KR20100122934A - 배터리 유형 탐지가 가능한 유도 전력 공급 시스템 - Google Patents

배터리 유형 탐지가 가능한 유도 전력 공급 시스템 Download PDF

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KR20100122934A
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데이비드 더블유. 바맨
매튜 제이. 노콘크
하이 디. 엔규엔
조슈아 케이. 슈와네케
브래드 에이. 질스트라
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액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨
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Abstract

탐지된 배터리 특성들에 기초하여 원격 장치(104)를 무선으로 충전하기 위한 유도 전력 공급 시스템(100)이 개시된다. 상기 시스템은 원격 장치(104) 내의 2차 코일(107)에 전력을 유도적으로 공급할 수 있는 1차 코일(106)을 갖는 유도 전력 공급 장치(102)를 포함한다. 상기 유도 전력 공급 장치(102) 및 원격 장치(104)는 무선으로 통신하기 위한 통신 수단을 포함한다. 상기 시스템은 탐지 가능한 배터리 특성들을 갖는 배터리(108)를 갖는 원격 장치(104)를 더 포함한다. 동작시에, 상기 원격 장치(104)는 상기 배터리(108)에 적격 검사(qualification) 충전을 가함으로써 상기 배터리 특성들을 탐지할 수 있다. 상기 유도 전력 공급 시스템(100)은 상기 탐지된 배터리 특성들을 분석함으로써 상기 원격 장치에 설치된 배터리(108)를 식별할 수 있다. 상기 유도 전력 공급 시스템(100)은 상기 분석된 특성들에 기초하여 적합한 충전 알고리즘을 선택한다.

Description

배터리 유형 탐지가 가능한 유도 전력 공급 시스템{INDUCTIVE POWER SUPPLY SYSTEM WITH BATTERY TYPE DETECTION}
본 출원은 2008년 2월 22일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/030,749호의 이익을 청구한다.
본 발명은 무선 전력과 관련되고, 보다 구체적으로는 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고 탐지된 특성들에 기초하여 원격 장치에 전력을 무선으로 공급하기 위한 시스템 및 방법과 관련된다.
유도 전력 공급 장치로 배터리들을 충전하는 것은 잘 알려져 있다. 전기 자동차들 또는 칫솔들과 같은 소형 전기 기기들에 대한 유도 충전기들은 어느 정도의 성공을 거두었다. 유도 충전은 배터리와 충전기 사이에 물리적인 접속을 필요로 하지 않기 때문에, 충전이 상당히 편리하다. 그러나, 개선의 여지가 존재한다. 종래의 유도 충전기들의 한 가지 불편한 양상은 이들이 하나의 배터리 화학 물질만을 충전한다는 점이다. 즉, 종래의 유도 충전기들은 상이한 배터리 화학 물질들을 감당하도록 적응되지 않는 미리 결정된 하드 코딩된(hard coded) 충전 알고리즘들을 사용한다. 많은 장치들은 복수의 화학 물질로 된 배터리들을 수납하지만, 사용자가 특정한 유도 충전기에 대한 정확한 배터리들을 이용하지 않으면, 배터리들은 효율적으로 충전되지 않을 것이고, 전혀 충전되지 않을 수 있다.
일부 유선 배터리 충전기들은 상이한 배터리 화학 물질들을 사용하는 장치들을 수용하기 위한 복수의 충전 알고리즘을 이용한다. 예컨대, 일부 손전등들은 NiMH 배터리들 또는 알칼리(alkaline) 배터리들을 수납한다. 유선 배터리 충전기들은 배터리 화학 물질을 결정하기 위해 배터리들에 대한 직접적인 물리적 접속에 의존하는데, 이는 종래의 유도 충전 시스템들이 갖지 않는 것이다. 예컨대, 종래의 유선 배터리 충전기들은 적격 검사(qualification) 충전 중에 전압, 전류 또는 온도를 직접 감지함으로써 원격 장치의 배터리 화학 물질을 결정할 수 있다. 종래의 유도 충전기는 이러한 직접 측정을 행하지 않을 수 있는데, 이는 원격 장치의 배터리 화학 물질 또는 원격 장치의 다른 배터리 특성들을 결정하는 것을 어렵게 만든다.
본 발명은 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고 상기 탐지된 특성들에 기초하여 상기 원격 장치에 전력을 무선으로 공급하기 위한 유도 전력 공급 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 시스템 및 방법은 다양한 배터리 특성을 갖는 배터리들을 수납하는 원격 장치 또는 상이한 배터리 특성들을 갖는 배터리들을 사용하여 동작하는 복수의 원격 장치를 수용할 수 있다.
상기 시스템의 일 실시예는 1차 회로 및 1차 코일을 갖는 유도 전력 공급 장치 및 2차 코일, 2차 회로 및 배터리를 갖는 원격 장치를 포함한다. 상기 1차 회로는 제어기, 드라이버, 스위치 및 상기 2차 회로와 통신하기 위한 통신 수단을 포함한다. 상기 2차 회로는 정류기, 하나 이상의 센서, 제어기, 상기 1차 회로와 통신하기 위한 통신 수단 및 스위치를 포함한다. 상기 1차 코일 및 2차 코일은 유도적으로 결합되어 선택된 무선 전력 충전 알고리즘에 따라 상기 유도 전력 공급 장치로부터 상기 원격 장치로 전력을 무선으로 전송한다. 상기 무선 전력 충전 알고리즘은 상기 배터리의 적어도 하나의 특성에 기초하여 선택되는데, 이는 상기 2차 회로에 의해 탐지된다. 상기 원격 장치는 또한 상기 2차 장치에 관한 데이터, 예컨대 배터리들의 개수, 예상되는 셀 유형들, 기준(reference) 전압 또는 교정(calibration) 정보를 저장하고 통신할 수 있다.
상기 방법의 일 태양은 상기 원격 장치를 식별하는 단계, 상기 원격 장치의 배터리를 적격 검사하는 단계, 상기 배터리 적격 검사에 기초하여 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는 단계 및 상기 선택된 무선 충전 알고리즘에 기초하여 상기 원격 장치를 무선으로 충전하는 단계를 포함한다.
본 발명은 원격 장치에 의해 이용되는 재충전 가능한 배터리들의 특정한 유형에 관계없이 상기 원격 장치의 적격 검사된 배터리들을 무선으로 충전하기 위한 간편하고 효과적인 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 유도 전력 공급 시스템이 효과적으로 다양한 배터리 특성을 탐지하고 적합한 무선 충전 알고리즘을 이용할 수 있는 능력은 사용자를 위한 추가적인 유연성과 명료성을 낳는다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적들, 장점들 및 특징들은 현재의 실시예의 상세한 설명 및 도면들을 참조함으로써 용이하게 이해되고 파악될 것이다.
도 1은 유도 전력 공급 시스템의 블록도.
도 2는 1차 회로의 블록도.
도 3은 2차 회로의 블록도.
도 4는 2차 회로의 회로도.
도 5는 유도 전력 공급 장치 및 손전등을 포함하는 유도 전력 공급 시스템의 도면.
도 6은 손전등의 블록도.
도 7은 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고 상기 탐지된 특성들에 기초하여 상기 원격 장치에 전력을 무선으로 공급하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.
도 8은 LED 드라이버의 회로도.
I. 개관
본 발명의 일 실시예에 따른 유도 전력 공급 시스템이 도 1에 도시되며, 전반적으로 100으로 표시된다. 유도 전력 공급 장치(102)는 1차 회로(103) 및 1차 코일(106)을 포함한다. 원격 장치(104)는 2차 코일(107), 2차 회로(105) 및 배터리(108)를 포함한다. 2차 회로(105)는 소정의 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고, 시스템(100)은 탐지된 특성들을 사용하여 배터리가 충전에 적격인지 여부를 결정한다. 상기 배터리가 적격인 경우, 적합한 무선 전력 충전 알고리즘이 선택되어 상기 배터리를 무선으로 충전하는 데 사용된다. 본 발명이 일반적으로 단일 배터리와 관련하여 기술되지만, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 복수의 배터리를 갖는 원격 장치들 및 복수의 셀을 갖는 배터리들로 동작하도록 수정될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고 상기 탐지된 특성들에 기초하여 상기 유도 전력 공급 장치로부터 상기 원격 장치로 전력을 무선으로 공급하기 위한 방법이 도 7에 도시되며, 전반적으로 700으로 표시된다. 상기 방법은 상기 원격 장치를 식별하는 단계(702 내지 708), 상기 원격 장치의 배터리를 적격 검사하는 단계(상기 배터리 적격 검사에 기초하여 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는 단계를 포함함)(710 내지 714) 및 상기 선택된 무선 전력 충전 알고리즘을 사용하여 상기 원격 장치를 무선으로 충전하는 단계(716 내지 724)를 포함한다. 다른 선택적인 단계들, 예컨대 상기 원격 장치의 배터리의 용량을 시험하는 단계(726 내지 730)가 포함될 수 있다.
유도 전력 공급 시스템(100)은 다른 것들 가운데에서도 무선 전력 공급 충전 알고리즘들 및 배터리 유형들을 저장할 수 있는 메모리(203/317)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 무선 전력 공급 충전 알고리즘은 적어도 하나의 상이한 배터리 유형과 연관된다. 일 실시예에서, 각각의 무선 전력 충전 알고리즘은 적어도 하나의 상이한 배터리 화학 물질과 연관된다. 또한, 메모리(203/317)는 배터리 특성들과 배터리 유형들 사이의 연관들을 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 1차 제어기(202)는 메모리(203)를 포함하고, 2차 제어기(316)는 메모리(317)를 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 상기 제어기들 중 하나만이 메모리를 포함하거나, 또는 메모리가 상기 제어기들의 외부에 있고 상기 유도 전력 공급 장치 또는 상기 원격 장치 내에 포함될 수 있다. 메모리에 저장된 정보는 유도 전력 공급 장치(102)가 원격 장치(104)에 전력을 효율적으로 공급할 수 있도록 하는 데 사용될 수 있다. 상기 유도 전력 공급 장치가 상기 원격 장치를 식별할 수 있는 응용예들에 있어서, 상기 메모리는 다양한 원격 장치(102)에 대한 고유 공진 주파수(또는 주파수들의 패턴)와 함께, 예컨대 최대 및 최소 동작 주파수들, 현재 사용량, 배터리들의 개수 및 배터리들의 크기와 같은 연관된 정보의 원하는 모음을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 메모리는 원격 장치(104)를 동작시키는 데 있어서 유도 전력 공급 장치(102)에게 유용할 수 있는 본질적으로 임의의 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 메모리는 상기 원격 장치의 무선 통신 프로토콜에 관한 정보를 포함할 수 있다.
II . 유도 전력 공급
본 발명은 본질적으로 임의의 유도 전력 공급 장치와 함께 사용하기에 적합하다. 따라서, 유도 전력 공급 장치(102)는 상세히 기술되지 않을 것이다. 유도 전력 공급 장치(102)는 1차 회로(103) 및 1차 코일(106)을 포함한다고 하면 충분하다. 전력 공급 회로(103)는 교류 전류를 생성하여 1차 코일(106)에 인가한다. 저력 공급 회로(103)에 의해 인가되는 교류 전류의 결과, 1차 코일(106)은 전자기장을 생성한다. 전력 공급 회로(103)는 원하는 주파수 또는 주파수들에서 교류 전류를 1차 코일(106)에 공급할 수 있는 본질적으로 임의의 회로일 수 있다. 예컨대, 전력 공급 회로(103)는, 2004년 11월 30일에 허여된 Kuennen 등의 "Inductively Coupled Ballast Circuit"라는 명칭의 미국 특허 제6,825,620호에 개시된 유도 전력 공급 시스템의 공진 추적 회로(resonant seeking circuit); 2007년 5월 1일에 허여된 Baarman의 "Adaptive Inductive Power Supply"라는 명칭의 미국 특허 제7,212,414호의 적응형 유도 전력 공급 장치; 2003년 10월 20일에 출원된 Baarman의 "Adaptive Inductive Power Supply with Communication"라는 명칭의 미국 특허 출원 제10/689,148호의 통신이 가능한 유도 전력 공급 장치; 2007년 9월 14일에 출원된 Baarman의 "System and Method for Charging a Battery"라는 명칭의 미국 특허 출원 제11/855,710호의 리튬 이온(LI-ION) 배터리를 무선으로 충전하기 위한 유도 전력 공급 장치; 2007년 12월 27일에 출원된 Baarman의 "Inductive Power Supply with Device Identification"라는 명칭의 미국 특허 출원 제11/965,085호의 장치 식별이 가능한 유도 전력 공급 장치; 또는 2008년 1월 7일에 출원된 Baarman의 "Inductive Power Supply with Duty Cycle Control"라는 명칭의 미국 특허 출원 제61/019,411호의 듀티 사이클(duty cycle) 제어가 가능한 유도 전력 공급 장치일 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로서 포함된다.
본 발명에 따른 유도 전력 공급 시스템의 일 실시예가 도 5에 도시된다. 유도 전력 공급 시스템은 유도 전력 공급 장치(504) 및 원격 장치 손전등(502)을 도시한다. 유도 전력 공급 장치(504)는 원격 장치 손전등(502)을 위에 배치하기 위한 표면(505)을 갖는 하우징(housing)(501) 내에 포함된다. 상기 하우징은 상기 유도 전력 공급 장치를 벽 콘센트(wall outlet)에 꽂기 위한 전력 플러그 어댑터(506)를 포함한다. 하우징(501)과 표면(505)의 크기, 모양 및 구성은 상이할 수 있다. 예컨대, 표면(505)은 (도시된 바처럼) 편평하고 원형일 수 있거나, 또는 하나 이상의 원격 장치(502)를 수용하기 위한 윤곽을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 하우징은 본 출원과 동시에 출원중인 Baarman의 "Magnetic Positioning for Inductive Coupling"이라는 명칭의 미국 특허 출원의 발명의 원리들을 포함할 수 있다.
유도 전력 공급 장치(102)의 1차 회로의 일 실시예가 도 2에 도시되며, 전반적으로 200으로 표시된다. 도시된 실시예의 1차 회로(200)는 일반적으로 1차 제어기(202), 드라이버 회로(204) 및 스위칭 회로(206)를 포함한다. 1차 회로(200)는 또한 원격 장치와 통신하기 위한 통신 수단을 포함한다. 도시된 실시예에서, 1차 회로(200)는 무선 IR 수신기(212) 및 전류 센서(210)를 포함한다. 전류 센서(210)는 원격 장치로부터의 반사된 임피던스(impedance)를 감지하는 데 사용될 수 있는데, 이는 효과적으로 유도 결합을 통한 통신을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 피크 탐지기는 전류 센서(210)를 대체하거나 그와 함께 사용된다. 대안적인 실시예들에서 수신기(212) 또는 전류 센서(210)은 생략될 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에서, 무선 통신 수단은 수신기(212)와 전류 센서(210) 중 하나 또는 둘 다를 대체할 수 있고, 예컨대 와이파이(WIFI), 적외선, 블루투스(Bluetooth), 셀룰러(cellular) 또는 RFID 장치들이 1차 회로(200) 내에 구현될 수 있다. 동작시에, 앞서 기술된 바처럼, 1차 제어기(202), 드라이버 회로(204) 및 스위칭 회로(206)는 교류 전류를 1차 코일(106)에 인가하여 전자기 유도 전력원을 선택된 주파수에서 생성한다.
도시된 실시예의 1차 코일(106)은 전자기장을 생성하는 데 적합한 와이어의 원형 코일이다. 일부 실시예들에서, 1차 코일(106)은 리츠(Litz) 와이어의 코일일 수 있다. 상기 코일의 특성들은 응용예에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 코일의 권선 수, 크기, 모양 및 구성이 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 와이어의 특성들, 예컨대 와이어의 길이, 굵기 및 유형이 달라질 수 있다. 와이어의 코일과 관련하여 기술되지만, 1차 코일(106)은 그 대신 적합한 전자기장을 생성할 수 있는 본질적으로 임의의 구조물일 수 있다. 일 실시예에서, 1차 코일(106){또는 2차 코일(107)}은 본 명세서에 그 전체가 참고 문헌으로서 포함되는 2007년 9월 28일에 출원된 Baarman의 "Printed Circuit Board Coil"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/975,953호의 발명의 원리들을 포함하는 인쇄 회로 기판 코일과 같은 인쇄 회로 기판 코일에 의해 대체될 수 있다.
본 발명의 소정의 실시예들에서, 1차 제어기(202)는 탐지된 배터리 특성들에 기초하여 결정을 내리기 위한 지능(intelligence) 또는 프로그래밍을 포함한다. 예컨대, 2차 회로(105)는 임의의 탐지된 배터리 특성들 또는 결정된 배터리 유형을 1차 제어기(202)에 통신하도록 프로그래밍될 수 있다. 1차 제어기(202)가 상기 배터리 특성들 또는 결정된 배터리 유형에 대한 액세스를 가지면, 적합한 충전 알고리즘이 메모리로부터 선택되거나 다른 방식으로 결정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 1차 제어기(202)는 탐지된 배터리 특성들에 기초하여 결정을 내리기 위한 어떠한 특정한 지능 또는 프로그래밍을 수신하거나 갖지 않는다. 즉, 1차 회로(103)는 제공되어야 할 원하는 전력 레벨을 기술하는 메시지들을 수신할 뿐이다. 예컨대, 1차 제어기(202)는 2차 제어기로부터 정지하라는 메시지를 수신할 때까지 (안전 조건 하에서) 전력을 증가시키도록 프로그래밍될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 1차 제어기는 더 많은 또는 더 적은 전력을 공급할지 여부에 관한 명령들을 2차 제어기로부터 수신한다. 그 대신, 1차 제어기는 특정한 동작 주파수에서 송신하거나 특정한 방식으로 자신의 동작 주파수를 조절하라는 특정한 명령들을 수신할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 1차 제어기는 탐지된 배터리 특성들을 사용하여 2차 회로(105)가 내린 결정들에 기초하여 공진 주파수를 변경하도록 1차 회로(103)를 재구성하라는 명령들을 원격 장치(104)로부터 수신할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 상기 1차 제어기는 입력 전압을 변경하여 유도 전력 출력을 조절하라는 명령들을 수신할 수 있다.
1차 제어기(202)는 선택적으로 추가적인 특징들로 프로그래밍될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 1차 제어기(202)는 앞서 참고 문헌으로서 포함된 미국 특허 출원 제11/965,085호에 기술된 발명의 원리들을 사용하여 원격 장치들을 식별하도록 프로그래밍된다. 원격 장치 ID는 원격 장치의 배터리에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그 대신, 원격 장치의 배터리에 관한 정보는 유도 전력 공급 장치 상의 참조 테이블에 대한 키(key)로서 원격 장치 ID를 사용하여 액세스될 수 있다. 예컨대, 상기 정보는 상기 원격 장치가 유도 전력 공급 장치의 전력 범위 내에 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 정보는 상기 원격 장치에 의해 수납되는 배터리들의 유형들 및 크기들을 포함할 수 있다. 예컨대, 특정한 원격 장치는 기하학적 제약들로 인해 두 개의 AA 배터리를 수용할 수 있을 뿐이다.
선택적으로, 유도 전력 공급 장치는 충전 상태를 나타내기 위한 LED 양식(scheme)을 포함할 수 있다. LED가 꺼진 경우, 장치가 존재하지 않는다. LED가 일정한 경우, 원격 장치가 탐지된다. 깜빡이는 LED는 배터리가 불량하거나 적격이 아님을 나타낸다. 호흡하는(breathing) LED는 원격 장치가 현재 충전되고 있음을 나타낸다. LED의 색 또는 밝기의 변화는 충전이 완료됨을 나타낸다. 본 기술 분야의 당업자는 사용자에게 충전 상태를 나타내기 위한 추가적인 또는 상이한 양식들이 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
III . 원격 장치
본 발명은 다양한 설계 및 구조를 갖는 다양한 원격 장치와 함께 사용하기에 적합하다. 본 발명은 다양한 배터리 유형을 수납하는 원격 장치들을 수용할 수 있다. 배터리 유형은 일반적으로 배터리들의 하나 이상의 배터리 특성에 기초하여 배터리들을 구별하는 데 사용된다. 예컨대, 상이한 배터리 유형들을 갖는 배터리들은 상이한 배터리 화학 물질, 배터리 셀들, 배터리 용량, 배터리 크기, 배터리 모양, 배터리 전압 특성들, 배터리 전류 특성들, 배터리 온도 특성들, 배터리 단자 배치들, 사이클들, 사이클들의 길이, 또는 이들의 임의의 조합을 가질 수 있다. 배터리 유형이라는 용어의 범위는 실시예에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 배터리들이 단일 배터리 특성에서만 상이하더라도 이들은 상이한 배터리 유형들일 수 있다. 다른 실시예들에서는, 배터리들이 단일 배터리 특성만을 공유하더라도 이들은 동일한 배터리 유형일 수 있다. 배터리라는 용어가 본 출원 전반에 걸쳐 단수로 사용되지만, 본 기술 분야의 당업자는 배터리가 배터리 팩일 수 있고 배터리의 특성들 또는 유형은 배터리 팩 특성들 또는 배터리 팩의 유형을 지칭할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 상이한 배터리 특성들을 갖는 배터리들을 사용하여 동작하는 복수의 원격 장치를 개별적으로 충전하는 것을 수용할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 유사한 배터리 특성들을 갖는 복수의 원격 장치가 동시에 충전될 수 있다. 이러한 다양한 원격 장치는 변화하는 주파수에서 전력을 요구할 것이고, 상이한 전력 요건들을 가질 것으로 예상된다.
앞서 살펴본 바처럼, 원격 장치(104)는 일반적으로 2차 코일(107), 2차 회로(105) 및 배터리(108)를 포함한다. 원격 장치(104)는 도면들에서 대표적으로 도시되어 있지만, 배터리들로 동작하는 본질적으로 임의의 장치 또는 구성 요소일 수 있다. 예컨대, 손전등(도 5에 도시된 바와 같음), 셀룰러 전화기, PDA(Personal Digital Assistant), 디지털 미디어 재생기 또는 재충전 가능한 배터리를 활용할 수 있는 다른 전자 장치일 수 있다.
도시된 실시예의 2차 코일(107)은 변화하는 전자기장이 존재하는 경우에 전기를 생성하는 데 적합한 와이어의 원형 코일이다. 도시된 바처럼, 2차 코일(107)은 크기와 모양에 있어서 1차 코일(106)에 대응할 수 있다. 예컨대, 두 코일(106 및 107)은 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다. 일부 응용예들에 있어서, 2차 코일(107)은 리츠 와이어의 코일일 수 있다. 1차 코일(106)과 마찬가지로, 2차 코일(107)의 특성들은 응용예에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 2차 코일(107)의 권선 수, 크기, 모양 및 구성이 달라질 수 있다. 또한, 상기 와이어의 특성들, 예컨대 와이어의 길이, 굵기 및 유형이 달라질 수 있다. 와이어의 코일과 관련하여 기술되지만, 2차 코일(107)은 그 대신 의도된 전자기장에 응답하여 충분한 전력을 생성할 수 있는 본질적으로 임의의 구조물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차 회로가 도 3에 도시되며, 전반적으로 300으로 표시된다. 도시된 2차 회로(300)는 2차 제어기(316), 정류기(304), 스위치(306), 전류 센서(310), 온도 센서(312) 및 전압 센서(314)를 포함한다. 2차 회로(300)는 또한 유도 전력 공급 장치(102)와 통신하기 위한 통신 수단을 포함한다. 도시된 실시예는 유도 결합을 통해 반사된 임피던스를 사용하여 통신하기 위한 신호 저항기(318) 및 무선 송신기(320)를 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 신호 저항기(318) 또는 무선 송신기(320)는 삭제될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 다른 무선 통신 수단이 무선 송신기(320) 및 신호 저항기(318) 중 하나 또는 둘 다를 대체할 수 있다. 예컨대, 와이파이, 적외선, 블루투스, 셀룰러 또는 RFID 장치가 유도 전력 공급 장치(102)와 무선으로 통신하는 데 사용될 수 있다.
동작시에, 도시된 2차 회로(300)는 다양한 배터리 특성, 예컨대 배터리 전압, 배터리 전류, 배터리 온도 또는 이들의 조합을 탐지하도록 프로그래밍된다. 상기 2차 회로는 탐지된 특성들을 사용하여 배터리가 충전에 적격인지 여부를 결정하고, 적격인 경우 2차 제어기(316)에 의해 적합한 충전 알고리즘이 선택된다. 대안적인 실시예들에서, 앞서 기술된 바처럼 지능이 상기 1차 회로 및 2차 회로에 걸쳐 확신될 수 있다. 예컨대, 앞서 살펴본 바처럼, 일 실시예에서, 2차 회로(300)는 탐지된 배터리 특성들을 유도 전력 공급 장치에 통신하여 적합한 충전 알고리즘이 1차 회로(103)에 의해 선택될 수 있도록 할 수 있다.
개시의 목적을 위해, 2차 회로의 일 실시예가 도 4에 도시되며, 전반적으로 400으로 표시된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 2차 회로(400)는 일반적으로 2차 제어기(428), 정류기(414)(또는 AC 전력을 DC로 변환하기 위한 다른 구성 요소들), 수신된 전력을 2차 제어기(428)를 동작시키도록 스케일링(scale)하는 저전압 전력 공급 장치(412), 신호 내의 리플(ripple)을 제거하기 위한 컨디셔닝(conditioning) 회로(416, 426), 전류 센서(418), 전압 센서(422), 온도 센서(434), 스위치(420), 신호 저항기(432) 및 선택적인 무선 송신기(430)를 포함한다. 동작시에, 정류기(414)는 2차 코일(107)에서 생성된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는데, 이는 전형적으로 배터리(108)를 충전하는 데 필요하다. 그 대신, 상이한 위상의 전력을 수신하는 복수의 2차 코일이 리플 전압을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 이는 본 명세서에 그 전체가 참고 문헌으로서 포함되는 2007년 9월 9일에 출원된 Baarman의 "Multiphase Inductive Power Supply System"라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/976,137호에서 참조된다. 이러한 실시예에서는 복수의 1차 코일이 상이한 위상에서 전력을 송신하는 것이 바람직할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 정류기는 불필요할 수 있고, AC 전력이 부하에 전력을 공급하는 데 사용되도록 컨디셔닝될 수 있다.
2차 회로는 배터리의 하나 이상의 특성(단독으로 또는 조합되어, 직접적 또는 간접적으로 원격 장치에 설치된 배터리의 유형 또는 그 배터리를 충전할 수 있는 무선 전력 충전 알고리즘들을 나타냄)을 탐지하기 위한 배터리 특성 탐지 시스템을 포함한다. 하나의 특성은 다른 특성들이 배터리 유형을 식별하는 것으로 간주되어야 하는 경우에도 배터리의 유형을 나타내는 것으로 간주된다. 또한, 하나의 특성은 그 특성이 배터리 유형을 가능한 배터리 유형들의 목록으로 한정하기만 하는 경우에도 배터리의 유형을 나타내는 것으로 간주된다. 현재의 실시예에서, 배터리 특성 탐지 시스템은 전류 센서(418), 전압 센서(428) 및 온도 센서(434)를 포함한다. 전류 센서(418)는 수신된 전력에서 전류의 양을 탐지하고, 그 정보를 2차 제어기(428)에 제공한다. 전압 센서(422)는 수신된 전력에서 전압의 양을 탐지하고, 그 정보를 2차 제어기(428)에 제공한다. 온도 센서(434)는 온도를 탐지하고, 그 정보를 2차 제어기(428)에 제공한다. 도시된 실시예는 전압 센서(422), 전류 센서(418) 및 온도 센서(434)를 포함하지만, 대안적인 실시예들은 이들 셋을 모두 포함할 필요는 없다. 하나 이상의 센서, 탐지기, 또는 배터리 특성들을 평가, 탐지 또는 감지하는 다른 장치들 또는 시스템들이 도시된 배터리 특성 탐지 시스템을 대체 또는 보충할 수 있다. 현재의 실시예에서, 배터리의 전압, 전류 및 온도를 감지함으로써, 유도 전력 공급 시스템(100)은 다른 것들 가운데에서도 배터리 유형을 결정할 수 있다.
2차 제어기(428)는 본질적으로 임의의 유형의 마이크로 제어기(microcontroller)일 수 있다. 도시된 실시예에서, 2차 제어기(428)는 ATTINY2MV-10MU 마이크로 제어기이다. 2차 제어기(428)는 일반적으로 아날로그 대 디지털 변환기를 포함하고, 배터리가 충전에 적격인지 여부를 결정하기 위해 전압, 전류 및 온도 측정값들을 처리하도록 프로그래밍된다. 마이크로프로세서는 또한 배터리 적격 검사와 무관한 다른 코드를 포함할 수 있다. 또한, 원격 장치 내에 제어기 또는 다른 지능을 갖는 능력은 다양한 배터리 특성들의 특성화를 가능하게 한다. 예컨대, 2차 제어기는 사이클들, 이러한 사이클들의 길이 및 전하를 보유할 수 있는 능력을 추적함으로써 배터리 유형 및 배터리 수명에 관한 결정들을 내릴 수 있다. 이는 또한 본 기술 분야에 공지된 정확한 에너지 사용 및 지출 계산을 위한 방법인 쿨롱 카운팅(coulombs counting)을 가능하게 한다. 거의 임의의 유형의 배터리에 대한 배터리 수명 종료 추적을 위해 문턱값들이 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 신호 저항기(432)는 1차 제어기(310)에 정보를 발송하는 데 사용될 수 있다. 2차 제어기로부터 1차 제어기로의 통신을 제공하기 위해 신호 저항기(432)를 사용하는 것은 앞서 참고 문헌으로서 포함된 미국 특허 출원 제11/855,710호에서 논의되었다. 신호 저항기(432)는 분류(shunt)되는 경우 과전류 또는 과전압을 나타내는 통신 신호를 발송한다. 상기 저항기가 분류되는 경우, 1차 회로(103) 상의 전류 또는 피크 탐지기는 과전압/과전류 조건을 감지하여 그에 따라 작용할 수 있다. 본 발명의 신호 저항기(432)는 1차 제어기(310)에 추가적인 데이터를 통신하도록 시스템적으로 분류될 수 있다. 예컨대, 데이터의 스트림은 탐지된 전류, 탐지된 전압, 탐지된 온도, 탐지된 배터리 화학 물질을 나타내거나, 또는 단지 유도 전력 공급 장치를 조절하라는 명령을 1차 회로(103)에 제공할 수 있다. 그 대신, 상기 신호 저항기는 제거될 수 있고, 상이한 통신 수단이 1차 회로(103)와 무선으로 통신하기 위해 전적으로 사용될 수 있다.
무선 송신기 또는 송수신기의 사용은 이전에 Baarman의 미국 특허 출원 공개 제2004/130915A1호에 기술되었으며, 이 출원은 앞서 참고 문헌에 의해 포함되었다. 특히, 와이파이, 적외선, 블루투스, 셀룰러 또는 RFID를 사용하는 것은 원격 장치와 유도 전력 공급 장치 사이에서 데이터를 무선으로 통신하기 위한 방식들로서 앞서 논의되었다. 또한, 유도 코일들 및 전력선 통신 프로토콜을 사용하여 통신하는 것이 논의되었다. 데이터를 송신하는 이러한 방법들 중 임의의 것이 원격 장치로부터 유도 전력 공급 장치로 원하는 데이터를 전송하기 위해 본 발명에서 구현될 수 있다.
도시된 실시예에서, 충전은 2차 회로에 의해 제어된다. 1차 회로(103)는 무선 전력을 제공하고, 2차 회로(105)로부터의 신호들을 제어하도록 적절히 응답한다. 현재의 실시예에서, 전력이 전송되고 있는 동안에 미리 정의된 연속적인 간격으로 통신이 발생한다. 예컨대, 통신은 트립 포인트(trip point)들 또는 오류 신호들의 형태로 일어날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원격 장치가 도 6에 도시되며, 전반적으로 600으로 표시된다. 원격 장치(600)는 플리츠(Plitz) 코일(602), DC/DC 변환기, 충전기 제어기(606), 배터리(609), LED 드라이버(608) 및 LED 조립체(610)를 포함한다. 1차 코일과 관련하여 살펴본 바처럼, 1차 코일(602)과 2차 코일(604) 중 하나 또는 둘 다는 앞서 참고 문헌으로서 포함된 "Printed Circuit Board Coil"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제60/975,953호의 발명의 원리들을 포함하는 인쇄 회로 기판 코일과 같은 인쇄 회로 기판 코일에 의해 대체될 수 있다. 또한, 코일(602, 604) 중 하나는 표준 리츠 와이어 코일로 대체될 수 있는데, 이는 소정의 환경에서 추가적인 전송 능력을 제공한다.
손전등 LED들은 전형적으로 약 3.6 V의 상대적으로 낮은 전압 범위에서 동작한다. 드라이버는 범위 내의 전압을 취하여 LED를 위해 3.6 V를 출력한다. 예시적인 드라이버가 도 8에 도시된다. 예컨대, 두 개의 거의 소모된 AA 배터리는 각각 0.9 V, 즉 전체적으로 1.8 V를 제공할 수 있다. 4개의 새 AA 배터리는 각각 1.5 V, 즉 전체적으로 6 V를 제공할 수 있다. LED 드라이버는 이러한 전압들 중 하나를 현저한 전력 손실 없이 LED에 의해 요구되는 3.6 V로 변환한다.
DC/DC 변환기는 전류의 양을 조정(regulate)하고, 유도 전력 공급 장치가 조절을 덜 행하는 응용예들에서 특히 유용하다. 복수의 원격 장치가 예컨대 DC/DC 변환기를 사용함으로써 수신 전력의 양을 조정하기 위한 메커니즘을 갖는 경우, 유도 전력 공급 장치는 상기 원격 장치들에게 전력을 공급할 수 있다.
선택적으로, 원격 장치는 충전 상태를 나타내기 위한 LED 및 LED 양식을 포함할 수 있다. LED가 꺼져 있는 경우, 유도 전력 공급 장치가 존재하지 않는다. LED가 일정한 경우, 원격 장치가 전력을 수신하고 있다. 미리 결정된 회수의 LED 깜빡임은 배터리가 불량임을 나타낸다. 호흡하는 LED는 원격 장치가 현재 충전되고 있음을 나타낸다. LED의 색 또는 밝기의 변화는 충전이 완료됨을 나타낸다. 본 기술 분야의 당업자는 사용자에게 충전 상태를 나타내기 위한 추가적인 또는 상이한 양식들이 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, LED 및 LED 양식을 유도 전력 공급 장치와 원격 장치 중 하나 또는 둘 다에 포함시키는 것은 선택적이다.
IV . 동작
유도 전력 공급 장치(102) 및 원격 장치(104)의 일반적인 동작이 도 7과 관련하여 기술된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따라 원격 장치의 배터리 특성들을 탐지하고 상기 탐지된 특성들에 기초하여 상기 원격 장치에 전력을 무선으로 공급하기 위한 방법이 도 7에 도시되며, 전반적으로 700으로 표시된다. 선택적으로 상기 방법은 상기 원격 장치를 식별하는 단계(702 내지 708), 상기 원격 장치의 배터리를 적격 검사하는 단계(상기 배터리 적격 검사에 기초하여 충전 알고리즘을 선택하는 단계를 포함함)(710 내지 714) 및 상기 선택된 충전 알고리즘을 사용하여 상기 원격 장치를 무선으로 충전하는 단계(716 내지 724)를 포함한다. 다른 선택적인 단계들, 예컨대 상기 원격 장치의 배터리의 용량을 시험하는 단계(726 내지 730)가 포함될 수 있다.
선택적인 원격 장치 식별은 본질적으로 임의의 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 유도 전력 공급 장치는 미리 선택된 양의 시간 동안 식별 충전을 송신한다. 상기 식별 충전 동안에 2차 코일을 갖는 원격 장치가 존재하고 정렬되는 경우, 상기 원격 장치는 미리 인코딩된 식별 문자열을 다시 1차 회로에 발송한다. 앞서 살펴본 바처럼, 통신 채널은 근거리(near field), IR, RF 또는 본질적으로 임의의 다른 적합한 통신 채널일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 원격 장치는 특정한 주파수에서 공진을 생성하는 식별 커패시터를 포함할 수 있다. 유도 전력 공급 장치는 공진을 추적하는 식별 주파수들의 범위를 스위핑(sweep)한다. 공진이 발견되는 주파수는 1차 제어기 상의 참조 테이블을 사용하여 원격 장치를 식별하는 데 사용될 수 있다. 금속 덩어리들 또는 다른 외래 장치들은 올바른 ID를 송신하지 않을 것이고 유도 전력 공급 장치는 전력 공급을 지속하지 않을 것이므로, 원격 장치 식별은 잠재적으로 안전을 증대시킨다. 그러나 원격 장치 식별은 선택적이며, 본 발명의 실시예들은 기능하기 위해 원격 장치 식별을 포함할 필요는 없다.
배터리 적격 검사 또는 배터리 무선 전력 충전 알고리즘 선택 단계(710 내지 714)는 배터리 특성들을 탐지하는 단계, 알려지고 탐지된 배터리 특성들을 분석하여 배터리가 충전에 적격인지 여부를 결정하는 단계 및 상기 알려지고 탐지된 배터리 특성들에 직접 기초하거나 또는 상기 알려지고 탐지된 배터리 특성들에 간접적으로 기초하여 적합한 충전 알고리즘을 선택하는 단계를 포함한다. 간접적인 적격 검사는 추가적인 분석 단계, 예컨대 미가공(raw) 배터리 특성들에 기초하여 배터리의 배터리 유형을 분류하는 단계를 포함할 수 있다. 직접적인 적격 검사는 이러한 단계를 수행하는 대신 미가공 배터리 특성들에 기초하여 충전 알고리즘을 선택하는 단계를 수행할 수 있다. 현재의 실시예에서, 적격 검사는 배터리 화학 물질에 주로 의존한다. 미지의 화학 물질들은 충전되지 않는 반면(712 내지 714), 알려진 화학 물질들은 이들의 배터리 화학 물질에 기초하여 충전된다(712 내지 716). 대안적인 실시예에서, 배터리 적격 검사는 상이한 충전 알고리즘과 각각 연관되는 복수의 일반적인 전력 부류 중 하나로 배터리를 분류하는 단계를 포함한다. 무선 전력 충전 알고리즘의 궁극적인 선택은 미가공 배터리 특성들에 기초하지 않고 그 대신 추가적인 분석, 예컨대 배터리 유형 또는 전력 부류로 분류하는 것의 결과에 기초할 수 있지만, 이는 여전히 궁극적으로는 알려지거나, 탐지되거나, 또는 둘 다인 배터리 특성에 기초한 선택임을 이해해야 한다.
동작시에, 2차 제어기(428)는 배터리(108)가 충전에 적격인지 여부를 결정하도록 프로그래밍된다. 소정의 배터리 정보가 원격 장치(104)의 물리적 한계에 기초하여 알려질 수 있다. 예컨대, 원격 장치에 맞는 배터리들의 유형과 크기는 전형적으로 원격 장치의 기하학적 구성에 의해 제조 중에 설정된다. 추가적으로, 원격 장치는 셀들의 개수를 포함하는 셀 정보를 포함할 수 있다. 셀들의 개수 및 배터리들의 개수는 상호 연관될 수 있고, 일부 응용예들에서는 이러한 용어들이 서로 바꿔 사용될 수 있다. 앞서 살펴본 바처럼, 이러한 정보는 직접적으로 또는 간접적으로 메모리에 저장될 수 있다. 즉, 특정한 원격 장치와 관련된 특정한 정보가 메모리에 저장될 수 있거나, 또는 원격 장치 ID를 사용하여 액세스될 수 있는 메모리에 참조 테이블이 저장될 수 있다. 이러한 정보는 배터리 적격 검사 판정에 고려될 수 있다. 예컨대, 대부분의 원격 장치들은 1.5 AA 배터리들과 3.7 V 리튬 이온 배터리들 둘 다로는 동작할 수 없다.
모든 원격 장치들이 기하학적 구조에 의해 한정되는 것은 아니며, 일부는 상이한 모양과 크기를 갖는 배터리들을 수납할 수 있다. 이를 감당하기 위해, 2차 제어기(428)는 배터리의 가능성을 좁히도록 프로그래밍될 수 있다. 예컨대, 2차 제어기(428)는 배터리 셀들의 개수 및 각 셀의 시동 전압을 결정할 수 있다. 시동 전압이 셀들의 상기 개수에 대한 미리 정의된 문턱값보다 큰 경우, 배터리는 리튬 이온 배터리로 식별될 수 있다. 시동 전압이 셀들의 상기 개수에 대한 상이한 미리 정의된 문턱값보다 작은 경우, 배터리는 내부적인 단락(short) 또는 과소모(over depletion)로 인해 충전 불가능한 것으로 식별될 수 있다. 시동 전압이 두 문턱값 사이에 있는 경우, 배터리는 NiMH 또는 알칼리와 같은 비 리튬 이온 배터리로 식별될 수 있다.
알려진, 미리 정의된 배터리 특성들을 사용하는 것에 추가하여, 미지의 배터리 특성들이 능동적으로 측정될 수 있다. 예컨대, 유도 전력 공급 장치를 사용하여 적격 검사 충전을 원격 장치 배터리에 제공함으로써, 전압의 변화가 측정되어 배터리를 특성화하는 데 사용될 수 있다. 적격 검사 충전은 배터리 특성들의 식별을 돕는 임의의 적합한 충전일 수 있다. 현재의 실시예에서, 적격 검사 충전은 저전류로서 약 20 밀리암페어인 정격 배터리 용량의 1/400이다. 배터리의 특성화를 돕도록 다른 단계들이 취해질 수 있다. 예컨대, 정격 검사 충전에 응답하는 전류, 전압 및/또는 온도의 변화가 모니터링될 수 있다.
현재의 실시예에서, 2차 회로(400)는 정격 검사 충전에 응답하여 전압의 변화를 모니터링한다. 전압의 변화가 소정의 문턱값보다 큰 경우, 배터리들의 내부 저항이 지나치게 높아서 배터리들은 불량하거나 재충전이 불가능한 것으로 간주된다. 전압의 변화가 소정의 문턱값보다 낮은 경우, 배터리들은 또한 불량한 것으로 간주되는데, 이는 이들이 내부적으로 단락되어 있기 때문일 수 있다. 전압의 변화가 두 문턱값 사이에 있는 경우, 배터리들은 충전 가능한 것으로 간주되고 유도 전력 공급 장치는 최대 충전 속도로 진행한다.
최대 충전 속도가 이용됨에 따라 전압이 모니터링된다. 적격 검사 충전 중에 이용된 것들과 유사한 문턱값들이 최대 속도로 충전하는 동안에 모니터링될 수 있다. 문턱값들 중 하나를 통과하는 것은 배터리가 자신의 수명의 종료에 가까이 있음을 실질적으로 나타낸다. 또한 배터리 용량은 충전 속도 및 배터리 전압을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 배터리 전압이 미리 결정된 문턱값을 통과하는 경우, 배터리들은 손상되거나 이들의 수명의 종료에 가까이 있는 것으로 간주될 수 있다.
추가적인 정보가 셀들의 개수와 같은 원격 장치 구성 및 다양한 배터리를 사용하는 전형적인 동작에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 각 유형의 배터리에 대한 곡선 상의 점들이 2차 장치 상의 메모리에 저장될 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 이러한 곡선들이 어떻게 배터리 유형들, 배터리 수명, 진단 및 다른 패턴 비교 정보를 인식하기 위한 패턴들로서 사용될 수 있는지를 이해할 것이다.
최대 충전 속도에 도달하면, 임의의 개수의 배터리 화학 물질 충전 프로파일들이 이용될 수 있다. 충전 알고리즘의 가장 흔한 차이는 음의 델타 V(negative delta V) 알고리즘을 활용하는 니켈 기반 배터리들과, 전류 하한이 도달한 후에 정전류로부터 정전압으로 천이하는 리튬 이온 배터리들 사이에 존재한다. 많은 다른 배터리 화학 물질 충전 프로파일들이 알려져 있고, 본 발명에서 구현될 수 있다. 예컨대, 니켈 기반 및 리튬 이온 충전 프로파일들과 상이한 특정한 화학 물질 충전 프로파일이 알칼리 재충전 가능 배터리들을 위해 포함될 수 있다. 현재의 실시예에서, 2차 회로는 알칼리, NiMH, NiCad, CZn 및 리튬 이온 배터리들을 구별할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 2차 회로는 추가적이거나, 상이하거나, 또는 더 적은 배터리 화학 물질들을 구별 가능할 수 있다.
배터리 용량은 충전 속도 및 배터리 전압을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 배터리 전압이 미리 결정된 문턱값을 통과하는 경우, 배터리들은 손상되거나 이들의 수명의 종료에 가까이 있는 것으로 간주된다.
이상의 설명은 본 발명의 현재의 실시예의 설명이다. 본 발명의 취지 및 더 넓은 태양들로부터 벗어나지 않고 다양한 개변 및 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (21)

  1. 유도 전력 공급 시스템으로서,
    1차 회로 및 전력을 무선으로 전송하기 위한 1차 코일을 포함하는 유도 전력 공급 장치;
    상기 유도 전력 공급 장치로부터 분리 가능한 원격 장치 - 상기 원격 장치는 상기 유도 전력 공급 장치로부터 무선으로 전력을 수신하기 위한 2차 코일, 하나의 배터리 유형을 갖는 배터리, 및 상기 배터리 유형을 나타내는 상기 배터리의 특성을 탐지하기 위한 배터리 특성 탐지 시스템을 포함하는 2차 회로를 포함함 - ;
    상기 유도 전력 공급 장치와 상기 원격 장치 중 적어도 하나에 위치하는 메모리 - 상기 메모리는 복수의 무선 전력 충전 알고리즘을 포함함 - ;
    상기 원격 장치와 상기 유도 전력 공급 장치 사이의 무선 통신을 위한 통신 시스템; 및
    상기 메모리와 통신하도록 적응된 제어기 - 상기 제어기는 상기 유도 전력 공급 장치와 상기 원격 장치 중 적어도 하나에 위치하고, 상기 제어기는 상기 배터리 유형을 나타내는 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 메모리 내의 상기 복수의 무선 전력 충전 알고리즘으로부터 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하도록 프로그래밍됨 -
    를 포함하고,
    상기 1차 코일은 상기 선택된 무선 전력 충전 알고리즘에 따라 상기 유도 전력 공급 장치로부터 상기 원격 장치로 전력을 무선으로 전송하는, 유도 전력 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 상이한 배터리 유형을 갖는 상이한 배터리로 대체 가능한, 유도 전력 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 배터리 특성 탐지 시스템이 상이한 배터리 유형을 나타내는 상기 상이한 배터리의 특성을 탐지하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 상이한 배터리를 위한 상이한 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는, 유도 전력 공급 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 복수의 배터리 유형을 포함하고, 상기 배터리 유형들 각각은 하나 이상의 무선 전력 충전 알고리즘과 연관되는, 유도 전력 공급 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유도 전력 공급 장치는 1) 상기 탐지된 배터리 특성 및 2) 상기 원격 장치로부터 상기 유도 전력 공급 장치로 통신되는 결정된 배터리 유형 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하고, 상기 결정된 배터리 유형은 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어기에 의해 결정되는, 유도 전력 공급 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원격 장치는 1) 상기 탐지된 배터리 특성 및 2) 결정된 배터리 유형 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하고, 상기 결정된 배터리 유형은 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어기에 의해 결정되는, 유도 전력 공급 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 상기 특성은 배터리 화학 물질, 배터리 셀들, 배터리 용량, 배터리 크기, 배터리 모양, 배터리 전압 특성들, 배터리 전류 특성들, 배터리 온도 특성들, 배터리 단자 배치들, 사이클들 및 사이클들의 길이(span) 중 적어도 하나를 포함하는, 유도 전력 공급 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신 시스템은,
    상기 2차 코일을 사용하여 통신하기 위한 신호 저항기 및 무선 송신기 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 유도 전력 공급 장치와 무선으로 통신하기 위한 원격 장치 통신 시스템 ; 및
    상기 1차 코일을 사용하여 통신하기 위한 전류 센서 및 무선 수신기 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 원격 장치와 무선으로 통신하기 위한 유도 전력 공급 장치 통신 시스템
    을 포함하는, 유도 전력 공급 시스템.
  9. 유도 전력 공급 장치로부터 분리 가능한 원격 장치로서,
    상기 유도 전력 공급 장치로부터 무선으로 전력을 수신하기 위한 2차 코일;
    하나의 배터리 유형을 갖는 배터리;
    상기 배터리의 상기 배터리 유형을 나타내는 상기 배터리의 특성을 탐지하기 위한 배터리 특성 탐지 시스템;
    상기 유도 전력 공급 장치와 무선으로 통신하기 위한 통신 시스템; 및
    복수의 무선 전력 충전 알고리즘을 포함하는 메모리와 통신하도록 적응된 제어기 - 상기 제어기는 1) 상기 배터리 특성 탐지 시스템에 의해 탐지된 상기 배터리 유형을 나타내는 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 메모리 내의 상기 복수의 무선 전력 충전 알고리즘으로부터 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는 것과, 2) 무선 전력 충전 알고리즘의 선택에 사용되도록 상기 탐지된 배터리 특성을 상기 유도 전력 공급 장치에 통신하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 프로그래밍됨 -
    를 포함하고,
    상기 2차 코일은 상기 선택된 무선 전력 충전 알고리즘에 따라 상기 유도 전력 공급 장치로부터 전력을 무선으로 수신하는, 원격 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배터리는 상이한 배터리 유형을 갖는 상이한 배터리로 대체 가능한, 원격 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 배터리 특성 탐지 시스템이 상이한 배터리 유형을 나타내는 상기 상이한 배터리의 특성을 탐지하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 상이한 배터리를 위한 상이한 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는, 원격 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는 복수의 배터리 유형을 포함하고, 상기 배터리 유형들 각각은 하나 이상의 무선 전력 충전 알고리즘과 연관되는, 원격 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 1) 상기 탐지된 배터리 특성 및 2) 결정된 배터리 유형 중 적어도 하나를 상기 유도 전력 공급 장치에 통신하고, 상기 결정된 배터리 유형은 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제어기에 의해 결정되는, 원격 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 결정된 배터리 유형에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는, 원격 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 배터리의 상기 특성은 배터리 화학 물질, 배터리 셀들, 배터리 용량, 배터리 크기, 배터리 모양, 배터리 전압 특성들, 배터리 전류 특성들, 배터리 온도 특성들, 배터리 단자 배치들, 사이클들 및 사이클들의 길이 중 적어도 하나를 포함하는, 원격 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 유도 전력 공급 장치와 무선으로 통신하기 위한 상기 통신 시스템은 상기 2차 코일을 사용하여 통신하기 위한 신호 저항기 및 무선 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 원격 장치.
  17. 원격 장치로부터 분리 가능한 유도 전력 공급 장치로서,
    상기 원격 장치에 전력을 무선으로 전송하기 위한 1차 코일;
    배터리 유형을 나타내는 탐지된 배터리 특성을 상기 원격 장치로부터 수신하기 위한 통신 시스템;
    복수의 무선 전력 충전 알고리즘을 포함하는 메모리; 및
    상기 메모리와 통신하도록 적응된 제어기 - 상기 제어기는 상기 배터리 유형을 나타내는 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 메모리 내의 상기 복수의 무선 전력 충전 알고리즘으로부터 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하도록 프로그래밍됨 -
    를 포함하고,
    상기 1차 코일은 상기 선택된 무선 전력 충전 알고리즘에 따라 상기 유도 전력 공급 장치로부터 상기 원격 장치로 전력을 무선으로 전송하는, 유도 전력 공급 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 메모리는 복수의 배터리 유형을 포함하고, 상기 배터리 유형들 각각은 하나 이상의 무선 전력 충전 알고리즘과 연관되는, 유도 전력 공급 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 배터리의 상기 탐지된 특성은 배터리 화학 물질, 배터리 셀들, 배터리 용량, 배터리 크기, 배터리 모양, 배터리 전압 특성들, 배터리 전류 특성들, 배터리 온도 특성들, 배터리 단자 배치들, 사이클들 및 사이클들의 길이 중 적어도 하나를 포함하는, 유도 전력 공급 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 원격 장치와 무선으로 통신하기 위한 상기 통신 시스템은 상기 1차 코일을 사용하여 통신하기 위한 전류 센서 및 무선 수신기 중 적어도 하나를 포함하는, 유도 전력 공급 장치.
  21. 유도 전력 공급 장치로부터 복수의 상이한 유형의 배터리로 동작하도록 적응된 원격 장치로 전력을 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 원격 장치에 설치된 배터리의 특성을 탐지하는 단계 - 상기 배터리의 상기 특성은 배터리 유형을 나타냄 - ;
    상기 배터리 유형을 나타내는 상기 탐지된 배터리 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 충전 알고리즘을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 무선 전력 충전 알고리즘에 따라 상기 유도 전력 공급 장치로부터 상기 원격 장치로 전력을 무선으로 전송하는 단계
    를 포함하는, 전력 전송 방법.
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