KR20190127886A - 무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기 - Google Patents

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Abstract

무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기에 있어서, 당해 무선 충전 장치(220)는 무선 송신 회로(221)와 제1 통신 제어 회로(222)를 포함하고; 충전 대상 기기(230)는 배터리(232), 무선 수신 회로(231), 제1 충전 통로(233), 검출 회로(234) 및 제2 통신 제어 회로(235)를 포함하고; 제2 통신 제어 회로는 무선 충전 과정에서 제1 통신 제어 회로와 무선 통신하기 위한 것이다. 당해 무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기는 무선 충전 과정을 개선하고 충전 효율을 향상할 수 있다.

Description

무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기
본 출원은 무선 충전 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로, 무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기에 관한 것이다.
현재 충전 기술 분야에서 충전 대상 기기는 주요하게 유선 충전 방식을 사용하여 충전한다.
핸드폰을 예로 들면, 현재 핸드폰의 충전 방식은 여전히 유선 충전 방식 위주이다. 구체적으로, 핸드폰 충전이 필요할 시, 충전 케이블(예를 들면 범용 직렬 버스(universal serial bus, USB) 케이블)을 통하여 핸드폰을 전원 공급 기기에 연결하고 당해 충전 케이블을 통해 전원 공급 기기의 출력 전력을 핸드폰에 전송하여 핸드폰 내의 배터리를 충전할 수 있다.
충전 대상 기기에 있어서, 유선 충전 방식은 충전 케이블을 사용하여야 하므로 충전 준비 단계의 조작이 번거로워 진다. 따라서 무선 충전 방식이 점점 더 사람들로부터 인기를 얻고 있다. 그러나 기존의 무선 충전 방식은 효과가 좋지 못하여 개선이 필요하다.
본 출원은 무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기를 제공하는바, 무선 충전 과정을 개선하고자 한다.
일 측면으로, 무선 충전 장치를 제공하는바, 이는, 충전 대상 기기에 대한 무선 충전 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 충전 대상 기기로 진입되는 배터리의 전압 및/또는 전류를 획득하여 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한 통신 제어 회로;를 포함하고,
여기서, 상기 통신 제어 회로는 상기 충전 대상 기기와 상기 무선 통신을 하기 위한 모듈인 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
다른 측면으로, 충전 대상 기기를 제공하는바, 상기 충전 대상 기기는, 배터리; 무선 충전 과정에서 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 검출하기 위한 검출 회로; 및 상기 검출 회로에 의해 검출된 전압 및/또는 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 무선 충전 장치가 송신 전력을 조정하여 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하도록 하기 위한 통신 제어 회로;를 포함하고,
상기 통신 제어 회로는 상기 무선 충전 장치와 상기 무선 통신을 하기 위한 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
다른 측면으로, 무선 충전 장치에 응용되는 무선 충전 방법을 제공하는바, 상기 방법은
충전 대상 기기에 대한 무선 충전 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신하고, 상기 충전 대상 기기로 진입되는 배터리의 전류 및/또는 전압을 획득하여 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하고,
상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
다른 측면으로, 충전 대상 기기에 응용되는 무선 충전 방법을 제공하는바, 상기 방법은
무선 충전 과정에서 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 검출하는 단계; 및
검출되는 전압 및/또는 전류에 따라 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치가 송신 전력을 조정하여 상기 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하도록 하는 단계; 를 포함하고,
상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
도1은 기존의 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도2는 본 출원의 일 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도3은 본 출원의 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도4는 본 출원의 또 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도5는 본 출원의 또 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도6은 본 출원의 일 실시예가 제공하는 충전 대상 기기의 구조 개략도이다.
도7은 본 출원의 다른 실시예가 제공하는 충전 대상 기기의 구조 개략도이다.
도8은 본 출원의 또 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도9는 본 출원의 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다.
도10은 본 출원의 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다.
도11은 본 출원의 또 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다.
본 출원의 실시예는 무선 충전 기술에 따라 충전 대상 기기를 충전하는바, 무선 충전 기술은 케이블이 필요 없이 전력 전송을 완수할 수 있어서 충전 준비 단계의 조작을 간략화할 수 있다.
기존의 무선 충전 기술은 일반적으로 전원 공급 기기(예를 들면 어댑터)를 무선 충전 장치(예를 들면 무선 충전 베이스)에 연결하고 당해 무선 충전 장치를 통해 전원 공급 기기의 출력 전력을 무선의 방식(예를 들면 전자기 신호 또는 전자기파)으로 충전 대상 기기에 전송하여 충전 대상 기기를 무선 충전한다.
부동한 무선 충전 원리에 따라, 무선 충전 방식은 주요하게 자기 커플링(또는 전자기 유도), 자기 공명 및 라디오 파 세가지 방식으로 나뉜다. 현재 주류인 무선 충전 표준은 QI 표준, 파워 매터스 얼라이언스(power matters alliance, PMA) 표준, 무선 전력 연합(alliance for wireless power, A4WP) 표준을 포함한다. QI 표준과 PMA 표준은 모두 자기 커플링 방식을 사용하여 무선 충전을 진행한다. A4WP 표준은 자기 공명 방식을 사용하여 무선 충전을 진행한다.
아래 도1에 결부하여 기존의 무선 충전 방식에 대해 소개하고자 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 무선 충전 시스템은 전원 공급 기기(110), 무선 충전 장치(120) 및 충전 대상 기기(130)를 포함하는바, 무선 충전 장치(120)는 예를 들면 무선 충전 베이스일 수가 있고, 충전 대상 기기(130)는 예를 들면 단말일 수가 있다.
전원 공급 기기(110)에 무선 충전 장치(120)가 연결된 후, 전원 공급 기기(110)의 출력 전류가 무선 충전 장치(120)로 전송된다. 무선 충전 장치(120)는 내부의 무선 송신 회로(121)를 통해 전원 공급 기기(110)의 출력 전류를 전자기 신호( 또는 전자기파)로 변환하여 송신할 수 있다. 예를 들면, 당해 무선 송신 회로(121)는 전원 공급 기기(110)의 출력 전류를 교류 전기로 변환하고 송신 코일 또는 송신 안테나(미도시)를 통해 당해 교류 전기를 전자기 신호로 변환할 수 있다.
충전 대상 기기(130)는 무선 수신 회로(131)를 통해 무선 송신 회로(121)가 송신하는 전자기 신호를 수신하고 당해 전자기 신호를 무선 수신 회로(131)의 출력 전류로 변환할 수가 있다. 예를 들면, 당해 무선 수신 회로(131)는 수신 코일 또는 수신 안테나(미도시)를 통해 무선 송신 회로(121)가 송신하는 전자기 신호를 교류 전기로 변환하고 당해 교류 전기에 대해 정류 및/또는 필터링 등 조작을 진행하여 당해 교류 전기를 무선 수신 회로(131)의 출력 전압과 출력 전류로 변환할 수 있다.
기존의 무선 충전 기술에 있어서, 무선 충전하기 전에 무선 충전 장치(120)와 충전 대상 기기(130)는 무선 송신 회로(121)의 송신 전력을 사전 협상한다. 가령 무선 충전 장치(120)와 충전 대상 기기(130) 사이에서 협상된 전력이 5W라면, 무선 수신 회로(131)의 출력 전압과 출력 전류는 일반적으로 5V와 1A이다. 가령 무선 충전 장치(120)와 충전 대상 기기(130) 사이에서 협상된 전력이 10.8W라면, 무선 수신 회로(131)의 출력 전압과 출력 전류는 일반적으로 9V와 1.2A이다.
무선 수신 회로(131)의 출력 전압은 배터리(133) 양단에 직접 인가되기에 적합하지 않으며, 충전 대상 기기(130) 내의 배터리(133)의 기대(expected) 충전 전압 및/또는 충전 전류를 획득하기 위해서는 우선 충전 대상 기기(130) 내의 변환 회로(132)를 통하여 변환이 필요하다.
변환 회로(132)는 무선 수신 회로(131)의 출력 전압을 변환하여 배터리(133)의 기대 충전 전압 및/또는 충전 전류의 수요를 만족할 수 있다.
일 예에 있어서, 당해 변환 회로(132)는 충전 관리 모듈을 가리킬 수 있는바, 예를 들면 충전 집적 회로(integrated circuit, IC)일 수 있다. 배터리(133)의 충전 과정에서, 변환 회로(132)는 배터리(133)의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 관리할 수 있다. 당해 변환 회로(132)는 전압 피드백 기능 및/또는 전류 피드백 기능을 포함할 수 있는바, 배터리(133)의 충전 전압 및/또는 충전 전류에 대한 관리를 구현할 수 있다.
예를 들면, 배터리의 충전 과정은 트리클(trickle) 충전 단계, 정전류 충전 단계 및 정전압 충전 단계 중의 하나 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 트리클 충전 단계에서, 변환 회로(132)는 전류 피드백 기능을 이용하여 트리클 충전 단계에서 배터리(133)에로 진입하는 전류가 배터리(133)의 기대 충전 전류 크기(예를 들면 제1 충전 전류)를 만족하게끔 할 수 있다. 정전류 충전 단계에서, 변환 회로(132)는 전류 피드백 기능을 이용하여 정전류 충전 단계에서 배터리(133)로 진입하는 전류가 배터리(133)의 기대 충전 전류 크기(예를 들면 제2 충전 전류, 당해 제2 충전 전류는 제1 충전 전류보다 클 수 있음)를 만족하게끔 할 수 있다. 정전압 충전 단계에서, 변환 회로(132)는 전압 피드백 기능을 이용하여 정전압 충전 단계에서 배터리(133) 양단에 인가되는 정압의 크기가 배터리(133)의 기대 충전 전압 크기를 만족하게끔 할 수 있다.
일 예에 있어서, 무선 수신 회로(131)의 출력 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압보다 클 경우, 변환 회로(132)는 무선 수신 회로(131)의 출력 전압을 강압 처리할 수 있는바, 강압 변환으로 획득된 충전 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압 수요를 만족하게끔 할 수 있다. 다른 일 예에 있어서, 무선 수신 회로(131)의 출력 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압보다 작을 경우, 변환 회로(132)는 무선 수신 회로(131)의 출력 전압을 승압 처리할 수 있는바, 승압 변환으로 획득된 충전 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압 수요를 만족하게끔 할 수 있다.
다른 하나의 예에 있어서, 무선 수신 회로(131)가 5V의 정전압을 출력하는 것을 예로 들면, 배터리(133)가 하나의 셀(리튬 배터리의 셀을 예로 들면, 하나의 셀의 충전 종지 전압은 일반적으로 4.2V임)을 포함하는 경우, 변환 회로(132)(예를 들면 Buck 강압 회로)는 무선 수신 회로(131)의 출력 전압을 강압 처리할 수 있는바, 이로써 강압으로 획득된 충전 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압 수요를 만족하게끔 할 수 있다.
다른 하나의 예에 있어서, 무선 수신 회로(131)가 5V의 정전압을 출력하는 것을 예로 들면, 배터리(133)가 병렬되는 두 개 또는 두 개 이상의 셀(리튬 배터리의 셀을 예로 들면, 하나의 셀의 충전 종지 전압은 일반적으로 4.2V임)을 포함하는 경우, 변환 회로(132)(예를 들면 Boost 승압 회로)는 무선 수신 회로(131)의 출력 전압을 승압 처리할 수 있는바, 승압으로 획득된 충전 전압이 배터리(133)의 기대 충전 전압 수요를 만족하게끔 할 수 있다.
변환 회로(132)가 회로 변환 효율 저하의 제약을 받는 이유로, 변환되지 않은 부분의 전기 에너지가 열량의 형태로 손실되고 이 부분의 열량은 충전 대상 기기(130)의 내부에 집중된다. 충전 대상 기기(130)의 설계 공간과 방열 공간은 모두 아주 작은바(예를 들면, 사용자가 사용하는 이동 단말은 물리적 치수에 있어서 점점 더 경량화, 박형화되고, 동시에 이동 단말의 성능 향상을 위하여 이동 단말 내에는 대량의 전자 부품이 밀집되어 배열됨), 이는 변환 회로(132)의 설계 난이도를 높일 뿐만 아니라, 충전 대상 기기(130) 내에 집중되는 열량이 적시에 제거되기 어려워지므로 충전 대상 기기(130)의 이상을 유발하게 된다.
예를 들면, 변환 회로(132)에 축적된 열량은 변환 회로(132) 부근의 전자 부품에 대한 열간섭을 조성하여 전자 부품의 이상 작동을 유발할 수가 있다. 또 예를 들면, 변환 회로(132)에 축적된 열량은 변환 회로(132) 및 부근 전자 소자의 사용 수명을 단축할 수 있다. 또 예를 들면, 변환 회로(132)에 축적된 열량은 배터리(133)에 열간섭을 조성하여 배터리(133)의 충방전 이상을 초래할 수 있다. 또 예를 들면 변환 회로(132)에 축적된 열량은 충전 대상 기기(130)의 온도 상승을 초래하여 사용자의 충전 시 사용 경험에 영향 줄 수 있다. 또 예를 들면, 변환 회로(132)에 축적된 열량은 변환 회로(132) 자체의 단락을 초래하여 무선 수신 회로(131)의 출력 전압이 배터리(133) 양단에 직접 인가되어 충전 이상을 유발할 수 있는바, 만일 배터리(133)가 과전압 충전 상태에 장시간 처하게 될 경우, 심지어는 배터리(133)의 폭발을 유발할 수 있어서 사용자의 안전을 위협하게 된다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 출원의 실시예는 무선 충전 시스템을 제공한다. 당해 무선 충전 시스템 중의 무선 충전 장치는 충전 대상 기기와 무선 통신이 가능하고 당해 무선 충전 장치의 송신 전력은 충전 대상 기기의 피드백 정보에 따라 조절이 가능한 바, 이로써 충전 대상 기기 내부의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭할 수 있다. 다시 말해, 당해 무선 충전 시스템 중의 무선 충전 장치는 충전 대상 기기와 무선 통신이 가능하고 당해 무선 충전 장치의 송신 전력은 충전 대상 기기의 피드백 정보에 따라 조절이 가능한 바, 이로써 충전 대상 기기 내부의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 배터리의 현재의 충전 수요(충전 전압 및/또는 충전 전류에 대한 배터리의 현재 수요를 포함)를 만족할 수 있다. 이러면, 충전 대상 기기에서 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 직접 배터리의 양단에 인가되어 배터리를 충전할 수 있는바(이하 이러한 충전 방식을 '직충'이라 한다), 이로써 상술한 변환 회로가 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 변환함으로써 유발되는 에너지 손실, 발열 등 문제를 모면할 수 있다.
아래 도2에 결부하여 본 출원의 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템(200)을 상세히 소개하고자 한다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 출원의 실시예가 제공하는 무선 충전 시스템(200)은 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)를 포함할 수 있다.
무선 충전 장치(220)는 무선 송신 회로(221)와 제1 통신 제어 회로(222)를 포함할 수 있다. 제1 통신 제어 회로(222)의 제어 기능은 예를 들면 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)에 의하여 구현될 수 있다.
무선 송신 회로(221)는 전자기 신호를 송신하는데 사용되어 충전 대상 기기(230)를 무선 충전할 수 있다. 일부 실시예에서 무선 송신 회로(221)는 무선 송신 구동 회로 및 송신 코일 또는 송신 안테나(미도시)를 포함할 수 있다. 무선 송신 구동 회로는 보다 높은 주파수의 교류 전기를 생성할 수 있고 송신 코일 또는 송신 안테나는 당해 보다 높은 주파수의 교류 전기를 전자기 신호로 변환하여 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 송신 구동 회로는 인버터 회로와 공진 회로를 포함한다.
제1 통신 제어 회로(222)는 무선 충전의 과정에서 충전 대상 기기(230)와 무선 통신하고, 충전 대상 기기(230)로 진입되는 배터리의 전압 및/또는 전류를 획득하여 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정할 수 있다. 이와 같이, 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것을 통하여 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하는 것은, 충전 대상 기기의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 충전 대상 기기의 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 통신 제어 회로(222)는 충전 대상 기기(230)의 제2 통신 제어 회로(235)와 무선 통신할 수 있다. 본 출원의 실시예는 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235) 사이의 무선 통신 방식, 그리고 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)가 인터랙션하는 통신 정보에 대하여 구체적으로 한정하지 않으며 이하 구체 실시예에 결부하여 상세히 설명하도록 한다.
충전 대상 기기(230)는 무선 수신 회로(231), 배터리(232), 제1 충전 통로(233), 검출 회로(234) 및 제2 통신 제어 회로(235)를 포함할 수 있다. 제2 통신 제어 회로(235)에서 제어 기능은 예를 들면 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)에 의하여 구현될 수 있고, 또는 MCU와 충전 대상 기기 내부의 애플리케이션 프로세서(application processor, AP)에 의하여 공동으로 구현될 수도 있다.
검출 회로(234)는 무선 충전 과정에서 배터리(232)로 진입되는 전압 및/또는 전류를 검출하기 위한 것이다.
제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로에 의해 검출된 전압 및/또는 전류에 따라 무선 충전 장치(220)와 무선 통신함으로써 무선 충전 장치(220)가 송신 전력을 조정하여 배터리(232)로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하도록 하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 배터리(232)로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하는 것은, 무선 충전 장치(220)의 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정함으로써 충전 대상 기기의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 수신 회로(231)는 전자기 신호를 수신하고 전자기 신호를 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류로 변환할 수 있다. 구체적으로, 무선 수신 회로(231)는 수신 코일 또는 수신 안테나(미도시) 및 당해 수신 코일과 수신 안테나에 연결되는 정류 회로 및/또는 필터링 회로 등의 정형 회로를 포함할 수 있다. 수신 안테나 또는 수신 코일은 전자기 신호를 교류 전기로 변환할 수 있고, 정형 회로는 교류 전기를 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류로 변환할 수 있다. 설명하여야 할 것은, 본 출원의 실시예는 정형 회로의 구체 형식 및 정형 회로의 정형으로 획득된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류의 형식에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 일부 실시예에서 정형 회로는 정류 회로와 필터링 회로를 포함할 수 있고, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압은 필터링으로 획득된 안정된 전압일 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 정형 회로는 정류 회로를 포함할 수 있고, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압은 정류로 획득된 맥동 파형의 전압일 수 있고, 당해 맥동 파형의 전압은 충전 대상 기기(230)의 배터리(232) 양단에 직접 인가되어 배터리(232)를 충전한다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전류는 간헐적 방식으로 배터리(232)를 충전할 수 있는바, 당해 무선 수신 회로(231)의 출력 전류의 주기는 무선 충전 시스템(200)에 입력되는 교류 전기, 예를 들면 교류 전력망의 주파수에 따라 변화될 수 있고, 예를 들면, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류의 주기에 대응되는 주파수는 전력망 주파수의 정수 배 또는 역수 배임을 이해할 수가 있다. 그리고, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 간헐적 방식으로 배터리(232)를 충전할 수 있을 경우, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류에 대응되는 전류 파형은 전력망에 동기화되는 하나 또는 한 그룹의 펄스로 구성될 수 있다. 맥동 형식의 전압/전류의 크기는 주기적으로 변환되고, 기존의 일정한 직류 전류(constant direct current)와 비교할 시, 리튬 배터리의 리튬 석출 현상을 감소하고 배터리의 사용 수명을 향상할 수 있으며, 배터리의 분극 효과를 저감하는데 유리하고 배터리 충전 속도를 향상하고 배터리의 발열을 감소하며 따라서 충전 대상 기기의 충전 시의 안전성과 신뢰성을 확보한다.
제1 충전 통로(233)는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류에 따라 배터리(232)를 충전할 수 있다. 본 출원의 실시예가 제공하는 제1 충전 통로(233)는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류에 따라 배터리(232)를 직충할 수 있다. 예를 들면, 제1 충전 통로(233)는 도선일 수 있다. 또 예를 들면, 충전 대상 기기(232)가 복수의 충전 통로를 포함하는 경우, 제1 충전 통로(233)에는 스위치 등 소자(도6의 스위치(238)를 참조)를 설치하여 부동한 충전 통로 사이에서 변환할 수 있다.
검출 회로(234)는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 검출할 수 있다. 일부 실시예에서 검출 회로(234)는 전압 검출 회로와 전류 검출 회로를 포함할 수 있다.
전압 검출 회로는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 샘플링하고 샘플링된 전압 값을 제2 통신 제어 회로(235)에 전송할 수 있다. 일부 실시예에서 전압 검출 회로는 직렬 분압의 방식으로 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 샘플링 할 수 있다.
전류 검출 회로는 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 샘플링하고 샘플링된 전류 값을 제2 통신 제어 회로(235)에 전송할 수 있다. 일부 실시예에서 전류 검출 회로는 검류 저항과 검류계를 통하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 샘플링할 수 있다.
제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 배터리(232)가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키게 할 수 있다.
다시 말해, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류로 하여금 배터리(232)의 충전 수요(충전 전압 및/또는 충전 전류에 대한 배터리(232)의 수요를 포함함)를 만족하게 할 수 있다.
다시 말해, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류로 하여금 트리클 충전 단계, 정전압 충전 단계, 정전류 충전 단계 중 적어도 한 단계에서의 배터리(232)의 충전 수요를 만족하게 할 수 있다.
다시 말해, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하는 것을 통하여 배터리(232)의 충전 과정에 대하여 정전압 제어 및/또는 정전류 제어를 하도록 할 수 있다.
배터리의 충전 과정은 트리클 충전 단계, 정전류 충전 단계 및 정전압 충전 단계 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 하는 것은, 배터리(232)의 트리클 충전 단계에서, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 트리클 충전 단계에 대응되는 충전 전류에 매칭시키는 (또는, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 트리클 충전 단계에서의 충전 전류에 대한 배터리(232)의 수요를 만족하게 하는 )것을 포함할 수 있다.
트리클 충전 단계에 대응되는 충전 전류가 1A인 경우를 예로 들어 설명하고자 한다. 배터리(232)가 트리클 충전 단계에 처하는 경우, 검출 회로(234)를 통하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 실시간으로 검출할 수 있다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 1A보다 클 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)와 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 다시 1A로 회복시키도록 할 수 있다.
상술한 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 하는 것은, 배터리(232)의 정전압 충전 단계에서, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 정전압 충전 단계에 대응되는 충전 전압에 매칭시키도록 하는 (또는, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압이 정전압 충전 단계에서 충전 전압에 대한 배터리(232)의 수요를 만족하게 하는 )것을 포함할 수 있다.
정전압 충전 단계에 대응되는 충전 전압이 5V인 경우를 예로 들어 설명하고자 한다. 배터리(232)가 정전압 충전 단계에 처하는 경우, 검출 회로를 통하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 실시간으로 검출할 수 있다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전압이 5V보다 낮은 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)와 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 다시 5V로 회복시키도록 할 수 있다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전압이 변화하는 원인은 여러 가지일 수가 있는바, 본 출원의 실시예는 이에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 무선 송신 회로(221)와 무선 수신 회로(231) 사이의 전자기 신호의 전송이 간섭을 받으면 에너지 변환 효율을 저하시켜 무선 수신 회로(231)의 출력 전압을 5V 미만으로 되게 한다.
상술한 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 하는 것은, 배터리(232)의 정전류 충전 단계에서, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 정전류 충전 단계에 대응되는 충전 전류에 매칭시키도록 하는 (또는, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 정전류 충전 단계에서 충전 전류에 대한 배터리(232)의 수요를 만족하게 하는 )것을 포함할 수 있다.
정전류 충전 단계에 대응되는 충전 전류가 2A인 경우를 예로 들어 설명하고자 한다. 배터리(232)가 정전류 충전 단계에 처하는 경우, 검출 회로를 통하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 실시간으로 검출할 수 있다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 2A보다 낮은 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)와 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 다시 2A로 회복시키도록 할 수 있다. 무선 수신 회로(231)의 출력 전류가 변화하는 원인은 여러 가지일 수가 있는바, 본 출원의 실시예는 이에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 무선 송신 회로(221)와 무선 수신 회로(231) 사이의 전자기 신호의 전송이 간섭을 받으면 에너지 변환 효율을 저하시켜 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 2A 미만으로 되게 한다.
설명하여야 할 것은, 본 출원의 실시예에서 언급되는 정전류 충전 단계 또는 정전류 단계는 충전 전류에 대하여 완전히 항구 불변할 것을 요구하는 것이 아닌바, 예를 들면, 일반적으로는 충전 전류의 피크 값 또는 평균 값이 일정한 시간 내에 불변을 유지하는 것을 가리킬 수 있다. 실제로, 정전류 충전 단계는 통상적으로 다단계 정전류의 방식을 사용하여 충전을 진행한다.
다단계 정전류 충전(Multi-stage constant current charging)은 N개의 정전류 단계(N은 2보다 작지 않은 정수임)를 구비할 수 있는바, 다단계 정전류 충전은 소정의 충전 전류로 제1 단계 충전을 시작하고, 상기 다단계 정전류 충전의 N개 정전류 단계는 제1 단계로부터 제(N-1) 번째 단계까지 순차적으로 실행되고, 정전류 단계 중 전의 정전류 단계로부터 다음 정전류 단계로 이동된 후, 맥동 파형의 전류의 피크 값 또는 평균 값이 작아질 수 있고; 배터리의 전압이 충전 종료 전압 역치에 도달될 경우, 정전류 단계 중의 전의 정전류 단계가 다음 정전류 단계로 이동된다. 인접한 두 개 정전류 단계 사이에서의 전류 변환 과정은 점진적으로 변화되는 것일 수도 있고, 또는, 계단식으로 비약하게 변화되는 것일 수도 있다.
본 출원의 실시예에서 사용되는 충전 대상 기기는 단말을 가리킬 수 있고, 당해 '단말'은 유선 회선 연결을 경유(예를 들면, 공중 교환 전화망(public switched telephone network, PSTN), 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL), 디지털 케이블, 케이블 직접 연결, 및/또는 기타 데이터 연결/네트워크를 경유)하고, 및/또는 (예를 들면, 셀룰러 네트워크, 무선 근거리 통신망(wireless local area network, WLAN)에 대한, 휴대용 디지털 비디오 방송(digital video broadcasting handheld, DVB-H) 네트워크와 같은 디지털 텔레비전 네트워크, 위성 네트워크, 진폭 변조-주파수 변조(amplitude modulation-frequency modulation, AM-FM) 방송 전송기, 및/또는 다른 통신 단말의) 무선 인터페이스를 경유하여 통신 신호를 수신/전송하도록 설정되는 장치를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 무선 인터페이스를 통하여 통신하도록 설정되는 단말은 '무선 통신 단말', '무선 단말' 및/또는 '이동 단말'로 지칭될 수 있다. 이동 단말의 예시로는 셀룰러 또는 위성 전화; 셀룰러 무선 전화와 데이터 처리, 팩스 및 데이터 통신 능력을 조합할 수 있는 개인 통신 시스템(personal communication system, PCS) 단말; 무선 전화, 무선 호출기, 인터넷/ 인트라넷 접속, 웹 브라우저, 노트, 캘린더 및/또는 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system, GPS) 수신기를 포함할 수 있는 개인 디지털 비서(personal digital assistant, PDA); 및 통상의 랩탑 및/또는 팜탑 수신기거나, 혹은 무선 전화 송수신기를 포함하는 기타 전자 장치를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 이 외에, 본 출원의 실시예에서 사용되는 충전 대상 기기 또는 단말은 모바일 전원(power bank)을 포함할 수 있는바, 당해 모바일 전원은 어댑터의 충전을 받고 에너지를 저장하여 기타 전자 장치에 에너지를 공급할 수 있다.
본 출원의 실시예는 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)의 통신 방식 및 통신 순서에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다.
선택적으로, 일부 실시예에서 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)(또는 제2 통신 제어 회로(235)와 제1 통신 제어 회로(222)) 사이의 무선 통신은 일방향의 무선 통신일 수 있다. 예를 들어 설명하면, 배터리(232)의 무선 충전 과정에서, 충전 대상 기기(230)를 통신의 개시자로, 무선 충전 장치(220)를 통신의 수신자로 규정할 수 있다. 예를 들면, 배터리의 정전류 충전 단계에서, 충전 대상 기기(230)는 검출 회로(234)를 통하여 배터리(232)의 충전 전류(즉 무선 수신 회로(231)의 출력 전류)를 실시간으로 검출할 수 있는바, 배터리(232)의 충전 전류와 배터리의 현재 출력하는 충전 단계가 매칭되지 않을 경우, 충전 대상 기기(230)는 무선 충전 장치(220)에 조정 정보를 전송하여 무선 충전 장치(220)에 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 지시한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)(또는 제2 통신 제어 회로(235)와 제1 통신 제어 회로(222)) 사이의 무선 통신은 양방향의 무선 통신일 수 있다. 양방향의 무선 통신은 일반적으로 수신자로 하여금 개시자가 개시하는 통신 요청을 수신한 후 개시자한테 응답 정보를 전송하도록 요구하는바, 양방향 통신 기전은 통신 과정을 더욱 안전하게 한다.
본 출원의 실시예의 상술한 설명은 무선 충전 장치(220)(무선 충전 장치(220)의 제1 통신 제어 회로(222))와 충전 대상 기기(230)(충전 대상 기기(230)의 제1 통신 제어 회로(235))의 마스터/슬레이브 성에 대하여 한정하지 않는다. 다시 말해, 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 중의 임의의 일측은 마스터 기기 측으로서 양방향 통신 세션을 개시할 수 있고, 이에 따라 타측은 슬레이브 기기 측으로서 마스터 기기 측이 개시하는 통신에 대하여 제1 응답 또는 제1 답복을 할 수 있다. 실현 가능한 한가지 방식으로, 통신 과정에서 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)의 링크 상태를 비교하는 것을 통하여 마스터, 슬레이브 기기의 신분을 결정할 수 있다. 예를 들면, 가령 무선 충전 장치(220)가 충전 대상 기기(230)에 정보를 전송하는 무선 링크가 상향 링크라면 충전 대상 기기(230)가 무선 충전 장치(220)에 정보를 전송하는 무선 링크는 하향 링크이고, 만약 상향 링크의 링크 품질이 보다 좋다면 무선 충전 장치(220)를 통신에 있어서의 마스터 기기로 설정할 수 있고; 만약 하향 링크의 링크 품질이 보다 좋다면 충전 대상 기기(230)를 통신에 있어서의 슬레이브 기기로 설정할 수 있다.
본 출원의 실시예는 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 사이 양방향 통신의 구체 구현 방식에 대하여 제한하지 않는 것으로, 말인즉, 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 중의 임의의 일측을 마스터 기기 측으로 하여 통신 세션을 개시하고, 이에 따라 타측이 슬레이브 기기 측으로서 마스터 기기 측이 개시하는 통신 세션에 대하여 제1 응답 또는 제1 답복을 하고, 동시에 마스터 기기 측은 상기 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 답복에 대하여 제2 응답을 할수 있는 바, 이는 마스터, 슬레이브 기기 사이에서 1회의 통신 협상 과정이 완료된 것으로 간주될 수 있다.
마스터 기기 측으로서 통신 세션에 대한 상기 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 답복에 따라 제2 응답을 할 수 있는 한 가지 방식은 다음과 같을 수 있다: 마스터 기기 측은 통신 세션에 대한 상기 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 답복을 수신할 수 있으며, 수신되는 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 답복에 따라 대응되는 제2 응답을 할 수 있다.
마스터 기기 측으로서 통신 세션에 대한 상기 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 답복에 따라 나아가 제2 응답을 하는 한 가지 방식은 또한 다음과 같을 수 있다: 마스터 기기 측이 미리 설정된 시간 내에 통신 세션에 대한 상기 슬레이브 기기 측의 제1 응답 또는 제1 답복을 수신하지 않았을 경우, 마스터 기기 측은 상기 슬레이브 기기의 제1 응답 또는 제1 답복에 대하여 대응되는 제2 응답을 하기도 한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 충전 대상 기기(230)가 마스터 기기로서 통신 세션을 개시하고 무선 충전 장치(220)가 슬레이브 기기로서 마스터 기기 측이 개시하는 통신 세션에 대하여 제1 응답 또는 제1 답복을 한 후, 충전 대상 기기(230)가 무선 충전 장치(220)의 제1 응답 또는 제1 답복에 대하여 대응되는 제2 응답을 할 필요가 없는바, 이는 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 사이에서 1회의 통신 협상 과정이 완료된 것으로 간주될 수 있다.
본 출원의 실시예는 무선 충전 장치(220)의 제1 통신 제어 회로(222)와 충전 대상 기기(230)의 제2 통신 제어 회로(235) 사이의 무선 통신 방식에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어 설명하면, 제1 통신 제어 회로와 제2 통신 제어 회로는 블루투스(bluetooth), 무선 충실도(wireless fidelity, Wi-Fi), 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신, 이동 통신 또는 후방 산란(backscatter) 변조 방식(또는 전력 부하 변조 방식)에 따라 무선 통신할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 통신 제어 회로는 제2 통신 제어 회로와 무선 통신을 하기 위한 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈은 내부에 EHF 안테나가 실장되는 IC칩을 포함한다. 선택적으로, 높은 반송파 주파수는 60GHz이다.
일 실시예에서, 광통신 모듈은 적외선 통신 모듈을 포함하고, 적외선을 이용하여 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 이동 통신 모듈은 5G 통신 프로토콜, 4G 통신 프로토콜 또는 3G 통신 프로토콜 등 이동 통신 프로토콜을 이용하여 정보를 전송할 수 있다.
따라서, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신을 하기 위한 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.
이에 따라, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235) 사이의 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중 어느 하나 또는 복수를 포함한다.
본 개시의 실시예에서, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 한 가지 또는 여러 가지 무선 통신 방식을 지원할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 통신은 표준 통신 또는 비표준 통신을 포함할 수 있다. 표준 무선 통신의 일부 실시예는 블루투스, IEEE 802.11(무선 LANs), IEEE 802.15(WPANs), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20(광대역 이동 통신 무선 접속)을 포함하나 이에 한정되지 않는 링크 프로토콜; 5G 표준 프로토콜, LTE, CDMA 및 GSM 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 셀룰러 프로토콜(이동 통신 프로토콜); 및 Zigbee와 초광대역(UWB) 기술을 포함한다. 이러한 프로토콜은 무선 주파수 통신을 지원하고 일부는 또한 적외선 통신을 지원한다. 또한 기타 무선 통신 형식, 예를 들면 초음파 통신, 광통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 및 기타를 사용할 수 있다. 상술한 무선 통신에 사용 가능한 표준은 종래의 그리고 현존하는 표준을 포함함을 이해하여야 한다. 본 출원의 범위를 벗어나지 않으면서 이러한 표준을 사용하는 미래 버전과 미래 표준을 더 포함한다.
본 출원의 실시예에서, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 검출되는 여러 가지 무선 통신 방식의 신호 강도에 따라 사용하려는 무선 통신 방식을 결정할 수 있다. 예를 들면, Wi-Fi를 무선 통신하는 경우, Wi-Fi신호가 약하다는 것이 검출된다면 기타 무선 통신 방식으로 변환된다.
본 출원의 실시예를 사용하는 무선 통신 방식은 배터리로 진입되는 전압, 전류 또는 전력 등 정보를 무선 충전 장치에 전송함으로써, 무선 충전 장치가 수신되는 정보에 따라 실시간으로 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정할 수 있도록 한다. 상술한 무선 통신으로 통신하는 방식은 통신의 신뢰성을 향상할 수 있는바, 이에 따라 충전 안전성이 향상된다. 관련 기술(예를 들면, QI 표준)에서 신호 변조의 방식을 통하여 무선 수신 회로의 루프에 커플링되어 통신하는 방식에 비하면, 통신의 신뢰성을 향상할 수 있고, 신호 커플링 방식을 사용하여 통신하는 경우 나타나는 전압 리플이 충전 대상 기기의 변환 회로 또는 강압 회로의 전압 처리 과정에 영향 주는 것을 피할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 무선 충전 과정에서 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)에 의해 검출된 제1 충전 통로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 통신함으로써, 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 할 수 있다. 그러나, 본 출원의 실시예는 제2 통신 제어 회로(235)와 제1 통신 제어 회로(222) 사이의 통신 내용에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 일 실시예로, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)로 검출 회로(234)에 의해 검출된 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 전송할 수 있다. 더 나아가, 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 제1 통신 제어 회로(222)에 배터리 상태 정보를 전송할 수 있는바, 배터리 상태 정보는 충전 대상 기기(230)의 배터리(232)의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함한다. 제1 통신 제어 회로(222)는 우선 배터리(232) 상태 정보에 따라 배터리(232)가 현재 처하는 충전 단계를 결정하고 나아가 배터리(232)가 현재 처하는 충전 단계에 매칭되는 목표 충전 전압 및/또는 목표 충전 전류를 결정할 수 있다. 다음, 제1 통신 제어 회로(222)는 제2 통신 제어 회로(235)로부터 전송되는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상술한 목표 충전 전압 및/또는 목표 충전 전류와 비교하여, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 배터리(232)의 현재 처하는 충전 단계에 매칭되는지 여부를 결정하고 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 배터리(232)의 현재 처하는 충전 단계에 매칭되지 않는 경우, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 배터리(232)의 현재 처하는 충전 단계에 매칭될 때까지 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다.
다른 실시예로, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 조정 정보를 전송함으로써 제1 통신 제어 회로(222)에 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하도록 지시할 수 있다. 예를 들면, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 증대하도록 지시할 수 있고; 또 예를 들면, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 감소하도록 지시할 수 있다. 더 구체적으로, 무선 충전 장치(220)는 무선 송신 회로(221)에 송신 전력의 여러 레벨을 설치할 수 있고, 제1 통신 제어 유닛(222)은 조정 정보가 1회 수신될 때마다 무선 송신 회로(221)의 송신 전력의 레벨을 한 칸씩 조정하여 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류가 배터리(232)의 현재 처하는 충전 단계에 매칭되도록 한다.
상술한 통신 내용 이외에, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 무선 통신으로 허다한 기타 통신 정보를 인터랙션할 수 있다. 일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 안전 보호, 이상 검출 또는 고장 처리를 위한 정보, 예를 들면 배터리(232)의 온도 정보, 과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보 등 정보, 전력 전송 효율 정보(당해 전력 전송 효율 정보는 무선 송신 회로(221)와 무선 수신 회로(231) 사이의 전력 전송 효율을 나타낼 수 있음)를 인터랙션할 수 있다.
예를 들면, 배터리(232)의 온도가 과도하게 높을 경우, 제1 통신 제어 회로(222) 및/또는 제2 통신 제어 회로(235)는 충전 회로를 제어하여 보호 상태에로 진입할 수 있는바, 예를 들면 충전 회로를 제어하여 무선 충전을 정지시킬 수 있다. 또 예를 들면, 제1 통신 제어 회로(222)가 제2 통신 제어 회로(235)로부터 전송되는 과전압 보호 또는 과전류 보호의 지시 정보를 수신한 후, 제1 통신 제어 회로(222)는 송신 전력을 강하하거나 무선 송신 회로(221)를 제어하여 작업을 정지시킬 수 있다. 또 예를 들면 제1 통신 제어 회로(222)가 제2 통신 제어 회로(235)로부터 전송되는 전력 전송 효율 정보를 수신한 후, 만약 전력 전송 효율이 미리 설정된 역치보다 낮다면, 무선 송신 회로(221)를 제어하여 작업을 정지시키고 사용자한테 이 사건을 통지할 수 있는바, 예를 들면, 표시 스크린을 통하여 전력 전송 효율의 과도 저하를 표시하거나 지시 램프를 통하여 전력 전송 효율의 과도 저하를 나타내어 사용자가 무선 충전의 환경을 조정하도록 할 수 있다.
일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있는 기타 정보, 예를 들면 배터리(232)의 온도 정보, 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보, 전력 전송 효율 정보(당해 전력 전송 효율 정보는 무선 송신 회로(221)와 무선 수신 회로(231) 사이의 전력 전송 효율을 나타낼 수 있음) 등을 인터랙션할 수 있다.
예를 들면, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 전력 전송 효율 정보를 전송할 수 있고, 제1 통신 제어 회로(222)는 또한 전력 전송 효율 정보에 따라 무선 송신 회로(221)의 송신 전력의 조정 범위를 결정하기 위한 것이다. 구체적으로, 만약 전력 전송 효율 정보가 무선 송신 회로(221)와 무선 수신 회로(231) 사이의 전력 전송 효율이 저하되었다고 나타낸다면 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력의 조정 범위를 증대하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력이 목표 전력에로 쾌속 도달하도록 할 수 있다.
또 예를 들면, 만약 무선 수신 회로(231)가 출력하는 것이 맥동 파형의 전압 및/또는 전류라면, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보를 전송할 수 있고, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값이 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭되는지 여부를 판단할 수 있고, 매칭되지 않는다면 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다.
또 예를 들면, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 통신 제어 회로(222)에 배터리(232)의 온도 정보를 전송할 수 있고, 만약 배터리(232)의 온도가 과도하게 높다면 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 강하함으로써 무선 수신 회로(231)의 출력 전류를 강하하여 배터리(232)의 온도를 강하할 수 있다.
도3에 도시한 바와 같이, 본 출원의 실시예가 제공하는 무선 충전 장치(220)는 충전 인터페이스(223)를 더 포함할 수 있다. 무선 송신 회로(221)는 또한 충전 인터페이스(223)를 통하여 전원 공급 기기(210)의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 전원 공급 기기(210)의 출력 전압과 출력 전류에 따라 전자기 신호를 생성할 수 있다.
본 출원의 실시예는 전원 공급 기기(210)의 유형에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 전원 공급 기기(210)는 어댑터, 모바일 전원(power bank) 또는 컴퓨터 등 기기일 수 있다.
본 출원의 실시예는 충전 인터페이스(223)의 유형에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 선택적으로, 일부 실시예에서 당해 충전 인터페이스(223)는 USB 인터페이스일 수 있다. 당해 USB 인터페이스는 예를 들면 USB 2.0 인터페이스, micro USB 인터페이스 또는 USB TYPE-C 인터페이스일 수 있다. 선택적으로, 다른 일부 실시예에서, 당해 충전 인터페이스(223)는 또한 라이트닝(lightning) 인터페이스 또는 기타 임의 유형의, 충전에 사용될 수 있는 병렬 포트 및/또는 직렬 포트일 수 있다.
본 출원의 실시예는 제1 통신 제어 회로(222)와 전원 공급 기기(210) 사이의 통신 방식에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 일 실시예로, 제1 통신 제어 회로(222)는 충전 인터페이스 외의 기타 통신 인터페이스를 통하여 전원 공급 기기(210)에 연결되고 당해 통신 인터페이스를 통하여 전원 공급 기기(210)와 통신할 수 있다. 다른 실시예로, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선의 방식으로 전원 공급 기기(210)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 근접 필드 통신(near field communication, NFC)할 수 있다. 또 다른 예시로서, 제1 통신 제어 회로(222)는 충전 인터페이스(223)를 통하여 전원 공급 기기(210)와 통신할 수 있어서, 별도의 통신 인터페이스 또는 기타 무선 통신 모듈을 설치할 필요가 없는바, 이는 무선 충전 장치(220)의 구현을 간략화할 수 있다. 예를 들면, 충전 인터페이스(223)는 USB 인터페이스이고, 제1 통신 제어 회로(222)는 당해 USB 인터페이스의 데이터 케이블(예를 들면 D+ 및/또는 D- 케이블)에 따라 전원 공급 기기(210)와 통신할 수 있다. 또 예를 들면, 충전 인터페이스(223)는 전력 전송(power delivery, PD) 통신 프로토콜을 지원하는 USB 인터페이스(예를 들면 USB TYPE-C 인터페이스)일 수 있고, 제1 통신 제어 회로(222)와 전원 공급 기기(210)는 PD 통신 프로토콜에 따라 통신할 수 있다.
전원 공급 기기(210)는 출력 전력이 고정 불변하는 일반적인 전원 공급 기기일 수도 있고 본 출원의 실시예가 제공하는 출력 전력이 조정 가능한 전원 공급 기기일 수도 있음을 이해하여야 한다. 출력 전력이 조정 가능한 전원 공급 기기의 내부에는 전압 피드백 고리와 전류 피드백 고리를 설치 가능한바, 따라서 실제 필요에 따라 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조절할 수 있다(아래 주요하게 전원 공급 기기(210)가 출력 전력이 조정 가능한 전원 공급 기기인 경우를 예로 들어 설명하고자 함). 더 나아가, 당해 전원 공급 기기(210)는 또한 통신 기능을 구비할 수 있는바, 제1 통신 제어 회로(221)는 또한 전원 공급 기기(210)와 통신하여 전원 공급 기기(210)의 출력 전력을 협상할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 출원의 실시예가 제공하는 무선 충전 장치(220)는 충전 과정에서 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 부단히 조정함으로써 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 배터리(232)가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시킨다. 본 출원의 실시예는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력의 조정 방식에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 통신함으로써 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다. 또 예를 들면, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)가 전원 공급 기기(210)로부터 공급되는 최대 출력 전력으로부터 추출하는 전력량에 대하여 조정함으로써 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다. 아래 도4와 도5에 결부하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력의 조정 방식에 대하여 상세히 설명하고자 한다.
도4를 참조하면, 선택적인 일 실시예로, 제1 통신 제어 회로(221)는 전원 공급 기기(210)와 통신하여 전원 공급 기기(210)의 최대 출력 전력을 협상할 수 있다. 무선 송신 회로(221)가 전원 공급 기기(210)의 최대 출력 전력에 따라 충전 대상 기기(230)를 무선 충전하는 과정에서, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)가 최대 출력 전력으로부터 추출하는 전력량을 조정하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 제1 통신 제어 회로(222)는 출력 전력이 조정 가능한 전원 공급 기기(210)와 통신하여 당해 전원 공급 기기(210)의 최대 출력 전력을 협상한다. 협상이 완료된 후, 전원 공급 기기(210)는 당해 최대 출력 전력에 따라 무선 충전 장치(220)에 출력 전압과 출력 전류를 공급할 수 있다. 충전 과정에서 제1 통신 제어 회로(222)는 실제 필요에 따라 당해 최대 출력 전력으로부터 일정한 전력량을 추출하여 이를 무선 충전에 사용할 수 있다. 말인즉, 본 출원의 실시예에서는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정하는 제어권을 제1 통신 제어 회로(222)에 분배하고, 제1 통신 제어 회로(222)는 충전 대상 기기(230)의 피드백 정보를 수신한 후 바로 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정 가능한바, 이는 조절 속도가 빠르고 효율이 높은 이점이 있다.
본 출원의 실시예는 제1 통신 제어 회로(222)가 무선 송신 회로(221)의 송신 전력에 대한 조정 방식에 대하여 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 통신 제어 회로(222)의 내부, 무선 송신 회로(221)의 내부 또는 제1 통신 제어 회로(222)와 무선 송신 회로(221) 사이에 전력 조정 회로를 설치할 수 있는바, 당해 전력 조정 회로는 송신 코일 또는 송신 안테나에 연결되어 송신 코일 또는 송신 안테나에 수신되는 전력을 조정할 수 있다. 당해 전력 조정 회로는 예를 들면 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 제어기와 스위칭 유닛을 포함할 수 있다. 제1 통신 제어 회로(222)는 PWM 제어기로부터 송신되는 제어 신호의 듀티 비를 조정하여 및/또는 스위칭 유닛의 스위칭 주파수를 제어함으로써, 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다.
설명하여야 할 것은, 도4의 실시예에서, 한 가지 치환 방식으로, 전원 공급 기기(210)는 또한, 출력 전력이 고정적이고 출력 전력이 보다 큰(예를 들면 40W) 전원 공급 기기일 수 있다. 그러면 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 그의 최대 출력 전력를 협상할 필요 없이, 무선 송신 회로(221)가 전원 공급 기기(210)로부터 공급되는 정전력으로부터 추출하는 전력량에 대하여 직접 조정할 수 있다.
도5를 참조하면, 선택적으로, 다른 일부 실시예에서, 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 통신함으로써 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정할 수 있다. 더 나아가, 일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)와 연결될 수 있고, 따라서 무선 송신 회로(221)를 제어하여 작업을 시작하거나, 또는 무선 충전 과정에 이상이 발생될 경우, 무선 송신 회로(221)를 제어하여 작업을 정지시킬 수 있다. 또는, 일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 송신 회로(221)에 연결되지 않을 수도 있다.
도4의 실시예와는 다르게, 도5의 실시예에서는 무선 송신 회로(221)의 송신 전력 조정하는 제어권을 전원 공급 기기(210)에 분배하고, 전원 공급 기기(210)가 출력 전압 및/또는 출력 전류를 개변하는 방식을 통하여 무선 송신 회로(221)의 송신 전력을 조정한다. 이러한 조정 방식의 이점은, 무선 충전 장치(220)에 전력이 얼마 필요하면 전원 공급 기기(210)가 그만큼의 전력을 공급하므로 전력의 낭비가 없게 된다.
도5의 실시예에서, 무선 충전 장치(220)는 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 조정이 필요한지 여부에 대하여 능동적으로 결정할 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 무선 충전 장치(220)는 전원 공급 기기(210)와 충전 대상 기기(230)가 통신하는 브릿지(bridge)로 되어, 주요하게 양자 사이의 정보 전달을 맡을 수가 있다.
예를 들면, 무선 충전 과정에서, 제1 통신 제어 회로(222)는 충전 대상 기기(230)와 통신하여 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 조정이 필요한지 여부를 결정하고, 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 대한 조정이 필요한 경우, 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 통신하여 전원 공급 기기(210)에 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시한다.
또 예를 들면, 무선 충전 과정에서, 무선 충전 장치(220) 내부의 통신 제어 회로(222)가 충전 대상 기기(230)와 무선 통신하여 조정 정보를 획득하고, 조정 정보는 전원 공급 기기(210)의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 대한 조정을 지시하기 위한 것이고; 제1 통신 제어 회로(222)는 전원 공급 기기(210)와 통신하여 조정 정보를 전원 공급 기기(210)에 전송하여 전원 공급 기기(210)가 조정 정보에 따라 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 한다.
무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 사이의 통신 방식과 유사하게, 무선 충전 장치(220)(또는 제1 통신 제어 회로(222))와 전원 공급 기기(210) 사이의 통신은 일방향 통신일 수도 있고 양방향 통신일 수도 있는바, 본 출원의 실시예는 이에 대하여 구체적으로 한정하지 않음을 이해하여야 한다.
전원 공급 기기의 출력 전류는 일정한 직류 전류, 맥동 직류 전기 또는 교류 전기일 수 있는바, 본 출원의 실시예는 이에 대하여 구체적으로 한정하지 않음도 이해하여야 한다.
상기에서는 무선 충전 장치(220)를 전원 공급 기기(210)에 연결하여 전원 공급 기기(210)로부터 전기 에너지를 획득하는 것을 예로 들어 설명한 것이나, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 무선 충전 장치(220)는 어댑터와 유사한 기능을 그 내부에 집적할 수도 있는바, 이로써 외부로부터 입력되는 교류 전기(예를 들면 도시 전기)를 직접적으로 상술한 전자기 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 어댑터의 기능을 무선 충전 장치(220)의 무선 송신 회로(221)에 집적할 수 있는바, 예를 들면, 무선 송신 회로(221)에 정류 회로, 1차 필터링 회로 및/또는 변압기 등을 집적할 수 있다. 그러면 무선 송신 회로(221)는 외부로부터 입력되는 교류 전기를 수신 (예를 들면 220V의 교류 전기, 또는 도시 전기라 칭함)하고 당해 교류 전기에 따라 전자기 신호를 생성할 수 있다.
본 출원의 실시예에서는 무선 충전 장치(220)의 내부에 어댑터와 유사한 기능을 집적하여 당해 무선 충전 장치(220)가 외부의 전원 공급 기기로부터 전력을 획득할 필요가 없도록 하는바, 무선 충전 장치(220)의 집적도를 향상하고 무선 충전 과정을 구현하는데 필요한 소자의 수량을 감소한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 무선 충전 장치(220)는 제1 무선 충전 모드와 제2 무선 충전 모드를 지원할 수 있다. 상기 제1 무선 충전 모드를 사용하는 경우의 무선 송신 회로의 최대 송신 전력은 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하는 경우의 무선 송신 회로의 최대 송신 전력보다 크다. 무선 충전 장치(220)가 제1 무선 충전 모드에서 충전 대상 기기(230)에 대한 충전 속도는 무선 충전 장치(220)가 제2 무선 충전 모드에서 충전 대상 기기(230)에 대한 충전 속도보다 빠르다. 다시 말해, 제2 무선 충전 모드로 작동하는 무선 충전 장치(220)에 비하면, 제1 무선 충전 모드로 작동하는 무선 충전 장치(220)가 동일한 용량의 충전 대상 기기(230)의 배터리를 완전 충전하는데 소모하는 시간이 더 짧다.
제2 무선 충전 모드는 일반 무선 충전 모드로 지칭할 수 있는바, 예를 들면 기존의 QI 표준, PMA 표준 또는 A4WP 표준에 따르는 무선 충전 모드일 수 있다. 제1 무선 충전 모드는 쾌속 무선 충전 모드일 수 있다. 당해 일반 무선 충전 모드는 무선 충전 장치(220)의 송신 전력(일반적으로 15W보다 작고, 통용되는 송신 전력은 5W 또는 10W임)이 보다 작은 무선 충전 모드일 수 있고, 일반 무선 충전 모드에서 보다 큰 용량의 배터리(예를 들면 3000 밀리암페어시 용량의 배터리)를 완전 충전하려면 일반적으로 몇 시간이 소요되어야 하나, 쾌속 무선 충전 모드에서는, 무선 충전 장치(220)의 송신 전력이 상대적으로 보다 크다(일반적으로 15W보다 크거나 같음). 일반 무선 충전 모드에 비하면, 무선 충전 장치(220)가 쾌속 무선 충전 모드에서 동일한 용량의 배터리를 완전 충전하는데 필요한 충전 시간은 확연히 단축되고 충전 속도는 더 빨라진다.
선택적으로, 일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 양방향 통신을 하여 제1 무선 충전 모드에서의 무선 충전 장치(220)의 송신 전력을 제어한다.
더 나아가, 일부 실시예에서 제1 통신 제어 회로(222)는 제2 통신 제어 회로(235)와 양방향 통신하여 제1 무선 충전 모드에서의 무선 충전 장치(220)의 송신 전력을 제어하는 과정은, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)는 양방향 통신을 하여 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 사이의 무선 충전 모드를 협상하는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 통신 제어 회로(222)는 제2 통신 제어 회로(235)와 핸드셰이킹(handshaking) 통신을 할 수 있는바, 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 무선 충전 장치(220)를 제어하여 제1 무선 충전 모드를 사용하여 충전 대상 기기(230)를 충전하도록 하고, 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 무선 충전 장치(220)를 제어하여 제2 무선 충전 모드를 사용하여 충전 대상 기기(230)를 충전한다.
핸드셰이킹 통신은 통신하는 양측이 서로의 신분에 대한 식별을 가리킬 수 있다. 핸드셰이킹 통신의 성공은 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)가 모두 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식을 지원함을 나타낼 수 있다. 핸드셰이킹 통신의 실패는 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 중의 적어도 일 측은 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식을 지원하지 않음을 나타낼 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 무선 충전 장치(220)는 맹목적으로 제1 무선 충전 모드를 사용하여 충전 대상 기기(230)를 쾌속 무선 충전하는 것이 아니라, 충전 대상 기기(230)와 양방향 통신하여 무선 충전 장치(220)가 제1 무선 충전 모드를 사용하여 충전 대상 기기(230)를 쾌속 무선 충전하는 것이 가능한지 여부를 협상하는바, 이는 충전 과정의 안전성을 향상할 수 있다.
구체적으로, 제1 통신 제어 회로(222)와 제2 통신 제어 회로(235)가 양방향 무선 통신하여 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 사이의 무선 충전 모드를 협상하는 것은, 제1 통신 제어 회로(222)가 제2 통신 제어 회로(235)에 제1 명령어를 전송하는 단계-제1 명령어는 충전 대상 기기(230)에 제1 무선 충전 모드를 턴 온할지 여부를 질의하기 위한 것임 - ; 제1 통신 제어 회로(222)가 제2 통신 제어 회로(235)로부터 전송되는 상기 제1 명령어에 대한 답복 명령어를 수신하는 단계-답복 명령어는 충전 대상 기기(230)가 제1 무선 충전 모드의 턴 온을 동의하는지 여부를 나타내기 위한 것임 - ; 및 충전 대상 기기(230)가 제1 무선 충전 모드의 턴 온을 동의하는 경우, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 충전 장치(220)를 제어하여 제1 무선 충전 모드를 사용하여 충전 대상 기기(230)를 충전하는 단계; 를 포함할 수 있다.
통신 협상에 따르는 방식으로 무선 충전 모드를 결정하는 것 이외에, 제1 통신 제어 회로(222)는 또한 일부 기타 요소에 따라 무선 충전 모드를 선택 또는 변환할 수 있는바, 예를 들면 제1 통신 제어 회로(222)는 또한 배터리(232)의 온도에 따라 무선 충전 장치(220)를 제어하여, 제1 무선 충전 모드 또는 제2 무선 충전 모드를 사용하여 배터리(232)를 충전할 수 있다.
예를 들면, 온도가 미리 설정된 제1 역치(예를 들면 5℃ 또는 10℃)보다 낮은 경우, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 충전 장치(220)를 제어하여 제2 무선 충전 모드를 사용하여 일반 충전을 할 수 있고, 온도가 제1 역치보다 크거나 같을 경우, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 충전 장치(220)를 제어하여 제1 무선 충전 모드를 사용하여 쾌속 충전을 할 수 있다. 더 나아가, 온도가 고온 역치(예를 들면 50℃)보다 높은 경우, 제1 통신 제어 회로(222)는 무선 충전 장치(220)를 제어하여 충전을 정지시킬 수 있다.
설명하여야 할 것은, 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식은 배터리(232)의 충전 단계 중의 하나 또는 복수의 충전 단계를 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식은 주요하게 배터리(232)의 정전류 충전 단계를 제어할 수 있다. 기타 실시예에서, 충전 대상 기기(230)는 변환 회로를 남겨둘 수 있는바, 배터리가 트리클 충전 단계와 정전압 충전 단계에 처하는 경우, 도1에 도시한바와 유사한 기존의 무선 충전 방식을 사용하여 충전할 수 있다. 구체적으로, 배터리(232)가 트리클 충전 단계 및 정전압 충전 단계에 처하는 경우, 충전 대상 기기(230) 내의 변환 회로는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류를 변환하여 이로 하여금 트리클 충전 단계 및 정전압 충전 단계의 충전 수요를 만족하게 할 수 있다. 정전류 충전 단계에 비하면, 배터리(232)가 트리클 충전 단계와 정전압 충전 단계에서 수신하는 충전 전력은 보다 작고, 충전 대상 기기(230) 내부의 변환 회로의 효율 변환 손실 및 열량 누적은 허용 가능한 것이다. 아래 도6에 결부하여 상세히 설명하고자 한다.
도6에 도시한 바와 같이, 충전 대상 기기(230)는 또한 제2 충전 통로(236)를 포함할 수 있다. 제2 충전 통로(236)에는 변환 회로(237)를 설치할 수 있다. 변환 회로(237)는 무선 수신 회로(231)의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 무선 수신 회로(231)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 변환하고 변환된 전압 및/또는 전류에 따라 배터리(232)를 충전할 수 있다. 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 제1 충전 통로(233)와 제2 충전 통로(236) 사이의 변환을 제어할 수도 있다. 예를 들면, 도6에 도시한 바와 같이, 제1 충전 통로(233)에는 스위치(238)를 설치할 수 있고, 제2 통신 제어 회로(235)는 당해 스위치(238)의 도통과 오프 구간에 대한 제어를 통하여, 제1 충전 통로(233)와 제2 충전 통로(236) 사이의 변환을 제어할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 배터리(232)가 트리클 충전 단계 및/또는 정전압 충전 단계에 처하는 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제2 충전 통로(236)를 사용하여 배터리(232)를 충전하도록 제어할 수 있고, 배터리의 정전압 정전류 과정은 변환 회로(237)(예를 들면 충전IC)에 의하여 제어할 수 있다. 배터리(232)가 정전류 충전 단계에 처하는 경우, 제1 충전 통로(233)를 사용하여 배터리(232)를 충전하도록 제어할 수 있고, 배터리의 정전류 제어는 무선 충전 장치에 따라 송신 전력의 조정을 구현할 수 있다. 변환 회로(237)를 남겨둠으로써 기존의 무선 충전 방식과 더 잘 호환될 수 있다.
일 실시예에서, 충전 대상 기기는 상기 제1 충전 통로에 설치되는 강압 회로를 더 포함한다. 당해 강압 회로는 무선 수신 회로의 출력 전압을 수신하고 무선 수신 회로의 출력 전압에 대하여 강압 처리를 진행하여 배터리를 충전하기 위한 것이다. 본 개시의 실시예에서, 강압 회로의 구현 형식은 여러 가지일 수 있다. 일 실시예로, 강압 회로는 Buck 회로일 수 있다. 다른 실시예로, 강압 회로는 전하 펌프(charge pump)일 수 있다. 전하 펌프는 복수의 스위칭 소자로 구성되는바, 전류가 스위칭 소자를 흘러지날 때 생성되는 열량은 아주 작아서 전류가 직접 도선을 지날 경우와 거의 맞먹으므로, 전하 펌프를 강압 회로로 적용하면 강압 효과를 발휘할 수 있을 뿐만아니라 발열이 낮다. 일 실시예로, 강압 회로는 또한 절반 전압 회로일 수 있다. 절반 전압 회로의 출력 전압과 입력 전압의 비례 값은 고정적이므로 강압 회로의 전압 차가 안정되고 강압 회로의 발열이 저감된다.
본 개시의 실시예에서, 제1 충전 통로의 출력 전압 값 및/또는 출력 전류는 무선 수신 회로와 강압 회로 사이의 전압 및/또는 전류를 가리킬 수 있는바, 즉 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 전류를 가리킬 수 있다. 또는, 제1 충전 통로의 출력 전압 값 및/또는 출력 전류는 강압 회로와 배터리 사이 전압 값 및/또는 전류 값을 가리킬 수도 있는바, 즉 강압 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류, 혹은, 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 가리킬 수도 있다. 또한, 만약 제1 충전 통로에 강압 회로가 설치되지 않았다면 제1 충전 통로의 출력 전압 값 및/또는 출력 전류는 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 전류, 혹은, 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 가리킬 수 있다.
관련 기술에 비하면, 본 출원의 실시예에서 무선 충전 장치와 충전 대상 기기 사이의 상술한 무선 통신 방식은, 충전을 위한 송신 코일과 수신 코일이 통신의 임무를 맡을 필요가 없으므로, 코일 통신에서 출력 전압에 리플이 있는 문제를 제거할 수 있다. 무선 수신 코일로부터 출력되는 전압 리플에 있어서, 이러한 리플에 대하여 처리하지 않으면 충전 안전 문제가 초래될 수 있다. 본 출원의 실시예에 따르면, 전압 리플을 제거 가능하므로, 리플을 처리하기 위한 회로를 생략하고 충전 대상 기기의 충전 회로의 복잡성을 저감하고 충전 효율을 향상하고 회로 설치 공간을 절약할 수 있다. 제1 충전 통로를 통하여 배터리를 충전하는 경우, 제1 충전 통로에는 강압 회로만을 설치할 수 있다. 충전 대상 기기가 무선 충전 장치에 배터리로 진입되는 전압, 전류 또는 전력 등 정보를 실시간으로 피드백하므로, 무선 충전 장치는 송신 전력을 실시간으로 조정할 수 있고, 또한 전압 리플의 영향이 제거되므로, 강압 회로는 절반 전압 회로를 사용하여 회로의 복잡도를 더 저감할 수 있고, 온도 상승을 제어하는데 유리하고, 충전 효율을 향상한다.
설명하여야 할 것은, 제1 충전 통로(233)와 제2 충전 통로(236)의 선택 방식은 여러 가지가 있을 수 있는바, 배터리(232)가 현재 처하는 충전 단계에 따라 선택하는 것에 한정되지 않는다.
선택적으로, 일부 실시예에서 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 무선 통신으로 제1 통신 제어 회로(222)와 핸드셰이킹 통신을 할 수 있는바, 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우, 제1 충전 통로(233)를 작동하도록 제어하고, 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우, 제2 충전 통로(236)를 작동하도록 제어한다.
핸드셰이킹 통신은 통신하는 양측이 서로의 신분에 대한 식별을 가리킬 수 있다. 핸드셰이킹 통신의 성공은 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230)가 모두 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식을 지원함을 나타낼 수 있다. 핸드셰이킹 통신의 실패는 무선 충전 장치(220)와 충전 대상 기기(230) 중의 적어도 일 측은 본 출원의 실시예가 제공하는, 송신 전력이 조절 가능한 무선 충전 방식을 지원하지 않음을 나타낼 수 있다. 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우, 제2 충전 통로(236)를 통하여, 기존의 무선 충전 방식을 사용하여 충전할 수 있는바, 예를 들면 QI 표준에 따르는 무선 충전 방식일 수 있다.
선택적으로, 다른 일부 실시예에서, 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 배터리(232)의 온도에 따라 제1 충전 통로(233)와 제2 충전 통로(236) 사이의 변환을 제어할 수 있다.
예를 들면, 온도가 미리 설정된 제1 역치(예를 들면 5℃ 또는 10℃)보다 낮은 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제2 충전 통로(236)를 사용하여 일반적인 무선 충전하도록 제어을 할 수 있고, 온도가 제1 역치보다 크거나 같을 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 제1 충전 통로(233)를 사용하여 쾌속의 무선 충전하도록 제어을 할 수 있다. 더 나아가, 온도가 고온 역치(예를 들면 50℃)보다 높은 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 무선 충전을 제어하여 정지시킬 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 무선 수신 회로(231)의 출력 전류는 맥동 직류 전기일 수 있고, 이는 배터리(232)의 리튬 석출 현상을 저감하고 배터리의 사용 수명을 향상할 수 있다. 무선 수신 회로(231)가 출력하는 것이 맥동 직류 전기일 경우, 제2 통신 제어 회로(235)는 검출 회로(234)를 통하여 맥동 직류 전기의 피크 값 또는 평균 값을 검출하고 맥동 직류 전기의 피크 값 또는 평균 값에 따라 후속의 통신 또는 제어를 진행할 수 있다.
검출 회로(234)가 맥동 직류 전기의 피크 값을 검출하는 것을 예로 들면, 도7에 도시한 바와 같이, 검출 회로(234)는 샘플링 유지 회로(2341)를 포함할 수 있는바, 샘플링 유지 회로(2341)가 샘플링 상태에 처하는 경우, 샘플링 유지 회로(2341)는 맥동 직류 전기를 샘플링하기 위한 것이고, 샘플링 유지 회로(2341)가 유지 상태에 처하는 경우, 샘플링 유지 회로(2341)는 맥동 직류 전기의 전류의 피크 값을 유지하기 위한 것이다. 제2 통신 제어 회로(235)는 또한 샘플링 유지 회로(2341)가 유지 상태에 처하는지 여부를 판단하기 위한 것인바, 샘플링 유지 회로(2341)가 유지 상태에 처한다고 판단되는 경우, 샘플링 유지 회로(2341)가 유지하는 맥동 직류 전기의 전류의 피크 값을 수집한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 샘플링 유지 회로(2341)는 커패시터를 포함할 수 있고, 샘플링 유지 회로(2341)는 샘플링 유지 회로(2341)의 커패시터에 따라 맥동 직류 전기의 전류의 피크 값을 유지할 수 있고, 검출 회로(234)는 방전 회로(2342)를 더 포함할 수 있고, 제2 통신 제어 회로(235)는 방전 회로(2342)를 통하여 샘플링 유지 회로(2341)의 커패시터 양단의 전하를 방출함으로써 샘플링 유지 회로(2341)를 유지 상태로부터 샘플링 상태로 변환시킬 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 무선 충전 장치(220)는 외부 인터페이스와 무선 데이터 전송 회로를 더 포함할 수 있는바, 당해 외부 인터페이스는 데이터 처리 및 전송 기능을 구비하는 전자 기기와 연결될 수 있고, 당해 외부 인터페이스는 상술한 충전 인터페이스일 수도 있고, 기타 인터페이스일 수도 있으며; 제1 통신 제어 유닛(222)은 또한 상기 외부 인터페이스와 데이터 처리 및 전송 기능을 구비하는 전자 기기와 연결되는 과정에서, 상기 전자 기기의 출력 전력에 따라 충전 대상 기기(230)를 무선 충전할 수 있고; 무선 데이터 전송 회로는 상기 무선 충전 제어 유닛이 상기 전자 기기의 출력 전력에 따라 상기 충전 대상 기기(230)에 대하여 무선 충전하는 과정에서, 무선 링크를 통하여 상기 전자 기기에 저장된 데이터를 상기 충전 대상 기기(230)에 전송하거나 무선 링크를 통하여 상기 충전 대상 기기에 저장된 데이터를 상기 전자 기기(230)에 전송할 수 있다. 상기 무선 데이터 전송 회로는 이하 USB 프로토콜 격식의 데이터, 표시 인터페이스(display port, DP) 프로토콜 격식의 데이터, 모바일 고화질 링크(mobile high-definition link MHL) 프로토콜 격식의 데이터 중 적어도 한가지를 전송하기 위한 것이다.
아래 구체 예를 결부하여 본 출원의 실시예를 더 상세히 설명하고자 한다. 도8은 무선 충전 장치가 무선 충전 베이스이고 전원 공급 기기가 어댑터이고 충전 대상 기기가 핸드폰인 경우를 예로 들어 설명한 것이다. 도8의 예는 단지 본 출원의 실시예에 대한 당업자의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 출원의 실시예를 예시되는 구체 수치 또는 구체 시나리오에 한정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 당업자라면 주어지는 도8의 예에 따라 여러 가지 등가의 수정 또는 변환이 가능함이 분명한바, 이러한 수정 또는 변환 또한 본 출원의 실시예의 범위에 포함되는 것이다.
단계1: 핸드폰과 무선 충전 베이스가 무선 통신한다.
구체적으로, 핸드폰과 무선 충전 베이스가 양방향 통신하는 통신 프로토콜은 공장에서 자체 정의가 가능하다. 또한, 핸드폰과 무선 충전 베이스는 블루투스, WiFi, 후방 산란 변조 방식을 통하여 통신할 수 있다.
단계2: 무선 충전 베이스와 어댑터가 유선 양방향 통신을 진행한다.
구체적으로, 무선 충전 베이스와 어댑터가 양방향 통신하는 통신 프로토콜은 공장에서 자체 정의가 가능하다. 또한, 무선 충전 베이스와 어댑터는 USB 케이블을 통하여 통신할 수 있다(예를 들면 USB 케이블의 D+를 통하여 D-데이터 케이블과 통신함).
단계3: 무선 충전 베이스는 어댑터에 연결되어 어댑터와 통신 핸드셰이킹한다.
구체적으로, 무선 충전 베이스는 어댑터에 연결된 후, 어댑터와 통신 핸드셰이킹하여 어댑터의 유형과 어댑터가 공급 가능한 전력 등급을 결정할 수 있다.
단계4: 무선 충전 베이스는 핸드폰에 연결되어 핸드폰과 통신 핸드셰이킹한다.
구체적으로, 무선 충전 베이스는 핸드폰에 연결된 후, 핸드폰과 통신 핸드셰이킹하여 핸드폰의 유형을 결정할 수 있고 핸드폰이 지원 가능한 전력 등급을 결정할 수 있다.
단계5: 무선 충전 베이스와 핸드폰 및 어댑터의 핸드셰이킹이 성공한 후, 무선 충전이 시작된다.
핸드폰 내부의 무선 수신 회로는 배터리를 직충할 수 있다. 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 따라 무선 수신 회로의 출력 전류 또는 출력 전압에 대한 조정을 실시하기 위하여, 핸드폰 내부의 통신 제어 회로는 무선 충전의 과정에서 무선 충전 베이스와 통신을 유지하면서 무선 충전 베이스에 무선 송신 회로의 송신 전력을 실시간으로 조정하도록 지시할 수 있다. 예를 들면, 핸드폰 내부의 통신 제어 회로는 배터리의 현재 상태를 실시간으로 획득하고 배터리의 현재 상태에 따라 무선 충전 장치에 조정 정보를 전송할 수 있는바, 당해 조정 정보는 어댑터의 출력 전압 또는 출력 전류를 조정하기 위한 것이다. 무선 충전 장치는 당해 조정 정보를 수신한 후, 어댑터와 양방향 통신함으로써 어댑터에 그 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시할 수 있다.
설명하여야 할 것은, 만약 무선 충전 베이스와 핸드폰 및 어댑터 중 어느 일 측이 핸드셰이킹에 성공하지 못하였다면, 무선 충전 베이스는 기존의 무선 충전 방식을 사용하여 충전할 수 있다. 예를 들면, 무선 충전 베이스는 QI 표준에 따라 5W의 전력(5W는 QI 표준에서 저전력 등급에 대응됨)을 사용하여 충전 대상 기기를 무선 충전할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 무선 송신 회로는 인버터 회로와 공진 회로를 포함한다. 인버터 회로는 복수의 다이오드 스위치/트랜지스터 스위치를 포함할 수 있는바, 다이오드 스위치/트랜지스터 스위치의 도통 시간(듀티 비)을 제어함으로써 출력 전력의 크기를 조절할 수 있다. 공진 회로는 전기 에너지를 전송하기 위한 것으로, 예를 들면, 공진 회로는 커패시터와 송신 코일을 포함할 수 있다. 공진 회로의 공진 주파수를 조정함으로써 무선 송신 회로의 출력 전력의 크기를 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 무선 충전 장치는 전압 변환 회로를 더 포함한다. 전압 변환 회로는 전원 공급 기기로부터 공급되는 입력 전압을 수신하고 상기 입력 전압을 변환하여 상기 전압 변환 회로의 출력 전압과 출력 전류를 획득하기 위한 것이다. 무선 송신 회로는 전압 변환 회로의 출력 전압과 출력 전류에 따라 전자기 신호를 송신하기 위한 것이다. 예를 들면, 전압 변환 회로는 Boost 승압 회로 또는 Buck 회로일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 통신 제어 회로는 전압 변환 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정함으로써 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 제1 통신 제어 회로는 인버터 회로의 듀티 비 및/또는 공진 회로의 공진 주파수를 조정함으로써 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한 것이다. 본 개시의 일 실시예에서, 충전 대상 기기의 배터리는 하나의 셀 또는 복수의 셀을 포함할 수 있다. 배터리가 복수의 셀을 포함하는 경우, 당해 복수의 셀은 직렬 관계이다. 이에 따라, 배터리가 수용 가능한 충전 전압은 복수의 셀이 수용 가능한 충전 전압의 합이고, 배터리 충전 속도가 향상되고 충전 발열이 감소될 수 있다.
충전 대상 기기가 핸드폰인 경우를 예로 들면, 충전 대상 기기의 배터리가 하나의 셀을 포함하는 경우, 내부의 하나의 셀의 전압은 일반적으로 3.0V-4.35V 사이이다. 하지만 충전 대상 기기의 배터리가 두 개의 직렬되는 셀을 포함하는 경우, 직렬되는 두 개의 셀의 총 전압은 6.0V-8.7V이다. 이에 따라, 하나의 셀에 비하면, 복수의 셀의 직렬을 사용하는 경우에 무선 수신 회로의 출력 전압이 향상될 수 있다. 하나의 셀에 비하면, 동등한 충전 속도에 도달하는데 있어서, 복수의 셀이 필요하는 충전 전류는 하나의 셀이 필요하는 충전 전류의 약 1/N(N은 충전 대상 기기 내에 직렬되는 셀의 수임)이다. 다시 말해, 동일한 충전 속도(충전 전력이 동일함)를 보장하는 전제하에 복수의 셀 방안을 사용하면 충전 전류의 크기를 저감하여 충전 대상 기기가 충전 과정에서의 발열량을 감소할 수 있다. 다른 측면으로, 하나의 셀 방안에 비하면, 충전 전류가 동일하게 유지되는 경우, 복수 셀 직렬 방안을 사용하면 충전 전압을 향상하여 배터리 충전 속도를 향상할 수 있다.
상기에서는 도2 내지 도8을 결부하여 본 출원의 장치의 실시예를 상세히 설명하였고, 아래 도9 내지 도11을 결부하여 본 출원의 방법의 실시예를 상세히 설명하고자 하는바, 방법 실시예는 장치 실시예와 상호 대응되므로 상세히 설명되지 않은 부분은 상기의 각 장치의 실시예를 참조할 수 있다.
따라서, 본 출원의 실시예는 또한 무선 충전 장치에 응용되는 무선 충전 방법을 제공하는바, 당해 방법은
충전 대상 기기의 무선 충전 과정에서 충전 대상 기기와 무선 통신하는 단계를 포함하고,
무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
본 출원의 실시예는 또한 충전 대상 기기에 응용되는 무선 충전 방법을 제공하는바, 당해 방법은
배터리에 대한 무선 충전 과정에서, 무선 충전 장치와 무선 통신하는 단계를 포함한다. 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
도9는 본 출원의 일 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다. 도9의 방법은 무선 충전 시스템(상기의 무선 충전 시스템(200))에 의하여 실행될 수 있다. 상기 무선 충전 시스템은 무선 충전 장치와 충전 대상 기기를 포함하고,
상기 무선 충전 장치는,
무선 송신 회로를 포함하는 바, 이는 전자기 신호를 송신하여 상기 충전 대상 기기를 무선 충전하기 위한 것이고;
상기 충전 대상 기기는,
배터리;
상기 전자기 신호를 수신하고 상기 전자기 신호를 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류로 변환하기 위한 무선 수신 회로;
상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한 제1 충전 통로; 및
상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 검출하기 위한 검출 회로; 를 포함하고,
도9의 방법은
단계910: 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여, 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키도록 하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 충전 인터페이스를 더 포함하고; 상기 무선 송신 회로는 또한 상기 충전 인터페이스를 통하여 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고, 상기 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 전자기 신호를 생성하기 위한 것이다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 무선 충전 장치가 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치가 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하는 단계는, 상기 무선 충전 장치가 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력을 협상하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계는, 상기 무선 송신 회로가 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력에 따라 상기 충전 대상 기기를 무선 충전하는 과정에서, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로가 상기 최대 출력 전력으로부터 추출하는 전력량을 조정하여 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계는, 상기 무선 충전 장치가 상기 전원 공급 기기와 통신함으로써, 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하는 단계는, 상기 충전 대상 기기가 상기 무선 충전 장치에 조정 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 조정 정보는 상기 무선 충전 장치에 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시하기 위한 것일 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계는 트리클 충전 단계, 정전압 충전 단계, 정전류 충전 단계 중의 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하는 단계는, 상기 배터리의 정전압 충전 단계에서, 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전압을 상기 정전압 충전 단계에 대응되는 충전 전압에 매칭시키도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하는 단계는, 상기 배터리의 정전류 충전 단계에서, 상기 충전 대상 기기는 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 상기 정전류 충전 단계에 대응되는 충전 전류에 매칭시키도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 충전 대상 기기가 상기 무선 충전 장치에 배터리 상태 정보를 전송함으로써 상기 무선 충전 장치가 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하는 단계를 포함하고, 상기 배터리 상태 정보는 상기 충전 대상 기기의 배터리의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치와 상기 충전 대상 기기 사이의 통신 정보는, 상기 배터리의 온도 정보; 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보; 과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보; 및 상기 무선 송신 회로와 상기 무선 수신 회로 사이의 전력 전송 효율을 나타내기 위한 전력 전송 효율 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 통신 정보는 상기 전력 전송 효율 정보를 포함하고, 도9의 방법은, 상기 무선 충전 장치가 상기 전력 전송 효율 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력의 조정 범위를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기는 제2 충전 통로를 더 포함하고, 상기 제2 충전 통로에는 변환 회로가 설치되고, 상기 변환 회로는 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 변환하며, 변환된 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한 것이다. 도9의 방법은, 상기 충전 대상 기기가 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 충전 대상 기기가 상기 무선 충전 장치와 핸드셰이킹 통신하여 상기 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 상기 제1 충전 통로를 작동하도록 제어하고, 상기 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 상기 제2 충전 통로를 작동하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 충전 대상 기기가 상기 배터리의 온도에 따라 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 제1 무선 충전 모드와 제2 무선 충전 모드를 지원하고, 상기 무선 충전 장치가 상기 제1 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도는, 상기 무선 충전 장치가 상기 제2 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도보다 빠르다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 무선 충전 장치는 상기 충전 대상 기기와 통신하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 무선 충전하도록 협상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 상기 충전 대상 기기와 통신하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 무선 충전하도록 협상하는 단계는, 상기 무선 충전 장치가 상기 충전 대상 기기와 핸드셰이킹 통신하여 상기 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제1 무선 충전 모드를 사용하여 상기 충전 대상 기기를 충전하고, 상기 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 상기 충전 대상 기기를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도9의 방법은, 상기 무선 충전 장치가 상기 배터리의 온도에 따라 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 제2 무선 충전 모드를 사용하여 상기 배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도10은 본 출원의 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다. 도10의 방법은 무선 충전 장치(상기의 무선 충전 장치(220))에 의하여 실행될 수 있다. 상기 무선 충전 장치는 전자기 신호를 송신하여 충전 대상 기기를 무선 충전하기 위한 무선 송신 회로를 포함한다.
도10의 방법은
단계1010: 상기 무선 충전의 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여, 상기 충전 대상 기기의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 충전 대상 기기의 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계를 포함한다.
상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 충전 인터페이스를 더 포함하고; 상기 무선 송신 회로는 또한 상기 충전 인터페이스를 통하여 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 상기 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 전자기 신호를 생성하기 위한 것이다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도10의 방법은 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하는 단계는, 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력을 협상하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계는, 상기 무선 송신 회로가 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력에 따라 상기 충전 대상 기기를 무선 충전하는 과정에서, 상기 무선 송신 회로가 상기 최대 출력 전력으로부터 추출하는 전력량을 조정하여 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것은, 상기 전원 공급 기기와 통신함으로써 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전의 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계는, 상기 충전 대상 기기로부터 전송되는 조정 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 조정 정보는 상기 무선 충전 장치에 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시하기 위한 것이다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계는 트리클 충전 단계, 정전압 충전 단계, 정전류 충전 단계 중의 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 무선 충전의 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여 상기 충전 대상 기기의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계는, 상기 배터리의 정전압 충전 단계에서, 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여, 상기 무선 수신 회로의 출력 전압을 상기 정전압 충전 단계에 대응되는 충전 전압에 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 무선 충전의 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여 상기 충전 대상 기기의 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계는, 상기 배터리의 정전류 충전 단계에서, 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 상기 정전류 충전 단계에 대응되는 충전 전류에 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도10의 방법은, 상기 충전 대상 기기로부터 전송되는 배터리 상태 정보를 수신하여 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 배터리 상태 정보는 상기 배터리의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치와 상기 충전 대상 기기 사이의 통신 정보는, 상기 배터리의 온도 정보; 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보; 과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보; 및 상기 무선 송신 회로와 상기 무선 수신 회로 사이의 전력 전송 효율을 나타내기 위한 전력 전송 효율 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 통신 정보는 상기 전력 전송 효율 정보를 포함하고, 도10의 방법은, 상기 전력 전송 효율 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력의 조정 범위를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 제1 무선 충전 모드와 제2 무선 충전 모드를 지원하고, 상기 무선 충전 장치가 상기 제1 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도는 상기 무선 충전 장치가 상기 제2 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도보다 빠르다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도10의 방법은, 상기 충전 대상 기기와 통신하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 무선 충전하도록 협상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 충전 대상 기기와 통신하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 무선 충전하도록 협상하는 단계는, 상기 충전 대상 기기와 핸드셰이킹 통신하여 상기 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제1 무선 충전 모드를 사용하여 상기 충전 대상 기기를 충전하고, 상기 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 상기 충전 대상 기기를 충전하는 단계를 포함할 수 있다
선택적으로, 일부 실시예에서 도10의 방법은 상기 배터리의 온도에 따라 상기 무선 충전 장치를 제어하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 제2 무선 충전 모드를 사용하여 상기 충전 대상 기기를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도11은 본 출원의 또 다른 실시예가 제공하는 무선 충전 방법의 개략적 흐름도이다. 도11의 방법은 충전 대상 기기(상기의 충전 대상 기기(230))에 의하여 실행될 수 있다. 상기 충전 대상 기기는, 배터리; 무선 충전 장치로부터 송신되는 전자기 신호를 수신하고 상기 전자기 신호를 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류로 변환하기 위한 무선 수신 회로; 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한 제1 충전 통로; 및 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 검출하기 위한 검출 회로; 를 포함한다.
도11의 방법은,
단계1110: 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계를 포함한다.
상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하는 단계는,
상기 무선 충전 장치에 조정 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 조정 정보는 상기 무선 충전 장치에 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시하기 위한 것이다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계는 트리클 충전 단계, 정전압 충전 단계, 정전류 충전 단계 중의 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계는, 상기 배터리의 정전압 충전 단계에서, 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전압을 상기 정전압 충전 단계에 대응되는 충전 전압에 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 상기 배터리가 현재 처하는 충전 단계에 매칭시키는 단계는, 상기 배터리의 정전류 충전 단계에서, 상기 검출 회로에 의해 검출된 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 따라 상기 무선 충전 장치와 무선 통신함으로써 상기 무선 충전 장치의 송신 전력을 조정하여 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 상기 정전류 충전 단계에 대응되는 충전 전류에 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도11의 방법은, 상기 무선 충전 장치에 배터리 상태 정보를 전송함으로써 상기 무선 충전 장치가 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 배터리 상태 정보는 상기 충전 대상 기기의 배터리의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기와 상기 무선 충전 장치 사이의 통신 정보는, 상기 배터리의 온도 정보; 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보; 과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보; 및 상기 무선 충전 장치와 상기 무선 수신 회로 사이의 전력 전송 효율을 나타내기 위한 전력 전송 효율 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 충전 대상 기기는 제2 충전 통로를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 충전 통로에는 변환 회로가 설치되고, 상기 변환 회로는 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전류를 변환하며, 변환된 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한 것이다. 도11의 방법은, 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도11의 방법은, 상기 무선 충전 장치와 핸드셰이킹 통신을 하여 상기 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 상기 제1 충전 통로를 작동하도록 제어하고, 상기 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 상기 제2 충전 통로를 작동하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 도11의 방법은, 상기 배터리의 온도에 따라 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서 상기 무선 충전 장치는 제1 무선 충전 모드와 제2 무선 충전 모드를 지원하고, 상기 무선 충전 장치가 상기 제1 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도는, 상기 무선 충전 장치가 상기 제2 무선 충전 모드에서 상기 충전 대상 기기에 대한 충전 속도보다 빠르다. 도11의 방법은, 상기 무선 충전 장치와 통신하여 상기 제1 무선 충전 모드 또는 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하여 무선 충전하도록 협상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 실시예에서, 전부 또는 일부가 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 기타 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어를 사용하여 구현하는 경우, 전부 또는 일부를 컴퓨터 프로그램 제품의 형식으로 구현할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 하나 또는 복수의 컴퓨터 명령어를 포함한다. 컴퓨터에서 상기 컴퓨터 프로그램 명령어를 로딩 및 실행하는 경우, 전부 또는 일부에 본 출원의 실시예에 의한 흐름 또는 기능이 발생한다. 상기 컴퓨터는 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 또는 기타 프로그램 가능 장치일 수 있다. 상기 컴퓨터 명령어는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장되거나 하나의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로부터 다른 한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에로 전송될 수 있는바, 예를 들면, 상기 컴퓨터 명령어는 하나의 웹사이트, 컴퓨터, 서버 또는 데이터 센터로부터 유선(예를 들면 동축 케이블, 광섬유, 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL)) 또는 무선(예를 들면 적외선, 무선, 마이크로웨이브 등) 방식을 통하여 다른 한 웹사이트, 컴퓨터, 서버 또는 데이터 센터에로 전송될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 컴퓨터 액세스가 가능한 임의의 사용 가능 매체 또는 하나 또는 복수의 사용 가능 매체를 포함하여 집적되는 서버, 데이터 센터 등 데이터 저장 기기일 수 있다. 상기 사용 가능 매체는 자기 매체(예를 들면, 플로피 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프), 광매체(예를 들면 디지털 비디오 디스크(digital video disc, DVD)), 또는 반도체 매체(예를 들면 솔리드 스테이트 디스크(solid state disk, SSD)) 등일 수 있다.
통상의 기술자라면, 본원에서 개시하는 실시예에 결부하여 설명되는 각 예시의 유닛 및 알고리즘 단계는, 전자 하드웨어, 또는 컴퓨터 소프트웨어와 전자 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알게 될 것이다. 이러한 기능이 하드웨어 방식으로 실행될지 아니면 소프트웨어 방식으로 실행될지는, 기술 방안의 특정적인 응용 및 설계의 구속 조건에 의하여 결정된다. 당업자라면 매개 특정적인 응용에 대하여 부동한 방법을 사용하여 설명되는 기능을 구현할 수 있는 것으로, 이러한 구현은 본 출원의 범위를 초과하는 것으로 간주되어서는 안된다.
본 출원이 제공하는 몇 실시예에서, 보여드리는 시스템, 장치 및 방법은 기타 방식을 통하여 구현될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들면, 상기에서 설명되는 장치의 실시예는 예시적인 것으로, 예를 들면, 상기 유닛의 구획은 단지 논리 기능의 구획일 뿐, 실제 구현에서는 별도의 구획 방식이 있을 수 있는바, 예를 들면 복수의 유닛 또는 구성 요소는 다른 시스템에 결합 또는 집적될 수 있고, 또는 일부 특징이 생략되거나 실행되지 않을 수 있다. 다른 한 포인트로, 표시되거나 논의되는 서로간의 커플링 도는 직접 커플링 또는 통신 연결은 일부 인터페이스, 장치 또는 유닛에 의한 간접 커플링 또는 통신 연결일 수 있고, 전기적, 기계 또는 기타의 형식일 수 있다.
상기의 분리 부품으로 설명되는 유닛은 물리적으로 분리된 것일 수도 아닐 수도 있고, 유닛으로 표시되는 부품은 물리 유닛일 수도 아닐 수도 있는 것으로, 즉 한 곳에 위치할 수도 있고, 또는 복수의 네트워크 유닛에 분포될 수도 있다. 실제 수요에 따라 이 중에서 일부 또는 전부의 유닛을 선택하여 본 실시예의 방안의 목적을 구현할 수 있다.
이 외에, 본 출원의 각 실시예에서 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 집적될 수도 있고, 각 유닛이 단독적으로 물리적으로 존재할 수도 있고, 두 개 또는 두 개 이상의 유닛이 하나의 유닛에 집적될 수도 있다.
상기에서 설명한 바는 단지 본 출원의 구체 구현 방식으로, 본 출원의 보호 범위는 이에 국한되지 않고, 임의의 본 기술 분야에 익숙한 기술자라면, 본 출원이 보여주는 기술 범위 내에서 쉽게 생각할 수 있는 변화 또는 치환은 모두 본 출원의 보호 범위 내에 포함되어햐 한다. 그러므로, 본 출원의 보호 범위는 특허 청구 범위의 보호 범위를 기준으로 하여야 한다.

Claims (41)

  1. 무선 충전 장치에 있어서,
    충전 대상 기기에 대한 무선 충전 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신하기 위한 통신 제어 회로를 포함하고;
    상기 통신 제어 회로는 상기 충전 대상 기기와 상기 무선 통신을 하기 위한 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈은 내부에 EHF 안테나가 실장된 IC칩을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 높은 반송파 주파수는 60GHz인,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광통신 모듈은 적외선 통신 모듈을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는, 또한 검출된 각 무선 통신 방식의 신호 강도에 따라 상기 무선 통신에 사용되는 무선 통신 방식을 결정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는,
    상기 충전 대상 기기에 대한 무선 충전 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신하여, 상기 충전 대상 기기의 배터리의 전압 및/또는 전류를 획득하고;
    상기 배터리의 전압 및/또는 전류에 따라 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치는 전압 변환 회로를 더 포함하고,
    상기 전압 변환 회로는, 전원 공급 기기로부터 공급되는 입력 전압을 수신하고 상기 입력 전압을 변환하여, 상기 전압 변환 회로의 출력 전압과 출력 전류를 획득하기 위한 것이고,
    상기 무선 송신 회로는 상기 전압 변환 회로의 출력 전압과 출력 전류에 따라 전자기 신호를 송신하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 상기 전압 변환 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여, 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  9. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 송신 회로는 인버터 회로와 공진 회로를 포함하고,
    상기 통신 제어 회로는 상기 인버터 회로의 듀티 비를 조정하고 및/또는 상기 공진 회로의 공진 주파수를 조정함으로써, 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치는 충전 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 무선 송신 회로는 또한 상기 충전 인터페이스를 통하여 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고, 상기 전원 공급 기기의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 전자기 신호를 생성하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한, 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로가 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 출력 전력을 협상하는 것은,
    상기 통신 제어 회로가 상기 전원 공급 기기와 통신하여 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력을 협상하는 것을 포함하고,
    상기 통신 제어 회로가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것은,
    상기 무선 송신 회로가 상기 전원 공급 기기의 최대 출력 전력에 따라 상기 충전 대상 기기를 무선 충전하는 과정에서, 상기 통신 제어 회로가 상기 무선 송신 회로가 상기 최대 출력 전력으로부터 추출하는 전력량을 조정함으로써, 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로가 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것은,
    상기 통신 제어 회로가 상기 전원 공급 기기와 통신함으로써, 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하여 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로가 상기 무선 충전의 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하는 것은,
    상기 통신 제어 회로가 상기 충전 대상 기기로부터 전송되는 조정 정보를 수신하는 것을 포함하고, 상기 조정 정보는 상기 통신 제어 회로에 상기 전원 공급 기기의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정하도록 지시하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 인터페이스는 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스 또는 라이트닝(lightning) 인터페이스인,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 충전 인터페이스는 USB 인터페이스이고, 상기 통신 제어 회로와 상기 전원 공급 기기는 상기 USB 인터페이스 내의 데이터 케이블에 따라 통신하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 충전 인터페이스는 전력 전송PD 통신 프로토콜을 지원하는 USB 인터페이스이고, 상기 통신 제어 회로와 상기 전원 공급 기기는 상기 PD 통신 프로토콜에 따라 통신하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 무선 송신 회로는 또한 외부로부터 입력되는 교류 전기를 수신하고, 상기 교류 전기에 따라 상기 전자기 신호를 생성하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 충전 대상 기기와 무선 통신함으로써, 상기 충전 대상 기기로부터 전송되는 배터리 상태 정보를 수신하고 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하기 위한 것이고, 상기 배터리 상태 정보는 상기 배터리의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로와 상기 충전 대상 기기 사이의 무선 통신 정보는,
    상기 배터리의 온도 정보;
    상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보;
    과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보; 및
    상기 무선 송신 회로와 상기 무선 수신 회로 사이의 전력 전송 효율을 나타내기 위한 전력 전송 효율 정보 중 적어도 하나를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 통신 정보는 상기 전력 전송 효율 정보를 포함하고, 상기 통신 제어 회로는 또한 상기 전력 전송 효율 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력의 조정 범위를 결정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 충전 대상 기기와 무선 통신하여 충전 모드를 결정하기 위한 것이고, 상기 충전 모드는 제1 무선 충전 모드와 제2 무선 충전 모드를 포함하고, 상기 제1 무선 충전 모드를 사용하는 경우의 무선 송신 회로의 최대 송신 전력은, 상기 제2 무선 충전 모드를 사용하는 경우의 무선 송신 회로의 최대 송신 전력보다 큰,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 충전 장치는 무선 충전 베이스인,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 장치.
  24. 충전 대상 기기에 있어서,
    배터리; 및
    상기 배터리에 대한 무선 충전 과정에서, 무선 충전 장치와 무선 통신하기 위한 통신 제어 회로; 를 포함하고,
    상기 통신 제어 회로는 상기 무선 충전 장치와 상기 무선 통신을 하기 위한 블루투스 모듈, Wi-Fi 모듈, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈, 광통신 모듈, 초음파 통신 모듈, 초광대역 통신 모듈 및 이동 통신 모듈 중의 하나 또는 복수를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신 모듈은 내부에 EHF 안테나가 실장된 IC칩을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 높은 반송파 주파수는 60GHz인,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 광통신 모듈은 적외선 통신 모듈을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는, 또한 검출된 각 무선 통신 방식의 신호 강도에 따라 상기 무선 통신에 사용되는 무선 통신 방식을 결정하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는,
    무선 충전 과정에서 상기 배터리에로 진입하는 전압 및/또는 전류를 검출하기 위한 검출 회로; 를 더 포함하고,
    상기 통신 제어 회로는 상기 검출 회로에 의해 검출된 전압 및/또는 전류에 따라 무선 충전 장치와 상기 무선 통신함으로써, 상기 무선 충전 장치가 송신 전력을 조정하여 상기 배터리로 진입되는 전압 및/또는 전류를 조정하도록 하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  30. 제24항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는 무선 수신 회로와 제1 충전 통로를 포함하고,
    상기 무선 수신 회로는 무선 충전 장치로부터 송신되는 전자기 신호를 수신하고, 상기 전자기 신호를 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류로 변환하기 위한 것이고,
    상기 제1 충전 통로는 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고, 상기 제1 충전 통로의 출력 전압과 출력 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는 상기 제1 충전 통로에 설치되는 강압 회로를 더 포함하고,
    상기 강압 회로는 상기 무선 수신 회로의 출력 전압을 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전압을 강압 처리하여 상기 배터리를 충전하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 강압 회로는 Buck 회로 또는 전하 펌프인,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  33. 제24항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리는 서로 직렬되는 N개의 셀을 포함하고, N은 1보다 큰 양의 정수인,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  34. 제24항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 상기 무선 통신으로 상기 무선 충전 장치에 조정 정보를 전송하기 위한 것이고, 상기 조정 정보는 상기 무선 충전 장치에 무선 충전 장치의 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 지시하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  35. 제24항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 무선 통신으로 상기 무선 충전 장치에 배터리 상태 정보를 전송함으로써, 상기 무선 충전 장치가 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 무선 송신 회로의 송신 전력을 조정하도록 하기 위한 것이고, 상기 배터리 상태 정보는 상기 충전 대상 기기의 배터리의 현재 전기량 및/또는 현재 전압을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  36. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로와 상기 무선 충전 장치 사이의 통신 정보는,
    상기 배터리의 온도 정보;
    상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값을 나타내는 정보;
    과전압 보호 또는 과전류 보호에로의 진입을 지시하는 정보; 및
    상기 무선 충전 장치와 상기 무선 수신 회로 사이의 전력 전송 효율을 나타내기 위한 전력 전송 효율 정보 중 적어도 하나를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  37. 제30항에 있어서,
    상기 충전 대상 기기는 제2 충전 통로를 더 포함하고, 상기 제2 충전 통로에는 변환 회로가 설치되고, 상기 변환 회로는 상기 무선 수신 회로의 출력 전압과 출력 전류를 수신하고 상기 무선 수신 회로의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 변환하며, 변환된 전압 및/또는 전류에 따라 상기 배터리를 충전하기 위한 것이고;
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 무선 통신으로 상기 무선 충전 장치와 핸드셰이킹 통신을 하기 위한 것이고, 상기 핸드셰이킹 통신이 성공하는 경우 상기 제1 충전 통로를 작동하도록 제어하고, 상기 핸드셰이킹 통신이 실패하는 경우 상기 제2 충전 통로를 작동하도록 제어하는,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서,
    상기 통신 제어 회로는 또한 상기 배터리의 온도에 따라 상기 제1 충전 통로와 상기 제2 충전 통로 사이의 변환을 제어하기 위한,
    것을 특징으로 하는 충전 대상 기기.
  40. 무선 충전 장치에 응용되는 무선 충전 방법에 있어서,
    충전 대상 기기에 대한 무선 충전 과정에서 상기 충전 대상 기기와 무선 통신하는 단계를 포함하고,
    상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
  41. 충전 대상 기기에 응용되는 무선 충전 방법에 있어서,
    배터리에 대한 무선 충전 과정에서 무선 충전 장치와 무선 통신하는 단계를 포함하고,
    상기 무선 통신의 방식은 블루투스 통신, Wi-Fi 통신, 높은 반송파 주파수에 따르는 근거리 무선 통신, 광통신, 초음파 통신, 초광대역 통신 및 이동 통신 중의 하나 또는 복수를 포함하는,
    것을 특징으로 하는 무선 충전 방법.
KR1020197030856A 2017-04-07 2018-04-04 무선 충전 장치, 방법 및 충전 대상 기기 KR102243241B1 (ko)

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