KR20170064380A - 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 수신기 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

무선 전력 수신기가 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기는, 무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여, 교류 파형의 전력을 출력하는 공진 회로, 상기 공진 회로로부터 출력되는 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 정류기, 상기 정류기로부터 출력되는 정류된 전력을 컨버팅하여 출력하는 DC/DC 컨버터, 배터리, 상기 컨버팅된 전력으로 상기 배터리를 충전하는 차저(charger) 및 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 수신기 및 그 제어 방법{WIRELESS POWER RECEIVER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시켜 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉬워 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않을 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
무선 전력 수신기의 충전 효율은 임피던스의 변경에 의존한다. 예를 들어, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기 각각은 임피던스 매칭을 수행할 수 있으며, 임피던스가 매칭된 경우에 충전 효율이 상대적으로 증가할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신기는 임피던스 매칭을 위한 커패시터 또는 인덕터 등의 전기적인 소자를 포함하는 매칭 회로를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기는 매칭 회로를 동작시킴으로써 임피던스 매칭을 수행하여, 충전 효율을 증가시킬 수 있다. 하지만, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로는 전기적인 소자를 포함하고 있어, 전자 장치의 무게와 부피가 증가하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 다양한 실시예는 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로를 가지지 않고도 적응적으로 특정 임피던스를 유지할 수 있는 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기는, 무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여 교류 파형의 전력을 출력하는 공진 회로; 상기 공진 회로로부터 출력되는 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 정류기; 상기 정류기로부터 출력되는 정류된 전력을 컨버팅하여 출력하는 DC/DC 컨버터; 배터리; 상기 컨버팅된 전력으로 상기 배터리를 충전하는 차저(charger); 및 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기의 제어 방법은, 무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여 교류 파형의 전력을 출력하는 동작; 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 동작; 상기 정류된 전력을 컨버팅하는 동작; 상기 컨버팅된 전력으로 상기 무선 전력 수신기의 배터리를 충전하는 동작; 및 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라서, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로를 가지지 않고도 적응적으로 특정 임피던스를 유지할 수 있는 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 무선 전력 수신기가 매칭 회로를 포함하지 않음에 따라서, 무선 전력 수신기의 무게 및 부피가 감소할 수 있다. 아울러, 매칭 회로가 배제됨에 따라서, 실장 면적의 확보가 가능할 수 있다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
도 3b는 본 발명과의 비교예를 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기의 배터리의 입력단에서의 전류 및 전압의 그래프를 도시한다.
도 5a는 제어부가 제어 신호를 출력하지 않은 경우의, DC/DC 컨버터의 출력단에서의 전압의 그래프를 도시한다.
도 5b는 제어부가 제어 신호를 출력하지 않은 경우의, DC/DC 컨버터의 출력단에서의 전류의 그래프를 도시한다.
도 5c는 제어부가 제어 신호를 출력하지 않은 경우의, DC/DC 컨버터의 출력단에서의 임피던스의 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정한 경우의 전기적인 특성의 그래프들을 도시한다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13a 내지 13d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 다양한 지점에서의 전기적인 특성의 그래프를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)를 포함한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 전자기장 또는 자기장을 방출함으로써, 무선 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기(100)는 유도 방식 또는 공진 방식에 근거하여 무선 전력을 송신할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 아웃밴드 방식으로 통신하는 경우에, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1, 2-2, 2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰, 웨어러블 전자 장치, 이동가능한 음악 재생장치 등의 소형 가전, 냉장고, TV 등의 대형 가전, 전기차(electronic vehicle) 등으로 구현될 수 있다. 인밴드 방식으로 통신하는 경우에, 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 로드 변조를 수행할 수 있으며, 무선 전력 송신기(100)는 로드 변경을 검출함에 따라서 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)의 보고를 획득할 있다.
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 사이의 거리는 실내 환경에서 동작하는 거리일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, RF/microwave 방식을 이용하는 경우, 지향성의 마이크로파 파워빔(power beam)을 형성하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 중 적어도 하나를 충전할 수도 있다.
무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다.
또한 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 인밴드 방식 또는 아웃밴드 방식으로 송신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1, 110-2, 110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신 모듈(213)을 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신 모듈(253)을 포함할 수 있다.
전력 송신부(211)는 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 공진 방식 또는 유도 방식 또는 RF/microwave 방식에 기초하여 전자기장 또는 자기장을 방출할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 공진회로 또는 유도회로를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 공진회로로 구현되는 경우, 공진회로의 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경 가능 할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기장 또는 자기장을 송신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 무선 전력 송신기(200)의 제어부(212) 또는 무선 전력 수신기(250)의 제어부(252)는 메모리(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200) 또는 무선 전력 수신기(250)의 동작 전반을 제어할 수 있다.
통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250) 또는 또 다른 전자 장치와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(213)은 무선 전력 수신기(250)의 통신 모듈(253)과 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 통신, BLE(bluetooth low energy) 방식, 및 MST(magnetic secure transfer) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 통신 모듈(213)에서 수행하는 특정 통신 방식으로 그 권리범위가 한정되지 않는다.
전력 수신부(251)는 전력 송신부(211)로부터 유도 방식 또는 공진 방식 또는 RF/microwave 방식에 기초하여 무선 전력을 수신할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기는, 공진 회로(310), 정류기(320), DC/DC 컨버터(330), 차저(charger)(340), 배터리(350) 및 제어부(360)를 포함할 수 있다.
공진 회로(310)는 무선 전력 송신기로부터 발산되는 전자기파를 수용하여 이를 정류기(320)로 출력할 수 있다. 공진 회로(310)는 적어도 하나의 코일 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 공진 회로(310)는 무선 전력 송신기가 발산하는 전자기파의 공진 주파수를 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 A4WP의 표준을 따르는 경우에는, 공진 회로(310)는 6.78MHz의 공진 주파수를 가지도록 설계될 수 있다. 공진 회로(310)는 전자기파를 수용할 수 있으며, 교류 파형의 전력을 정류기(320)로 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기는 유도 방식에 기초하여 전력을 수신할 수도 있으며, 이 경우 WPC의 표준에 따른 공진 회로 또는 코일을 포함할 수도 있다.
정류기(320)는 입력받은 교류 파형의 전력을 직류 파형의 전력으로 정류할 수 있다. 정류기(320)는, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있으나, 그 구현 형태에는 제한이 없다. DC/DC 컨버터(330)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(330)는 출력단의 전압이 특정 전압이 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터(330)의 전단에는 인가될 수 있는 전압의 최솟값 및 최댓값이 미리 설정될 수 있다.
차저(charger)(340)는 배터리(350)를 충전할 수 있다. 차저(340)의 출력단, 즉 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전압은 DC/DC 컨버터(330)의 출력단의 전압과 상이할 수 있다. 배터리(350)는 차저(340)에 의하여 공급되는 전력을 저장함으로써 충전을 수행할 수 있다. 배터리(350)는 무선 전력 수신기(350)에 포함되는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 배터리(350)는 무선 전력 수신기(350)에 탈부착이 가능한 형태로 구현될 수도 있다. 차저(340)는 CC(constant current) 모드 또는 CV(constant voltage) 모드로 배터리(350)를 충전할 수 있다. 이하에서는, CC 모드 또는 CV 모드를 배터리(350)의 모드로 명명할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 수신기의 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전류 및 전압의 그래프를 도시한다.
도 4a를 참조하면, 배터리(350) 입력단(342)에서의 전압(401)은 CC(constant current) 모드 및 CV(constant voltage) 모드에서 다른 양상을 가질 수 있다. 배터리(350)의 CC 모드는 배터리(350)의 잔존 전력이 상대적으로 작은 경우에 대응될 수 있다. 배터리(350)의 잔존 전력이 상대적으로 작은 경우에, 차저(340)는 최대 허용 전류(예를 들어, Ia)로 배터리(350)를 충전할 수 있다. 배터리(350)의 CC 모드에서는, 배터리(350) 입력단(342)에서의 전류(402)는 일정한 수치(예를 들어, Ia)로 유지될 수 있으며, 전압(401)은 증가할 수 있다.
배터리(350)의 CC 모드에서, 배터리(350)의 입력단(342)의 전압(401)이 증가됨에 따라서, 전압(401)이 최대 허용 전압(예를 들어, Va)에 도달할 수 있다. 배터리(350)의 CV 모드에서, 배터리(350)의 입력단(342)의 전압(401)이 최대 허용 전압에 도달하면, 차저(340)는 전압(401)을 일정한 수치(예를 들어, Va)로 유지할 수 있다. 이 경우, 전류(402)는 감소할 수 있다.
도 5a는, 비교예에서의, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전압의 그래프를 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전압(501)은 일정한 수치(예를 들어, Vb)를 유지할 수 있다. DC/DC 컨버터(330)는 입력되는 전력의 전압을 특정 전압으로 컨버팅할 수 있으며, 이에 따라 차저(340)의 배터리(350)의 CC 모드 또는 배터리(350)의 CV 모드 모두에서도 전압(501)은 일정한 수치로 유지될 수 있다.
도 5b는, 비교예에서의, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전류(502)의 그래프를 도시한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전류(502)는 배터리(350)의 CC 모드에서는 일정한 수치(예를 들어, Ib)를 유지하다가, 배터리(350)의 CV 모드에서는 감소할 수 있다.
도 5c는, 비교예에서의, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 임피던스의 그래프를 도시한다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 임피던스(503)는 배터리(350)의 CC 모드에서 일정한 수치(예를 들어, Zb)를 유지할 수 있다. 배터리(350)의 CC 모드에서는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전압의 수치(예를 들어, Vb)와 전류의 수치(예를 들어, Ia)가 일정하기 때문에, 임피던스 또한 일정한 수치를 유지할 수 있다.
배터리(350)의 CV 모드에서는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 임피던스(503)는 증가할 수 있다. 배터리(350)의 CV 모드에서는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전압의 수치(예를 들어, Vb)는 일정한 반면, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전류의 수치(예를 들어, Ia)가 감소한다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 임피던스(503)는 배터리(350)의 CV 모드에서 증가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 배터리(350)의 CC 모드로부터 배터리(350)의 CV 모드로의 전환시점부터, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스(503)가 변경될 수 있다. 예를 들어, 배터리(350)의 CC 모드 동안의 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스(503)는 무선 전력 송신기와의 임피던스 매칭을 위한 값을 가질 수 있으며, 상대적으로 높은 충전 효율이 가능할 수 있다. 한편, 배터리(350)의 CV 모드에서, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스(503)가 임피던스 매칭을 위한 값이 아닌 다른 값을 가짐에 따라서, 임피던스 미스 매칭이 발생하여 충전 효율이 감소할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(360)가 DC/DC 컨버터(330)를 제어하지 않은 경우에는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단의 임피던스가 변경됨에 따라서, 무선 충전 효율이 감소할 수 있다.
이에 따라, 비교예에 의한 무선 전력 수신기는, 도 3b에서와 같이, 공진 회로(311), 매칭 회로(312), 정류기(321), DC/DC 컨버터(331), 차저(341), 배터리(351) 및 제어부(361)를 포함할 수 있다.
매칭 회로(312)는 제어부(361)의 제어에 기초하여 임피던스를 조정할 수 있다. 매칭 회로(312)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(361)는 코일 및 커패시터 중 적어도 하나와의 연결 상태를 제어할 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
한편, 도 3b의 비교예에 의한 무선 전력 수신기는, 매칭 회로(312)를 포함함에 따라서 무게 및 부피가 증가하며, 실장 면적이 감소할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기는, 매칭 회로(312)를 포함하지 않고도 임피던스를 특정 값으로 유지할 수 있어, 상대적으로 높은 충전 효율을 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
610 동작에서, 무선 전력 수신기는, 배터리(350) 입력단(342)에서의 전류 및 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 620 동작에서, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는, 배터리(350) 입력단(342)에서의 전압이 특정 값을 가지는 경우에 배터리(350)의 충전 모드를 배터리(350)의 CV 모드로 결정할 수 있다. 여기에서, 전압에 대한 특정 값은 배터리(350) 별로 설정될 수 있으며, 무선 전력 수신기는 배터리(350)별로 설정된 특정 값을 미리 저장할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는, 배터리(350) 입력단(342)에서의 전류가 특정 값을 가지는 경우에는 배터리(350)의 충전 모드를 배터리(350)의 CC 모드로 결정할 수 있다. 여기에서, 전류에 대한 특정 값은 배터리(350) 별로 설정될 수 있으며, 무선 전력 수신기는 배터리(350)별로 설정된 특정 값을 미리 저장할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전류가 특정 값을 벗어나는 것으로 배터리(350)의 CV 모드를 결정할 수도 있다.
630 동작에서, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 모드가 전환되는지 여부를 판단할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전압이 특정 값을 가짐을 검출하는 경우에, 배터리(350)의 모드가 전환되었음을 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전류가 특정 값을 가지지 않음을 검출하는 경우에, 배터리(350)의 모드가 전환되었음을 판단할 수 있다.
640 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 도 7a와 같이 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 CV 모드에서 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압(701)을 감소시킬 수 있다. 도 7b는 DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 전류(702)를 도시한다. 도 7a 및 7b에서 알 수 있듯이, 배터리(350)의 CV 모드에서 전압(701) 및 전류(702)가 모두 감소하며, 이에 따라 도 7c에서와 같이, DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 임피던스(703)은 배터리(350)의 CV 모드에서도 일정하게 유지될 수 있다. 즉, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스(703)는 배터리(350)의 CC 모드 및 CV 모드에서 일정하게 유지될 수 있다. 상술한 바와 같이, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 CC 모드에서의 임피던스(703)는 무선 전력 송신기와의 임피던스 매칭을 위한 값일 수 있으며, 임피던스 매칭이 유지됨에 따라서 임피던스 미스 매칭에 따른 충전 효율 감소가 방지될 수 있다. 즉, 상대적으로 높은 충전 효율의 유지가 가능할 수 있다.
제어부(360)는, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 그래픽 프로세서(graphicprocessor(GP), 멀티 칩 패키지(multi chip package(MCP)) 또는 이미지 프로세서(image processor(IP))중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 제어부(360)는, 예를 들면, 무선 전력 수신기의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 제어부(360)는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 다양한 이벤트를 검출할 수 있으며, 이벤트 검출에 대응하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, 배터리(350)의 충전 모드의 전환은 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트 중 하나일 수 있다. 제어부(360)는 배터리(350)의 충전 모드의 전환을 검출하여, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정함으로써, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 제어부(360)는 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전압이 전압에 대한 특정 값을 가짐을 검출함으로써, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 제어부(360)는 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전류가 전류에 대한 특정 값에서 벗어남을 검출함으로써, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 한편, 배터리(350)의 충전 모드 전환, 배터리(350)의 입력단(342)에서의 전압 또는 전류에 대한 조건은, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트의 예시적인 것으로, 이벤트에 대한 다양한 실시예는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 도 7a의 실시예에서는, DC/DC 컨버터의 출력단의 전압(701)이 선형적으로 감소하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압(701)을 선형적으로 감소시킬 수도 있으며, 또는 단계적으로 감소시킬 수도 있다. 아울러, 도 7a의 실시예에서는, DC/DC 컨버터의 출력단의 전압(701)이 감소하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압(701)을 증가시킬 수도 있으며, 아울러 증감을 반복할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 제어부(360)는 DC/DC 컨버터(330)로 제어 신호를 출력할 수 있으며, DC/DC 컨버터(330)는 수신된 제어 신호에 기초하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압(701)을 감소시킬 수 있다. 제어 신호는 이득에 대한 정보 및 출력단의 전압에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, DC/DC 컨버터(330)는 제어 신호 내의 정보, 예를 들어 이득에 대한 정보 및 출력단의 전압에 대한 정보 중 적어도 하나를 이용하여 출력단(341)의 전압(701)을 감소시킬 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 충전 모드가 CC 모드에서 CV 모드로 전환되는 경우에, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 감소시킴으로써, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스는 무선 전력 송신기와 임피던스 매칭을 위한 값일 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭에 의하여 상대적으로 높은 충전 효율이 유지될 수 있다.
이하에서는, 제어부(360)가 DC/DC 컨버터(330)를 제어하는 과정에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 제어부(360)는 DC/DC 컨버터(330)의 제어 신호를 생성하여 DC/DC 컨버터(330)로 출력할 수 있다. 제어 신호는, DC/DC 컨버터(330)의 이득에 대한 정보 또는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 신호는 DC/DC 컨버터(330)의 입력단의 임피던스가 일정한 수치를 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(360)는 배터리(350)의 입력단(342)의 전압과 제어 신호의 정보 사이의 관계 정보를 참조하여, 제어 신호를 생성할 수도 있다. 또는, 제어부는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류와 제어 신호의 정보 사이의 관계 정보를 참조하여, 제어 신호를 생성할 수도 있다.
표 1 및 표 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 입력단의 전류와 제어 신호의 정보 사이의 관계 정보의 예시이다.
배터리의 입력단의 전류 DC/DC 컨버터의 이득에 대한 정보
I_bat1 gain_1
I_bat2 gain_2
I_bat3 gain_3
I_bat4 gain_4
I_bat5 gain_5
배터리의 입력단의 전류 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압
I_bat1 Vo_1
I_bat2 Vo_2
I_bat3 Vo_3
I_bat4 Vo_4
I_bat5 Vo_5
상기의 표 1 또는 표 2와 같이, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류 및 제어 신호에 대한 다양한 정보(예를 들어, 이득 또는 출력단의 전압) 사이의 관계 정보를 미리 저장할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기가, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 I_bat3인 것을 측정한 경우에는, 제어부(360)는 "gain_3"의 이득에 대한 정보를 포함하는 제어 신호를 DC/DC 컨버터(330)로 출력할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(330)는 gain_3의 이득에 기초하여, 입력단의 전압을 출력단의 전압으로 변환할 수 있다. 여기에서, 출력단의 전압은, 입력단의 전압과 이득의 곱일 수 있다. DC/DC 컨버터(330)는 수신된 제어 신호에 기초하여 이득을 gain_3의 수치로 조정할 수 있으며, 입력된 전력의 전압을 gain_3의 이득으로 컨버팅하여 출력할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압은 Vo_3가 될 수 있으며, 이는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지되도록 하는 값일 수 있다.
상술한 바에서는, 배터리(350)의 입력단(341)에서의 전류 또는 전압의 값을 측정하며, 측정 결과에 따라 배터리(350)의 모드 전환을 판단하고, 모드 전환에 기초하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기에 대하여 설명하였다. 하지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 배터리(350)의 입력단(341) 뿐만 아니라, 다양한 지점의 전기적인 정보를 획득하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 상술한 배터리(350)의 모드 전환은, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 하나의 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 다양한 이벤트를 검출함에 따라서 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 이하에서는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 다양한 이벤트에 대하여 설명하도록 한다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
810 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정할 수 있다. 820 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류의 수치로 전압의 수치를 나눔으로써 임피던스를 측정할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신기는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트로서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스를 직접 측정할 수 있다.
830 동작에서, 무선 전력 수신기는 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기는 참조값(reference value)를 저장할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서 참조값은 배터리(350)의 CC모드에서의 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 배터리(350)의 CC 모드에서의 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류로 나눈 결과일 수 있다. 특히, 참조값은 임피던스의 변경을 검출하기 위한 값일 수 있다. 한편, 배터리(350)의 CC 모드에서 배터리(350)의 CV 모드로 전환하거나, 급속 충전 중에 급작스러운 변화(abrupt change)가 발생되는 경우에는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 참조값과 상이한 수치를 가질 수 있다. DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 참조값과 상이한 수치를 가지는 것으로 판단되면, 840 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(330)의 출력단의(341) 임피던스가 참조값보다 큰 경우에는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 참조값보다 작은 경우에는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지될 수 있어, 매칭 회로 없이도 상대적으로 높은 무선 충전 효율이 유지될 수 있다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
810 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류 및 전압을 측정할 수 있다. 820 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스를 측정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류의 수치로 전압의 수치를 나눔으로써 임피던스를 측정할 수 있다.
831 동작에서, 무선 전력 수신기는 측정된 임피던스의 시계열적 변화량이 제 2 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 제 2 임계치는 임피던스의 급작스러운 변화를 판단하기 위하여 설정된 수치일 수 있다. 이에 따라, 임피던스의 상대적으로 미세한 변화가 무시될 수 있다. DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스의 시계열적 변화량이 제 2 임계치를 초과하는 경우, 즉 급작스러운 변화가 검출된 경우에는, 무선 전력 수신기는 840 동작에서, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, 측정된 임피던스가 이전에 측정된 임피던스보다 큰 경우에는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 측정된 임피던스가 이전에 측정된 임피던스보다 작은 경우에는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지될 수 있어, 매칭 회로 없이도 상대적으로 높은 무선 충전 효율이 유지될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
910 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류 및 전압을 측정할 수 있다. 920 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스를 측정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류의 수치로 전압의 수치를 나눔으로써 임피던스를 측정할 수 있다. 930 동작에서, 무선 전력 수신기는 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 940 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다.
DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정한 이후, 무선 전력 수신기는 950 동작에서, 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 여전히 제 1 임계치를 초과하는 경우에는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 재조정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 측정된 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치 이하가 될 때까지, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1010 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류를 측정할 수 있다. 1020 동작에서, 무선 전력 수신기는 입력단(342)의 전류가 감소하는지 여부를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 배터리(350)의 CC 모드로부터 배터리(350)의 CV 모드로 전환된 이후에, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 감소할 수 있다. 아울러, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341) 의 임피던스 또한 모드 전환 시점, 즉 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 감소하는 시점부터 변경될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류의 감소 여부를 판단함에 따라서 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 변경되는지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류를 시간의 흐름에 따라서 측정할 수 있으며, 측정된 입력단(342)의 전류를 이전에 측정된 입력단(342)의 전류와 비교함으로써, 배터리의 입력단(342)의 전류가 감소하는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 특정값에서 벗어나는지 여부에 기초하여, 배터리의 입력단(342)의 전류가 감소하는지 여부를 판단할 수도 있다
배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 감소하는지 것으로 판단되면, 1030 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 전압을 감소하도록 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 감소하는 경우에는, DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 전류 또한 감소하기 때문에, DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 임피던스가 변경될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330) 출력단(341) 전압을 감소시킴에 따라서, DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 임피던스가 일정하게 유지될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1110 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류를 측정할 수 있다. 1120 동작에서, 무선 전력 수신기는 입력단(342)의 전류가 감소하는지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류를 시간의 흐름에 따라서 측정할 수 있으며, 측정된 입력단(342)의 전류를 이전에 측정된 입력단(342)의 전류와 비교함으로써, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 감소하는지 여부를 판단할 수 있다.
1130 동작에서, 무선 전력 수신기는 입력단(342)의 전류의 감소율을 계산할 수 있다. 무선 전력 수신기는 배터리(350) 입력단(342)의 전류를 시간의 흐름에 따라 측정하며, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류의 감소양을 시간의 양으로 나눔으로써, 배터리(350) 입력단(342)의 전류의 감소율을 계산할 수 있다.
1140 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류의 감소율에 기초하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341) 에서의 임피던스가 일정한 수치를 가지도록 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기가 배터리(350)의 입력단(342)의 전류의 감소율을 s라고 판단한 경우에는, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)에서의 전압 또한 s의 감소율로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 이전의 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스 Zo_1이 Vo_1/Io_1인 경우를 상정하도록 한다. Vo_1은 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압일 수 있으며, Io_1는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류일 수 있다. 상술한 바와 같이, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류가 I_bat_1에서 s×I_bat_1으로 감소할 수 있다. 여기에서, s는 전류의 감소율로, I_bat_2/I_bat_1로 결정될 수 있으며, I_bat_2는 측정된 배터리(350)의 입력단(342)의 전류로, s×I_bat_1일 수 있다. 이 경우, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전류 또한 Io_1에서 s×Io_1으로 감소할 수 있다. 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 s×Vo_1으로 감소시킴으로써, DC/DC 컨버터(330)의 임피던스 Zo_1이 Vo_1/Io_1 되도록 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기는, 배터리(350)의 입력단(342)의 전압이 특정값에 도달하는지 여부를, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스의 변경을 나타내는 이벤트로서 검출할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 12의 실시예는 도 13a 내지 13d를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 13a 내지 13d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 다양한 지점에서의 전기적인 특성의 그래프를 도시한다.
1210 동작에서, 무선 전력 수신기는 급속 충전을 개시할 수 있다. 1220 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 도 13a 내지 13d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 배터리(350)의 입력단(342)의 전류, 전압, 전력 및 임피던스의 그래프들이다. 도 13a를 참조하면, 급속 충전시에, 배터리(350)의 입력단(342)의 전류는 제 1 구간에서 6.325A로 유지되다가, 제 2 구간에서 4.2A로 변경되며, 이후 제 3 구간에서 2.975A를 유지하다가, 제 4 구간에서 감소할 수 있다. 도 13b를 참조하면, 급속 충전시에, 배터리(350)의 입력단(342)의 전압은 제 1 구간, 제 2 구간, 제 3 구간 및 제 4 구간에서 증가할 수 있으며, 증가율은 상이할 수 있다. 한편, 제 1 구간 및 제 2 구간의 전환 시점 및 제 2 구간 및 제 3 구간의 전환 시점과, 제 3 구간 및 제 4 구간의 전환 시점에서는 전압이 감소할 수 있으며, 감소의 폭은 이전의 증가율보다 클 수도 있다. 도 13c를 참조하면, 급속 충전시에, 배터리(350)의 입력단(342)의 전력은 제 1 구간에서 증가하다, 제 2 구간 내지 제 4 구간에서 감소할 수 있다. 도 13d를 참조하면, 급속 충전시에, 배터리(350)의 입력단(342)의 임피던스는 제 1 구간, 제 2 구간, 제 3 구간 및 제 4 구간에서 증가할 수 있으며, 증가율은 상이할 수 있다. 한편, 제 1 구간 및 제 2 구간의 전환 시점 및 제 2 구간 및 제 3 구간의 전환 시점과, 제 3 구간 및 제 4 구간의 전환 시점에서는 임피던스가 감소할 수 있으며, 감소의 폭은 이전의 증가율보다 클 수도 있다.
1230 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350) 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나에 급작스런 변화가 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 13a 또는 13b에서와 같이, 구간의 전환 시점에서, 배터리(350) 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나는 급작스럽게 변화할 수 있다. 무선 전력 수신기는 시간의 흐름에 따라서 배터리(350) 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있으며, 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 경우에 급작스런 변화가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 배터리(350)의 입력단(342)의 임피던스에 갑작스런 변화가 검출되는 것 또한, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스의 변화를 나타내는 이벤트로서 검출할 수 있다.
배터리(350) 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나에 급작스런 변화가 검출된 것으로 판단되면, 1240 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330) 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기는 배터리(350) 입력단(342)의 전류 및 전압 중 적어도 하나에 급작스런 변화와, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압 중 적어도 하나의 관계 정보를 미리 저장할 수 있다. 무선 전력 수신기는 미리 저장된 관계 정보를 참조하여, DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스가 일정한 수치를 가지도록 하는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 연산할 수 있다. 무선 전력 수신기는 연산 결과에 기초하여 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 조정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 우선 조정한 이후에, 무선 충전의 효율을 연산할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기는 무선 충전의 효율이 증가하는 방향으로 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 전압을 반복 조정할 수 있다. 무선 전력 수신기는 무선 충전의 효율을 직접 연산할 수도 있으며, 무선 전력 송신기로부터 연산된 무선 충전의 효율을 수신할 수도 있다. 무선 전력 수신기가 무선 충전의 효율을 직접 연산하는 경우에는, 무선 전력 송신기로부터 송신하는 전력에 대한 정보를, 인-밴드(in-band) 또는 아웃-밴드(out-band) 통신에 기초하여 수신할 수 있으며, 이를 이용하여 무선 충전의 효율을 연산할 수 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터(330)의 출력단(341)의 임피던스는 일정한 수치를 가질 수 있으며, 이에 따라 상대적으로 높은 무선 충전 효율이 유지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 수신기는 배터리 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 수신기는, 배터리 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나에 기초하여, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신기는 배터리의 입력 전류가 감소하는 것이 검출되면, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 배터리의 입력 전압이 일정한 수치를 유지하는 것이 검출되면, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 배터리 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나가 급작스럽게 변화하는 경우에, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 1520 동작에서, 무선 전력 수신기는, DC/DC 컨버터의 출력단의 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나에 기초하여, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 입력 전류가 감소하는 것이 검출되면, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 계산할 수도 있으며, 임피던스가 참조 임피던스와 임계치 이상의 차이를 가지는 경우에, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 DC/DC 컨버터 출력단의 전류 및 임피던스 중 적어도 하나가 급작스럽게 변화하는 경우에, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1610 동작에서, 무선 전력 수신기는 정류기의 출력단의 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 1620 동작에서, 무선 전력 수신기는, 정류기의 출력단의 입력 전류 및 입력 전압 중 적어도 하나에 기초하여, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신기는 정류기의 출력단의 입력 전류가 감소하는 것이 검출되면, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 정류기의 출력단의 임피던스를 계산할 수도 있으며, 임피던스가 참조 임피던스와 임계치 이상의 차이를 가지는 경우에, DC/DC 컨버터의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신기는 정류기 출력단의 전류 및 임피던스 중 적어도 하나가 급작스럽게 변화하는 경우에, DC/DC 컨버터 출력 전압을 조정할 수 있다.
도 14 내지 16을 참조하여 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신기는 회로 내의 다양한 지점에서의 전기적 특성을 이용하여, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정함으로써, 무선 전력 수신기가 일정한 임피던스를 유지하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 수신기의 제어 방법은, 무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여 교류 파형의 전력을 출력하는 동작; 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 동작; 상기 정류된 전력을 컨버팅하는 동작; 상기 컨버팅된 전력으로 상기 무선 전력 수신기의 배터리를 충전하는 동작; 및 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리를 충전하는 충전 모드가 CC(constant current) 모드로부터 CV(constant voltage) 모드로 전환되는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스런(abrupt) 변화하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 증가하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 증가시키고, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 감소하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 배터리의 입력단의 임피던스를 측정하고, 상기 배터리의 입력단의 임피던스의 급작스런 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전압이 일정한 수치로 유지되는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스의 급작스러운 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 조정한 이후, 무선 충전의 효율을 획득하고, 상기 획득된 무선 충전의 효율에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 조정한 이후, 상기 이벤트가 해소되는지를 모니터링하고, 상기 이벤트의 해소 여부에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정할 수 있다.
상기 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 “모듈”은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. “모듈”은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. “모듈”은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. “모듈”은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. “모듈”은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,“모듈”은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(130)가 될 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여 교류 파형의 전력을 출력하는 동작이 확인되면, 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 동작; 상기 정류된 전력을 컨버팅하는 동작; 상기 컨버팅된 전력으로 상기 무선 전력 수신기의 배터리를 충전하는 동작; 및 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (24)

  1. 무선 전력 수신기에 있어서,
    무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여 교류 파형의 전력을 출력하는 공진 회로;
    상기 공진 회로로부터 출력되는 상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 정류기;
    상기 정류기로부터 출력되는 정류된 전력을 컨버팅하여 출력하는 DC/DC 컨버터;
    배터리;
    상기 컨버팅된 전력으로 상기 배터리를 충전하는 차저(charger); 및
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 무선 전력 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 입력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 충전 모드가 CC(constant current) 모드로부터 CV(constant voltage) 모드로 전환되는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스런(abrupt) 변화하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 증가하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 증가시키고, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 감소하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키는 무선 전력 수신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 입력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 배터리의 입력단의 임피던스를 측정하고, 상기 배터리의 입력단의 임피던스의 급작스런 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 입력단의 전압이 특정값을 가지는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스의 급작스러운 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정한 이후, 무선 충전의 효율을 획득하고, 상기 획득된 무선 충전의 효율에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정하는 무선 전력 수신기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 조정한 이후, 상기 이벤트가 해소되는지를 모니터링하고, 상기 이벤트의 해소 여부에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정하는 무선 전력 수신기.
  13. 무선 전력 수신기의 제어 방법에 있어서,
    무선 전력 송신기로부터 전자기파를 수용하여, 교류 파형의 전력을 출력하는 동작;
    상기 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하는 동작;
    상기 정류된 전력을 컨버팅하는 동작;
    상기 컨버팅된 전력으로 상기 무선 전력 수신기의 배터리를 충전하는 동작; 및
    DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스 변경을 나타내는 이벤트가 검출되면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리를 충전하는 충전 모드가 CC(constant current) 모드로부터 CV(constant voltage) 모드로 전환되는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스런(abrupt) 변화하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 증가하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 증가시키고, 상기 배터리의 입력단의 전류가 급작스럽게 감소하면 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 배터리의 입력단의 임피던스를 측정하고, 상기 배터리의 입력단의 임피던스의 급작스런 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 배터리의 입력단의 전압이 특정한 값을 가지는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류가 감소하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 감소시키도록 제어하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스와 참조값 사이의 차이가 제 1 임계치를 초과하는 것을 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 측정하고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스의 급작스러운 변화를 상기 이벤트로서 검출하면, 상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 전압을 조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 조정한 이후, 무선 충전의 효율을 획득하고, 상기 획득된 무선 충전의 효율에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력단의 임피던스를 일정하게 유지하도록 제어하는 동작은, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 조정한 이후, 상기 이벤트가 해소되는지를 모니터링하고, 상기 이벤트의 해소 여부에 기초하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 재조정하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
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