코일들을 포함할 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 코일을 이용하여 무선 전력 신호의 수신 및 NFC 신호의 송수신을 수행하는 모바일 장치의 일부를 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 모바일 장치는, 상기 보조 배터리로부터 전송된 무선 전력 신호를 수신하기 위한 무선 전력 수신 안테나(160e)와 함께, NFC 신호를 수신하기 위한 NFC 안테나(180)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 모바일 장치는 NFC 안테나(180)를 통하여 상기 NFC 신호를 송수신하는 NFC 장치(182)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 관리 장치(170)는 무선 전력 수신 안테나(160e)로서 공통 코일(SCOIL)을 이용하여 상기 무선 전력 신호를 수신하고, NFC 장치(182) 또한 NFC 안테나(180)로서 공통 코일(SCOIL)을 이용하여 상기 NFC 신호를 송수신할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신 안테나(160e) 및 NFC 안테나(180)는 공통 코일(SCOIL)을 공유할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모바일 장치는 공통 코일(SCOIL)과 전력 관리 장치(170) 사이에 배치된 무선 전력(Wireless Power; WLP) 매칭 회로(WMC), 공통 코일(SCOIL)과 NFC 장치(182) 사이에 배치된 NFC 매칭 회로(NMC), 및 공통 코일(SCOIL)을 무선 전력 매칭 회로(WMC) 또는 NFC 매칭 회로(NMC)에 선택적으로 연결하는 스위칭 회로(184)를 더 포함할 수 있다. 무선 전력 매칭 회로(WMC)는 공통 코일(SCOIL)과 전력 관리 장치(170) 사이의 임피던스 매칭을 수행하고, NFC 매칭 회로(NMC)는 공통 코일(SCOIL)과 NFC 장치(182) 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 스위칭 회로(184)는 공통 코일(SCOIL)을 통하여 상기 무선 전력 신호가 수신되는 동안 공통 코일(SCOIL)을 무선 전력 매칭 회로(WMC)에 연결하고, 공통 코일(SCOIL)을 통하여 상기 NFC 신호가 송수신되는 동안 공통 코일(SCOIL)을 NFC 매칭 회로(NMC)에 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모바일 장치는 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호의 신호 레벨에 따라 스위칭 회로(184)를 제어할 수 있다. 이러한 동작을 수행하도록, 상기 모바일 장치는 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호의 신호 레벨을 감지하는 센싱 회로(186), 및 센싱 회로(186)에 의해 감지된 상기 신호 레벨에 따라 스위칭 회로(184)를 제어하는 제어 회로(188)를 더 포함할 수 있다. 제어 회로(188)는 센싱 회로(186)에 의해 감지된 상기 신호 레벨에 따라 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호가 상기 무선 전력 신호인지 또는 상기 NFC 신호인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(186)는 상기 신호 레벨로서 전압 레벨, 전류 레벨, 전력 레벨 및/또는 주파수 레벨을 감지하고, 제어 회로(188)는 상기 전압 레벨, 상기 전류 레벨, 상기 전력 레벨 및/또는 상기 주파수 레벨에 따라 상기 신호가 상기 무선 전력 신호인지 또는 상기 NFC 신호인지를 판단할 수 있다. 일 예에서, 상기 무선 전력 신호의 전력 레벨(예를 들어, 수 w 내지 수 kw)이 상기 NFC 신호의 전력 레벨(예를 들어, 수 μw 내지 수 mw)보다 높을 수 있고, 제어 회로(188)는 센싱 회로(186)에 의해 감지된 상기 전력 레벨이 소정의 기준 전력 레벨보다 높은 경우 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호를 상기 무선 전력 신호로 판단하고, 상기 전력 레벨이 상기 소정의 기준 전력 레벨보다 낮은 경우 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호를 상기 NFC 신호로 판단할 수 있다. 또한, 제어 회로(188)는 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호가 상기 무선 전력 신호로 판단되면 공통 코일(SCOIL)을 무선 전력 매칭 회로(WMC)에 연결하도록 스위칭 회로(184)를 제어하고, 공통 코일(SCOIL)에서 수신된 신호가 상기 NFC 신호로 판단되면 공통 코일(SCOIL)을 NFC 매칭 회로(NMC)에 연결하도록 스위칭 회로(184)를 제어할 수 있다.
한편, 도 9에는 무선 전력 수신 안테나(160e)가 공통 코일(SCOIL)만을 포함하는 예가 도시되어 있으나, 실시예들에 따라, 무선 전력 수신 안테나(160e)는 하나 이상의 다른 코일들을 더 포함할 수 있다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 부착식 필름 형태의 액세서리의 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 10을 참조하면, 모바일 장치(100a)에 부착되는 액세서리(200a)는 모바일 장치(100a)의 일 면(예를 들어, 후면)의 적어도 일부에 부착되는 필름의 형태를 가질 수 있다. 보호 케이스 형태의 액세서리(200)가 부착된 도 1b의 모바일 장치(100)와 비교하여, 모바일 장치(100a)는, 필름 형태의 액세서리(200a)가 부착되는 것 외에, 도 1b의 모바일 장치(100)와 유사한 구조 및 동작을 가질 수 있다.
액세서리(200a)는 전자 부품들, 예를 들어 보조 배터리(220), 무선 전력 송신 회로(240) 및 무선 전력 송신 안테나(260)이 형성된 제1 층(210), 및 모바일 장치(100a)의 일 면에 부착되는 제2 층(230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 층(230)은 모바일 장치(100a)의 일 면에 탈착 가능하도록 부착되는 접착층일 수 있다. 일 실시예에서, 필름 형태의 액세서리(200a)는 도 1b에 도시된 보호 케이스 형태의 액세서리(200)보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 필름 형태의 액세서리(200a)는 약 10 mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 모바일 장치(100a)는 액세서리(200a)의 보조 배터리(220)로부터 무선 전력 송신 회로(240) 및 무선 전력 송신 안테나(260)를 통하여 수신된 전력에 기초하여 메인 배터리를 충전하거나, 메인 배터리의 이용 없이 내부 장치들에 전력을 공급할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치의 커버에 포함된 보조 배터리로부터 무선으로 전력을 수신하는 모바일 장치의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 11을 참조하면, 모바일 장치(100b)는 메인 배터리(140)가 장착되는 배터리 수용부(130)를 포함하는 본체(110), 및 본체(110)의 일 면(예를 들어, 후면)을 덮는 커버(120b)로 구성된 하우징을 가질 수 있다. 커버(120b)는 보조 배터리(220a), 무선 전력 송신 안테나(260a), 및 무선 전력 송신 안테나(260a)를 통하여 보조 배터리(220a)로부터 제공된 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송신 회로(260a)를 포함할 수 있다. 모바일 장치(100b)는, 보조 배터리(220a), 무선 전력 송신 안테나(260a), 및 무선 전력 송신 안테나(260a)가 커버(120b)에 형성된 것을 제외하고, 도 1b의 모바일 장치(100)와 유사한 구조 및 동작을 가질 수 있다. 모바일 장치(100b)는 커버(120b)의 보조 배터리(220a)로부터 무선 전력 송신 회로(240a) 및 무선 전력 송신 안테나(260a)를 통하여 수신된 전력에 기초하여 메인 배터리(140)를 충전하거나, 메인 배터리(140)의 이용 없이 내부 장치들(150)에 전력을 공급할 수 있다.
본 발명은 임의의 모바일 장치, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 노트북 컴퓨터, 디지털방송용 단말기, PDA, PMP, 내비게이션 장치, 슬레이트 PC, 울트라북, 웨어러블 디바이스(예를 들어, 워치형 단말기, 글래스형 단말기, HMD) 등에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 보조 배터리를 포함하는 액세서리가 부착되는 모바일 장치에 있어서,
    상기 모바일 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 내부 장치;
    메인 배터리가 장착되는 배터리 수용부;
    상기 액세서리의 상기 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나; 및
    상기 내부 장치에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 메인 배터리 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택하고, 상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 메인 배터리로부터 제공되는 전력을 상기 내부 장치에 공급하고, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 모바일 장치가 상기 메인 배터리의 이용 없이 구동되도록 상기 무선 전력 수신 안테나를 통하여 수신된 전력을 상기 내부 장치에 공급하는 전력 관리 장치를 포함하는 모바일 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전력 관리 장치는,
    상기 액세서리의 상기 보조 배터리에 의해 상기 무선 전력 수신 안테나에 유도된 교류 전압을 직류 전압인 무선 전송 전원 전압으로 변환하는 AC-DC 변환기;
    상기 메인 배터리로부터 배터리 전압을 수신하고, 상기 AC-DC 변환기로부터 상기 무선 전송 전원 전압을 수신하며, 상기 배터리 전압 또는 상기 무선 전송 전원 전압을 선택적으로 출력하는 제1 스위칭 회로; 및
    상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우, 상기 배터리 전압을 출력하도록 상기 제1 스위칭 회로를 제어하고, 상기 배터리 전압을 내부 전원 전압으로 변환하여 상기 내부 장치에 상기 내부 전원 전압을 공급하며, 상기 액세서리의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우, 상기 무선 전송 전원 전압을 출력하도록 상기 제1 스위칭 회로를 제어하고, 상기 무선 전송 전원 전압을 상기 내부 전원 전압으로 변환하여 상기 내부 장치에 상기 내부 전원 전압을 공급하는 전력 관리 회로를 포함하는 모바일 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 전력 관리 장치는,
    상기 AC-DC 변환기로부터 출력된 상기 무선 전송 전원 전압을 상기 제1 스위칭 회로 또는 배터리 충전 회로에 선택적으로 출력하는 제2 스위칭 회로; 및
    상기 메인 배터리를 충전하는 상기 배터리 충전 회로를 더 포함하고,
    상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우, 상기 전력 관리 회로는 상기 무선 전송 전원 전압을 상기 배터리 충전 회로에 출력하도록 상기 제2 스위칭 회로를 제어하고, 상기 배터리 충전 회로는 상기 제2 스위칭 회로를 통하여 수신된 상기 무선 전송 전원 전압에 기초하여 상기 메인 배터리를 충전하는 모바일 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 모바일 장치의 사용자의 선택에 응답하여 상기 메인 배터리 또는 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타내는 사용자 선택 신호를 생성하고,
    상기 전력 관리 장치는 상기 사용자 선택 신호가 상기 메인 배터리를 나타낼 때 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 상기 메인 배터리를 선택하고, 상기 사용자 선택 신호가 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 나타낼 때 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택하는 모바일 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 전력 관리 장치는,
    상기 메인 배터리의 충전량을 검출하는 배터리 충전량 검출 회로를 포함하고,
    상기 전력 관리 장치는 상기 메인 배터리의 상기 충전량이 기준 충전량 이상일 때 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 상기 메인 배터리를 선택하고, 상기 메인 배터리의 상기 충전량이 상기 기준 충전량 미만일 때 상기 내부 장치에 전력을 공급하는 상기 전원으로서 상기 액세서리의 상기 보조 배터리를 선택하는 모바일 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 무선 전력 수신 안테나는,
    서로 다른 주파수 대역들의 무선 전력 신호들을 수신하기 위한 복수의 코일들을 포함하는 모바일 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    NFC 안테나; 및
    상기 NFC 안테나를 통하여 NFC 신호를 송수신하는 NFC 장치를 더 포함하고,
    상기 무선 전력 수신 안테나 및 상기 NFC 안테나는 공통 코일을 공유하는 모바일 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 공통 코일과 상기 전력 관리 장치 사이에 배치된 무선 전력 매칭 회로;
    상기 공통 코일과 상기 NFC 장치 사이에 배치된 NFC 매칭 회로; 및
    상기 공통 코일을 상기 무선 전력 매칭 회로 또는 상기 NFC 매칭 회로에 선택적으로 연결하는 스위칭 회로를 더 포함하는 모바일 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 액세서리는,
    상기 보조 배터리;
    무선 전력 송신 안테나; 및
    상기 무선 전력 송신 안테나를 통하여 상기 보조 배터리로부터 제공된 전력을 상기 무선 전력 수신 안테나에 송신하는 무선 전력 송신 회로를 포함하는 모바일 장치.
  10. 메인 배터리가 장착되는 배터리 수용부를 포함하는 본체;
    상기 본체의 일 면을 덮는 커버;
    상기 본체 내에 배치되고, 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 내부 장치;
    상기 커버 내에 배치되는 보조 배터리;
    상기 커버의 상기 보조 배터리로부터 무선으로 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 안테나; 및
    상기 내부 장치에 전력을 공급하는 전원으로서 상기 메인 배터리 또는 상기 커버의 상기 보조 배터리를 선택하고, 상기 메인 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 상기 메인 배터리로부터 제공되는 전력을 상기 내부 장치에 공급하고, 상기 커버의 상기 보조 배터리가 상기 전원으로 선택된 경우 모바일 장치가 상기 메인 배터리의 이용 없이 구동되도록 상기 무선 전력 수신 안테나를 통하여 수신된 전력을 상기 내부 장치에 공급하는 전력 관리 장치를 포함하는 모바일 장치.
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