KR20210089529A - 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210089529A
KR20210089529A KR1020200002779A KR20200002779A KR20210089529A KR 20210089529 A KR20210089529 A KR 20210089529A KR 1020200002779 A KR1020200002779 A KR 1020200002779A KR 20200002779 A KR20200002779 A KR 20200002779A KR 20210089529 A KR20210089529 A KR 20210089529A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless charging
power
transmitting
transmission
electronic device
Prior art date
Application number
KR1020200002779A
Other languages
English (en)
Inventor
이우람
박세호
송민기
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020200002779A priority Critical patent/KR20210089529A/ko
Priority to PCT/KR2020/018540 priority patent/WO2021141273A1/en
Priority to CN202080091615.3A priority patent/CN114930681A/zh
Priority to EP20912955.0A priority patent/EP4046257A4/en
Priority to US17/140,807 priority patent/US11309742B2/en
Publication of KR20210089529A publication Critical patent/KR20210089529A/ko

Links

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
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • 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
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은 미리 정의된 패킷 및 전송 시퀀스를 기반으로 무선 충전 송신 장치가 전력을 전송하는 동안 Q-factor를 측정하여 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템에 따른 전자 장치는, 배터리, 코일, 상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 수신 회로, 상기 무선 충전 수신 회로로부터 공급된 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 제어하는 전력 관리 모듈, 상기 무선 충전 수신 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 코일을 통해 무선 충전 송신 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하고, 상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치에게 이물질 감지 요청 패킷을 전송할 수 있다. 본 발명은 그밖에 다양한 실시예들을 더 포함할 수 있다.

Description

무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템{WIRELESS CHARGING METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING INVALID MATERIALS DURING WIRELESS CHARGING}
본 발명의 다양한 실시예들은 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 미리 정의된 패킷 및 전송 시퀀스를 기반으로 무선 충전 송신 장치가 전력을 전송하는 동안 Q-factor를 측정하여 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템이다.
최근, 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 다양한 전자 장치에 적용되고 있다.
무선 충전 기술은 전자 장치의 배터리를 유선 충전기에 연결하지 않고도 충전할 수 있는 기술로서, 예를 들면 스마트폰 또는 웨어러블 기기를 충전 패드 또는 충전 크래들에 올려놓기만 하면 배터리를 충전할 수 있는 기술이다.
무선 충전 기술에 있어서, 무선 전력 송신 장치(이하, Tx 장치)와 무선 전력 수신 장치(이하, Rx 장치) 사이의 이물질은 무선 충전의 효율성을 낮출뿐만 아니라 발열을 발생시켜 안전사고(예: 화재)의 원인일 수 있다.
무선 충전이 시작되면 Rx 장치는 주기적으로 자신의 전력량 정보를 Tx 장치로 전송하고, Tx 장치는 수신된 정보에 기반하여 이물질의 존재 여부를 결정하고 있다.
상기한 바와 같은, 무선 충전 기술은 무선 충전 중에 이물질을 정확히 감지하지 못하고 있어 개선이 요구될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 무선 충전 중에 이물질을 정확히 검출할 수 있는 무선 충전 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 배터리, 코일, 상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 수신 회로, 상기 무선 충전 수신 회로로부터 공급된 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 제어하는 전력 관리 모듈, 상기 무선 충전 수신 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 코일을 통해 무선 충전 송신 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하고, 상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치에게 이물질 감지 요청 패킷을 전송할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전 송신 장치는, 송신 코일, 상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 송신 회로, 상기 무선 충전 송신 회로와 작동적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 무선 충전 수신 장치가 감지되면, 상기 무선 충전 수신 장치와 적어도 하나의 지정된 패킷을 교환하는 것에 기반하여 충전 설정을 하고, 상기 충전 설정에 기반하여 상기 무선 충전 수신 장치에게 전력을 송신하고, 상기 전력을 송신하는 동안 상기 무선 충전 수신 장치로부터 이물질 감지 요청 패킷을 수신하면, 상기 전력의 송신을 일시적으로 중단하고, 상기 전력의 송신이 중단되는 동안 상기 상기 송신 코일의 공진 특성을 이용해 이물질이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 이물질이 존재하면, 상기 전력의 송신을 중단하고, 및 상기 이물질이 존재하지 않으면, 상기 전력의 송신을 재개할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 무선 충전을 수행하는 방법은, 코일 및 무선 충전 수신 회로를 통해 무선 충전 송신 장치로부터 전력을 수신하는 동작, 상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하는 동작, 및 상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치에게 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 방법 및 시스템은 무선 충전 중에 이물질을 정확히 검출할 수 있어 안전사고를 방지할 수 있다.
또는, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 방법 및 시스템은 이물질을 검출하는 동작 중에도 무선 전력 수신 장치에서 배터리를 충전하는 상태를 유지할 수 있어 사용자의 심리적인 안정감과 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 동작 타이밍을 나타낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치의 동작 흐름도일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Rx 장치의 동작 흐름도일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전을 수행하는 동안 Rx 장치의 PMIC로 공급되는 전압을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치가 전력 송신 이전에 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치가 전력 송신하는 동안 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프로서, 이물질이 없는 경우를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치가 전력 송신하는 동안 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프로서, 이물질이 있는 경우를 나타내는 그래프이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", “A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나” 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(예: 188) 및 배터리(예: 189)에 대한 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선 충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은, 예를 들면, 연결 단자(예: 178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(예: 197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들의 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling)을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 예를 들면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서)를 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(240)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템(300)은 무선 전력 송신 장치(이하, Tx 장치)(302), 및 무선 전력 수신 장치(이하, Rx 장치)(301)를 포함할 수 있다.
Tx 장치(302)는 충전기(예: TA, travel adapter)로부터 공급된 전원을 기반으로 무선 전력을 전송하는 충전 패드일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, Tx 장치(302)는 무선 전력 전송 기능을 포함하는 전자 장치일 수 있다.
Rx 장치(301)는 스마트폰 또는 웨어러블 장치와 같은 전자 장치일 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템(300)을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참고하면, 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템(300)은 Tx 장치(302), 또는 Rx 장치(301)를 포함할 수 있다. Rx 장치(301)가 Tx 장치(302) 위에 거치되면, Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)에게 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, Tx 장치(302)는 전력 전송 회로(311), 제어 회로(312), 통신 회로(313), 또는 센싱 회로(314)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 전송 회로(311)는 외부로부터 전원(또는 전력)을 입력 받고, 입력 전원의 전압을 적절하게 변환하는 전력 어댑터(311a), 전력을 생성하는 전력 생성 회로(311b), 또는 송신 코일(311L)과 수신 코일(321L) 사이의 효율을 극대화시키는 매칭 회로(311c)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 전송 회로(311)는 복수의 Rx 장치들 (예: 제1 Rx 장치 및 제2 Rx 장치)에 전력 송신이 가능하도록 전력 어댑터(311a), 전력 생성 회로(311b), 송신 코일(311L), 또는 매칭 회로(311c)를 복수 개 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(312)는 Tx 장치(302)의 전반적인 제어를 수행하며, 무선 전력 송신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(313)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(312)는 통신 회로(313)로부터 수신된 정보에 기초하여 Rx 장치(301)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(312)는 송신 코일(311L)에 의해 생성된 전력이 Rx 장치(301)로 전송되도록 전력 전송 회로(311)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(313)는 제1 통신 회로(313a) 또는 제2 통신 회로(313b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(313a)는 예를 들어, 송신 코일(311L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 동일하거나 인접한 주파수를 이용하여 Rx 장치(301)의 제1 통신 회로(323a)와 통신할 수 있다. (예: in-band 방식)
제1 통신 회로(313a)는 송신 코일(311L)를 이용하여, Rx 장치(301)의 제 1 통신 회로(323a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(313a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 송신 코일(311L)를 이용하여 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(313a)는 FSK(frequency shift keying) 변조 기법을 이용하여 Rx 장치(301)에게 데이터를 전달할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 통신 회로(313a)는 송신 코일(311L)을 통해 전달되는 전력 신호의 주파수가 변경되도록 함으로써, Rx 장치(301)의 제 1 통신 회로(323a)와 통신할 수 있다. 또는, 제1 통신 회로(313a)는 전력 생성 회로(311b)에서 생성되는 전력 신호에 데이터가 포함되도록 함으로써, Rx 장치(301)의 제 1 통신 회로(323a)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 회로(313a)는 전력 전송 신호의 주파수를 높이거나 낮춤으로써, 데이터를 표현할 수 있다.
제2 통신 회로(313b)는 예를 들어, 송신 코일(311L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 다른 주파수를 이용하여 Rx 장치(301)의 제2 통신 회로(323b)와 통신할 수 있다(예: outband 방식). 예를 들어, 제2 통신 회로(313b)는 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 제2 통신 회로(323b)로부터 충전 상태와 관련된 정보(예: Rectifier 후 전압 값, 정류된 전압 값(예: Vrect) 정보, 코일(321L) 또는 정류 회로(321b)에서 흐르는 전류 정보(예: Iout), 각종 패킷, 및/또는 메시지)를 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(314)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 전력 송신 장치(301)의 적어도 하나의 상태를 감지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(314)는 온도 센서, 움직임 센서, 또는 전류(또는 전압) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 온도 센서를 이용하여 Tx 장치(302)의 온도 상태를 감지할 수 있고, 움직임 센서를 이용하여 Tx 장치(302)의 움직임 상태를 감지할 수 있고, 전류(또는 전압)센서를 이용하여 Tx 장치(302)의 출력 신호의 상태 예를 들면, 전류 크기, 전압 크기 또는 전력 크기를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면 전류(또는 전압)센서는 전력 전송 회로(311)에서 신호를 측정할 수 있다. 전류(또는 전압)센서는 매칭 회로(311c) 또는 전력 생성 회로(311b) 적어도 일부 영역에서 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면 전류(또는 전압 센서)는 코일(311L) 앞 단에서 신호를 측정하는 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면 센싱 회로(314)는 이물질 검출(예: 외부 객체 검출(FOD: foreign object detection))을 위한 회로일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, Rx 장치(301)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 전력 수신 회로(321)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)), 프로세서(322)(예: 도 1의 프로세서(120)), 통신 회로(323)(예: 도 1의 통신 모듈(190)), 적어도 하나의 센서(324)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 디스플레이(325)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 또는 센싱 회로(326)를 포함할 수 있다. Rx 장치(301)에 있어서, Tx 장치(302)에 대응되는 구성은 그 설명이 일부 생략될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 수신 회로(321)는 Tx 장치(302)로부터 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일(321L), Rx IC(327), 충전 회로(예: PMIC, switched capacitor, 또는 voltage divider)(321d), 또는 배터리(321e)(예: 배터리(189))를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, Rx IC(327)는 수신 코일(321L)에 연결된 매칭 회로(321a), 수신된 AC 전력을 DC로 정류하는 정류 회로(321b), 또는 충전 전압을 조정하는 조정 회로(예:LDO)(321c)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(322)는 Rx 장치(301)의 전반적인 제어를 수행하고, 무선 전력 수신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(323)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(323)는 제1 통신 회로(323a) 또는 제2 통신 회로(323b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(323a)는 수신 코일(321L)를 통해 Tx 장치(302)와 통신할 수 있다.
제1 통신 회로(323a)는 수신 코일(321L)를 이용하여, 제1 통신 회로(313a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(323a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 수신 코일(321L)를 이용하여, 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(323a)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 기법을 이용하여 Tx 장치(302)에 데이터를 전달할 수 있다. 제2 통신 회로(323b)는 블루투스(Bluetooth), BLE, Wi-Fi, NFC와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 Tx 장치(302)와 통신할 수 있다.
본 문서에서 Tx 장치(302)와 Rx 장치(301)가 송수신하는 패킷, 정보, 또는 데이터는 제1 통신 회로(323a) 또는 제2 통신 회로(323b) 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 센서(324)는 전류/전압 센서, 온도 센서, 조도 센서, 또는 가속도 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 센서(324)는 도 1의 센서 모듈(176)과 동일하거나 별도의 구성요소일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(325)는 무선 전력 송수신에 필요한 각종 디스플레이 정보를 표시할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(326)는 Tx 장치(302)로부터 탐색 신호 또는 수신되는 전력을 감지하여 Tx 장치(302)를 감지 할 수 있다. 센싱 회로(326)는 Tx 장치(302)으로부터 출력된 신호에 의하여 생성되는 코일(321L) 신호에 의한 코일(321L) 또는 매칭 회로(321a), 또는 정류 회로(321b)의 입/출력단의 신호 변화를 감지할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(326)는 수신회로(321)에 포함될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(301)는, 배터리, 코일, 상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 수신 회로, 상기 무선 충전 수신 회로로부터 공급된 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 제어하는 전력 관리 모듈(321d), 상기 무선 충전 수신 회로 및 상기 전력 관리 모듈(321d)과 작동적으로 연결된 프로세서(322)를 포함하고, 상기 프로세서(322)는, 상기 코일을 통해 무선 충전 송신 장치(302)로부터 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하고, 상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치(302)에게 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 회로(327)로부터 상기 전력 관리 모듈(321d)에 공급되는 공급 전력의 부하를 조정할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 회로(327)로부터 상기 전력 관리 모듈(321d)에 공급되는 공급 전력의 전류를 낮출 수 있다. 상기 프로세서(322)는 상기 무선 충전 송신 장치(302)가 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)에 의해 상기 전력의 송신을 중단하더라도 배터리의 충전 상태를 유지할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 지정된 주기로 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 상기 전자 장치(301)의 적어도 하나의 부품의 온도가 높아질수록 상기 지정된 주기를 짧게 설정할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 상기 전자 장치(301)의 적어도 하나의 부품의 온도가 임계치보다 높아지면 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송할 수 있다. 상기 프로세서(322)는, 상기 무선 충전 송신 장치(302)의 요청에 기반하여 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전 송신 장치(302)는, 송신 코일, 상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 송신 회로, 상기 무선 충전 송신 회로와 작동적으로 연결된 제어부(312)를 포함하고, 상기 제어부(312)는, 상기 무선 충전 수신 장치(301)가 감지되면, 상기 무선 충전 수신 장치(301)와 적어도 하나의 지정된 패킷을 교환하는 것에 기반하여 충전 설정을 하고, 상기 충전 설정에 기반하여 상기 무선 충전 수신 장치(301)에게 전력을 송신하고, 상기 전력을 송신하는 동안 상기 무선 충전 수신 장치(301)로부터 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 수신하면, 상기 전력의 송신을 일시적으로 중단하고, 상기 전력의 송신이 중단되는 동안 상기 상기 송신 코일의 공진 특성을 이용해 이물질이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 이물질이 존재하면, 상기 전력의 송신을 중단하고, 및 상기 이물질이 존재하지 않으면, 상기 전력의 송신을 재개할 수 있다. 상기 제어부(312)는 상기 무선 충전 수신 장치(301)가 감지되기 이전에 제 1 Q 핑을 발생하는 것에 의해 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 1 Q 값을 측정하고, 상기 전력을 송신하기 이전에 제 2 Q 핑을 발생하는 것에 의해 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 2 Q 값을 측정하고, 상기 전력의 송신이 중단되는 동안 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 3 Q 값을 측정하고, 및 상기 제 3 Q 값이 지정된 조건을 충족하면 상기 이물질이 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 상기 제어부(312)는 상기 제 3 Q 값이 임계치 미만이면 이물질이 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 상기 제어부(312)는 상기 제 3 Q 값이 상기 제 2 Q 값의 일정 비율 이하이면 이물질의 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 상기 제어부(312)는 상기 제 3 Q 값이 상기 제 1 Q 값의 일정 비율 이하이면 이물질의 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 상기 제어부(312)는 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 수신하고서 지정된 딜레이가 경과되면 상기 전력의 송신을 중단할 수 있다. 상기 제어부(312)는 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 수신한 이후에 상기 무선 충전 수신 장치(301)로부터 CEP(control error packet)를 수신하고, 및 상기 CEP를 수신하고서 지정된 딜레이가 경과되면 상기 전력의 송신을 중단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(301)가 무선 충전을 수행하는 방법은, 코일 및 무선 충전 수신 회로를 통해 무선 충전 송신 장치(302)로부터 전력을 수신하는 동작, 상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하는 동작, 및 상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치(302)에게 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 수신 회로로부터 전력 관리 모듈(321d)에 공급되는 공급 전력의 부하를 조정하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 송신 장치(302)가 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)에 의해 상기 전력의 송신을 중단하더라도 배터리의 충전 상태를 유지하는 동작을 더 포함할 수 있다. 지정된 주기로 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(301)의 적어도 하나의 부품의 온도가 임계치보다 높아지면 상기 이물질 감지 요청 패킷(RQP)을 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 동작 타이밍을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 도 5a는 무선 충전 중에 이물질이 감지되지 않는 케이스에서의 동작 타이밍을 나타낼 수 있다. 도 5b는 무선 충전 중에 이물질이 감지되는 케이스에서의 동작 타이밍을 나타낼 수 있다.
도 5a를 참조하면, 시점 t1에서, Tx 장치(예: 도 4의 302)는 아날로그 핑(A-ping: analog ping)(예: 제 1 핑)을 발생함으로써 인터페이스 표면(예: active area)에 특정 오브젝트가(예: Rx 장치(301) 또는 금속 물질)가 위치하는지 여부를 감지할 수 있다. Tx 장치(302)는 지정된 주기로 아날로그 핑을 발생할 수 있다. 예를 들면, Tx 장치(302)는 400ms 주기로 아날로그 핑을 발생할 수 있다. 상기 수치는 예시적인 것이며 장치/사용자 설정에 기반하여 변경될 수 있다.
시점 t2에서, Tx 장치(302)는 아날로그 핑에 의해 인터페이스 표면에서 특정 오브젝트가 감지되면 디지털 핑(D-ping: digital ping)(예: 제 2 핑)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 디지털 핑은 수십 ms 동안 발생될 수 있다. 디지털 핑은 Rx 장치(301)의 무선 충전 회로(예: 도 4의 전력 수신 회로(321))를 활성화시키기 위한 것일 수 있다. 일 실시예에서 Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)로부터 SSP(signal strength packet)를 수신하면 인터페이스 표면에서 감지된 특정 오브젝트가 Rx 장치(301)인 것으로 결정할 수 있다. 본 설명에서는, 시점 t2에서 감지된 특정 오브젝트가 Rx 장치(301)가 아닌 것으로 설명하기로 한다.
시점 t3에서, Tx 장치(302)는 Q 핑(Q-ping)(예: 제 3 핑)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, Q 핑은 Tx 장치(302)가 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 Q 값을 측정하기 위한 것일 수 있다. Q 값은 Q 핑이 발생된 이후에 송신 코일(예: 도 4의 311L)에서 측정되는 전류(또는 전압), 또는 전류(또는 전압)의 변화에 기반한 데이터일 수 있다. Tx 장치(302)가 Rx 장치(301)를 감지하기 이전 상태(예: 대기 상태)에서 측정한 Q 값은 Qstandby 로 정의될 수 있다.시점 t4에서, Rx 장치(301)가 Tx 장치(302) 위에 놓일 수 있다.
시점 t5에서, Rx 장치(301)는 Tx 장치(302)가 발생한 디지털 핑에 응답하여 SSP(511)를 송신할 수 있다. Tx 장치(302)는 SSP(511)를 수신한 것에 기반하여 인터페이스 표면에서 감지된 특정 오브젝트가 Rx 장치(301)인 것으로 결정할 수 있다.
Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)를 감지하면 추가적인 아날로그 핑을 발생하지 않을 수 있다.
시점 t6에서, Tx 장치(302)는 Q 핑을 발생하고, 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 Q 값을 측정할 수 있다. Tx 장치(302)가 Rx 장치(301)에게 전력을 송신하기 이전 상태에서 측정한 Q 값은 Qbpt 로 정의될 수 있다.
시점 t7 내지 시점 t10에서, Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)와 지정된 패킷들을 송수신하면서 무선 충전 설정을 할 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 패킷들은 SSP(512), identification packet(513), configuration packet(514), 또는 FOD(foreign object detection) status packet (516)을 포함할 수 있다.
Tx 장치(302)는 무선 충전 설정이 완료되면 송신 코일(예: 도 4의 311L)을 통해 전력을 송신할 수 있다. Rx 장치(301)는 수신되는 전력을 이용하여 배터리(예: 도 4의 배터리(321e)를 충전할 수 있다.
시점 t11에서, Rx 장치(301)는 무선으로 전력을 수신하는 동안 이물질 감지 동작을 수행할 것을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, Rx 장치(301)는 수신되는 전력을 이용하여 배터리(예: 도 4의 배터리(321e)를 충전하는 중에 이물질 감지 요청 패킷(518)의 송신을 결정할 수 있다.(517) 이물질 감지 요청 패킷(518)은 Request Q-measure 패킷(RQP)(이하, RQP)(518)로 정의될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, RQP(518)는 WPC(wireless power consortium) 표준에서 사용할 수 있는 proprietary packet, 또는 auxiliary data control packet 등을 해당 기능 목적으로 정의하여 사용할 수 있다.
일 실시예에서, Rx 장치(301)는 지정된 조건(또는 지정된 이벤트)에 기반하여 RQP(518)를 송신을 결정할 수 있다.(517) Rx 장치(301)가 RQP(518)를 송신하는 지정된 조건을 다음과 같을 수 있고, Rx 장치(301)는 아래 이벤트들 중 단일 또는 복수개의 조합에 의해 RQP(518)를 송신할 수 있다.
① Rx 장치(301)는 지정된 주기로 RQP(518)를 송신할 수 있다.
어떤 실시예에서, Rx 장치(301)는 고속 무선 충전 중에 더 빠른 주기로 RQP(518)를 전송할 수 있다. 예를 들면, Rx 장치(301)는 Tx 장치(302)로부터 제 1 전력을 수신하는 것에 의해 배터리를 충전하는 동안에는 제 1 주기로 RQP(518)를 전송할 수 있다. Rx 장치(301)는 Tx 장치(302)로부터 제 1 전력보다 높은 제 2 전력을 수신하는 것에 의해 배터리를 충전하는 동안에는 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기로 RQP(518)를 전송할 수 있다.
어떤 실시예에서, Rx 장치(301)는 Rx 장치(301)의 적어도 하나의 부품의 온도가 높아질수록 RQP(518)의 전송 주기를 짧게 설정할 수 있다.
어떤 실시예에서, Rx 장치(301)는 RQP(518)를 여러 번(예: 지정된 횟수 이상) 발송하였음에도 Tx 장치(302)로부터 전력 송신이 완전히 중단되는 이슈가 없으면, RQP(518)의 전송 주기를 점진적으로 길게 설정할 수 있다.
어떤 실시예에서, Rx 장치(301)는 CC-CV(constant current- constant voltage) 방식으로 배터리를 충전할 수 있고, CC 구간에서 RQP(518)의 전송 주기를 짧게 설정할 수 있다. 예를 들면, Rx 장치(301)는 CC 구간에서 RQP(518)를 제 3 주기로 전송하고, CV 구간에서 RQP(518)를 제 3 주기보다 긴 제 4 주기로 전송할 수 있다.
② Rx 장치(301)는 비정상 상태를 감지, 예컨대 Rx 장치(301)의 적어도 하나의 부품에서 임계치 이상으로 온도가 상승하면 RQP(518)를 송신할 수 있다.
③ Rx 장치(301)는 Tx 장치(302)로부터 수신된 요청에 기반하여 RQP(518)를 송신할 수 있다.
시점 t12에서, 일 실시예에서, Rx 장치(301)는 RQP(518)를 전송하기 이전에, Rx IC(예: 도 4의 Rx IC(327))로부터 PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력(또는 출력 전력)의 부하를 조정할 수 있다. 예를 들면, Rx 장치(301)의 프로세서(AP)(예: 도 4의 제어 회로(322))는 RQP(518)를 전송하기 이전에 PMIC(예: 도 4의 충전 회로C(321d))로 공급되는 공급 전력의 전류를 낮출 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 Rx 장치(301)는 RQP(518)를 전송하기 이전에, PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력의 부하를 조정함으로써, RQP(518)를 수신한 Tx 장치(302)가 전력 송신을 중단하더라도 충전(예: 무선충전의 Power transfer 단계)이 중단되는 것을 방지할 수 있다. Rx 장치(301)가 공급 전력의 부하를 조정하는 것에 의해 배터리의 충전이 중단되는 것을 방지하는 것은 도 8을 참조하여 구체적으로 후술한다.
시점 t13에서, Rx 장치(301)는 RQP(518)를 Tx 장치(302)에게 전송할 수 있고, Tx 장치(302)는 RQP(518)에 응답하여 전력 송신을 일시적으로(예: 약 200us 미만) 중단할 수 있다.
시점 t14에서, Tx 장치(302)는 전력 송신이 중단되는 동안 이물질 감지를 수행할 수 있다. Tx 장치(302)는 전력 송신이 중단되는 동안 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 전압과 전류가 free wheeling하는 특성을 이용하여 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 Q 값을 측정할 수 있다. 이때, 측정되는 Q 값은 Qdpt 으로 정의될 수 있다.
일 실시예에서, Tx 장치(302)는 측정된 Qdpt 에 기반하여 이물질의 존재 여부를 결정할 수 있다. Tx 장치(302)가 이물질을 감지하는 동작은 도 9 내지 도 11을 참조하여 구체적으로 후술한다.
Tx 장치(302)는 이물질 감지 동작의 결과에 기반하여 전력 송신을 재개하거나 또는 전력 송신을 중단할 수 있다.
다양한 실시예들에서, Tx 장치(302)는 이물질 감지를 판단하는 동안 전력 송신을 재개하고, 이물질의 존재에 대한 판단 결과에 기반하여 전력 송신을 유지하거나 또는 중단할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, Tx 장치(302)는 이물질이 감지되지 않은 경우 전력 송신을 재개할 수 있다. Rx 장치(301)는 Tx 장치(302)가 전력 송신을 재개하는 것에 의해 배터리 충전을 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5b의 지시부호 '519'를 참조하면, Tx 장치(302)는 이물질을 감지하면 전력 송신을 중단(519)할 수 있다. 도 5b의 지시부호 '520'를 참조하면, Rx 장치(301)에서 PMIC로 공급되는 부하 전력(Rx load power)은 Tx 장치(302)가 전력 송신을 중단하는 것(519)에 의해 임계치인 Vth 미만으로 낮아지고, Rx 장치(301)는 배터리 충전이 중단될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)의 동작 흐름도일 수 있다.
동작 610에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)(예: 도 4의 Tx 장치(302))는, 대기 상태일 수 있다. 대기 상태는, Tx 장치(302)에 Rx 장치(301)가 거치되지 않은 상태를 의미할 수 있다. Tx 장치(302)는 대기 상태에서 아날로그 핑을 주기적으로 발생할 수 있다. Tx 장치(302)는 아날로그 핑에 의해 인터페이스 표면(예: active area)에서 특정 오브젝트가(예: Rx 장치(301) 또는 금속 물질)가 감지되면 디지털 핑과 Q 핑을 발생할 수 있다. Tx 장치(302)는 Q 핑에 의해 송신 코일의 Q 값으로서 Qstandby 를 측정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, Tx 장치(302)는 Q 핑의 발생을 생략할 수 있고, 디지털 핑에 의해 Qstandby 를 측정할 수 있다.
동작 620에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, Rx 장치(301)로부터 SSP를 수신하는 것에 기반하여 Rx 장치(301)를 감지할 수 있다. Tx 장치(302)는, SSP를 수신한 것에 기반하여 인터페이스 표면에서 감지된 특정 오브젝트가 Rx 장치(301)인 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)에게 전력을 송신하기 이전 상태에서 Q 핑을 발생하고, 송신 코일의 Q 값으로서 Qbpt 를 측정할 수 있다.
동작 630에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, Rx 장치(301)와 지정된 패킷들을 송수신하면서 무선 충전 설정을 할 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 패킷들은 SSP, identification packet, configuration packet, 또는 FOD status packet을 포함할 수 있다. FOD status packet 은 수신 코일(321L)의 Q 값으로서 Qreported를 포함할 수 있다. 따라서, Tx 장치(302)는 SSP에 기반하여 수신 코일(321L)의 Q 값인 Qreported를 획득할 수 있다. Tx 장치(302)는 송신 코일의 Q 값인Qbpt와 수신 코일의 Q 값인 Qreported를 이용하여 금속 이물질의 존재 여부를 결정할 수 있다.
동작 640에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, 무선 충전 설정이 완료되면 송신 코일(예: 도 4의 311L)을 통해 전력을 송신할 수 있다.
동작 650에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, 송신 코일(예: 도 4의 311L)을 통해 전력을 송신하는 동안 Rx 장치(301)로부터 RQP(518)를 수신할 수 있다. RQP(518)는 Rx 장치(301)가 지정된 조건에 기반하여 송신한 패킷일 수 있다. 지정된 조건에 대한 설명은 도 5와 관련하여 전술한 내용으로 대신한다.
동작 660에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, RQP(518)를 수신한 것에 응답하여 전력 송신을 중단하고 Q-factor 를 획득할 수 있다. Tx 장치(302)는 RQP(518)에 응답하여 전력 송신을 일시적으로(예: 약 200us 미만) 중단할 수 있다.
일 실시예에서, Tx 장치(302)가 전력 송신을 중단하는 시점은 다음과 같을 수 있다. 아래의 조건들은 Rx 장치(301)와 Tx 장치(302) 사이에 충전 중단 동작의 Sync를 맞추기 위함일 수 있다.
④ Tx 장치(302)는 RQP(518)를 수신하고서 지정된 딜레이(예: 3ms 이후)가 경과되면 전력 송신을 중단할 수 있다.
⑤ Tx 장치(302)는 RQP(518)를 수신한 이후에 Rx 장치(301)로부터 CEP(control error packet)를 수신하고, CEP를 수신하고서 지정된 딜레이(예: 3ms 이후)가 경과되면 전력 송신을 중단할 수 있다.
일 실시예에서, Tx 장치(302)는 전력 송신이 중단되는 동안 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 전압과 전류가 free wheeling하는 특성을 이용하여 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 Q 값으로서 Qdpt 을 획득할 수 있다.
동작 670에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, Qdpt 에 기반하여 이물질의 감지 여부를 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, Tx 장치(302)가 이물질의 감지 여부를 결정하는 조건은 다음과 같을 수 있다. Tx 장치(302)는 아래 조건들 중 단일 또는 복수개의 조건을 충족하면 이물질이 감지된 것으로 결정할 수 있다.
⑥ Tx 장치(302)는 측정한 Qdpt 값이 일정 Threshold 이하일 때 금속 이물질이 있다고 결정할 수 있다. (예: Qdpt < 15)
⑦ Tx 장치(302)는 측정한 Qdpt 값이 Qbpt 값의 일정 비율 이하 일 때 금속 이물질이 있다고 결정할 수 있다. (예: Qdpt < Qbpt * 30%)
⑧ Tx 장치(302)는 측정한 Qdpt 값이 대기 상태에서 획득한 Qstandby의 일정 비율 이하 일 때 금속 이물질이 있다고 결정할 수 있다. (예: Qdpt < Qstandby * 10%)
다양한 실시예들에 따르면, Tx 장치(302)는 상기 예시들 이외에도 다른 방법들을 이용하여 이물질의 존재 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, Tx 장치(302)는 측정한 Qdpt 값과 수신 코일(321L)의 Q 값인 Qreported를 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 이물질의 존재 여부를 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에서, Tx 장치(302)는 이물질 감지를 판단하는 동안 전력 송신을 재개하고, 이물질의 존재에 대한 판단 결과에 기반하여 전력 송신의 재개를 유지하거나 또는 중단할 수 있다.
동작 680에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, 이물질이 감지되면(예: 동작 670의 결과가 “예”) 전력 송신을 중단할 수 있다.
일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는, 이물질이 감지되지 않으면(예: 동작 670의 결과가 “아니오”) 동작 640으로 회귀하여 전력 송신을 재개할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)의 동작 흐름도일 수 있다.
동작 710에서, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, Tx 장치(302) 위에 거치된 이후에 무선 충전 설정을 수행할 수 있다. 동작 710은 도 6의 동작 630과 동일 또는 유사하거나 다른 실시예를 더 포함할 수 있다. Rx 장치(301)는, Tx 장치(302)와 지정된 패킷들을 송수신하면서 무선 충전 설정을 할 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 패킷들은 SSP, identification packet, configuration packet, 또는 FOD status packet 을 포함할 수 있다.
동작 720에서, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, 무선 충전 설정이 완료된 이후에 Tx 장치(302)로부터 전력을 수신하고, 수신되는 전력에 기반하여 배터리를 충전할 수 있다.
동작 730에서, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, 수신되는 전력에 기반하여 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건(또는 지정된 이벤트)이 충족되는지 결정할 수 있다. 지정된 조건은 Rx 장치(301)가 Tx 장치(302)에게 RQP(518)를 전송하기 위한 트리거 조건일 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 조건은 도 5와 관련하여 전술한 조건 ①, 조건 ②, 조건 ③ 중에서 적어도 하나일 수 있다.
동작 740에서, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, 지정된 조건이 충족되면(예: 동작 730의 결과가 “예”) 충전 회로에 공급되는 입력 전력(또는 공급 전력)의 부하를 조정할 수 있다. 예를 들면, Rx 장치(301)의 프로세서(AP)(예: 도 4의 제어 회로(322))는 RQP(518)를 전송하기 이전에 PMIC(예: 도 4의 충전 회로C(321d))로 공급되는 공급 전력의 전류를 낮출 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 Rx 장치(301)는 RQP(518)를 전송하기 이전에, PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력의의 부하를 조정함으로써, RQP(518)를 수신한 Tx 장치(302)가 전력 송신을 중단하더라도 배터리의 충전이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, 지정된 조건이 충족되지 않으면(예: 동작 730의 결과가 “아니오”) 동작 720으로 회귀하여 배터리를 충전할 수 있다.
동작 750에서, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)는, Tx 장치(302)에게 RQP(518)를 전송할 수 있다.
동작 760에서, 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)는 이물질의 감지 여부에 기반하여 전력을 재송신 또는 중단할 수 있고, 그에 따라 Rx 장치(301)는 전력 수신을 재개하거나 전력 수신을 중단할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 충전을 수행하는 동안 Rx 장치(301)의 PMIC로 공급되는 전압을 나타낸 그래프이다.
도 8에서 801 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t10 내지 시점 t13에 대응하는 구간이고, 802 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t13 내지 시점 t14에 대응하는 구간이고, 803 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t14 이후에 대응하는 구간일 수 있다.
도 8에서 그래프 810은 Rx 장치(301)가 지정된 조건(예: 도 5와 관련하여 전술한 조건 ①, 조건 ②, 조건 ③)이 충족된 것에 기반하여 PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력의 부하를 500mA로 조정한 일 실시예에 따른 공급 전압(예: PMIC에 공급되는 전압)일 수 있다.
도 8에서 그래프 820은 상기 공급 전력의 부하를 조정하지 않고 1A의 상태를 유지한 비교예에 따른 공급 전압일 수 있다.
기간 802에서 그래프 810를 참조하면, 일 실시예에 따른 Rx 장치(301)에서 PMIC로 공급되는 전압은 Tx 장치(302)가 전력 신호의 송신을 일시적으로 중단한 것에 의해 전압 강하가 발생될 수 있다. 그러나, 상기 PMIC로 공급되는 전압은 임계치 Vth 미만으로 낮아지지 않는 것을 알 수 있다. 이는, Rx 장치(301)가 RQP(518)를 송신하기 이전에 PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력의 부하를 미리 낮추었기 때문일 수 있다. Rx 장치(301)는 상기 PMIC로 공급되는 전압이 임계치 Vth 미만으로 낮아지지 않아지지 않음으로써 Tx 장치(302)가 이물질 존재 여부를 판단하는 동안 배터리의 충전 상태를 유지할 수 있다. 도 8에서 임계치 Vth(예: PMIC의 UVLO(under voltage lockout))는 Rx 장치(301)가 배터리의 충전 중단을 결정짓는 기준값으로서, 만약 PMIC로 공급되는 전압이 임계치 Vth 미만으로 낮아지면 Rx 장치(301)는 배터리의 충전을 중단할 수 있다.
기간 802에서 그래프 820을 참조하면, 비교예에 따른 Rx 장치에서 PMIC로 공급되는 전압Tx 장치(302)가 전력 신호의 송신을 일시적으로 중단한 것에 의해 전압 강하가 급격하게 발생될 수 있다. 비교예에 따른 상기 PMIC로 공급되는 전압은 전압 강하가 급격하게 발생됨에 따라 임계치 Vth 미만으로 낮아지지 않아질 수 있다. 이는, 비교예의 Rx 장치가 RQP(518)를 송신하기 이전에 PMIC(예: 도 4의 충전 회로(321d))로 공급되는 공급 전력의 부하를 미리 낮추지 않았기 때문일 수 있다.
비교예에 따른 Rx 장치는 상기 PMIC로 공급되는 전압이 임계치 Vth 미만으로 낮아짐에 따라 배터리의 충전이 충단될 수 있다.
그래프 820의 지시부호 '821'을 참조하면, 비교예에 따른 Rx 장치는 Tx 장치(302)가 이물질이 없는 것으로 판단하여 전력 송신을 재개하더라도 배터리의 충전이 즉각적으로 시작되지 않을 수 있다. 예를 들면, Rx 장치(301)는 처음부터 다시 아날로그 핑 단계부터 무선 충전 설정의 과정을 수행한 후에 배터리를 충전할 수 있다. 따라서, 그래프 820에 따른 비교예는, 이물질을 감지하는 동안에 Rx 장치에서 배터리의 충전이 중단되는 문제점이 있는 반면, 그래프 810에 따른 본 발명의 일 실시예는 Rx 장치(301)에서 배터리의 충전이 중단되지 않을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들은 Rx 장치(301)가 RQP 를 송신하기에 앞서 PMIC(321d))로 공급되는 공급 전력의 부하를 사전에 조정함으로써 그래프 820의 지시부호 '821'과 같이 배터리의 충전이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)가 전력 송신 이전에 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)가 전력 송신하는 동안 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프로서, 이물질이 없는 경우를 나타내는 그래프일 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 Tx 장치(302)가 전력 송신하는 동안 획득한 송신 코일의 Q 값을 나타내는 그래프로서, 이물질이 있는 경우를 나타내는 그래프일 수 있다.
도 9내지 도 11에서, 801 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t10 내지 시점 t13에 대응하는 구간이고, 802 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t13 내지 시점 t14에 대응하는 구간이고, 803 기간은 도 5a 및 도 5b의 시점 t14 이후에 대응하는 구간일 수 있다.
도 9을 참조하면, Tx 장치(302)는 전력 송신 이전에(예: 도 5a의 시점 t6) Q_ping (801)을 발생하고, 송신 코일(예: 도 4의 311L)의 전압 또는 전류 변화에 대응하는 Qbpt를 측정할 수 있다. 예를 들면, Qbpt는 송신 코일(311L)에서 Free wheeling 되는 부하 파형의 피크(peak) 값들이 제 1 기울기(902)의 변화량을 갖는 것으로 정의될 수 있다.
도 10을 참조하면, Tx 장치(302)는 Rx 장치(301)로부터 RQP를 수신한 이후에(예: 도 5a의 시점 t13) 전력의 송신을 일시적으로 중단하고, 공진에 의한 송신 코일(311L)의 전압과 전류가 free wheeling하는 특성을 이용하여 송신 코일(311L)의 Q 값으로서 Q dpt를 측정할 수 있다. 예를 들면, Q dpt는 제 2 기울기(1002)의 변화량을 갖는 것으로 정의될 수 있다. 만약, Tx 장치(302)와 Rx 장치(301) 사이에 이물질이 없는 경우 제 2 기울기(1002)의 변화량은 Qbpt의 제 1 기울기(예: 도 9의 902)의 변화량과 유사하거나 지정된 오차 범위 이내일 수 있다. Tx 장치(302)는 제 2 기울기(1002)의 변화량이 Qbpt의 제 1 기울기(902)의 변화량과 유사하거나 지정된 오차 범위 이내이면, Tx 장치(302)와 Rx 장치(301) 사이에 이물질이 없는 것으로 결정할 수 있다.
도 11을 참조하면, Tx 장치(302)와 Rx 장치(301) 사이에 이물질이 있는 경우 Q dpt는 제 3 기울기(1102)의 변화량을 가질 수 있고, 제 3 기울기(1102)의 변화량은 Qbpt의 제 1 기울기(예: 도 9의 902)의 변화량과 오차 범위 밖으로 상이할 수 있다. Tx 장치(302)는 Q dpt는 제 3 기울기(1102)의 변화량을 가질 수 있고, 제 3 기울기(1102)의 변화량은 Qbpt의 제 1 기울기(예: 도 9의 902)의 변화량 오차 범위 밖으로 상이한 경우 Tx 장치(302)와 Rx 장치(301) 사이에 이물질이 있는 것으로 결정할 수 있다.
100: 전자 장치
120: 프로세서
130: 메모리
160: 표시 장치

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    코일;
    상기 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 수신 회로;
    상기 무선 충전 수신 회로로부터 공급된 전압을 이용하여 상기 배터리의 충전 상태를 제어하는 전력 관리 모듈;
    상기 무선 충전 수신 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 코일을 통해 무선 충전 송신 장치로부터 전력을 수신하고,
    상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하고,
    상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치에게 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는, 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    이물질 감지 요청 패킷을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 회로로부터 상기 전력 관리 모듈에 공급되는 공급 전력의 부하를 조정하는, 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 회로로부터 상기 전력 관리 모듈에 공급되는 공급 전력의 전류를 낮추는, 전자 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 무선 충전 송신 장치가 상기 이물질 감지 요청 패킷에 의해 상기 전력의 송신을 중단하더라도 배터리의 충전 상태를 유지하는, 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    지정된 주기로 상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는, 전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 적어도 하나의 부품의 온도가 높아질수록 상기 지정된 주기를 짧게 설정하는, 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 적어도 하나의 부품의 온도가 임계치보다 높아지면 상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는, 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 충전 송신 장치의 요청에 기반하여 상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는, 전자 장치.
  9. 무선 충전 송신 장치에 있어서,
    송신 코일;
    상기 송신 코일과 전기적으로 연결된 무선 충전 송신 회로;
    상기 무선 충전 송신 회로와 작동적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 무선 충전 수신 장치가 감지되면, 상기 무선 충전 수신 장치와 적어도 하나의 지정된 패킷을 교환하는 것에 기반하여 충전 설정을 하고,
    상기 충전 설정에 기반하여 상기 무선 충전 수신 장치에게 전력을 송신하고,
    상기 전력을 송신하는 동안 상기 무선 충전 수신 장치로부터 이물질 감지 요청 패킷을 수신하면, 상기 전력의 송신을 일시적으로 중단하고,
    상기 전력의 송신이 중단되는 동안 상기 상기 송신 코일의 공진 특성을 이용해 이물질이 존재하는지 여부를 감지하고,
    상기 이물질이 존재하면, 상기 전력의 송신을 중단하고, 및
    상기 이물질이 존재하지 않으면, 상기 전력의 송신을 재개하는, 무선 충전 송신 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 무선 충전 수신 장치가 감지되기 이전에 제 1 Q 핑을 발생하는 것에 의해 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 1 Q 값을 측정하고,
    상기 전력을 송신하기 이전에 제 2 Q 핑을 발생하는 것에 의해 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 2 Q 값을 측정하고,
    상기 전력의 송신이 중단되는 동안 상기 송신 코일의 전기적인 특성으로서 제 3 Q 값을 측정하고, 및
    상기 제 3 Q 값이 지정된 조건을 충족하면 상기 이물질이 존재하는 것으로 결정하는, 무선 충전 송신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는상기 제 3 Q 값이 임계치 미만이면 이물질이 존재하는 것으로 결정하는, 무선 충전 송신 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 3 Q 값이 상기 제 2 Q 값의 일정 비율 이하이면 이물질의 존재하는 것으로 결정하는, 무선 충전 송신 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 3 Q 값이 상기 제 1 Q 값의 일정 비율 이하이면 이물질의 존재하는 것으로 결정하는, 무선 충전 송신 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는
    이물질 감지 요청 패킷을 수신하고서 지정된 딜레이가 경과되면 상기 전력의 송신을 중단하는, 무선 충전 송신 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는
    이물질 감지 요청 패킷을 수신한 이후에 상기 무선 충전 수신 장치로부터 CEP(control error packet)를 수신하고, 및
    상기 CEP를 수신하고서 지정된 딜레이가 경과되면 상기 전력의 송신을 중단하는, 무선 충전 송신 장치.
  16. 전자 장치가 무선 충전을 수행하는 방법에 있어서,
    코일 및 무선 충전 수신 회로를 통해 무선 충전 송신 장치로부터 전력을 수신하는 동작,
    상기 수신된 전력을 이용해 배터리를 충전하는 동안 지정된 조건을 충족하는지 여부를 결정하는 동작, 및
    상기 지정된 조건을 충족하면, 상기 무선 충전 송신 장치에게 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는 동작을 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하기 이전에 상기 무선 충전 수신 회로로부터 전력 관리 모듈에 공급되는 공급 전력의 부하를 조정하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 충전 송신 장치가 상기 이물질 감지 요청 패킷에 의해 상기 전력의 송신을 중단하더라도 배터리의 충전 상태를 유지하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    지정된 주기로 상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전자 장치의 적어도 하나의 부품의 온도가 임계치보다 높아지면 상기 이물질 감지 요청 패킷을 전송하는 동작을 더 포함하는, 방법.
KR1020200002779A 2020-01-08 2020-01-08 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템 KR20210089529A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200002779A KR20210089529A (ko) 2020-01-08 2020-01-08 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템
PCT/KR2020/018540 WO2021141273A1 (en) 2020-01-08 2020-12-17 Wireless charging method and system for detecting foreign material during wireless charging
CN202080091615.3A CN114930681A (zh) 2020-01-08 2020-12-17 用于在无线充电期间检测异物的无线充电方法和系统
EP20912955.0A EP4046257A4 (en) 2020-01-08 2020-12-17 WIRELESS CHARGING METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING FOREIGN MATTER DURING WIRELESS CHARGING
US17/140,807 US11309742B2 (en) 2020-01-08 2021-01-04 Wireless charging method and system for detecting foreign material during wireless charging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200002779A KR20210089529A (ko) 2020-01-08 2020-01-08 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210089529A true KR20210089529A (ko) 2021-07-16

Family

ID=76654669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200002779A KR20210089529A (ko) 2020-01-08 2020-01-08 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11309742B2 (ko)
EP (1) EP4046257A4 (ko)
KR (1) KR20210089529A (ko)
CN (1) CN114930681A (ko)
WO (1) WO2021141273A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023106778A1 (ko) * 2021-12-07 2023-06-15 삼성전자 주식회사 이물질 감지 방법 및 전자 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021129422A (ja) * 2020-02-13 2021-09-02 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置の制御方法、及び、プログラム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009027781A (ja) 2007-07-17 2009-02-05 Seiko Epson Corp 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器
KR101928904B1 (ko) * 2010-02-08 2018-12-14 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이. 기생 금속 검출 시스템을 교정하는 방법 및 기생 금속 검출 시스템에 대한 교정 데이터를 수집하는 방법
US9536656B2 (en) * 2012-05-21 2017-01-03 Texas Instruments Incorporated Systems and methods of reduction of parasitic losses in a wireless power system
KR102074475B1 (ko) * 2012-07-10 2020-02-06 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법
US9768643B2 (en) * 2012-11-02 2017-09-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wireless power transmission system capable of continuing power transmission while suppressing heatup of foreign objects
KR102051682B1 (ko) * 2013-03-15 2019-12-03 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법
JP6471965B2 (ja) * 2014-05-27 2019-02-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送電装置および無線電力伝送システム
US10608477B2 (en) * 2015-01-19 2020-03-31 Ihi Corporation Power transmission system, foreign object detection device, and coil device
US10181759B2 (en) * 2016-09-14 2019-01-15 Qualcomm Incorporated Dynamic mutual sensing foreign object detection loops
WO2018105915A1 (ko) 2016-12-06 2018-06-14 엘지이노텍(주) 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치
KR102605047B1 (ko) * 2016-12-08 2023-11-24 엘지이노텍 주식회사 무선 충전을 위한 이물질 검출 방법 및 그를 위한 장치
US10476307B2 (en) * 2017-03-13 2019-11-12 Dell Products, Lp Wireless power system with foreign object detection and method therefor
EP4047787A1 (en) * 2017-04-21 2022-08-24 MediaTek Inc. Detecting foreign objects in wireless power transfer systems
JP7233424B2 (ja) 2017-11-02 2023-03-06 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 無線充電方法およびそのための装置
KR102625423B1 (ko) 2018-01-15 2024-01-16 삼성전자 주식회사 무선 충전 중단 사유 전송 방법 및 이를 사용하는 전자 장치
WO2019203420A1 (ko) * 2018-04-18 2019-10-24 엘지전자 주식회사 무선전력 전송 시스템에서 이물질 검출을 수행하는 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023106778A1 (ko) * 2021-12-07 2023-06-15 삼성전자 주식회사 이물질 감지 방법 및 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021141273A1 (en) 2021-07-15
US20210210983A1 (en) 2021-07-08
CN114930681A (zh) 2022-08-19
EP4046257A4 (en) 2022-11-30
EP4046257A1 (en) 2022-08-24
US11309742B2 (en) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3512071B1 (en) Electronic device and method for transmission of reason wireless charging is stopping
KR102098006B1 (ko) 외부 객체를 감지하여 무선 전송 전력을 제어하는 방법 및 이를 구현한 전자 장치
KR20200101228A (ko) 외부 장치를 무선 충전하기 위한 전자 장치
CN113475051B (zh) 用于根据无线电力共享提供用户界面的装置和方法
EP3700098B1 (en) Wireless charging transmitter and wireless power transfer method
EP3413426A1 (en) Hub
EP3700059A1 (en) Electronic device and method for wirelessly transmitting power based on foreign object detection in the electronic device
KR102648609B1 (ko) 무선 충전을 제어하는 전자 장치 및 그의 제어 방법
US11404864B2 (en) Wireless power receiving device and control method thereof
KR20210119661A (ko) 무선 충전 장치 및 방법
KR20210089529A (ko) 무선 충전 중에 이물질을 검출하는 무선 충전 방법 및 시스템
US11862990B2 (en) Wireless charging device and method for charging electronic device using the same
KR20200041446A (ko) 무선 전력 전송을 위한 방법 및 그 전자 장치
KR20200048975A (ko) 복수의 부분들의 배터리를 충전하는 전자 장치
KR20210101718A (ko) 무선 충전 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
KR20210128607A (ko) 전자 장치 및 상기 전자 장치의 충전 상태 정보를 제공하는 방법
KR20210014906A (ko) 무선 전송 전력을 제어하는 방법 및 이를 구현한 전자 장치
KR20210101705A (ko) 무선 충전 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
KR102653440B1 (ko) 무선 전력 송신 및 수신 장치 및 그 전력 조정 방법
US11456625B2 (en) Power transmission device and method for detecting metal substance
KR102659965B1 (ko) 전자 장치 및 그의 주파수 간섭 제어 방법
EP4246761A1 (en) Electronic device for suppressing heating
EP4274059A1 (en) Electronic device and method for controlling heat in electronic device
KR20210089906A (ko) 무선 전력 공유 기능을 빠르게 실행하는 전자 장치 및 그 방법
KR20200069829A (ko) 무선 전력 송신 및 수신 장치 및 그 전력 조정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination