KR20140067098A - 무선 전력 디바이스를 검출하고 식별하는 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

실시형태들은 무선 전력 전송 필드에서 무선 전력 디바이스의 타입을 검출하고 식별하는 것에 관한 것이다. 일 양태에 따르면, 무선 전력 시스템에서, 불응성 디바이스들로의 제한적인 전력 전송 및 금속 오브젝트들과 같은 바람직하지 못한 전력 흡수체들의 검출을 설명하는 시스템들 및 방법들이 개시된다. 방법은 무선 전력 송신기의 충전 영역 내에 포지셔닝된 하나 이상의 불응성 디바이스들 및/또는 바람직하지 못한 무선 전력 흡수체들을 검출하는 단계를 포함할 수도 있다. 방법은 검출에 응답하여 송신기에 의해 송신된 전력의 양을 제한하는 단계, 또는 불응성 디바이스에 의해 수신된 전력의 양을 감소시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.

Description

무선 전력 디바이스를 검출하고 식별하는 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING AND IDENTIFYING A WIRELESS POWER DEVICE}
본 발명은 전반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 무선 전력 송신기의 충전 영역 내의 승인되지 않은 및/또는 의도되지 않은 디바이스, 근접장 통신 디바이스, 또는 이들의 조합을 검출하는 시스템들, 디바이스, 및 방법들에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시형태들은 무선 전력 송신기의 충전 영역 내에 포지셔닝된 승인되지 않은 및/또는 의도되지 않은 디바이스, 근접장 통신 디바이스, 또는 이들의 조합의 검출에 기초하여 무선 전력 전송을 조절하고 그리고/또는 무선 전력 전달을 제한하는 시스템들, 디바이스들, 및 방법들에 관한 것이다.
증가하는 개수의 그리고 다양한 전자 디바이스들은 재충전가능 배터리들을 통해 전력을 공급받는다. 이러한 디바이스들은 모바일 폰들, 포터블 음악 플레이어들, 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변기기 디바이스들, 통신 디바이스들 (예컨대, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 보청기들 등을 포함한다. 배터리 기술이 개선되고 있지만, 배터리 전력 공급 전자 디바이스들은 보다 많은 양의 전력을 점점 더 요구하고 소비한다. 이와 같이, 이러한 디바이스들은 끊임없이 재충전을 요구한다. 재충전가능 디바이스들은, 종종, 파워 서플라이에 물리적으로 접속된 케이블들을 통한 유선 커넥션들 또는 다른 유사한 커넥터들을 통해 충전된다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 때때로 불편하거나 다루기 어려울 수도 있고, 다른 단점들을 가질 수도 있다. 재충전가능 전자 디바이스들을 충전하는 데 이용되는 전력을 자유 공간에서 전송할 수 있거나 또는 전자 디바이스들에 전력을 제공하는 무선 충전 시스템들은 유선 충전 솔루션들의 결점들 중 일부를 극복할 수도 있다. 이와 같이, 전자 디바이스들에 전력을 효율적으로 그리고 안전하게 전송하는 무선 전력 전송 시스템들 및 방법들이 바람직하다.
첨부된 청구범위의 범주 내에서의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들의 다양한 구현예들은 각각 여러 양태들을 가지며, 이들 중 어느 하나가 단독으로 본 명세서에서 설명되는 바람직한 특질들을 책임지는 것은 아니다. 첨부된 청구범위의 범주를 제한하지 않으면서, 일부 두드러진 특징들이 여기서 설명된다.
본 명세서에서 설명되는 주제의 하나 이상의 구현예들의 세부사항들은 첨부한 도면 및 하기의 설명에서 설명된다. 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은 설명, 도면, 및 청구범위로부터 명확해질 것이다. 다음 도면의 상대적인 치수들은 일정한 축척대로 묘화되지 않을 수도 있음에 주목해야 한다.
일 양태에 따르면, 무선 전력 수신기를 갖는 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전달 영역 내에서 오브젝트를 검출하는 장치가 개시된다. 장치는, 회로를 구동하여 무선 전력 필드를 출력하는 구동 신호를 생성하도록 구성된 드라이버, 드라이버에 의해 인출된 전력의 양을 감지하여 감지 신호를 생성하도록 구성된 센서, 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 무선 전력 수신기로부터 수신하도록 구성된 통신 유닛, 및 감지 신호에 기초하여 드라이버에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하고, 인출된 전력 및 수신된 신호에서의 모니터링된 변화 중 적어도 하나에 기초하여 오브젝트의 타입을 식별하도록 구성된 제어기를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 무선 전력 수신기를 포함하는 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전송 지역 내에서 오브젝트의 타입을 식별하는 방법이 개시된다. 방법은 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 단계, 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계, 및 인출된 전력 및 수신된 신호에서의 모니터링된 변화에 기초하여 오브젝트의 타입을 식별하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 무선 전력 수신기를 포함하는 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전송 지역 내에서 오브젝트의 타입을 식별하는 장치가 개시된다. 장치는 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 수단, 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 무선 전력 수신기로부터 수신하는 수단, 및 인출된 전력 및 수신된 신호에서의 모니터링된 변화에 기초하여 오브젝트의 타입을 식별하는 수단을 포함한다.
도 1 은 몇몇 실시형태들에 따른 무선 전력 전송 시스템의 기능 블록도이다.
도 2 는 몇몇 실시형태들에 따라 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 콤포넌트들의 기능 블록도이다.
도 3 은 몇몇 실시형태들에 따라 송신 또는 수신 코일을 포함하는 도 2 의 송신 회로부 또는 수신 회로부의 일부분의 개략도이다.
도 4 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 수신기들 및 흡수체, 콤포넌트, 또는 디바이스를 포함하는 다른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 5 는 몇몇 실시형태들에 따라 도 1 및 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 무선 전력 송신기의 블록도이다.
도 6 은 몇몇 실시형태들에 따라 도 1 및 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 수신기 (608) 의 블록도이다.
도 7 은 도 5 의 송신 회로부에서 사용될 수도 있는 송신 회로부의 일부분의 개략도이다.
도 8 은 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 필드에 있는 오브젝트의 타입을 식별하는 방법의 플로우차트이다.
도 9 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스 값들의 동작 범위의 일 예를 도시한 플롯이다.
도 10 은 몇몇 실시형태들에 따라 1 개, 2 개, 및 3 개의 무선 전력 수신기들의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다.
도 11a 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 수신기 및 근접장 통신 또는 RFID 디바이스의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다.
도 11b 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 수신기 및 다른 근접장 통신 또는 RFID 디바이스의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다.
도 12 는 몇몇 실시형태들에 따라 금속 오브젝트의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다.
도 13 은 몇몇 실시형태들에 따라, 수신된 전압에서의 변동을 결정하는 방법의 플로우차트이다.
도 14 는 몇몇 실시형태들에 따라 드라이버 전류 및 수신된 전압의 변화에 기초하여 무선 전력 필드에 있는 오브젝트의 타입을 식별하는 방법의 플로우차트이다.
도 15 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 필드에 있는 오브젝트의 타입을 식별하는 장치의 기능 블록도이다.
도면에 예시된 다양한 특징들은 축척대로 묘화되지 않을 수도 있다. 따라서, 다양한 특징들의 치수들은 명료성을 위해 임의적으로 확장될 수도 있고 또는 감소할 수도 있다. 또한, 도면 중 일부는 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 모든 콤포넌트들을 묘사하는 것이 아닐 수도 있다. 마지막으로, 동일한 참조 부호들은 명세서 및 도면 전반에 걸쳐서 동일한 특징들을 표기하는 데 사용될 수도 있다.
첨부된 도면과 관련하여 하기에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도된 것으로, 본 발명이 실시될 수도 있는 실시형태들만을 나타내고자 의도된 것은 아니다. 본 설명 전반에 걸쳐서 사용되는 용어 "예시적인" 은 "실시예, 사례, 또는 실례로서 기능하는" 을 의미하며, 반드시 다른 예시적인 실시형태들보다 선호되거나 유익한 것으로 이해되어야 하는 것은 아니다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 철저한 이해를 제공하는 목적을 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 몇몇 사례들에서, 주지된 구조들 및 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.
전력을 무선으로 전송하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 관련된 임의의 형태의 에너지를 전송하는 것, 또는 이와는 다르게, 물리적 전기적 컨덕터들의 사용 없이 송신기로부터 수신기로 전송하는 것 (예컨대, 전력은 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다) 을 지칭할 수도 있다. 무선 필드 (예를 들어, 자기장) 내로 출력되는 전력은 전력 전송을 달성하기 위해 "수신 코일" 에 의해 수신되거나 캡처되거나 또는 커플링될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따른 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능 블록도이다. 입력 전력 (102) 은 에너지 전송을 제공하기 위한 필드 (105) 를 생성하는 전력 소스 (미도시) 로부터 송신기 (104) 로 제공될 수도 있다. 수신기 (108) 는 필드 (105) 에 커플링될 수도 있으며, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양측은 거리 (112) 만큼 이격되어 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 또는 매우 가까운 경우, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실들은 최소이다. 이와 같이, 코일들이 매우 가까울 것 (예컨대, mms) 을 요구하는 대형 코일들을 요구할 수도 있는 순수 유도성 솔루션들과는 대조적으로, 무선 전력 전송은 보다 큰 거리에 걸쳐서 제공될 수도 있다. 따라서, 공진 유도성 커플링 기법들은, 다양한 거리들에 걸쳐서 그리고 다양한 유도성 코일 구성들을 이용하여, 개선된 효율성 및 전력 전송을 허용할 수도 있다.
송신기 (104) 에 의해 생성된 에너지 필드 (105) 에 수신기 (108) 가 위치될 때 수신기 (108) 는 전력을 수신할 수도 있다. 필드 (105) 는 송신기 (104) 에 의해 출력된 에너지가 수신기 (105) 에 의해 캡처될 수 있는 지역에 대응한다. 몇몇 실시형태들에서, 필드 (105) 는, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 송신기 (104) 의 "근접장" 에 대응할 수도 있다. 송신기 (104) 는 에너지 송신을 출력하는 송신 코일 (114) 을 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 에너지 송신으로부터의 에너지를 수신하거나 또는 캡처하는 수신 코일 (118) 을 더 포함한다. 근접장은, 송신 코일 (114) 에서의 전류들 및 전하들로부터 기인하여 송신 코일 (114) 로부터 전력을 최소로 방사하는 강한 리액티브 필드들이 있는 지역에 대응할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 근접장은 송신 코일 (114) 의 약 1 파장 (또는 그의 일부) 내에 있는 지역에 대응할 수도 있다. 송신 및 수신 코일들 (114, 118) 은 애플리케이션들 및 이들 애플리케이션들과 관련될 디바이스들에 따라 사이즈가 조정된다. 전술된 바와 같이, 효율적인 에너지 전송은 전자기파에서의 에너지 중 대부분을 원거리장에 전파시키는 것이 아니라 송신 코일 (114) 의 필드 (105) 에서의 에너지의 많은 부분을 수신 코일 (118) 에 커플링함으로써 발생할 수도 있다. 필드 (105) 내에 포지셔닝될 때, 송신 코일 (114) 과 수신 코일 (118) 사이에서 "커플링 모드" 가 전개될 수도 있다. 이러한 커플링이 발생할 수도 있는 송신 및 수신 코일들 (114, 118) 주위의 영역은 본 명세서에서 커플링 모드 지역이라고 지칭된다.
도 2 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따라 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 에서 사용될 수도 있는 예시적인 콤포넌트들의 기능 블록도이다. 송신기 (204) 는 발진기 (222), 드라이버 회로 (224), 그리고 필터 및 정합 회로 (226) 를 포함할 수도 있는 송신 회로부 (206) 를 포함할 수도 있다. 발진기 (222) 는 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조절될 수도 있는 바람직한 주파수, 이를테면 468.75 KHz, 6.78 MHz 또는 13.56 MHz 에서 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 발진기 신호는, 예를 들어 송신 코일 (214) 의 공진 주파수에서 송신 코일 (214) 을 구동하도록 구성된 드라이버 회로 (224) 에 제공될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 발진기 (222) 로부터 구형파를 수신하고 정현파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다. 예를 들어, 드라이버 회로 (224) 는 클래스 E 증폭기일 수도 있다. 필터 및 정합 회로 (226) 는 고조파 (harmonics) 또는 다른 원치 않는 주파수들을 필터링하도록 그리고 송신기 (204) 의 임피던스를 송신 코일 (214) 에 정합시키도록 포함될 수도 있다.
수신기 (208) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이 AC 전력 입력으로부터 DC 전력 출력을 생성하여 배터리 (236) 를 충전하거나 또는 수신기 (108) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력을 공급하도록, 정합 회로 (232) 그리고 정류기 및 스위칭 회로 (234) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (210) 를 포함할 수도 있다. 정합 회로 (232) 는 수신 회로부 (210) 의 임피던스를 수신 코일 (218) 에 정합시키도록 포함될 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 개별적인 통신 채널 (219) (예컨대, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 추가로 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 대안으로 무선 필드 (206) 의 특성들을 이용하여 대역 내 시그널링을 통해 통신할 수도 있다.
아래에서 보다 충분히 설명되는 바와 같이, 선택적으로 디스에이블될 수 있는 관련 부하 (예컨대, 배터리 (236)) 를 초기에 가질 수도 있는 수신기 (208) 는 송신기 (204) 에 의해 송신되고 수신기 (208) 에 의해 수신되는 전력의 양이 배터리 (236) 를 충전하기에 적절한지를 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 수신기 (208) 는 전력의 양이 적절하다고 결정하게 되면 부하 (예컨대, 배터리 (236)) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 수신기 (208) 는 배터리 (236) 의 충전 없이 무선 전력 전송 필드로부터 수신된 전력을 직접적으로 이용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 근접장 통신 (NFC) 또는 무선 주파수 식별 디바이스 (radio-frequency identification device: RFID) 와 같은 통신 디바이스는, 무선 전력 전송 필드로부터 전력을 수신하고 그리고 무선 전력 전송 필드와 상호작용하는 것에 의해 통신하도록 그리고/또는 수신된 전력을 이용하여 송신기 (204) 또는 다른 디바이스들과 통신하도록 구성될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 몇몇 실시형태들에 따라 송신 또는 수신 코일 (352) 을 포함하는 도 2 의 송신 회로부 (206) 또는 수신 회로부 (210) 의 일부분의 개략도이다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 예시적인 실시형태들에서 사용되는 송신 또는 수신 회로부 (350) 는 코일 (352) 을 포함할 수도 있다. 코일은 또한 "루프" 안테나 (352) 로서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 코일 (352) 은 또한 본 명세서에서 "자기" 안테나 또는 유도 코일로서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 용어 "코일" 은 다른 "코일" 에 커플링하기 위해 에너지를 무선으로 출력하거나 또는 수신할 수도 있는 콤포넌트를 지칭하는 것으로 의도된다. 코일은 또한 전력을 무선으로 출력하거나 또는 수신하도록 구성된 타입의 "안테나" 로서 지칭될 수도 있다. 코일 (352) 은 공심, 또는 페라이트 코어 (미도시) 와 같은 물리적 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 코일들은 코어의 부근에 배치된 외래의 물리적 디바이스들에 대해 보다 허용가능 (tolerable) 할 수도 있다. 또한, 공심 루프 코일 (352) 은 코어 영역 내의 다른 콤포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 루프는 송신 코일 (214)(도 2) 의 평면 내에서의 수신 코일 (218) 의 배치를 보다 용이하게 인에이블할 수도 있는데, 여기서 송신 코일 (214)(도 2) 의 커플링 모드 지역은 보다 강력할 수도 있다.
언급된 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 효율적인 에너지 전송은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 정합된 또는 거의 정합된 공진 동안에 발생할 수도 있다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 정합되지 않는 경우에도, 에너지가 전송될 수도 있지만, 효율은 영향을 받을 수도 있다. 송신 코일의 필드 (105) 로부터의 에너지를, 송신 코일로부터 자유 공간 내로 에너지를 전파시키는 것이 아니라 송신 코일의 필드 (105) 가 확립되어 있는 이웃에 존재하는 수신 코일에 커플링함으로써 에너지 전송이 발생한다.
루프 또는 자기 코일들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 인덕턴스는 단순히 코일 (352) 에 의해 생성된 인덕턴스일 수도 있지만, 그 반면에, 커패시턴스는 바람직한 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하도록 코일의 인덕턴스에 추가될 수도 있다. 비제한적인 예로서, 커패시터 (352) 및 커패시터 (354) 가 송신 또는 수신 회로부 (350) 에 추가되어 공진 주파수에서 신호 (356) 를 선택하는 공진 주파수를 생성하도록 할 수도 있다. 따라서, 보다 큰 직경의 코일들에 대해, 공진을 유지하는 데 필요한 커패시턴스의 사이즈는 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 또한, 코일의 직경이 증가할수록, 근접장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가할 수도 있다. 다른 콤포넌트들을 사용하여 형성된 다른 공진 회로들이 또한 가능하다. 다른 비제한적인 예로서, 코일 (350) 의 2 개의 단자들 사이에 커패시터가 병렬로 배치될 수도 있다. 송신 코일들에 대해, 코일 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 가 코일 (352) 에 대한 입력일 수도 있다.
일 실시형태에서, 송신기 (104) 는 송신 코일 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 시변 자기장을 출력하도록 구성될 수도 있다. 수신기가 필드 (105) 내에 있는 경우, 시변 자기장은 수신 코일 (118) 내에 전류를 유도할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 수신 코일 (118) 이 송신 코일 (118) 의 주파수에서 공진하도록 구성되는 경우, 에너지가 효율적으로 전송될 수도 있다. 수신 코일 (118) 에 유도된 AC 신호는 전술된 바와 같이 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력을 공급하도록 제공될 수도 있는 DC 신호를 생성하기 위해 정류될 수도 있다.
도 4 는 몇몇 실시형태들에 따라 흡수체, 콤포넌트, 또는 디바이스를 포함하는 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다. 도 4 에 예시된 바와 같이, 무선 전력 시스템 (480) 은 무선 충전기 (482) 및 하나 이상의 무선 전력 충전가능 디바이스들 (484A, 484B) 을 포함한다.
무선 전력 시스템 (480) 은 콤포넌트, 흡수체, 또는 근접장 통신 (NFC) 디바이스 또는 RFID 카드와 같은 불응성 (non-compliant) 디바이스를 포함할 수도 있는 디바이스 (486)(여기서는, 흡수체 (486)) 를 더 포함한다. NFC 디바이스는 NFC 디바이스의 안테나와, NFC 디바이스와 통신하는 디바이스의 안테나 사이의 유도성 (induction) 을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 흡수체 (486) 는 무선 충전기 (482) 를 포함하는 디바이스와 통신하도록 구성된 NFC 디바이스일 수도 있다. 흡수체 (486) 는 또한 금속 오브젝트와 같은 의도되지 않은 무선 전력 흡수체 콤포넌트일 수도 있다. 금속 오브젝트는 무선 전력 필드에 영향을 미침으로써 충전가능 디바이스 (484A 또는 484B) 에 의해 수신된 전력 및 무선 충전기 (482) 의 동작에 개입할 수도 있다. 디바이스 (486) 및 각각의 무선 충전가능 디바이스 (484A, 484B) 는 무선 충전기 (482) 의 충전 지역 내에 포지셔닝될 수도 있다. 디바이스들의 배향은 도 4 에 예시된 바와 같은 디바이스들의 배향으로 제한되는 것은 아니다.
전술된 바와 같이, 무선 전력 충전 시스템에서, 승인되지 않은 디바이스들 또는 다른 콤포넌트들은 충전될 디바이스에 전력을 송신할 시에 충전 디바이스의 동작에 개입할 수도 있다. 예를 들어, 의도되지 않은 전력 흡수체 또는 상당히 큰 금속이 무선 충전 시스템에 추가되는 경우, 시스템 및 의도되지 않은 전력 흡수체들을 보호하기 위해, 송신된 전력을 셧다운하거나 낮추는 것이 수행될 수도 있다. NFC 디바이스들은 상당한 양의 전력을 흡수할 수 있고, 상당히 가열될 수 있는데, 이는 그들이 높은 전력 레벨들을 다루도록 설계되어 있지 않기 때문이다. 예를 들어, 무선 전력 송신기와 동일한 주파수에서 동작하거나 또는 무선 전력 송신기로부터 전력을 픽업할 수 있는 NFC 디바이스는 무선 전력 송신기로부터 과도한 전력을 수신할 수도 있다. 과도한 전력을 수신하는 것은 NFC 디바이스의 바람직하지 못한 가열을 초래할 수도 있다. 또한, 금속 오브젝트와 같은 의도되지 않은 흡수체는 무선 전력 시스템의 동작에 개입할 수도 있다. 예를 들어, 다량의 금속은 송신기가 그의 정상 동작 파라미터들 이외에서 동작하도록 하는 범위까지 시스템을 디튜닝함으로써 시스템에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 루지 (rouge) 수신기는 무선 전력 송신기로부터 전력을 픽업하고자 할 수도 있어, 유효한 수신기로의 전력 전달에 영향을 미칠 수도 있으며, 또한, 무선 전력 시스템의 효율에 영향을 미칠 수도 있다. 위 실시예들 중 임의의 것에서는, 그러한 엘리먼트들의 추가를 검출하고 무선 전력 전송 시스템의 파라미터들을 (예컨대, 송신되는 전력을 낮춤으로써) 조절하여 시스템에서의 디바이스들을 보호하고 전력을 보다 효율적으로 전송하는 것이 바람직하다.
무선 전력 시스템의 파라미터들을 어떻게 조절할 것인지를 결정하기 위해, 몇몇 실시형태들에 따라, 무선 전력 전송 필드에 존재하는 디바이스들의 타입들의 식별이 수행된다. 예를 들어, 시스템은 의도된 충전 디바이스들의 추가와 다른 엘리먼트들 사이를 구별할 수도 있다. 도 4 를 참조하면, 무선 충전기 (482) 는 흡수체 (486) 의 오브젝트 타입을 식별하도록 구성될 수도 있다. 또한, 무선 충전기 (482) 는 무선 전력 필드를 조절하도록 그리고/또는 NFC 디바이스와 같은 흡수체 (486) 를 그의 식별 시에 보호하도록 구성될 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 몇몇 실시형태들에 따르면, 최소의 하드웨어 요건들로, 시스템은 NFC 디바이스들을 파괴되는 것으로부터 보호할 수도 있고, 무선 전력 시스템에서의 디바이스들에 손상을 야기할 수 있는 비효율적인 상태에서 무선 전력 송신기를 동작시키는 것으로부터 보호할 수도 있다.
또한, 무선 충전기 (482) 는, 하나 이상의 방법들에 따르면, 관련된 충전 지역 내에서 검출되는 하나 이상의 불응성 디바이스들 (예컨대, 흡수체 (486)) 을 보호하도록 (예컨대, 전력 전송을 감소시키거나 또는 가능하게는 제거하도록) 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 따르면, 무선 충전기 (482) 는 디바이스가 포지셔닝되어서는 안 되는, 관련 송신 안테나 또는 코일의 지역 내에 있는 영역 내에서 전력을 전송하도록 구성될 수도 있다. 보다 구체적인 예로서, 무선 충전기 (482) 는 NFC 디바이스와 같은 디바이스가 송신 안테나 (514) 에 바로 인접해서 포지셔닝되는 것을 방지하는 방식으로 구성될 수도 있다. 따라서, 디바이스 (예컨대, NFC 디바이스) 는 가장 강한 필드를 갖는 구역 내에는 포지셔닝되지 않을 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 무선 충전기 (482) 는 NFC 또는 RFID 디바이스의 검출 시에 그 무선 충전기로부터 전송되는 전력을 감소시키거나 또는 제거하도록 (예컨대, 턴 오프하도록) 구성될 수도 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 각각의 불응성 디바이스 (예컨대, 무선 충전가능 디바이스 (484A 또는 484B)) 의 부하 임피던스가 감소할 수도 있고, 이에 따라 관련 충전 지역 내에 포지셔닝된 불응성 디바이스로 전달되는 전력의 양을 감소시킬 수도 있다.
도 5 는 몇몇 실시형태들에 따라 도 1 및 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 무선 전력 송신기의 블록도이다. 송신기 (504) 는 위의 도 4 를 참조하여 설명된 충전기 (482) 와 같은 충전기에 포함될 수도 있다. 송신기 (504) 는 송신 회로부 (505) 및 송신 코일 (514) 을 포함할 수도 있다. 송신 코일 (514) 은 도 3 에 도시된 바와 같은 코일 (352) 일 수도 있다. 송신 회로부 (505) 는 송신 코일 (514) 주위에 에너지 (예컨대, 자속) 의 생성을 초래하는 발진 신호를 제공함으로써 RF 전력을 송신 코일 (514) 에 제공할 수도 있다. 송신기 (504) 는 임의의 적합한 주파수에서 동작할 수도 있다. 예로서, 송신기 (504) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.
송신 회로부 (505) 는 효율을 증가시키기 위해 송신 코일 (514) 의 임피던스에 기초하여 송신 회로부 (505) 의 임피던스를 조절하도록 구성된 TX 임피던스 조절 회로 (509) 를 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (505) 는 또한 수신기들 (108)(도 1) 에 커플링된 디바이스들의 셀프-재밍 (self-jamming) 을 방지하는 레벨들로 고조파 방출들을 감소시키도록 구성된 저역 통과 필터 (LPF)(508) 를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들은 특정 주파수들을 감쇠시키면서 다른 주파수들을 통과시키는 노치 필터들을 포함하는 (그러나, 이들로 제한되는 것은 아닌) 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있으며, 송신 코일 (514) 로의 출력 전력 또는 드라이버 (524) 에 의해 인출되는 DC 전류와 같은 측정가능 송신 메트릭들에 기초하여 변할 수도 있는 적응적 임피던스 정합을 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (505) 는 발진기 (523) 에 의해 결정되는 바와 같은 RF 신호를 구동하도록 구성된 드라이버 (524) 를 더 포함한다. 발진기 (523), 드라이버 (524), 저역 통과 필터 (508) 및 임피던스 조절 회로 (509) 는 공통으로 송신기 구동 회로 (570) 라고 지칭될 수도 있다. 송신 회로부 (505) 는 이산 디바이스들 또는 회로들로 구성될 수도 있고, 또는, 대안으로, 통합된 어셈블리로 구성될 수도 있다. 송신 코일 (514) 로부터 출력된 전력의 일 예는 2.5 와트 정도일 수도 있다.
송신 회로부 (505) 는, 특정 수신기들에 대한 송신 페이즈들 (또는 듀티 싸이클들) 동안 발진기 (523) 를 선택적으로 인에이블하고, 발진기 (523) 의 주파수 또는 위상을 조절하고, 이웃 디바이스들의 부착된 수신기들을 통해 그 이웃 디바이스들과 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하는 출력 전력 레벨을 조절하는 제어기 (515) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 본 명세서에서 프로세서 (515) 라고 지칭될 수도 있다. 송신 경로에서의 발진기 위상 및 관련 회로부의 조절은, 특히 하나의 주파수에서 다른 주파수로 전이하는 경우, 대역 외 방출들의 감소를 허용할 수도 있다.
송신 회로부 (505) 는 송신 코일 (514) 에 의해 생성된 근접장 부근에서의 능동 수신기들의 존재 유무를 검출하도록 구성된 부하 감지 회로 (516) 를 더 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로 (516) 는, 하기에서 더 설명되는 바와 같이, 드라이버 (524) 에 흐르는 전류로서, 송신 코일 (514) 에 의해 생성된 필드 부근에서의 능동 수신기들의 존재 유무에 의해 영향을 받을 수도 있는 전류를 모니터링한다. 드라이버 (524) 상에서의 로딩에 대한 변화들의 검출은 에너지를 송신하기 위해 발진기 (523) 를 인에이블할지 그리고 능동 수신기와 통신할지를 결정하는 데 있어서의 사용을 위해 제어기 (515) 에 의해 모니터링된다. 도 8, 도 13 및 도 14 를 참조하여 하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 드라이버 (524) 에서 측정된 전류는 유효하지 않은 디바이스가 송신기 (504) 의 무선 전력 전송 지역 내에 포지셔닝되어 있는지를 결정하는 데 이용될 수도 있다.
송신 코일 (514) 은 리츠 (Litz) 와이어로 구현될 수도 있고, 또는 저항성 손실들을 낮게 유지하도록 선택된 두께, 폭 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 구현될 수도 있다. 일 구현형태에서, 송신 코일 (514) 은 일반적으로, 테이블, 매트, 램프 또는 다른 보다 휴대성이 적은 구성과 같은 보다 큰 구조체와의 관련성을 위해 구성될 수도 있다. 따라서, 송신 코일 (514) 은 일반적으로 실용적인 치수의 것이 되도록 하는 데 "권들 (turns)" 이 필요하지 않을 수도 있다. 송신 코일 (514) 의 예시적인 구현형태는 "전기적으로 작을" 수도 있으며 (예컨대, 파장의 일부와 동일한 사이즈를 가짐), 공진 주파수를 정의하는 데 커패시터들을 사용함으로써 보다 낮은 이용가능 주파수들에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다.
송신기 (504) 는 송신기 (504) 와 관련될 수도 있는 수신기 디바이스들의 소재지들 및 상태에 관한 정보를 수집하고 트래킹할 수도 있다. 따라서, 송신 회로부 (505) 는, 제어기 (515)(본 명세서에서는 프로세서라고도 지칭됨) 에 접속된, 메모리 (572), 검출기 및/또는 통신 유닛 (580), 인클로징된 검출기 (560), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (515) 는, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 및 인클로징된 검출기 (560) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 드라이버 (524) 에 의해 전달되는 전력의 양을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 은 송신기 (504) 부근에 있는 하나 이상의 무선 전력 수신기로부터 통신 신호를 수신하도록 구성될 수도 있고, 또는 송신기 (504) 부근 내에서 디바이스 또는 오브젝트의 존재를 검출할 수도 있다. 무선 전력 수신기들의 다양한 동작 파라미터들에 관한 정보는 송신기 (504) 에 의한 사용을 위해 메모리 (572) 에 저장될 수도 있다. 제어기 (515) 는 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 으로부터 수신된 정보에 기초하여 송신기 (504) 의 출력을 제어하도록 구성될 수도 있다.
비제한적인 예로서, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 은 송신기 (504) 의 커버리지 영역 내에 삽입된 충전될 디바이스의 최초 존재를 검출하는 데 이용되는 모션 검출기를 포함할 수도 있다. 검출 후, 송신기 (504) 는 턴 온될 수도 있으며, 디바이스에 의해 수신된 RF 전력은 RX 디바이스 상의 스위치를 미리 정해진 방식으로 토글하는 데 사용될 수도 있는데, 이것은 결국 송신기 (504) 의 구동 지점 임피던스에 대해 변화들을 초래한다.
다른 비제한적인 예로서, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 은, 예를 들어 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적합한 수단에 의해, 인간을 검출할 수 있는 검출기를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 송신 코일 (514) 이 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력의 양을 제한하는 규정들이 있을 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 이들 규정들은 전자기 방사로부터 인간들을 보호하도록 의도된다. 그러나, 인간들에 의해 점유되지 않거나, 또는 인간에 의해 빈번하지 않게 점유되는 영역들, 이를테면 예를 들어 차고지들, 공장 작업현장들, 상점들 등과 같은 영역들에 송신 코일 (514) 이 배치되어 있는 환경들이 있을 수도 있다. 이들 환경들에 인간들이 없다면, 정상적인 전력 제한 규정들을 넘도록 송신 코일 (514) 의 전력 출력을 증가시키는 것이 허용가능할 수도 있다. 다시 말해, 제어기 (515) 는, 인간의 존재에 응답하여 송신 코일 (514) 의 전력 출력을 규정 레벨로 또는 그보다 낮게 조절할 수도 있으며, 송신 코일 (514) 의 전자기장으로부터의 규정 거리 외부에 인간이 있는 경우에는 송신 코일 (514) 의 전력 출력을 규정 레벨을 넘는 레벨로 조절할 수도 있다.
비제한적인 예로서, 인클로징된 검출기 (560)(본 명세서에서는 또한 인클로징된 구획 검출기 또는 인클로징된 공간 검출기로 지칭될 수도 있음) 는 인클로저가 폐쇄 상태 또는 개방 상태에 있는 때를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 송신기가 폐쇄 상태에 있는 인클로저 내에 있는 경우에는, 송신기의 전력 레벨이 증가할 수도 있다.
송신기 (504) 는 다수의 전력 소스들, 이를테면 예를 들어 빌딩에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하는 AC-DC 컨버터 (미도시), 종래의 DC 전력 소스를 송신기 (504) 에 적합한 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터 (미도시) 를 통해, 또는 종래의 DC 전력 소스 (미도시) 로부터 직접적으로 전력을 수신할 수도 있다.
몇몇 실시형태들에서는, 송신기 (504) 가 무기한으로 온 상태로 유지되지 않는 방법이 이용될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 송신기 (504) 는 사용자 결정 양의 시간 후에 셧오프되도록 프로그램될 수도 있다. 이러한 특징은 송신기 (504), 특히 드라이버 (524) 가, 그의 주변에 있는 무선 디바이스들이 완전히 충전된 지 한참 후에도 구동하는 것을 방지할 수도 있다. 이 이벤트는 리피터 또는 수신기 코일로부터 전송된, 디바이스가 완전히 충전되었다는 신호를 검출하도록 구성된 회로 (예컨대, 검출 및/또는 통신 유닛 (580)) 의 고장에 기인할 수도 있다. 송신기 (504) 의 주변에 다른 디바이스가 배치되어 있는 경우에 그 송신기가 자동으로 셧오프되는 것을 방지하기 위해, 송신기 (504) 의 자동 셧오프 특징은 그의 주변에서 검출되는 모션이 없는 설정된 주기 이후에만 활성화될 수도 있다. 사용자는 비활성화 시간 간격을 결정할 수도 있으며, 원한다면, 그것을 변화시킬 수도 있다. 비제한적인 예로서, 시간 간격은 특정 타입의 무선 디바이스가 처음으로 완전히 방전되었다는 상정 하에 그 특정 타입의 무선 디바이스를 완전히 충전하는 데 필요한 것보다 더 길 수도 있다.
도 6 은 몇몇 실시형태들에 따라 도 1 및 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 수신기 (608) 의 블록도이다. 예를 들어, 수신기 (608) 는 위의 도 4 를 참조하여 설명된 바와 같은 충전가능 디바이스들 (484A 또는 484B) 중 하나에 포함될 수도 있으며, 전술된 바와 같은 송신기 (예컨대, 송신기 (504)) 를 포함하는 충전기 (482) 와 같은 충전기로부터 전력을 수신하도록 구성될 수도 있다. 수신기 (608) 는 수신 코일 (618) 을 포함할 수도 있는 수신 회로부 (610) 를 포함한다. 수신기 (608) 는 또한 수신된 전력을 수신기에 제공하는 충전 디바이스 (650) 에 접속되거나 또는 전기적으로 커플링된다. 수신기 (608) 는 충전 디바이스 (650) 외부에 있는 것으로 예시되어 있지만 충전 디바이스 (650) 내에 통합될 수도 있음을 주지해야 한다. 에너지는 수신 코일 (618) 에 무선으로 전파될 수도 있고, 그 다음에 수신 회로부 (610) 를 통해 충전 디바이스 (650) 에 무선으로 커플링될 수도 있다. 예로서, 충전 디바이스는 모바일 폰들, 포터블 음악 플레이어들, 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변기기 디바이스들, 통신 디바이스들 (예컨대, 블루투스 디바이스들), 디지털 카메라들, 보청기들 (다른 의료 기기들) 등을 포함할 수도 있다.
수신 코일 (618) 은 (도 5 에 도시된 바와 같은) 송신 코일 (514) 과 동일한 주파수에서 또는 특정 범위의 주파수들 내에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 코일 (618) 은 송신 코일 (514) 과 유사하게 치수가 결정될 수도 있고 또는 관련 충전 디바이스 (650) 의 치수들에 기초하여 상이하게 사이즈가 결정될 수도 있다. 예로서, 충전 디바이스 (650) 는 송신 코일 (514) 의 길이의 직경보다 더 작은 직경 또는 길이 치수를 갖는 포터블 전자 디바이스일 수도 있다. 이러한 예에서, 수신 코일 (618) 은, 튜닝 커패시터 (미도시) 의 커패시턴스 값을 감소시키고 수신 코일의 임피던스를 증가시키기 위해 다중권 (multiturn) 코일로서 구현될 수도 있다. 예로서, 수신 코일 (618) 은 코일 직경을 최대화하고 수신 코일 (618) 의 루프 권들 (예컨대, 권선들) 의 개수 및 권선간 커패시턴스를 감소시키기 위해 충전 디바이스 (650) 의 실질적인 둘레 주위에 배치될 수도 있다.
수신 회로부 (610) 는 수신 코일 (618) 의 임피던스에 기초하여 수신기의 유효 임피던스의 임피던스 조절을 제공할 수도 있다. 수신 회로부 (610) 는 수신된 RF 에너지 소스를 충전 디바이스 (650) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하는 전력 변환 회로부 (606) 를 포함한다. 전력 변환 회로부 (606) 는, 일반적으로, 무선 필드로부터의 수신된 전력을, 부하를 충전하기 위한 전력으로 변환하는 전압 레귤레이터로 지칭될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 전력 변환 회로부 (606) 는 RF-DC 컨버터 (620) 를 포함하며, 또한 DC-DC 컨버터 (622) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 컨버터 (620) 는 수신 코일 (618) 에서 수신된 RF 에너지 신호를, 출력 전압 Vrect 를 갖는 비교호 (nonalternating) 전력으로 정류하도록 구성된다. DC-DC 컨버터 (622)(또는 다른 전력 레귤레이터) 는, 정류된 RF 에너지 신호를, 충전 디바이스 (650) 와 호환가능하고 출력 전압 및 출력 전류 (Vout 및 Iout) 를 갖는 에너지 전위 (예컨대 전압) 로 변환한다. 부분 및 전체 정류기들, 레귤레이터들, 브리지들, 2배기들 뿐 아니라 선형 및 스위칭 컨버터들을 포함한 다양한 RF-DC 컨버터들이 사용될 수도 있다.
수신 회로부 (610) 는 또한 RX 정합-스위치 (612) 의 출력 및 전력 변환 회로부 (606) 의 입력에 접속된 센서 (690) 를 포함한다. 센서 (690) 는 도 6 에 예시된 바와 같이 프로세서 (616) 에 커플링될 수도 있고, 또는 그와 통신할 수도 있다. 센서 (690) 는 전력 변환 회로부 (606) 의 입력에서 전압 레벨 (예컨대, VReg) 을 감지하도록 구성된다. 몇몇 구현형태들에서, 센서 (690) 는 수신된 전력을, 충전 디바이스 (650) 를 충전하기 위한 전력으로 변환하도록 구성된 레귤레이터의 입력에서 전압 레벨을 측정하도록 구성된다. 측정된 전압 레벨은 수신기의 동작을 제어하기 위해 프로세서 (616) 에 통신되거나 또는 그 프로세서에 의해 검출될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 측정된 전압 레벨 VReg 은 송신기 (예컨대, 송신기 (504)) 의 동작을 제어하기 위해 그 송신기에 역 통신될 수도 있다. 측정된 전압 레벨 VReg 에 기초하여 충전 시스템을 제어하는 방법은 하기에서 도 8, 도 13 및 도 14 를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
수신 회로부 (610) 는 RX 임피던스 조절 및 스위칭 회로부 (612) 를 더 포함할 수도 있다. RX 임피던스 조절 및 스위칭 회로는 전력 전송 동안의 효율을 향상시키기 위해 수신 코일 (618) 의 임피던스에 기초하여 수신 회로부 (610) 의 임피던스를 조절하도록 구성될 수도 있다. 또한, RX 임피던스 조절 및 스위칭 회로부 (612) 는 수신 코일 (618) 을 전력 변환 회로부 (606) 에 접속시키도록 또는 대안으로 전력 변환 회로부 (606) 를 분리시키도록 구성될 수도 있다. 전력 변환 회로부 (606) 로부터 수신 코일 (618) 을 분리시키는 것은 충전 디바이스 (650) 의 충전을 보류할 뿐만 아니라 송신기 (404)(도 2) 에 의해 "보여진" "부하"를 변화시킨다.
몇몇 실시형태들에서, 송신기 (504) 는 송신기 드라이버 회로 (524) 에 제공된 바이어스 전류에서의 변동들을 검출할 수도 있는 부하 감지 회로 (516) 를 포함한다. 따라서, 송신기 (504) 는 수신기들이 송신기의 근접장에 존재하는 때를 결정하기 위한 메커니즘을 갖는다.
다수의 수신기들 (608) 이 송신기의 근접장에 존재할 때, 하나 이상의 수신기들의 로딩 및 언로딩을 시간 다중화하여 다른 수신기들이 송신기 (504) 에 보다 효율적으로 커플링되게 하는 것이 바람직할 수도 있다. 수신기 (608) 는 또한 다른 인근 수신기들로의 커플링을 제거하거나 또는 인근 송신기들 상의 로딩을 감소시키기 위해 클로킹될 (cloacked) 수도 있다. 수신기의 이러한 "언로딩" 은 본 명세서에서 "클로킹" 으로도 공지된다.
도 4 를 다시 참조하면, 그리고 전술된 바와 같이, 무선 충전기 (482) 는, 하나 이상의 방법들에 따라, 관련 충전 지역 내에 포지셔닝된 하나 이상의 불응성 디바이스들 (예컨대, 흡수체 (486)) 를 검출하고 식별하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 따르면, 무선 충전기 (482) 는 관련 충전 지역 내의 무선 충전기 (482) 의 무선 전력 송신기 (예컨대, 도 5 의 송신기 (504)) 에 의해 송신되고 있는 전력이 고려되고 있지 않은지의 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 각각의 무선 충전가능 디바이스 (484A 또는 484B) 가 클로킹된 후, 무선 충전기 (482) 는 불응성 디바이스가 전력을 인출하고 있는지를 결정하기 위해 송신기에서의 하나 이상의 속성들을 측정하도록 구성될 수도 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 각각의 충전가능 디바이스 (484A 또는 484B) 가 클로킹된 후, 무선 충전기 (482) 는, 송신기와 관련된 하나 이상의 측정된 속성들 및 하나 이상의 무선 충전가능 디바이스들 (484A 또는 484B) 과 관련된 하나 이상의 측정된 속성들을 통해, 불응성 디바이스가 전력을 인출하고 있는지를 결정하도록 구성될 수도 있다.
또한, 수신기 (608) 에 의해 제어되고 송신기 (504) 에 의해 검출된 언로딩과 로딩 사이의 스위칭은 수신기 (608) 로부터 송신기 (504) 로의 통신 메커니즘을 제공할 수도 있다. 또한, 수신기 (608) 로부터 송신기 (504) 로의 메시지의 전송을 인에이블하는 프로토콜이 이 스위칭과 관련될 수 있다. 예로서, 스위칭 속도는 약 100 마이크로초 정도일 수도 있다.
추가로, 또는 대안으로, 몇몇 실시형태들에 따르면, 충전가능 디바이스들 (484A, 484B) 의 각각은 충전기 (482) 에 정보를 통신하는 동안 전력을 계속해서 수신하도록 구성될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시형태들에서, 송신기 (504) 와 수신기 (608) 사이의 통신은 종래의 양방향 통신이 아니라 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘 (예컨대, 커플링 필드를 이용한 대역 내 시그널링) 을 지칭한다. 다시 말해, 송신기 (504) 는 송신된 신호의 온/오프 키잉을 이용하여, 에너지가 근접장에서 이용가능한지를 조절할 수도 있다. 수신기 (608) 는 에너지의 이러한 변화들을 송신기 (504) 로부터의 메시지로 해석할 수도 있다. 수신기 측으로부터, 수신기 (608) 는 수신 코일 (618) 의 튜닝 및 디튜닝을 이용하여, 필드로부터 얼마나 많은 전력이 수용되고 있는지를 조절할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 튜닝 및 디튜닝은 스위칭 회로부 (612) 로부터 달성될 수도 있다. 송신기 (504) 는 사용되는 전력에서의 이러한 차이를 필드로부터 검출할 수도 있으며, 이러한 변화들을 수신기 (608) 로부터의 메시지로 해석할 수도 있다. 송신 전력 및 부하 거동의 다른 형태들의 변조가 또한 이용될 수도 있다.
도 6 을 다시 참조하면, 수신 회로부 (610) 는 송신기로부터 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있는 수신된 에너지 변동들을 식별하도록 구성된 시그널링 검출기 및 비컨 회로부 (614) 를 더 포함할 수도 있다. 더욱이, 시그널링 및 비컨 회로부 (614) 는 또한, 감소된 신호 에너지 (예컨대, 비컨 신호) 의 송신을 검출하고 그리고 그 감소된 RF 신호 에너지를, 무선 충전을 위한 수신 회로부 (610) 를 구성하기 위해 수신 회로부 (610) 내에서 전력이 공급되지 않는 또는 전력이 부족한 회로들을 웨이크하기 위한 공칭 전력으로 정류하는 데 사용될 수도 있다.
수신 회로부 (610) 는 본 명세서에서 설명된 RX 임피던스 조절 및 스위칭 회로부 (512) 의 제어를 포함한, 본 명세서에서 설명된 수신기 (608) 의 프로세스들을 조정하기 위한 프로세서 (616) 를 더 포함한다. 수신기 (608) 의 클로킹은 또한 충전 디바이스 (650) 에 충전 전력을 제공하는 외부 유선 충전 소스 (예컨대, 벽/USB 전력) 의 검출을 포함한 다른 이벤트들의 발생 시에 발생할 수도 있다. 프로세서 (616) 는, 수신기의 클로킹을 제어하는 것 외에도, 비컨 상태를 결정하고 송신기 (504) 로부터 전송된 메시지들을 추출하기 위해 비컨 회로부 (614) 를 또한 모니터링할 수도 있다. 프로세서 (616) 는 또한 개선된 효율 및 성능을 위해 DC-DC 컨버터 (622) 를 조절할 수도 있다.
도 7 은 도 5 의 송신 회로부 (505) 에서 사용될 수도 있는 송신 회로부 (700) 의 일부분의 개략도이다. 송신 회로부 (700) 는 도 5 에서의 드라이버 회로 (524) 를 참조하여 전술된 바와 같은 드라이버 회로 (724) 를 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 드라이버 회로 (724) 는 구형파를 수신하고 송신 회로 (750) 로 제공될 정현파를 출력하도록 구성될 수도 있는 스위칭 증폭기일 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 드라이버 회로 (724) 는 증폭기 회로라고 지칭될 수도 있다. 드라이버 회로 (724) 는 클래스 E 증폭기로 도시되어 있지만; 본 발명의 실시형태들에 따라 임의의 적합한 드라이버 회로 (724) 가 사용될 수도 있다. 드라이버 회로 (724) 는 도 5 에 도시된 바와 같은 발진기 (523) 로부터의 입력 신호 (702) 에 의해 구동될 수도 있다. 드라이버 회로 (724) 에는 또한 송신 회로 (750) 를 통해 전달될 수도 있는 최대 전력을 제어하도록 구성된 구동 전압 VD 가 제공될 수도 있다. 고조파들을 제거하거나 또는 감소시키기 위해, 송신 회로부 (700) 는 필터 회로 (726) 를 포함할 수도 있다. 필터 회로 (726) 는 3 극 (커패시터 (734), 인덕터 (732), 및 커패시터 (736)) 저역 통과 필터 회로 (726) 일 수도 있다.
필터 회로 (726) 에 의해 출력된 신호는 코일 (715) 을 포함하는 송신 회로 (750) 에 제공될 수도 있다. 송신 회로 (750) 는 드라이버 회로 (724) 에 의해 제공되는 필터링된 신호의 주파수에서 공진할 수도 있는, 커패시터 (720) 에 대응하는 커패시턴스 및 인덕턴스 (예컨대, 코일의 인덕턴스 또는 커패시턴스로 인한 것일 수도 있고, 또는 추가적인 커패시터 콤포넌트로 인한 것일 수도 있음) 를 갖는 직렬 공진 회로를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (750) 의 부하는 저항성 콤포넌트 및 리액티브 콤포넌트를 포함할 수도 있는 가변 임피던스 (722) 에 의해 나타내질 수도 있다. 송신 회로 (750) 에 의해 보여지는 임피던스 (722) 의 값은 송신 회로 (750) 로부터 전력을 수신하도록 포지셔닝된 하나 이상의 무선 전력 수신기들의 함수일 수도 있다. 송신 회로 (750) 는 아래에서 도 9 를 참조하여 설명될 미리 정해진 범위의 로딩 조건들 내에서 안정적으로 동작하도록 구성될 수도 있다.
도 8 은 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 필드에 있는 오브젝트의 타입을 식별하는 방법의 플로우차트이다. 방법 (800) 은, 도 5 를 참조하여 전술되고, 도 4 를 참조하여 전술된 충전기 (482) 와 같은 충전기에 포함될 수도 있는 송신기 (504) 와 같은 무선 전력 송신기에 의해 수행될 수도 있다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 방법 (800) 은, 블록 802 에 의해 나타내진 바와 같이, 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 5 를 참조하여 전술된 바와 같이, 부하 감지 회로 (516) 는 드라이버 (524) 에 의해 인출된 전류의 양을 모니터링하도록 구성될 수도 있다. 방법 (800) 은 또한, 블록 804 에 의해 나타내진 바와 같이, 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 무선 전력 수신기로부터 수신하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 은 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, 통신 신호는 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 에 의해 적어도 부분적으로 프로세싱될 수도 있는 무선 전력 전송 필드의 변조를 통해 대역 내 시그널링을 통해 전송될 수도 있다. 일 실시형태에서, 검출 및/또는 통신 유닛 (580) 은 안테나와 같은 통신 엘리먼트를 포함할 수도 있으며, 별도의 통신 채널을 통해, 이를테면 RF 통신 신호을 통해, 통신된 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 또한, 방법 (800) 은, 블록 806 에 의해 나타내진 바와 같이, 인출된 전력 및 수신된 신호에서의 모니터링된 변화에 기초하여 오브젝트의 타입을 식별하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 인출된 전력 및 수신된 전력에서의 모니터링된 변화에 기초하여, 무선 전력 송신기의 제어기 (예컨대, 제어기 (515)) 는 승인된 무선 전력 수신기, 승인되지 않은 무선 전력 수신기, 의도되지 않은 흡수체 (예컨대, 금속 오브젝트), 및 NFC 디바이스 또는 RFID 디바이스와 같은 통신 디바이스 중에서 무선 전력 필드 내에 존재하는 오브젝트의 타입을 결정할 수도 있다.
무선 전력 필드 및 오브젝트의 타입의 식별은 무선 전력 송신기의 드라이버 응답의 구성에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 도 7 을 참조하여 전술된 바와 같은 클래스 E 증폭기의 경우에 있어서, 드라이버 (724) 에 의해 인출된 전류의 양은 무선 전력 송신기에 의해 보여진 로딩 조건들 (예컨대, 등가의 가변 임피던스 (722) 의 임피던스 값) 에 기초할 수도 있다. 무선 전력 송신기의 임피던스 응답은 도 9, 도 10, 도 11a, 도 11b, 및 도 12 를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다. 도 9, 도 10, 도 11a, 도 11b, 및 도 12 의 각각은 50:1 스케일로 임피던스들을 구상한 스미스 차트들을 포함한다.
도 9 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스 값들의 동작 범위의 일 예를 도시한 플롯이다. 도 9 는 일정한 저항 값들 및 리액티브 값들을 나타내는 원들을 이용하여 복소 임피던스들을 구상하는 스미스 차트를 나타낸다. 예를 들어, 도 9 에 도시된 바와 같이, 2 개의 라인들의 각각의 교차점은 함수 R + jX 를 특징으로 하는 복소 임피던스의 저항성 (예컨대, 실수) 콤포넌트 및 리액티브 (예컨대, 허수) 콤포넌트의 값에 대응하며, 이 때 R 은 저항성 콤포넌트이고, X 는 복소 임피던스의 리액티브 콤포넌트이다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 드라이버 (예컨대, 드라이버 (524, 724)) 는 범위 (902) 에 의해 나타내진 바와 같이 유계 R 및 X 범위 내에서 동작하도록 설계될 수도 있다. 동작 범위는 도 9 에 도시된 예시적인 범위로 제한되는 것은 아니며, 다양한 로딩 조건들에 대한 상이한 드라이버 응답을 제공하도록 변할 수도 있다.
도 10 은 몇몇 실시형태들에 따라 1 개, 2 개, 및 3 개의 무선 전력 수신기들의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다. 일 예에서, 송신기는, 송신기에 어떠한 부하도 제공되지 않을 때, 도시된 바와 같이, 유도성 콤포넌트 및 작은 저항성 콤포넌트를 갖는 임피던스를 보이도록 튜닝될 수도 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 부하의 부재 시, 송신기는 임피던스 포인트 (1000) 에 의해 나타내진 바와 같이 약 2.5 + j 30 (또는 50 x (0.05 + j 0.6)) 의 임피던스 값을 보인다. 임피던스 포인트들 (1002, 1004, 1006) 의 각각은 무선 전력 시스템에 1 개, 2 개, 및 3 개의 무선 전력 수신기들을 각각 추가한 효과를 예시한다. 예를 들어, 하나의 무선 전력 수신기의 추가는 임피던스 포인트 (1002) 에 의해 나타내진 바와 같이 약 25 + j 20 (또는 50 x (0.5 + j 0.4)) 의 임피던스 값을 초래할 수도 있는데, 이는 임피던스 포인트 (1000) 에 대해 송신기에 의해 보여지는 로딩 조건으로의 저항성 및 리액티브 시프트 양측이다. 마찬가지로, 제 2 수신기의 추가는 임피던스 포인트 (1004) 에 의해 나타내진 바와 같이 약 50 + j 0 (또는 50 x (1 + j 0)) 의 임피던스 값을 초래하고, 제 3 수신기의 추가는 임피던스 포인트 (1006) 에 의해 나타내진 바와 같이 약 80 + j 30 (또는 50 x (1.6 - j 0.6)) 의 임피던스 값을 초래한다. 따라서, 도 10 에 도시된 바와 같이, 특정 설계에 대해, 무선 전력 필드로의 무선 전력 수신기의 추가는 송신기에 의해 보여지는 임피던스로의 실수 및 리액티브 시프트 양측을 초래한다.
도 11a 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 수신기 및 근접장 통신 또는 RFID 디바이스의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다. 몇몇 실시형태들에서, 송신기는, 부하의 부재 시, 임피던스 포인트 (1100) 에 의해 나타내진 바와 같이 송신기가 약 2.5 + j 30 (또는 50 x (0.05 + j 0.6)) 의 임피던스 값을 보이도록 튜닝될 수도 있다. 무선 전력 필드로의 상이한 타입들의 디바이스들의 추가는 상이한 임피던스 시프트를 초래할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 무선 전력 수신기의 추가는 임피던스 포인트 (1102) 에 의해 나타내진 바와 같이 약 25 + j 20 (또는 50 x (0.5 + j 0.4)) 의 임피던스 값을 초래할 수도 있는데, 이는 임피던스 포인트 (1100) 에 대해 송신기에 의해 보여지는 로딩 조건으로의 저항성 및 리액티브 시프트 양측이다. 근접장 (NFC) 또는 RFID 통신 디바이스의 추가는 35 + j 20 (또는 50 x (0.7 + j 0.4)) 의 값을 갖는 임피던스 포인트 (1104) 에 의해 나타내진 바와 같은 임피던스의 실수 콤포넌트에서만의 시프트를 초래할 수도 있다. 도시된 바와 같이, 생성된 임피던스만이 저항성 시프트 (1106) 를 보인다.
다른 NFC 또는 RFID 디바이스들은 또한 임피던스에 대한 실수 및 리액티브 시프트 양측을 보인다. 도 11b 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 수신기 및 다른 근접장 통신 또는 RFID 디바이스의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다. 도 11b 에 도시된 바와 같이, NFC 또는 RFID 디바이스의 추가는 35 + j 10 (또는 50 x (0.7 + j 0.2)) 의 값을 갖는 임피던스 포인트 (1110) 의 저항성 시프트 (1106) 및 리액티브 시프트 (1108) 양측을 초래한다.
도 12 는 몇몇 실시형태들에 따라 금속 오브젝트의 존재 시에 무선 전력 송신기에 의해 보여지는 임피던스에서의 변동을 도시한 플롯이다. 몇몇 실시형태들에서, 송신기는, 부하의 부재 시, 임피던스 포인트 (1200) 에 의해 나타내진 바와 같이 송신기가 약 2.5 + j 30 (또는 50 x (0.05 + j 0.6)) 의 임피던스 값을 보이도록 튜닝될 수도 있다. 무선 전력 필드로의 금속 오브젝트의 추가는 송신기에 의해 보여지는 임피던스에 대해 리액티브 시프트만을 초래한다. 예를 들어, 작은 금속 오브젝트의 추가는 2.5 + j 5 (또는 50 x (0.05 + j 0.1)) 의 값을 갖는 임피던스 포인트 (1202) 에 대한 리액티브 시프트를 초래할 수도 있다. 큰 금속 오브젝트의 추가는 2.5 + j 250 (또는 50 x (0.05 - j 5.0)) 의 값을 갖는 임피던스 포인트 (1204) 에 대한 보다 큰 리액티브 시프트를 초래할 수도 있다.
도 7 을 참조하여 전술된 바와 같이, 무선 전력 송신기의 드라이버는 특정 임피던스 응답을 보이도록 설계될 수도 있다. 또한, 무선 전력 수신기의 전압 레귤레이터의 입력에서의 전압은 송신기의 전압 레벨 출력에 기초하여 변화할 수도 있다. 예를 들어, 드라이버는 송신기에 제공된 부하의 요건들을 충족시키기 위해 송신기의 출력 전력을 유지하도록 구성될 수도 있다. 그 결과, 드라이버는 변화하는 로딩 조건들에 응답하여 보다 많거나 또는 보다 적은 전류를 인출할 수도 있다. 또한, 무선 전력 수신기의 전압 레귤레이터의 입력에서의 전압은 송신기의 출력 전압에 기초하여 변화한다. 그 결과, 전압 레귤레이터의 입력 전압 레벨은 변화하는 로딩 조건들에 기초하여 변할 수도 있다. 예를 들어, 도 12 를 참조하여 전술된 바와 같이, 시스템에 제공된 금속 오브젝트는 그 금속 오브젝트와 관련된 리액턴스의 도입을 통해 시스템의 튜닝에서의 변화를 초래한다. 리액턴스 시프트는 시스템 효율에서의 증가 또는 감소를 초래할 수도 있다. 감소된 효율의 경우에 있어서, 드라이버는 금속 오브젝트가 무선 전력 필드에 존재할 때 송신 코일을 구동하기 위한 보다 큰 전류를 인출하도록 설계될 수도 있다. 감소된 효율은 또한 무선 전력 시스템에서의 수신기의 입력에서 보다 낮은 전압으로서 측정될 수도 있다. 대안으로, 금속 오브젝트가 리액턴스 시프트로 인해 증가된 효율을 초래하는 이벤트에 있어서는, 수신기의 입력에서의 전압의 증가가 검출될 수도 있다.
무선 전력 필드에 도입되는 근접장 통신 디바이스, RFID 디바이스, 또는 무선 전력 수신기 (이를테면, 모바일 폰) 는 도 10 및 도 11 을 참조하여 전술된 바와 같이 송신기에 의해 보여지는 저항의 증가를 초래할 수도 있다. 드라이버는 저항의 증가에 응답하여 송신 코일을 통하는 전류를 증가시키고 보다 많은 전류를 인출하도록 설계될 수도 있다. 수신기의 입력에서의 전압은 송신기로부터 출력된 전력의 증가로 인해 실질적으로 유지될 수도 있다. 시스템으로부터 제거되거나 또는 무선 전력 송신기로부터 상당히 멀리 이동된 무선 전력 수신기는, 송신기에 의해 보여질 때, 보다 적은 저항을 초래할 수도 있다. 드라이버는 감소된 저항에 응답하여 송신 코일을 통하는 전류를 감소시키고 보다 적은 전류를 인출하도록 설계될 수도 있으며, 무선 전력 수신기와 송신기 사이의 보다 약한 커플링으로 인해 수신기의 입력에서의 전압이 감소할 수도 있다. 시스템의 설계 파라미터들을 고려하여 변화하는 로딩 조건들에 대한 송신기 및 수신기들의 응답을 모니터링함으로써, 무선 전력 전송 필드에 도입된 오브젝트가 식별될 수도 있다.
도 13 은 몇몇 실시형태들에 따라, 수신된 전압에서의 변동을 결정하는 방법의 플로우차트이다. 도 13 에 예시된 방법 (1300) 은, 도 4 를 참조하여 전술된 바와 같은 충전가능 디바이스 (484A 또는 484B) 에 포함될 수도 있는 무선 전력 수신기, 이를테면 도 6 을 참조하여 전술된 바와 같은 무선 전력 수신기 (608) 에서 동작되는 프로세스의 일 예이다. 방법 (1300) 은 의도되지 않은 흡수체의 존재 및/또는 무선 전력 시스템에서의 디바이스들 (예컨대, 전술된 바와 같은 NFC 카드) 의 보호를 검출하도록 프로세서 (616) 와 같은 프로세서 또는 제어기에 의해 구현될 수도 있다.
방법 (1300) 은 VReg0 을 판독하는 베이스라인 전압을 확립하기 위해 블록 1302 에 나타내진 바와 같이 수신기에 있는 레귤레이터의 입력에서의 전압의 측정을 포함할 수도 있다. 방법은 또한 블록 1304 에 의해 나타내진 바와 같이 레귤레이터 전압 VRegC 의 존재 값을 측정하여 레귤레이터 전압 변화를 ΔVReg = VRegC - VReg0 로서 계산하는 단계를 포함할 수도 있다. 결정 블록 1306 에서, 전압 변화 ΔVReg 의 크기는 임계 전압 변화 V-TH 의 크기 값과 비교된다. 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 크기 변화 V-TH 보다 크다면, 블록 1308 에 나타내진 바와 같이 메시지가 송신기에 전송될 수도 있다. 측정된 전압 VReg 이 임계 전압 VReg 보다 크지 않으면, 방법은 블록 1302 에서 수신기 레귤레이터 전압을 계속해서 측정할 수도 있다.
도 14 는 몇몇 실시형태들에 따라 드라이버 전류 및 수신된 전압에서의 변화에 기초하여 무선 전력 필드에서 오브젝트의 타입을 식별하는 방법의 플로우차트이다. 예를 들어, 방법 (1400) 은 충전기 (482) 및/또는 송신기 (504) 와 같은 무선 전력 송신 디바이스에서 구현될 수도 있다. 방법 (1400) 은 의도되지 않은 흡수체의 존재를 검출하도록 그리고/또는 무선 전력 시스템에서의 디바이스들 (예컨대, 전술된 바와 같은 NFC 카드) 을 보호하도록 프로세서 (515) 와 같은 제어기 또는 프로세서에 의해 구현될 수도 있다. 방법 (1400) 은, 시스템에서 바람직하지 못한 오브젝트 (예컨대, 흡수체 (486)) 의 위조된 검출을 감소시키기 위해 그리고 무선 전력 시스템에서의 디바이스들의 보호를 위해, 송신기와 수신기 사이의 통신을 허용할 수도 있다.
방법은, 블록 1402 에 의해 나타내진 바와 같이, 무선 전력 송신기의 드라이버에 의해 인출된 전류의 레벨을 측정하여 베이스라인 전류 레벨 IPA0 을 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 블록 1404 에서, 수신기의 레귤레이터의 입력에서의 전압 레벨 변화 ΔVReg 를 나타내는 메시지가 수신기로부터 수신될 수도 있다. 예를 들어, 메시지는 도 13 을 참조하여 전술된 바와 같이 수신기에 의해 송신기로 통신될 수도 있다. 송신기의 드라이버로의 입력 전류의 측정은 수신기로부터의 메시지의 수신과 병행하여 또는 그와 동시에 발생할 수도 있다. 블록 1406 에 나타내진 바와 같이, 방법은 송신기의 드라이버에 의해 인출된 전류를 전류 레벨 IPAc 로서 측정하는 단계 및 인출된 전류의 변화를 ΔIPA = IPAc - IPA0 로서 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 로딩 조건들이 변화할 때, 송신기의 드라이버는 송신기에 제공된 부하의 요건들을 충족시키기 위해 보다 많은 또는 보다 적은 전류를 인출하도록 구성될 수도 있다.
결정 블록 1408 에서, 방법은 수신기에서의 측정된 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 를 초과했는지를 결정한다. 몇몇 실시형태들에서, 측정된 전압 변화 ΔVReg 와 임계 전압 변화 VTH 의 크기 비교는 수신기에서 수행될 수도 있고, 수신기로부터 수신된 메시지는 측정된 전압 메시지에서의 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 보다 큰 지를 나타낼 수도 있다. 또한, 결정 블록 1408 에서, 방법은 전류 변화 ΔIPA 의 크기가 임계 전류 변화 레벨 ITH 보다 큰 지를 결정할 수도 있다. 측정된 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 를 초과했다면, 또는 측정된 전류 변화 ΔIPA 의 크기가 임계 전압 변화 ITH 를 초과했다면, 방법은 결정 블록 1410 으로 진행할 수도 있다. 측정된 전압 변화 ΔVReg 가 임계 전압 변화 VTH 를 초과하지 않았다면, 그리고 측정된 전류 변화 ΔIPA 가 임계 전류 변화 ITH 를 초과하지 않았다면, 방법은 블록 1404 로 되돌아 갈 수도 있으며, 여기서 전압 변화 ΔVReg 에 관한 수신기로부터의 메시지가 모니터링되고, 송신기의 드라이버의 입력에서의 전류 변화가 블록 1406 에서 재결정된다.
몇몇 실시형태들에서, 측정된 전압 변화 ΔVReg 및 전류 변화 ΔIPA 에 기초하여 무선 전력 송신 시스템을 제어하는 방법은 전압 변화 ΔVReg 및 전류 변화 ΔIPA 를 미리 정해진 임계 크기 (예컨대, TH-I 및 V-TH) 와 비교할 수도 있다. 전류 변화의 크기, 전압 변화의 크기, 및 각각에서의 변화 방향 (예컨대, 포지티브 변화 또는 네거티브 변화) 의 비교에 기초하여, 방법은 무선 전력 송신 지역 내에 존재하는 디바이스의 타입을 식별할 수도 있다. 몇몇 구현형태들에서, 송신기는 변화 값들을 상관시키고 승인되지 않은 디바이스가 무선 전력 송신 지역 내에 존재하는지를 결정하는 룩업 테이블에 의존할 수도 있다. 예를 들어, 송신기는 수신기의 레귤레이터의 입력에서의 전압 변화 ΔVReg 및 드라이버의 입력에서의 전류 변화 ΔIPA 의 값들을 룩업할 수도 있다. 룩업 테이블은 메모리 (572) 와 같은 메모리에 저장될 수도 있으며, 도 5 를 참조하여 전술된 바와 같은, 송신기 (504) 의 제어기 (515) 에 의해 액세스가능할 수도 있다.
도 14 를 다시 참조하면, 결정 블록 1410 에 나타내진 바와 같이, 방법은 수신기의 레귤레이터의 입력에서의 전압 변화 ΔVReg 및 송신기에서의 전력 증폭기의 입력에서의 전류 IPA 의 값들을 룩업 테이블에 저장된 값들과 상관시킬 수도 있다. 드라이버의 설계에 기초하여, 룩업 테이블은 충전 필드 내에 존재하는 디바이스의 타입의 식별을 돕기 위해 드라이버의 공지된 임피던스 응답을 상관시킬 수도 있다. 룩업 테이블의 일 예는 아래의 표 1 에 나타내지며, 이는 공지된 임피던스 응답을 갖는 드라이버의 일 특정 설계에 기초한다.
Figure pct00001
표 1 에 나타내진 바와 같이, 전압 변화 ΔVReg 가 포지티브 값 그리고 임계치보다 큰 크기를 갖는다면 (예컨대, 표 1 에 나타내진 바와 같이, +ΔVReg), 방법은 잠재적 금속이 시스템에 존재하는 것으로 결정할 수도 있고, 도 4 에 나타내진 바와 같이 블록 1416 으로 진행할 수도 있다. 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 보다 작다면, 디바이스의 타입의 결정은 드라이버에 의해 인출된 전류 변화 ΔIPA 에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 표 1 에 나타내진 바와 같이, 그리고 결정 블록 1408 을 참조하여 전술된 바와 같이, 전압 변화 ΔVReg 의 크기 및 전류 변화 ΔIPA 의 크기 양측 모두가 임계 값들보다 작다면, 방법은 승인된 수신기가 충전 필드 내에 있는 것으로 결정할 수도 있으며, 무선 전력 충전 동작을 계속해서 수행할 수도 있다. 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 보다 작고 전류 변화 ΔIPA 가 포지티브 값 그리고 임계 전류 변화 ITH 보다 큰 크기를 갖는다면 (예컨대, 표 1 에 나타내진 바와 같이, +ΔIPA), 방법은 충전 필드 내에 NFC 또는 RFID 디바이스가 잠재적으로 존재하는 것으로 결정할 수도 있고, 도 4 에 나타내진 바와 같이 블록 1412 로 진행할 수도 있다. 전압 변화 ΔVReg 의 크기가 임계 전압 변화 VTH 보다 작고 전류 변화 ΔIPA 가 네거티브 값 그리고 임계 전류 변화 ITH 보다 큰 크기를 갖는다면, 방법은 충전 필드 내에 금속 오브젝트가 잠재적으로 존재하는 것으로 결정할 수도 있고, 도 4 에 나타내진 바와 같이 블록 1416 으로 진행할 수도 있다.
전압 변화 ΔVReg 가 네거티브 값 그리고 임계치보다 큰 크기를 갖는다면 (예컨대, 표 1 에 나타내진 바와 같이, -ΔVReg), 방법은, 전류 변화가 임계 전류 변화 ITH 보다 작은 크기를 갖거나, 또는 포지티브 값 그리고 임계 전류 변화 ITH 보다 큰 크기를 갖는다면 (예컨대, +ΔIPA), 잠재적으로 NFC 디바이스 (또는 RFID 디바이스) 가 충전 지역 내에 있을 수도 있는 것으로 결정할 수도 있다. 전압 변화 ΔVReg 가 네거티브 값 그리고 임계치 VTH 보다 큰 크기를 가지며 (예컨대, 표 1 에 나타내진 바와 같이, -ΔVReg), 전류 변화가 네거티브 값 그리고 임계 전류 변화 ITH 보다 큰 크기를 갖는다면 (예컨대, -ΔIPA), 방법은 승인된 수신기 디바이스가 충전 지역에 있는 것으로 결정할 수도 있으며, 충전 동작을 계속함으로써 진행할 수도 있고, 블록 1404 로 되돌아가서 ΔVReg 의 값들을 계속해서 모니터링할 수도 있다.
충전 지역 내에서의 잠재적 NFC 디바이스 (또는 RFID 디바이스) 의 결정에 이어, 방법은 블록 1412 에 나타내진 바와 같이 수신기에 의해 수신된 전력의 양을 계산할 수도 있다. 수신기에 의해 수신된 전력의 양은 수신기로부터 수신된 메시지에 기초하여 결정 및/또는 계산될 수도 있다. 그 후, 방법은 결정 블록 1414 으로 진행할 수도 있고, 수신기에 의해 수신된 전력의 양은 임계 수신 전력 TH-RXP 와 비교된다. 수신된 전력의 양이 임계 값보다 크다면, 방법은 NFC 디바이스 또는 RFID 디바이스가 충전 지역에 있지 않는 것으로 결정할 수도 있고, 충전 동작을 계속할 수도 있고, 블록 1404 으로 되돌아갈 수도 있다. 수신된 전력의 양이 임계 값보다 적다면, 방법은 NFC 디바이스 또는 RFID 디바이스가 충전 지역 내에 있는 것으로 결정할 수도 있으며, NFC 디바이스 또는 RFID 디바이스를 보호하기 위해 블록 1422 에서 나타내진 바와 같이 저전력 송신 모드에 진입할 수도 있다. 저전력 송신 모드는 NFC 디바이스 또는 RFID 디바이스가 무선 전력 전송 필드에 의해 손상되지 않도록 송신기로부터 출력되는 전력의 레벨에 대응할 수도 있다. 예를 들어, 저전력 송신 모드는 RFID 디바이스 또는 NFC 디바이스에 의해 수신된 전력의 양이 미리 정해진 임계 값보다 적도록 송신기로부터 출력되는 전력에 대응할 수도 있다. RFID 디바이스 또는 NFC 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양은 송신기로부터 출력되는 전력의 양, 송신기와 RFID 디바이스 또는 NFC 디바이스 사이의 커플링 효율, 시스템에서의 무선 전력 수신기들의 존재, 및 송신기와 존재할 수도 있는 각각의 무선 전력 수신기들 사이의 커플링 효율의 함수이다. 예를 들어, 무선 전력 수신기의 부재 시, 송신기의 출력 전력은 RFID 디바이스 또는 NFC 디바이스에 약 400 mW 보다 적게 제공하도록 설정될 수도 있다. 하나 이상의 무선 전력 수신기들의 존재 시, 송신기로부터의 출력 전력은 시스템에서 하나 이상의 무선 전력 수신기들에 전력을 제공하는 레벨, 및 RFID 디바이스 또는 NFC 디바이스에 약 400 mW 보다 적은 레벨로 설정될 수도 있다.
충전 지역 내에서의 잠재적 금속 오브젝트의 결정에 이어, 방법은 블록 1416 에 나타내진 바와 같이 시스템 효율 변화를 계산할 수도 있다. 예를 들어, 충전 지역 내의 모든 무선 전력 수신기들에 의해 수신된 전력의 양이 무선 전력 송신기에 의해 출력된 전력의 양과 비교될 수도 있다. 무선 전력 수신기들에 의해 수신된 전력의 양은 무선 전력 수신기들로부터 전송된 하나 이상의 메시지들에 의해 결정될 수도 있다. 결정 블록 1418 에서, 시스템 효율은 임계 효율 값 TH-E 와 비교된다. 시스템 효율이 임계 효율 값보다 아래이면, 방법은 상당한 금속 오브젝트가 충전 지역 내에 있는 것으로 결정할 수도 있으며, 무선 전력 송신기 및 수신기들을 보호하기 위해 블록 1422 에 나타내진 저전력 송신 모드에 진입할 수도 있다. 시스템 효율이 임계 값보다 더 크면, 방법은 결정 블록 1420 으로 진행할 수도 있다. 결정 블록 1420 에서, 방법은 송신기가 무선 전력 수신기로부터 새로운 식별 메시지를 수신했는지를 결정할 수도 있다. 송신기가 새로운 식별 메시지를 수신했다면, 방법은 충전 동작을 계속할 수도 있고, 블록 1404 로 되돌아갈 수도 있다. 예를 들어, 시스템에 도입된 새로운 수신기는 그의 충전 포트를 갖는 시스템이 디스에이블되게 진입할 수도 있다. 그 결과, 수신기는 송신기에 의해 금속 오브젝트로서 인지될 수도 있다. 송신기는, 결정 블록 1410 을 참조하여 설명된 바와 같이, NFC 디바이스가 추가되지 않았음을 먼저 확인할 수도 있다. 이 결정에 이어, 송신기는 수신기 디바이스가 그의 충전 포트를 턴 온한다는 것을 예상하여 전압 출력을 증가시킬 수도 있다. 그 후, 수신기는 수신기의 레귤레이터의 입력에서의 전압 레벨 증가 (예컨대, ΔVReg) 를 측정함으로써 송신기의 전압 출력 증가를 검출할 수도 있다. 레귤레이터 전압 증가의 검출에 응답하여, 수신기는 그 후에 그의 충전 포트를 턴 온할 수도 있다. 송신기가 새로운 ID 메시지를 수신하지 않았다면, 방법은 시스템에서 금속이 검출된 것으로 결정할 수도 있으며, 블록 1422 에 나타내진 바와 같이, 저전력 송신 모드에 진입하도록 진행할 수도 있다. 저전력 송신 모드는 송신기에 미치는 금속 오브젝트의 영향이 송신기를 손상시키지 않도록 송신기로부터의 전력 출력 레벨에 대응할 수도 있다.
수신된 전력의 레벨을 결정 블록 1418 에서 확인하고 시스템 효율을 결정 블록 1418 에서 확인함으로써, 방법은 NFC 디바이스, RFID 디바이스, 또는 금속 오브젝트의 위조 검출을 배제할 수도 있다.
도 14 에 나타내진 바와 같이, 방법은 NFC 디바이스, RFID 디바이스, 또는 금속 오브젝트가 검출될 때 송신을 중지하는 것에 의해 진행된다. 그러나, 무선 필드에서 오브젝트의 식별에 뒤이은 송신기의 수행은 송신기가 시스템에서 NFC 디바이스, RFID 디바이스, 또는 금속을 검출했는지에 기초할 수도 있다. 송신기가 NFC 또는 RFID 디바이스를 검출했다면, 송신기는, 예를 들어 NFC 또는 RFID 디바이스가 무선 필드에 의해 손상되지 않도록 하기 위해 송신을 중지함으로써, 그의 동작을 조절할 수도 있다. 송신기가 금속을 검출했다면, 송신기는, 예를 들어 무선 필드에 미치는 검출된 금속의 영향들로부터 송신기 및 다른 수신기 디바이스들을 보호하기 위해, 전력 출력을 감소시킴으로써, 그의 동작을 조절할 수도 있다.
저전력 송신 모드 동안, 몇몇 실시형태들에서, 송신기는 드라이버에 의해 인출된 전류에 대한 베이스라인 전류 레벨 ILP 을 설정하도록 구성될 수도 있다. 드라이버에 의해 인출된 전류는 베이스라인 전류 ILP 에 대해 모니터링될 수도 있다. 전류 임계 변화 값 (예컨대, ITH - ER) 을 초과하는 전류 변화가 검출되면, 식별된 오브젝트가 시스템으로부터 제거된 것이 결정되며, 송신기는 정상 전력 송신을 진행할 수도 있다.
전술된 방법들의 다양한 동작들은, 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 콤포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들) 과 같이, 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면에 예시된 임의의 동작들은 그 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다. 도 15 는 몇몇 실시형태들에 따라 무선 전력 필드에 있는 오브젝트의 타입을 식별하는 장치의 기능 블록도이다. 예를 들어, 도 15 에 나타내진 바와 같이, 장치는, 블록 1502 에 의해 예시된 바와 같이, 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 수단을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 수단은 도 5 의 부하 감지 회로 (516) 를 참조하여 전술된 바와 같은 송신기의 드라이버 회로의 입력에 커플링된 전류 센서에 대응할 수도 있다. 장치는 또한, 블록 1504 에 의해 나타내진 바와 같이, 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 무선 전력 수신기로부터 수신하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 신호를 수신하는 수단은 도 5 를 참조하여 설명된 바와 같은 검출 및/또는 통신 유닛 (508) 에 대응할 수도 있다. 장치는 또한, 블록 1506 에 의해 나타내진 바와 같이, 인출된 전력 및 수신된 신호에서의 모니터링된 변화에 기초하여 오브젝트의 타입을 식별하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 오브젝트의 타입을 식별하는 수단은 도 5 를 참조하여 전술된 바와 같은 제어기 (515) 에 대응할 수도 있다. 장치의 콤포넌트들 각각은 통신 및/또는 제어 버스 (1510) 를 통해 통신하도록 구성될 수도 있다.
정보 및 신호들은 여러 가지 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 나타내질 수도 있다. 예를 들어, 위의 설명 전반에 걸쳐서 언급될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들이나 자기 입자들, 광학 필드이나 광 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 나타내질 수도 있다.
당업자라면, 본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양측 모두의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 콤포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 전반적으로 전술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 의존한다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현될 수도 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 실시형태들의 범주로부터 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (Digital Signal Processor: DSP), 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuit: ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (Field Programmable Gate Array: FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 콤포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합에 의해 구현되거나 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안에 있어서, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘 또는 기능들의 스텝들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 둘의 조합에서 직접적으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되면, 위 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 전송될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적 프로그래밍가능 ROM (EPROM), 전기적 소거가능 프로그래밍가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 탈착가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링될 수도 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는, 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 들은 통상 자기적으로 데이터를 재생하고, 디스크 (disc) 들은 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범주 내에 포함되어야 한다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 에 존재할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 있을 수도 있다. 대안에서, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말기에서 이산 콤포넌트들로서 존재할 수도 있다.
본 개시물을 요약할 목적으로, 본 발명의 특정 양태들, 이점들 및 신규한 특징들이 본 명세서에서 설명되었다. 이러한 이점들 모두가 반드시 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 따라 달성되지는 못할 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에서 교시된 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 또는 최적화하지만, 본 명세서에서 교시되거나 또는 제안될 수도 있는 다른 이점들을 반드시 달성하는 것은 아닌 방식으로 구현 또는 실행될 수도 있다.
본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않고서도, 전술된 실시형태들의 다양한 수정들이 용이하게 명확해질 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시물은 본 명세서에 나타내진 실시형태들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의의 범주에 부합될 것이다.

Claims (27)

  1. 무선 전력 수신기를 구비한 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전달 지역 내에서 오브젝트를 검출하는 장치로서,
    상기 무선 전력 송신기를 구동하여 무선 전력 필드를 출력하는 구동 신호를 생성하도록 구성된 드라이버;
    상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 양을 감지하여 감지 신호를 생성하도록 구성된 센서;
    상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 상기 무선 전력 수신기로부터 수신하도록 구성된 통신 유닛; 및
    상기 감지 신호에 기초하여 상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하고, 수신된 상기 신호 및 상기 인출된 전력에서의 모니터링된 상기 변화 중 적어도 하나에 기초하여 상기 오브젝트의 타입을 식별하도록 구성된 제어기를 포함하는, 오브젝트를 검출하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 인출된 전력의 변화를 제 1 임계치와 비교하고 상기 수신된 신호를 제 2 임계치와 비교하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치 및 상기 제 2 임계치 중 적어도 하나가 초과될 때, 상기 무선 전력 필드의 출력 전력을 조절하는 것을 더 포함하는, 오브젝트를 검출하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 초기 레벨을 감지하도록 구성되고, 상기 제어기는 감지된 상기 초기 레벨에 기초하여 상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 상기 베이스라인 값을 결정하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 감지 신호 및 베이스라인 값의 비교에 기초하여 상기 인출된 전력의 변화를 결정하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호는 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 베이스라인 양에 대해 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 측정된 양의 비교에 기초하여 결정되고, 상기 수신된 전력의 상기 베이스라인 양은 상기 무선 전력 수신기에 의해 미리 정해지는, 오브젝트를 검출하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화의 극성 및 크기에 관한 정보를 포함하고, 상기 제어기는 상기 극성 및 상기 크기에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 오브젝트의 타입을 식별하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 변화의 극성 및 크기를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 극성 및 상기 크기에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 오브젝트의 타입을 식별하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오브젝트는 근접장 통신 (NFC) 디바이스, 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스, 승인되지 않은 무선 전력 수신기, 승인된 무선 전력 수신기, 및 금속 오브젝트 중 하나인, 오브젝트를 검출하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 드라이버에 의해 인출된 전류의 변화를 모니터링하도록 구성된, 오브젝트를 검출하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 상기 무선 전력 수신기의 전압 레귤레이터의 입력에서 수신되는 전압의 변화를 나타내는, 오브젝트를 검출하는 장치.
  12. 무선 전력 수신기를 구비한 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전송 지역 내에서 오브젝트의 타입을 식별하는 방법으로서,
    상기 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 단계;
    상기 무선 전력 수신기로부터, 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 신호 및 상기 인출된 전력에서의 모니터링된 상기 변화에 기초하여 상기 오브젝트의 타입을 식별하는 단계를 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 오브젝트를 식별하는 단계는 상기 인출된 전력의 변화를 제 1 임계치와 비교하고 상기 수신된 신호를 제 2 임계치와 비교하는 단계를 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치 및 상기 제 2 임계치 중 적어도 하나가 초과될 때, 무선 전력 필드의 출력 전력을 조절하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 초기 레벨을 감지하는 단계 및 상기 드라이버에 의해 인출된 전력의 상기 초기 레벨에 기초하여 상기 제 1 임계치 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호는 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 베이스라인 양에 대해 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 측정된 양의 비교에 기초하여 결정되고, 상기 수신된 전력의 상기 베이스라인 양은 상기 무선 전력 수신기에 의해 미리 정해지는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수신기에 의해 수신된 전력의 상기 베이스라인 양을 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 임계 값은 상기 베이스라인 값에 기초하여 결정되는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오브젝트는 근접장 통신 (NFC) 디바이스, 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스, 승인되지 않은 무선 전력 수신기, 승인된 무선 전력 수신기, 및 금속 오브젝트 중 하나인, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 무선 전력 수신기들에 의해 수신된 전력의 양을 나타내는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 양을 임계 수신 전력 레벨과 비교하는 단계 및 상기 수신된 전력이 상기 임계 수신 전력 레벨보다 작다면 근접장 통신 디바이스가 존재하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수신기들에 전송되는 전력의 효율성 레벨을 결정하는 단계; 결정된 상기 효율성 레벨을 임계 효율성 레벨과 비교하는 단계; 및 상기 효율성 레벨이 상기 임계 효율성 레벨보다 작다면 금속 오브젝트가 존재하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수신기들에 전송되는 전력의 효율성 레벨을 결정하는 단계; 결정된 상기 효율성 레벨을 임계 효율성 레벨과 비교하는 단계; 및 상기 효율성 레벨이 상기 임계 효율성 레벨보다 크다면 새로운 수신기 식별 메시지가 수신되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    새로운 수신기 식별 메시지가 수신되지 않았다면, 금속 오브젝트가 존재하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  24. 제 12 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력의 변화를 모니터링하는 단계는 상기 무선 전력 송신기의 드라이버에 의해 인출된 전류의 변화를 모니터링하는 단계를 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  25. 제 12 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 레귤레이터의 입력에서의 전압 변화를 나타내는, 오브젝트의 타입을 식별하는 방법.
  26. 무선 전력 수신기를 포함하는 디바이스에 전력을 전송하도록 구성된 무선 전력 송신기의 전력 전송 지역 내에서 오브젝트의 타입을 식별하는 장치로서,
    상기 무선 전력 송신기에 의해 인출된 전력의 변화를 모니터링하는 수단;
    상기 무선 전력 수신기로부터, 상기 무선 전력 수신기에 의해 수신된 전력의 변화를 나타내는 신호를 수신하는 수단; 및
    수신된 상기 신호 및 상기 인출된 전력에서의 모니터링된 상기 변화에 기초하여 상기 오브젝트의 타입을 식별하는 수단을 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 모니터링하는 수단은 상기 무선 전력 송신기의 드라이버에 커플링된 전류 센서를 포함하고, 상기 수신하는 수단은 통신 또는 검출 유닛을 포함하고, 상기 식별하는 수단은 제어기를 포함하는, 오브젝트의 타입을 식별하는 장치.
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