KR20210113085A

KR20210113085A - 멀티-코일 무선 전력 송신기

Info

Publication number: KR20210113085A
Application number: KR1020210029260A
Authority: KR
Inventors: 니콜라우스 스미쓰
Original assignee: 르네사스 일렉트로닉스 아메리카 인크.
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2021-09-15
Also published as: US20210281118A1; US11228210B2; CN113364152A

Abstract

일부 실시예들에 따른 전력을 송신하는 시스템 및 방법은 수신기의 위치를 찾기 위해 복수의 송신 코일 각각을 순차적으로 핑잉하는 단계; 상기 수신기의 위치에 기초하여 상기 복수의 송신 코일로부터 하나 이상의 활성 코일을 결정하는 단계; 상기 하나 이상의 활성 코일을 풀-브리지 모드에서 활성화시켜 상기 수신기에 전력을 전송하는 단계; 상기 하나 이상의 활성 코일에 기초하여 베이스 효율을 결정하는 단계; 상기 복수의 송신 코일 중 비활성 코일들을 모니터링하는 단계; 상기 모니터링에 기초하여 상기 수신기가 이동했는지를 결정하는 단계; 상기 수신기가 새로운 위치로 이동했다면, 상기 새로운 위치에 따라 2차 코일들을 결정하고 새로운 활성 코일 구성으로부터 전력을 제공하도록 전력을 전이시키는 단계를 포함한다.

Description

멀티-코일 무선 전력 송신기{MULTI-COIL WIRELESS POWER TRANSMITTER}

본 발명의 실시예들은 전력의 무선 송신에 관한 것으로, 특히, 무선 전력 수신기의 존재 시에 멀티-코일 무선 전력 송신기를 동작시키는 것에 관한 것이다.

모바일 디바이스들, 예를 들어, 스마트 폰들, 태블릿들, 웨어러블들 및 다른 디바이스들은 점점 더 무선 전력 충전 시스템들을 사용하고 있다. 일반적으로, 무선 전력 전송은 송신 코일을 구동하는 송신기 및 송신 코일에 근접하여 배치된 수신기 코일을 갖는 수신기를 포함한다. 수신기 코일은 송신 코일에 의해 생성된 무선 전력을 수신하고 그 수신된 전력을 사용하여 부하를 구동하는데, 예를 들어 배터리 충전기에 전력을 제공한다.

전력의 무선 전송을 위해 현재 사용되고 있는 다수의 상이한 표준이 있다. 전력의 무선 송신을 위한 가장 일반적인 표준은 무선 전력 컨소시엄(Wireless Power Consortium) 표준인, Qi 표준이다. 무선 전력 컨소시엄, Qi 사양 하에서, 수신기 코일 회로를 통해 결합되는 단일 디바이스를 충전하기 위해 자기 유도 결합 시스템이 이용된다. Qi 표준에서, 수신 디바이스 코일은 송신 코일과 매우 근접하여 배치되는 한편, 대체 또는 수정된 표준들은 수신 디바이스 코일이 잠재적으로 다른 충전 디바이스들에 속하는 다른 수신 코일들과 함께 송신 코일 근처에 배치되는 것을 허용할 수 있다.

전형적으로, 무선 전력 시스템은 시변 자기장(time-varying magnetic field)을 생성하도록 구동되는 송신기 코일 및 시변 자기장에서 송신되는 전력을 수신하기 위해 송신기 코일에 대해 위치되는, 셀 폰, PDA, 컴퓨터, 또는 다른 디바이스와 같은 디바이스의 일부일 수 있는 수신기 코일을 포함한다.

일부 무선 전력 송신기들은 더 큰 충전 영역들을 생성하기 위해 소정 영역에 배열될 수 있는 다수의 송신 코일을 포함한다. 수신기가 송신기에 가까워짐에 따라, 특정 송신 코일들은 수신기의 근접을 더 가까운 또는 더 먼 것으로 감지 및 검출할 수 있고, 송신기 코일들의 선택은 프로그래밍에 의해 활성화 및 선택될 수 있다. 그러나, 무선 전력 송신 동안 수신기가 이동되면, 무선 전력 송신기는 효율을 잃을 것이다.

따라서, 활성화시킬 무선 전력 송신기들을 감지 및 선택하기 위한 개선된 방법들을 개발할 필요가 있다.

일부 실시예들에 따르면, 복수의 송신 코일을 갖는 무선 전력 송신기는 상기 복수의 송신 코일 위에 수신기가 위치하는 것에 따라 상기 수신기에 전력을 효율적으로 제공한다. 일부 실시예들에 따르면, 무선 전력 송신기는 복수의 코일; 상기 복수의 코일에 결합된 스위칭 네트워크 - 상기 스위칭 네트워크는 하나 이상의 전력 신호를 수신하고, 스위칭 신호들에 따라 상기 하나 이상의 전력 신호를 상기 복수의 코일 중 하나 이상에 인가함 -; 전력 제어 신호들에 따라 상기 하나 이상의 전력 신호를 상기 스위칭 네트워크에 제공하도록 구성된 전원; 상기 복수의 코일 각각으로부터 신호들을 수신하고 감지 신호들을 제공하도록 구성된 신호 센서; 및 상기 스위칭 네트워크에 스위칭 신호들을 제공하고, 상기 전원에 전력 제어 신호들을 제공하고, 상기 신호 센서들로부터 감지 신호들을 수신하도록 구성된 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 감지 신호들에 기초하여 상기 복수의 코일에 대한 수신기의 위치를 결정하고, 상기 위치에 기초하여 상기 복수의 코일 중 하나 이상을 활성 코일들로서 선택하고, 상기 전원에 전력 제어 신호들을 제공하고, 상기 스위칭 네트워크에 스위칭 신호들을 제공하여 상기 하나 이상의 전력 신호로부터의 전력을 활성 코일들에 제공하고, 상기 감지 신호들을 모니터링하여 상기 수신기가 새로운 위치로 이동했는지를 결정하기 위한 명령어들을 실행하도록 구성된다. 상기 수신기가 새로운 위치로 이동했다면, 상기 새로운 위치에 따라 활성 코일들을 재할당하고, 재할당된 활성 코일들로부터 전력을 제공하도록 상기 스위칭 네트워크에서 전력을 전이시킨다.

일부 실시예들에 따른 전력을 송신하는 방법은 수신기의 위치를 찾기 위해 복수의 송신 코일 각각을 순차적으로 핑잉(pinging)하는 단계; 상기 수신기의 위치에 기초하여 상기 복수의 송신 코일로부터 하나 이상의 활성 코일을 결정하는 단계; 상기 하나 이상의 활성 코일을 풀-브리지 모드에서 활성화시켜 상기 수신기에 전력을 전송하는 단계; 상기 하나 이상의 활성 코일에 기초하여 베이스 효율을 결정하는 단계; 상기 복수의 송신 코일 중 비활성 코일들을 모니터링하는 단계; 상기 모니터링에 기초하여 상기 수신기가 이동했는지를 결정하는 단계; 상기 수신기가 새로운 위치로 이동했다면, 상기 새로운 위치에 따라 2차 코일들을 결정하고 새로운 활성 코일 구성으로부터 전력을 제공하도록 전력을 전이시키는 단계를 포함한다.

이들 및 다른 실시예들이 하기의 도면들과 관련하여 아래에서 논의된다.

도 1은 무선 전력 송신 시스템을 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티-코일 무선 송신기를 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b에 예시된 예시적인 멀티-코일 무선 송신기의 추가 상세들을 예시한다.
도 4는 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같은 멀티-코일 무선 송신기의 동작을 예시한다.
이들 도면은 아래에 더 논의된다.

하기의 설명에서는, 본 발명의 일부 실시예들을 설명하는 특정 상세들이 제시된다. 그러나, 일부 실시예들은 이들 특정 상세들의 일부 또는 전부가 없이도 실시될 수 있다는 것이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 특정 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 본 명세서에서 구체적으로 설명되어 있지 않음에도 불구하고, 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 있는 다른 요소들을 인식할 수 있다.

이 설명은 본 발명의 양태들을 예시하고 실시예들은 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다 -- 청구항들은 보호된 발명을 정의한다. 이 설명 및 청구항들의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 일부 예들에서, 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 구조들 및 기법들은 상세히 도시되거나 설명되지 않았다.

도 1은 예시적인 무선 전력 송신 시스템(100)을 예시한다. 도 1에 예시된 바와 같이, 무선 송신기(102)가 코일(106)에 결합되고 무선 수신기(104)가 코일(108)에 결합된다. 코일(106)은 무선 송신기(102)에 의해 구동되어 시변 자기장을 생성하고, 시변 자기장은 차례로 코일(108)에 전류를 유도한다. 코일(108)은 무선 디바이스(102)로부터 시변 자기장을 통해 송신된 전력을 수신할 수 있는 무선 수신기(104)에 결합된다.

무선 수신기(104)는 무선 전력 기능들을 갖는 임의의 디바이스일 수 있다. 많은 폰들, 랩톱들, 태블릿들, 및 다른 디바이스들은 무선 전력 기능을 포함한다. 많은 경우들에서, 이들 디바이스는 무선 전력을 수신 및 송신 둘 다 할 수 있다. 일부 예들에서, 무선 송신기(102)는 고정 무선 전력 충전기일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 복수의 송신 코일을 갖는 무선 전력 송신기를 포함한다. 송신 코일들은 무선 전력 수신기가 배치될 수 있는 영역을 커버하도록 공간적으로 분리된다. 그러한 디바이스들은, 예를 들어, 무선 전력 송신 패드들, 또는 공간적으로 분리된 송신 코일들의 어레이를 포함하는 다른 그러한 디바이스들을 포함한다.

일반적으로, 수신기는 무선 전력의 송신을 위해 송신 코일들 중 하나와 연결한다. 멀티-코일 설계들에서는, 수신기가 송신 코일에 연결하고, 전력의 송신 동안, 송신 코일들 중 다른 송신 코일에 근접하도록 이동되거나, 송신 코일들 중 2개 사이에 배치되도록 이동될 때, 무선 전력의 효율은 거리로 인해 낮아지는 문제점이 있다. 일부 경우들에서, 결국 수신기는 활성 코일로부터 연결을 끊고 더 가까운 다음 코일에 재연결할 것이다. 그러나, 전이는 종종 비효율적이다. 이들 배열의 다른 결과는 제1 송신 코일과 제2 송신 코일 사이에 이동하기 전에 송신 코일들 각각에 대한 신호 강도 패킷을 핑잉하고 체크하는 것에 의해 최적 코일을 찾을 필요성으로 인해 활성 송신 코일로의 초기 연결이 더 오래 걸릴 수 있다는 것이다. 세 번째 영향은 송신 코일들 간의 다크-존(dark-zone)들의 존재이다. 다크-존들은 수신기가 송신 코일들 간의 크로스-오버 지점들 근처의 낮은 활성 영역들과 코일들 간의 연결에 어려움이 있는 영역들을 지칭한다.

도 2a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티-코일 무선 송신기(200)를 예시한다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 송신기 코일들(206-1 내지 206-N)의 어레이는 스위칭 네트워크(210)에 결합된다. 스위칭 네트워크(210)는 수신된 스위칭 제어 신호들에 따라 송신기 코일들(206-1 내지 206-N) 중 선택된 송신기 코일들을 구동하는 전력을 수신하도록 결합된다. 스위칭 네트워크(210)는 스위칭 제어 신호들에 따라 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나 또는 다수의 코일에 전력을 지향시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 가장 가까운 이웃 코일들(206-1 내지 206-N)은, 예를 들어, 전류가 코일들을 통해 반대 방향들로 흐르도록 배열하는 것에 의해, 또는 코일들을 반대 방향들로 감는 것에 의해, 반대 방향들로 자기장들을 생성하도록 배열될 수 있고, 이는 또한 무선 전력 전송의 효율을 증가시킬 수 있다.

도 2a에 예시된 바와 같이, 전원(202)에 의해 전력이 제공된다. 전원(202)은 입력 전압 Vin을 수신하고 정류기 또는 인버터(214)에 전압을 제공하는 전력 변환기(212)를 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 정류기 또는 인버터(214)는 효율을 최대화하기 위해 필요에 따라 동시에 하나 이상의 송신기 코일에 전력을 공급하는 스위칭 네트워크(210)에 하나 또는 2개의 전력 신호를 제공하기 위해 하프-브리지 모드 또는 풀-브리지 모드에서 동작될 수 있다. 전력 변환기(212)로의 입력 전압 Vin은 무선 전력 송신기(200)를 구동하기에 충분한 임의의 전원, 예를 들어 110 VAC 또는 DC 전압으로부터 유래할 수 있다.

도 2a에 더 예시된 바와 같이, 전원(202)은 전력 신호들을 변조 또는 복조하는 것에 의해 수신기 디바이스와 통신할 수 있는 디바이스 통신(216)을 추가로 포함할 수 있다. 일부 시스템들에서, 디바이스 통신(216)은 전력 신호들의 주파수를 변조하는 것에 의해 수신기 디바이스에 데이터를 송신할 수 있는 반면, 대응하는 수신기 디바이스는 수신된 무선 전력 신호 상에 부하를 변조하는 것에 의해 데이터를 송신할 수 있다.

스위칭 네트워크(210) 및 전력 변환기(212)는 제어기(204)에 결합된다. 제어기(204)는 전원(202)으로부터 스위칭 네트워크(210)로의 전력 신호들의 출력 전력 레벨들 및 주파수를 결정하는 제어 신호들을 제공하고, 정류기(214)를 풀-브리지 동작과 하프-브리지 동작 간에 스위칭하고, 코일들(206-1 내지 206-N) 중 어느 것이 전원(202)으로부터 전력 신호들을 수신하도록 결합되는지를 결정한다. 통신 신호들을 복조하기 위해 사용되는 동일한 회로들이 또한 착신되는 유도 전압을 감지하는 것에 의해 자기장 강도를 검출할 수 있고 따라서 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

제어기(204)는 본 개시내용에서 논의된 프로세스들을 수행할 수 있는 임의의 회로 또는 회로들의 세트일 수 있다. 그에 따라, 일부 실시예들에서 제어기(204)는 메모리(222)에 결합된 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 프로세서(220)는 임의의 프로세서, 예를 들어, 마이크로컴퓨터, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 또는 다른 처리 회로일 수 있다. 메모리(222)는 프로세서(220)가 메모리(222)에 저장된 명령어들을 실행하고 메모리(222)에 데이터를 저장 및 검색할 수 있도록 휘발성 및 비-휘발성 메모리의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(220)는 프로세서(220)가 스위칭 네트워크(210)와 통신할 수 있게 하는 인터페이스(228)에 더 결합된다. 프로세서(220)는 프로세서(220)가 전력 변환기(202)와 통신할 수 있게 하는 인터페이스(226)에 더 결합된다. 프로세서(220)는 프로세서(220)가 신호 센서(208)와 통신할 수 있게 하는 인터페이스(230)에 더 결합된다. 또한, 사용자 인터페이스(224)가 프로세서(220)에 결합될 수 있다. 사용자 인터페이스(224)는, 사용자 입력 및 디스플레이 디바이스로의 직접 연결뿐만 아니라 송신기(200)에 근접하게 된 무선 디바이스로의 무선 통신(예를 들어, 블루투스 또는 다른 무선 표준)을 포함하여, 송신기(200)의 사용자와의 통신을 제공할 수 있다.

도 2a에 예시된 바와 같이, 제어기(204)는 신호 센서(208)에 결합되어 코일들(206-1 내지 206-N)로부터 신호를 수신한다. 특히, 코일들(206-1 내지 206-N) 각각으로부터의 신호 Vsns(1) 내지 Vsns(N)는 아날로그 회로(240)로 수신될 수 있다. 아날로그 회로(240)는 아날로그-디지털 변환기(242)에서 신호들이 디지털화되기 전에 아날로그 필터링 및 증폭을 제공할 수 있다. 디지털화된 Vsns(1) 내지 Vsns(N)의 신호들은 신호 센서(208)의 인터페이스(244)에 결합된 제어기(204)의 인터페이스(230)를 통해 제어기(204)에 의해 판독된다. 일부 실시예들에서, 신호 센서(208)는 코일들(206-1 내지 206-N) 중 비활성 코일들(즉, 코일들(206-1 내지 206-N) 중 스위칭 네트워크(210)에 의해 전력을 수신하도록 스위칭되지 않은 것들)로부터 신호를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 신호 센서(208)는 디바이스 통신(216)에 통합된 복조 필터의 일부일 수 있다.

도 2b는 코일들(206-1 내지 206-N)의 평면도를 예시한다. 도 2b에 예시된 바와 같이, 코일들(206)(집합적으로 206-1 내지 206-N)은 패드(250) 내에 배열될 수 있다. 예시된 바와 같이, 가장 가까운 이웃 코일들(206)은 전류들을 반전시키는 것에 의해 또는 인접한 코일들이 반대로 감기는 것에 의해 반대 방향의 필드들을 생성하도록 배열될 수 있다. 도 2b에 더 예시된 바와 같이, 수신기 코일(108)이 패드(250) 위에 위치되어 코일들(206) 중 하나 이상의 코일에 의해 활성화될 수 있게 된다.

도 2a 및 도 2b에 더 예시된 바와 같이, 무선 수신 디바이스(104)의 수신 코일(108)이 코일들(206-1 내지 206-N) 위에 배치된다. 제어기(204)는 디지털화된 감지 신호들 Vsns(1) 내지 Vsns(N)를 수신하고, 위에 논의된 바와 같이 복조 필터의 Vsns 검출기일 수 있는 신호 센서(208) 내의 비활성 코일들로부터 수집된 정보를 이용하여, 활성 코일(들)에 인접한 코일들에 의해 픽업된 전압을 감지하고 미사용 코일들로부터의 감지된 전압에 기초하여 수신기 코일(108)이 위치하는 곳을 결정할 수 있다. Vsns 전압이 비활성 코일 상에서 증가하는 것으로 관찰될 때, 이는 수신 코일(108)이 미사용 코일에 접근하고 있음을 나타낸다. 코일들 사이에 연결이 이동되기 전에 이것이 감지되면, 그 물체는 코일들 사이에 위치될 수 있다. 이 정보를 이용하여 그리고 TX 코일을 반대 방향으로 감는 것에 의해, 또는 전류를 반대 방향들로 흐르도록 구동하는 것에 의해, 자기장들이 합산되게 될 수 있고 코일들 간의 더 깔끔한 더 효율적인 핸드오프가 이루어질 수 있다. 또한, 시스템이 연결을 끊고 충전을 중단시키지 않고 최적의 효율이 보존될 수 있다.

몇몇 경우들이 제시될 수 있다. 제1 경우, 수신기 코일(108)이 코일들(206) 중 제1 코일, 즉 활성 코일(206-i) 상에 배치되고, 그 후 충전 동안 코일들(206) 중 제2 코일, 즉 제2 코일(206-j)로 이동된다. 일반적으로, 코일들(206-i 및 206-j)은 인접한 또는 가장 가까운 이웃 코일들이다. 센서 전압 Vsns를 모니터링하는 것에 의해 움직임이 검출됨에 따라, 제어기(204)는 활성 코일(206-i)을 하프-브리지 모드에서 동작하도록 스위칭하고 인접한 제2 코일(206-j)을 하프-브리지 모드에서 활성화시킬 것이다. 결과적인 2개의 자기장은 수신 코일(108)에서 동상(in phase)이고 따라서 합산될 것이고 따라서 수신 디바이스는 일정한 전력을 유지한다. 그 후 송신기(200)는 각각이 하프-브리지 모드에서 동작하는 2개의 코일을 이용하여 충전한다. 일부 실시예들에서, 제어기(204)는 수신된 전력 패킷(RPP)에서의 수신기 전력(무선 수신기(104)에 의해 보고됨) 및 전력 변환기(202)로부터의 송신된 전력을 수신할 수 있다. RPP는 디바이스 통신(216)을 통해 무선 전력 수신기(104)로부터 수신된다. 그 후 제어기(204)는 효율(수신된 전력/DC 입력 전력)을 결정할 수 있고, 효율이 이전 모드보다 작다면(풀-브리지 모드에서 동작하는 원래의 활성 코일(206-i)), 제어기(204)는 제2 코일(코일(206-j)) 상에서 풀-브리지 모드로 스위칭하여, 제2 코일을 활성 코일로 변환하고, 다시 효율을 체크할 수 있다. 효율이 여전히 더 낮다면, 제어기(204)는 하프-브리지에서 각각 동작하는 2개의 코일을 통해 다시 핸드오프하고 풀-브리지 모드에서 동작하는 원래의 활성 코일(코일(206-i))로 다시 핸드오프할 것이다. 임의의 효율 체크가 개선을 나타낸다면, 지시된 활성 코일이 사용될 것이고, 그렇지 않으면 코일들의 최고 효율 구성이 사용될 수 있다.

제2 경우, 제어기(204)는 신호 강도들 Vsns(1) 내지 Vsns(N)로부터 수신 코일(108)이 활성 코일과 이웃 코일 간의 중간에 있다고 결정한다. 그 경우, 제어기(204)는 둘 다의 코일을, 각각 하프-브리지 모드에서 또는 둘 다 풀-브리지 모드에서, 활성화시켜 충전할 수 있고 최적의 효율이 발견되고 사용된다.

제3 경우, 수신 코일(108)은 어느 하나의 코일이 단독으로 도달하기에는 너무 멀리 보통은 빈 구역에 위치한다. 그 경우, 2개의 코일이 풀-브리지 모드에서 활성화되어 자기장을 증가시키고 수신 코일(108)에 도달하여 더 큰 유효 활성 영역을 허용할 수 있다.

위에 논의된 바와 같이, 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나 이상은 풀-브리지(FB) 모드, 하프-브리지(HB) 모드에서, 또는 감지 전용 모드로서 동작될 수 있다. 동작 모드들의 임의의 조합이 송신 코일들(206) 간의 영역들에서 효율을 최적화하고 연결 끊김을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 시스템 내의 각각의 코일로부터의 픽업 전압을 감지하기 위해 각각의 코일로부터, 예를 들어, 디바이스 통신으로부터의 복조 신호를 이용하여, 모니터링된 코일 신호들 Vsns(1) 내지 Vsns(N)에 응답하여 동시에 다수의 코일을 스위칭한다. 본 발명의 실시예들은 하나보다 많은 송신 코일을 갖는 임의의 시스템에 적용될 수 있다.

도 3a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 전원(202)의 예를 예시한다. 도 3a에 그리고 위의 도 2a에 예시된 바와 같이, 전원(202)은 정류기(214) 및 디바이스 통신 블록(216)에 전력을 제공하도록 결합된 전력 변환기(212)를 포함한다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 전력 변환기(212)는 입력 전압 Vin을 수신하고 제어기(204)로부터 수신되는 제어 신호들에 따라 정류기(214)에 전압 Vr을 제공한다. 제어 신호들은 전력 레벨 제어 신호들, 중심 주파수 제어 신호들, 하프-브리지/풀-브리지 신호들, 및 디바이스 통신 신호들을 포함할 수 있다. 전원(202)은 전력 피드백 신호들, 디바이스 통신 신호들, 및 다른 신호들을 제어기(204)에 제공할 수 있다.

정류기(214)는 전압 Vr과 접지 사이에 직렬 결합된 트랜지스터들(304 및 308)을 포함한다. 유사하게, 트랜지스터들(306 및 310)은 또한 Vr과 접지 사이에 직렬로 결합된다. 트랜지스터들(304 및 308) 간의 노드 PA는 정류기(214)로부터의 제1 전력 출력 신호를 제공하는 반면, 트랜지스터들(306 및 310) 간의 노드 PB는 정류기(214)로부터의 제2 전력 출력을 제공한다. 트랜지스터들(304, 306, 308, 및 310)은 각각 게이트 전압들 GA, GC, GB, 및 GD에 의해 제어된다. 결과적으로, 정류기(214)는 게이트 전압들 GA, GD와 게이트 전압들 GC, GB를 교대로 결합하는 것에 의해 풀-브리지 모드에서 동작될 수 있다. 전력 출력은 PA와 PB 사이에서 표현된다. 트랜지스터들(304 및 308) 또는 트랜지스터들(306 및 310)을 갖는 트랜지스터 쌍들은 하프-브리지 모드에서 동작될 수 있다. 트랜지스터들(304 및 308)은 트랜지스터(304)와 트랜지스터(308)를 교대로 활성화하는 것에 의해 하프-브리지 모드에서 동작되고, PA와 접지(GND) 사이에 제공된 출력 전압을 갖는다. 유사하게, 트랜지스터들(306 및 310)은 트랜지스터(306)와 트랜지스터(310)를 교대로 활성화하는 것에 의해 하프-브리지 모드에서 동작되고, PB와 접지(GND) 사이에 제공된 출력 전압을 갖는다. 정류기(214)는 PA 내지 GND 및 PB 내지 GND에서 출력들을 갖는 2개의 하프-브리지 동작 정류기들을 제공하도록 동작될 수 있다.

트랜지스터들(304, 308, 306 및 310) 각각에 대한 게이트 전압들 GA, GB, GC, 및 GD는 제어기(302)에 의해 제공된다. 제어기(302)는 여기에 논의된 기능들을 수행하기에 충분한 프로세서 및 휘발성 및 비-휘발성 둘 다의 메모리를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(302)는 도 2a에 예시된 바와 같이 제어기(204)와 함께 포함될 수 있다.

도 3a에 예시된 바와 같이, 제어기(302)는 제어기(204)로부터의 제어 신호들 및 하프-브리지/풀-브리지 신호 HB/FB에 응답하여 게이트 전압들을 제공한다. 제어 신호들은 주파수를 제어하고 무선 전력의 송신을 활성화 또는 비활성화시키기 위한 신호들을 포함한다. 제어기(302)는 제어 신호들에 의해 결정된 주파수에서 하프-브리지 모드에서 또는 풀 브리지 모드에서 정류기(214)를 구동하기 위한 게이트 전압들 GA, GB, GC, 및 GD를 생성한다. 일부 실시예들에서, 제어기(302)는 전압들 PA 및 PB를 모니터링하는 것에 의해 효율들을 최대화하도록 동작 주파수를 조정할 수 있다. 게다가, 제어기(302)는 입력 신호 Freq. Con.에 따라 변조된 주파수에서 무선 전력을 생성하기 위해 게이트 전압들 GA, GB, GC, 및 GD를 조정하고 정류기 또는 인버터를 구동하기 위해 사용되는 하프 또는 풀-브리지 전압을 조정할 수 있다. Freq. Con. 신호는 디바이스 통신 블록(216)에 의해 생성된다.

도 3a에 더 예시된 바와 같이, 디바이스 통신 블록(216)은 제어기(204)와 통신하여 무선 전력 수신기들로 송신될 데이터, 무선 전력 수신기들로부터 수신된 데이터, 및 다른 데이터를 교환한다. 디바이스 통신은 제어기(324)를 포함할 수 있다. 제어기(324)는 임의의 제어기 디바이스일 수 있고 그 자체가 여기에 논의된 기능들을 수행하기에 충분한 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(324)는 제어기(204)에 포함될 수 있다.

제어기(324)는 주파수 변조 블록(320)에 결합된다. 주파수 변조 블록(320)은 무선 전력과 함께 송신될 데이터를 변조하고 그것은 주파수 변조를 반영하는 주파수 제어 신호들 Freq. Con.을 제공한다. 제어기(326)는 전압들 PA 및 PB를 수신하고 그 전압들 상의 진폭 변조를 복조하는 진폭 복조(322)에 더 결합된다. 위에 논의된 바와 같이, 진폭 변조는 무선 전력 수신기에서의 부하 변조의 결과이다. 그 후 무선 수신기에 의해 송신된 복조된 디지털 데이터는 제어기(204)로 송신된다.

도 3b는 스위칭 네트워크(210)의 예를 예시한다. 도 3b에 예시된 바와 같이, 스위칭 네트워크는 전원(202)으로부터의 전력 신호들 및 제어기(204)로부터의 스위치 제어 신호들을 수신한다. 스위치 제어 신호들에 기초하여, 스위칭 네트워크(210)는 전력 신호들을 송신기 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나 이상으로 스위칭한다. 특히, 송신 코일(206-k)에 가장 가까운 이웃 예시적인 송신 코일(206-(k+1)) 뿐만 아니라 임의의 송신 코일들(206-k 및 206-l)의 스위칭이 예시되어 있다.

도 3b에 예시된 바와 같이, 스위치들(352-k)(스위치 S1)은 전압들 PA, PB, GND, 또는 NC 중 하나를 송신 코일(206-k)의 제1 측에 결합시키는 반면 스위치(354-k)(스위치 S2)는 PB 또는 GND 중 하나를 송신 코일(206-k)의 제2 측에 결합시킨다. NC는 연결 없음이거나, 일부 실시예들에서는, 접지에 대한 저항성 연결이다. 송신 코일(206-k)에 결합된 스위치 S1(352-k)은 신호 S1(k)에 의해 제어되는 반면 송신 코일(206-k)에 결합된 스위치 S2(354-k)는 신호 S2(k)에 의해 제어된다. 유사하게, 송신 코일(206-l)은 전압 PA, PB, GND, 또는 NC 중 하나를 송신 코일(206-l)의 제1 측에 결합하기 위해 신호 S1(l)에 의해 구동되는 스위치 S1(352-l)에 결합되고 전압 PB 또는 GND 중 하나를 송신 코일(206-l)의 제2 측에 결합하기 위해 신호 S2(l)에 의해 구동되는 스위치 S2(354-l)에 결합된다. 송신 코일들(206-k 및 206-l)은 동일한 방식으로 코일링되고 결과적으로 그것들을 통해 전류가 동일한 방향으로 구동된다.

위에 논의된 바와 같이, 가장 가까운 이웃 송신 코일들(206)은 반대 방향들로 그것들을 통해 전류를 구동하는 것 또는 반대 방향들로 그것들을 감는 것에 의해 반대 방향들로 자기장들을 제공하도록 배열된다. 도 3b는 전류가 반대 방향들로 구동되는 예를 예시한다. 송신 코일(206-(k+1))은 송신 코일(206-k)에 가장 가까운 이웃 송신 코일이다. 예시된 바와 같이, 스위치 S2(354-(k+1))가 송신 코일(206-(k+1))의 제1 측에 결합되는 반면 스위치 S1(352-(k+1))가 송신 코일(206-(k+1))의 제2 측에 결합되도록 스위치들 S2 및 S1이 스위칭되어, 송신 코일(206-(k+1))이 활성화될 때, 송신 코일(206-k)의 방향과 반대 방향으로 전류가 구동되게 된다. 예시된 바와 같이, 스위치 S2(354-(k+1))는 신호 S2(k+1)에 응답하여 PB 또는 GND를 송신 코일(206-(k+1))의 제1 측에 결합하는 반면 스위치 S1(352-(k+1))는 신호 S1(k+1)에 응답하여 PA, PB, GND, 또는 NC를 송신 코일(206-(k+1))의 제2 측에 결합한다. 송신 코일(206-(k+1))이 송신 코일(206-k)에 반대로 감기면, 송신 코일(206-(k+1))에 결합된 스위치들 S1 및 S2는 송신 코일(206-k)로 도시된 것과 동일하게 배향될 것이다.

스위치 신호들 S1(1) 내지 S1(N) 및 S2(1) 내지 S2(N)는 스위치 제어 신호들에 응답하여 제어기(356)에 의해 생성된다. 일부 실시예들에서, 제어기(356)는 제어기(204)에 포함될 수 있다. 제어기(356)는 여기에 설명된 기능들을 수행하기에 충분한 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.

도 3b에 예시된 바와 같이, 스위치 제어 신호는 활성 신호, 2차 신호, 및 하프-브리지/풀-브리지 신호(HB/FB)를 포함한다. 활성 신호는 하나 이상의 활성 송신기 코일을 식별한다. 2차 신호는 활성화시킬 하나 이상의 2차 송신기 코일을 포함한다. HB/FB 신호는 정류기(202)가 하프-브리지 모드에서 동작하는지 또는 풀-브리지 모드에서 동작하는지를 나타낸다. 일부 실시예들에서, 활성 또는 2차로서 동작되는 랜덤 송신기 코일(206-k)에 대한 스위치들 S1 및 S2(스위치(352-k 및 354-k))는 하기의 표에 제공된다:

일부 실시예들에서, 송신기 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나보다 많은 송신기 코일은 활성 코일로서 식별될 수 있다. 또한, 송신기 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나보다 많은 송신기 코일은 2차 코일로서 식별될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티-코일 송신기(200)를 제어하기 위해 제어기(204)에서 실행될 수 있는 알고리즘(400)을 예시한다. 도 4에 예시된 바와 같이, 알고리즘(400)은 단계 402에서 개시된다. 단계 402에서, 제1 송신기 코일(206-1)은 활성 코일로서 설정될 수 있다. 그 후 알고리즘(400)은 수신기 코일(108)의 존재를 검출하기 위해 활성 코일이 핑잉되는 단계 404로 진행한다. 단계 406에서, 활성 코일로부터의 신호 강도가 기록되고, 단계 408에서, 비활성 코일들로부터 기록된 신호 강도들이 기록된다. 단계 410에서, 알고리즘(400)은 송신기 코일들(206-1 내지 206-N) 모두가 활성 코일로서 조사되었는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 단계 412에서 활성 코일이 증분되고 단계들 404-408이 반복된다.

단계 410에서, 송신 코일들(206-1 내지 206-N) 모두가 조사되었다면, 알고리즘은 단계 414로 진행한다. 단계 414에서, 알고리즘(400)은 유효 수신기가 존재하는지를 결정한다. 일부 실시예들에서, 유효 수신기는 핑에 응답하기 때문에 식별될 수 있다. 유효 수신기가 식별되지 않으면, 알고리즘은 단계 402로 복귀한다. 일부 실시예들에서, 알고리즘(400)은 단계 402를 재시작하기 전에 지연을 포함할 수 있다.

단계 414에서 유효 수신기가 식별되면, 알고리즘(414)은 단계 416으로 진행한다. 단계 416에서, 알고리즘(400)은 하나 이상의 활성 코일을 결정한다. 식별된 활성 코일은 가장 큰 기록된 신호 강도를 갖는 코일로서 식별될 수 있다. 일부 경우들에서, 송신 코일들(206) 중 거의 동일한 신호 강도를 갖는 2개의 인접한 송신 코일이 존재할 수 있다. 그 경우, 둘 다는 활성 코일들로서 식별될 수 있다. 수신기 코일(108)의 위치가 다크 영역 부근에 있는 경우에는, 수신기 코일(108) 부근의 하나보다 많은 코일들은 활성 코일들로서 식별될 수 있다. 단계 418에서, 제어기(204)는 활성 코일들을 식별하기 위해 스위칭 신호들을 제공하고 풀-브리지 모드에서 전원(202)을 활성화시킨다.

활성 코일들이 할당되고 활성화되면, 알고리즘(400)은 단계 419에서 베이스 효율을 측정한다. 위에 논의된 바와 같이, 수신된 전력 패킷(RPP)은 송신기에서 수신기로부터 수신될 수 있다. 송신기가 송신된 전력을 알고 있기 때문에, 효율은 RPP로부터의 수신된 전력 대 전원(202) 내의 DC 전력의 비율로서 계산될 수 있다. 그 후 알고리즘(400)은 단계 420으로 진행한다.

단계 420에서, 비활성 코일들(206-1 내지 206-N) 각각으로부터 센서 신호들 Vsns(n)가 기록된다. 단계 422에서, 비활성 코일들(206-1 내지 206-N) 중 하나로부터의 센서 신호 Vsns(j)가 임계값보다 크다면, 알고리즘은 단계 428로 진행한다. 그렇지 않다면, 알고리즘은 단계 424로 진행한다.

단계 424에서, 알고리즘(420)은 수신기가 제거되었는지를 확인하기 위해 체크한다. 그렇지 않다면, 알고리즘(400)은 센서 신호들이 다시 기록되는 단계 420으로 진행한다. 수신기가 제거되었다면, 알고리즘(400)은 모든 활성 코일들이 셧 다운되는 단계 426으로 진행한다. 단계 426으로부터, 알고리즘(400)은 새로운 수신기에 대한 스캔이 개시되는 단계 402로 진행한다.

단계 422에서, 비활성 코일들에 대한 센서 전압들 중 하나 이상이 임계 전압보다 크다면, 알고리즘은 단계 428로 진행한다. 단계 428에서, 제1 효율을 측정하기 위해 효율 측정이 수행된다. 위에 논의된 바와 같이, 효율은 다시 한번 RPP로부터의 수신된 전력 대 전원(202) 내의 DC 전력의 비율로서 계산된다. 단계 430에서, 알고리즘(400)은 효율이 단계 419에서 측정된 베이스 효율보다 낮은지를 결정한다. 그렇지 않다면, 알고리즘은 단계 424로 진행한다.

단계 430에서, 알고리즘(400)이 효율이 낮다고 결정하면, 알고리즘(400)은 단계 432로 진행한다. 단계 432에서, 활성 코일 또는 코일들은 하프-브리지 모드로 스위칭되고 2차 코일이 하프-브리지 모드에서 활성화된다. 2차 코일은 단계 422에서 임계값을 초과하는 것으로 식별된 코일이다. 일부 실시예들에서, 하나보다 많은 2차 코일이 식별될 수 있다. 그 후 알고리즘(400)은 단계 434로 진행한다.

단계 434에서, 새로운 코일 구성으로 제2 효율을 제공하기 위해 효율이 다시 측정되고 알고리즘(400)은 단계 438로 진행한다. 단계 438에서, 알고리즘(400)은 제2 효율을 제1 효율과 비교하는 것에 의해 새로운 코일 구성으로 효율이 개선되었는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 알고리즘(400)은 원래의 활성 코일이 2차 코일의 풀-브리지 동작 모드로 복귀되어 비활성이 되도록 턴 오프되고 베이스 효율이 제1 효율로 리셋되는 단계 436으로 진행한다. 단계 436으로부터, 알고리즘(400)은 단계 424로 진행한다.

단계 438에서, 알고리즘(400)이 효율이 개선되었다고 결정하면, 알고리즘(400)은 단계 440으로 진행한다. 단계 440에서, 활성 코일(206-i)은 턴 오프되고 2차 코일 j는 풀 브리지 모드에서 턴 온된다. 그 후 알고리즘(400)은 제3 효율을 제공하기 위해 효율이 다시 측정되는 단계 442로 진행한다.

단계 444에서, 알고리즘은 제3 효율을 제2 효율과 비교하는 것에 의해 효율이 개선되었는지 여부를 결정한다. 그렇다면, 알고리즘은 새로운 활성 코일 또는 코일들이 동작하는 상태에서 전력 전송이 계속되는 단계 446으로 진행한다. 그 후 알고리즘(446)은 단계 420으로 복귀하여 전력 전송을 계속 모니터링한다.

단계 444에서, 효율이 개선되지 않았다고 결정되면, 알고리즘(400)은 알고리즘이 테스트 효율들 중 어느 것이 최고인지를 결정하는 단계 448로 진행한다. 이는 단계 428, 434, 및 442에서 테스트된 구성을 포함한다. 그 후 알고리즘(448)은 알고리즘(400)이 효율 최적화 외에 통신이 개선될 수 있는지 여부를 결정하는 단계 450으로 진행한다. 그렇다면, 알고리즘(400)은 단계 448에서 결정된 구성이 개선들에 따라 대체되거나 수정되는 단계 452로 진행하고 그 후 알고리즘은 단계 454로 진행할 수 있다. 단계 450에서, 구성이 개선될 수 없다고 결정되면, 알고리즘은, 단계 452를 바이패스하고, 단계 454로 직접 진행한다.

단계 454에서, 알고리즘(400)은 단계 458에서 결정된 바와 같은 또는 단계 452에서 수정 또는 대체된 바와 같은 최상의 구성을 턴 온시킨다. 그 후 알고리즘(400)은 단계 419로 복귀하여 베이스 효율을 리셋하고 단계 420에서 전력 전송을 계속 모니터링한다.

결과적으로, 본 발명의 실시예들은 고효율 무선 전력 전송을 유지하기 위해 코일 구성들 사이에 원활하게 이동할 수 있다. 구성들은 풀-브리지 또는 하프-브리지 동작 모드들에서 동작하는 하나 이상의 코일의 활성화를 포함할 수 있다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예들은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들 및 수정들이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본 발명은 하기의 청구항들에서 제시된다.

Claims

무선 전력 송신기로서,
복수의 코일;
상기 복수의 코일에 결합된 스위칭 네트워크 - 상기 스위칭 네트워크는 하나 이상의 전력 신호를 수신하고, 스위칭 신호들에 따라 상기 하나 이상의 전력 신호를 상기 복수의 코일 중 하나 이상에 인가함 -;
전력 제어 신호들에 따라 상기 하나 이상의 전력 신호를 상기 스위칭 네트워크에 제공하도록 구성된 전원;
상기 복수의 코일 각각으로부터 신호들을 수신하고 감지 신호들을 제공하도록 구성된 신호 센서; 및
상기 스위칭 네트워크에 스위칭 신호들을 제공하고, 상기 전원에 전력 제어 신호들을 제공하고, 상기 신호 센서들로부터 감지 신호들을 수신하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 명령어들을 실행하여,
상기 감지 신호들에 기초하여 상기 복수의 코일에 대한 수신기의 위치를 결정하고;
상기 위치에 기초하여 상기 복수의 코일 중 하나 이상을 활성 코일들로서 선택하고;
상기 전원에 전력 제어 신호들을 제공하고;
상기 스위칭 네트워크에 스위칭 신호들을 제공하여 상기 하나 이상의 전력 신호로부터의 전력을 상기 활성 코일들에 제공하고;
상기 감지 신호들을 모니터링하여 상기 수신기가 새로운 위치로 이동했는지를 결정하고;
상기 수신기가 새로운 위치로 이동했다면,
상기 새로운 위치에 따라 활성 코일들을 재할당하고,
상기 재할당된 활성 코일들로부터의 전력을 제공하도록 상기 스위칭 네트워크에서 전력을 전이시키도록 구성되는, 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 전원은 상기 전력 제어 신호들 내의 모드 신호에 따라 풀-브리지 모드 또는 하프-브리지 모드에서 동작하는 정류기를 포함하는, 무선 전력 송신기.
제2항에 있어서,
상기 정류기는:
입력 전압을 수신하고 정류기 전압을 제공하는 전력 변환기;
제1 게이트를 갖는 제1 트랜지스터;
제2 게이트를 갖는 제2 트랜지스터 - 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상기 정류기 전압과 접지 사이에 직렬로 결합됨 -;
제3 게이트를 갖는 제3 트랜지스터;
제4 게이트를 갖는 제4 트랜지스터 - 상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터와 병렬로 상기 정류기 전압과 상기 접지 사이에 직렬로 결합됨 -;
제1 노드 전압을 제공하는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터 간의 제1 노드;
제2 노드 전압을 제공하는 상기 제3 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터 간의 제2 노드를 포함하고,
상기 제1 게이트, 상기 제2 게이트, 상기 제3 게이트, 및 상기 제4 게이트는 상기 제1 노드 전압 및 상기 제2 노드 전압을 제공하도록 구동되는, 무선 전력 송신기.
제3항에 있어서,
풀-브리지 모드에서 상기 제1 게이트 및 상기 제4 게이트는 상기 제2 게이트 및 상기 제3 게이트와 교대로 구동되어 상기 제1 노드 전압과 상기 제2 노드 전압 사이에 교류 전압을 제공하는, 무선 전력 송신기.
제3항에 있어서,
하프-브리지 모드에서 상기 제1 게이트는 상기 제2 게이트와 교대로 구동되어 상기 제1 노드 전압과 접지 사이에 교류 전압을 제공하는, 무선 전력 송신기.
제5항에 있어서,
상기 제3 게이트는 상기 제4 게이트와 교대로 구동되어 상기 제2 노드 전압과 접지 사이에 교류 전압을 제공하는, 무선 전력 송신기.
제3항에 있어서,
상기 제1 게이트, 상기 제2 게이트, 상기 제3 게이트, 및 상기 제4 게이트에 구동 신호들을 제공하는 전력 제어기를 추가로 포함하는, 무선 전력 송신기.
제7항에 있어서,
상기 전력 제어기는 전력 레벨들, 동작 모드, 및 중심 주파수들을 지시하는 신호들을 상기 제어기로부터 수신하는, 무선 전력 송신기.
제8항에 있어서,
상기 전력 제어기는 디바이스 통신으로부터 주파수 신호들을 더 수신하고, 상기 디바이스 통신은 진폭 변조 신호들을 수신하고 주파수 변조 신호들을 송신하는, 무선 전력 송신기.
제3항에 있어서,
상기 스위칭 네트워크는 전력 신호들 및 상기 제어기로부터 스위치 제어 신호들을 수신하고, 상기 스위치 제어 신호들은 활성 및 제2 코일들 및 하프-브리지 동작 모드 또는 풀-브리지 동작 모드를 식별하고, 상기 전력 신호들은 상기 제1 노드 전압, 상기 제2 노드 전압, 및 상기 접지를 포함하는, 무선 전력 송신기.
전력을 송신하는 방법으로서,
수신기의 위치를 찾기 위해 복수의 송신 코일 각각을 순차적으로 핑잉(pinging)하는 단계;
상기 수신기의 위치에 기초하여 상기 복수의 송신 코일로부터 하나 이상의 활성 코일을 결정하는 단계;
상기 하나 이상의 활성 코일을 풀-브리지 모드에서 활성화시켜 상기 수신기에 전력을 전송하는 단계;
상기 하나 이상의 활성 코일에 기초하여 베이스 효율을 결정하는 단계;
상기 복수의 송신 코일 중 비활성 코일들을 모니터링하는 단계;
상기 모니터링에 기초하여 상기 수신기가 이동했는지를 결정하는 단계;
상기 수신기가 새로운 위치로 이동했다면,
상기 새로운 위치에 따라 2차 코일들을 결정하는 단계, 및
새로운 활성 코일 구성으로부터의 전력을 제공하도록 전력을 전이시키는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서,
수신기의 위치를 찾기 위해 복수의 송신 코일 각각을 순차적으로 핑잉하는 단계는:
제1 코일을 활성 코일로서 설정하는 단계;
상기 활성 코일을 핑잉하는 단계;
상기 활성 코일로부터의 신호 강도를 기록하는 단계;
상기 비활성 코일들 각각으로부터의 신호 강도들을 기록하는 단계; 및
상기 활성 코일을 증분시키는 단계를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 수신기의 위치를 결정하는 단계는 상기 복수의 송신 코일 중 더 강한 신호 강도들을 갖는 것을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서,
상기 복수의 송신 코일 중 비활성 코일들을 모니터링하는 단계는 상기 복수의 송신 코일 중 상기 비활성 코일들 각각으로부터의 감지 신호들을 기록하는 단계를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 수신기가 이동했는지를 결정하는 단계는:
감지 신호가 임계값을 초과하여 증가하였다고 결정하는 단계;
제1 효율을 측정하는 단계; 및
상기 효율이 상기 베이스 효율로부터 낮아진 것을 결정하는 단계를 포함하고,
센서 전압들 중 하나가 상기 임계값을 초과하여 증가했을 뿐만 아니라 상기 효율도 낮아진다면 상기 수신기는 이동한 것으로 결정되는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 새로운 위치에 따라 2차 코일들을 결정하는 단계는 비-활성 코일들로부터의 감지 신호들로부터 상기 2차 코일들을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
새로운 활성 코일 구성으로부터의 전력을 제공하도록 전이시키는 단계는:
상기 활성 코일들을 하프-브리지 모드로 스위칭하는 단계;
상기 2차 코일들을 활성화시키는 단계;
제2 효율을 측정하는 단계;
상기 제2 효율을 상기 제1 효율과 비교하여 효율이 개선되었는지를 결정하는 단계;
효율이 개선되지 않았다면, 상기 활성 코일들을 풀 브리지 모드로 복귀시키고, 재할당된 활성 코일들을 턴 오프시키고, 상기 활성 코일들을 상기 새로운 활성 코일 구성이 되도록 할당하는 단계;
효율이 개선되었다면,
상기 활성 코일들을 턴 오프시키고 상기 2차 코일들을 풀 브리지 모드로 턴 온시키는 단계,
제3 효율을 측정하는 단계,
상기 제3 효율을 상기 제2 효율과 비교하여 상기 효율이 개선되었는지를 결정하는 단계,
효율이 개선되었다면, 상기 활성 코일들에 상기 2차 활성 코일들을 할당하여 상기 새로운 활성 코일 구성을 형성하는 단계, 및
효율이 개선되지 않았다면, 상기 활성 코일들 및 상기 제2 코일들의 최고 효율 구성을 야기하는 활성 코일들과 2차 코일들의 조합이 되도록 상기 새로운 활성 구성을 정의하고 상기 최고 효율 구성을 활성화시키는 단계를 포함하는, 방법.
제17항에 있어서,
효율 최적화에 의한 것 이외의 더 양호한 구성이 제공될 수 있는지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.