KR102653362B1 - 전자 장치 및 무선 충전을 위한 전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

전자 장치는 코일; 상기 코일과 전기적으로 연결된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하고, 외부 전자 장치로부터, 출력 전력 감소 요청을 수신하고, 상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 판단하며, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 출력 전력을 생성하도록 설정될 수 있다.

Description

전자 장치 및 무선 충전을 위한 전력 제어 방법{electronic device and power control method for wireless charging}
본 발명의 다앙한 실시예는 무선 충전을 위한 전력 제어 방법 및 이 방법을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 무선충전 시스템(예를 들어, 자기 유도 방식, 공진 방식)을 이용하여 충전 패드(pad)를 이용한 다양한 전자 제품의 충전 동작뿐만 아니라, 모바일 단말을 이용한 다른 전자 제품의 충전 동작을 지원할 수 있는 다양한 응용제품이 출시되고 있다.
다양한 응용 제품이 출시되면서, 다양한 전력량을 가지는 무선 충전을 지원하면서 전자기파 간섭(electromagnetic interference)에 관한 개선이 요구된다.
본 발명의 무선 전력 전송 시에 전자기파 간섭(electromagnetic interference)을 낮출 수 있는 무선 충전 전력 제어 방법 및 이 방법 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 코일; 상기 코일과 전기적으로 연결된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하고, 외부 전자 장치로부터, 출력 전력 감소 요청을 수신하고, 상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 판단하며, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 출력 전력을 생성하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 충전을 위한 전력 제어 방법은 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하는 동작; 외부 전자 장치로부터, 출력 전력 감소 요청을 수신하는 동작; 상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 판단하는 동작; 및 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 출력 전력을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 코일; 상기 코일과 전기적으로 연결된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 인버터가 동일한 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 입력 전압을 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 상기 외부 전자 장치로부터, 상기 출력 전력을 감소 요청을 수신하고, 상기 출력 전력을 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터가 제 서로 다른 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 입력 전압을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 상기 코일을 통해 출력 전력을 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전을 위한 전력 제어 방법 및 이 방법을 포함하는 전자 장치는 무선 전력 전송 시에 송신될 전력을 제어하여 전자기파 간섭을 줄일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전을 위한 전력 제어 방법 및 이 방법을 포함하는 전자 장치는 무선 전력 전송 시에 송신될 전력을 제어함으로써, 저 전력 전송 시에 전력 끊김 현상의 발생을 줄일 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a 는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치의 무선 충전 환경을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치의 무선 충전 환경을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 3의 307 동작을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 복수의 게이트를 포함하는 인버터와 송신 코일을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 시간-전압에 관한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 주파수-전력에 관한 그래프이다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치를 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a 는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치(예: 와치 또는 이어버드)의 무선 충전 환경(200)을 나타낸 도면이다.
도 2a를 참고하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 외부 전자 장치(104)(예: 와치(watch) 또는 이어버드(earbud))에 무선으로 전력을 송신하여 충전시킬 수 있다. 외부 전자 장치(104)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 전력 전송 회로(210), 제어 회로(220), 통신 회로(230), 및/또는 센싱 회로(240)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 전송 회로(210)는 외부로부터 전원(또는 전력)을 입력 받고, 입력 전원의 전압을 적절하게 변환하는 전력 어댑터(211), 전력을 생성하는 전력 생성 회로(213), 및/또는 송신 코일(242)과 수신 코일(252) 사이의 효율을 극대화시키는 매칭 회로(215)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 전송 회로(210)는 복수의 외부 전자 장치들(예: 와치 또는 이어버드 등)에 전력 송신이 가능하도록 전력 어댑터(211), 전력 생성 회로(213), 매칭 회로(215) 또는 송신 코일(242) 중 적어도 일부를 복수 개 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 전송 회로(210)는 전력 생성 회로(213)를 이용하여, 예를 들어 와치(watch)에 제 1 전력을 제공하기 위한 제 1 주파수의 제 1 신호와, 예를 들어 이어버드(earbud)에 제 2 전력을 제공하기 위한 제 2 주파수의 제 2 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(220)는 전자 장치(101)의 전반적인 제어를 수행하며, 무선 전력 송신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(230)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(220)는 통신 회로(230)로부터 수신된 정보에 기초하여 외부 전자 장치(104)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(220)는 송신 코일(242)에 의해 산출된 전력이 외부 전자 장치(104)로 전송되도록 전력 전송 회로(210)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(220)는 복수의 외부 전자 장치들(예: 와치 및 이어버드)에 각각 전력을 송신하는 경우, 예를 들어 와치에 제 1 전력을 제공하기 위한 제 1 주파수의 제 1 신호와, 예를 들어 이어버드에 제 2 전력을 제공하기 위한 제 2 주파수의 제 2 신호를 생성하도록 전력 생성 회로(212)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 회로(230)는 제 1 통신 회로(231) 및 제 2 통신 회로(232) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 통신 회로(231)는, 송신 코일(242)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 동일한 주파수를 이용하여 외부 전자 장치(104)의 제 1 통신 회로(271)와 예를 들어 인밴드(inband) 방식으로 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 통신 회로(232)는, 송신 코일(242)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 다른 주파수를 이용하여 외부 전자 장치(104)의 제 2 통신 회로(272)와 예를 들어 아웃밴드(outband) 방식으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 제 2 통신 회로(232)는 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 제 2 통신 회로(272)로부터 충전 상태와 관련된 정보(예: Vrec 정보, Iout 정보, 각종 패킷, 메시지 등)를 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 외부 전자 장치(104)의 적어도 하나의 상태를 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 온도 센서, 움직임 센서, 또는 전류(또는 전압) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 온도 센서는 전자 장치(101)의 온도 상태를 감지할 수 있다. 움직임 센서는 전자 장치(101)의 움직임 상태를 감지할 수 있다. 전류(또는 전압)센서는 전자 장치(101)의 출력 신호의 상태, 예를 들면, 전류 크기, 전압 크기 또는 전력 크기를 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전류(또는 전압)센서는 전력 전송 회로(210)의 적어도 일부 영역에서 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면, 전류(또는 전압 센서)는 송신 코일(242)의 앞 단에서 신호를 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 외부 객체 검출(FOD: foreign object detection)을 위한 회로일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)로부터 출력되는 전력을 수신하는 외부 전자 장치(104)(예: 와치 또는 이어버드)는 전력 수신 회로(250), 제어 회로(260), 통신 회로(270), 적어도 하나의 센서(280), 디스플레이(285), 및/또는 감지 회로(290)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)에 있어서, 상술한 전자 장치(101)에 대응되는 구성은 그 설명이 일부 생략될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 회로(250)는 전자 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일(252), 매칭 회로(251), 수신된 AC 전력을 DC로 정류하는 정류 회로(253), 충전 전압을 조정하는 조정 회로(255), 스위치 회로(257), 및/또는 배터리(259)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(260)는 외부 전자 장치(104)의 전반적인 제어를 수행하고, 무선 전력 수신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(270)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 회로(270)는 제 1 통신 회로(271) 및 제 2 통신 회로(272) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 통신 회로(271)는 수신 코일(252)을 통해 전자 장치(101)와 통신할 수 있다. 제 2 통신 회로(272)는 블루투스(Bluetooth), BLE, Wi-Fi, NFC와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 전자 장치(101)와 통신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서(280)는 전류/전압 센서, 온도 센서, 조도 센서, 또는 사운드 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이(285)는 무선 전력 송수신에 필요한 각종 디스플레이 정보를 표시할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 감지 회로(290)는 전자 장치(101)로부터 탐색 신호 또는 수신되는 전력을 감지하여 전자 장치(101)를 감지 할 수 있다. 감지 회로(290)는 전자 장치(101)로부터 출력된 신호를 수신 코일(252)를 통해 수신하고, 매칭 회로(251) 또는 정류 회로(253)의 입/출력단의 신호 변화를 감지할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 감지 회로(290)는 전력 수신 회로(250) 내에 포함될 수도 있다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치(104)의 무선 충전 환경(400)을 나타낸 도면이다.
도 2b를 참고하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(104)와 무선으로 전력을 송신 또는 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101) 및 외부 전자 장치(104)는 각각 모바일 단말(예: 스마트 폰)을 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(104)는 전자 장치(101)와 무선으로 전력을 송신 또는 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 무선 충전 코일(218), 무선 충전 송수신 회로(216), 전력 관리 IC(214)(power management IC; PMIC), 배터리(226), 전원 공급부(212) 및 프로세서(219)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)는 전자 장치(101)와 도면의 참조번호만 상이할 뿐, 동일한 기능을 수행하는 무선 충전 코일(228), 무선 충전 송수신 회로(226), 전력 관리 IC(224)(PMIC), 배터리(227), 전원 공급부(222) 및 프로세서(229)를 포함할 수 있다.
이하, 전자 장치(101)의 구성 요소를 기준으로 각 기능이 설명되고, 전자 장치(101)의 구성 요소와 동일한 기능을 수행하는 외부 전자 장치(104)의 구성 요소에 대한 세부적인 설명은 생략된다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 코일(218)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB)을 사이에 두고 나선형으로 권선된 패턴으로 구성될 수 있다. 무선 충전 코일(218)은, 예를 들면, 도 2의 송신 코일(242) 및 수신 코일(252)에 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 무선 충전 코일(218)은 외부 전자 장치(104)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 무선 충전 코일(218)은 외부 전자 장치(104)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 송수신 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 통해 전기 에너지를 전력 신호로 변환하여 외부 전자 장치(104)에 전송할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 통해 수신된 전력 신호를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 변환된 전기 에너지를 전력 관리 IC(214)(PMIC)로 제공할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 송수신 회로(216)는, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식 중 적어도 하나 이상을 지원할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 송수신 회로(216)는, 예를 들면, 도 2a의 전력 전송 회로(210) 및 전력 수신 회로(250)를 포함할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 풀 브릿지(full bridge) 회로를 포함할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 이용한 무선 전력 송신 동작에서, 풀 브릿지 회로를 인버터(DC → AC)로 구동하도록 제어할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 이용한 무선 전력 수신 동작에서, 풀 브릿지 회로를 정류기(AC → DC)로 구동하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 송수신 회로(216)는 WPC(wireless power consortium) 표준에 따라 외부 전자 장치(104)와 인밴드(inband) 통신을 통해 무선 전력 송수신에 필요한 정보들을 교환할 수 있다. 인밴드 통신은 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(218)과 외부 전자 장치(104)의 무선 충전 코일(228) 간의 무선 전력 전송 상황에서, 무선 전력 전송 신호의 주파수 또는 진폭 변조를 통해 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101) 및 외부 전자 장치(104) 간 통신은 아웃밴드(outband) 통신을 통해 무선 전력 송수신에 필요한 정보들을 교환할 수도 있다. 아웃밴드 통신은 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 IC(214)는 전력 공급부(417)로부터 전력을 공급받은 후, 배터리(226)를 충전할 수 있다. 전력 관리 IC(214)는 배터리(226)에 공급되는 충전 전류 및 전압 값을 모니터링할 수 있다. 전력 관리 IC(214)는 배터리(226)가 완전히 충전되면, 배터리(226)가 완전히 충전되었다는 정보를 프로세서(219)로 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 IC(214)는 유선 또는 무선을 통해 전원 공급부(212)로부터 입력되는 전원을 배터리(226)로 충전하는 기능, USB 단자를 통해 연결된 외부의 전원 공급부(212)와 통신하는 기능, 전자 장치(101)에 필요한 전력을 공급하고, 무선 충전 송수신 회로(216) 또는 프로세서(219)와 같은 소자에 필요한 전압 레벨에 맞는 전원을 공급하는 기능, 또는 무선 전력 송신 모드에서 무선 충전 송수신 회로(216)로 전력을 공급하는 기능 등을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리(226)는 전력 관리 IC(214)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 배터리(226)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(226)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전원 공급부(212)는 전자 장치(101)에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(212)는 TA(travel adaptor) 또는 USB를 통해 전자 장치(101)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(212)는 USB 충전 또는 OTG(on the go) 전원 공급 등의 인터페이스를 지원할 수 있는 외부 연결 단자를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(219)는 전자 장치(101) 내의 무선 충전 코일(218), 무선 충전 송수신 회로(216), 전력 관리 IC(214), 배터리(226) 및 전원 공급부(212)와 전기적으로 연결되어, 전자 장치(101)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)와 무선으로 전력을 송신 또는 수신하는데 필요한 각종 메시지를 생성할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(219)는 전자 장치(101)에 외부 전자 장치(104)(예: 스마트 폰) 또는 도 2a의 외부 전자 장치(예: 와치 또는 이어버드)가 접촉되거나 인접하는 경우, 무선 충전 코일(218) 및 무선 충전 송수신 회로(216)를 이용하여 배터리(226)에 저장된 전력을 무선으로 송신할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)에 전자 장치(101)가 접촉되거나 인접하는 경우, 무선 충전 코일(218)을 이용하여 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 301 동작에서 프로세서(120) 또는 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 1 주기 동안 동일한 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 할 수 있도록 입력 전압을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 인버터에 전기적으로 연결된 코일을 통해 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다. 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터는 예를 들어, 복수의 게이트 입력을 가지는 풀 브릿지 인버터(full bridge inverter)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 303 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 송신 전력 감소에 관한 요청이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 303 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 전력을 송신하는 중에 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 전자 장치(101)는, 303 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 통신 모듈(190)을 통해 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 WPC(wireless power consortium) 표준에 따라 외부 전자 장치(104)와 인밴드(inband) 통신을 통해 무선 전력 송수신에 필요한 정보들을 교환할 수 있다. 인밴드 통신은 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(218)과 외부 전자 장치(104)의 무선 충전 코일(228) 간의 무선 전력 전송 상황에서, 무선 전력 전송 신호의 주파수 또는 진폭 변조를 통해 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101) 및 외부 전자 장치(104) 간 통신은 아웃밴드(outband) 통신을 통해 무선 전력 송수신에 필요한 정보들을 교환할 수도 있다. 아웃밴드 통신은 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 303 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 전자기파 형태로 코일 또는 안테나를 통해 전송받을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))를 충전하는 동작을 수행하기 위해서 코일 또는 안테나를 통해 소정의 주파수를 가지는 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는 소정의 주파수를 가지는 전력에 주파수 편이 변조(frequency shift keying), 위상 편이 변조(phase shift keying), 진폭 편이 변조(amplitude shift keying) 등 다양한 변조 방식을 이용하여 코일 또는 안테나를 통해 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 소정의 주파수를 가지는 전력에 주파수 편이 변조(frequency shift keying), 위상 편이 변조(phase shift keying), 진폭 편이 변조(amplitude shift keying) 등 다양한 변조 방식을 이용하여 코일 또는 안테나를 통해 전자 장치(101)로 정보를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227))의 충전 중 cut-off 전압에 도달하게 되면 특정 전류까지의 2차 충전이 진행되는 구간이 있는데 이를 CV 구간이라고 한다. 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 CV 구간에 진입하게 되면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227)의 충전을 완료하면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227)의 충전을 수행하는 중에 발열이 발생하면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 전력을 송신하는 중에 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청이 있으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 305 동작으로 분기한다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 전력을 송신하는 중에 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청이 없으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 301 동작으로 분기하여, 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 1 주기 동안 동일한 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 할 수 있도록 입력 전압을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 인버터에 전기적으로 연결된 코일을 통해 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 305 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 지정된 주파수는 148.5 Khz일 수 있다. 지정된 주파수는 국제 기준에 따라 지정되거나 전자 장치(101) 제조사에 의해서 지정할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 307 동작으로 분기할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달하지 않았다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 309 동작으로 분기할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 307 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 반 대칭으로 복수의 게이트 입력을 제어하거나 입력 전압의 위상 변조를 통해 복수의 게이트 입력을 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 송신할 수 있다. 이때, 307 동작에서 출력되는 출력전력은 301 동작에서 출력되는 전력보다 전력이 낮을 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 307 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 1 주기 동안 서로 다른 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 할 수 있도록 입력 전압을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 인버터에 전기적으로 연결된 코일을 통해 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 1 주기 동안 서로 다른 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 수행하는 것은 다음과 같다. 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(field-effect transistor)(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온(turn on) 시간을 비교하여 상기 제 1 경로의 FET(도 6의 611,614)의 턴 온 시간이 제 2 경로의 FET(도 6의612, 613) 턴 온 시간 보다 짧아 지게 되는 경우, 인버터(도 6의 601)가 제 1 주기 동안 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작 비율을 감소함을 의미 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 307 동작에서, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율 보다 높은 비율(예를 들어, 50:50)으로 설정 하고, 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온 시간을 비율 50:50으로 설정하고, 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 또는 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613) 간 턴온 동작 시점이 다르도록 게이트 입력되는 전압의 위상을 변조할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 307 동작에서, 인버터의 복수의게이트 입력되는 전압의 위상을 변조에 의하여 코일(예, 228)과 제 1 경로 또는 제 2 경로를 전기적 패스를 형성하는 시간의 비율이 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 307 동작에서, 위상 변조를 통해 게이트 입력을 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력을 통하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)는 감소 시킬 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달하지 않았다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 309 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 2 주기 동안 동일한 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 할 수 있도록 입력 전압을 제어하여, 제 2 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 인버터에 전기적으로 연결된 코일을 통해 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다. 제 2 주파수는 지정된 주파수 범위 이내며, 제 1 주파수 보다 높은 주파수일 수 있다. 제 1 주기는 제 2 주기보다 긴 시간일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 401 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 송신할 수 있다. 이때, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)는 50:50일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 403 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 송신 전력 감소에 관한 요청이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 전력을 송신하는 중에 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청이 있으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 405 동작으로 분기한다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227))의 충전 중 cut-off 전압에 도달하게 되면 특정 전류까지의 2차 충전이 진행되는 구간이 있는데 이를 CV 구간이라고 한다. 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 CV 구간에 진입하게 되면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227))의 충전을 완료하면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 전자 장치(101)로부터 전달된 전력에 따라서 외부 전자 장치 배터리(예, 배터리(259 또는 227))의 충전을 수행하는 중에 발열이 발생하면, 전자 장치(101)에 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 전력을 송신하는 중에 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로부터 전자 장치(101)에서 송신되는 전력을 감소시켜달라는 요청이 없으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 401 동작으로 분기하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 405 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 지정된 주파수는 148.5 Khz일 수 있다. 지정된 주파수는 국제 기준에 따라 지정되거나 전자 장치(101) 제조사에 의해서 지정할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 407 동작으로 분기할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달하지 않았다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 409 동작으로 분기할 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달했다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 407 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)를 조정하여, 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 전송할 수 있다. 제 1 주파수를 가지는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)는 50:50에서, 30:70 ~ 35: 65 사이로 조정될 수 있다.
출력 전력의 제 1 주파수가 지정된 주파수에 도달하지 않았다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 409 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 지정된 주파수 이내에서 출력 전력의 주파수를 제 1 주파수에서 제 2 주파수로 변경하여, 제 2 주파수를 가지는 출력 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 송신할 수 있다. 제 2 주파수는 지정된 주파수 범위 이내며, 제 1 주파수 보다 높은 주파수일 수 있다. 이때, 제 2 주파수를 가지는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)는 50:50일 수 있다.
도 5는 도 3의 307 동작에 개시된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터가 제 1 주기 동안 서로 다른 비율의 온(on, 또는 켜짐) 동작 및 오프(off, 또는 꺼짐) 동작을 할 수 있도록 입력 전압을 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하는 동작을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 501 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 반 대칭(anti symmetric)으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여, 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)로부터 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 전자 장치(101)는, 501 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 반 대칭(anti symmetric)으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여, 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온 시간을 비율을 변경 제어 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 인버터의 복수의 게이트에 대해서 턴 온 시간(또는 턴 온 전력)의 비율을 다르게 하여 반 대칭(anti symmetric)으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 503 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)로부터 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 전자 장치(101)는, 503 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 503 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 제 1 지정된 듀티 비 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)로부터 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 전자 장치(101)는, 503 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 제 1 지정된 듀티 비 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 503 동작에서 제 1 지정된 듀티 비는 1 주기 동안 인버터로부터 출력되는 출력 전력되어 코일로 전달되는 전력의 비율과 코일로 전달되지 않은 전력의 비율이 30: 70 일 수 있다..
다양한 실시예에 따르면, 지정된 비율은 1 주기 동안 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 30: 70 일 수 있다. 전자 장치(101)는, 503 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 1 주기 동안 30: 70 인지 여부를 판단하는 동작을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율을 초과한다고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 501 동작으로 분기할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율 이하라고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 505 동작으로 분기할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 505 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다. 505 동작에서 출력되는 출력 전력은 501 동작에서 출력되는 출력 전력보다 전력이 낮을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)로부터 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 전자 장치(101)는, 505 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 505 동작에서, 복수의 게이트 입력의 온(on, 또는 켜짐) 동작 대 오프(off, 또는 꺼짐) 동작의 비율이 지정된 비율 보다 높은 비율(예를 들어, 50:50)으로 설정 하고, 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온 시간을 비율 50:50으로 설정하고, 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 또는 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613) 간 턴온 동작 시점이 다르도록 게이트 입력되는 전압의 위상을 변조할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 505 동작에서, 인버터의 복수의게이트 입력되는 전압의 위상을 변조에 의하여 코일(예, 228)과 제 1 경로 또는 제 2 경로를 전기적 패스를 형성하는 시간의 비율이 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 507 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상인지 여부를 판단할 수 있다. ,
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 507 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 제 2 지정된 듀티 비 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)로부터 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 전자 장치(101)는, 507 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 제 2 지정된 듀티 비 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 507 동작의 지정된 듀티 비는 1 주기 동안 인버터로부터 출력되는 출력 전력되어 코일로 전달되는 전력의 비율과 코일로 전달되지 않은 전력의 비율이 35: 65 일 수 있다. 전자 장치(101)는, 507 동작에서 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 인버터 출력 전력이 1 주기 동안 듀티 비가 35: 65 인지 여부를 판단하는 동작을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상이라고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 501 동작으로 분기할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이하라고 판단되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(예를 들어, 전력 전송 회로(210) 또는 무선 충전 송수신 회로(216))의 제어에 의해, 505 동작으로 분기할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 복수의 게이트를 포함하는 인버터(601)와 송신 코일(602)을 나타내는 도면이다.
복수의 게이트를 포함하는 인버터(601)는 복수의 전계효과 트랜지스터(FET, field-effect transistor, 611, 612, 613, 614)로 구성된 풀 브릿지 인버터일 수 있다. 제 1 FET(611)은 제 3 FET(613)과 직렬로 연결되고, 제 2 FET(612)는 제 4 FET(614)와 직렬로 연결될 수 있다. 제 1 FET(611)의 제 2 FET(612)의 드레인(drain)은 일정한 전압(Vdc)가 인가되고, 제 3 FET(613)과 제 4 FET(614)의 소스(source)는 접지될 수 있다. 제 1 FET(611)은 제 3 FET(613)이 연결된 노드(node)와 제 2 FET(612)는 제 4 FET(614)이 연결된 노드는 캐패시터(620) 및 송신 코일(602)을 통해 일정한 주파수를 가지는 출력 전압(Vac(f))을 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 제 1 FET(611), 제 2 FET(612), 제 3 FET(613) 및 제 4 FET(614)의 게이트 입력 전압을 제어하여 일정한 주파수를 가지는 출력 전압(Vac(f))을 생성하고, 송신 코일(602)을 통해 전력을 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))에 송신할 수 있다. 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))는 수신 코일(603)을 통해 전력을 수신할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 시간-전압에 관한 그래프이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 7의 701, 703은 제 1 주기(a) 동안 동일한 비율로 복수의 게이트를 포함하는 인버터(601)를 제어하는 동작을 나타낸다.
701에서, 하이 전압(FET 턴온 전압)이 제 1 FET(611)의 게이트(gate) 및 제 4 FET(614)의 게이트에 인가될 수 있다. 동시에 703에서, 로우 전압(FET 턴 오프 전압)이 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 인가될 수 있다.
701에서, 제 1 FET(611)의 게이트 및 제 4 FET(614)의 게이트에 하이 전압이 인가된 후에 로우 전압이 제 1 FET(611)의 게이트 및 제 4 FET(614)의 게이트에 인가될 수 있다. 동시에 703에서, 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 로우 전압이 인가된 후에 하이 전압이 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 인가될 수 있다.
이때, 동일한 시간 비율로 제 1 FET(611), 제 2 FET(612), 제 3 FET(613) 및 제 4 FET(614)의 게이트에 전압이 인가되므로, 출력 전력의 듀티 비(duty rate) 또는 입력 전압로 생성된 구형파의 듀티 비는 50일 수 있다.
도 8의 801, 803은 제 1 주기(a) 동안 서로 다른 비율(또는 반 대칭)로 복수의 게이트를 포함하는 인버터(601)를 제어하는 동작을 나타낸다.
801에서, 하이 전압(FET 턴온 전압)이 제 1 FET(611)의 게이트(gate) 및 제 4 FET(614)의 게이트에 인가될 수 있다. 동시에 803에서, 로우 전압(FET 턴 오프 전압)이 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 인가될 수 있다.
801에서, 제 1 FET(611)의 게이트 및 제 4 FET(614)의 게이트에 하이 전압이 인가된 후에 로우 전압이 제 1 FET(611)의 게이트 및 제 4 FET(614)의 게이트에 인가될 수 있다. 동시에 803에서, 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 로우 전압이 인가된 후에 하이 전압이 제 2 FET(612)의 게이트 및 제 3 FET(613)의 게이트에 인가될 수 있다.
이때, 서로 다른 시간 비율로 제 1 FET(611), 제 2 FET(612), 제 3 FET(613) 및 제 4 FET(614)의 게이트에 전압(예, 하이 전압)이 인가되므로, 출력 전력의 듀티 비(duty rate) 또는 입력 전압으로 생성된 구형파의 듀티 비는 50미만(예를 들어, 30)일 수 있다.
도 9의 901, 903, 905, 907은 위상 변조를 이용하여 복수의 게이트를 포함하는 인버터(601)를 제어하는 동작을 나타낸다.
901에서, 하이 전압이 제 1 FET(611)의 게이트에 인가될 수 있다. 하이 전압이 제 1 FET(611)의 게이트에 인가된 후 소정 시간 후에 903에서, 하이 전압이 제 4 FET(614)의 게이트에 인가될 수 있다.
901과 903에서, 제 1 FET(611)와 제 4 FET(614)이 동시에 턴온되는 경우(도면의 중첩 부분)에만 인버터(601)가 동작하여 전력을 생성할 수 있다.
또한, 901에서, 하이 전압이 제 1 FET(611)의 게이트에 인가되는 동시에, 905에서, 제 2 FET(612)의 게이트에 로우 전압이 인가될 수 있다. 903에서, 하이 전압이 제 4 FET(614)의 게이트에 인가되는 동시에, 907에서, 제 3 FET(613)의 게이트에 로우 전압이 인가될 수 있다. 905과 907에서, 제 2 FET(612)와 제 3 FET(613)이 동시에 턴온되는 경우(도면의 중첩 부분)에만 인버터(601)가 동작하여 전력을 생성할 수 있다. 따라서, 제 1 FET(611)와 제 4 FET(614)이 동시에 턴온되는 경우 또는 제 2 FET(612)와 제 3 FET(613)이 동시에 턴온되는 경우는 소정의 시간 차이(또는 위상 차이)만큼일 수 있다. 이때, 출력 전력의 듀티 비(duty rate) 또는 입력 전압으로 생성된 구형파의 듀티 비는 50미만(예를 들어, 30)일 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 전력 제어 방법을 나타내는 주파수-전력에 관한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(104))로 송신되는 출력 전력을 제어 하기 위해서, 지정된 수파수(예, 148.5Khz)까지는 출력 전력의 주파수를 상향하여 출력 전력의 레벨을 낮출 수 있다.
출력 전력의 주파수가 지정된 수파수(예, 148.5Khz)에 도달하면, 전자 장치(101)는 반 대칭(anti symmetric)으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다. 또는 인버터의 복수의 게이트 입력의 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 반 대칭(anti symmetric)으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하기 위해서, 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온 시간을 비율을 변경 제어 할 수 있다. 인버터(도 6의 601)의 제 1 경로의 FET(도 6의 611, 614) 턴 온 시간과 제 2 경로의 FET(도 6의 612, 613)의 턴 온 시간을 비율은 예를 들어, 30: 70 일 수 있다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(104)를 도면이다. 도 11 에서 전력을 송신하는 전자 장치(101)는 모바일 단말이고, 전력을 수신하는 외부 전자 장치(104)는 다양한 웨어러블 디바이스 또는 모바일 단말일 수 있다. 도 12에서 전력을 송신하는 전자 장치(101)는 충전 패드이고, 전력을 수신하는 외부 전자 장치(104)는 다양한 웨어러블 디바이스 또는 모바일 단말일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(401)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(436) 또는 외장 메모리(438))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(440))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(401))의 프로세서(예: 프로세서(420))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (19)

  1. 전자 장치에 있어서,
    코일;
    상기 코일과 전기적으로 연결된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하고,
    외부 전자 장치로부터, 출력 전력 감소 요청을 수신하고,
    상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 판단하며,
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 출력 전력을 생성하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 대해서 복수의 게이트에 대해서 턴 온 시간의 비율을 다르게 하여 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하는 전자 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상인지 여부를 판단하고,
    출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상이라고 판단되면, 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조시, 상기 인버터가 동일한 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 상기 입력 전압을 제어하고, 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 출력 전력 감소 요청은
    상기 외부 전자 장치의 배터리가 CV 구간에 진입하는 경우, 상기 외부 전자 장치의 배터리가 완충되는 경우, 상기 외부 전자 장치가 발열이 발생하는 경우에 수신되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 출력 전력의 주파수가 지정된 주파수 범위에 도달했는지 여부를 판단하는 전자 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 생성된 출력 전력은
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여 생성된 출력 전력보다 높은 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 출력 전력 감소 요청을 상기 전자 장치로부터 인밴드(inband) 통신을 통해 전달받도록 설정된 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 출력 전력 감소 요청을 상기 전자 장치로부터 아웃밴드(outband) 통신을 통해 전달받도록 설정된 전자 장치.
  10. 전자 장치의 무선 충전을 위한 전력 제어 방법에 있어서,
    반 대칭으로 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하는 동작;
    외부 전자 장치로부터, 출력 전력 감소 요청을 수신하는 동작;
    상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하인지 판단하는 동작; 및
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여, 출력 전력을 생성하는 동작을 포함하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하는 동작은
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 대해서 복수의 게이트에 대해서 턴 온 시간의 비율을 다르게 하여 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 인버터로부터 출력되는 출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상인지 여부를 판단하는 동작; 및
    출력 전력의 듀티 비(duty rate)가 지정된 듀티 비 이상이라고 판단되면, 반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 출력 전력을 생성하는 동작을 더 포함하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력의 온 동작 대 오프 동작의 비율이 지정된 비율 이하이면, 상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조시, 상기 인버터가 동일한 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 상기 입력 전압을 제어하고, 상기 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 출력 전력 감소 요청은
    상기 외부 전자 장치의 배터리가 CV 구간에 진입하는 경우, 상기 외부 전자 장치의 배터리가 완충되는 경우, 상기 외부 전자 장치가 발열이 발생하는 경우에 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 출력 전력 감소 요청을 수신하면, 출력 전력의 주파수가 지정된 주파수 범위에 도달했는지 여부를 판단하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    반 대칭으로 상기 인버터의 복수의 게이트 입력을 제어하여 생성된 출력 전력은
    상기 인버터의 복수의 게이트 입력에 입력되는 전압의 위상을 변조하여 생성된 출력 전력보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 출력 전력 감소 요청을 상기 전자 장치로부터 인밴드(inband) 통신을 통해 전달받도록 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 출력 전력 감소 요청을 상기 전자 장치로부터 아웃밴드(outband) 통신을 통해 전달받도록 동작을 더 포함하는 방법.
  19. 전자 장치에 있어서,
    코일;
    상기 코일과 전기적으로 연결된 복수의 게이트 입력을 가지는 인버터; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 인버터가 동일한 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 입력 전압을 제어하여 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고,
    외부 전자 장치로부터, 상기 출력 전력을 감소 요청을 수신하고,
    상기 출력 전력을 감소 요청을 수신하면, 상기 인버터가 제 서로 다른 비율의 온 동작 및 오프 동작을 하도록 입력 전압을 제어하여, 제 1 주파수를 가지는 출력 전력을 생성하고, 상기 코일을 통해 출력 전력을 상기 외부 전자 장치로 전송하도록 설정된 전자 장치.
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