KR20180069107A - 유도 전력 전송 시스템의 임피던스 매칭 - Google Patents

유도 전력 전송 시스템의 임피던스 매칭 Download PDF

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KR20180069107A
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데이비드 더블유. 리터
제프리 제이. 테를리지
토드 케이. 모이어
제프리 엠. 알베스
스티븐 지. 허브스트
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애플 인크.
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Abstract

전자기 유도 전력 전송 장치(100)는 활성 상태와 비활성 상태를 구비하고 선택가능한 듀티 사이클에서 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 스위칭하도록 구성된 전원, 및 전원에 결합된 전력-전송 인덕터(102-12)를 포함하는 유도 전력 전송기(102); 및 전력-전송 인덕터에 유도적으로 근접하게 위치된 전력-수신 인덕터(104-12), 프로그래밍가능한 부하(104-12), 및 전력 수신 인덕터에 결합되고, 프로그래밍가능한 부하의 전력 요구의 변화에 응답하여 유도 전력 수신기의 전기적 임피던스를 증가 또는 감소시키도록 구성되는 임피던스 제어기(104-6)를 포함하는 유도 전력 수신기(104);를 포함한다.

Description

유도 전력 전송 시스템의 임피던스 매칭{IMPEDANCE MATCHING FOR INDUCTIVE POWER TRANSFER SYSTEMS}
관련 출원들의 상호 참조
본 특허 협력 조약(Patent Cooperation Treaty) 특허 출원은 2014년 2월 23일자로 출원된, 명칭 "Impedance Matching for Inductive Power Transfer Systems"의 미합중국 가특허 출원 제61/943,478호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 전자기 유도 전력 전송 시스템의 효율 관리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유도 전력 수신 액세서리 또는 유도 전력 수신 전자 디바이스의 임피던스 보강 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 휴대용 전자 디바이스들은 때때로 재충전을 위해 외부 전력을 필요로 하는 하나 이상의 재충전가능 배터리를 포함한다. 이들 디바이스들은 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 내비게이션 디바이스, 스포츠 디바이스, 건강 디바이스, 의료 디바이스, 액세서리 디바이스, 주변 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다.
일부 전자 디바이스들은 케이블이나 테터링된 충전 시스템 대신에 유도 충전 시스템을 포함할 수 있다. 이들 예들에서, 사용자는 유도 충전 표면("도크") 상에 휴대용 전자 디바이스를 위치시킴으로써 전자기 유도를 통한 재충전가능 배터리를 보충할 수 있다. 이들 시스템에서, 도크 내의 전자기 코일("송신 코일")이 휴대용 전자 디바이스 내의 전자기 코일("수신 코일")과 유도적으로 결합될 수 있다. 송신 코일을 통해 전류를 교번하거나 스위칭함으로써, 전류가 수신 코일에 유도될 수 있다. 휴대용 전자 디바이스는 수신된 전류를 이용하여 재충전가능 배터리의 전하를 보충하도록 적용될 수 있다.
다수의 휴대용 전자 디바이스들이 유도 전력 전송 중에 다중 전력 모드에 진입할 수 있다. 예를 들어, 재충전가능 배터리를 구비한 휴대용 전자 디바이스는, 일정 기간 이후에, 저전력을 인출하는 트리클 충전 모드(trickle charging mode)에서 상대적으로 고전력을 인출하는 정전류 충전 모드로 스위칭할 수 있다. 각각의 여러 동작 모드는 유도 전력 전송기에 의해 보이는 바와 같이 상이한 부하 조건을 제시할 수 있다. 많은 경우들에서, 부하 조건의 변화는 전송기와 수신기 사이의 전력 전송 효율을 감소시킨다.
따라서, 다중 전력 모드에 걸쳐 휴대용 전자 디바이스에 유용한 전력을 효율적이고 신속하게 전달하기 위한 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 유도 충전 인터페이스에 걸쳐 효율을 관리하기 위한 방법들, 시스템들, 및 장치들에 관한 것이거나, 포함하거나 또는 형태를 취할 수 있다. 이러한 실시예들은 유도 전력 전송기와 유도 전력 수신기를 포함할 수 있다. 임피던스 제어기가 전력 수신 인덕터에 결합될 수 있으며, 유도 전력 수신기에 결합된 휴대용 전자 디바이스의 전력 요구의 변화에 응답하여 유도 전력 수신기의 전기적 임피던스를 증가 또는 감소시키도록 구성될 수 있다.
많은 실시예들에서, 유도 전력 전송기의 관점에서 휴대용 전자 디바이스의 모든 부하 조건, 혹은 실질적으로 모든 부하 조건들을 통틀어 실질적으로 동일한 값에서 휴대용 전자 디바이스의 유효 임피던스를 유지하도록 임피던스 제어기가 구성되는 구성이 포함될 수 있다.
추가의 실시예들은 임피던스 제어기가 부스트 컨버터(boost converter)를 포함하는 구성을 포함할 수 있다. 추가의 소정 실시예들에서, 임피던스 제어기는 벅 컨버터(buck converter)일 수 있다. 또 다른 추가의 실시예들은 브리지 정류기 내에 통합된 벅 컨버터 또는 부스트 컨버터 중 하나를 포함한다.
본 발명에 기술되는 추가의 실시예들은 유도 전력 수신 장치의 임피던스를 동적으로 조절하는 방법에 관한 것이거나, 포함하거나, 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 방법은 유도 전력 수신기의 부하 조건을 결정하고 수신기 임피던스를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
이제, 첨부 도면들에 도시된 대표적인 실시예들을 참조할 것이다. 하기의 설명이 본 발명을 하나의 바람직한 실시예로 한정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 기술된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예, 수정예 및 등가물을 포함하고자 한다.
도 1은 샘플 유도 전력 전송 시스템의 단순화된 신호 흐름 블록도이다.
도 2는 수신기 임피던스를 동적으로 조절하도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다.
도 3은 수신기 임피던스를 동적으로 감소시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다.
도 4는 수신기 임피던스를 동적으로 증가시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다.
도 5는 수신기 임피던스를 동적으로 감소시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다.
도 6은 수신기 임피던스를 동적으로 변화시키도록 적용된 유도 전력 전송 시스템의 일 예의 단순화된 신호 흐름 개략도이다.
도 7은 수신기 임피던스를 동적으로 변화시키도록 적용된 유도 전력 전송 시스템의 일 예의 단순화된 신호 흐름 개략도이다.
도 8은 수신기 임피던스를 동적으로 조절하기 위한 방법의 예시적 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다.
상이한 도면들에서 동일한 또는 유사한 도면 부호들의 사용은 유사하거나, 관련되거나, 동일한 항목을 표시한다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 유도 충전 인터페이스의 효율을 관리하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이거나 그러한 형태를 취할 수 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들은 물론 그들의 기능성, 동작, 컴포넌트 및 능력들은 필요에 따라 다른 요소들과 조합될 수 있으며, 따라서 임의의 요소나 특징부들의 임의의 물리적, 기능적, 또는 동작에 대한 논의는 다른 실시예들을 제외하도록 특정 실시예에만 한정되도록 의도된 것이 아님을 이해해야 할 것이다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 전력을 전송하기 위한 유도 전력 전송 장치 및 전력을 수신하기 위한 휴대용 전자 디바이스나 액세서리를 포함할 수 있는 유도 충전 시스템에 관한 것이다. 이러한 전자 디바이스들은 미디어 재생기, 미디어 저장 디바이스, 개인 휴대 정보 단말기, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화기, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 스타일러스, 글로벌 포지셔닝 시스템, 원격 제어 디바이스, 웨어러블 디바이스, 전기 차량, 가전 제품, 의료 디바이스, 건강 디바이스, 스포츠 디바이스 등을 포함할 수 있다.
많은 예들에서, 휴대용 전자 디바이스가 유도 전력 전송 장치(예컨대, "도크" 또는 "충전 스테이션")의 전력 전송 인덕터(예컨대, "전송 코일")에 근접하게 놓일 경우, 휴대용 전자 디바이스는 휴대용 전자 디바이스가 전력을 수신할 준비가 되었음을 유도 전력 전송 장치에게 통신하기 위해 전력-수신 인덕터(예컨대, "수신 코일")를 포함하는 유도 충전 회로부를 활성화시킬 수 있다. 다른 예들에서, 전력-수신 인덕터 및/또는 휴대용 전자 디바이스는 사전 통신 없이 충전 스테이션으로부터 단순히 전력을 수신할 수 있다. 송신 코일을 통해 교류 전류 또는 다른 스위칭된 전류를 인가함으로써, 전류가 수신 코일에 유도될 수 있다. 휴대용 전자 디바이스는 수신된 전류를 이용함으로써 하나 이상의 재충전가능 배터리의 전하를 보충하게 할 수 있다.
전력 관리 실시예들은 유도 에너지의 전송기와 수신기 둘 모두 내의 적응적 전력 관리 시스템의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스가 유도 충전 스테이션에 근접하게 놓인 경우, 유도 충전 스테이션은 유도 전력 전송 회로를 활성화할 수 있다. 이외의 모든 시간에는, 상호작용 전력 전송 회로의 전력이 완전히 오프될 수 있다. 다른 예들에서, 전송 코일은 일정하게 전력을 전송할 수 있다. 이러한 예에서, 휴대용 전자 디바이스가 전송 코일에 근접하게 놓일 경우, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력을 수신할 수 있다. 추가의 또 다른 예들에서, 전송 코일은 간헐적으로 전력을 전송할 수 있다.
다른 실시예들에서, 전력 전송 코일은 전력 수신 코일과 유도적으로 결합될 수 있다. 결합됨과 동시에, 전송 코일은 증가된 부하를 경험할 수 있다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스의 전력 요구가 변화할 경우, 전송 코일에 의해 경험되는 부하 또한 변화할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스는 다중 전력 수신 부하 조건들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 휴대용 디바이스가 만충된(fully charged) 경우, 그러한 디바이스에 대응하는 부하는 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 적어도 간헐적 혹은 때때로 트리클 충전 모드에서 동작할 수 있다. 이들 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 수신기에서 수신된 전력을 상대적으로 저전류로 내부 배터리를 향해 지향시킬 수 있다. 일 실시예에서, 트리클 충전을 이용하면 만충된 배터리를 내부 배터리의 자가 방전율과 실질적으로 동일한 비율로 탑오프(top off) 할 수 있다. 다른 예에서, 트리클 충전은 실질적으로 고갈된 배터리를 보충하기 위해 사용될 수 있다. 많은 배터리 유형들에서, 실질적인 고갈시의 트리클 충전은 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다. 트리클 충전 중에, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 수신기로부터 상대적으로 저전력을 인출할 수 있다.
추가적으로 휴대용 전자 디바이스는 정전류 충전 모드를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 수신기로부터 수신된 전력을 일정 전류로 내부 배터리를 향해 지향시킬 수 있다. 많은 예들에서, 인출된 전류는 동일한 배터리를 트리클 충전하기 위해 이용되는 전류보다 높을 수 있다. 이들 예에서, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 수신기로부터 상대적으로 고전력을 인출할 수 있다.
또 다른 옵션으로서, 휴대용 전자 디바이스는 휴대용 전자 디바이스의 컴포넌트들이 유도 전력 수신기로부터 수신된 전력에 의해 전적으로 또는 실질적으로 동작될 수 있는 직접 전력 모드를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 전력량을 변경하는데 이용할 수 있는 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 휴대용 전자 디바이스는, 그의 전력 소비가 요구되는 밝기에 대한 함수가 될 수 있는 백라이트를 구비한 디스플레이를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 일부 휴대용 전자 디바이스는 프로세싱 태스크 사이에서 전력 소비가 변동될 수 있는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 전자 디바이스는 스탠바이 모드에서보다 동작 모드에서 보다 많은 전력을 소비할 수 있다.
각각의 구별되는 전력 모드에 대해, 전력 소비와 이에 따라 휴대용 전자 디바이스에 의해 제시되는 저항성 부하가 변동될 수 있으며, 이는 일부 경우들에서 전력 전송의 효율을 감소시킬 수 있다. 많은 경우들에서, 저항성 부하의 변동은 일반적으로 동작 저항성 부하 부분과 순간 저항성 부하 부분으로 나뉘어진다. 동작 저항성 부하 부분과 순간 저항성 부하 부분은 함께 조합되어 휴대용 전자 디바이스에 의해 제시되는 저항성 부하를 이룬다.
많은 예들에서, 동작 저항성 부하 부분이 순간 저항성 부하 부분보다 클 수 있다. 동작 저항성 부하 부분은 적어도 부분적으로 휴대용 전자 디바이스의 전력 모드에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스는 휴대용 전자 디바이스가 직접 전력 모드에 있을 때보다, 휴대용 전자 디바이스가 트리클 충전 모드에 있을 때 상이한 동작 저항성 부하를 가질 수 있다. 이러한 예들에서, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 전송기로 동작 저항성 부하에 관한 정보를 통신할 수 있는데, 이는 많은 경우들에서, 휴대용 전자 디바이스가 전력 모드들 사이에서 스위칭하는 것이 비교적 드물기 때문이다.
순간 저항성 부하 부분은 적어도 부분적으로 휴대용 전자 디바이스의 비동기식, 또는 그렇지 않으면 예측불가능한 기능적 변화에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 순간 저항성 부하는 예컨대 사용자가 디바이스와 상호작용할 때 휴대용 전자 디바이스에 결합된 디스플레이가 인에이블되어 온(on)될 때, 증가할 수 있다. 다른 예들에서, 순간 저항성 부하는 디바이스의 하나 이상의 센서들이 동작할 때 증가할 수 있다. 다른 예들에서, 순간 저항성 부하는 디바이스의 타이머가 만료될 때 증가함으로써, 디바이스로 하여금 소리를 내거나, 햅틱 반응을 제공하거나, 알림광을 조명하거나 스크린을 조명하게 할 수 있다. 다른 예들에서, 순간 저항성 부하는 디바이스가 유휴 상태에 있다고 결정한 이후 디바이스가 저전력 모드로 진입할 때 감소할 수 있다. 그러나 동작 저항성 부하와는 달리, 많은 실시예들에서, 휴대용 전자 디바이스가 순간 저항성 부하의 변화를 유도 전력 전송기로 통신하는 것은 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술된 많은 실시예들에 있어서, 휴대용 전자 디바이스는 유도 전력 전송기로 통신하지 않으면서 내부적으로 순간 저항성 부하를 고려할 수 있다.
순간 및 동작 부하 변화의 많은 예들이 위와 같이 나열되었으나, 당업자는 이러한 예들은 한정적이거나 망라적(exhaustive)이지 않음을 이해할 것이다.
많은 실시예들에서, 유도 전력 수신기와 휴대용 전자 디바이스의 순간 전력 요구를 고려할 때, 유도 전력 전송기는 전송의 효율을 개선하기 위해 전력 전송의 하나 이상의 특징들(예컨대, 선택가능하고/하거나 제어가능한 듀티 사이클, 전압, 전류, 주파수, 등)을 조절할 수 있다. 많은 예들에서, 유도 전력 수신기의 전력 요구의 변화에 대한 유도 전력 전송기의 반응은 다소 지연될 수 있다. 예를 들어, 유도 전력 전송기는 전송되는 전력의 증가 또는 감소 이전에 유도 전력 수신기로부터의 통신을 요구할 수 있다. 많은 예들에서, 이러한 지연들은 유도 전력 전송기가 유도 전력 수신기의 전력 요구를 확인하거나 그렇지 않으면 발견하는 기간 동안에 비효율적인 전력량이 전송되게 할 수 있다. 예를 들어, 유도 전력 전송기는 전력 전송의 적합한 특징들이 조절되기 이전의 기간 동안 지나치게 많거나 지나치게 적은 전력을 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명에 논의되는 많은 실시예들은 유도 전력 수신 장치 내에 임피던스 제어기를 포함한다. 임피던스 제어기는 휴대용 전자 디바이스의 전력 요구의 변화에 직접적으로 응답하여 유도 전력 수신기의 임피던스를 동적으로 조절할 수 있다. 이러한 방식으로, 유도 전력 전송기는 유도 전력 수신기나 휴대용 전자 디바이스 내의 순간 변화와는 독립적으로 연속적이고도 지속적인 부하를 볼 수 있다.
도 1은 샘플 유도 전력 전송 시스템의 단순화된 신호 흐름 블록도이다. 유도 전력 전송 시스템(100)은 유도 전력 전송기(102) 및 유도 전력 수신기(104)를 포함할 수 있다. 유도 전력 전송기(102)와 유도 전력 수신기(104)는 갭(gap, 106)에 의해 분리될 수 있다. 많은 실시예들에서, 갭(106)은 에어 갭이고/이거나 하나 이상의 하우징, 예컨대, 전송기용 및/또는 수신기용 하우징을 포함할 수 있다(이들의 예는 도크 하우징 및 디바이스 하우징들을 포함함).
유도 전력 수신기(104)는 임의의 적합한 전자 디바이스, 예컨대, 웨어러블 통신 디바이스, 웨어러블 헬스 어시스턴트(wearable health assistant), 스마트 전화기, 또는 미디어 재생기일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 헬스 어시스턴트는 사용자, 인증된 제삼자, 및/또는 연관된 모니터링 디바이스에게 헬스-관련 정보(실시간이거나 아닐 수 있음)를 제공할 수 있다. 디바이스는 헬스-관련 정보 또는 한정되는 것은 아니나 심박동 데이터, 혈압 데이터, 온도 데이터, 산소 레벨 데이터, 다이어트/영양 정보, 의학적 리마인더, 헬스-관련 팁 또는 자료, 또는 다른 헬스-관련 데이터 등을 제공하도록 구성될 수 있다. 연관된 모니터링 디바이스는 예를 들어, 태플릿 컴퓨팅 디바이스, 전화기, 개인 휴대 정보 단말기, 컴퓨터 등일 수 있다.
다른 예로서, 웨어러블 통신 디바이스는 메모리와 결합되거나 통신하는 프로세서, 하나 이상의 통신 인터페이스, 디스플레이들 및 스피커들과 같은 출력 디바이스, 및 하나 이상의 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(들)는 예컨대, 한정하지는 않으나 무선 인터페이스, 블루투스 인터페이스, USB 인터페이스, 와이파이 인터페이스, TCP/IP 인터페이스, 네트워크 통신 인터페이스, 또는 임의의 종래의 통신 인터페이스들과 같이, 통신 디바이스와 임의의 외부 통신 네트워크, 디바이스 또는 플랫폼 사이의 전자 통신을 제공할 수 있다. 웨어러블 통신 디바이스는, 통신에 부가하여, 시간, 헬스, 상태, 또는 외부로 연결되거나 통신 중인 디바이스들 및/또는 그러한 디바이스들 상에 실행중인 소프트웨어, 메세지, 비디오, 동작 명령, 등에 대한 정보를 제공할 수 있다(또한 외부 디바이스로부터 위의 것 중 임의의 것을 수신할 수 있음).
유도 충전 시스템(100)은 제어기(102-10)에 동작가능하게 연결된 클록 회로(102-2)와 같은 발진기 및 직류 변환기(102-6)를 포함할 수 있다. 클록 회로(102-2)는 유도 충전 시스템(100)에 대한 하나 이상의 타이밍 신호를 생성할 수 있다.
제어기(102-10)는 전원(102-4)에 결합될 수 있다. 전원(102-4)은 직류 전원일 수 있으나, 꼭 필요한 것은 아니다. 소정 실시예들에서, 제어기(102-10)는 직류 변환기(102-6)의 상태를 제어할 수 있으며, 이는 전원(102-4)으로부터 입력된 전력을 취할 수 있다. 일 실시예에서, 클록 회로(102-2)는 사이클당 기준으로 직류 변환기(102-6) 내의 스위치들을 활성화 및 비활성화하기 위해, 제어기(102-10)에 의해 사용되는 주기적 신호들을 생성한다. 스위치들은 전원(102-4)으로부터의 직류를 전송 코일(102-12)의 여기에 적합한 교류로 변환할 수 있다.
임의의 적합한 직류 변환기(102-6)가 유도 충전 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, H 브리지가 직류 변환기로서 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, H 브리지는 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단일 스위치가 직류 변환기(102-6)로부터의 전류 흐름을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 직류 변환기(102-6)는 구형파 생성기로서 기능할 수 있다.
직류 변환기(102-6)에 의해 생산된 시변 신호(time-varying signal)나 구형파는 전송기 내로 입력될 수 있다. 전형적으로, 위에 참조된 테더링된 전력 전송 시스템 내에 사용되는 것들과 같은 전송기는 수신 코일에 결합된 전송 코일을 포함하며, 각각의 코일이 공통의 코어를 둘러 싸여진다. 그러나, 본 발명에 기술된 바와 같은 유도 충전 시스템(100)은 갭(106)에 의해 분리된 1차 코일(102-12) 및 수신 코일(104-12) 및 일부 실시예들에서, 각각의 코일을 포함하는 각각의 하우징들을 전형적으로 포함한다. 도시된 바와 같이, 전송기는 물리적 요소일 필요는 없으며, 대신 전송 코일(102-12) 및 수신 코일(104-12)과 같이 두 개의 유도적으로 근접한 전자기 코일들의 관계 및 인터페이스를 지칭할 수 있다.
위와 같이 전송기와 그의 유도 전력 전송 시스템의 수신 코일(104-12)과의 상호작용에 대해 간단히 설명하였다. 전송기는 수신 코일(104-12) 내의 전압을 유도하기 위해 전송 코일(102-12)로 시변 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 예들에서는 교류와 구형파 둘 모두가 이용되고 있으나, 당업자는 다른 파형 역시 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 그러한 경우에서, 제어기(102-10)는 직류 변환기(102-6)의 복수의 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(102-10)는 전압, 전류, 듀티 사이클, 파형, 주파수, 또는 이들의 임의의 조합을 제어할 수 있다.
제어기(102-10)는 전력 전송 회로의 동작의 효율을 증가시키기 위해, 전송 코일(102-12)로 인가되는 파형의 다양한 특징들을 주기적으로 변경할 수 있다. 실시간, 또는 미리결정된 시퀀스에 따라 다양한 변경들이 이루어지거나, 때때로 고정될 수 있다. 당업자라면 특정 상황들에서는 특정 변경들이 바람직할 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 소정 경우들에서, 수신 코일(104-12)이 전송 코일(102-12)에 유도적으로 근접하지 않음을 결정한 경우, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)로의 모든 전력을 중지할 수 있다. 이러한 결정은 임의의 수의 적합한 방식으로 성취될 수 있다. 예를 들어, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12) 상의 유도 부하를 검출하도록 구성될 수 있다. 유도 부하가 소정 선택된 문턱값 미만일 경우, 제어기(102-10)는 수신 코일(104-12)이 전송 코일(102-12)에 유도적으로 근접(예컨대, 전력을 수신하거나 문턱값 초과의 전력을 수신할 수 있도록 충분히 전송 코일에 근접)하지 않음을 결론내릴 수 있다. 그러한 경우에서, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)로의 모든 전력을 중지할 수 있다.
다른 경우들에서, 일 실시예에서, 제어기(102-10)는 듀티 사이클이 변압기의 공진 주파수가 되거나 그에 가깝게 설정할 수 있다. 다른 예에서, 듀티 사이클의 활성 상태를 정의하는 파형(예컨대 높음)의 주기가 변압기의 공진 주파수에 맞도록 또는 그에 가깝게 선택될 수 있다. 당업자라면 이러한 선택들은 전송 코일(102-12)과 수신 코일(104-12) 사이의 전력 전송 효율을 증가시키고, 따라서 시스템 내의 열적 손실을 감소시킬 수 있음을 이해할 것이다.
대안적 예들에서, 제어기(102-10)는 유도 부하에서 급작스러운 스파이크가 감지된 경우, 전송 코일(102-12)로의 모든 전력을 중지할 수 있다. 예를 들어, 유도 부하가 소정의 선택된 문턱값을 초과하여 특정 비율로 스파이크할 경우, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 유도적으로 근접하게 중간 객체가 위치되어 있을 수 있음을 결론내릴 수 있다. 그러한 경우에서, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)로의 모든 전력을 중지할 수 있다. 대안적으로, 유도 부하의 이러한 스파이크는 유도 충전을 활성화함으로써 전송 코일(102-12)에 전력을 공급하게 하는 신호로서 이용될 수 있다.
또 다른 추가의 예들에서, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 인가되는 파형의 다른 특징들을 변경할 수 있다. 예를 들어, 수신 회로가 부가적 전력을 요구할 경우, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 인가되는 파형의 듀티 사이클을 증가시킬 수 있다. 연관된 예에서, 수신 회로가 전력을 보다 덜 요구할 경우, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 인가되는 파형의 듀티 사이클을 증가시킬 수 있다. 이러한 예들 각각에서, 전송 코일(102-12)로 인가되는 시간 평균 전력이 변경될 수 있다.
다른 예에서, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 인가되는 파형의 진폭을 변경하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 수신 회로가 부가적 전력을 요구할 경우, 제어기(102-10)는 전송 코일(102-12)에 인가되는 파형의 최대 전압을 증폭시킬 수 있다. 연관된 경우에서, 수신기 회로가 보다 낮은 전력을 요구할 경우 파형의 최대 전압이 감소될 수 있다.
유도 전력 전송 시스템(100)의 전송기(102) 부분은 전송 코일(102-12)과 수신 코일(104-12) 사이의 유도 결합을 통해 수신기 내의 수신 코일(104-12) 내의 전압을 유도하기 위해, 전송 코일(102-12)로 시변 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 시변 신호에 의해 전송 코일(102-12) 내의 가변하는 자속의 생성을 통해 전송 코일(102-12)에서 수신 코일(104-12)로 전력이 전송될 수 있다.
수신 코일(104-12)에서 생성된 시변 신호는 시변 신호를 직류 신호로 변환하는 직류 변환기(104-6)에 의해 수신될 수 있다. 임의의 적합한 직류 변환기(104-6)가 유도 충전 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 정류기가 직류 변환기로서 사용될 수 있다. 직류 신호는 그런 다음 프로그래밍가능한 부하(104-12)에 의해 수신될 수 있다.
일부 실시예들에서, 수신기 직류 변환기(104-6)는 하프 브리지(half bridge)일 수 있다. 이러한 예들에서, 수신 코일(104-12)은 증가된 권선수(number of windings)를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 수신 코일은 두 배 더 많은 권선을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 수신 코일(104-12)을 가로질러 유도된 전압이 하프 브리지 정류기에 의해 효과적으로 절반으로 감소될 수 있게 된다. 소정 경우들에서, 이러한 구성은 실질적으로 적은 전자 컴포넌트들을 요구할 수 있다. 예를 들어, 하프 브리지 정류기는 전파 브리지 정류기(full wave bridge rectifier)에 비해 절반 수의 트랜지스터들을 요구할 수 있다. 보다 적은 전자 컴포넌트들의 결과로, 저항성 손실이 실질적으로 감소될 수 있다.
소정의 일부 실시예들에서, 수신기는 전송기 내부에 존재하는 자화 인덕턴스(magnetizing inductance)를 튜닝아웃(tune out)하거나 감소시키기 위한 회로부를 또한 포함한다. 일반적으로, 자화 인덕턴스는 불완전하게 결합된 코일들에 의해 형성된 변압기 내에 손실을 야기할 수 있다. 다른 누설 인덕턴스 중 이러한 자화 인덕턴스는 전송기의 효율을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 당업자라면 자화 인덕턴스가 전송 및 수신 코일 사이의 결합의 함수가 될 수 있기 때문에, 전송기 자체 내부에서는 반드시 전체적으로 보상될 필요가 없다는 것을 추가로 이해할 것이다. 따라서, 본 발명에 논의된 소정 실시예들에서, 튜닝 회로부는 수신기 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 캐패시터가 프로그래밍가능한 부하(104-12)에 평행하게 위치될 수 있다.
또 다른 추가의 예들에서, 위와 같이 참조된 샘플 변경들의 조합이 제어기에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어, 제어기(102-10)는 듀티 사이클을 감소하는 것에 부가하여 전압을 두 배로 할 수 있다. 다른 예에서, 제어기는 시간에 따라 전압을 증가시키는 한편 시간에 따라 듀티 사이클을 감소시킬 수 있다. 당업자라면 임의의 수의 적합한 조합들이 본 발명에서 고려될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2는 수신기 임피던스를 동적으로 조절하도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다. 유도 전력 수신기(200)는 정류기(206)에 결합된 수신 코일(210)을 포함할 수 있으며, 이는 다시 가변 저항성 부하(214)에 직류 전압을 출력할 수 있는 임피던스 제어기(212)에 결합할 수 있다. 많은 예들에서, 수신 코일(210)은 연관된 유도 전력 전송기를 이용하여 유도 전력 수신기(200)의 공진을 촉진하기 위해 공진 캐패시터에 연결될 수 있다. 당업자라면 공진 시 유도 전력 전송기에서 유도 전력 수신기로의 전력 전송 효율이 증가될 수 있음을 이해할 것이다.
수신 코일(210)은 정류기(206)에 결합될 수 있다. 소정 실시예들에서, 정류기는 전파 정류기, 반파 정류기, 수동 정류기, 또는 능동 정류기일 수 있다. 정류기(206)는 수신 코일(210)로부터 수신된 교류를 휴대용 전자 디바이스에 유용한 직류로 변환하도록 구성될 수 있다. 많은 실시예들에서, 필터 캐패시터(216)는 정류기(206)의 출력단에 결합됨으로써 정류기(206)의 출력단으로부터의 소정 노이즈를 필터링할 수 있다. 이러한 방식으로, 필터 캐패시터(216)는 정류기(206)로부터 출력되는 직류를 평활화할 수 있다.
정류기(206)는 임피던스 제어기(212)에 결합될 수 있다. 임피던스 제어기는 가변 저항성 부하(214)에 의해 나타나는 부하 조건들의 변화에 응답하여, 연관된 전송 코일에 의해 보이는 바와 같이 일정하거나 실질적으로 일정한 임피던스를 정류기(206) 및 수신 코일(210)을 통해 제공하도록 구성되고 적용될 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 가변 저항성 부하(214)는 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 전술된 바와 같이, 휴대용 전자 디바이스는 휴대용 전자 디바이스의 상이한 기능들에 대한 상이한 부하 조건들을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 휴대용 전자 디바이스가 디스플레이를 포함한 경우, 디스플레이가 인에이블되고 온(on)된 경우, 예를 들어, 사용자가 디바이스와 상호작용하고 있을 때, 휴대용 전자 디바이스는 더욱 많은 전력(따라서 더욱 낮은 유효 저항을 가질것)을 요구할 수 있다. 다른 예들에서, 휴대용 전자 디바이스는 디바이스의 하나 이상의 센서들이 동작 중일 때 더욱 많은 전력(따라서 더욱 낮은 유효 저항을 가질것)을 요구할 수 있다. 다른 예들에서, 휴대용 전자 디바이스는 디바이스의 타이머가 만료될 때 보다 많은 전력을 요구함으로써, 디바이스로 하여금 소리를 내거나, 햅틱 반응을 제공하거나, 알림광을 조명하거나 스크린을 조명하게 할 수 있다. 다른 예들에서, 휴대용 전자 디바이스는 디바이스가 유휴 상태에 있음을 결정하고 난 이후 디바이스가 보다 낮은 전력 모드에 진입할 경우, 보다 낮은 전력(따라서 보다 높은 유효 저항을 가질것)을 요구할 수 있다.
이러한 예들에서, 상이한 부하 조건들 사이의 빠른 전환은 휴대용 전자 디바이스로 하여금 빠르게 변화되는 임피던스를 나타내게 할 수 있으며, 이는, 전술한 바와 같이, 전력 전송기에서 유도 전력 수신기로의 전력 전송의 효율에 실질적으로 충격을 줄 수 있다.
가변 저항성 부하(214)의 상이한 전력 요구들에 응답하여, 임피던스 제어기(212)는 자신을 조절하여 보상하도록 할 수 있다. 예를 들어, 가변 저항성 부하(214)가 확립된 출력 전압에서 부가적인 전력을 요구할 경우, 전류는 증가하고 부하 임피던스는 감소할 수 있다. 임피던스 제어기(212)는 효율을 유지하기 위해 부하 임피던스를 증가시킴으로써 반응할 수 있다. 유사하게, 가변 저항성 부하(214)가 보다 낮은 전력을 요구할 경우, 유효 부하 임피던스는 증가할 것이다. 임피던스 제어기(212)는 효율을 유지하기 위해 부하 임피던스를 감소시킴으로써 반응할 수 있다.
도 3은 수신기 임피던스를 동적으로 감소시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다. 유도 전력 수신기(300)는 정류기(306)에 결합된 수신 코일(310)을 포함할 수 있으며, 이는 다시 가변 저항성 부하(314)에 직류 전압을 출력할 수 있는 부스트 컨버터(312)에 결합할 수 있다.
부스트 컨버터(312)는 전압을 가변 저항성 부하(314)까지 승압하도록 동작할 수 있다. 많은 실시예들에서, 부스트 컨버터(312)의 변환 계수(conversion factor)는 동적으로 변화할 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 부스트 컨버터(312)의 변환 계수는 가변 저항성 부하(314)에 의해 제시된 부하가 변화함에 따라 연속적으로 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 정류기에 의해 보이는 바와 같은 회로의 등가 저항이 일정하게 유지된다.
부스트 컨버터(312)는 가변 저항성 부하(314)가 특히 높은 저항을 나타내어 비교적 저전류를 소비할 때 조절될 수 있다. 부스트 컨버터(312)의 변환 계수를 동적으로 조절함에 의해, 가변 저항성 부하(314)의 유효 저항(예컨대, 임피던스)이 감소될 수 있다.
다른 예들에서, 부스트 컨버터(312)로부터의 전압 출력은 부스트 컨버터(312)의 변환 계수를 동적으로 조절함에 의해 감소될 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 부스트 컨버터(312)의 변환 계수는 1.0 초과의 제1 값으로 설정될 수 있다. 그 이후로, 부스트 컨버터(312)로부터의 전압 출력이 감소되어야 할 경우, 부스트 컨버터(312)의 변환 계수는 1.0을 향해 감소될 수 있다.
많은 실시예들에서, 필터 캐패시터(316)는 정류기(306)의 출력단에 결합됨으로써 정류기(306)의 출력단으로부터의 소정 노이즈를 필터링할 수 있다. 이러한 방식으로, 필터 캐패시터(316)는 정류기(306)로부터 출력되는 직류를 평활화할 수 있다.
당업자라면 직류 회로, 또는 회로의 직류 부분에 대해, "임피던스"와 "저항"이라는 용어는 실질적으로 교환가능함을 이해할 것이다. 이는 교류의 부재시에, 회로의 리액턴스(reactance)는 실질적으로 무시해도 좋은 수준일 수 있기 때문이다.
도 4는 수신기 임피던스를 동적으로 증가시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다. 유도 전력 수신기(400)는 정류기(406)에 결합된 수신 코일(410)을 포함할 수 있으며, 이는 다시 가변 저항성 부하(414)에 직류 전압을 출력할 수 있는 벅 컨버터(412)에 결합할 수 있다.
벅 컨버터(412)는 전압을 가변 저항성 부하(414)까지 감소시키도록 동작할 수 있다. 많은 실시예들에서, 벅 컨버터(412)의 변환 계수는 동적으로 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 부스트 컨버터의 경우에서와 같이, 벅 컨버터(412)의 변환 계수는 가변 저항성 부하(414)에 의해 제시된 부하가 변화함에 따라 연속적으로 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 정류기(406)에 의해 보이는 바와 같은 회로의 등가 저항이 일정하게 유지된다. 벅 컨버터(412)의 변환 계수를 동적으로 조절함에 의해, 가변 저항성 부하(414)의 유효 저항(예컨대, 임피던스)이 증가될 수 있다.
다른 예들에서, 벅 컨버터(412)로부터의 전압 출력은 벅 컨버터(412)의 변환 계수를 동적으로 조절함에 의해 증가될 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 벅 컨버터(412)의 변환 계수는 1.0 미만의 제1 값으로 설정될 수 있다. 그 이후로, 벅 컨버터(412)로부터의 전압 출력이 감소되어야 할 경우, 벅 컨버터(412)의 변환 계수는 1.0을 향해 증가될 수 있다.
많은 실시예들에서, 필터 캐패시터(416)는 정류기(406)의 출력단에 결합됨으로써 정류기(406)의 출력단으로부터의 소정 노이즈를 필터링할 수 있다. 이러한 방식으로, 필터 캐패시터(416)는 정류기(406)로부터 출력되는 직류를 평활화할 수 있다.
도 5는 수신기 임피던스를 동적으로 감소시키도록 적용된 유도 전력 수신기의 일 예의 단순화된 신호 흐름도이다. 예를 들어, 유도 전력 수신기(500)는 가변 저항성 부하(514)에 결합된 임피던스 제어 정류기(506)를 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서 임피던스 제어 정류기(506)는 부스트 컨버터로서, 수신 코일(510)에 동일한 유효 임피던스를 제시하기 위해 가변 저항성 부하(514)에 전압을 승압하기에 적합한 것일 수 있다.
추가의 소정 실시예들에서, 임피던스 제어 정류기(506)는 능동 정류기 회로 내에 집적된 부스트 컨버터일 수 있다. 예를 들어, 능동 정류기의 스위치들이 부스트 컨버터의 스위치 요소로서 이용될 수 있다. 많은 실시예들에서, 능동 정류기 내부의 부스트 컨버터의 조합은 다수의 방식으로 효율을 개선하도록 적용될 수 있다. 예를 들어, 수동 정류기를 위한 다이오드 대신 능동 정류기를 위한 스위치의 사용은 각각의 다이오드에 요구되는 턴온 전압으로 인해 야기되는 효율 손실을 감소시킨다. 다른 예에서, 부스트 컨버터와 능동 정류기의 조합은 유도 전력 수신기(500) 내에 요구되는 복잡도 및 컴포넌트들의 수를 감소시킬 수 있다.
부스트 컨버터와 조합된 능동 정류기는 여러가지 적합한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 능동 정류기는 네 개의 스위치(S1-S4)를 포함할 수 있다. 하나의 전형적 예에서, S1 및 S3은 수동 코일(510)의 제1 단자가 포지티브(예컨대, 전파 또는 사이클의 절반)일 때는 언제라도 온될 수 있는 반면, S2 및 S4는 수신 코일(510)의 제2 단자가 포지티브(예컨대, 전파 또는 사이클의 다른 절반)일 때는 언제라도 온될 수 있다. 이러한 방식으로, 교류 또는 스위칭된 전류가 가변 저항성 부하(514)에 유용한 직류로 변환될 수 있다.
그러나, 소정 실시예들에서, 능동 정류기와 연관된 스위치 요소들은 절반 사이클 당 1회 보다 더 자주 스위칭될 수 있다. 예를 들어, S1은 사이클의 특정 부분에 대해서는 주기적으로 폐쇄되며, 이 동안에는 수신 코일(510)의 제1 단자가 포지티브하다. 스위치 S1이 동일한 사이클 동안 폐쇄된 경우, 누설 인덕턴스의 전류가 그에 대한 응답으로 증가할 수 있다. 스위치 S1이 동일 사이클 중에 다시 개방될 경우, 튜닝 캐패시터가 전하를 모으기 시작할 수 있다. 이러한 방식으로, 능동 정류기의 50% 듀티 사이클이 스위칭함에 따라, 임피던스 제어 정류기(506)의 출력단에서 전압이 두 배가 될 수 있다. 이와 동시에, 임피던스 제어 정류기(506)의 입력단에서 부하 전류가 두 배가 될 수 있다. 이러한 방식으로, 임피던스 제어 정류기(506)와 가변 저항성 부하(514)의 유효 입력 저항이 일정하게 유지된다.
다시 말하면, 수신 코일(510)의 누설 인덕턴스는 부스트 컨버터에 요구되는 인덕터로서 이용된다. 유사하게, 능동 정류기의 스위치들이 부스트 컨버터의 스위치 요소로서 이용될 수 있다. 따라서, 임피던스 제어 정류기(506)와 연관된 부스트 컨버터의 변환 계수를 동적으로 조절함에 의해, 가변 저항성 부하의 유효 저항(예컨대, 임피던스)이 가변 저항성 부하(514)의 전력 요구의 변화를 보상할 수 있다.
추가의 또 다른 실시예들에서, 임피던스 제어 정류기(506)와 연관된 스위치들은 각각의 사이클의 일부분 동안 수신 코일(506)의 양측 단자들을 효과적으로 접지시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 임피던스 제어 정류기(510)는 누설 임피던스에 보다 낮은 임피던스를 제시하며, 이에 따라 가변 저항성 부하(514)로 방출될 수 있는 전류를 증가시킬 수 있다.
도 6은 수신기 임피던스를 동적으로 변화시키도록 적용된 유도 전력 전송 시스템의 일 예의 단순화된 신호 흐름 개략도이다. 예를 들어, 유도 전력 전송 시스템(600)은 각각 전송 코일(610) 및 수신 코일(612)을 각각 포함하는 전송 및 수신 부분을 포함할 수 있다. 저항(614)과 인덕터(616)는 시스템(600) 내의 누설 인덕턴스를 표현한다. 설명의 명확성을 위해, 이름이 주어지지 않은 유도 전력 전송 시스템(600)의 소정의 컴포넌트들이 도시되었다. 당업자라면 이상적인 전기 컴포넌트로서 예시된 이들 요소들은 유도 전력 전송 시스템(600)의 하나 이상의 부분들의 전기적 특성을 표현할 수 있음을 이해할 것이다.
수신 코일(612)에 대한 전송 코일(610)의 권선비는 실시예 별로 변경될 수 있으나, 많은 예들에서, 수신 부분에 의해 요구되는 전력의 전송을 위해 최적화될 수 있다. 추가의 또 다른 예들에서, 수신 부분은 수신 코일(612)에서 유도된 교류가 직류로 정류될 것을 요구할 수 있다. 따라서, 수신 부분은 일부 실시예들에서는 전파 정류기일 수 있는 정류기(606)를 포함할 수 있다. 많은 실시예들에서, 정류기(606)는 도시된 바와 같은 수동 정류기일 수 있다.
정류기의 출력단에 결합된 것은 임피던스 제어기일 수 있으며, 본 발명에서는 벅 컨버터(608)로 도시되었다. 벅 컨버터(608)의 출력단은 휴대용 전자 디바이스와 같이, 가변 저항성 부하에게 전력을 지향시킬 수 있다.
이러한 실시예들에서, 유도 전력 전송 시스템(600)은 높은 임피던스에 최적화될 수 있다. 벅 컨버터(608)는 전압을 감소시키고, 가변 저항성 부하를 통해 전류를 승압시킬 수 있다. 예를 들어, 가변 저항성 부하가 높을 경우, 유도 전력 전송기에서 유도 전력 수신기로 전력을 전송하기 위해 낮은 주파수가 이용될 수 있다. 유사하게, 가변 저항성 부하가 낮을 경우, 보다 높은 주파수가 이용될 수 있다. 전송기와 수신기 사이의 전력 전송의 효율은 가변 저항성 부하의 모든 부하 특징들에 대해 최적화될 수 있다. 일부 실시예들에서는 컨버터의 강압/승압을 제어하기 위해, 프로그래밍가능한 부스트-벅 컨버터가 이용될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 일부 실시예들에서, 프로그래밍가능한 부스트-벅 컨버터는 부하의 변화를 보상하기 위해 (예를 들어, 피드백 루프를 통해) 동적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정 벅 컨버터가 채용될 수 있다.
도 7은 수신기 임피던스를 동적으로 변화시키도록 적용된 유도 전력 전송 시스템의 일 예의 단순화된 신호 흐름 개략도이다. 도 6에서와 같이, 유도 전력 전송 시스템(700)은 전송 코일(710)과 수신 코일(712)을 포함할 수 있으며, 수신 코일(712)은 그 출력단이 임피던스 제어기(708)를 통해 가변 저항성 부하로 결합된 정류기(706)에 결합될 수 있다. 그러나, 도시된 바와 같이, 정류기(706)는 능동 정류기일 수 있다. 예를 들어, 제어기(도시되지 않음)는 정류기(706)에 도시된 네 개의 스위치들 중 각각에 결합될 수 있다. 제어기는 정류기(706)의 스위치 중 하나 이상을 선택적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 이러한 방식으로, 정류기(706)의 스위치들은 동기식 정류기를 표현할 수 있다. 그러나, 많은 실시예들에서, 스위치들의 제어 신호는 종래의 능동 정류기일 수 있는 것을 초과하여 출력 전압을 승압시키도록 변경될 수 있다. 따라서, 정류기(706)는 부스트 컨버터로서 기능할 수 있다.
도 6에서와 같이, 설명의 명확성을 위해, 이름이 주어지지 않은 유도 전력 전송 시스템(700)의 소정의 컴포넌트들이 도시되었다. 당업자라면 이상적인 전기 컴포넌트로서 예시된 이들 요소들은 유도 전력 전송 시스템(700)의 하나 이상의 부분들의 전기적 특성을 표현할 수 있음을 이해할 것이다.
도 8은 수신기 임피던스를 동적으로 조절하기 위한 방법의 예시적 동작들을 도시하는 단순화된 흐름도이다. 방법은 유도 전력 전송기로부터 유도 전력을 수신하도록 동작가능한 유도 전력 수신기를 이용해 시작할 수 있다. 동작 802에서, 유도 전력이 유도 전력 수신기에 의해 수신될 수 있다. 그 이후에, 단계 804에서, 유도 전력 수신기는 부하 조건이 변화되었음을 결정할 수 있다. 예를 들어, 유도 전력 수신기는 보다 낮은 전력을 요구할 수 있다. 동작 806에서, 유도 전력 수신기의 유효 임피던스는 단계 804에서 결정된 부하 조건의 함수로서, 또는 그에 응답하여 변화될 수 있다.
본 개시내용에서, 개시된 방법들은 디바이스에 의해 판독가능한 명령어들의 세트들 또는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 또한, 개시된 방법들에서 단계들의 특정 순서 또는 계층은 예시적인 접근법들의 예시들임이 이해된다. 일부 실시예들에서, 방법에서 단계들의 특정 순서 또는 계층은 개시된 요지 내에 남아있으면서 재배열될 수 있다. 첨부된 방법 청구항들은 예시적인 순서로 다양한 단계들의 요소들을 나타내고, 나타낸 특정 순서 또는 계층으로 반드시 제한되는 것을 의미하지는 않는다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 기술된 실시예들의 충분한 이해를 제공하도록 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 기술된 실시예들을 실시하기 위해 특정 상세 사항들이 요구되지 않는다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 특정 실시예들의 상기 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제공된다. 이들은 망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게 명백해질 것이다.

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  1. 제1항에 기재된 장치.
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