KR20150023897A

KR20150023897A - 무선 유도 전력 전송

Info

Publication number: KR20150023897A
Application number: KR20157002200A
Authority: KR
Inventors: 바제닝엔 안드리스 반
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2015-03-05
Also published as: KR102096559B1; WO2014001983A1; MX347898B; EP2867997B1; PL2867997T3; EP2867997A1; US20150155918A1; RU2015102813A; BR112014032025B1; CN104412517A; ES2618941T3; US9735836B2; BR112014032025A2; RU2627681C2; CN104412517B; JP6346175B2; JP2018157750A; JP6975092B2; MX2014015046A; JP2015528271A

Abstract

유도 전력 전송 시스템은 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)를 포함한다. 전력 송신 시스템은 2-방향 통신들을 지원한다. 전력 수신기(105)는 먼저 신호 세기 패키지를 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하며 전력 송신기 및 수신기는 그 후 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 필수 구성 단계를 동작시킨다(505, 507). 전력 수신기(105)는 그 다음에 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하며(509) 전력 송신기(101)는 수신 확인을 송신함으로써 요청을 수신 확인한다(511). 그것은 그 후 협상 단계에 들어간다. 전력 수신기(105)는 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 협상 단계에 들어간다. 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101)는 그 후 협상 단계를 수행함으로써 제 2 세트의 동작 파라미터들을 결정한다(513, 515). 접근법은 Qi 전력 전송 시스템에 특히 적합하다.

Description

무선 유도 전력 전송{WIRELESS INDUCTIVE POWER TRANSFER}

본 발명은 유도 전력 전송에 관한 것이며, 특히, 전적으로는 아니지만, Qi 무선 전력 전송 표준에 따른 유도 전력 전송 시스템에 관한 것이다.

사용 중인 휴대용 및 이동 디바이스들의 수 및 다양성은 지난 10년간 확대되어 왔다. 예를 들면, 이동 전화들, 태블릿들, 미디어 플레이어들 등의 사용은 언제 어디서나 존재하게 되었다. 이러한 디바이스들은 일반적으로 내부 배터리들에 의해 동력을 공급받으며 통상적인 사용 시나리오는 종종 외부 전원으로부터 디바이스의 직접 유선 동력 공급 또는 배터리들의 재충전을 요구한다.

대부분의 오늘날 시스템들은 외부 전원 공급 장치로부터 동력을 공급받도록 배선 및/또는 명시적 전기 접촉들을 요구한다. 그러나, 이것은 비현실적인 경향이 있으며 커넥터들을 물리적으로 삽입하거나 또는 그 외 물리적 전기 접촉을 수립하도록 사용자에게 요구한다. 그것은 또한 와이어의 길이들을 도입함으로써 사용자에게 불편한 경향이 있다. 통상적으로, 전력 요건들은 또한 상당히 상이하며, 현재 대부분의 디바이스들은 자신의 전용 전원 공급 장치를 구비하여, 통상적인 사용자가 각각이 특정 디바이스에 전용되는 다수의 상이한 전원 공급 장치들을 갖는 것을 야기한다. 비록, 내부 배터리들의 사용이 사용 동안 전원 공급 장치에 유선 연결에 대한 요구를 회피할 수 있지만, 이것은 단지 배터리들이 재충전(또는 값이 비싼 교체)할 필요가 있기 때문에 부분적인 해결책만을 제공한다. 배터리들의 사용은 또한 디바이스들의 무게 및 잠재적으로 비용 및 크기를 상당히 증가시킬 수 있다.

상당히 개선된 사용자 경험을 제공하기 위해, 전력이 전력 송신기 디바이스에서의 송신기 코일로부터 개개의 디바이스들에서의 수신기 코일로 유도적으로 전송되는 무선 전원 공급 장치를 사용하는 것이 제안되어 왔다.

자기 유도를 통한 전력 송신은 잘 알려진 개념이며, 1차 송신기 코일 및 2차 수신기 코일 사이에서의 밀착 결합을 갖는, 변압기들에 대부분 적용된다. 두 개의 디바이스들 사이에서 1차 송신기 코일 및 2차 수신기 코일을 분리함으로써, 이것들 사이에서의 무선 전력 전송이 느슨하게 결합된 변압기의 원리에 기초하여 가능하게 된다.

이러한 배열은 임의의 와이어들 또는 물리적 전기 연결들이 이루어지도록 요구하지 않고 디바이스에 대한 무선 전력 전송을 허용한다. 실제로, 그것은 디바이스가 외부적으로 재충전되거나 또는 동력을 공급받기 위해 송신기 코일에 인접하거나 또는 그것의 최상부 상에 위치되도록 간단히 허용할 수 있다. 예를 들면, 전력 송신기 디바이스들은 디바이스가 동력을 공급받도록 간단히 위치될 수 있는 수평 표면을 갖고 배열될 수 있다.

더욱이, 이러한 무선 전력 전송 배열들은 유리하게는 전력 송신기 디바이스가 일련의 전력 수신기 디바이스들과 함께 사용될 수 있도록 설계될 수 있다. 특히, Qi 표준으로서 알려진 무선 전력 전송 표준이 정의되어 왔으며 현재 추가로 개발되고 있다. 이러한 표준은 Qi 표준을 충족시키는 전력 송신기 디바이스들이 또한 이것들이 동일한 제조사로부터 와야 하거나 또는 서로에 전용이어야 할 필요 없이 Qi 표준을 충족시키는 전력 수신기 디바이스들과 함께 사용되도록 허용한다. Qi 표준은 동작이 특정 전력 수신기 디바이스에 적응되도록 허용하기 위한 몇몇 기능을 더 포함한다(예로서, 특정 전력 드레인에 의존하는).

Qi 표준은 무선 전력 컨소시엄에 의해 개발되며 보다 많은 정보가 예로서 그것들의 웹사이트 http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html 상에서 발견될 수 있고, 여기에서 특히 정의된 표준들 문서들이 발견될 수 있다.

Qi 무선 전력 표준은 전력 송신기가 전력 수신기에 보장 전력을 제공할 수 있어야 함을 설명한다. 요구된 특정 전력 레벨은 전력 수신기의 설계에 의존한다. 보장 전력을 특정하기 위해, 상태들의 각각에 대한 보장 전력 레벨을 설명하는 일 세트의 테스트 전력 수신기들 및 로드 상태들이 정의된다.

Qi는 원래 5 W 미만의 전력 드레인을 가진 디바이스들인 것으로 고려된 저 전력 디바이스들에 대한 무선 전력 전송을 정의하였다. 이러한 표준의 범위 내에 있는 시스템들은 전력 송신기로부터 전력 수신기로 전력을 전송하기 위해 두 개의 평면 코일들 사이에서의 유도 결합을 사용한다. 두 개의 코일들 사이에서의 거리는 통상적으로 5 mm이다. 적어도 40 mm로 상기 범위를 확대하는 것이 가능하다.

그러나, 작업은 이용 가능한 전력을 증가시키기 위해 진행 중이며, 특히 표준은 5 W 이상의 전력 드레인을 가진 디바이스들인 중간-전력 디바이스들로 확대되고 있다.

Qi 표준은 호환 가능한 디바이스가 충족해야 하는 다양한 기술적 요건들, 파라미터들 및 동작 절차들을 정의한다.

통신

Qi 표준은 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 통신을 지원하며 그에 의해 전력 수신기로 하여금 전력 송신기가 특정 전력 수신기에 적응하도록 허용할 수 있는 정보를 제공할 수 있게 한다. 현재 표준에서, 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 단방향 통신 링크가 정의되어 왔으며 접근법은 제어 요소인 전력 수신기의 철학에 기초한다. 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에서의 전력 전송을 준비 및 제어하기 위해, 전력 수신기는 구체적으로 정보를 전력 송신기에 전달한다.

단방향 통신은 로드 변조를 수행하는 전력 수신기에 의해 달성되고, 여기에서 전력 수신기에 의해 2차 수신기 코일에 인가된 로딩은 전력 신호의 변조를 제공하기 위해 변경된다. 전기 특성들에서의 결과적인 변화들(예로서, 전류 드로우에서의 변화들)이 전력 송신기에 의해 검출되며 디코딩(복조)될 수 있다.

따라서, 물리 계층에서, 전력 수신기에서 전력 송신기로의 통신 채널은 데이터 캐리어로서 전력 신호를 사용한다. 전력 수신기는 송신기 코일 전류 또는 전압의 진폭 및/또는 위상에서의 변화에 의해 검출되는 로드를 변조한다. 데이터는 바이트들 및 패킷들로 포맷팅된다.

보다 많은 정보가 Qi 무선 전력 규격(버전 1.0)의 파트 1의 챕터 6에서 발견될 수 있다.

Qi는 단방향 통신 링크를 사용하지만, 전력 송신기에서 전력 수신기로 통신을 도입하는 것이 제안되어 왔다. 그러나, 이러한 양방향 링크는 포함하기에 사소하지 않으며, 많은 어려움들 및 도전들을 겪는다. 예를 들면, 결과적인 시스템은 여전히 역 호환 가능하도록 요구하며, 예로서 양방향 통신이 가능하지 않은 전력 송신기들 및 수신기들이 여전히 지원되도록 요구한다. 더욱이, 예로서, 변조 옵션들, 전력 변화들, 송신 옵션들 등에 대한 기술적 제한들은 그것들이 기존의 파라미터들 내에 맞도록 요구하기 때문에 매우 제한적이다. 비용 및 복잡도가 낮게 유지되는 것이 또한 중요하며, 예로서 부가적인 하드웨어를 위한 요건이 최소화되고, 검출이 용이하며 신뢰성 있는 것 등이 바람직하다. 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 통신이 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 통신에 영향을 미치고, 저하시키거나 또는 그것을 방해하지 않는 것이 또한 중요하다. 더욱이, 모든-중요한 요건은 통신 링크가 시스템의 전력 전송 능력을 수용 가능하지 않게 저하시키지 않는 것이다.

따라서, 많은 도전들 및 어려움들이 양방향 통신을 포함하기 위해 Qi와 같은 전력 전송 시스템을 강화시키는 것과 연관된다.

시스템 제어

무선 전력 전송 시스템을 제어하기 위해, Qi 표준은 시스템이 동작의 상이한 시간들에 있을 수 있는 다수의 단계들 및 모드들을 특정한다. 보다 많은 세부사항들이 파트 1 Qi 무선 전력 규격(버전 1.0)의 챕터 5에서 발견될 수 있다.

시스템은 다음의 단계들에 있을 수 있다.

선택 단계

이러한 단계는 시스템이 사용되지 않을 때, 즉 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에 결합이 없을 때(즉, 어떤 전력 수신기도 전력 송신기에 가까이 위치되지 않는) 통상적인 단계이다.

선택 단계에서, 전력 송신기는 대기 모드에 있을 수 있지만 오브젝트의 가능한 존재를 검출하기 위해 감지할 것이다. 유사하게, 수신기는 전력 신호의 존재를 대기할 것이다.

핑 단계

송신기가 예로서, 정전 용량 변화로 인해, 오브젝트의 가능한 존재를 검출한다면, 시스템은 전력 송신기(적어도 간헐적으로)가 전력 신호를 제공하는 핑 단계로 진행한다. 이러한 전력 신호는 초기 패키지를 전력 송신기에 전송하도록 진행하는 전력 수신기에 의해 검출된다. 구체적으로, 전력 수신기가 전력 송신기의 인터페이스 상에 존재한다면, 전력 수신기는 전력 송신기에 초기 신호 세기 패킷을 전달한다. 신호 세기 패킷은 전력 송신기 코일 및 전력 수신기 코일 사이에서의 결합의 정도의 표시를 제공한다. 신호 세기 패킷은 전력 송신기에 의해 검출된다.

식별 및 구성 단계

전력 송신기 및 전력 수신기는 그 후 전력 수신기가 적어도 식별자 및 요구된 전력을 전달하는 식별 및 구성 단계로 진행한다. 정보는 로드 변조에 의해 다수의 데이터 패킷들로 전달된다. 전력 송신기는 로드 변조가 검출되도록 허용하기 위해 식별 및 구성 단계 동안 일정한 전력 신호를 유지한다. 구체적으로, 전력 송신기는 이러한 목적을 위해(로드-변조에 의해 야기된 변화를 제외하고) 일정한 진폭, 주파수 및 위상을 전력 신호에 제공한다.

실제 전력 전송의 준비에서, 전력 수신기는 그것의 전자 장치에 동력을 공급하기 위해 수신된 신호를 인가할 수 있지만, 그것은 그것의 출력 로드를 연결 해제로 유지한다. 전력 수신기는 전력 송신기에 패킷들을 전달한다. 이들 패킷들은 식별 및 구성 패킷과 같은 필수 메시지를 포함하거나, 또는 확장된 식별 패킷 또는 전력 홀드-오프 패킷과 같은, 몇몇 정의된 선택적 메시지들을 포함할 수 있다.

전력 송신기는 전력 수신기로부터 수신된 정보에 따라 전력 신호를 구성하도록 진행한다.

전력 전송 단계

시스템은 그 후 전력 송신기가 요구된 전력 신호를 제공하며 전력 수신기가 그것에 수신된 전력을 공급하기 위해 출력 로드를 연결하는 전력 전송 단계로 진행한다.

이러한 단계 동안, 전력 수신기는 출력 로드 상태들을 모니터링하며, 구체적으로 그것은 특정 동작 포인트의 원하는 값 및 실제 값 사이에서의 제어 에러를 측정한다. 그것은 제어 에러 메시지들에서의 이들 제어 에러들을 예로서 매 250 msec의 최소 레이트를 갖고 전력 송신기에 전달한다. 이것은 전력 수신기의 계속된 존재에 대한 표시를 전력 송신기에 제공한다. 또한 제어 에러 메시지들은 전력 송신기가 보고된 에러를 최소화하도록 전력 신호를 적응시키는 폐쇄 루프 전력 제어를 구현하기 위해 사용된다. 구체적으로, 동작 포인트의 실제 값이 원하는 값과 같다면, 전력 수신기는 전력 신호에서의 어떤 변화도 야기하지 않는 0의 값을 갖고 제어 에러를 전달한다. 전력 수신기가 0과 상이한 제어 에러를 전달하는 경우에, 전력 송신기는 그에 따라 전력 신호를 조정할 것이다.

시스템은 전력 전송의 효율적인 셋업 및 동작을 허용한다. 그러나, 접근법은 제한적이며 전체 원하는 유연성을 허용하지 않고 요구된 대로 기능들을 지원하지 않을 수 있다. 예를 들면, 전력 수신기가 전력 송신기로부터 5W 이상의 전력을 얻으려고 노력한다면, 전력 송신기는 불량한 사용자 경험을 야기하는 전력 전송을 종료할 수 있다. 그러므로, 강화된 기능, 유연성 및 성능을 제공하기 위해 Qi 표준을 추가로 개발하는 것이 바람직하다.

특히 단방향 통신이 제한적일 수 있다. 실제로, 이것은 전력 송신기가 전력 수신기에 의한 임의의 요청을 준수할 수 있어야 한다는 것을 요구하며 따라서 전력 수신기가 모든 전력 송신기들에 의해 충족될 수 있는 알고 있는 파라미터들만을 요청하기 위해 제한되도록 추가로 요구한다. 이러한 접근법은 그것이 역 호환성의 부족을 야기할 수 있기 때문에 기능의 추가 발전을 복잡하게 하거나 또는 방지한다.

그러나, 이전에 언급된 바와 같이, Qi 시스템과 같은 전력 전송 시스템들에서의 양방향 통신의 도입이 복잡해지며 효율적인 전력 전송, 효율적인 동작 및 특히 역 호환성 양쪽 모두를 보장하기 위해 많은 제한들 및 요건들을 겪는다.

기존의 시스템은 단지 제한된 동작 유연성 및 맞춤화 옵션들만을 제공한다. 특히, 동작 파라미터들의 적응화는 제한된 세트의 파라미터들에 제한된다. 예를 들면, 식별 및 구성 단계는 몇몇 동작 파라미터들이 특정 전력 수신기에 적응되도록 허용한다. 그러나, 적응될 수 있는 파라미터들의 수는 제한된다. 이것은 Qi 표준의 추가 개발 및 강화를 제한할 수 있다. 예를 들면, 그것은 새로운 (보다 높은) 전력 레벨들 또는 새로운 통신 방법들(예를 들면 새로운 양방향 통신 기술들과 같은)의 도입에 장애를 제공할 수 있다.

이러한 증가된 유연성을 지원하기 위해 표준 동작을 추가로 강화하는 것은 그것이 신뢰성 있으며 효과적인 동작을 야기하는 효율적인 동작을 제공할 뿐만 아니라 또한 역 호환 가능해야 하기 때문에 매우 어렵다. 구체적으로, 강화된 표준들은 지원될 현재 표준들(Qi 표준의 버전 1.0 및 1.1)에 따라 동작하는 장비를 여전히 허용해야 한다.

이것은 다수의 어려움들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 현재 구성 단계를 간단히 확장하는 것은 그것이 기존의 장비의 수정된 동작들을 요구하기 때문에 적절하지 않을 수 있다. 더욱이, 그것은 추가 동작 파라미터들을 결정할 때 충분한 유연성을 허용하지 않을 수 있다. 또 다른 문제점은 부가적인 구성이 수행될 시간을 요구하며 이러한 시간은 현재 표준들에 따라 이용 가능하지 않을 수 있다는 것이다.

예를 들면, 특정 동작 파라미터들의 특정 값들에 대한 요청들을 표시하는 새롭게 정의된 비트들을 포함하기 위해 전력 수신기로부터 송신된 구성 패킷을 확장하는 것은 원칙적으로 현재 Qi 표준들이 구성 패킷 및 후속 패킷 사이에 사용되지 않는 시간 간격을 포함하기 때문에 가능할 수 있다. 그러나, Qi 표준의 제 1 확장은 단지 단일 수신 확인이 전력 송신기에 의해 제공되도록 허용할 수 있다. 따라서, 다수의 결과들에 대한 단일 수신 확인은 전력 송신기의 응답이 모호해지는 것을 야기한다. 예를 들면, 전력 수신기가 30W의 전력 레벨에 대한 요청들 및 전용 통신 모드에 대한 요청을 포함한 패킷을 전송하면, 전력 송신기는, 30 W의 전력 레벨 및 전용 통신 모드 양쪽 모두를 지원하는 경우, 단지 이러한 요청에 긍정적으로 수신 확인할 수 있다. 전력 송신기가 두 개의 요청들 중 단지 하나만을 지원한다면, 그것은 요청을 거절해야 할 것이다.

더욱이 장치가 낮은 복잡도 및 용이한 동작을 유지하는 것이 매우 바람직하다. 특히, 전력 송신기로부터의 통신이 낮은 복잡도를 갖는 것이 바람직하며, 실제로 많은 상황들에서 전력 송신기로부터의 통신이 단일 비트 수신 확인들에 제한되는 것이 바람직하다. 이것은 전력 송신기 대 전력 수신기 통신의 상당히 용이해진 구현을 허용한다. 예를 들면, 그것은 예로서 검출이 매우 느린 전력 신호 변화들에 기초하도록 허용하는, 매우 낮은 데이터 레이트 요건을 야기할 수 있다.

따라서, 예로서 특정 동작 파라미터들을 지원하기 위해 전력 송신기의 정확한 능력을 정의한 데이터를 제공하는, 전력 송신기 대 전력 수신기 통신을 도입하는 것은 전력 송신기로부터 전력 수신기로 보다 복잡한 통신 프로토콜을 요구하며 그러므로 Qi 시스템들과 같은 시스템들에 대해 현실적이지 않을 수 있다. 또한 전력 송신기로부터의 통신 채널이 단지 낮은 데이터 레이트만을 지원한다면, 이러한 증가된 정보의 전달은 상당한 시간을 소요할 수 있다. 이러한 보다 복잡하며 시간 요구적인 해결책은 Qi와 같은 저 비용 저 전력 해결책을 확장하는데 매우 잘 맞지 않을 것이다. 오히려, 예로서 10 내지 15 W 애플리케이션들을 가능하게 하기 위해 예로서 기존의 Qi 규격 v1.1의 보다 단순한 확장에 대응하는 해결책이 바람직할 것이다.

그러므로, 개선된 전력 전송 시스템은 유리할 것이며 특히 증가된 유연성, 개선된 역 호환성, 용이해진 구현 및/또는 개선된 성능을 허용하는 시스템이 유리할 것이다.

따라서, 본 발명은 바람직하게는 상기 언급된 단점들 중 하나 이상을 개별적으로 또는 임의의 조합으로 저감, 완화 또는 제거하고자 한다.

본 발명의 양상에 따르면, 전력 수신기에 대한 무선 전력 신호를 생성하는 전력 송신기를 포함한 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법으로서, 상기 유도 전력 전송 시스템은 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기 사이에서의 2-방향 통신을 지원하는, 상기 방법이 제공되고, 상기 방법은: 상기 전력 수신기가 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하는 단계; 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기가 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계로서, 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는, 상기 필수 구성 단계 동작 단계; 상기 전력 수신기가 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하는 단계; 상기 전력 송신기가 수신 확인을 상기 전력 수신기에 송신함으로써 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청에 수신 확인하는 단계; 상기 전력 송신기가 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 상기 전력 수신기가 상기 전력 송신기로부터의 상기 수신 확인을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 및 상기 전력 수신기 및 상기 전력 송신기가 상기 요청된 협상 단계를 수행함으로써 제 2 세트의 동작 파라미터들을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 개선된 전력 전송 시스템을 제공할 수 있다. 그것은 많은 실시예들에서 역 호환성을 유지하면서 전력 전송 시스템의 추가 확장 및 개발을 허용할 수 있다. 본 발명은 현실적인 접근법을 허용할 수 있으며 기존의 시스템들로의 도입을 용이하게 할 수 있다.

구체적으로, Qi 시스템에 대해, 식별 및 구성 단계에 기초한 기존의 구성 접근법은 여전히 새로운 특징들 및 동작 범위들이 지원되도록 허용하면서 변경되지 않은 채로 유지될 수 있다. 상기 접근법은 예를 들면, 여전히 Qi 규격 버전 1.0 또는 1.1의 디바이스들과의 역 호환성을 제공하면서 보다 높은 전력 레벨들 또는 보다 진전된 통신 프로토콜들로의 확장을 허용할 수 있다.

더욱이, 접근법은 많은 기존의 전력 전송 시스템들의 설계 원리들 및 철학들에 잘 맞을 수 있다. 예를 들면, 접근법은 Qi 전력 전송 시스템의 설계 원리들 및 철학들을 따른다. 예를 들면, 그것은 전력 수신기가 주 제어기에 남아 있도록 허용할 수 있다. 따라서, 이러한 시스템들로의 도입이 용이해질 수 있다.

접근법은 필수 구성 단계에서의 하나의 단방향 통신(전력 수신기로부터 전력 송신기로) 및 요청된 협상 단계에서의 양방향(2-방향) 통신을 사용할 수 있다. 접근법은 이러한 양방향 통신이 비대칭이도록 추가로 허용할 수 있으며 구체적으로 전력 수신기로부터 전력 송신기로보다는 전력 송신기로부터 전력 수신기로 상당히 더 낮은 데이터 레이트를 허용할 수 있다. 보다 낮은 복잡도 전력 송신기가 달성될 수 있다. 이것은 특히 Qi 시스템과 같은 기존의 시스템들로의 도입을 용이하게 할 수 있으며, 이것은 단지 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 통신에 기초한다.

요구된 협상 단계는 선택적 단계일 수 있다. 구체적으로, 그것은 전력 전송 동작이 많은 실시예들에서 단지 필수 구성 단계만을 사용하여 가능할 수 있기 때문에 모든 디바이스들에 의해 지원될 필요가 없다. 몇몇 실시예들에서, 그것은 또한 협상 단계 가능 디바이스들 사이에서 선택적일 수 있으며, 가능하게는 단지 전력 수신기에 의해 요구되는 경우에만 진입될 수 있다. 비록 협상 단계가 선택적일 것이지만, 그것은 새로운 디바이스들이 그것을 지원한다는 점에서 필수적일 수 있다. 예를 들면, 협상 단계를 포함하는 Qi 규격 버전들과 호환하는 모든 전력 송신기들에 의한 필수 지원은, 요청된다면 전력 수신기들이 이러한 단계에 진입할 수 있게 하기 위해 요구될 수 있다.

협상 단계는 또한 동작 파라미터들이 선택되고/결정되도록 허용한다는 의미에서 구성 단계일 수 있다(그것은 이러한 선택/결정이 파라미터들에 대한 파라미터 값들을 선택/결정하는 것 및/또는 동작 파라미터들이 사용되는지 여부(예로서, 특정 기능이 적용되는지 또는 아닌지)를 선택/결정하는 것 모두를 포함한다는 것이 이해될 것이다). 그러나, 반면에, 몇몇 실시예들에서, 구성 단계는 어느 동작 파라미터들(및 값들)이 그것들을 따르도록 강요되는 전력 송신기와 함께 사용되어야 하는지를 명령하는 전력 수신기에 기초할 수 있으며, 협상 단계는 두 개의 디바이스들 사이에서의 협상을 수반한다. 따라서, 전력 송신기는 전력 수신기의 요청들을 따르도록 강요되지 않지만 이것들을 감소시킬 수 있다(또는 예로서 다른 값들을 제안할 수 있다).

협상 단계는 통상적으로 구성 단계 후에 있을 것이며 구성 단계에서 결정될 수 없는 새로운 동작 파라미터들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 시나리오들에서, 그것은 필수 구성 단계에서 이미 설정된 파라미터들을 수정할 수 있다. 따라서, 제 2 세트의 파라미터들은 제 1 세트의 파라미터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제 2 세트는 제 1 세트로부터 분리된 것일 수 있다. 몇몇 실시예들 및 시나리오들에서, 제 2 세트의 동작 파라미터들은 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들과 중첩할 수 있다. 협상 단계 동안 동작 파라미터들 세트는 따라서 구성 단계에서 이전에 설정된 파라미터들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로 협상 단계 동안 설정된 동작 파라미터들은 이전에 구성 단계에서 설정되지 않은(및 잠재적으로 구성 단계 동안 설정될 수 없는) 파라미터들을 포함할 수 있다.

요청된 협상 단계에 진입하기 위한 요청은 전용 메시지에서 송신될 수 있거나 또는 예로서 또한 다른 정보를 포함하는 메시지의 일부로서 송신될 수 있다. 예를 들면, 협상 단계에 진입하기 위한 요청은 상이한 기능을 위해 사용되는 다른 비트들을 가진 다중비트 메시지에서 하나의 비트를 설정함으로써 송신될 수 있다.

전력 송신기에 의한 수신 확인은 단순한 1 비트 수신 확인일 수 있으며, 및/또는 다른 정보를 포함한 메시지의 일부일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중복이 에러 정정 코딩(단순한 반복 코드와 같은)을 사용하여, 수신 확인에 도입될 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 전력 수신기는 전력 전송 단계 동안 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신한다.

이것은 전력 전송 시스템의 동작을 최적화하기 위해 유연하며 동적인 접근법을 제공할 수 있다. 그것은 활성 사용 동안 시스템의 동작을 변경하기 위한 특히 효율적인 접근법을 제공할 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 전력 수신기는 전력 전송 단계에 들어가기 전에 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신한다.

이것은 구성 단계에서 결정될 수 있는 것과 비교하여 강화된 기능을 사용하여 전력 전송 단계를 셋 업하기 위한 효율적인 접근법을 제공할 수 있다. 그것은 전력 전송을 초기화하기 위한 특히 효율적이며 역 호환 가능한 접근법을 위해 제공할 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 구성 단계는 전력 수신기가, 전력 송신기가 협상 단계를 지원하는지를 결정하는 단계, 및 전력 수신기가, 상기 전력 송신기가 협상 단계를 지원하는지 여부에 대한 결정에 의존하는 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신할지 여부를 선택하는 것을 포함한다.

이것은 보다 강력하며 신뢰성 있는 동작을 제공할 수 있다. 많은 실시예들에서, 그것은 협상 단계를 지원하지 않는 디바이스들에 알려지지 않을 수 있는 메시지의 사용에 의해 야기된 에러 동작을 방지할 수 있으며, 예로서 개선된 역 호환성을 제공할 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 제 2 세트의 동작 파라미터들은 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에서의 통신을 위한 통신 파라미터를 포함한다.

본 발명은 기존의 또는 도입하는 새로운 통신 능력들을 강화하기 위한 특히 효율적이며 역 호환 가능한 접근법을 제공할 수 있으며 그에 의해 개선된 성능 및/또는 증가된 기능을 허용한다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 제 2 세트의 동작 파라미터들은 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 전력 전송을 위한 전력 레벨 파라미터를 포함한다.

본 발명은 전력 전송 시스템의 전력 전송 능력들을 강화하기 위한 특히 효율적이며 역 호환 가능한 접근법을 제공할 수 있으며 그에 의해 개선된 성능 및/또는 증가된 기능을 허용한다. 예를 들면, 그것은 새로운 (보다 높은) 전력 레벨들의 지원을 도입하기 위한 특히 효율적인 접근법을 제공할 수 있다.

Qi의 v1.0 및 v1.1에 설명된 바와 같은 전력 송신기에 대한 전력 레벨 요건은 테스트 전력 수신기상에서의 특정한 정류 전력을 보장하기 위한 전력 송신기의 능력에 의해 정의된다. Qi v1.0 및 v1.1에서의 이러한 보장 전력 레벨은 예를 들면, 적절한 기준 전력 수신기에 대해 5W이다. 본 발명의 몇몇 실시예들은 보장 전력을 보다 높은 레벨로, 예로서 협상 단계에서 적절한 기준 전력 수신기에 대한 15W 정류 전력으로 협상하도록 허용한다. 예로서, 15W의 보장 전력 레벨에 대한 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 요청에 응답하여, 전력 송신기는 그것이 이러한 레벨을 지원하는지 여부를 표시한다.

Qi의 v1.0 및 v1.1에 설명된 바와 같은 전력 수신기에 대한 최대 전력 레벨 표시는 전력 수신기의 최대 정류 전력 레벨에 의해 정의된다. 이러한 값은 또한 수신된 전력의 정의에 대한 기준 값으로서 사용될 수 있다. 수신된 전력은 전력 수신기의 최대 정류 전력 레벨을 향해 상대적인 값으로서 정의된다. 기존의 전력 송신기들은 예로서 5W보다 큰 전력 수신기의 최대 전력 레벨을 지원하지 않을 수 있거나, 또는 심지어 전력 수신기가 구성 단계에서 예로서 5W 레벨보다 높은 값을 표시하는 경우에 정지시킬 수 있다. 특히 Qi v1.0 및 v1.1의 6.3.7에 설명된 바와 같이 구성 패킷에서의 전력 클래스 비트들을 설정하는 것은 몇몇 기존의 전력 송신기들에 대한 문제점들을 야기한다. 본 발명의 실시예들은 협상 단계에서 최대 전력을 보다 높은 레벨, 예로서 15W로 협상하도록 허용한다.

수신된 전력의 정확도는 5W보다 높은 전력 레벨들에 대한 개선을 조건으로 한다. 정확도의 일부는 보다 큰 페이로드를 가진 수신된 전력 패킷을 사용함으로써 개선될 수 있다. 8 비트에서 16 비트로의 페이로드의 증가는 수신된 전력을 보다 정확하게 코딩하도록 허용할 것이다. Qi의 v1.0 및 v1.1에 정의된 바와 같은 수신된 전력 패킷은 8 비트의 페이로드를 가진다. 16 비트 수신 전력 패킷을 정의하는 것은 Qi v1.0 및 v1.1에서의 현재 예약된 패킷을 이용하도록 요구한다. 이러한 정보 패킷은 예로서 협상 단계 동안 전송될 수 있다. 기존의 전력 송신기들은 이러한 16 비트 수신된 전력 패킷을 지원하지 않을 것이지만, 보다 엄격한 몇몇 전력 송신기들이 이러한 현재 예약된 패킷이 전력 수신기에 의해 사용된다면 정지시킬 것이다.

실시예들은 16-비트 수신 전력 패킷의 사용을 협상하거나, 또는 보다 일반적으로 어떤 수신된 전력 패킷을 사용할지를 협상하도록 허용한다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 협상 단계에 있을 때, 전력 수신기 및 전력 송신기는 다수의 협상 사이클들에서 제 2 세트의 파라미터들을 결정하며, 각각의 협상 사이클은 전력 수신기가 동작 파라미터를 특정하는 메시지를 송신하는 것 및 전력 송신기가 동작 파라미터를 수용하거나 또는 거절하는 메시지로 응답하는 것을 포함한다.

협상 사이클들의 사용은 협상 단계를 위해 특히 적절한 접근법을 제공할 수 있다. 특히, 그것은 개개의 파라미터들을 별도로 협상하기 위한 저 복잡도 접근법을 제공할 수 있다. 접근법은 협상 단계가 비대칭 통신에 기초하도록 허용할 수 있으며, 특히 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 유효 데이터 레이트는 전력 송신기에서 전력 수신기로의 레이트보다 훨씬 더 클 수 있다. 실제로, 많은 실시예들에서, 각각의 협상 사이클은 전력 송신기로부터의 단일 비트(수용 또는 거절을 표시한)의 전달만을 요구할 수 있다. 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 단일 비트 전달의 복조 및 해석은 필요한 전달 시간이 매우 짧고, 데이터 레이트가 낮도록 허용하며 및/또는 전력 수신기의 감소된 복잡도 및/또는 보다 비용-효율적인 구현들을 허용한다. 이것은, 전력 송신기가 완전한 데이터-패킷들을 사용하여 그것의 능력들을 전달하는 해결책과 대조적이고, 이러한 해결책은 전력 수신기의 보다 긴 전달 시간, 보다 높은 데이터 레이트 및 보다 복잡하며 비용-증가 구현들을 야기할 것이다.

이러한 접근법은, 전력 수신기로부터 전력 송신기(101)로의 단방향 통신에만 기초하여 원래 개발되며, 역 방향으로 통신을 도입하기 위해 제한된 범위를 갖는 Qi 시스템과 같은 시스템들에 특히 적합할 수 있다. 그것은 협상 단계를 지원하기 위해 요구된 양방향 통신의 도입을 상당히 용이하게 할 수 있다.

전력 송신기에 의한 동작 파라미터를 수용 또는 거절하는 메시지는 단순한 1 비트 메시지일 수 있거나 또는 예로서 추가 정보를 포함한 다중 비트 메시지일 수 있다. 예를 들면, 메시지는 파라미터가 수용되거나, 거절되거나 또는 이해되지 않음(또한 거절로서 처리되는)을 표시할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 메시지는 동작 파라미터를 특정하는 메시지의 수신의 수신 확인을 더 포함할 수 있다. 동작 파라미터를 수용 또는 거절하는 메시지는 통신의 신뢰성을 증가시키기 위해 제공된 중복 비트들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 에러 코드의 일부인 중복 비트들이 사용될 수 있다(예로서 단순한 반복 코드가 사용될 수 있다).

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 협상 단계에 있을 때, 전력 송신기는 전력 수신기로부터 전력 제어 에러 메시지를 수신하는 것에 응답하여 전력 전송 단계로 진행한다.

이것은 전력 전송 시스템의 개선된 및/또는 보다 신뢰성 있는 동작을 제공할 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 협상 단계에 있을 때, 전력 수신기는 협상 단계 종료 메시지를 송신하며, 전력 송신기는 협상 단계를 종료하고 협상 단계 종료 메시지를 수신하는 것에 응답하여 전력 전송 단계에 들어간다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 협상 단계에 있을 때, 전력 수신기는 제 2 세트의 파라미터들이 전력 수신기들 요건들을 충족시키지 않는다는 결정에 응답하여 전력-종료 메시지를 송신하며, 전력 송신기는 협상 단계를 종료하며 전력-종료 메시지를 수신하는 것에 응답하여 대기 단계로 리턴하도록 배열된다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 협상 단계에 있을 때, 전력 수신기는 전력 제어 에러 메시지를 송신하며 협상 단계에 의해 도입된 파라미터 변화들을 폐기한 후 전력 전송 단계로 들어가고, 전력 송신기는 협상 단계를 종료하며 전력 제어 에러 메시지를 수신하는 것에 응답하여 협상 단계에 의해 도입된 파라미터 변화들을 폐기한 후 전력 전송 면에 들어간다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청은 구성 단계의 메시지에 포함된다.

이것은 특히 유리한 접근법을 제공할 수 있으며 전력 전송의 낮은 복잡도이지만 신뢰성 있으며 효율적인 초기화를 야기할 수 있다.

본 발명의 선택적 특징에 따르면, 필수 구성 단계가 Qi 전력 전송 표준 버전 1.0 또는 1.1의 규격들에 따라 수행된다.

시스템은 강화된 및/또는 새로운 기능이 호환 가능한 유일한 버전 1.0 또는 1.1인 기존의 디바이스들이 사용되도록 여전히 허용하면서 Qi 전력 전송 시스템에 도입되도록 허용할 수 있다.

본 발명의 양상에 따르면, 전력 수신기를 위한 무선 전력 신호를 생성하는 전력 송신기를 포함한 유도 전력 전송 시스템의 전력 송신기를 위한 동작의 방법으로서, 상기 유도 전력 전송 시스템은 전력 신호의 변조에 기초하여 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 방법이 제공되고, 상기 방법은: 필수 구성 단계를 개시하는 신호 세기 패키지를 상기 전력 수신기로부터 수신하는 단계; 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계; 상기 전력 수신기로부터 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 수신하는 단계; 수신 확인을 상기 전력 수신기에 송신함으로써 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하는 단계; 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 및 제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 양상에 따르면, 전력 수신기를 위한 무선 전력 신호를 생성하는 전력 송신기를 포함한 유도 전력 송신 시스템의 상기 전력 수신기에 대한 동작의 방법으로서, 상기 전력 송신 시스템은 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기 사이에 2-방향 통신을 지원하고, 상기 2-방향 통신은 상기 전력 신호의 변조에 기초하는, 상기 방법이 제공되고, 상기 방법은: 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하는 단계; 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계; 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하는 단계; 상기 전력 송신기로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 양상에 따르면, 전력 송신기 및 전력 수신기를 포함한 유도 전력 전송 시스템이 제공되고, 상기 전력 송신기는 상기 전력 수신기를 위한 무선 전력 신호를 생성하도록 배열되고 상기 유도 전력 전송 시스템은 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기 사이에 2-방향 통신을 지원하도록 배열되며, 상기 전력 수신기는 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하도록 배열되고; 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기는 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키도록 배열되고; 상기 전력 수신기는 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하도록 배열되고; 상기 전력 송신기는 수신 확인을 상기 전력 수신기에 송신함으로써 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하도록 배열되고; 상기 전력 송신기는 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가도록 배열되고; 상기 전력 수신기는 상기 전력 송신기로부터 상기 수신 확인을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가도록 배열되며; 상기 전력 수신기 및 전력 송신기는 상기 요청된 협상 단계를 수행함으로써 제 2 세트의 동작 파라미터들을 결정하도록 배열된다.

본 발명의 양상에 따르면, 유도 전력 전송 시스템을 위한 전력 송신기로서, 상기 유도 전력 전송 시스템이 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 전력 송신기가 제공되고, 상기 전력 송신기는: 전력 신호를 생성하기 위한 수단; 필수 구성 단계를 개시하는 신호 세기 패키지를 상기 전력 수신기로부터 수신하기 위한 수단; 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키기 위한 수단; 상기 전력 수신기로부터 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 수신하기 위한 수단; 수신 확인을 상기 전력 수신기에 송신함으로써 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하기 위한 수단; 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위해 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 수단; 및 제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 양상에 따르면, 전력 수신기를 위한 무선 전력 신호를 생성하는 전력 송신기를 포함한 유도 전력 송신 시스템의 전력 수신기로서, 상기 전력 송신 시스템이 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 전력 수신기가 제공되고, 상기 방법은: 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하기 위한 수단; 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키기 위한 수단; 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하기 위한 수단; 상기 전력 송신기로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 수단; 제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기 및 상기 전력 수신기를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 양상들, 특징들 및 이점들이 이후 설명된 실시예(들)로부터 명백하며 그것을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 송신기의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명이 몇몇 실시예들에 따른 전력 수신기의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 수신기의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법의 요소들의 일 예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법의 요소들의 예를 도시하는 도면.

본 발명의 실시예들이 단지 예로서, 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템의 일 예를 예시한다. 전력 전송 시스템은 송신기 코일/인덕터(103)를 포함하는(또는 그것에 결합되는) 전력 송신기(101)를 포함한다. 시스템은 수신기 코일/인덕터(107)를 포함하는(또는 그것에 결합되는) 전력 수신기(105)를 더 포함한다.

시스템은 전력 송신기(101)에서 전력 수신기(105)로 무선 유도 전력 전송을 제공한다. 구체적으로, 전력 송신기(101)는 송신기 코일(103)에 의해 자기 플럭스로서 전파되는 전력 신호를 발생시킨다. 상기 전력 신호는 통상적으로 약 100 kHz 내지 200 kHz 사이에서의 주파수를 가질 수 있다. 상기 송신기 코일(103) 및 상기 수신기 코일(105)은 느슨하게 결합되며 따라서 상기 수신기 코일은 전력 송신기(101)로부터 전력 신호(의 적어도 일부)를 픽업한다. 따라서, 전력은 송신기 코일(103)로부터 수신기 코일(107)로의 무선 유도 결합을 통해 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 전송된다. 용어 "전력 신호"는 주로 송신기 코일(103)에 제공된 전기 신호를 나타내기 위해 사용되지만 동량에 의해 그것은 또한 자기 플럭스 신호, 또는 실제로 수신기 코일(107)의 전기 신호로 고려되며 그에 대한 참조로서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다음으로, 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)의 동작은 Qi 표준(여기에 설명된(또는 결과적인) 수정들 및 강화들을 제외하고)에 따른 일 실시예에 대한 특정한 참조를 갖고 설명될 것이다. 특히, 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(103)는 실질적으로 Qi 규격 버전 1.0 또는 1.1(여기에 설명된(또는 결과적인) 수정들 및 강화들을 제외하고)과 호환 가능할 수 있다.

무선 전력 전송 시스템에서 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105) 사이에서의 전력 전송을 준비 및 제어하기 위해, 전력 수신기(105)는 전력 송신기(101)에 정보를 전달한다. 이러한 통신은 Qi 규격 버전 1.0 및 1.1에서 표준화되어 왔다.

물리적 레벨 상에서, 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기(101)로의 통신 채널은 캐리어로서 전력 신호를 사용함으로써 구현된다. 전력 수신기(105)는 수신기 코일(105)의 로드를 변조한다. 이것은 전력 송신기 측에서 전력 신호에서의 대응하는 변화들을 야기한다. 상기 로드 변조는 송신기 코일(105) 전류의 진폭 및/또는 위상에서의 변화에 의해, 또는 대안적으로 또는 부가적으로 송신기 코일(105)의 전압에서의 변화에 의해 검출될 수 있다. 이러한 원리에 기초하여, 전력 수신기(105)는 전력 송신기(101)가 복조하는 데이터를 변조할 수 있다. 이러한 데이터는 바이트들 및 패킷들로 포맷팅된다. 보다 많은 정보가, 또한 Qi 무선 전력 규격으로 불리우는, http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html을 통해 이용 가능한 "무선 전력 컨소시엄에 의해 공개된, 2010년 7월, 시스템 디스크립션, 무선 전력 전송, 볼륨 I: 저 전력, 파트 1: 인터페이스 정의, 버전 1.0"에, 특히 챕터 6: 통신 인터페이스에서 발견될 수 있다.

전력 전송을 제어하기 위해, 시스템은 상이한 단계들, 특히 선택 단계, 핑 단계, 식별 및 구성 단계, 및 전력 전송 단계를 통해 진행할 수 있다. 보다 많은 정보가 Qi 무선 전력 규격의 파트 1의 챕터 5에서 발견될 수 있다.

처음에, 전력 송신기(101)는 그것이 단지 전력 수신기의 잠재적인 존재에 대해 모니터링하는 선택 단계에 있다. 전력 송신기(101)는 예로서 Qi 무선 전력 규격에 설명된 바와 같이, 이러한 목적을 위해 다양한 방법들을 사용할 수 있다. 이러한 잠재적인 존재가 검출된다면, 전력 송신기(101)는 전력 신호가 일시적으로 발생되는 핑 단계에 들어간다. 전력 수신기(105)는 그것의 전자 장치에 동력을 넣기 위해 수신된 신호를 인가할 수 있다. 전력 신호를 수신한 후, 전력 수신기(105)는 초기 패킷을 전력 송신기(101)에 전달한다. 구체적으로, 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에서의 결합도를 표시하는 신호 세기 패킷이 송신된다. 보다 많은 정보가 Qi 무선 전력 규격의 파트 1의 챕터 6.3.1에서 발견될 수 있다. 따라서, 핑 단계에서, 전력 수신기(105)가 전력 송신기(101)의 인터페이스에 존재하는지 여부가 결정된다.

신호 세기 메시지를 수신할 때, 전력 송신기(101)는 식별 및 구성 단계로 이동한다. 이 단계에서, 전력 수신기(105)는 그것의 출력 로드를 연결 해제로 유지하며 로드 변조를 사용하여 전력 송신기(101)에 전달한다. 전력 송신기는 이러한 목적을 위해(로드-변조에 의해 야기된 변화를 제외하고) 일정한 진폭, 주파수, 및 위상의 전력 신호를 제공한다. 메시지들은 전력 수신기(105)에 의해 요청된 바와 같이 스스로를 구성하기 위해 전력 송신기(101)에 의해 사용된다.

시스템은 그 후 실제 전력 전송이 일어나는 전력 전송 단계로 이동한다. 구체적으로, 그것의 전력 요건을 전달한 후, 전력 수신기(105)는 출력 로드를 연결하며 그것에 수신된 전력을 공급한다. 전력 수신기(105)는 출력 로드를 모니터링하며 특정한 동작 포인트의 원하는 값 및 실제 값 사이에서의 제어 에러를 측정한다. 그것은 전력 신호의 변화, 또는 변화 없음에 대한 바램뿐만 아니라 이들 에러들을 전력 송신기(101)에 표시하기 위해 예로서 매 250 ms의 최소 레이트로 이러한 제어 에러들을 전력 송신기(101)에 전달한다.

Qi 무선 전력 규격 버전들(1.0 및 1.1)은 단지 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기(101)로의 통신만을 정의하며, 즉 그것은 단지 단방향 통신만을 정의한다는 것이 주의된다.

그러나, 도 1의 시스템에서 양방향 통신이 사용되며, 즉 데이터의 통신이 또한 전력 송신기(101)에서 전력 수신기(105)로 가능하다. 다양한 애플리케이션들이 이러한 통신으로부터 이득을 얻을 수 있다, 예를 들면: 테스트 모드에서 전력 수신기를 설정하는 것, 교정 모드에서 전력 수신기를 설정하는 것, 또는 예로서, 전력 송신기로부터 전력 수신기로 명령어, 또는 상태 정보를 전달하기 위해, 전력 수신기의 제어 하에서 전력 송신기로부터 전력 수신기로 통신을 허용하는 것.

도 2는 도 1의 전력 송신기(101)를 보다 상세히 예시한다. 또한 1차 코일(103)(PCL)로서 불리우는, 송신기 코일(103)은 송신기 제어기(203)(CTR)에 결합되는, 전력 송신기 통신 유닛(201)(TRM-COM)에 연결되어 도시된다.

전력 송신기 통신 유닛(201)은 송신기 코일(103)을 통해 (잠재적으로) 변조된 전력 신호(PS)를 수신기 코일(105)에 송신하기 위해 송신기 코일(103)을 구동하기 위해 구동기(207)(DRV)에 결합된, 변조기(205)(MOD)를 가진다.

시스템에서, 전력 수신기(105)는 수신기 코일(107) 및 송신기 코일(103)을 통해 전력 수신기 신호를 전력 송신기(101)에 전송하기 위해 전력 신호를 로드 변조할 수 있다. 이러한 신호는 반사 신호(RS)로 불리운다. 반사 신호는 감지 유닛(209)(SNS)에 의해, 예로서 송신기 코일(103) 상에서의 전류 또는 전압을 감지함으로써 검출된다. 복조기(211)(DEM)는 예로서, 검출된 신호의 진폭 또는 위상에서의 변화들을 비트들로 변환함으로써, 검출된 신호를 복조하기 위해 송신기 제어기(203)에 결합된다.

도 2의 예에서, 제 1 유닛(213)은 송신기 코일(103)을 통해 전력 수신기(105)로부터 데이터를 수신하도록 배열된다. 제 1 유닛(213)은 감지 유닛(209) 및 복조기(211)를 포함한다. 이들 두 개의 유닛들은 송신기 코일(103)을 통해 데이터를 수신하는 기능을 구현한다. 송신기 코일(103)은 유도 전력 전송을 위한 교번 자기장(전력 신호(PS))을 수신기 코일(107)에 송신하며 수신기 코일(107)에 의해 야기된 반사 자기장(반사 신호(RS))을 수신한다(즉, 로드 변화에 의해 야기된 전력 신호에서의 변화들). 감지 유닛(209)(전류/전압 센서(SNS))은 송신기 코일(103) 상에서의 전류/전압을 감지한다. 복조기(211)는 감지된 신호의 진폭 또는 위상의 변화들을 데이터로 변환한다.

송신기 제어기(203)는 수신된 데이터를 해석하며 이에 응답하여 메시지를 송신기 코일(103)을 통해 전력 수신기(105)에 송신하도록 제 2 유닛(205)을 제어할 수 있다. 메시지는 상기 예에서 구체적으로 전력 수신기(105)로부터의 메시지들에 응답하기 위해 의도된 응답 메시지일 수 있으며, 구체적으로 수신 확인/비-수신 확인 또는 수용/거절 메시지일 수 있다. 이러한 통신 장치는 저 복잡도 접근법을 허용할 수 있으며 전력 송신기 대 전력 수신기 통신을 지원하기 위한 복잡한 통신 기능 및 프로토콜들에 대한 요구를 회피할 수 있다. 접근법은 전력 수신기가 전력 전송을 위한 제어 요소인 채로 남도록 추가로 허용할 수 있으며, 따라서 Qi 전력 전송 접근법의 일반적인 설계 원리들에 잘 맞을 수 있다.

구체적으로, 송신기 제어기(203)는 원하는 메시지를 제공하기 위해 전력 신호를 변조하는 변조기(205)를 제어한다. 변조기(205)는 구체적으로 전력 신호의 진폭, 주파수, 또는 위상을 변경함으로써 전력 신호를 변조할 수 있으며, 즉 그것은 통상적으로 AM, FM 및/또는 PM 변조를 사용할 수 있다. 또한 제 2 유닛(215)에 의해 포함된 구동기(207)가 교번 전기 신호를 송신기 코일(103)에 공급함으로써 변조된 전력 신호를 송신기 코일(103)을 통해 전력 수신기(105)에 송신하도록 배열된다.

제어기(203)는 전력 전송 설정들을 제어하기 위해 및 요구된 제어 및 동작 단계들 및 기능을 구현하기 위해 추가로 배열된다. 특히, 제어기(203)는 전력 수신기(103)로부터 메시지들을 수신 및 해석할 수 있으며, 이에 응답하여, 예로서 전력 신호에 대한 요구된 전력 레벨을 설정할 수 있다. 구체적으로, 식별 및 구성 단계 동안, 제어기(203)는 전력 수신기(105)로부터 구성 패킷 또는 메시지를 해석할 수 있으며 예로서 그에 따라 최대 전력 신호 레벨을 설정할 수 있다. 전력 전송 단계 동안, 송신기 제어기(203)는 전력 수신기(105)로부터 수신된 제어 에러 메시지들에 따라 전력 레벨을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 전력 수신기(105)를 보다 상세히 예시한다. 수신기 코일(107)(SCL)은 수신기 제어기(303)(CTR)에 결합되는, 전력 수신기 통신 유닛(301)(REC-COM)에 연결되어 도시된다. 전력 수신기(105)는 수신기 코일(107) 대 송신기 코일(103)을 통해 데이터를 전력 송신기(101)에 전송하기 위한 제 1 유닛(305)을 포함한다. 제 1 유닛(305)은 데이터를 전력 송신기(101)에 송신하기 위해 반사 신호(RS)를 발생시키기 위한 수신기 코일(107)에서 로드를 변조하기 위한 변조기(309)(MOD)에 결합된 변경 가능한 로드(LD)(307)를 가진다. 제 1 유닛(305)이 변조기(309) 및 변경 가능한 로드(307)를 포함하는 기능 유닛임이 이해될 것이다.

전력 수신기(105)는 수신기 코일(107)을 통해 전력 송신기(101)로부터 메시지를 수신하기 위한 제 2 유닛(311)을 더 포함한다. 이를 위해, 제 2 유닛(311)은 예로서 전압 또는 전류를 감지함으로써 수신기 코일(107)을 통해 전력 송신기(101)로부터 수신된 변조된 전력 신호(PS)를 검출하기 위한 감지 유닛(313)(SNS)을 포함한다.

제 2 유닛(311)은 감지 유닛(313) 및 수신기 제어기(303)에 결합되는, 복조기(315)(DEM)를 더 포함한다. 복조기(315)는 사용된 변조에 따라 검출된 신호를 복조한다. 변조는 예를 들면, 진폭 변조(AM), 위상 변조(PM) 또는 주파수 변조(FM)일 수 있으며, 복조기(315)는 예로서, 검출된 신호의 진폭, 주파수 및/또는 위상에서의 변화들을 비트들로 변환함으로써, 메시지를 획득하기 위해 적절한 복조를 수행할 수 있다.

일 예로서, 수신기 코일(107)은 송신기 코일(103)로부터 유도 전력 전송을 위한 전력 신호를 수신할 수 있으며 로드(307)를 변경함으로써 반사 신호를 송신기 코일(103)에 전송할 수 있다. 따라서, 로드(307)에서의 변화들이 전력 신호의 변조를 제공한다. 변조기(309)는 진폭(및/또는 반사 신호의 주파수 및/또는 위상)을 제어하며, 즉 그것은 예로서, 임피던스 회로를 연결/연결 해제함으로써, 로드(307)의 동작을 제어한다. 전류/전압 감지 유닛(313)은 전력 송신기(101)로부터 수신된 것으로서 수신기 코일(107) 상에서의 전류/전압을 감지한다. 감지 유닛(313)은 전력 수신기의 또 다른 기능의 일부일 수 있으며 구체적으로 DC 전력을 발생시키기 위해 사용된 전력 신호의 정류 및 평활의 일부일 수 있다. 복조기(315)는 감지된 신호의 변화들을 데이터로 변환한다. 수신기 제어기(303)(다른 것들 중에서)는 데이터를 전달하며 복조기(315)에 의해 수신된 데이터를 해석하도록 변조기(309)를 제어한다.

전력 수신기 코일(107)은 전력 신호를 수신하며 전력 전송 단계 동안 전력을 추출하도록 배열되는 전력 유닛(317)에 추가로 연결된다. 전력 유닛(317)은 전력 전송 단계 동안 전력 송신기(101)로부터 동력을 공급받는 로드인 전력 로드(319)에 결합된다. 전력 로드(319)는 외부 전력 로드일 수 있지만 통상적으로 배터리, 디스플레이 또는 전력 수신기의 다른 기능(예로서, 스마트 폰에 대해 전력 로드는 스마트 폰의 조합된 기능에 대응할 수 있다)과 같은, 전력 수신기 디바이스의 일부이다.

전력 수신기 코일(107)은 구체적으로 안정화된 DC 출력 전압(또는 전류) 공급을 제공하기 위해 정류기 회로, 평활 회로(커패시터) 및 전압(및/또는 전류) 조절 회로를 포함할 수 있다.

전력 유닛(317)은 수신기 제어기(303)에 결합된다. 이것은 수신기 제어기(303)가 전력 회로의 동작 특성들을 결정하도록 허용하며 예로서 수신기 제어기(303)에 전류 동작 포인트에 대한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 수신기 제어기(303)는 전력 전송 단계 동안 제어 에러 메시지들을 생성하기 위해 이를 사용할 수 있다. 수신기 제어기(303)는 전력 유닛(317)의 동작을 추가로 제어할 수 있으며, 예로서 수신기 제어기(303)는 로드를 스위치 인 및 아웃할 수 있다. 구체적으로, 수신기 제어기(303)는 구성 단계 동안 로드를 연결 해제하며 전력 전송 단계 동안 그것을 연결하도록 전력 유닛(317)을 제어할 수 있다.

도 3의 시스템에서, 감지 유닛(313)은 전력 신호를 직접 수신하도록 도시되며 제 2 유닛(311)은 전력 신호로부터 직접 데이터를 복조한다. 이것은 예를 들면 주파수 변조에 유용할 수 있다.

그러나, 많은 시나리오들에서, 감지 유닛(313)은 전력 신호보다는 전력 유닛(317)의 신호를 직접 감지할 수 있다.

특정 예로서, 감지 유닛(313)은 전력 유닛(317)에 의해 발생된 정류 및 평활화된 전압을 측정할 수 있다. 이것은 특히 전력 신호의 AM 변조에 적합할 수 있다.

구체적으로, 도 4는 전력 유닛(317)의 요소들을 보다 상세히 예시한다. 수신기 코일(107)로부터의 신호는 정류기(401)(통상적으로 브리지 정류기)에 의해 정류되며 결과적인 신호는 커패시터(C_L)에 의해 평활화되어 평활화된 DC 전압을 야기한다(C_L의 값 및 전력 소비에 의존한 리플을 갖고). 도 4는 더욱이 전력 로드(319)를 스위치 인 및 아웃하기 위한 스위치(S_L)를 도시한다. 전력 전송 동안 충분히 낮은 리플을 보장하기 위해, 커패시터(C_L)는 통상적으로 비교적 높도록 선택되며 그에 의해 커패시터에 대한 느린 시간 상수 및 로드 조합을 이끈다.

상기 예에서, 전력 송신기(101)는 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 전달하기 위해 전력 신호에 진폭 변조를 적용할 수 있다. 이것은 커패시터(C_L)에 걸쳐 진폭 변화들을 야기할 것이며, 상기 예에서 감지 유닛(313)은 이러한 전압을 측정하기 위해 결합된다. 따라서, 커패시터(C_L)에 걸친 전압 변화들이 검출되며 변조된 데이터를 전력 신호로 복원하기 위해 사용될 수 있다.

이러한 접근법을 사용하는 것은 그것이 구성요소들로 하여금 재사용되도록 허용하기 때문에 비용 및 복잡도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 낮은 리플을 갖기 위해, 커패시터(C_L)에 걸쳐 느린 전압 변화들을 야기하는 커패시터(C_L)가 비교적 커야 한다. 이것은 로드가 연결되지 않을 때, 즉 식별 및 구성 단계 동안 훨씬 더 확연할 것이다. 이것은 데이터 레이트를 매우 상당히 제한할 수 있다. 따라서, 도 1의 시스템은 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 낮은 데이터 레이트 통신에 적합한 통신 및 동작 프로토콜을 적용한다. 실제로, 많은 시나리오들에서, 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로의 메시지들이 단일 비트 메시지들에 제한될 수 있다면 유리하다.

Qi 표준의 현재 표준화는 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 단방향 통신에 기초한다. 동작 원리는 따라서 동작 파라미터들의 조정 및 선택뿐만 아니라 동작을 제어하는 전력 수신기에 기초한다. 더욱이, 파라미터들의 적응화 및 맞춤화는 식별 및 구성 단계 동안 설정되는 몇 개의 특정 동작 파라미터들에 제한된다. 그러나, 시스템이 개발됨에 따라, 이러한 접근법은 매우 제한적이며 전력 전송 시스템에 의해 제공될 수 있는 기능, 사용자 경험 및 성능을 제한하는 것으로 발견되어 왔다. 그러므로, 동작 파라미터들을 선택 및 적응시키기 위한 보다 유연한 접근법을 제공하기 위해, 구체적으로 규격들의 버전들(1.0 및 1.1)의 Qi 시스템과 같은, 전력 전송 시스템들을 강화하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 현재 표준들에 의해 지원된 것보다, 보다 높은 전력 레벨들을 포함하여, 보다 많은 전력 레벨들에 대한 지원이 바람직할 것이다. 또 다른 예로서, 보다 복잡한 통신 프로토콜들을 선택, 지원 및 최적화하기 위한 능력이 유리할 것이다.

그러나, 이러한 강화된 기능의 도입은 도전적이며 많은 어려움들 및 도전들을 겪는다. 실제로, 부가적인 기능은 역 호환성을 허용하며 구체적으로 기존의 버전 1.0 및 1.1 디바이스들이 강화된 기능을 지원하는 디바이스들과 함께 사용될 수 있다는 것이 요구된다. 또한, 강화들은 바람직하게는 낮은 복잡도를 가져야 하며 기존의 표준들과의 조합 및 상호 연동을 가능하게 해야 한다. 그러므로, 요구된 변화들 및 수정들을 감소시키는 것이 바람직하다. 추가 강화들은 그에 따라 바람직하게는 기존의 표준의 설계 전략 및 원리들을 따라야 한다.

도 1의 시스템에서, 강화된 기능에 대한 지원은 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)가 추가 동작 파라미터들을 협상하도록 허용하는 부가적인 협상 단계를 도입함으로써 제공된다.

실제로, 동작 파라미터들의 구성은 Qi 표준의 v1.0 및 v1.1에서 거의 허용되지 않는다. 동작 파라미터들의 구성은 단방향 통신 및 특히 그 후 이것들을 적용해야 하는 특정 파라미터 값들을 정의하며 이를 전력 송신기에 전달하는 전력 수신기에 기초한다.

Qi 시스템의 버전들(1.0 및 1.1)의 식별 및 구성 단계 동안 전달될 수 있는 정보는 다음에 있다:

식별 파라미터들

- 전력 수신기의 버전

- 제조사 코드

- 식별자

구성 파라미터들

- 전력 제어 홀드-오프 시간

- 최대 전력(전력 클래스를 표시한 2 비트들 및 6 비트 최대 전력 필드를 갖고 정의된)

- 독점 제어가 사용될 수 있는 받침-표시

이들 파라미터들에 대한 보다 많은 세부사항들이 Qi 규격 버전 1.0 및 1.1에서 발견될 수 있다.

도 1의 시스템에서, 구성 단계가 유지된다. 따라서, 제한된 세트의 동작 파라미터들이 정의되는 것을 허용하는 필수 구성 단계가 수행된다. Qi 전력 전송 시스템에 대해, 이러한 구성 단계는 구체적으로 식별 및 구성 단계에 대응한다.

그러나, 또한, 시스템이 추가 동작 파라미터들을 결정할 수 있는(및/또는 구성 단계에서 이미 결정된 동작 파라미터들을 수정하는 - 통상적으로 보다 넓은 범위의 값들이 선택되도록 허용하는 협상 단계를 갖고) 새로운 협상 단계가 도입된다. 협상 단계는 양방향 통신을 사용한 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105) 협상 파라미터들에 기초한다. 따라서, 구성 단계와 대조적으로, 전력 송신기는 전력 수신기에 의해 정의된 동작 파라미터들을 반드시 적용해야 하는 것은 아니지만 이들 값들을 수용 또는 거절할 수 있다. 그러나, 도 1의 시스템에서, 협상 단계는 전력 수신기(105)가 주 제어 요소이도록 허용함으로써 Qi 시스템의 기본 설계 원리를 여전히 지원한다. 구체적으로, 대부분의 실시예들에서, 협상 단계는 동작 파라미터들이 단지 제안된 파라미터들을 수신 확인/비-수신 확인(수용/거절)하는 전력 송신기(101)를 갖고 전력 수신기(105)에 의해 제안되는 시스템을 지원할 수 있다. 이것은 더욱이 전력 송신기(101)에서 전력 수신기(105)로의 통신을 용이하게 하며 특히 낮은 데이터 레이트 통신 채널이 동작을 지원하기에 충분하도록 허용한다. 이것은 예로서 기존의 정류 및 평활 커패시터 회로들을 사용하여, 또는 간단한 주파수 복조 기술들을 사용하여 진폭 검출을 허용함으로써, 예를 들면 수신된 신호의 고정 양의 제로 크로싱들의 시간을 측정함으로써, 감소된 복잡도 및 비용을 추가로 허용할 수 있다.

도 5는 도 1의 전력 전송 시스템의 동작의 예를 예시한다.

처음에, 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101) 모두가 전력 송신기(101)가 일시적으로 동력을 넣는 핑 단계(501, 503)에서 동작한다. 이에 응답하여, 전력 수신기(105)는 신호 세기 메시지를 전력 송신기(101)에 송신하며 (식별 및) 구성 단계(505)로 이동한다. 더욱이, 신호 세기 메시지를 수신할 때, 전력 송신기(101)는 핑 단계로부터 (식별 및) 구성 단계로 이동한다.

전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)는 그 후 제 1 세트의 전력 전송 파라미터들을 수립하기 위해 (식별 및) 구성 단계를 수행하도록 진행한다. 구체적으로, 전력 수신기는 자체의 식별을 제공할 수 있으며(버전 번호에 의해서와 같은) 전력 전송 값이 정의될 수 있다.

통신은 단방향이며 구체적으로 일정한 전력 신호를 유지하는 전력 송신기(101) 및 이러한 신호의 로드 변조를 제공하는 전력 수신기(105)에 의해 달성된다. 구성 단계의 끝에서, 기본 전력 계약이 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101) 사이에 수립되어 왔다. 이러한 전력 계약은 구체적으로 전력 수신기(105)에 의해 소비되며 전력 송신기(101)에 의해 제공되어야 하는 전력 레벨에 대응한다.

이전 단계들이 구체적으로 Qi 표준들 버전 1.0 또는 1.1에 따라 수행될 수 있다. 따라서, 도 1의 시스템은 기존의 버전 1.0 및 1.1 디바이스들을 완전히 지원할 수 있으며 그에 의해 역 호환성을 유지할 수 있다.

그러나, 본 경우에, 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101)는 추가 동작 파라미터들을 구성하기 위한(또는 기존의 동작 파라미터들을 수정하기 위한) 협상 단계를 지원할 수 있는 강화된 디바이스들이다.

따라서, 몇몇 스테이지에서 전력 수신기(105)는 시스템이 협상 단계에 들어가는 것을 요청하는 메시지를 전력 송신기(101)에 송신할 수 있다. 이러한 요청 메시지는 이러한 목적을 위한 전용 메시지일 수 있지만, 또한 전력 송신기를 위한 다른 정보를 포함한 메시지의 일부일 수 있다. 요청은 예를 들면 식별 및 구성 단계의 마지막 메시지에 포함될 수 있다. 협상 단계 요청 메시지를 수신할 때, 전력 송신기(101)는 그것이 협상 단계(513)에 들어간 후 긍정의 수신 확인 메시지를 송신하도록 진행한다(511). 더욱이, 긍정의 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여, 전력 수신기(105)는 협상 단계(515)에 들어가도록 진행한다.

전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101)는 그 후 이후 보다 상세히 설명된 바와 같이 협상 프로토콜을 따름으로써 추가 동작 파라미터들을 결정하도록 진행한다. 추가 동작 파라미터들은 Qi 규격들의 버전들(1.0 및 1.1)에 따라 구성 단계에서 정의될 수 없는 새로운 파라미터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 협상 단계는 양방향 통신을 위한 적절한 통신 파라미터들 또는 프로토콜들을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 협상 단계는 식별 및 구성 단계에서 이미 정의되어 온 파라미터들을 수정할 수 있다. 많은 실시예들에서, 이러한 수정들은 그러나 또한 Qi 규격의 버전들(1.0 또는 1.1)에 의해 허용되거나 또는 지원되지 않는 값들로 파라미터들을 변경하는 것을 포함할 수 있다.

예를 들면, 버전(1.0 및 1.1)은 단지 5W의 전력 소비를 가진 저(보다 낮은) 동력 디바이스들을 목표로 한다. 전력 송신기(101)는 식별 및 구성 단계에서 전력 수신기(105)에 의해 표시된 전력 레벨을 지원할 수 있어야 하며, 그러므로 전력 수신기(105)는 5 W까지의 전력을 요청하기 위해 제한된다. 그러나, 120 W까지의 전력 소비를 갖고 중간 동력 디바이스들을 또한 지원하기 위해 표준을 개발하는 작업이 진행 중이다. 이러한 보다 높은 전력은 도 1의 시스템에서 그것이 예로서, 15 W로의 전력 전송 계약의 변화를 협상할 수 있는 협상 단계의 초기화를 요청하는 전력 수신기(105)에 앞서 5 W에 대한 전력 계약을 셋 업하기 위해 사용되는 식별 및 구성 단계에 의해 지원될 수 있다. 따라서, 설명된 접근법은 전체 역 호환성을 제공하면서 보다 높은 동력 디바이스들의 도입을 허용할 수 있다. 실제로, 식별 및 구성 단계가 Qi 규격의 버전들(1.0 및 1.1)과 호환 가능하기 때문에, 도 1의 전력 송신기(101)는 임의의 버전 1.0 또는 1.1 전력 수신기와 상호 연동할 수 있다. 유사하게, 도 1의 전력 수신기(105)는 임의의 버전 1.0 또는 1.1 전력 송신기와 상호 연동할 수 있다(비록 그것이 물론 상기 버전에 의해 정의된 동작(예로서, 전력 레벨)에 제한될지라도).

더욱이, 협상 단계는 전력 수신기(105)의 요청시 들어가진다. 따라서, 동작의 주 제어 및 복잡도가 전력 수신기에 의해 유지된다. 이러한 접근법은 또한 Qi 시스템의 설계 철학을 따르며 디바이스들(그 동작이 송신기 제어 동작들을 지원하기 위해 근본적으로 변경하도록 요구하지 않기 때문에 전력 수신기를 포함한)에 요구되는 변화들을 최소화한다.

따라서, 협상 단계는 선택 단계이다. 실제로, 시스템은 단지 식별 및 구성 단계에 의존하여 및 심지어 협상 단계에 들어가지 않고 동작할 수 있다. 그러나, 요청 시, 협상 단계는 동작 파라미터들의 추가 유연성 및 맞춤화를 제공하기 위해 들어가질 수 있다. 협상 단계는 더욱이 그것이 모든 Qi 디바이스들에 의해 지원되어야 하는 필수적인 기능이 아니라는 점에서 선택적이다. 오히려, 그것은 단지 강화된 디바이스들에 의해 지원될 수 있는 반면, 보다 간단한, 예를 들면 레거시 디바이스들이 여전히 단지 버전들(1.0 및 1.1)을 지원할 수 있다. 그러나, 디바이스가 협상 단계에서 협상될 새로운 진전 특징들을 약속한다면, 그것은 일반적으로 협상 단계에 대해 설명된 바와 같이 협상 절차를 따라야 할 것이다.

따라서 접근법은 높은 정도의 역 호환성을 유지하면서 전력 전송 시스템을 강화하기 위한 현실적인, 효율적인, 저 복잡도 접근법을 제공한다. 접근법은 부가적인 기능, 개선된 성능, 및/또는 강화된 사용자 경험을 허용할 수 있다. 예를 들면, 그것은 Qi 표준의 추가 릴리즈들에서의 새로운 전력 레벨들 및 새로운 통신 방법들의 도입을 허용할 수 있다.

도 1의 예에서 협상 단계는 구체적으로 각각의 협상 사이클이 동작 파라미터에 대한 값을 제안 또는 요청하는 전력 수신기(105) 및 요청을 수용 또는 거절함으로써 응답하는 송신기에 의해 적어도 하나의 동작 파라미터를 결정하는 다수의 협상 사이클들에 의해 수행된다. 구체적으로, 상기 예에서, 각각의 협상 사이클은 하나의 동작 파라미터에 대한 값을 요청하는 전력 수신기(105) 및 요청된 값을 수용 또는 거절하는 1 비트 메시지로 응답하는 송신기를 포함한다. 상기 협상 단계는 단일 협상 사이클을 포함할 수 있거나 또는 복수의 파라미터 값들을 설정하기 위해 복수의 협상 사이클들을 포함할 수 있다.

실제로, 몇몇 실시예들에서, 협상 사이클들의 수는 이전 협상 사이클들의 결과에 의존하여 변할 수 있다. 예를 들면, 전력 수신기(105)가 전력 송신기(101)에 의해 거절되는 특정 전력 값을 요청한다면, 전력 수신기(105)는 후속 협상 사이클에서 보다 낮은 값을 요청하도록 진행할 수 있다.

시스템에서, 하나 또는 통상적으로 그 이상의, 협상 사이클들이 따라서 협상 단계에서 수행된다. 협상 사이클들은 각각이 전력 송신기(101)에 의해 개별적으로 수용 또는 거절되는 개개의 동작 파라미터에 적용할 수 있으며, 그에 의해 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)가 새로운 파라미터들에 대한 모호하지 않은 약속을 달성한다는 것을 보장하는 저 복잡도 접근법을 제공한다. 구체적으로, 각각의 협상 사이클에서, 전력 수신기(105)는 전력 송신기(101)가 그것이 요청을 수용하는지 또는 거절하는지를 표시하기 위해 응답 메시지로 응답하는 특정한 동작 파라미터의 지원을 요청한다. 동작 파라미터들의 각각은 전력 레벨, 통신 모드들, 외부 오브젝트 검출 등과 관련될 수 있다.

대표적인 협상 사이클의 일 예가 도 6을 참조하여 설명된다.

협상 사이클은 전력 수신기(105)가 전력 송신기(101)가 특정 동작 파라미터를 지원한다면(예로서, 특정 기능이 지원되는지 여부 또는 파라미터의 특정 값(전력 레벨과 같은)) 요청하는 단계(601)에서 시작한다. 이것은 예를 들면 특정한 전력 레벨, 통신 모드 등을 지원하기 위해 전력 송신기(101)에 대한 요청일 수 있다.

요청을 수신하는 것에 응답하여, 단계(603)에서의 전력 송신기(101)는 그것이 요청된 동작 파라미터(값)를 지원할 수 있는지 여부를 평가한다. 그렇다면, 전력 송신기(101)는 수용 메시지를 생성하며 전력 수신기(105)에 송신하도록 진행하고(단계(605)) 그것은 또한 새로운 전력 전송 계약을 수립한 후 스스로 동작 파라미터를 지원한다.

전력 수신기(105)가 특정한 시간 내에 응답을 수신 및 허용한다면(단계(605)), 그것은 스스로 새로운 전력 전송 계약의 수립 후 동작 파라미터를 적용한다.

전력 송신기(101)가 요청된 동작 파라미터를 지원하지 않는다면, 그것은 단계(609)에서 거절 메시지로 응답한다. 전력 수신기(105)가 거절 응답을 수신한다면(단계(611)), 그것은 스스로 새로운 전력 전송 계약의 수립 후 요청된 동작 파라미터를 사용하지 않는다.

전력 송신기(101)가 전력 송신기에 의해 알려지지 않은 요청으로 인해 요청을 이해하지 않는다면, 전력 송신기는 수신기 응답이 이해되지 않음을 표시하는 메시지로 응답한다(단계(613)). 전력 수신기가 이러한 응답을 수신한다면(단계(615)), 그것은 스스로 새로운 전력 전송 계약의 수립 후 요청된 동작 파라미터를 적용하지 않는다. 부가적으로 전력 수신기는 불필요한 통신을 회피하기 위해 나중 스테이지에서 이러한 요청을 반복하는 것을 회피할 수 있다.

전력 송신기가 통신 에러로 인해 요청을 정확하게 수신하지 않는다면, 그것은 응답 메시지를 전송하지 않을 것이다(단계(617)). 전력 수신기가 주어진 시간 내에서 응답 메시지를 수신하지 않는다면, 그것은 요청된 동작 파라미터를 적용하지 않을 것이지만, 그것은 요청을 반복할 수 있다(단계(619)). 일반적으로, 전력 수신기가 통신에서의 에러로 인해 응답 메시지를 정확하게 수신하지 않는다면, 그것은 동작 파라미터를 적용하지 않을 것이지만, 그것은 요청을 반복할 수 있다.

전력 송신기에 의해 동작 파라미터를 수용 또는 거절하는 메시지는 간단한 1 비트 메시지일 수 있거나 또는 예로서 추가 정보를 포함한 다중 비트 메시지일 수 있다. 예를 들면, 메시지는 파라미터가 수용되거나, 거절되거나, 또는 이해되지 않음(또한 거절로서 처리되는)을 표시할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 메시지는 동작 파라미터를 특정하는 메시지의 수신의 수신 확인을 더 포함할 수 있다. 동작 파라미터를 수용 또는 거절하는 메시지는 통신의 신뢰성을 증가시키기 위해 제공된 중복 비트들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 에러 코드의 일부인 중복 비트들이 사용될 수 있다(예로서, 단순한 반복 코드가 사용될 수 있다).

특정 예로서, 전력 송신기(101)로부터의 메시지는 수신 확인 표시, 뿐만 아니라 파라미터가 허용되거나, 거절되거나, 또는 이해되지 않는지 여부의 표시를 포함하는 8 비트 메시지일 수 있다. 이러한 정보는 8 비트들보다 적게 분명히 전달될 수 있지만 중복 비트들은 보다 신뢰성 있는 검출을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 중복 비트들의 사용은 각각의 옵션에 대응하는 데이터 심볼들(8 비트 조합들) 사이에서의 해밍 거리를 증가시킬 수 있으며, 그에 의해 비트 에러들의 존재에서조차 정확한 검출을 허용한다.

개개의 수신 확인들(수용/거절 메시지들)을 가진 협상 사이클들을 사용하는 접근법은 더욱이 특히 Qi 전력 전송 시스템들과 같은 전력 전송 시스템들에 적합한 매우 효율적인 접근법을 허용한다. 특히, 그것은 파라미터 설정들의 선택에 책임이 있는 마스터 제어기인 전력 수신기(105)의 설계 원리를 유지한다. 접근법은 더욱이 송신기로부터 요구된 통신을 최소화하며 실제로 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 전달되는 단지 단일 비트만을 요구하는 각각의 협상 사이클을 갖고 작동할 수 있다. 따라서, 단지 매우 낮은 데이터 레이트가 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로의 통신을 위해 요구된다. 따라서, 협상 단계가 양방향 통신에 기초하는 반면에, 이러한 통신은 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로보다는 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기(101)로 상당히 더 높은 데이터 레이트 및 복잡한 데이터 코딩과 비대칭일 수 있다. 이러한 접근법은 그것이 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로의 통신을 도입하기 위해 요구된 영향 및 변화들을 감소시키면서 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기(101)로의 이미 표준화된 높은 데이터 레이트 통신을 이용할 수 있기 때문에 Qi와 같은 시스템들에 특히 적합하다.

특히, 그것은 전력 신호의 진폭 변조가 매우 느린 시간 상수를 사용하여 검출될 수 있게 할 수 있다. 이것은 특히 검출이 전력 전송 회로의 정류 및 평활 커패시터에 의해 발생된 출력 전압을 감지하는 것에 기초하도록 허용할 수 있다. 이것은 구성요소 카운트를 감소시킬 수 있으며 구체적으로 동일한 A/D 변환기가 사용되도록 허용할 수 있다(임의의 스위칭 회로를 요구하지 않고).

그것은 또한 예로서 수신된 신호의 제로 크로싱들을 카운팅하며 전력 수신기 및 그것의 제어 유닛에 많은 성능 요건들 또는 부가된 복잡도를 넣지 않고 비교적 많은 고정된 양의 제로 크로싱들의 시간 경과를 측정함으로써, 간단하며 저 비용 주파수 변조 및 복조를 가능하게 할 수 있다.

상기 예에서, 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기(101)로의 통신은 로드 변조에 의한, 즉 전력 수신기(105)가 결과적인 (전압 및/또는 전류) 변화들이 전력 송신기(101)에 의해 검출될 수 있도록 전력 신호/송신기 코일의 로딩을 변경하는 것에 의한다. 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로의 통신은 임의의 적절한 통신이 구현될 수 있지만 통상적으로 전력 신호를 변조하는 전력 송신기(101)에 의해 구현된다. 이러한 변조는 통상적으로 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM), 또는 위상 변조(PM)일 수 있지만, 또한 펄스 폭 변조(PWM)와 같은 다른 형태들의 변조일 수 있다. 협상 사이클들에 의해 사용된 효율적인 핸드쉐이크 사이클로 인해, 낮은 데이터 레이트가 충분하며 그러므로 간단한 검출 회로를 사용한 신뢰성 있는 통신이 종종 사용될 수 있다.

특정 예로서, 시스템은 전력 수신기(105)로부터의 패키지의 수신을 따르는 전력 송신기(101)가 전력 신호의 진폭(통상적으로 전압 진폭)을 변경하도록 진행하는 AM 변조에 기초할 수 있다. 이것은 예를 들면 5%만큼 송신기 코일 신호의 전압을 간단히 감소시키는 전력 송신기(101)에 의해 행해질 수 있다. 이러한 진폭 감소는 따라서 전압을 변경함으로써 직접 달성될 수 있지만, 예로서 전력 송신기(101)(송신기 코일을 포함하는)의 동조된 출력 회로의 공진 주파수로부터 멀리 주파수를 변경함으로써 또한 달성될 수 있다.

전력 수신기(105)는 전력 전송 회로(317)의 평활 커패시터에 걸친 전압(도 4의 커패시터(CL)를 통한 전압에 대응하는)을 측정할 수 있다. 낮은 시간 상수로 인해, 이러한 전압은 단지 전력 신호의 전압을 느리게 따를 것이다(통상적으로 약 몇 msec들의 시간 상수를 갖고). 그러나, 단지 단일 비트가 전달되도록 요구하기 때문에, Qi 통신들에 대한 통상적인 타이밍들은 전력 수신기(105)가 적정한 시간 내에서 신호를 검출하도록 여전히 허용한다.

협상 단계에서 결정된 추가 세트의 동작 파라미터들은 이전에 언급된 바와 같이 구성 단계에서 이미 결정되어 온 수정 파라미터들을 포함할 수 있거나, 또는 식별 및 구성 단계에서 선택되지 않거나 또는 선택될 수 없는 동작 파라미터들을 포함할 수 있다. 또한, 협상 단계는 복수의 횟수들로 들어가질 수 있으며, 이전 협상 단계들에서 설정된 동작 파라미터들은 후속 협상 단계들에서 수정될 수 있다.

일 예로서, 협상 단계는 전력 송신기 및 전력 수신기 사이에서의 통신에 대한 통신 파라미터의 설정을 협상할 수 있다. 통신 파라미터는 예를 들면 변조 파라미터(변조 유형, 변조 깊이 등과 같은), 데이터 레이트 파라미터, 에러 제어 파라미터 등일 수 있다. 통신 파라미터는 두 개의 방향들(즉, 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로, 또는 전력 수신기(105)로부터 전력 수신기(101)로) 중 단지 하나에 적용할 수 있거나 또는 양쪽 방향들 모두에 적용할 수 있다.

예로서, 협상 단계에서 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로의 통신을 위한 디폴트 변조 포맷은 AM일 수 있다. 그러나, 협상 사이클은 전력 송신기(101)로부터의 송신들을 위해 앞으로 가는 FM(구체적으로 주파수 시프트 키잉(FSK))이 사용되는 것을 요청하는 메시지를 전송하는 전력 수신기(105)에 의해 실시하게 된다. 전력 송신기(101)가 FSK를 지원한다면, 그것은 수용 메시지를 송신하며 그 후 그로부터(또는 가능한 협상 단계의 끝에서) FSK를 적용하도록 진행한다. 전력 송신기(101)가 FSK를 지원할 수 없다면, 그것은 거절 메시지를 송신하며 통신은 AM을 계속해서 사용한다.

많은 실시예들에서, 협상 단계에서 설정된 동작 파라미터들은 전력 레벨 파라미터를 포함한다. 구체적으로, 식별 및 구성 단계는 전력 수신기(105)로 하여금 5 W의 최대치를 추출하도록 허용하는(버전들(1.0 및 1.1)의 제한들에 따라) 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105) 사이에서의 전력 계약을 야기할 수 있다. 그러나, 후속 협상 단계에서, 전력 수신기(105)는 식별 및 구성 단계에 의해 지원된 것보다 더 높은 값으로 전력 레벨 할당을 증가시키기 위한 요청을 전송할 수 있다. 예를 들면, 전력 수신기(105)는 그것이 10 W를 할당받는 것을 요청할 수 있다. 전력 송신기(101)가 이러한 증가된 전력 레벨을 지원할 수 있다면, 그것은 수용 메시지를 송신하며 그렇지 않다면 그것은 거절 메시지를 송신한다.

보다 복잡한 전력 레벨 파라미터들이 설정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 전력 레벨 요청은 타이밍 정보와 연관될 수 있다. 따라서, 예로서 전력 수신기(105)가 그것이 시간의 10% 동안(또는 예로서 특정된 시간 간격들에서) 10 W를 갖고 계속해서 5 W를 허용됨을 요청할 수 있다. 이러한 부가적인 정보는 예로서 복수의 디바이스들이 전력 송신기(101)에 의해 동시에 지원될 때 보다 정확한 전력 관리를 허용할 수 있다.

전력 레벨 파라미터는 최대 정류 전력 레벨일 수 있으며, 이것은 전력 수신기(105)가 사용하도록 의도된다.

Qi 표준은 요청 최대 전력(0x04) 패킷을 포함할 것이며, 이것은 예로서 다음과 같이 정의될 수 있다:

상기에서 파라미터들은 다음과 같이 정의된다.

전력 클래스, 이 필드는 전력 수신기의 전력 클래스를 표시하는 부호 없는 정수 값을 포함한다.

스케일링 인자를 제외하고 최대 전력, 이 필드에 포함된 부호 없는 정수 값은 전력 수신기가 정류기의 출력에서 제공하는 것으로 예상하는 최대 양의 전력을 표시한다. 이러한 최대 양의 전력은 다음과 같이 산출된다:

8 비트 워드들을 갖고 전력을 표시하는 대신에, 16 비트들이 보다 높은 정밀도를 위해 사용될 수 있다.

여러 개의 패킷들이 수신된 전력을 전달한다면, 전달된 전력이 실제로 전력 전송을 구성하기 위해 사용되어야 하는 송신기로의 추가 전달이 있을 수 있다.

협상 단계는 상이한 시간들에서 및 전력 전송 시스템의 동작의 상이한 모드들로부터 들어가질 수 있다. 이전 예에서, 협상 단계는 식별 및 구성 단계에 이어서 들어가지며 따라서 초기 전력 계약이 준비가 되어 있을 때 들어가진다.

많은 실시예들에서, 협상 단계는 식별 및 구성 단계에 이어 들어가질 수 있다. 이것은 구체적으로 식별 및 구성 단계가 완료된 (직)후 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하는 전력 수신기(105)에 의해, 또는 실제로 그 후 식별 및 구성 단계가 완료할 때 협상 단계에 들어가는 디바이스들을 갖고 식별 및 구성 단계의 일부로서 요청을 송신하는 전력 수신기(105)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 이들 실시예들에서, 협상 단계는 식별 및 구성 단계 및 전력 전송 단계 사이에서 들어가진다.

몇몇 실시예들에서, 협상 단계는 식별 및 구성 단계의 일부인 패킷에서 전력 수신기(105)로부터 송신된 요청에 따라 들어가질 수 있다. 예를 들면, Qi 버전들(1.0 및 1.1)에서, 구성 단계의 마지막 메시지는 다수의 예약된 데이터 비트들을 가진다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 이들 예약된 데이터 비트들 중 하나는 식별 및 구성 단계를 따르는 협상 단계에 들어가기 위한 요청으로서 사용된다.

따라서, 이러한 실시예들에서, 구성 단계의 끝에서, 전력 수신기(105)는 그것이 구성 패킷에 협상 비트를 설정함으로써 협상 단계에 들어가도록 요청함을 표시한다. 전력 송신기(101)가 협상을 지원한다면, 그것은 수용 메시지를 전송함으로써 요청의 수신을 수신 확인하며 요청을 수용한다. 이러한 수신 확인/수용 메시지는 몇몇 실시예들에서 구성 단계에 이어, 즉 구성 단계를 따르는 시간 간격에서 및 전력 전송 단계가 그 외 시작하기 전에 송신될 수 있다. 전력 송신기(101)는 그 후 협상 단계에 들어가도록 진행한다. 전력 수신기(105)가 특정한 시간 내에 수용 메시지들을 수신한다면, 그것은 또한 협상 단계로 진행한다.

식별 및 구성 단계와 대조적으로, 협상 단계는 의무적이지 않으며 건너뛰어질 수 있다. 따라서, 전력 수신기가 그것이 구성 단계의 끝에서 협상 단계에 들어가기 위해 요청한다고 표시하지 않는다면(구성 패킷에서 적절한 협상 비트를 리셋함으로써), 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101) 모두는 협상 단계를 건너뛰며 전력 전송 단계로 직접 진행한다. 전력 수신기(105)가 협상 단계를 요청하지만, 전력 송신기(101)가 협상 단계를 지원하지 않는다면, 전력 송신기(101)는 요청의 수신을 수신 확인하며 거절 메시지를 전송함으로써 요청의 거절을 전력 수신기(105)에 알린다. 디바이스들은 그 후 전력 전송 단계로 진행한다.

접근법은 전력 전송 단계가 적절한 강화된 또는 기본 전력 전송 계약을 갖고 적절히 들어가지도록 허용한다. 실제로, 구성 단계의 끝에서(협상 단계에 들어가기 전), 전력 송신기는 기본 계약을 수립하며, 이것은 저 전력 Qi 규격 버전(1.0 또는 1.1)에 의해 정의된 바와 같은 동작 파라미터들을 포함한다. 버전 1.0 및 1.1의 전력 송신기들은 전력 협상 단계를 지원하지 않으며 전력 협상을 위한 임의의 요청에 응답하지 않는다. 상기 경우에, 전력 송신기는, 식별 단계의 표준 파라미터들을 갖는, 전력 전송으로 직접 진행할 것이다. 예로서, 송신된 전력은 그 후 5 와트일 수 있지만, 새로운 협상 단계는 예로서, 송신된 전력이 대신에 10 와트이어야 함을 특정하거나, 또는 그것이 5 와트이어야 함을 확인하는, 협상 단계 패킷들을 갖고 그것을 변경할 수 있다. 뿐만 아니라, 전력 수신기가 특정한 시간(송신기가 충족해야 하는 응답 시간) 내에서 임의의 수용 또는 거절 메시지를 수신하지 않는다면, 수신기는 전력 송신기가 전력 협상을 지원하지 않으며 그것이 전력 전송 단계로 진행함을 가정할 수 있다. 또한 유사하게, 송신기는 협상 단계를 지원하지 않는 최근의 것일 수 있지만, 버전 1 전력 송신 전략(및 연관된 통신 전략)으로 돌아가기 위해 선택할 수 있다. 마찬가지로, 전력 수신기가 버전 1.0 또는 1.1 전력 수신기이면, 협상 단계에 들어가기 위한 어떤 요청도 발생되지 않는다. 모든 이들 경우들에서, 시스템은 식별 및 구성 단계로부터 전력 전송 단계로 직접 가며, 따라서 기본 전력 전송 계약이 적용된다.

이러한 접근법은 그에 따라 버전들(1.0 및 1.1) 디바이스들과의 전체 역 호환성을 제공한다.

그러나, 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101) 모두가 구성 단계를 지원할 수 있다면, 이것은 식별 및 구성 단계 후이지만 전력 전송 단계 전에 들어가질 수 있다. 협상 단계는 기본으로서 기본 전력 전송 계약을 사용하며 그 후 수정된 또는 강화된 전력 전송 계약을 제공하기 위해 이를 수정할 수 있다. 전력 전송 단계는 그 후 이러한 강화된 전력 전송 계약을 사용하여 들어가진다.

몇몇 실시예들에서, 전력 전송 시스템은 대안적으로 또는 부가적으로 전력 전송 단계로부터 협상 단계의 진입을 지원할 수 있다. 구체적으로, 전력 수신기는 적절한 페이로드를 가진(페이로드는 협상-단계에 다시 들어가기 위한 바람의 표시를 제공하기 위해 정의된다) 종료-전력 패킷을 전송함으로써 전력 전송 단계로부터 협상 단계에 (다시) 들어가기 위해 요청할 수 있다.

시스템이 전력 전송 단계로부터 협상 단계에 들어간다면, 시작 전력 전송 계약은 현재 전력 전송 단계에 적용되는 전력 전송 계약이다. 협상 단계가 이전에 들어가지지 않았다면, 이것은 기본 전력 전송 계약일 수 있다. 그러나, 협상 단계가 이전에(예로서, 식별 및 구성 단계 및 전력 전송 단계 사이에) 들어가졌다면, 전력 전송 계약은 강화된 전력 계약일 수 있다.

전력 전송 단계로부터 협상 단계에 들어가기 위한 능력은 동작이 디바이스들의 특정 요건들 및 선호들에 동적으로 적응될 수 있는 매우 유연한 시스템을 제공한다.

협상 단계는 구체적으로 단지 전력 수신기(105)가 변경하고자 하는 파라미터들에 대한 협상 사이클만을 포함하도록 배열될 수 있다. 전력 전송 계약의 모든 다른 양상들은 따라서 변경되지 않은 채로 있다. 이러한 접근법은 낮은 복잡도 및 단축된 협상 단계를 허용한다.

많은 실시예들에서, 전력 수신기(105)는, 그것이 전력 송신기(101)가 협상 단계를 지원할 수 있음을 수립하는 경우, 단지 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하도록 배열된다.

따라서, 전력 수신기(105)는 전력 송신기가 협상 단계를 지원하는지 여부를 결정하며 전력 송신기가 협상 단계를 지원하는지 여부에 의존하여 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신할지 여부를 선택하도록 배열될 수 있다.

이러한 접근법은 보다 강력하며 신뢰성 있는 시스템을 제공할 수 있으며 개선된 역 호환성을 제공할 수 있다. 특히, 기존의 Qi 버전(1.0 및 1.1) 전력 송신기들은 에러 상황으로부터 기인하도록 알려지지 않은 메시지들을 해석할 것이며 그러므로 통상적으로 동작을 종료할 수 있다.

재-구성에 대한 문제점:

기존의 Qi 버전들(1.0 및 1.1)은 전력 전송 단계로부터 구성 단계에 다시 들어가도록 허용하며 그 후 전력 전송의 중단들 없이 전력 전송 단계에 끊김 없이 다시 들어가기 위해 구성 단계 동안 동작 포인트를 변경되지 않게 유지한다. 그러나, 실제로, 많은 전력 송신기가 이러한 요건을 지원하지 않는다. 그것들 중 많은 것이 또한 전력 수신기가 페이로드에서 설정된 재-구성에 대한 요청을 갖고 종료-전력 패킷을 전달할 때 전력 전송을 간단히 중지한다.

재-구성 옵션의 사용은 시장에서 기존의 전력 송신기 제품들에 대해 더 이상 유용하지 않을 것이다. 재구성은 예로서, 보다 높은 전력을 위해 하프-브리지에서 풀-브리지로 가는 것과 같이, 예를 들면 수신기의 내부 설정에서의 변화일 수 있다.

재-구성을 위한 해결책:

이러한 상황은 예로서 재-구성의 기능을 갖도록 협상을 지원하는 모든 새로운 전력 송신기들이 구현하였음을 가정함으로써 개선될 수 있으며, 그것들은 이러한 기능에 대해 테스트될 것이다. 전력 수신기는 그 후 전력 전송 단계 전, 단지 시스템이 구성 단계로부터 협상 단계에 들어간 후에만 재-구성 옵션을 요청하도록 허용될 것이다.

추가 실시예들은 전력 송신기가 재-구성을 지원하는지 여부를 전력 수신기가 명확하게 요청하는 협상 단계에서 협상 사이클을 정의함으로써, 보다 양호한 옵션을 가능하게 한다. 이것은 의심할 여지가 없을 것이며 또한 그것이 이러한 요건을 이행할지를 검사하기 위해 전력 송신기의 보다 양호한 적합 테스팅을 허용한다. 따라서 송신기 및 수신기는 예로서 여기에 설명된 예들과 같이 특정 요청을 포함한 다른 측에 대한 패킷들을 생성할 유닛(통상적으로 프로세서상에서 구동하는 소프트웨어)을 가질 것이며, 유닛들은 이들 요청들 시 수신된 응답들을 핸들링할 수 있을 것이다. 응답들은 예로서 로컬 메모리에 저장될 수 있다. 예로서 송신기(또는 수신기)가 재-협상 또는 재구성을 핸들링할 수 있는지 여부에 대한 응답은 간단히 예 또는 아니오, 즉 단일 예약 비트에 인코딩될 수 있다. 요청은 송신기가 현재 사용된 구성 패킷에서보다 더 높은 최대 전력을 지원하는지를 또한 물을 수 있으며, 그 응답은 또한 예 또는 아니오일 수 있다. 이러한 방식으로, 합의가 된 상이한 전력들, 예로서 현재 동력 단계에 대한, 그러나 또한 송신기가 최대로 송신할 수 있는 것(예로서, 현재 설정 또는 구성에서 또는 현재에 등에서 가능하게는 또한 가변적인)에 대한 보장된 최대 전력을 가질 수 있다.

재-협상

전력 전송 단계로부터 협상 단계에 들어가기 위한 전력 송신기의 능력은 예로서 시스템이 이전 구성 단계로부터 협상 단계에 들어간 후에만 재-협상을 허용함으로써, 전적으로 실현될 수 있다. 그러나 실시예는 또한, 전력 송신기가 재-협상을 지원하는지 여부를 전력 수신기가 명확하게 요청하는 협상 사이클을 정의함으로써, 보다 양호한 옵션을 가능하게 한다. 이것은 의심할 여지가 없을 것이며 또한 그것이 이러한 요건을 이행하는지를 검사하기 위해 전력 송신기의 보다 양호한 준수성 테스팅을 허용한다.

수신기로부터의 양쪽 요청들 모두는, 전력 송신기가 재구성을 지원하는지 여부 및 전력 송신기가 재-협상을 지원하는지 여부에 관계없이 송신기가 재-구성 및 재-협상을 지원하는지에 관계없이 단일 요청에서 번들링될 수 있다.

재-협상에 대한 옵션은 특히 다음의 상황에 대해 유리하다. 전력 송신기는 두 개의 모드들에서 동작할 수 있는 인버터를 가질 수 있다: 하프-브리지 및 풀-브리지. 상황에 의존하여, 전력 송신기는 하프-브리지에서 풀-브리지로 또는 그 역으로 그것의 동작을 변경할 수 있다. 하프-브리지 동작은 이러한 전력 수신기의 정류 전압을 최대 한계 아래로 유지하기 위해 Qi v1.0 및 v1.1에 따라 설계되는 전력 수신기들을 위해 요구될 수 있다. 풀-브리지 동작은 이러한 새로운 보다 높은 레벨 전력 수신기의 정류 전압을 최소 한계 위로 유지하기 위해, 증가된 전력 레벨을 허용하는 Qi의 미래 버전을 위해 설계된 전력 수신기들에 대해 요구될 수 있다.

보장 전력 레벨을 협상함으로써, 전력 송신기는 어떤 동작 모드, 하트- 또는 풀-브리지가 적절한지를 결정할 수 있다. 높은 전력 레벨을 수신하도록 설계된 전력 수신기는 협상 사이클에서 높은 보장 전력 레벨을 요청할 것이다. 이러한 요청 시, 전력 송신기는 수신기들 정류기 출력에서 충분한 높은 전압을 달성하기 위해 전력 전송 모드에 들어갈 때 디폴트 하프-브리지 모드에서 풀-브리지 모드로 그것의 동작 모드를 변경할 수 있다.

예로서, 배터리가 거의 충전되기 때문에, 전력 수신기가 전력 전송 단계 동안 요구된 전력 레벨을 감소시키는 경우에, 전력 송신기는 풀-브리지에서 하프-브리지로 전이해야 할 수 있다. 이 경우에, 그것은 전력 수신기가 재-협상 요청에 의해 전력 전송 단계로부터 협상 단계에 다시 들어가며 그것이 보다 낮은 보장 전력 레벨을 요구하고 그 후 전력 전송 단계로 리턴하는 협상 사이클을 갖고 표시할 때 매우 유용하다. 이러한 (짧은) 재-협상 단계에서의 이러한 요청에 기초하여, 전력 송신기는 전력 수신기의 정류 전압의 최대 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 전력 전송 단계에 다시 들어가면서 풀-브리지로부터 하프-브리지로 그것의 동작 모드를 변경할 수 있다. 게다가, 그것이 보다 낮은 보장 전력 레벨에 대한 요청을 개시하였으며 (재-) 협상 단계의 끝에서 전이를 예상하기 때문에, 전력 수신기는 이러한 전이를 인지할 것이다. 인지하지 않는다면, 따라서 어떤 재-협상도 적용되지 않을 경우에, 전력 수신기는 전력 전송 단계에 있는 동안 풀-브리지로부터 하프-브리지로의 전이 동안 전력 레벨의 예상되지 않은 변화로 인한 전력 전송을 종료하기를 원할 수 있다.

보다 낮은 보장 전력 레벨을 재-협상하기 위한 능력의 추가 이점은 다수의 전력 송신기들이 단일 전력 소스를 공유해야 하는 상황에서 발견될 수 있다. 이 상황은 특히 예로서 단일 제한 전력 소스가 많은 전력 송신기들에 동력을 공급하도록 요구하는 대중 교통에서 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 단지 전력 수신기들을 요청하는 모든 전력의 요구의 일부만이 이행될 수 있다. 보장 전력 레벨의 재-협상은 기기가 그것들의 배터리를 거의 충전한 전력 수신기들에 대한 전력 레벨을 감소시키기 위해서보다 기기가 거의 빈 배터리를 겪는 전력 수신기에 대해 보다 많은 전력을 이용 가능하게 만들도록 허용한다. 예로서, 이러한 송신기들은 그것들의 요구하는 전력 요건들에 대해(즉, 그것들에 의해 동력을 공급받는 수신기들) 다른 송신기들과 통신하기 위해 통신 유닛들을 포함할 수 있으며, 그 후 최적의 동력 상황에 대해 서로의 사이에서 결정할 수 있다. 이것은 재-협상 단계에서 통합될 수 있으며, 여기에서 수신기(또는 심지어 입력 수단을 통해 수신기의 사용자)는 그것이 현재 보다 적은 전력에 포함될 수 있음을 표시할 수 있다.

실시예에서, 수신기는 송신기가 보장 전력 레벨을 공급하도록 요청하기 위해 특정 TX 요청 패킷을 사용할 수 있다.

전력 송신기의 적합성을 검출하기 위한 상이한 접근법들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 가능한 전력 송신기들이 식별 및 구성 단계 동안 전력 수신기로부터의 메시지에 응답하여, 전력 레벨을 약간 변경할 수 있다. 이러한 변화는 전력 수신기로부터의 데이터 메시지들 사이에서의 시간 간격들 동안 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 실시예들에서, 짧고 작은 진폭 감소(또는 증가)가 그것이 양방향 통신 및 협상 단계를 지원하는 것이 가능할 수 있음을 표시하기 위해 전력 송신기에 의해 사용된다.

특정 예로서, 식별 및 구성 단계 동안, 전력 수신기는 전력 수신기에 의해 지원된 Qi 규격 버전의 표시(예로서, 그것은 그것이 버전 2.0 호환 가능한 전력 수신기임을 표시할 수 있다)를 포함하는 식별 메시지를 송신한다. 전력 송신기가 연관된 기능을 지원할 수 있다면(예로서, 그것이 통상적으로 버전 2.0 또는 보다 새로운 디바이스인 전력 송신기에 대응하는, 버전 2.0을 지원할 수 있다면), 그것은 일시적으로 진폭을 변경한다.

전력 수신기는 그에 따라 전력 송신기에 전달되는 메시지들 중간에 전력 신호를 모니터링할 수 있으며, 변화가 검출된다면, 전력 수신기는 협상 단계를 지원하기 위해 전력 송신기를 고려하며, 그것은 그에 따라 나중 단계에서 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신할 수 있다.

상이한 접근법들이 협상 단계를 종료하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

실제로, 협상 사이클들의 수는 얼마나 많은 파라미터들이 전력 수신기(105)가 협상하기를 원하는지에 의존하여(및 가능하게는 전력 송신기(101)의 응답들에 의존하여) 변할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 전력 수신기(105)는 그것이 협상된 전력 전송 계약에 만족할 때 협상 단계 종료 메시지를 송신할 수 있다. 협상 단계 종료 메시지를 수신할 때, 전력 송신기(101)는 협상 단계를 종료하며 전력 전송 단계로 이동할 것이다. 몇몇 실시예들에서, 전력 송신기는 협상 단계 종료 메시지의 수신을 수신 확인할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 전력 수신기(105)는 수신 확인이 수신될 때까지(또는 타임 아웃이 발생할 때까지) 간격을 두고 협상 단계 종료 메시지를 반복할 수 있다. 그것은 그 후 전력 전송 단계로 이동할 것이다. 다른 실시예들에서, 그것은 협상 단계 종료 메시지를 송신한 후 전력 전송 단계로 바로 이동할 수 있다.

특정 예로서, 전력 수신기는 통상적으로 0 이상의 협상 사이클들 후 전력 전송 단계로 들어가길 원할 것이다. 상기 경우에, 전력 수신기는 전력 협상이 완료하였음을 표시하는 협상 단계 종료 메시지(협상 완료 요청)를 전력 송신기에 전송한다. 협상 단계 종료 메시지를 수신할 때, 전력 송신기는 이전 계약에 기초하지만, 협상 단계의 협상 사이클들에서 협상된 파라미터들에 의해 수정된 전력 전송 계약을 수립한다. 전력 송신기는 그것이 수용 메시지를 전송함으로써 협상 단계 종료 메시지를 수용한다고 표시한다. 그것은 그 후 행해진 동작 파라미터들을 적용하기 시작하며 전력 전송 단계로 진행한다. 전력 수신기가 수용 메시지를 수신한다면, 그것은 행해진 동작 파라미터들을 적용하기 시작하며 전력 전송 단계로 진행한다.

몇몇 이유로 전력 송신기가 현재 파라미터들에 기초하여 새로운 전력 전송 계약을 수립하기를 원하지 않는다면, 그것은 거절 메시지로 응답하여 협상 단계에 남아 있는다. 전력 수신기가 거절 응답을 수신한다면, 그것은 전력 협상 단계에 남아 있는다. 전력 수신기는 그 후 재-협상에 의해 상황을 복구하려고 노력할 수 있거나, 또는 그것은 수정된 전력 계약 없이 협상 단계를 떠날 수 있다.

전력 송신기가 통신 에러로 인해 협상 단계 종료 메시지를 정확하게 수신하지 않는다면, 그것은 응답 메시지를 전송하지 않을 것이다. 전력 수신기가 응답 메시지를 수신하지 않는다면, 그것은 전력 협상 단계에 남아 있지만, 그것은 협상 단계 종료 메시지를 반복할 수 있다. 전력 수신기가 통신에서의 에러로 인해 응답 메시지를 정확하게 수신하지 않는다면, 그것은 전력 협상 단계에 남아 있지만, 그것은 협상 단계 종료 메시지를 반복할 수 있다.

전력 수신기가 전력 전송 단계로 진행하기를 원하지 않는 경우에, 전력 수신기는 전용 전력-종료 메시지 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 전력 송신기는 협상 단계를 떠나며 Qi 시스템에 대해 선택 단계에 대응하는 대기 단계로 리턴한다. 따라서, 전력 수신기는 협상 단계를 종료할 뿐만 아니라 전체 전력 전송 셋-업 프로세스를 또한 종료하는 전용 메시지를 협상 단계 동안 전송할 수 있다. 전력 수신기는 구체적으로 전력 송신기와 협상될 수 있는 파라미터들의 세트가 전력 수신기의 동작에 불충분하다고(예로서, 그것은 그것이 원하는 전력 레벨을 획득할 수 없다) 결정할 수 있으며 그것은 그에 따라 프로세스를 포기할 수 있다.

더욱이, 몇몇 실시예들 및 시나리오들에서, 전력 송신기(101)는 협상 단계에 있을 때 전력 제어 에러 메시지를 수신할 수 있다. 이들 전력 제어 에러 메시지들은 전력 전송을 위한 전력 제어 루프를 동작시키기 위해 전력 전송 단계에서 사용된다. 그것들은 구체적으로 원하는 동작 포인트에 있도록 전력 신호를 제어하기 위해 전력 수신기(105)에 의해 발생된다.

전력 송신기가 협상 단계에 있을 때 전력 제어 에러 메시지를 수신한다면, 그것은 전력 전송 단계로 직접 이동한다. 더욱이, 전력 송신기가 많은 실시예들에서 협상 단계 동안 도입된 변화들을 폐기할 것이며, 협상 단계에 들어가기 전에 준비가 되어 있는 전력 계약을 갖고 전력 전송 단계에 들어갈 것이다.

이러한 접근법은 예를 들면 전력 단계에 매우 빨리 들어가기 위해 전력 수신기에 의해 사용될 수 있다(예로서, 사용자가 전력 수신기를 동작시키기 시작한다면). 이러한 경우에, 전력 수신기는 전력 제어 에러 메시지를 간단히 전송할 수 있으며 전력 전송 단계로 직접 이동할 수 있다. 전력 제어 에러 메시지를 수신할 때, 전력 송신기는 또한 전력 전송 단계로 바로 이동할 것이다.

따라서, 전력 수신기가 빨리 전력 전송 단계로 진행하기를 원하는 경우에, 그것은 제어 에러 패킷을 전송할 수 있다. 전력 송신기 및 전력 수신기 양쪽 모두가 새로운 전력 전송 계약을 수립하지 않고 제어 에러 패킷의 통신 후 전력 전송 단계로 즉시 진행할 것이며, 그에 의해 이전 수립된 전력 전송 계약을 변경되지 않은 채로 둔다.

접근법은 더욱이 가능한 에러 상황을 다룰 수 있다. 예를 들면, 에러가 전력 송신기가 협상 단계에 있는 반면 전력 수신기가 전력 전송 단계에 있는 것을 야기한다면, 전력 수신기는 전력 전송 단계에 있을 때 표준 절차의 일부로서 전력 제어 에러 메시지를 송신할 것이다. 이것은 그 후 자동으로 전력 송신기로 하여금 전력 전송 단계로 또한 이동하며 그에 의해 상황을 바로잡게 할 것이다.

이러한 시나리오는 가능하게는 전력 수신기가 협상을 요청하며 전력 송신기가 협상을 지원하지만, 전력 수신기가 정확하게 또는 제때 수용 메시지를 수신하지 않는다면 발생할 수 있다. 이러한 경우에, 전력 수신기는 전력 송신기가 협상 단계에 들어갈 동안 전력 전송 단계에 들어갈 수 있다. 이것은 원치 않는 상황이다.

전력 수신기가 임의의 통신 에러가 발생하였음을 의심하지 않는다면, 그것은 전력 전송 단계에 대한 요건들에 따라 진행할 것이며 그에 따라 그것은 제어 에러 패킷들을 송신해야 한다. 협상 단계에 있는 동안, 전력 송신기가 제어 에러 패킷을 수신한다면, 그것은 협상 없이 전력 전송 단계로 진행할 것이다.

전력 수신기가 예로서 에러들을 가진 몇몇 응답 또는 늦은 응답을 검출함으로써, 통신 에러를 의심한다면, 그것은 대신에 재-구성에 대한 요청을 가진 전력의 종료 패킷을 전송함으로써 전력 전송 단계로부터 식별 및 구성 단계로 리턴할 수 있다. 전력 송신기 및 전력 수신기는 그 후 구성 단계로 다시 들어갈 것이다. 이것은 구성 단계로부터 협상에 들어가기 위한 제 2 시도를 가능하게 한다.

몇몇 알려지지 않은 이유로, 전력 수신기가 구성 단계에 들어가는 동안 전력 송신기가 전력 전송 단계에 들어간다면, 전력 송신기는 그것이 특정한 시간 내에서 제어 에러 패킷을 수신하지 않는 경우 전력 전송을 종료할 것이다. 협상 모드에서의 전력 수신기는 그것이 전력 전송 단계에 들어가길 원하지 않는 한 제어 에러 패킷을 전송하지 않을 것이다. 따라서, 이 경우에 프로세스는 자동으로 종료될 것이며 수신기에 의해 재초기화될 수 있다.

Qi 시스템에 적용될 때 상이한 단계들의 동작 및 상호 연동의 예가 도 7에 예시된다.

명료함을 위해 상기 설명은 상이한 기능 회로들, 유닛들 및 프로세서들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 상이한 기능 회로들, 유닛들 또는 프로세서들 사이에서의 기능의 임의의 적절한 분포는 본 발명으로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들면, 별개의 프로세서들 또는 제어기들에 의해 수행되는 것으로 예시된 기능은 동일한 프로세서들 또는 제어기들에 의해 수행될 수 있다. 그러므로 특정한 기능 유닛들 또는 회로들에 대한 참조들은 단지 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 나타내기보다는 설명된 기능을 제공하기 위한 적절한 수단에 대한 참조로서 보여지는 것이다.

더욱이, 협상 단계는 예로서 전력 송신기 또는 수신기가 동력 공급 동안 어떻게 재구성하도록 허용되는지에 관계없이 및 가능하게는 그에 대한 추가 정보를 갖고와 같이, 진전된 옵션들이 이용 가능한 송신기 및 수신기 사이에서 조정하기 위해 편리하게 사용될 수 있다. 이것은 순탄하게 진행되어야 한다. 그것이 제 1 협상 동안 사전 합의된다면, 송신기 또는 수신기는 이러한 요청을 시작할 수 있으며, 그 후 표준이 제 1 협상 동안 사전 정의되는지 또는 합의되는지에 관계없이 다음 프로세스 상태들 및 프로세싱의 체인이 발생할 것이다. 동일한 원리가 전체 새로운 협상을 시작하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 전체 옵션들이 이용 가능하다. 예로서, 제 1 협상이 최소 수의 필수적인 파라미터들의 통신을 가진 빠른 것이며, 따라서, 동력 공급이 빨리 시작할 수 있다. 그동안에, 많은 추가 정보가 수집될 수 있으며(예로서, 사용자는 그가 보다 긴급하게 그의 수신기를 제거할 필요가 있음을 표시할 수 있거나, 또는 송신기는 여러 개의 다른 장치들과의 동력 공급 계약들을 협상할 수 있거나, 또는 수신기는 그의 배터리들의 과도한 테스팅을 행할 수 있거나, 또는 수신기 또는 송신기가 다른 관련 파라미터들을 테스트하거나 또는 측정할 수 있다), 그 후 필요하다면 보다 상세한 협상 단계가 시작될 수 있다.

예로서, 상기 옵션들을 가능하게 하기 위해, 미래 Qi 또는 유사한 전력 전송 표준이 "재-구성 및 재-협상(0x06)을 위한 Tx 지원을 검사"라 불리우는 패킷을 포함할 수 있으며, 이것은 다음과 같이 정의될 수 있다:

ReConf 이 비트가 1로 설정되면, 전력 수신기는 전력 송신기가 재-구성을 지원하는지를 검사한다. 섹션 6.3.2는 전력 수신기가 어떻게 재-구성에 대해 표시할 수 있는지를 설명한다.

ReConf 이 비트가 1로 설정된다면, 전력 수신기는 전력 송신기가 재-협상을 지원하는지를 검사한다. 섹션 6.3.2는 전력 수신기가 재-협상에 대해 어떻게 표시할 수 있는지를 설명한다.

특정 TX 요청 패킷(0x020)은:

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이것들의 임의의 조합을 포함한 임의의 적절한 형태로 구현될 수 있다. 특히 제어 전략 및 프로세스 단계들의 흐름을 구현한 제어기, 및 모든 그것의 수단 또는 물리적 또는 기능적 유닛들은 예를 들면, 예로서 상태 기계를 포함한 프로세서 등과 같이, 일반 프로세서상에서 구동하는 소프트웨어, 또는 전용 ASIC으로서 물리적으로 구현될 수 있다. 본 발명은 선택적으로 하나 이상의 데이터 프로세서들 및/또는 디지털 신호 프로세서들 상에서 구동하는 컴퓨터 소프트웨어로서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예의 요소들 및 구성요소들은 임의의 적절한 방식으로 물리적으로, 기능적으로 및 논리적으로 구현될 수 있다. 실제로 기능은 단일 유닛에, 복수의 유닛들에 또는 다른 기능 유닛들의 일부로서 구현될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 단일 유닛에 구현될 수 있거나 또는 물리적으로 및 기능적으로 상이한 유닛들, 회로들 및 프로세서들 사이에 분포될 수 있다. 우리가 시스템 구성들 또는 방법 실시예들을 갖고 설명한 모든 옵션들이 또한 송신기들 또는 수신기들의 대응하는 버전들에서 실현될 수 있으며, 그에 의해 유사하게 개시된다는 것이 숙련자에게 명백해야 한다.

본 발명은 몇몇 실시예들과 관련되어 설명되지만, 그것은 여기에 제시된 특정 형태로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 단지 첨부한 청구항들에 의해서만 제한된다. 부가적으로, 특징이 특정한 실시예들과 관련되어 설명되는 것처럼 보일 수 있지만, 이 기술분야의 숙련자는 설명된 실시예들의 다양한 특징들이 본 발명에 따라 조합될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 청구항들에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

더욱이, 개별적으로 열거되지만, 복수의 수단들, 요소들, 회로들 또는 방법 단계들이 예로서 단일 회로, 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 부가적으로, 개개의 특징들이 상이한 청구항들에 포함될 수 있지만, 이것들은 가능하게는 유리하게 조합될 수 있으며, 상이한 청구항들에서의 포함은 특징들의 조합이 실현 가능하며 및/또는 유리하지 않음을 내포하지 않는다. 또한 청구항들의 하나의 카테고리에서의 특징의 포함은 이러한 카테고리에 대한 제한을 암시하지 않으며 오히려 특징이 적절하게 다른 청구항 카테고리들에 동일하게 적용 가능하다는 것을 표시한다. 더욱이, 청구항들에서의 특징들의 순서는 특징들이 작동되어야 하는 임의의 특정한 순서를 암시하지 않으며 특히 방법 청구항에서의 개개의 단계들의 순서는 단계들이 이러한 순서로 수행되어야 함을 암시하지 않는다. 오히려, 단계들은 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 또한 단수형 참조들은 복수를 제외하지 않는다. 따라서, 부정관사("a", "an"), "제 1", "제 2" 등에 대한 참조들은 복수를 배제하지 않는다. 청구항들에서의 참조 부호들은 단지 예를 명료화하는 것이 임의의 방식으로 청구항들의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 하는 것으로서 제공된다.

101: 전력 송신기 103: 송신기 코일/인덕터
105: 전력 수신기 107: 수신기 코일
201: 전력 송신기 통신 유닛 203: 송신기 제어기
205: 변조기 207: 구동기
209: 감지 유닛 211: 복조기
301: 전력 수신기 통신 유닛 303: 수신기 제어기
307: 로드 309: 변조기
313: 감지 유닛 315: 복조기
317: 전력 유닛 319: 전력 로드
401: 정류기

Claims

전력 수신기(105)를 위한 무선 전력 신호를 발생시키도록 배열된 전력 송신기(101)를 포함한 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법으로서, 상기 유도 전력 전송 시스템은 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법에 있어서,
상기 전력 수신기(105)가 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기(101)에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하는 단계;
상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)가 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계(505, 507);
상기 전력 수신기(105)가 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하는 단계(509);
상기 전력 송신기(101)가 수신 확인을 상기 전력 수신기(105)에 송신함으로써 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하는 단계(511);
상기 전력 송신기(101)가 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계;
상기 전력 수신기(105)가 상기 전력 송신기(101)로부터 상기 수신 확인을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 및
상기 전력 수신기 및 전력 송신기가 상기 요청된 협상 단계를 수행함으로써 제 2 세트의 동작 파라미터들을 결정하는 단계(513, 515)를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 수신기(105)는 전력 전송 단계 동안 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 송신하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 수신기(105)는 전력 전송 단계에 들어가기 전에 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 송신하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구성 단계(505, 507)는 상기 전력 수신기(105)가, 상기 전력 송신기(101)가 협상 단계를 지원하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 전력 수신기(105)는 상기 전력 송신기(101)가 상기 협상 단계를 지원하는지 여부에 대한 상기 결정에 의존하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 송신할지 여부를 선택하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 세트의 동작 파라미터들은 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에서의 상기 통신에 대한 통신 파라미터를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 세트의 동작 파라미터들은 상기 전력 송신기(101)로부터 상기 전력 수신기(105)로의 전력 전송을 위한 전력 레벨 파라미터를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 세트의 동작 파라미터들은 상기 송신기가 송신해야 하는 보장 전력 레벨을 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 전력 레벨 파라미터는 최대 정류 전력 레벨인, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 세트의 동작 파라미터들은 상기 전력 송신기(101)가 재-구성 요청에 의해 전력 전송 단계로부터 구성 단계로의 전이를 지원하는지 여부에 대한 표시를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 세트의 동작 파라미터들은 상기 전력 송신기(101)가 재-협상 요청에 의해 전력 전송 단계로부터 협상 단계로의 전이를 지원하는지에 대한 표시를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 협상 단계(513, 515)에 있을 때, 상기 전력 수신기(105) 및 전력 송신기(101)는 다수의 협상 사이클들에서 상기 제 2 세트의 파라미터들을 결정하며, 각각의 협상 사이클은 상기 전력 수신기(105)가 동작 파라미터를 특정하는 메시지를 송신하는 단계 및 상기 전력 송신기(101)가 상기 동작 파라미터를 수용 또는 거절하는 메시지로 응답하는 단계를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 협상 단계(513, 515)에 있을 때, 상기 전력 송신기(101)는 상기 전력 수신기(105)로부터 전력 제어 에러 메시지를 수신하는 것에 응답하여 전력 전송 단계로 진행하는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 협상 단계(513, 515)에 있을 때, 상기 전력 수신기(105)는 협상 단계 종료 메시지를 송신하며, 상기 전력 송신기(101)는 상기 협상 단계 종료 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 협상 단계를 종료하고 전력 전송 단계에 들어가는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 협상 단계(513, 515)에 있을 때, 상기 전력 수신기(105)는 상기 제 2 세트의 파라미터들이 상기 전력 수신기들 요건들을 충족시키지 않는다는 결정에 응답하여 전력-종료 메시지를 송신하며, 상기 전력 송신기(101)는 상기 전력-종료 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 협상 단계를 종료하며 대기 단계로 리턴하도록 배열되는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 협상 단계(513, 515)에 있을 때, 상기 전력 수신기(105)는 전력 제어 에러 메시지를 송신하며 상기 협상 단계에 의해 도입된 파라미터 변화들을 폐기한 후 전력 전송 단계로 들어가고, 상기 전력 송신기(101)는 상기 전력 제어 에러 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 협상 단계에 의해 도입된 파라미터 변화들을 폐기한 후 상기 협상 단계를 종료하며 상기 전력 전송 단계에 들어가는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청은 상기 구성 단계의 메시지에 포함되는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필수 구성 단계(505, 507)는 Qi 전력 전송 표준 버전(1.0 또는 1.1)의 상기 규격들에 따라 수행되는, 유도 전력 전송 시스템에 대한 동작의 방법.
전력 수신기(105)를 위한 무선 전력 신호를 발생시키는 전력 송신기(101)를 포함한 유도 전력 전송 시스템의 전력 송신기(101)의 동작의 방법으로서, 상기 유도 전력 전송 시스템은 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 유도 전력 전송 시스템의 전력 송신기(101)의 동작의 방법에 있어서,
필수 구성 단계를 개시하는 신호 세기 패키지를 상기 전력 수신기(105)로부터 수신하는 단계;
제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계(507);
상기 전력 수신기(105)로부터 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 수신하는 단계;
상기 전력 수신기(105)에 수신 확인을 송신함으로써 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하는 단계(511);
상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 및
제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키는 단계(513)를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템의 전력 송신기의 동작의 방법.
전력 수신기(105)를 위한 무선 전력 신호를 발생시키는 전력 송신기(103)를 포함한 유도 전력 전송 시스템의 상기 전력 수신기(105)의 동작의 방법으로서, 상기 전력 송신 시스템은 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하고, 상기 2-방향 통신은 상기 전력 신호의 변조에 기초하는, 상기 유도 전력 전송 시스템의 상기 전력 수신기(105)의 동작의 방법에 있어서,
신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기(101)에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하는 단계;
제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작시키는 단계(505);
상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하는 단계(509);
상기 전력 송신기(101)로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가는 단계; 및
제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작시키는 단계(515)를 포함하는, 유도 전력 전송 시스템의 전력 수신기의 동작의 방법.
전력 송신기(101) 및 전력 수신기를 포함한 유도 전력 전송 시스템으로서, 상기 전력 송신기(101)가 상기 전력 수신기(105)를 위한 무선 전력 신호를 발생시키도록 배열되고 상기 유도 전력 전송 시스템이 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하도록 배열되는, 상기 유도 전력 전송 시스템에 있어서,
상기 전력 수신기(105)는 신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기(101)에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하도록 배열되고;
상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)는 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작(505, 507)시키도록 배열되고;
상기 전력 수신기(105)는 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신하도록 배열되고;
상기 전력 송신기(101)는 상기 전력 수신기(105)에 수신 확인을 송신함으로써 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인하도록 배열되고;
상기 전력 송신기(101)는 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가도록 배열되고;
상기 전력 수신기(105)는 상기 전력 송신기(101)로부터 상기 수신 확인을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가도록 배열되며;
상기 전력 수신기 및 전력 송신기는 상기 요청된 협상 단계를 수행함으로써 제 2 세트의 동작 파라미터들을 결정(513, 515)하도록 배열되는, 유도 전력 전송 시스템.
유도 전력 전송 시스템을 위한 전력 송신기(101)로서, 상기 유도 전력 전송 시스템은 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 전력 송신기에 있어서,
상기 전력 신호를 발생시키기 위한 수단;
필수 구성 단계를 개시하는 신호 세기 패키지를 상기 전력 수신기(105)로부터 수신하기 위한 수단;
제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작(507)시키기 위한 수단;
상기 전력 수신기(105)로부터 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 수신하기 위한 수단;
상기 전력 수신기(105)에 수신 확인을 송신함으로써 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신 확인(511)하기 위한 수단;
상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 상기 요청을 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 수단; 및
제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작(513)시키기 위한 수단을 포함하는, 전력 송신기.
전력 수신기(105)를 위한 무선 전력 신호를 발생시키는 전력 송신기(103)를 포함한 유도 전력 송신 시스템의 전력 수신기(105)로서, 상기 전력 송신 시스템은 상기 전력 신호의 변조에 기초하여 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105) 사이에 2-방향 통신을 지원하는, 상기 전력 수신기(105)에 있어서,
수신기 제어기(303)로서,
신호 세기 패키지를 상기 전력 송신기(101)에 송신함으로써 필수 구성 단계를 개시하기 위한 수단;
제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 필수 구성 단계를 동작(505)시키기 위한 수단;
상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 요청을 송신(509)하기 위한 수단;
상기 전력 송신기(101)로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 요청된 협상 단계에 들어가기 위한 수단; 및
제 2 세트의 전력 전송 동작 파라미터들이 상기 전력 송신기(101) 및 상기 전력 수신기(105)를 위해 선택되는 상기 요청된 협상 단계를 동작(515)시키기 위한 수단을 포함하는, 상기 수신기 제어기(303)를 포함하는, 전력 수신기.
제 22 항에 있어서,
어떤 수신 확인도 미리 결정된 응답 시간 내에 수신되지 않는 경우에 상기 제 1 세트의 전력 전송 동작 파라미터들에 기초하여 셋 업된 전력 전송 단계에 들어가기 위한 수단을 포함하는, 전력 수신기.