KR20170114896A - 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 - Google Patents
보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170114896A KR20170114896A KR1020160073753A KR20160073753A KR20170114896A KR 20170114896 A KR20170114896 A KR 20170114896A KR 1020160073753 A KR1020160073753 A KR 1020160073753A KR 20160073753 A KR20160073753 A KR 20160073753A KR 20170114896 A KR20170114896 A KR 20170114896A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wireless power
- communication
- circuit
- signal
- communication circuit
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 256
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 256
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 31
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 27
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
- H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
- H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- H02J7/025—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Abstract
보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 통신장치는, 신호를 송수신하는 송수신 소자와, 송수신 소자와 선택적으로 연결되는 통신회로와, 신호가 충전을 위해 입력되는 무선전력 신호인지를 검출하여 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성함에 따라 무선전력 신호로부터 통신회로를 보호하는 무선전력 입력 검출기를 포함한다.
Description
본 발명은 무선 송수신 기술에 관한 것이다.
수 ~ 수십 MHz의 주파수 대역으로 자기장(magnetic field)을 형성하여 통신하는 근거리 통신모듈이 알에프아이디(radio frequency identification: RFID, 이하 RFID라 칭함), 근거리 무선통신(Near Field Communication: NFC, 이하 NFC라 칭함) 등의 모듈에 적용되어 사용되고 있다. 특히 NFC 방식을 이용한 다양한 애플리케이션이 휴대폰과 같은 휴대 단말에 적용되며, 보조 결재 수단으로 각광을 받고 있다.
무선충전 방식으로서 유도(inductive) 방식인 무선충전 국제 표준화 단체(Wireless Power Consortium: WPC, 이하 WPC라 칭함)의 치(Qi)나, PMA(Power Matters Alliance) 방식은 100kHz 대의 저주파수 대역을 사용하여 무선충전한다. 이에 비해 NFC는 13.56MHz의 산업·과학·의료용 대역(Industry-Science-Medical band: ISM band, 이하 ISM 대역이라 칭함)을 이용하여 통신하므로, 주파수 대역이 서로 상당히 상이해서 서로 간의 간섭이 적으므로 큰 문제가 없다.
이에 비해, 자기 공명(magnetic resonance)을 사용하는 무선충전 연합(Alliance for Wireless Power: A4WP, 이하 A4WP라 칭함)의 경우 6.78MHz의 ISM 대역을 사용하여 NFC의 13.56MHz 주파수 대역과 상당히 근접하므로 A4WP 전력 송신기(Power Transmitting Unit: PTU)에서 공급되는 전력이 NFC 안테나를 통해 NFC 모듈에 원치 않게 공급되는 현상이 발생한다. 일반적으로 NFC 모듈은 저 전력을 송수신하므로 A4WP 전력 송신기에서 많은 전력이 공급되는 경우 NFC 모듈에 과도한 전력이 공급되어 NFC 모듈이 파괴될 수 있다. 더불어 WPC, PMA 방식과 같이 동작 주파수가 상당히 다른 대역에 있다 하더라도, 전력 송신 전력이 증대되는 경우에 NFC와 같이 통신 회로가 파괴될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선충전으로부터 보호하기 위한 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 통신장치는, 신호를 송수신하는 송수신 소자와, 송수신 소자와 선택적으로 연결되는 통신회로와, 신호가 충전을 위해 입력되는 무선전력 신호인지를 검출하여 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성함에 따라 무선전력 신호로부터 통신회로를 보호하는 무선전력 입력 검출기를 포함한다.
송수신 소자는 장(field)을 발생하거나 장에 반응하여 신호를 송수신하는 안테나 또는 인덕티브 소자일 수 있다. 통신회로는 근거리 무선통신 회로 또는 마그네틱 보안전송 회로를 포함할 수 있다.
통신장치는 통신회로를 송수신 소자에 선택적으로 연결하거나 연결 해제하는 보호회로를 더 포함할 수 있다. 보호회로는 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받으면 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키고 송수신 소자를 보호회로와 선택적으로 연결함에 따라, 전류가 통신회로에 전송되지 않고 보호회로에 전송되어 통신회로를 무선전력 신호로부터 보호할 수 있다. 보호회로는 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 제어신호에 의해 온(on) 되는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
통신장치는 통신회로에 입력되는 신호의 주파수를 감지하고 감지된 주파수가 무선충전을 위한 주파수이면 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성하는 주파수 감지기를 더 포함할 수 있다. 통신장치는 무선전력 입력 검출기의 제어신호와 주파수 감지기의 제어신호를 입력받아 이를 논리연산하여 제어신호를 생성하는 논리회로를 더 포함할 수 있다.
통신장치는 송수신 소자와 통신회로 사이에 연결되어 통신회로의 공진 주파수를 변경시키는 임피던스 소자를 더 포함할 수 있다. 각 임피던스 소자는 저항, 인덕터 및 커패시터 중 어느 하나이거나 이들의 조합일 수 있다.
통신회로는 정류기를 포함하며, 무선전력 입력 검출기는 정류기의 입력과 연결될 수 있다. 통신장치는 송수신 소자로부터 수신되는 신호 중에서 무선전력 신호를 수신하며, 무선전력 입력 검출기를 포함하는 무선전력 수신부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 통신장치는, 통신회로와, 적어도 하나의 무선전력 수신부와, 적어도 하나의 유선전력 수신부와, 각 전력 수신부와 연결되어 전원 입력을 선택하는 전원 선택기와, 전원 선택기의 전원 선택에 의해 입력되는 무선전력 신호를 검출하고 무선전력 신호를 검출하면 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기를 포함한다.
통신장치는 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 통신장치는, 통신회로와, 적어도 하나의 무선전력 수신부와, 적어도 하나의 유선전력 수신부와, 각 전력 수신부와 연결되어 전원 입력을 선택하고 입력되는 전원에 의해 부하를 충전하는 충전회로와, 충전회로의 전원 선택에 의해 입력되는 무선전력 신호를 검출하여 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기를 포함한다.
통신장치는 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자장치는, 통신회로와, 동글 장치와 연결되는 충전 겸용 통신 단자와, 충전 겸용 통신 단자와 동글 장치 간 연결을 통해 입력되는 무선전력 신호를 검출하고 무선전력 신호가 검출되면 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기를 포함하는 프로세서를 포함한다. 전자장치는 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 애플리케이션으로부터 무선 충전 및 통신회로 보호를 포함한 전자장치의 동작 수행 설정을 입력받아 무선 전력 입력 검출신호를 생성할 수 있고, 모니터링을 위한 동작 상태정보 및 수행결과를 애플리케이션에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신장치를 무선충전으로부터 보호할 수 있다. 특히, NFC 장치나 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission: MST) 장치와 같이 안테나나 인덕티브 소자를 이용하는 통신장치의 통신회로를 외부에서 인가되는 장(field)에 의한 에너지 과다 공급으로부터 보호할 수 있다. 무선충전 시 전력신호가 통신장치에 공급되는 것을 차단하여 통신장치를 보호함에 따라, 전력 송신기에서 전력신호가 공급되는 경우 인덕티브 방식의 통신장치가 의도하지 않게 과도한 전력을 공급받아 파괴되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명은 무선전력 신호를 송수신하는 무선충전 시스템의 주파수 대역과 통신장치의 주파수 대역이 비교적 근접해 있거나, 주파수 대역이 매우 상이하여도 무선 충전을 위한 송신 전력이 증대되어 발생하는 과도한 자기장에 노출되었을 때, 무선충전 시스템으로부터 통신장치를 보호하는 데 적용될 수 있다.
또한, 전원 선택기의 선택 기능 또는 충전회로의 입력 선택 기능을 이용하여 통신회로를 보호할 수 있다. 나아가, 전자장치의 충전 겸용 통신 단자에 동글 장치를 연결하는 경우, 전자장치와 동글 장치 간 통신을 이용하여 무선전력 신호 입력을 인식하여 통신회로를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 송신기(Power Transmitting Unit: PTU)와 전력 수신기(Power Receiving Unit: PRU) 및 통신장치의 관계를 도시한 구성도,
도 2는 6.78MHz 주파수로 전력을 공급하는 A4WP 전력 송신기 위에 NFC 장치가 놓여있는 상황을 도시한 회로도,
도 3은 NFC 안테나로 수신되는 전력을 측정하기 위한 회로도,
도 4는 도 3의 전력 측정 상황에서 NFC 안테나의 전압과 전류를 측정한 결과를 도시한 파형도,
도 5는 A4WP 전력 송신기 위에, NFC 칩이 탑재되어 있는 신용카드(credit card)와 A4WP 전력 수신기가 탑재되어 있는 휴대폰을 올려둔 상태에서 열 화상 카메라를 통해 촬영한 영상을 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도,
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도이다.
도 2는 6.78MHz 주파수로 전력을 공급하는 A4WP 전력 송신기 위에 NFC 장치가 놓여있는 상황을 도시한 회로도,
도 3은 NFC 안테나로 수신되는 전력을 측정하기 위한 회로도,
도 4는 도 3의 전력 측정 상황에서 NFC 안테나의 전압과 전류를 측정한 결과를 도시한 파형도,
도 5는 A4WP 전력 송신기 위에, NFC 칩이 탑재되어 있는 신용카드(credit card)와 A4WP 전력 수신기가 탑재되어 있는 휴대폰을 올려둔 상태에서 열 화상 카메라를 통해 촬영한 영상을 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도,
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도,
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도,
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 통상의 기술자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 송신기(Power Transmitting Unit: PTU)와 전력 수신기(Power Receiving Unit: PRU) 및 통신장치의 관계를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전력 송신기(1)는 전력 수신기(3)에 무선으로 전력신호를 공급하여 무선충전이 이루어지도록 한다. 통신장치(2)는 외부장치와 통신신호를 송수신하는 장치로서, 무선통신장치일 수 있다. 예를 들어, 통신장치는 근거리 무선통신(Near Field Communication: NFC, 이하 NFC라 칭함) 장치 또는 알에프아이디(radio frequency identification: RFID, 이하 RFID라 칭함) 장치일 수 있다. 통신장치(2)는 마그네틱 보안전송(magnetic secure transmission: MST, 이하 MST라 칭함) 장치일 수도 있다.
NFC 장치는 수~수십 MHz 주파수 대역에서 근거리 무선통신을 수행하는데, 예를 들어 13.56MHz 주파수 대역에서 무선신호를 송수신할 수 있다. MST 장치의 사용 예를 들면, 신용카드 정보를 담은 기기에 끼운 스마트폰을 신용카드 결제 단말기에 대면 단말기가 신용카드 정보를 자동으로 읽어들여 자동으로 결제가 되도록 한다. 마그네틱 신용카드의 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식이라서 근거리 무선통신(NFC) 방식을 이용하지 않아도 된다.
통신장치(2)는 자기장, 전기장 또는 전자기장 중 어느 하나 또는 적어도 두 개의 조합을 이용하여 신호를 송수신한다. 이하, 설명의 편의를 위해 통신장치가 전기장을 이용하여 송수신하는 경우를 예로 들어 설명하나, 사용하는 장(field)은 자기장에 한정되지 않음을 명시한다. 통신장치(2)는 자기장을 발생하거나 자기장에 반응하여 송수신 소자를 통해 신호를 송수신할 수 있다. 송수신 소자의 예로는 안테나나 인덕티브 소자가 있다.
통신장치(2)의 보호장치(20)는 무선충전을 위한 전력신호로부터 통신장치(2)를 보호한다. 전력 송신기(1)와 전력 수신기(3)는 자기 공명 또는 유도 방식을 통하여 전력을 송수신할 수 있다. 무선충전을 위해 전력 송신기(1)에서 전력을 공급하는 경우, 저전력을 송수신하도록 구성되는 통신장치(2)에 의도하지 않게 과도한 전력이 공급되어 통신장치(2)가 파괴될 우려가 있다. 보호장치(20)는 무선충전 시 전력신호로부터 통신장치(2)를 보호한다. 특히, 외부에서의 에너지 과다 공급으로 인한 파괴 현상을 방지한다.
전력 수신기(3)와 통신장치(2)는 서로 분리될 수도 있고, 하나의 전자장치에 위치할 수 있다. 분리되는 예로서, 전력 수신기(3)는 휴대단말에 위치하고, 통신장치(2)는 신용카드에 위치할 수 있다. 하나의 전자장치에 위치하는 예로는 전력 수신기(3)와 통신장치(2)가 휴대단말에 위치할 수 있다. 어느 경우든지, 통신장치(2)가 전력 송신기(1)에서 전송되는 전력신호의 영향을 받게 되며, 본 발명은 이러한 전력신호의 영향으로부터 통신장치(2)를 보호하기 위한 기술이다.
일 실시 예에 따른 전력 송신기(1)와 전력 수신기(3)는 자기 공명 방식(magnetic resonance)을 따르는데, 예를 들어 A4WP 방식을 사용하여 전력을 송수신한다. A4WP 방식에 따르면, A4WP 전력 송신기는 6.78MHz 주파수 대역에서 자기 공명을 통해 A4WP 전력 수신기에 전력신호를 공급한다. 이하, 설명의 편의를 위해 A4WP 방식을 중심으로 설명하나, 본 발명의 무선충전 방식이 A4WP 방식에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, A4WP 방식을 따르지는 않지만 통신장치(2)와는 상이한 주파수 대역으로 무선충전을 수행하는 경우, 예를 들어 4MHz로 무선충전을 수행하는 경우 보호장치(20)가 13.56MHz 주파수 대역이나 기타 유사 주파수 대역을 사용하는 통신장치(2)를 보호할 수 있다.
본 발명은 무선전력 신호를 송수신하는 무선충전 시스템의 주파수 대역과 통신장치(2)의 주파수 대역이 비교적 근접해 있거나, 주파수 대역이 매우 상이하여도 무선 충전을 위한 송신 전력이 증대되어 발생하는 과도한 자기장에 노출되었을 때, 무선충전 시스템으로부터 통신장치(2)를 보호하는 데 적용될 수 있다. 예를 들어, 6.78MHz의 주파수 대역을 사용하는 A4WP 무선충전 시스템으로부터 13.56MHz의 주파수 대역을 사용하는 통신장치인 NFC 장치를 보호하는 데 적용된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 통신장치(2)를 NFC 장치로 한정하고, 전력 송신기(1)는 A4WP 전력 송신기로 한정하고, 전력 수신기(3)는 A4WP 전력 수신기로 한정하여, A4WP 전력 송신기로부터 NFC 장치를 보호하기 위한 실시 예들을 후술되는 도면들을 참조로 하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
도 2는 6.78MHz 주파수로 전력을 공급하는 A4WP 전력 송신기 위에 NFC 장치가 놓여있는 상황을 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, NFC 장치(2-1)는 NFC 안테나(220-1)와 커패시터 Cs, Cp를 포함하는 공진기(22-1)와, NFC 칩(24-1)을 포함한다. NFC는 사용하지 않는 상황이지만, NFC 장치(2-1)가 A4WP 전력 송신기(1-1) 위에 위치하는 경우, A4WP 전력 송신기(1-1)에서 공급하는 자기장에 NFC 장치(2-1)의 NFC 안테나(220-1)가 노출되게 된다. NFC와 A4WP 동작 주파수를 살펴보면 NFC가 2배 높은 주파수를 사용하여 밴드가 구별되지만, NFC 안테나(220-1)에서도 상당한 전력이 수신될 수 있다.
A4WP 전력 수신기가 휴대폰 등의 휴대 단말에 탑재되는 경우, 전면에는 디스플레이가 위치하기 때문에 주로 뒷면에 A4WP 안테나가 위치하고, NFC 안테나(220-1)도 역시 뒷면에 위치하는 경우가 대부분이다. 따라서, NFC 안테나(220-1)를 이용한 근거리 무선통신이 수행되지 않는 경우라도, 무선 충전 시 A4WP 전력 송신기(1-1)에서 공급되는 자기장에 NFC 안테나(220-1)가 노출되어 자기장이 발생한다. 이에 따라 NFC 안테나(220-1)에서도 상당한 전력신호가 수신될 수 있다.
도 3은 NFC 안테나로 수신되는 전력을 측정하기 위한 회로도이다.
도 3을 참조하면, A4WP 전력 송신기(1-1)와 A4WP 전력 수신기(3-1)가 전력을 송수신하는 상황에서, NFC 안테나(220-1)의 수신 전력을 측정하기 위해 NFC 안테나(220-1)에 저항 RL(30) 10옴(Ω)을 달고 NFC 안테나(220-1)를 A4WP 전력 송신기(1-1) 위에 올려놓았다고 가정한다. 이때 A4WP 전력 수신기(3-1)는 5W 정도의 전력을 A4WP 전력 송신기(1-1)로부터 수신하는 상태이다.
도 4는 도 3의 전력 측정 상황에서 NFC 안테나의 전압과 전류를 측정한 결과를 도시한 파형도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, NFC 안테나(220-1)는 약 2.5Vpeak의 전압이 수신되고, 전류는 250mApeak가 된다. NFC 안테나(220-1)의 전압과 전류는 A4WP 전력 송신기(1-1)와의 거리 및 위치에 영향을 받는 함수에 의해 결정되기는 하지만, A4WP 전력 송신기(1-1)의 가운데 위치에 NFC 안테나(220-1)를 두고 높이를 띄우지 않은 상태에서 NFC 안테나(220-1)의 전압과 전류를 측정한 결과는 도 4에 도시된 바와 같다. A4WP 전력 송신기(1-1)의 최대 출력 전력은 15W 정도인 것을 사용하였으나, 실험 조건에서의 A4WP 전력 송신기(1-1)의 송신 전력은 대략 10W 근처이다.
실험 결과로부터 NFC 안테나(220-1)도 0.3W에 해당하는 전력을 수신하고 있음을 알 수 있다. 이 정도의 전력은 A4WP 전력 수신기(3-1) 입장에서는 큰 전력이 아니지만, NFC 장치에서는 큰 문제를 야기할 수 있는 전력이다.
도 5는 A4WP 전력 송신기 위에, NFC 칩이 탑재되어 있는 신용카드(credit card)와 A4WP 전력 수신기가 탑재되어 있는 휴대폰을 올려둔 상태에서 열 화상 카메라를 통해 촬영한 영상을 도시한 참조도이다.
도 5를 참조하면, A4WP 전력 송신기 위에, NFC 칩(24-1)이 탑재되어 있는 신용카드(50)와 A4WP 전력 수신기가 탑재되어 있는 휴대폰(52)을 올려둔 경우, 신용카드(50)의 NFC 칩(24-1)이 전력을 수신하여 과열되고 있음을 알 수 있다. 일정 시간, 예를 들어 10분 방치되면 NFC 기능을 하는 NFC 칩(24-1)이 파괴되는 현상이 발생한다.
이하, 도 6 및 도 8을 참조로 하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로 구성에 대해 후술한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도이다.
도 6을 참조하면, 통신장치(2)는 공진기(22), 통신회로(24) 및 보호장치(20)를 포함한다. 보호장치(20)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함하며, 보호회로(202)를 더 포함할 수 있다.
공진기(22)는 안테나(220)와 커패시터 Cs(222)로 구성된다. 안테나(220)는 인덕턴스 성분을 가진다. 안테나(220) 대신에 인덕티브 소자가 위치할 수 있다. 안테나(220)나 인덕티브 소자와 같은 송수신 소자는 자기장을 발생하거나 자기장에 반응하여 신호를 송수신한다. 통신장치(2)가 NFC 장치인 경우, 안테나(220)는 NFC 안테나일 수 있다.
통신회로(24)는 안테나(220)와 선택적으로 연결된다. 통신회로(24)와 안테나(220)가 연결되는 경우, 수신 동작 시, 안테나(220)가 자기장을 통해 외부장치로부터 입력 데이터를 수신하면 통신회로(24)는 안테나(220)로부터 입력 데이터를 수신한다. 송신 동작 시, 통신회로(24)는 안테나(220)에 출력 데이터를 제공하고, 안테나(220)는 자기장을 통해 외부장치에 출력 데이터를 전송한다. 이에 비해, 안테나(220)와 통신회로(24)의 연결이 해제될 수 있는데, 이는 안테나(220)가 무선전력신호를 수신하는 경우로, 보호장치(20)의 제어신호에 의해 이루어진다.
통신장치(2)가 NFC 장치인 경우, 통신회로(24)는 NFC 칩일 수 있다. 통신장치(2)가 MST 장치인 경우, 통신회로(24)는 MST 회로일 수 있다. 통신회로(24)는 정류기(240)를 포함할 수 있다. 정류기(240)는 공진기(22)로부터 수신되는 AC 신호를 DC 신호로 정류한다.
보호장치(20)의 무선전력 입력 검출기(200)는 안테나(220)를 통해 수신되는 신호가 충전을 위해 입력되는 무선전력 신호인지를 검출한다. 이때, 무선전력 신호가 검출되면, 무선전력 입력 검출기(200)는 통신회로(24)를 안테나(220)로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호에 의해 무선전력 신호로부터 통신회로(24)를 보호할 수 있게 된다. 안테나(220)를 통해 수신되는 신호는 전력 송신기로부터 수신되는 무선전력 신호일 수도 있고, 외부장치가 송신하는 데이터 통신을 위한 통신신호일 수 있다. 이때, 무선전력 입력 검출기(200)가 안테나(220)를 통해 수신되는 신호로부터 무선전력 신호를 검출하고, 무선전력 신호가 검출되면 무선전력 신호가 통신회로(24)로 전송되는 것을 차단함에 따라 무선전력 신호로부터 통신회로(24)를 보호한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어신호는 무선전력 입력 검출기(200)에서 생성되었으나, MCU, 버퍼 등의 제어기에서 제어신호가 생성될 수 있다.
보호회로(202)는 통신회로(24)를 안테나(220)에 선택적으로 연결하거나 연결을 해제한다. 이때, 보호회로(202)는 무선전력 입력 검출기(200)로부터 제어신호를 입력받으면, 통신회로(24)를 안테나(220)로부터 선택적으로 연결 해제시킨다.
일 실시 예에 따른 보호회로(202)는 무선전력 입력 검출기(200)로부터 제어신호를 입력받아 제어신호에 의해 온(on) 되는 스위칭 소자를 포함한다. 예를 들어, 보호회로(202)는 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)를 포함한다. 제1 스위칭 소자 M1(202-1)와 제2 스위칭 소자 M2(202-2)는 각각 출력이 접지전압과 안테나(220)에 연결되고, 입력이 무선전력 입력 검출기(200)로부터 출력되는 제어신호와 연결되어 제어신호에 의해 온(on) 된다.
전력 송신기와 전력 수신기가 자기 공진을 통해 무선전력 신호를 송수신하고, 통신장치(2)는 동작 주파수에서 자기장을 이용하여 무선통신한다. 이때 서로 주파수 대역이 근접하면, 전력 송신기의 전력 신호 공급 시에 안테나(220)는 전력 송신기에서 발생하는 자기장의 영향을 받아 자기장이 발생한다. 무선전력 입력 검출부(200)는 안테나(220)에서 발생한 자기장에 의해 통신회로(24)에 전력신호가 공급되는 것을 차단하여 통신회로(24)를 보호한다.
구체적으로, 무선전력 입력 검출기(200)는 안테나(220) 또는 전력 수신기를 통해 입력되는 신호에서 무선전력 신호를 검출한다. 무선전력 신호는 데이터 통신을 위한 신호와 구별된다. 무선전력 신호가 검출되면, 무선전력 입력 검출기(200)는 전력 송신기가 전력 수신기에 전력신호를 송신하여 무선 충전 상태인 것으로 판단한다. 이 경우, 무선전력 입력 검출기(200)는 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 보호회로(202)에 인가하여 안테나(220)에서 통신회로(24)로 전력신호가 전송되는 것을 차단한다. 이에 따라, 통신회로(24)를 무선충전으로부터 보호할 수 있다. 이에 비해, 무선전력 입력 검출기(200)가 무선 전력신호를 검출하지 않는 경우, 예를 들어 안테나(220)가 외부장치로부터 데이터 통신신호를 수신하는 경우에는 보호회로(202)를 온(on) 시키는 제어신호가 보호회로(202)에 인가되지 않으므로 보호회로(202)는 오프(off) 상태가 되어, 안테나(220)를 통해 입력된 데이터 통신신호가 통신회로(24)로 전달된다.
이하, 도 6의 회로를 참조하여 통신회로(24) 보호 프로세스에 대해 후술한다.
전력 송신기로부터 전력신호가 공급되는 경우, 무선전력 입력 검출기(200)는 이를 검출하여 제어신호를 생성하고 제어신호를 통해 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)를 온(on) 시킨다. 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)가 온(on) 되면 대부분의 안테나 전류가 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)를 통해 흐르게 되고 안테나 전류가 정류기(240)를 포함한 통신회로(24)로 흐르는 것은 차단되므로 통신회로(24)를 무선전력 신호로부터 보호할 수 있다. 무선전력 입력 검출기(200)에 의해 무선전력 신호가 검출되지 않으면, 다시 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)가 오프(off) 되어 안테나 전류가 통신회로(24)에 전송된다. 무선전력 입력 검출기(200)에 의해 무선전력 신호가 검출되지 않는 경우는 안테나(220)를 통해 데이터 통신신호가 전송되는 경우를 포함한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도이다.
도 7을 도 6과 대비하면, 도 7은 도 6의 구성에 임피던스 소자 Z1(204-1), Z2(204-2)가 더 포함되어 있다. 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)를 이용하여 통신회로(24)를 보호하는 경우, 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)의 turn-on 저항이 작으면 과도한 전류가 안테나(220)로부터 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)로 공급될 수도 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 임피던스 소자 Z1(204-1) 및 Z2(204-2)를 안테나(220)와 통신회로(24) 사이에 위치시켜, 공진기(22)의 공진 주파수를 변화시키고, 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)로 과도한 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다. 이때, 공진기(22)의 공진 주파수를 안테나(220)로 입력되는 주파수보다 낮추면 수신되는 전류를 감소시킬 수 있다.
이하, 도 7을 참조로 하여 보호장치(20)의 구성에 대해 후술한다. 보호장치(20)는 무선전력 입력 검출기(200), 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2) 및 임피던스 소자 Z1(204-1), Z2(204-2)를 포함한다. 제1 스위칭 소자 M1(202-1)은 출력이 각각 접지전압과 임피던스 소자 Z1(204-1)에 연결되고 입력이 무선전력 입력 검출기(200)로부터 생성되는 제어신호와 연결되어 제어신호에 의해 온(on) 된다. 제2 스위칭 소자 M2(202-2)는 출력이 각각 접지전압과 임피던스 소자 Z2(204-2)에 연결되고 입력이 무선전력 입력 검출기(200)로부터 생성되는 제어신호와 연결되어 제어신호에 의해 온(on) 된다.
전류를 제한하는 임피던스 소자 Z1(5424-1), Z2(5424-2)는 예를 들어, 저항 R, 인덕터 L 또는 커패시터 C일 수 있다. 또는 적어도 두 개 이상의 조합일 수 있다. 저항 R을 연결하는 경우는 스위칭 소자 M1(202-1), M2(202-2)의 전류는 줄일 수 있지만, 안테나 수신전류가 높을 경우 통신회로(24)를 보호하기 어려울 수도 있다. 따라서, 저항 R을 적절히 조정할 필요가 있다. 인덕터 L을 연결하는 경우도 공진기(22)의 공진 주파수를 변화시켜 수신되는 에너지 자체를 줄일 수 있다. 커패시터 C를 연결하는 경우, 커패시터 C는 안테나(220)와 통신회로(24) 사이에 형성되어 공진기(22)의 공진 주파수를 틀어지게 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하는 통신장치의 회로도이다.
도 8을 도 7과 비교하면, 도 8은 도 7의 구성에, 주파수 감지기(206) 구성을 더 포함한다. 경우에 따라서, 통신회로(24)의 정류기 입력신호로부터 주파수를 감지하는 주파수 감지기(206)를 이용해서 특정 주파수가 인가되는지를 판별하여 통신회로(24)를 보호할 수 있다.
구체적으로 보호장치(20)는 무선전력 입력 검출기(200), 보호회로(202), 임피던스 소자(204-1,204-2), 주파수 감지기(206) 및 논리회로(208)를 포함한다. 무선전력 입력 검출기(200)는 무선전력 신호를 검출하여 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 생성한다. 주파수 감지기(206)는 통신회로(24)의 정류기(240)에 입력되는 정류기 입력신호의 주파수를 감지하고 감지된 주파수가 무선충전을 위한 주파수이면 무선충전 상태로 판별하여 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 생성한다. 논리회로(208)는 무선전력 입력 검출기(200)의 제어신호와 주파수 감지기(206)의 제어신호를 입력받아 이를 논리곱(AND) 또는 논리합(OR) 연산하여 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 출력한다. 제어신호는 보호회로(202)에 전송되어, 보호회로(202)가 온(on) 됨에 따라 안테나(220)에서 보호회로(202)로 안테나 전류가 전송되므로 무선전력 신호로부터 통신회로(24)를 보호할 수 있다.
도 8의 회로 구현은 다양한 방법으로 가능할 것이다. 무선전력 입력 검출기(200), 보호회로(202) 및 주파수 감지기(206) 등을 통신회로(24)에 집적하여 제작할 수도 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 통신회로(24)의 외부 회로로 구현할 수도 있다.
이하, 도 9 및 도 13을 참조로 하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치 또는 전자장치의 구성에 대해 후술한다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 통신장치는 통신회로(24), 무선전력 수신부(310) 및 보호회로(202)를 포함한다. 무선전력 수신부(310)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함한다.
안테나나 인덕턴스 소자와 같은 송수신 소자가 통신회로(24)와 연결된다. 송수신 소자는 신호를 수신하는데, 수신하는 신호는 데이터 통신신호일 수 있고, 무선전력 신호일 수 있다. 데이터 통신신호를 송수신하는 경우, 송수신 소자는 통신회로(24)와 연결된다. 송수신 소자가 충전을 위한 무선전력 신호를 수신하는 경우, 무선전력 수신부(310)는 송수신 소자를 통해 입력되는 무선전력 신호를 수신하는데, 무선전력 수신부(310)의 무선전력 입력 검출부(200)가 무선전력 신호를 검출한다. 무선전력 신호를 검출하면, 무선전력 입력 검출부(200)는 통신회로(24) 보호를 위한 제어신호를 생성한다. 무선전력 입력 검출부(200)는 제어신호를 이용하여 통신회로(24)를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시킨다.
일 실시 예에 따른 무선전력 수신부(310)는 무선전력 입력 검출기(200)를 통해 외부로부터 무선전력 신호의 입력을 감지하여 동작하면서, 동시에 통신회로(24) 보호를 위한 제어신호를 생성하여 보호회로(202)에 전송한다. 이를 위해, 무선전력 수신부(310)는 보호회로(202)와 연결되고, 보호회로(202)의 출력이 송수신 소자와 연결된다. 송수신 소자가 통신 데이터를 수신하는 경우 송수신 소자가 통신회로(24)와 연결되어 통신회로(24)로 통신 데이터가 전송된다. 이에 비해, 보호회로(202)가 제어신호를 수신하면, 보호회로(202)가 활성화되어 보호회로(202)가 송수신 소자와 연결되고 송수신 소자가 통신회로(24)와 연결 해제된다. 이에 따라, 제어신호에 의해 대부분의 전류가 통신회로(24)에 흐르지 않고, 보호회로(202)에 흐르므로 정류기를 포함하는 통신회로(24)를 무선전력으로부터 보호할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도이다.
도 10을 참조하면, 통신장치는 적어도 하나의 무선전력 수신부(310)와, 적어도 하나의 유선전력 수신부(320)와, 전원 선택기(5) 및 통신회로(24)를 포함하며, 보호회로(202)를 더 포함할 수 있다. 전원 선택기(5)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함할 수 있다.
무선전력 수신부(310)는 무선으로 전원을 수신하고, 유선전력 수신부(320)는 유선으로 전원을 수신하여 각 모듈에 공급한다. 전원 선택기(5)는 각 전력 수신회로(200,…,300)와 연결되어 입력되는 여러 전원 중 소정의 전원을 선택한다. 이때, 입력되는 여러 전원 중 한가지 또는 복수를 선택할 수 있다. 무선전력 입력 검출기(200)는 전원 선택기(5)에 의해 선택되어 입력되는 신호들 중에서 무선전력 신호를 검출하고, 무선전력 신호가 검출되면 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 생성한다. 보호회로(202)는 무선전력 입력 검출기(200)로부터 제어신호를 입력받아 통신회로(24)로 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단한다. 예를 들어, 통신회로(24)를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키고, 송수신 소자와 보호회로(202)를 연결한다. 송수신 소자는 자기장을 발생하거나 자기장에 반응하여 신호를 송수신하는 안테나 또는 인덕티브 소자를 포함한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 통신장치의 구성도이다.
도 11을 참조하면, 통신장치는 적어도 하나의 무선전력 수신부(310)와, 적어도 하나의 유선전력 수신부(320)와, 충전회로(6) 및 통신회로(24)를 포함하며, 보호회로(202)를 더 포함할 수 있다. 충전회로(6)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함할 수 있다.
통신장치 내부에 다수의 충전장치가 있거나, 다수의 전원 입력을 수용할 수 있는 충전회로(6)가 있는 경우, 충전회로(6)는 각 입력 전원에 따른 충전 회로(6)가 가지고 있는 선택 또는 인지 기능을 통해 무선 전력의 입력 유무를 검출하여 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 생성한다. 충전회로(6)는 각 전력 수신회로(200,…,300)와 연결되어 전원 입력을 선택하여 부하를 충전한다. 이때, 충전회로(6) 내 무선전력 입력 검출기(200)는 충전회로(6)의 전원 선택에 의해 입력되는 무선전력 신호를 검출하여 통신회로(24)에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성한다. 보호회로(202)는 무선전력 입력 검출기(200)로부터 제어신호를 입력받아 통신회로(24)에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단한다. 예를 들어, 통신회로(24)를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키고, 송수신 소자와 보호회로(202)를 연결한다. 송수신 소자는 자기장을 발생하거나 자기장에 반응하여 신호를 송수신하는 안테나 또는 인덕티브 소자를 포함한다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도이다.
도 12를 참조하면, 전자장치(8)는 충전 겸용 통신 단자(80), 프로세서(82) 및 통신회로(24)를 포함하며, 보호회로(202)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(82)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함할 수 있다. 전자장치는 예를 들어, 스마트 기기일 수 있다.
충전 겸용 통신 단자(80)는 충전을 위한 무선전력 신호를 수신하거나, 데이터 통신을 위한 신호를 송수신한다. 충전 겸용 통신 단자(80)는 USB나 라이트닝(Lightning)일 수 있다. 전자장치(8)는 충전 겸용 통신 단자(80)에 동글 장치(7)를 연결하여 충전 또는 데이터 통신을 할 수 있다.
이때, 프로세서(82)는 무선전력 입력 검출기(200)를 포함하며, 프로세서(82)는 MCU 또는 애플리케이션 프로세서일 수 있다. 전자장치(8)의 충전 겸용 통신 단자(80)에 동글 장치(7)를 연결하는 경우, 전자장치(8)와 동글 장치(7) 간 통신을 이용하여 무선전력 입력 검출기(200)가 무선전력 신호 입력을 검출함에 따라 통신회로(24)를 보호할 수 있다.
동글 장치(7)를 충전 겸용 통신 단자(80)에 연결하면, 충전 겸용 통신 단자(80)를 통해 신호가 입력되는데, 프로세서(82)의 무선전력 입력 검출기(200)는 입력되는 신호 중에서 무선전력 신호를 검출하고, 무선전력 신호 입력을 검출하면 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호는 보호회로(202)에 인가되어, 보호회로(202)가 통신회로(24)에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 통신회로(24)를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키고, 송수신 소자와 보호회로(202)를 연결한다. 이에 따라, 대부분의 전류가 통신회로(24)에 흐르지 않고, 보호회로(202)에 흐르므로 정류기를 포함하는 통신회로(24)를 무선전력으로부터 보호할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 통신회로를 보호하기 위한 전자장치의 구성도이다.
도 13을 도 12와 비교하면, 도 13은 도 12의 구성에 소프트웨어(84)를 더 포함한다. 도 13을 참조하면, 애플리케이션과 같은 소프트웨어(84)의 설정에 의한 명령에 따라 무선 충전 및 통신회로 보호를 포함한 전자장치(8)의 동작을 설정할 수 있다. 이 경우, 소프트웨어(84)의 설정을 이용하여 통신회로(24)를 보호하기 위한 제어신호를 발생할 수 있다. 이때, 프로세서(82)는 소프트웨어(84)로부터 무선충전 및 통신회로 보호를 위한 설정을 입력받아 무선 전력 입력 검출신호를 생성할 수 있고, 모니터링을 위한 동작 상태정보나 수행결과를 소프트웨어(84)에 제공할 수 있다. 소프트웨어(84)는 도 13에 도시된 바와 같이 설치 또는 다운로드되어 전자장치(8) 내에 위치할 수 있고, 외부에 위치하여 전자장치(8)가 인터넷을 통해 웹 접속할 수 있다.
도면들을 참조로 하여 전술한 바와 같이, NFC 장치나 MST 장치 등과 같은 안테나나 인덕티브 소자를 이용하여 신호를 전송하는 통신장치나 전자장치에서, 외부에서 공급되는 장(field)에 의해 에너지 과다 공급으로 인해 통신회로가 파괴되는 현상을 방지할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (19)
- 신호를 송수신하는 송수신 소자;
상기 송수신 소자와 선택적으로 연결되는 통신회로; 및
상기 신호가 충전을 위해 입력되는 무선전력 신호인지를 검출하여 상기 통신회로를 상기 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성함에 따라 무선전력 신호로부터 상기 통신회로를 보호하는 무선전력 입력 검출기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 송수신 소자는
장(field)을 발생하거나 장에 반응하여 신호를 송수신하는 안테나 또는 인덕티브 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 통신회로는
근거리 무선통신 회로 또는 마그네틱 보안전송 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 통신회로를 상기 송수신 소자에 선택적으로 연결하거나 연결 해제하는 보호회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 4 항에 있어서, 상기 보호회로는
상기 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받으면 상기 통신회로를 상기 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키고 상기 송수신 소자를 상기 보호회로와 선택적으로 연결함에 따라, 전류가 상기 통신회로에 전송되지 않고 상기 보호회로에 전송되어 상기 통신회로를 무선전력 신호로부터 보호하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 4 항에 있어서, 상기 보호회로는
상기 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 제어신호에 의해 온(on) 되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 통신장치는
통신회로에 입력되는 신호의 주파수를 감지하고 감지된 주파수가 무선충전을 위한 주파수이면 상기 통신회로를 상기 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키기 위한 제어신호를 생성하는 주파수 감지기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 7 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 무선전력 입력 검출기의 제어신호와 상기 주파수 감지기의 제어신호를 입력받아 이를 논리연산하여 제어신호를 생성하는 논리회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 송수신 소자와 상기 통신회로 사이에 연결되어 상기 통신회로의 공진 주파수를 변경시키는 임피던스 소자;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 9 항에 있어서, 각 임피던스 소자는
저항, 인덕터 및 커패시터 중 어느 하나이거나 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 통신회로는 정류기를 포함하며,
상기 무선전력 입력 검출기는 정류기의 입력과 연결되는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 송수신 소자로부터 수신되는 신호 중에서 무선전력 신호를 수신하며, 상기 무선전력 입력 검출기를 포함하는 무선전력 수신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 통신회로;
적어도 하나의 무선전력 수신부;
적어도 하나의 유선전력 수신부;
각 전력 수신부와 연결되어 전원 입력을 선택하는 전원 선택기; 및
상기 전원 선택기의 전원 선택에 의해 입력되는 무선전력 신호를 검출하고 무선전력 신호를 검출하면 상기 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 13 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 상기 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 통신회로;
적어도 하나의 무선전력 수신부;
적어도 하나의 유선전력 수신부;
각 전력 수신부와 연결되어 전원 입력을 선택하고 입력되는 전원에 의해 부하를 충전하는 충전회로; 및
상기 충전회로의 전원 선택에 의해 입력되는 무선전력 신호를 검출하여 상기 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 제 15 항에 있어서, 상기 통신장치는
상기 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 상기 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치. - 통신회로;
동글 장치와 연결되는 충전 겸용 통신 단자; 및
상기 충전 겸용 통신 단자와 동글 장치 간 연결을 통해 입력되는 무선전력 신호를 검출하고 무선전력 신호가 검출되면 상기 통신회로에 무선전력 신호가 전송되는 것을 차단하기 위한 제어신호를 생성하는 무선전력 입력 검출기를 포함하는 프로세서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제 17 항에 있어서, 상기 전자장치는
상기 무선전력 입력 검출기로부터 제어신호를 입력받아 상기 통신회로를 송수신 소자로부터 선택적으로 연결 해제시키는 보호회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제 17 항에 있어서, 상기 프로세서는
애플리케이션으로부터 무선 충전 및 통신회로 보호를 포함한 전자장치의 동작 수행 설정을 입력받아 무선 전력 입력 검출신호를 생성하거나 모니터링을 위한 동작 상태정보 및 수행결과를 상기 애플리케이션에 제공하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201780026200.6A CN109247041A (zh) | 2016-04-06 | 2017-04-06 | 具有保护功能的通信设备和电子设备 |
| PCT/KR2017/003768 WO2017176064A1 (ko) | 2016-04-06 | 2017-04-06 | 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 |
| US16/092,278 US20200274394A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-04-06 | Communication device and electronic device having protective function |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160042329 | 2016-04-06 | ||
| KR20160042329 | 2016-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170114896A true KR20170114896A (ko) | 2017-10-16 |
| KR101846953B1 KR101846953B1 (ko) | 2018-04-09 |
Family
ID=60295884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160073753A KR101846953B1 (ko) | 2016-04-06 | 2016-06-14 | 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200274394A1 (ko) |
| KR (1) | KR101846953B1 (ko) |
| CN (1) | CN109247041A (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11605987B2 (en) * | 2019-11-20 | 2023-03-14 | Aira, Inc. | Digital ping lockout in a multi-coil wireless charging device |
| EP3863185A1 (en) * | 2020-02-07 | 2021-08-11 | Nxp B.V. | Communication device and method for operating the same |
| EP3890196B1 (en) * | 2020-04-03 | 2023-06-21 | Nxp B.V. | Communication and wireless charging device and operating method |
| CN111653863B (zh) * | 2020-06-08 | 2022-04-19 | 安徽华米信息科技有限公司 | 一种可穿戴设备及可穿戴设备天线调节方法 |
| WO2022104511A1 (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 华为技术有限公司 | 无线充电设备和终端设备 |
| KR20220135780A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 수신, 무선 통신, 및 전기 자극을 수행하는 장치 및 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9240824B2 (en) * | 2009-02-13 | 2016-01-19 | Qualcomm Incorporated | Wireless power and wireless communication for electronic devices |
| US8983374B2 (en) * | 2010-12-13 | 2015-03-17 | Qualcomm Incorporated | Receiver for near field communication and wireless power functionalities |
| KR101830960B1 (ko) * | 2011-08-18 | 2018-02-22 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 단말기의 일체형으로 구비된 엔에프시 안테나와 비접촉 충전 코일의 구분 장치 및 그 방법 |
| KR20130081620A (ko) * | 2012-01-09 | 2013-07-17 | 주식회사 케이더파워 | 무선 충전 시스템용 수신기 |
| CN102780515B (zh) * | 2012-07-26 | 2017-07-18 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种兼容无线充电和nfc的方法及装置 |
-
2016
- 2016-06-14 KR KR1020160073753A patent/KR101846953B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-04-06 CN CN201780026200.6A patent/CN109247041A/zh active Pending
- 2017-04-06 US US16/092,278 patent/US20200274394A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200274394A1 (en) | 2020-08-27 |
| KR101846953B1 (ko) | 2018-04-09 |
| CN109247041A (zh) | 2019-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101846953B1 (ko) | 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 | |
| US10404107B2 (en) | Non-contact charging device, and non-contact power supply system using same | |
| KR102034323B1 (ko) | 급전 장치, 급전 방법 및 기록 매체 | |
| EP3148049B1 (en) | Detecting resonant frequencies | |
| JP5821544B2 (ja) | 電子機器および伝送システム | |
| EP3316450B1 (en) | Power transmitting device and non-contact power feeding system | |
| KR101956873B1 (ko) | 무선 주파수 식별 회로를 위한 안테나 인터페이스 | |
| US10264528B2 (en) | Portable terminal apparatus | |
| JP5177270B2 (ja) | 通信装置、通信システム、および通信方法 | |
| US10277058B2 (en) | Near field communication (NFC) coexistance | |
| KR101816242B1 (ko) | 무선통신장치를 보호하기 위한 장치 및 이를 포함하는 무선통신장치 | |
| WO2011113029A2 (en) | Detection and protection of devices within a wireless power system | |
| CN108475936B (zh) | 非接触输电装置 | |
| US11201492B2 (en) | Detecting objects placed on wireless charger | |
| EP3358751B1 (en) | Nfc reader with auto tuner | |
| KR101678989B1 (ko) | 자기장을 이용하는 근거리 통신모듈 보호장치 및 그 휴대 단말 | |
| KR20190125483A (ko) | 근거리 통신 및 접근 검출 장치 | |
| US10361751B2 (en) | Modulation index setting circuits of near field communication (NFC) devices, NFC devices, and methods of operating NFC devices | |
| WO2017176064A1 (ko) | 보호 기능을 가진 통신장치 및 전자장치 | |
| WO2017003076A1 (ko) | 자기장을 이용하는 근거리 통신모듈 보호장치 및 그 휴대 단말 | |
| JP2019103327A (ja) | 給電装置、受電装置、およびそれらの制御方法、並びにプログラム | |
| JP2018117483A (ja) | 給電装置、制御方法及びプログラム | |
| WO2017138691A1 (ko) | 무선통신장치를 보호하기 위한 장치 및 이를 포함하는 무선통신장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |