KR20160148035A - 무선 전력 충전 시스템들에서 전력 및 임피던스를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

무선 전력 충전 시스템들에서 전력 및 임피던스를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 수신 안테나에서 전압을 유도하기 위해 송신 안테나를 통해 자기장을 생성하여 유닛에 전력을 공급하고 및/또는 수신기의 배터리를 충전할 수도 있다. 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 무선 전력 전송의 동작 주파수보다 더 높은 제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하도록 구성된 제 1 클록을 포함한다. 장치는 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성된 제어기를 더 포함하고, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수보다 더 높다. 제어기는 또한 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하도록 구성된다.

Description

무선 전력 충전 시스템들에서 전력 및 임피던스를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING POWER AND IMPEDANCE IN WIRELESS POWER CHARGING SYSTEMS}
기재된 기법은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 개시물은 무선 전력 충전 시스템들에서 전력 및 임피던스를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관련된다.
무선 전력 시스템들은 전력 전송 유닛 (예를 들어, 충전 디바이스) 및 충전될 하나 이상의 전력 수신 유닛들 (예를 들어, 셀폰, 랩탑 등) 을 포함할 수도 있다. 전력 수신 유닛들은 일단 충전되면 전력 전송 유닛으로부터 전력을 수신하는 것을 정지하도록 구성될 수도 있다. 하지만, 전력 전송 유닛의 충전 영역 내에 존재하는 비호환 오브젝트가 전력을 무한정 수신하는 것을 계속할 수도 있다. 이러한 상황은, 비호환 오브젝트가 수신하는 전력을 열로서 소진하여, 손상 또는 신체적 상해를 야기할 수도 있기 때문에 안전성 위험을 제시한다.
전력 전송 유닛은 비호환 오브젝트에 의해 야기된 임피던스 시프트에 기초하여 비호환 오브젝트의 존재를 검출하도록 구성될 수도 있다. 전력 전송 유닛은 또한 전력 수신 유닛들에 의해 수신된 전력의 양과 전력 수신 유닛에 송신된 전력을 양을 비교하는 것에 의해 비호환 오브젝트를 검출할 수도 있다. 하지만, 종래 전력 전송 유닛들은 비호환 오브젝트를 정확히 검출하기 위해 충분한 속도 및 정확도로 전력 및 임피던스를 측정하도록 구성되지 않을 수도 있다. 따라서, 무선 전력 충전 시스템들에서 전력 및 임피던스를 측정하기 위한 개선된 시스템들 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 무선 전력 전송의 동작 주파수보다 더 높은 제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하도록 구성된 제 1 클록을 포함한다. 장치는 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성된 제어기를 더 포함하고, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수보다 더 높다. 제어기는 또한 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하도록 구성된다.
또한, 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 무선 전력 전송의 동작 주파수보다 더 높은 제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 제어기에 의해 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하는 단계를 더 포함한다. 제어기는 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성되고, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록의 제 2 클록 주파수보다 더 높다.
또한, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 무선 전력 전송의 동작 주파수보다 더 높은 제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하는 수단을 포함한다. 장치는 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하는 수단을 더 포함한다. 측정하는 수단은 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성되고, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록의 제 2 클록 주파수보다 더 높다.
도 1 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 예시적인 무선 전송 시스템의 기능 블록 다이어그램이다.
도 2 는 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에 사용될 수도 있는 예시적인 컴포넌트들의 기능 블록 다이어그램이다.
도 3 은 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 도 2 의 송신기 또는 수신기에서 구현될 수도 있는 공진 회로의 개략적인 다이어그램이다.
도 4 는 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기들, 및 비호환 오브젝트를 포함하는 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 5 는 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에 사용될 수도 있는 송신기의 기능 블록 다이어그램이다.
도 6 은 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 도 4 의 무선 전력 전송 시스템에 사용될 수도 있는 수신기의 기능 블록 다이어그램이다.
도 7 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 5 의 송신기를 구현하는 예시적인 회로의 개략적인 다이어그램이다.
도 8 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법의 플로우챠트이다.
도면들에 도시된 다양한 피처들은 일정 비율로 도시되지 않을 수도 있다. 따라서, 다양한 피처들의 치수들은 명확성을 위해 임의로 확장되거나 감소될 수도 있다. 부가적으로, 도면들의 일부는 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 모든 컴포넌트들을 도시하지 않을 수도 있다. 마지막으로, 같은 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전체에 걸쳐 같은 피처들을 지칭하도록 사용될 수도 있다.
첨부된 도면들과 연계하여 하기에 기술되는 상세한 설명은 소정의 구현들의 설명으로서 의도되고 발명이 실시될 수도 있는 구현들만을 나타내도록 의도되지 않는다. 이러한 설명 전체에 걸쳐 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 예증, 또는 예시로서 작용하는" 을 의미하고 반드시 다른 예시적인 구현들보다 선호되거나 이로운 것으로 해석되지 않아야 한다. 상세한 설명은 개시된 실시형태들의 철저한 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 상세들을 포함한다. 일부 경우들에서, 일부 디바이스들은 블록 다이어그램 형태로 나타낸다.
무선으로 전력을 전송하는 것은 전기장, 자기장, 전자기장과 연관된, 또는 그렇지 않으면 물리적 전도체들의 사용없이 송신기에서 수신기로 에너지의 임의의 형태를 전송하는 것을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선장 (예를 들어, 자기장) 으로 출력된 전력은, 전력 전송을 달성하기 위해 "수신하는 안테나" (또는 "수신 안테나") 에 의해 수신되고, 캡처되며, 또는 커플링될 수도 있다.
도 1 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 전력 시스템에 느슨하게 커플링될 수도 있는, 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능 블록 다이어그램이다. 입력 전력 소스 (102) 가 송신기 (104) 에 제공될 수도 있다. 송신기 (104) 는 에너지장 (105)(예를 들어, 자기장) 을 생성하기 위해 에너지 송신을 출력하도록 구성된 송신 안테나 (114) 를 포함할 수도 있다.
수신기 (108) 는 에너지장 (105) 에 (예를 들어, 유도성 커플링에 의해) 커플링하고 에너지장 (105) 으로부터 에너지를 수신 (즉, 캡처) 하도록 구성된 수신 안테나 (118) 를 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 수신된 에너지에 기초하여 출력 전력 소스 (110) 를 생성하도록 구성될 수도 있다. 송신기 (104) 가 수신기 (108) 에 무선 전력 전송을 제공할 수도 있는 에너지장 (105) 의 영역은 커플링 모드 영역으로서 지칭될 수도 있다. 디바이스 (미도시) 는 출력 전력 소스 (110) 에 동작가능하게 접속될 수도 있고 수신된 전력을 저장하거나 소비하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 에너지장 (105) 은 송신기 (104) 의 "근거리장" 에 대응할 수도 있다. 근거리장은 송신 안테나 (114) 로부터 멀리 전력을 방사하는 송신 안테나 (114) 의 전하 및 전류로부터 발생하는 강한 리액티브장이 있을 수도 있는 영역에 대응할 수도 있다. 일부 경우들에서, 근거리장은 송신 안테나 (114) 의 약 1 파장 (또는 그 부분) 내에 있는 영역에 대응할 수도 있다. 근거리장 내에서의 에너지 전송은 근거리장의 외부 (즉, 원거리장) 에서의 에너지 전송보다 더 효율적일 수도 있다.
일부 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 수신기 (108) 의 공진 주파수 및 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 유사할 수도 있는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 이러한 구성에 있어서, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실의 레벨은 최소일 수도 있고 수신기 (108) 는 상호적이지 않은 공진 구성들과 비교하여 더 긴 거리로부터 에너지장 (105) 에 커플링하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 공진 커플링 기법들은 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 송신기 및 수신기 구성들에 걸쳐 개선된 무선 전력 전송 효율을 제공할 수도 있다.
도 2 는 발명의 여러 예시적인 실시형태들에 따른, 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 에서 사용될 수도 있는 예시적인 컴포넌트들의 기능 블록 다이어그램이다. 무선 전력 전송 시스템 (100) 은 송신기 (204) 및 수신기 (208) 를 포함할 수도 있다 송신기 (204) 및 수신기 (208) 는, 도 1 을 참조하여 위에 기재된 바와 같은, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 처럼 각각 구성될 수도 있다. 송신기 (204) 는 송신 안테나 (214) 에 동작가능하게 접속된 송신 회로 (206) 를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (206) 는 발진기 (222), 드라이버 회로 (224), 및 필터 및 매칭 회로 (226) 를 포함할 수도 있다.
발진기 (222) 는, 원하는 동작 주파수, 예를 들어 468.75 KHz, 6.78 MHz 또는 13.56 MHz 에서 발진 구형파 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 발진 신호는 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조정될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 발진기 (222) 에 동작가능하게 접속될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 발진기 (222) 로부터 구형파 신호를 수신하고 사인파를 출력하도록 구성될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 예를 들어, 송신 안테나 (214) 의 공진 주파수에서 송신 안테나 (214) 를 구동하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 드라이버 회로 (224) 는 스위칭 증폭기, 예를 들어 등급 E 증폭기일 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (226) 는 드라이버 회로 (224) 및 송신 안테나 (214) 에 동작가능하게 접속될 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (226) 는 고조파 또는 다른 원치않는 주파수들을 필터링하고 송신 회로 (206) 의 임피던스를 송신 안테나 (214) 의 임피던스와 매칭하도록 구성될 수도 있다.
송신 안테나 (214) 는 도 1 을 참조하여 위에 기재된 바와 같은 송신 안테나 (114) 처럼 구성될 수도 있다. 송신기 (204) 는 송신 안테나 (214) 를 통해 에너지장 (205)(예를 들어, 시변 자기장) 을 생성하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 송신기 (204) 는 위에 기재된 바와 같이 송신 안테나 (214) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수에서 에너지장 (205) 을 생성하도록 구성될 수도 있다. 송신 안테나 (214) 는 전자 디바이스 (예를 들어, 수신기 (208)) 의 부하를 충전하거나 이에 전력을 공급하기에 충분한 레벨에서 무선으로 전력을 출력하도록 구성될 수도 있다. 전력 출력은, 예를 들어 상이한 전력 요건들을 갖는 상이한 디바이스들에 전력을 공급하거나 이들을 충전하기 위해 필요한 전력 레벨에 기초하여 대략 300 밀리와트 내지 20 와트일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 더 높거나 더 낮은 전력 레벨들이 또한 제공될 수도 있다.
수신기 (208) 는 수신 회로 (210) 에 동작가능하게 접속된 수신 안테나 (218) 를 포함할 수도 있다. 수신 안테나 (218) 는 도 1 을 참조하여 위에 기재된 바와 같은 수신 안테나 (118) 처럼 구성될 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 수신기 (208) 는 에너지장 (205)(예를 들어, 시변 자기장) 으로부터 전력을 수신하도록 포지셔닝될 수도 있고 수신 안테나 (218) 에서 전류를 유도하도록 구성될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 수신 안테나 (218) 및 송신 안테나 (204) 는 효율적인 무선 전력 전송을 위해 제공할 수도 있는 실질적으로 동일한 주파수에서 공진하도록 구성될 수도 있다. 수신 안테나 (218) 는 시변 자기장의 교류 전류 (AC) 신호를 유도하도록 구성될 수도 있다.
수신 회로 (210) 는 수신 안테나 (218) 에 동작 가능하게 접속된 매칭 회로 (232) 및 정류기 및 스위칭 회로 (234) 를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (232) 는 수신 회로 (210) 의 임피던스를 수신 안테나 (218) 의 임피던스와 매칭하도록 구성될 수도 있다. 정류기 및 스위칭 회로 (234) 는 매칭 회로 (232) 에 동작가능하게 접속될 수도 있다. 정류기 및 스위칭 회로 (234) 는 매칭 회로 (232) 를 통해 수신 안테나 (214) 에 의해 유도된 AC 신호를 수신하고 DC 전력 출력을 생성하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 정류기 및 스위칭 회로는 배터리 (236) 에 동작가능하게 접속될 수도 있고 DC 전력 출력은 배터리 (236) 를 충전하기에 충분할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, DC 전력 출력은 수신기 (208) 에 커플링될 수도 있는 디바이스 (미도시) 에 전력을 공급할 수도 있다.
수신기 (208) 는 배터리 (236)(즉, 부하) 를 선택적으로 디스에이블하도록 구성될 수도 있다. 수신기 (208) 는 또한 송신기 (204) 로부터 수신된 전력의 양이 배터리 (236) 를 충전하기에 충분한지 여부를 결정하고 그 결정에 기초하여 배터리 (236) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 수신기 (208) 는 배터리 (236) 의 충전 없이 무선 전력 전송장으로부터 수신된 전력을 직접 활용하도록 구성될 수도 있다.
도 3 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 2 의 송신기 (204) 또는 수신기 (208) 에서 구현될 수도 있는 공진 회로 (350) 의 개략적인 다이어그램이다. 공진 회로 (350) 는 안테나 (352) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 안테나 (352) 는 코일 (예를 들어, 유도 코일) 일 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 안테나 (235) 는 RF 안테나일 수도 있다. 안테나 (352) 는 저저항을 위해 설계된 안테나 스트립으로서 또는 리츠선 (Litz wire) 으로 구현될 수도 있다. 안테나 (352) 는 실제 치수일 수 있는 "턴들" 을 필요로 하지 않을 수도 있다. 안테나 (352) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작고" (예를 들어, 파장의 부분이고), 커패시터들을 사용하는 것에 의해 사용가능한 낮은 주파수에서 공진하도록 턴되어 공진 주파수를 정의할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 안테나 (352) 는 "루프" 안테나 또는 코일로서 구성될 수도 있다. 안테나 (352) 는 페라이트 코어 (미도시) 와 같은 물리적 코어 또는 에어 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 안테나 (352) 는 에어 코어 루프 안테나일 수도 있다. 이러한 구성에서, 안테나 (352) 는 물리적 코어 안테나 구성과 비교하여 코어의 부근에 배치된 외부 물리적 디바이스들에 더 허용가능할 수도 있다. 에어 코어 구성은 또한 에어 코어 영역 내에서 다른 컴포넌트들의 배치를 위해 제공될 수도 있다. 또한, 이러한 구성은 송신 안테나 (214)(도 2) 의 평면 내에서 수신 안테나 (218)(도 2) 의 배치를 가능하게 할 수도 있으며, 여기서 송신 안테나 (214)(도 2) 의 커플링 모드 영역은 더 효율적인 전력 전송을 제공할 수도 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 송신기 (204) 와 수신기 (208) 사이의 에너지의 효율적인 전달은 송신 안테나 (214) 와 수신 안테나 (218) 사이에서 매칭되거나 거의 매칭되는 공진 동안 발생할 수도 있다. 하지만, 에너지는 송신기 (204) 와 수신기 (208) 사이의 공진이 매칭되지 않은 구성들에서 더 낮은 효율 레벨로 전달될 수도 있다.
안테나 (352) 의 공진 주파수는 안테나 (352) 의 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초할 수도 있다. 인덕턴스는 안테나 (352) 에 의해 생성될 수도 있다. 커패시턴스는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 안테나 (352) 에 부가될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 커패시터 (354) 및 커패시터 (356) 이 공진 회로 (350) 에 부가될 수도 있다. 공진 회로 (350) 는 공진 주파수에서 신호 (358) 를 선택하도록 구성될 수도 있다. 공진 주파수를 지속하는데 필요할 수도 있는 커패시턴스의 양은 안테나 (352) 의 인덕턴스의 양 또는 직경이 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 더 큰 직경의 안테나 (352) 는 더 작은 직경의 안테나 (352) 보다 더 효율적인 에너지 전송을 제공할 수도 있다. 다른 실시형태들은 다른 컴포넌트들을 사용하여 형성된 상이한 공진 회로들을 포함할 수도 있다. 한정이 아닌 다른 예로서, 커패시터는 안테나 (352) 의 2 개의 단자들 사이에서 병렬로 배치될 수도 있다. 안테나 (352) 가 송신 안테나 (214) 로서 구성되는 실시형태에서, 신호 (358) 는 안테나 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 제공할 수도 있다.
도 4 는 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 전력 전송 유닛 (404)("PTU")(예를 들어, 무선 충전을 제공하는 전력 전송 유닛), 전력 수신 유닛 (484)("PRU")(예를 들어, 무선으로 충전가능한 디바이스들인 전력 수신 유닛들), 및 비호환 오브젝트 (486) 를 포함하는 무선 전력 시스템 (400) 을 도시한다. 일부 실시형태들에서, PTU (404) 는 도 2 의 송신기 (204) 와 같이 구성될 수도 있고 PRU들 (484) 의 각각은 도 2 의 수신기 (208) 와 같이 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 에너지장 (예를 들어, 도 2 의 에너지장 (205)) 을 생성하도록 구성될 수도 있고 PRU들 (484) 은 PTU (404) 에 의해 생성된 에너지장에 커플링하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, PTU (404) 는 PTU (404) 의 상부 또는 근방에 포지셔닝된 PRU 를 충전하도록 구성된 무선 충전 매트일 수도 있다.
도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같이, PRU들 (484) 은 PTU (404) 의 에너지장으로부터 수신된 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, PRU들 (484) 은 셀룰러 폰들, 포터블 뮤직 플레이어들, 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 테블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 헤드셋들), 디지털 카메라들, 보청기들 (및 다른 메디컬 디바이스들) 등과 같은 디바이스들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, PRU (484) 는 PRU (484) 로부터 에너지를 수신하도록 구성되는 충전될 디바이스에 접속될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 충전될 디바이스는 PRU (484) 에 통합될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, PRU (484) 는 PTU (404)(예를 들어, 무선 충전 매트) 의 상단에 포지셔닝될 수도 있고, PTU (404) 로부터 전력을 수신할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 무선 전력 시스템 (400) 은 하나 이상의 비호환 오브젝트들 (486)(또는 "비호환 디바이스", "외부 (foreign) 오브젝트", "루즈 (rouge) 오브젝트", 또는 "외부 디바이스") 을 포함할 수도 있다. 비호환 오브젝트 (486) 는 손상된 디바이스, 정확한 사양들로 제작되지 않은 디바이스, 또는 PTU (404) 에 의해 생성된 자기장에 커플링하는 임의의 다른 금속 오브젝트 (예를 들어, 보석류, 안경, 열쇠고리 등) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비호환 오브젝트 (486) 는 PTU (404) 와 통신하도록 구성되지 않을 수도 있고 PTU (404) 의 시스템 알고리즘에 따라 기능하도록 구성되지 않을 수도 있는 디바이스 또는 오브젝트일 수도 있다. 이 실시형태에서, 비호환 오브젝트 (486) 는 비호환 오브젝트 (486) 에 의해 소비되는 전기 에너지의 양을 PTU (404) 에 통지하도록 구성되지 않을 수도 있다.
비호환 오브젝트 (486) 는 에너지장으로부터 디커플링하도록 구성되지 않을 수도 있다. PTU (404) 가 비호환 오브젝트 (486) 를 검출하도록 구성되지 않는 구성에 있어서, PTU (404) 는 비호환 오브젝트 (486) 에 전력을 무한정 전송할 수도 있다. 이 구성에 있어서, 비호환 오브젝트 (486) 는, 비호환 오브젝트 (486) 에 손상을 야기하고, 화재를 야기하고, PTU (404) 의 사용자에게 상처를 입히며, PTU (404) 를 손상시키거나, 또는 다른 안정상 위험들을 야기할 수도 있는, 열로서 수신된 에너지를 소진할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, PTU (404) 는 PTU (404) 의 커플링 모드 영역 내에 포지셔닝된 비호환 오브젝트 (486) 를 검출하도록 구성될 수도 있다. 예시적인 실시형태들에서, PTU (404) 는 PTU (404) 에 의해 송신된 AC 전력의 양 및 PTU (404) 의 송신 안테나에서 관측된 임피던스를 연속적으로 측정하도록 구성될 수도 있다. 송신된 AC 전력의 양은 전압, 전류, 및 PTU (404) 에서 측정된 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋에 기초하여 결정될 수도 있다. 비호환 오브젝트 (486) 는 PTU (404) 에서 측정된 임피던스에서 시프트를 야기할 수도 있고 PTU (404) 는 임피던스에서의 시프트에 기초하여 비호환 오브젝트 (486) 를 검출하도록 구성될 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 송신된 전력의 양, PRU들 (484) 에 의해 수신된 전력의 양, 및 분실된 전력의 양에 기초하여 비호환 오브젝트 (486) 를 검출하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 PRU들 (484) 의 각각에 의해 수신된 전력의 양을 표시하는 신호들을 PRU들 (484) 의 각각으로부터 수신하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 PRU들 (484) 에 송신된 전력의 양과 PRU들 (484) 에 의해 수신된 전력의 양 사이의 차이를 결정하는 것에 의해 분실된 전력 전송의 양을 결정하도록 구성될 수도 있다. 분실된 전력 전송의 양은 열로서 소진된 전력의 양 및 비호환 오브젝트 (486) 에 의해 수신된 전력의 양에 의해 야기될 수도 있다. PTU (404) 는 열로서 소진될 전력의 예상 양을 분실된 전력 전송의 양과 비교하는 것에 의해 비호환 오브젝트 (486) 를 검출하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 전력 전송 손실에 대한 임계보다 큰 분실된 전력의 양에 기초하여 비호환 오브젝트를 검출하도록 구성될 수도 있다.
도 5 는 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 4 의 PTU (404) 의 기능 블록 다이어그램이다. PTU (404) 는 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 커플링된 송신 회로 (506) 를 포함할 수도 있다. 송신 안테나 (514) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 송신 안테나 (214) 처럼 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 송신 안테나 (514) 는 코일 (예를 들어, 유도 코일) 일 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 송신 안테나 (514) 는 RF 안테나일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 송신 안테나 (514) 는 테이블, 매트, 램프 또는 다른 정지식 구성과 같은 더 큰 구조와 연관될 수도 있다. 송신 안테나 (514) 는 상술한 바와 같이, "충전 영역" 으로서 이후 지칭되는 전자기 또는 자기장을 생성하도록 구성될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 송신 안테나 (514) 는 수신기 디바이스를 충전하거나 전력을 공급하기에 충분한 전력 레벨로 충전 영역 내에서 수신기 디바이스 (예를 들어, PRU (484)) 에 전력을 송신하도록 구성될 수도 있다.
PTU (404) 의 송신 회로 (506) 는 다수의 전력 소스들 (미도시) 을 통해 전력을 수신할 수도 있다. 송신 회로 (506) 는 송신 안테나 (514) 를 구동하도록 구성된 다양한 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 송신 회로 (506) 는 본 명세서에 기재된 바와 같이 수신기 디바이스들의 존재 및 구성에 기초하여 무선 전력의 송신을 조정하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 송신 회로 (506) 는 무선 전력을 효율적으로 안전하게 제공할 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 제어기 (515) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제어기 (515) 는 마이크로 제어기일 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 제어기 (515) 는 주문형 집적 회로 (ASIC) 로서 구현될 수도 있다. 제어기 (515) 는 송신 회로 (506) 의 각각의 컴포넌트에 직접 또는 간접적으로 동작가능하게 접속될 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 송신 회로 (506) 의 컴포넌트들의 각각으로부터 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여 계산들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 컴포넌트들의 각각에 대해 그 컴포넌트의 동작을 조정할 수도 있는 제어 신호들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 제어기 (515) 는 그것에 의해 수행된 계산들의 결과에 기초하여 전력 전송을 조정하도록 구성될 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 메모리 (570) 를 포함할 수도 있다. 메모리 (570) 는 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 전기적 소거가능 프로그램가능 리드 온니 메모리 (EEPROM), 플래시 메모리, 또는 비휘발성 RAM 을 포함할 수도 있다. 메모리 (570) 는 제어기 (515) 에 의해 수행된 판독 및 기입 동작들에서 사용하기 위한 데이터를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 메모리 (570) 는 제어기 (515) 의 계산들의 결과로서 생성된 데이터를 저장하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 메모리 (570) 는 시간에 걸친 데이터에서의 변화에 기초하여 제어기 (515) 가 송신 회로 (506) 를 조정하는 것을 허용한다.
송신 회로 (506) 는 또한 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 저율 클록 (low rate clock; 565) 을 포함할 수도 있다. 저율 클록 (565) 은 가변 부하 및 온도 조건들 하에서 안정적일 수도 있는 클록 신호 (565) 를 생성할 수 있는 발진기를 포함할 수도 있다. 저율 클록 (565) 의 클록 신호 (566) 는 제어기 (515) 의 계산들, 시그널링, 및 판독/기입 동작들을 동기화하는데 사용하기 위해 제어기 (515) 에 제공될 수도 있다. 저율 클록 (565) 은 제어기 (515) 의 동작들의 적절한 타이밍을 보장할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 저율 클록 (565) 은 제어기 (515) 에 통합될 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 발진기 (523) 를 포함할 수도 있다. 발진기 (523) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 발진기 (222) 처럼 구성될 수도 있다. 발진기 (523) 는 무선 전력 전송의 동작 주파수에서 발진 신호 (예를 들어, 무선 주파수 (RF) 신호) 를 생성하도록 구성될 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, PTU (404) 의 송신 회로 (506) 는 6.78 MHz ISM 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 PRU (484) 의 송신 페이즈 (또는 듀티 사이클) 동안 발진기 (523) 를 선택적으로 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한, 특히 하나의 주파수에서 다른 주파수로 천이할 때, 대역 외 방출들을 감소시킬 수도 있는 발진기 (523) 의 페이즈 또는 주파수를 조정하도록 구성될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 송신 회로 (506) 는 송신 안테나 (514) 에 관하여 에너지 (예를 들어, 자기 플럭스) 를 생성할 수도 있는, RF 전력의 양을 RF 신호를 통해 송신 안테나 (514) 에 제공하도록 구성될 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 제어기 (515) 및 발진기 (523) 에 동작가능하게 접속된 드라이버 회로 (524) 를 포함할 수도 있다. 드라이버 회로 (524) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 드라이버 회로 (224) 처럼 구성될 수도 있다. 드라이버 회로 (524) 는, 상술한 바와 같이, 발진기 (523) 로부터 수신된 RF 신호들을 구동하도록 구성될 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 접속된 저역 통과 필터 (LPF)(508) 를 포함할 수도 있다. 저역 통과 필터 (508) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 필터 및 매칭 회로 (226) 의 필터 부분처럼 구성될 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 저역 통과 필터 (508) 는 드라이버 회로 (524) 에 의해 생성된 전압의 아날로그 신호 및 전류의 아날로그 신호를 수신하고 필터링하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 저역 통과 필터 (508) 는 아날로그 신호들의 페이즈를 변경할 수도 있다. 저역 통과 필터 (508) 는 전류 및 전압의 양자에 대해 동일한 양의 페이즈 변화를 야기시켜, 변화들을 상쇄할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제어기 (515) 는 저역 통과 필터 (508) 에 의해 야기된 페이즈 변화를 보상하도록 구성될 수도 있다. 저역 통과 필터 (508) 는 PRU들 (484) 의 자체 전파방해 (self-jamming) 를 방지할 수도 있는 레벨들로 고조파 방출들을 감소하도록 구성될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은 특정 주파수들을 약화시키면서 다른 것들을 패스하는 노치 필터들과 같은, 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있다.
송신 회로 (506) 는 저역 통과 필터 (508) 및 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 접속된 고정 임피던스 매칭 회로 (509) 를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (509) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 필터 및 매칭 회로 (226) 의 매칭 부분처럼 구성될 수도 있다. 매칭 회로 (509) 는 송신 회로 (506) 의 임피던스 (예를 들어, 50 옴) 를 송신 안테나 (514) 에 매칭하도록 구성될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은 드라이버 회로 (524) 의 DC 전류 또는 송신 안테나 (514) 에 대해 측정된 출력 전력과 같은, 측정가능한 송신 메트릭들에 기초하여 달라질 수도 있는 적응형 임피던스 매치를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (506) 는 이산 디바이스들, 이산 회로들, 및/또는 컴포넌트들의 통합된 어셈블리를 더 포함할 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 송신 회로 (506) 는 송신 안테나 (514) 및 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 피크 검출기들 (516) 을 포함할 수도 있다. 피크 검출기들 (516) 은 저역 통과 필터 (508) 에 의해 생성된 전압 및 전류의 필터링된 신호들을 수신하고 전류 및 전압의 양자에 대한 피크 값들을 결정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 피크 검출기들 (516) 로부터 전압 및 전류의 피크 값들을 표시하는 아날로그 신호를 수신하고 아날로그-디지털 (A/D) 컨버터를 사용하여 이 신호들을 변환하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 전류에 대한 제곱 평균 제곱근 (RMS) 값 및 전압에 대한 RMS 값을 결정하기 위해 변환된 피크 값들에 기초하여 선형 변환을 수행하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 피크 전류 및 전압의 아날로그 신호들을 연속적으로 모니터링하고 전류 및 전압의 RMS 값들과 관련된 데이터를 메모리 (570) 에 저장하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 전류와 전압 사이의 페이즈 오프셋 및 전류 및 전압의 RMS 값들에 기초하여 송신 안테나 (514) 에 의해 송신된 전력의 레벨 및 송신 안테나 (514) 에서의 임피던스의 레벨을 결정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 임피던스의 전력의 레벨들에 기초하여 발진기 (523) 를 인에이블 또는 디스에이블하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 제어기 (515) 는 시간에 걸쳐 관측된 임피던스 및 전력의 레벨에 기초하여, 비호환 디바이스 (486) 또는 PRU들 (484) 의 존재 또는 부재를 검출하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 비호환 (486) 이 PTU (404) 의 충전 영역 내에 존재할 때 전력 전송을 중단하도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 송신 회로 (506) 는 송신 안테나 (514) 및 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 제로 크로싱 회로 (517) 를 포함할 수도 있다. 제로 크로싱 회로 (517) 는 저역 통과 필터 (508) 에 의해 생성된 전압 및 전류의 필터링된 아날로그 신호들을 수신하고, 전류 및 전압 신호들이 제로를 크로싱할 때를 결정하며, 이 제로 크로싱들을 표시하는 신호들을 출력하도록 구성될 수도 있다. 전류 및 전압의 제로 크로싱들 사이의 시간의 양은 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 표시할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 송신 안테나 (514) 에서의 전력 및 임피던스는 전류, 전압 및 전류와 전압 사이의 페이즈 오프셋에 기초하여 측정될 수도 있다. 제로 크로싱 회로 (517) 에 의해 야기된 지연은 전류 및 전압 양자에 동등하게 적용되어, 지연을 상쇄할 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 송신 회로 (506) 는 고율 클록 (high rate clock)(550) 을 포함할 수도 있다. 고율 클록 (550) 은 독립형 발진기 (예를 들어, 링 발진기 구성에서의 인버터 게이트들), 페이즈 록 루프 (PLL), 또는 주파수 록 루프 (FLL) 증배기를 포함할 수도 있다. PLL 은 저율 클록 신호 (506) 를 업-컨버팅하도록 구성될 수도 있다. 고율 클록 (550) 은 저율 클록 (565) 의 클록 신호 (566) 의 주파수보다 더 높은 주파수 (즉, 레이트) 에서 발진하는 발진 클록 신호 (551) 를 생성하도록 구성될 수도 있다. 고율 클록 (550) 이 발진기를 사용하여 구현되는 실시형태들에 있어서, 클록 신호 (551) 의 레이트는 인버터들의 전체 전파 지연과 관련될 수도 있다. 예시적인 실시형태들에서, 고율 클록 (550) 에 의해 생성된 클록 신호 (551) 의 주파수는 결정된 에러 허용 내에서 드라이버 회로 (524) 의 전압과 전류 사이의 페이즈 각도를 결정하기에 충분할 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 고율 클록 (550) 의 주파수 (F) 는 PTU (404) 와 PRU (484) 사이의 무선 전력 전송의 동작 주파수 (O)(즉, 드라이버 회로 (524) 의 주파수) 및 각각의 사분 구간 (E) 에서 (백분율에서) 전력 측정을 위한 원하는 에러 허용 임계에 기초하여 결정된다. AC 전력은 페이즈 각도 (φ) 에 기초하여 측정될 수도 있다. 하지만, Cos(φ) 는 비선형 함수이다. 이로써, 전력을 측정하는데 있어서의 에러는 가장 큰 약 90°일 수도 있으며, 여기서 에러는 φ 에 비례한다. 최악의 경우를 설명하면, 고율 클록 (550) 의 주파수는 다음의 식에 기초하여 결정될 수도 있다:
Figure pct00001
예를 들어, 하나의 예시적인 실시형태에서, 원하는 에러 허용 (E) 는 2% 일 수도 있고 드라이버 회로 (254) 의 동작 주파수 (O) 는 6.78MHz 일 수도 있다. 이 예에서, 고율 클록 (550) 의 주파수 (F) 는 2 % 의 원하는 에러 허용을 달성하기 위해서 1.356 GHz 일 수도 있다. 위에 나타낸 바와 같이, 클록 신호 (551) 의 주파수는 동작 주파수가 증가함에 따라 또는 에러 허용 임계가 감소함에 따라 증가할 수도 있다. 클록 신호 (551) 의 주파수는 동작 주파수가 감소함에 따라 또는 에러 허용 임계가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 고율 클록 (550) 은 제어기 (515) 에 통합될 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 송신 회로 (506) 는 고율 클록 (550), 제로 크로싱 회로 (517), 및 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 카운터 (555) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 카운터 (555) 는 이중 버퍼 16-비트 카운터를 포함할 수도 있다. 카운터 (555) 는 고율 클록 (550) 의 클록 신호 (551) 를 수신하고 클록 신호 (551) 의 발진들의 수를 카운트하도록 구성될 수도 있다. 카운터는 제어기 (515) 에 카운터 값을 제공하도록 구성될 수도 있다. 카운터 값은 제어기 (515) 에 의해 판독되도록 구성되는 레지스터에 저장될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 카운터 (555) 는 제어기 (515) 에 통합될 수도 있다. 카운터 (555) 는 제로 크로싱 회로 (517) 로부터 수신된 신호들에 기초하여 클록 신호 (551) 를 카운팅하는 것을 인에이블/디스에이블하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제로 크로싱 회로 (517) 는 전류가 제로일 때 카운터 (555) 를 인에이블하고 전압이 제로일 때 카운터 (555) 를 디스에이블하도록 구성될 수도 있다 (또는 그 역 또한 마찬가지임). 이로써, 카운터 (555) 의 카운터 값은 전류 및 전압의 제로 크로싱들 사이의 고율 클록 (550) 의 발진들의 수에 기초한다. 제어기 (515) 는 카운터 (555) 의 카운터 값에 기초하여 전류와 전압 사이의 페이즈 오프셋을 결정하도록 구성될 수도 있다. 이로써, 카운터 (555) 및 제로 크로싱 회로 (517) 는 제어기 (515) 가 임피던스를 결정하기 위해 사용될 수도 있는 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 측정하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시형태들에서, 카운터 (555) 는 제어기 (515) 에 통합될 수도 있다.
고율 클록 (550) 은 저율 클록 (565) 의 클록 신호 (565) 에 기초한 측정들 보다 PTU (404) 에서 전력 및 임피던스를 측정하는데 있어서 고도의 속도 및 정확도를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 저율 클록 (565) 은 고율 클록 (550)(예를 들어, 1GHz) 보다 더 느릴 수도 있다 (예를 들어, 27.12 MHz 에서 동작). 고율 클록 (550)(예를 들어, 1GHz) 에 기초한 전력 및 임피던스 측정들은, 더 낮은 클록 주파수들이 그러한 정확도를 저하시킬 수도 있는, 2 % 에러 허용을 달성하는 것이 가능할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 제어기 (515) 는 카운터 (565) 를 교정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 시간의 알려진 양 (예를 들어, 50ns) 동안 카운터 (555) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있으며, 시간의 알려진 양은 안정적일 수도 있는, 저율 클록 (565) 의 클록 신호 (565) 에 기초한다. 제어기 (515) 는 시간에 걸친 고율 클록 (550) 의 클록 주파수에서의 변동을 결정하기 위해 이러한 절차를 간격들에서 (예를 들어, 1 초에 한번) 반복하도록 구성될 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 송신 회로 (506) 는 제어기 (515) 에 동작가능하게 접속된 온도 센서 (560) 를 포함할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 고율 클록 (550) 의 주파수는, 게이트들의 온도에 의존할 수도 있는, 인버터 게이트들의 전체 전파 지연에 의존할 수도 있다. 온도 센서 (560) 는 고율 클록 (550) 의 온도를 측정하고 온도 데이터를 제어기 (515) 에 제공하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 온도 정보를 메모리 (570) 에 저장할 수도 있다. 이로써, 제어기 (515) 는 고율 클록 (550) 의 클록 레이트에서의 변동 및 온도에서의 변동에 기초하여 카운터 (555) 를 교정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 PTU (404) 의 임의의 다른 컴포넌트에 기초하여 카운터 (555) 를 교정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 교정 정보를 메모리 (570) 에 저장하고 시간에 걸쳐 데이터에 기초하여 카운터 (555) 를 교정하도록 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 고율 클록 (550) 은 개선된 전력 및 임피던스 측정을 제공할 수도 있다. 개선된 측정 능력들은 PTU (404) 의 적절한 동작 지점을 평가하기 위해 유용하게 활용될 수도 있다. 고율 클록 (550) 의 또 다른 이익은 그것이 충전의 시작 시 개선들을 제공할 수도 있는 것이다. 예를 들어, 일부 예시적인 실시형태들에서, PTU (404) 는 하나의 AC 클록 (즉, 0.14μs) 내에서 전력 측정을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이로써, PTU (404) 의 비컨 신호는 더 짧은 지속기간을 가질 수도 있다. 더 짧은 비컨 신호는 PTU (404) 에 가까이 PRU (484) 를 포지셔닝하는 것에 의해 야기된 임피던스 시프트에 기초하여 PRU (484) 를 발견하기 위해 PTU (404) 에 대한 시간을 개선할 수도 있다. 이로써, 충전을 위한 PRU (484) 의 포지셔닝과 전력의 전송 사이의 레이턴시가 감소된다. 예를 들어, 짧은 비컨 신호의 시간 길이는 안정적인 출력을 생성하기 위해 전력 증폭기 (701) 에 대해 필요한 시간과 동일하거나 작을 수도 있다. 따라서, 짧은 비컨의 더 짧은 지속기간이 증가된 전력 효율을 제공할 수도 있다.
이러한 구성의 또 다른 이익은 개선된 크로스 접속 방지이다. 크로스 접속은 PRU (484) 가 비효율적인 전력 사용을 야기할 수도 있는 곳에 포지셔닝되는 PTU (404) 외의 PTU (404) 로부터 전력을 수신할 때 발생할 수도 있다. PTU (404) 는 PRU (484) 에 의해 야기된 임피던스 시프트에 기초하여 전력을 수신하도록 포지셔닝된 PRU (484) 를 검출하도록 구성될 수도 있다. 이로써, PTU (404) 에서의 개선된 임피던스 측정 정확도는 PRU (484) 검출을 개선하고 크로스 접속들을 방지할 수도 있다.
이러한 구성의 또 다른 이점은 개선된 전력 공유 구현이다. 상술한 바와 같이, PTU (404) 는 다중 PRU들 (484) 을 충전하도록 구성될 수도 있다. 하지만, 일부 경우들에서, 모든 PRU들 (484) 의 레이팅된 전력들의 총합은 PTU (404) 로 하여금 충전을 폴트 (fault) 하고 정지하게 할 수도 있는 PTU (404) 가 송신하도록 구성되는 전력의 양을 초과할 수도 있다. 이에 따라, PTU (404) 의 송신 안테나 (514) 에서 전력을 정확하게 측정하기 위해 개선된 능력이 PTU (404) 가 폴트들을 방지하도록 전력 전송의 양을 관리하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
도 6 은 발명의 예시적인 실시형태에 따른, PRU (484)(도 4 에서와 같음) 의 기능 블록 다이어그램이다. PRU (484) 는 수신 안테나 (618), 수신 회로 (610), 및 부하 (650) 를 포함할 수도 있다. 수신 안테나 (618) 는 수신 회로 (610) 에 동작가능하게 접속될 수도 있다. 수신 안테나 (618) 는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 수신 안테나 (218) 처럼 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 수신 안테나 (618) 는 상술한 바와 같이, PTU (404) 의 공진 주파수와 유사한 주파수에서 또는 주파수들의 특정된 범위 내에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 안테나 (618) 는 상술한 바와 같이, PTU (404) 에 의해 생성된 자기장에 커플링하고, 부하 (650) 에 전력을 공급하거나 이를 충전하기 위해 수신된 에너지의 양을 수신 회로 (610) 에 제공하도록 구성될 수도 있다.
수신 회로 (610) 는 수신 안테나 (618) 및 부하 (650) 에 동작가능하게 커플링될 수도 있다. 수신 회로는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 수신 회로 (210) 처럼 구성될 수도 있다. 수신 회로 (610) 는 무선 전력의 효율적인 수신을 제공할 수도 있는, 수신 안테나 (618) 의 임피던스를 매칭하도록 구성될 수도 있다. 수신 회로 (610) 는 수신 안테나 (618) 로부터 수신된 에너지에 기초하여 전력을 생성하도록 구성될 수도 있다. 수신 회로 (610) 는 생성된 전력을 부하 (650) 에 제공하도록 구성될 수도 있다. PTU (484) 는 PTU (404) 로부터 수신된 전력의 양을 표시하는 신호를 PTU (404) 에 송신하도록 구성될 수도 있다.
수신 회로 (610) 는 하기에 기재된 PRU (484) 의 프로세서를 조정하도록 구성된 프로세서-시그널링 제어기 (616) 를 포함할 수도 있다. 수신 회로 (610) 는 전력 전송 효율을 개선하기 위해 수신 안테나 (618) 이 임피던스 매치를 제공하도록 구성될 수도 있다.
수신 회로 (610) 는 수신된 RF 에너지 소스를 부하 (650) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하기 위해 전력 변환 회로 (606) 를 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로 (606) 는 수신 안테나 (618) 에서 수신된 RF 에너지 신호를 출력 전압에 의해 비교류 전력으로 정류하도록 구성된 RF-DC 컨버터 (620) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 컨버터 (620) 는 부분 또는 완전 정류기, 레귤레이터, 브리지, 2 배기, 선형 또는 스위칭 컨버터 등을 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로 (606) 는 또한 정류된 RF 에너지 신호를 부하 (650) 와 호환가능한 에너지 포텐셜 (예를 들어, 전압) 로 변환하도록 구성된 DC-DC 컨버터 (622)(또는 다른 전력 레귤레이터) 를 포함할 수도 있다.
수신 회로 (610) 는 수신 안테나 (618) 를 전력 변환 회로 (606) 에 접속하거나 또는 이로부터 접속해제하도록 구성된 스위칭 회로 (612) 를 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로 (606) 로부터 수신 안테나 (618) 를 접속해제하는 것은 PTU (404) 에 의해 "보여지는" 바와 같이 부하 (650) 의 충전을 보류하고 및/또는 "부하" (650) 를 변경할 수도 있다.
부하 (650) 는 수신 회로 (610) 에 동작가능하게 접속될 수도 있다. 부하는 도 2 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 배터리 (236) 처럼 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 부하 (650) 는 수신 회로 (610) 외부에 있을 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 부하 (650) 는 수신 회로 (610) 에 통합될 수도 있다.
도 7 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 도 5 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 PTU (404) 의 개략적인 다이어그램을 도시한다. PTU (404) 는 도 5 를 참조하여 위에 기재된 바와 같은 제어기 (515), 카운터 (555), 고율 클록 (550), 및 송신 안테나 (514) 를 포함할 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 접속되고 송신 안테나 (514) 에 전력을 공급하도록 구성된 전력 증폭기 (710) 를 포함할 수도 있다. PTU (404) 는 또한 전력 증폭기 (701) 및 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 접속된 전류 센싱 엘리먼트 (702) 를 포함할 수도 있다. PTU (404) 는 또한 전류 센싱 엘리먼트 (702) 에 동작가능하게 접속된 전류 저역 통과 필터 (711) 를 포함할 수도 있다. 전류 저역 통과 필터 (711) 는 AC 전류를 표시하는 필터링된 신호를 출력하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 또한 송신 안테나 (514) 에 동작가능하게 접속된 전압 저역 통과 필터 (712) 를 포함할 수도 있다. 전압 저역 통과 필터 (712) 는 AC 전압을 표시하는 필터링된 신호를 출력하도록 구성될 수도 있다. 저역 통과 필터 (711, 712) 는 그 입력 신호들의 페이즈를 변경할 수도 있다. 하지만, 전류 및 전압의 양자에 대한 페이즈에서의 변경은 대략 동일하고, 이로써 서로 상쇄할 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 저역 통과 필터들 (711, 712) 에 의해 야기된 페이즈 변화에 기초하여 카운터 (555) 를 교정할 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 전류 저역 통과 필터 (711) 의 출력에 동작가능하게 접속된 전류 피크 검출기 (721) 를 포함할 수도 있다. 전류 피크 검출기 (721) 는 전류의 피크 값을 검출하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 또한 저역 통과 필터 (712) 에 동작가능하게 접속되고, 전압의 피크 값을 검출하도록 구성된, 전압 피크 검출기 (712) 를 포함할 수도 있다. 피크 검출기들 (721, 722) 은 피크 AC 전류 및 전압의 사이즈에 비례하는 아날로그 신호들을 제어기 (515) 의 아날로그/디지털 (A/D) 컨버터들에 제공할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, A/D 컨버터들은 8-비트 A/D 컨버터들일 수도 있다. 제어기 (515) 는 피크 검출기들 (721, 722) 에 동작가능하게 접속될 수도 있고 피크 검출기들 (721, 722) 를 제어하도록 구성될 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 전류 저역 통과 필터 (711) 에 동작가능하게 접속된 전류 제로 크로싱 검출기 (731) 를 포함할 수도 있다. 전류 제로 크로싱 검출기 (731) 는 전류의 사인파의 제로 크로싱을 검출하고 제로 크로싱을 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 또한 전압 저역 통과 필터 (712) 에 동작가능하게 접속된 전압 제로 크로싱 검출기 (732) 를 포함할 수도 있다. 전압 제로 크로싱 검출기 (732) 는 전류의 사인파의 제로 크로싱을 검출하도록 구성될 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 고율 클록 (550) 을 포함할 수도 있다. 도 5 를 참조하여 위에 기재된 바와 같이, 고율 클록 (550) 은 독립형 발진기, PLL, 또는 FLL 을 포함할 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태들에서, 고율 클록 (550) 은, NOR 게이트들의 전체 지연이 약 1ns 일 때 약 1GHz 에서 클록 신호를 생성할 수도 있다.
PTU (404) 는 고율 클록 (550), 전류 제로 크로싱 검출기, 및 전압 제로 크로싱 검출기에 동작가능하게 접속된 카운터 (555) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 카운터 (555) 는 이중 버퍼 16-비트 카운터일 수도 있다. 카운터 (555) 는 고율 클록 신호 (551) 의 발진들의 수를 표시하는 카운터 값을 레지스터에 기입하도록 구성될 수도 있다. 레지스터는 카운터가 디스에이블 (즉, 정지) 되면 제어기 (515) 에 의해 판독될 수도 있고 카운터 값이 리셋될 수도 있다. 제어기 (515) 는 카운터 값에 기초하여 전류와 전압 사이의 페이즈 오프셋을 결정하도록 구성될 수도 있다. 제어기는 또한 카운터 값에 기초하여, 전류가 전압을 유도하는지 여부, 또는 전압이 전류를 유도하는지 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 입력들로서, 전류 제로 크로싱 검출기 (731) 의 출력 및 제어기 (515) 의 출력을 수신하도록 구성된 AND 게이트 (741) 을 포함할 수도 있다. PTU (414) 는 또한 입력들로서, 전압 제로 크로싱 검출기 (732) 의 출력 및 제어기 (515) 의 출력을 수신하도록 구성된 AND 게이트 (742) 를 포함할 수도 있다. 제어기 (515) 는 제로 크로싱 검출기들 (731, 732) 이 AND 게이트들 (741, 742) 로의 그 출력들에 기초하여 카운터 (555) 를 인에이블하고 디스에이블하는 것을 허용하거나 허용하지 않도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 교정 동작들을 수행할 때 AND 게이트들 (741, 742) 을 디스에이블할 수도 있다.
PTU (404) 는 또한 출력들로서, AND 게이트 (741) 의 출력 및 제어기 (515) 의 출력을 수신하도록 구성된 OR 게이트 (743) 를 포함할 수도 있다. OR 게이트 (743) 의 출력은 카운터 (555) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (515) 는 전류 제로 크로싱 검출기 (731) 와 관계없이 카운터 (555) 를 인에이블하도록 구성될 수도 있다. PTU (404) 는 또한 입력들로서, AND 게이트 (742) 의 출력 및 제어기 (515) 의 출력을 수신하도록 구성된 OR 게이트 (744) 를 포함할 수도 있다. OR 게이트 (744) 의 출력은 전압 제로 크로싱 검출기 (732) 에 관계없이 카운터 (555) 를 디스에이블하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 제어기 (515) 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 교정 동작들을 수행하도록 카운터 (555) 를 인에이블하고 디스에이블할 수도 있다.
또한, 도 7 의 구성은 PTU (404) 가 ASIC 으로서 구성되는 것을 허용한다. 그러한 ASIC 은 이산 컴포넌트들로서 저역 통과 필터들 (711, 712) 에서 커패시터들을 디커플링하는 것을 포함할 수도 있다.
도 8 은 발명의 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법의 플로우 챠트 (800) 이다. 블록 (810) 에서, 방법은 무선 전력 전송의 동작 주파수보다 더 높은 제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성할 수도 있다.
블록 (820) 에서, 방법은 제어기에 의해 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정할 수도 있고, 제어기는 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성되고, 제 1 클록 주파수는 제 2 클록의 제 2 클록 주파수보다 높다.
상술한 방법의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들) 과 같은 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적절한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도들에 도시된 임의의 동작들은 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 제어 전압에 응답하여 전류를 선택적으로 허용하기 위한 수단이 제 1 트랜지스터를 포함할 수도 있다. 부가적으로, 개방 회로를 선택적으로 제공하기 위한 수단을 포함하는 제어 전압의 양을 제한하기 위한 수단이 제 2 트랜지스터를 포함할 수도 있다.
정보 및 신호들은 임의의 다양한 상이한 기술 및 기법을 이용하여 표현될 수 있다. 예를 들어, 위의 상세한 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은, 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학장 (optical field) 또는 광학 입자, 또는 이들의 임의의 조합으로 나타낼 수도 있다.
본 명세서에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈,회로, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 양자의 조합으로 구현될 수도 있다. 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 상호교환가능성을 명확히 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로, 및 단계가 그들의 기능성의 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될지 여부는, 전체 시스템에 부과된 설계 제약 및 특정한 애플리케이션에 의존한다. 설명된 기능성은 특정 어플리케이션 각각에 대해 다양한 방식으로 구현될 수도 있지만, 이러한 구현 결정이 본 발명의 실시형태들의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
본 명세서에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록, 모듈, 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트, 또는 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로 프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘 및 기능들의 단계는 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 그들의 조합으로 직접 구체화될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 그 기능들은 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상의 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 리드 온니 메모리 (ROM), 전기적 프로그램가능 ROM (EPROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드디스크, 탈착가능 디스크, CD ROM, 또는 업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있도록 프로세서에 연결된다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 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) 는 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 한편 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 또한, 위의 조합들이 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 이산 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
본 개시물을 요약하기 위해 본 발명의 소정 양태들, 이점들 및 신규한 특징들이 본 명세서에 기재되었다. 모든 그러한 이점들이 반드시 본 발명의 임의의 특정 구현에 따라 달성되는 것은 아닐 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에 교시되거나 또는 제시될 수도 있는 바와 같이 반드시 다른 이점들을 달성하지 않으면서 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 집단의 이점들을 달성하거나 또는 최적화하는 방식으로 실시되거나 또는 수행될 수도 있다.
상술한 실시형태들의 다양한 변경들이 쉽게 분명해질 것이고, 본 명세서에서 정의된 포괄적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 실시형태들에 한정되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징들에 부합하는 최광의 범위에 부합되어야 한다.

Claims (23)

  1. 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치로서,
    제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하도록 구성된 제 1 클록; 및
    제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수와 상이하고,
    상기 제어기는 또한 상기 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수에 기초하여 에러 허용 임계를 달성하도록 선택되고, 상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 무선 전력 전송의 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 결정하고, 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 페이즈 오프셋에 기초하여 상기 무선 전력 전송의 양을 측정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신기의 송신 안테나에서 상기 전류의 제로 크로싱 (zero crossing) 을 검출하도록 구성된 전류 제로 크로싱 검출기; 및
    상기 송신 안테나에서 상기 전압의 제로 크로싱을 검출하도록 구성된 전압 제로 크로싱 검출기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 또한, 상기 제 1 클록 신호에 기초하여 상기 전류의 제로 크로싱과 상기 전압의 제로 크로싱 사이의 시간의 양을 측정하는 것에 의해 상기 페이즈 오프셋을 결정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 신호의 발진들의 수를 카운트하도록 구성된 카운터를 더 포함하고,
    상기 제어기는 또한, 상기 제 1 클록 신호의 발진들의 수에 기초하여 상기 전류의 제로 크로싱과 상기 전압의 제로 크로싱 사이의 시간의 양을 측정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 전류를 필터링하도록 구성된 전류 저역 통과 필터;
    상기 전류 저역 통과 필터로부터 필터링된 전류를 수신하고 상기 필터링된 전류의 피크 값을 검출하도록 구성된 전류 피크 검출기;
    상기 전압을 필터링하도록 구성된 전압 저역 통과 필터; 및
    상기 전압 저역 통과 필터로부터 필터링된 전압을 수신하고 상기 전압의 피크 값을 검출하도록 구성된 전압 피크 검출기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 또한, 상기 전류의 피크 값에 기초하여 전류에 대한 제곱 평균 제곱근 값을 결정하고, 상기 전압의 피크 값에 기초하여 전압에 대한 제곱 평균 제곱근 값을 결정하며, 그리고 상기 전류의 제곱 평균 제곱근 값 및 상기 전압의 제곱 평균 제곱근 값에 기초하여 상기 무선 전력 전송의 양 및 상기 송신기의 임피던스의 레벨을 측정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 결정된 상기 페이즈 오프셋에 기초하여 상기 송신기의 송신 안테나에서 임피던스를 결정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 클록은 페이즈 록 루프를 포함하고,
    상기 제어기는 또한, 상기 제 2 클록 신호에 기초하여 상기 제 1 클록 신호를 교정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 안정적인 출력을 생성하기 위해 상기 송신기의 전력 증폭기에 대한 시간의 양보다는 더 길지 않은 기간으로 비컨 주파수에서 상기 수신기에 비컨 신호를 송신하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 신호의 제 1 클록 주파수는 에러 허용 임계가 감소함에 따라 증가하고, 상기 제 1 클록 신호의 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수가 증가함에 따라 증가하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  12. 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법으로서,
    제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하는 단계; 및
    제어기에 의해 상기 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 제어기는 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성되고,
    상기 제 1 클록 주파수는 제 2 클록의 제 2 클록 주파수와 상이한, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수에 기초하여 에러 허용 임계를 달성하도록 선택되고, 상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송의 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 무선 전력 전송의 양을 측정하는 단계는 또한 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 페이즈 오프셋에 기초하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전류의 제로 크로싱을 검출하는 단계; 및
    상기 전압의 제로 크로싱을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 결정하는 단계는, 상기 제 1 클록 신호에 기초하여 상기 전류의 제로 크로싱과 상기 전압의 제로 크로싱 사이의 시간의 양을 측정하는 단계를 포함하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 신호의 발진들의 수를 카운트하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전류의 제로 크로싱과 상기 전압의 제로 크로싱 사이의 시간의 양을 측정하는 단계는 상기 제 1 클록 신호의 발진들의 수에 기초하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 클록 신호에 기초하여 상기 제 1 클록 신호를 교정하는 단계를 더 포함하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 방법.
  19. 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치로서,
    제 1 클록 주파수에서 제 1 클록 신호를 생성하는 수단; 및
    상기 제 1 클록 신호에 기초하여 무선 전력 전송의 양을 측정하는 수단을 포함하고,
    상기 측정하는 수단은 제 2 클록 신호에 기초하여 동작하도록 구성되고,
    상기 제 1 클록 주파수는 제 2 클록의 제 2 클록 주파수와 상이한, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 제 2 클록 신호의 제 2 클록 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수에 기초하여 에러 허용 임계를 달성하도록 선택되고, 상기 제 1 클록 주파수는 상기 무선 전력 전송의 상기 동작 주파수보다 더 높은, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송의 전압과 전류 사이의 페이즈 오프셋을 결정하는 수단을 더 포함하고,
    상기 측정하는 수단은 또한, 상기 전압, 상기 전류, 및 상기 페이즈 오프셋에 기초하여 상기 무선 전력 전송의 양을 측정하도록 구성되는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 클록 신호에 기초하여 상기 제 1 클록 신호를 교정하는 수단을 더 포함하는, 송신기와 수신기 사이의 동작 주파수에서 무선 전력 전송을 측정하기 위한 장치.
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