KR20220006640A - 적응형 수동 핑 - Google Patents

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에릭 하인델 굿차일드
존 윈터스
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Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 충전 디바이스는 충전 디바이스의 표면에 근접하여 위치되는 충전 코일을 포함하는 충전 회로, 펄스 발생 회로, 및 컨트롤러를 갖는다. 펄스 발생 회로는 펄스 신호를 충전 회로에 제공하도록 구성될 수 있으며, 여기서 펄스 신호에서의 각각의 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함한다. 컨트롤러는 펄스 신호에서 전송되는 제1 및 제2 펄스에 대한 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 충전 회로의 공진 차이를 검출하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 응답의 차이에 기초하여 충전 코일에 근접하여 배치되었는지를 결정하도록 더 구성될 수 있다.

Description

적응형 수동 핑
우선권 주장
본 출원은 2020년 5월 27일자로 미국 특허청에 출원된 미국 특허 출원 번호 제16/885,236호, 2019년 5월 28일자로 미국 특허청에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/853,708호, 2019년 6월 4일자로 미국 특허청에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/856,933호, 및 2019년 9월 16일자로 미국 특허청에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/901,256호에 대한 우선권 및 그 이익을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 전체적으로 아래에 진술된 바와 같이 그리고 모든 적용가능한 목적을 위해 참조로 본원에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 모바일 컴퓨팅 디바이스에서의 배터리를 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 충전될 디바이스를 위치시키는 것에 관한 것이다.
무선 충전 시스템은 특정 타입의 디바이스가 물리적 충전 연결의 사용없이 내부 배터리를 충전할 수 있도록 배치되었다. 무선 충전을 이용할 수 있는 디바이스는 모바일 처리 디바이스 및/또는 통신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 컨소시엄에 의해 정의되는 Qi 표준과 같은 표준은 제1 공급자에 의해 제조되는 디바이스가 제2 공급자에 의해 제조되는 충전기를 사용하여 무선으로 충전될 수 있게 한다. 무선 충전을 위한 표준은 디바이스의 상대적으로 간단한 구성에 대해 최적화되고 기본 충전 능력을 제공하는 경향이 있다.
종래 무선 충전 시스템은 전형적으로 수신 디바이스가 무선 충전용 기지국에서 송신 코일 상에 존재하거나 이에 근접한지를 판단하기 위해 "핑(Ping)"을 사용한다. 송신기 코일은 인덕턴스(L)를 갖고, 커패시턴스(C)를 갖는 공진 커패시터는 공진 LC 회로를 획득하기 위해 송신 코일에 결합된다. 핑은 전력을 공진 LC 회로에 전달함으로써 생성된다. 전력은 송신기가 수신 디바이스로부터 응답을 청취하는 사이에 기간(일 예에서 90 ms) 동안 인가된다. 응답은 진폭 시프트 키(Amplitude Shift Key: ASK) 변조를 사용하여 인코딩되는 신호로 제공될 수 있다. 이러한 종래 핑-기반 접근법은 90 ms의 지속시간(duration)으로 인해 느릴 수 있고, 크고 상당한 양의 에너지를 소산시킬 수 있으며, 이는 핑 당 80 mJ에 이를 수 있다. 일 예에서, 전형적인 송신 기지국은 초 당 = 1W(80 mJ * 12.5)의 전력 소비와 함께 초보다 12.5배 빠르게 핑할 수 있다(주기 = 1/80 ms). 실제로 대부분의, 설계는 핑 속도(rate)를 낮춤으로써 더 낮은 대기 전력 드로우(draw)에 대한 응답성을 트레이드 오프한다. 일 예로서, 송신기는 400 mW의 결과 전력 드로우로 초 당 5회 핑할 수 있다.
트레이드오프(Tradeoff)는 초 당 5회의 핑 속도가 통상적으로 디바이스를 충전 패드 상의 그 배치의 1초 내에서 검출하기에 충분하기 때문에, 단일 송신 코일을 이용하는 기지국에 대해 일반적으로 가능하다. 그러나, 다중-코일 자유 위치 충전 패드의 경우, 응답성 및 대기 전력 드로우 특성이 손상될 수 있다. 예를 들어, 초 당 35 핑은 7-코일, 자유 위치 충전 패드 스캐닝의 각각의 송신 코일 상에서 초 당 5 핑을 생성하도록 요구될 것이다. 설계 사양에 의해 정의되는 전력 한계를 고려할 때, 7-코일, 자유 위치 충전 패드는 1.78초보다 더 큰 응답 속도를 가지며, 이는 전형적으로 사용자 경험에 대해 용인될 수 없고 배터리 구동 설계에 대한 규제 전력 표준 또는 전력 예산을 위반할 수 있다.
무선 충전 능력의 개선은 모바일 디바이스의 지속적으로 증가하는 복잡성 및 변화하는 폼 팩터를 지원하기 위해 요구된다. 예를 들어, 더 빠른, 더 낮은 전력 검출 기술에 대한 필요성이 있다.
도 1은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 표면을 제공하기 위해 이용될 수 있는 충전 셀의 예를 예시한다.
도 2는 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 3은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 예시한다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답의 제1 예를 예시한다.
도 5는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답에서 관측된 차이의 예를 예시한다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 구현되는 수동 핑을 수반하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 7은 공진 회로의 공진 주파수에서 제공되는 핑에 대한 공진 회로의 주파수 응답을 예시한다.
도 8은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 공진 회로의 공진 주파수보다 더 큰 주파수에서 제공되는 핑의 효과를 예시하는 공진 회로의 주파수 응답을 예시한다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 공진 회로의 응답을 측정하기 위해 사용될 수 있는 회로를 예시한다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구현되는 무선 충전 디바이스에 의해 이용될 수 있는 전력 전송 관리 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 11은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 객체의 존재를 결정하기 위해 사용될 수 있는 시스템의 제1 예를 예시한다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 객체의 존재를 보다 신뢰가능하게 결정하기 위해 사용될 수 있는 시스템의 제1 예를 예시한다.
도 13은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 객체를 검출하기 위한 방법의 예를 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 처리 회로를 이용하는 장치의 일 예를 예시한다.
첨부된 도면과 함께 아래에 진술되는 상세 설명은 다양한 구성의 설명으로서 의도되고 본원에 설명되는 개념이 실시될 수 있는 구성만을 나타내도록 의도되지 않는다. 상세 설명은 다양한 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 상세를 포함한다. 그러나, 이러한 개념은 이러한 특정 상세 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 경우에서, 잘 알려진 구조 및 구성요소는 그러한 개념을 모호화하는 것을 방지하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
무선 충전 시스템의 수 개의 양태는 이제 다양한 장치 및 방법을 참조하여 제시될 것이다. 이러한 장치 및 방법은 다음의 상세 설명에서 설명되고 다양한 블록, 모듈, 구성요소, 회로, 단계, 프로세스, 알고리즘 등(집합적으로 "요소(element)"로서 지칭됨)에 의해 첨부 도면에 예시될 것이다. 이러한 요소는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 그러한 요소가 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템 상에 부과되는 설계 제약 및 특정 적용에 의존한다.
예로서, 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "처리 시스템(processing system)"으로 구현될 수 있다. 프로세서의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 상태 머신, 게이트형 로직, 이산 하드웨어 회로, 및 본 개시 도처에서 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 처리 시스템의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어로서, 또는 달리 지칭되든, 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 객체, 실행파일, 실행 스레드, 절차, 함수 등을 의미하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 소프트웨어는 프로세서-판독가능 저장 매체 상에 상주할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체로서 본원에 또한 지칭될 수 있는 프로세서-판독가능 저장 매체는, 예로서, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 디바이스(예를 들어, 카드, 스틱, 키 드라이브), 근거리 통신(NFC) 토큰, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램가능 ROM(PROM), 소거가능 PROM(EPROM), 전기적 소거가능 PROM(EEPROM), 레지스터, 제거가능 디스크, 반송파, 전송 라인, 및 소프트웨어를 저장 및 송신하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 처리 시스템 내에, 처리 시스템 외부에 상주하거나, 처리 시스템을 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터-프로그램 제품에 구현될 수 있다. 예로서, 컴퓨터-프로그램 제품은 패키징 재료에 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 전체 시스템에 부과되는 전체 설계 제약 및 특정 적용에 따라 본 개시 도처에 제시되는 설명된 기능을 최선으로 구현하는 방법을 인식할 것이다.
개요
본 개시의 특정 양태는 무선 충전 디바이스 및 기술에 적용가능한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 충전 셀은 하나 이상의 디바이스를 무선으로 충전할 수 있는 충전 표면을 제공하기 위해 하나 이상의 유도성 코일로 구성될 수 있다. 충전될 디바이스의 위치는 디바이스의 위치를 충전 표면 상의 공지된 위치에 센터링되는 물리적 특성의 변화에 연관시키는 감지 기술을 통해 검출될 수 있다. 위치의 감지는 용량성, 저항성, 유도성, 터치, 압력, 부하, 변형, 및/또는 다른 적절한 타입의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본 개시의 일 양태는 충전 표면에 근접하여 배치되는 객체의 빠른, 저-전력 검출을 가능하게 하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 예에서, 객체는 충전 회로에 제공되는 펄스가 충전 회로, 또는 그 일부 부분에서 발진(oscillation)을 자극할 때 검출될 수 있다. 펄스에 응답하는 충전 회로의 발진의 주파수 또는 충전 회로의 발진의 감쇠율은 충전가능한 디바이스의 존재가 충전 회로의 코일에 근접하여 배치되었는지를 나타내거나 결정할 수 있다. 객체의 타입 및 특성(nature)의 식별은 충전 회로의 특성의 변화에 기초하여 이루어질 수 있다. 충전 회로에 제공되는 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수의 기간(period)의 절반 미만인 지속시간(duration)을 가질 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, 충전 표면 근처의 객체를 검출하기 위한 장치는 충전 표면에 부착되는 충전 코일을 포함하는 공진 회로, 수동 핑에 대한 공진 회로의 측정된 응답에 기초하여 공진 회로의 품질 인자(quality factor)를 나타내는 측정 신호를 제공하도록 구성되는 회로, 측정 신호보다 더 느린 속도에서 변화하는 측정 신호의 필터링된 버전을 제공하도록 구성되는 필터, 및 측정 신호와 측정 신호의 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성하도록 구성되는 비교 로직을 갖는다. 검출 신호는 객체가 충전 코일에 근접하여 위치되는지를 나타낼 수 있다.
충전 셀
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 표면은 충전 표면에 인접하여 배치되는 충전 셀을 사용하여 제공될 수 있다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배치된다. 충전 셀은 코일에 인접한 충전 표면에 실질적으로 직교하는 축을 따라 자기 필드를 각각 유도할 수 있는 하나 이상의 코일을 사용하여 구현될 수 있다. 본 설명에서, 충전 셀은 하나 이상의 코일을 갖는 요소를 지칭할 수 있으며 여기서 각각의 코일은 충전 셀에서의 다른 코일에 의해 생성되는 필드에 대해 부가적이고, 공통 축을 따라서 또는 이에 근접하여 지향되는 전자기 필드를 생성하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 충전 셀은 공통 축을 따라서 적층되고/되거나 그들이 충전 표면에 실질적으로 직교하는 유도된 자기 필드에 기여하도록 중첩되는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 충전 표면의 정의된 부분 내에 배열되고 충전 셀과 연관되는 충전 표면의 부분에 실질적으로 직교하는 내의 유도된 자기 필드에 기여하는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 활성화 전류를 동적으로-정의된 충전 셀에 포함되는 코일에 제공함으로써 구성가능할 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 충전 표면에 걸쳐 배치되는 코일의 다수의 스택을 포함할 수 있고, 충전 디바이스는 충전될 디바이스의 위치를 검출할 수 있고 충전될 디바이스에 인접한 충전 셀을 제공하기 위해 코일의 스택의 일부 조합을 선택할 수 있다. 일부 경우에서, 충전 셀은 단일 코일을 포함하거나, 이로서 특성화될 수 있다. 그러나, 충전 셀은 다수의 적층 코일 및/또는 다수의 인접 코일 또는 코일의 스택을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 1은 충전 표면을 제공하기 위해 배치되고/되거나 구성될 수 있는 충전 셀(100)의 예를 예시한다. 이러한 예에서, 충전 셀(100)은 전력 전달 영역(104)에서 전자기 필드를 생성하기에 충분한 전류를 수신할 수 있는 도체, 와이어 또는 회로 보드 트레이스(trace)를 사용하여 구성되는 하나 이상의 코일(102)을 둘러싸는 실질적으로 육각형 형상을 갖는다. 다양한 구현예에서, 일부 코일은(102)은 도 1에 예시된 육각형 충전 셀(100)을 포함하는, 실질적으로 다각형인 형상을 가질 수 있다. 다른 구현예는 다른 형상을 갖는 코일(102)을 제공할 수 있다. 코일(102)의 형상은 제조 기술의 능력 및 한계에 의해 적어도 부분적으로 결정되고/되거나, 인쇄 회로 보드 기판과 같은 기판(106) 상에 충전 셀의 레이아웃(layout)을 최적화하도록 결정될 수 있다. 각각의 코일(102)은 나선형 구성으로 와이어, 인쇄 회로 보드 트레이스 및/또는 다른 도체를 사용하여 구현될 수 있다. 각각의 충전 셀(100)은 상이한 층의 코일(102)이 공통 축(108) 주위에 센터링되도록 절연체 또는 기판(106)에 의해 분리되는 2개 이상의 층에 걸칠 수 있다.
도 2는 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 2개의 관점(200, 210)으로부터의 충전 셀의 배열의 예를 예시한다. 충전 셀(202, 204, 206, 208)의 층은 충전 표면의 세그먼트 내에 제공된다. 충전 셀(202, 204, 206, 208)의 각각의 층 내의 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배열된다. 일 예에서, 충전 셀(202, 204, 206, 208)의 층은 4개 이상의 층을 갖는 인쇄 회로 보드 상에 형성될 수 있다. 충전 셀(100)의 배열은 예시된 세그먼트에 인접한 지정된 충전 영역의 완전한 커버리지(coverage)를 제공하도록 선택될 수 있다.
수동 핑
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 위치 감지는 충전 셀에서 코일을 형성하는 전기 도체의 일부 특성의 변화에 의존할 수 있다. 전기 도체의 특성의 측정가능한 차이는 객체가 하나 이상의 코일에 근접하여 배치될 때 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스 및/또는 온도의 변화를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충전 표면 상의 객체의 배치는 배치의 포인트 근처에 위치되는 코일의 측정가능한 레지스턴스, 커패시턴스, 인덕턴스에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 회로는 배치의 포인트 근처에 위치되는 하나 이상의 코일의 레지스턴스, 커패시턴스, 및/또는 인덕턴스의 변화를 측정하기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서는 충전 표면에서 터치, 압력, 부하 및/또는 변형(strain)의 변화의 검출을 통해 위치 감지를 가능하게 하도록 제공될 수 있다. 디바이스를 검출하기 위한 전류 무선 충전 적용에서 사용되는 종래 기술은 송신 코일을 구동시키고 상당한 전력(예를 들어, 100-200mW)을 소비하는 " 핑(ping)" 방법을 이용한다. 송신 코일에 의해 생성되는 필드는 수신 디바이스를 검출하기 위해 사용된다.
무선 충전 디바이스는 종래 핑 전송을 대체하고/하거나 보완할 수 있는 저-전력 발견 기술을 지원하기 위해 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있다. 종래 핑은 기지국의 송신 코일을 포함하는 공진 LC 회로를 구동시킴으로써 생성된다. 그 다음, 기지국은 수신 디바이스로부터 ASK-변조된 응답을 기다린다. 저-전력 발견 기술은 빠른 및/또는 저-전력 발견을 제공하기 위해 수동 핑을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 특정 양태에 따르면, 수동 핑은 소량의 에너지를 포함하는 고속 펄스(fast pulse)를 갖는 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크를 구동시킴으로써 생성될 수 있다. 고속 펄스는 공진 LC 회로를 여기시키고 네트워크가 주입된 에너지가 감쇠되고 소산될 때까지 그 고유 공진 주파수에서 발진하게 한다. 일 예에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 반 사이클에 대응하는 지속시간을 가질 수 있다. 기지국이 주파수 범위 100 kHz 내지 200 kHz 내에서 전력의 무선 송신을 위해 구성될 때, 고속 펄스는 2.5 ㎲ 미만인 지속시간을 가질 수 있다.
수동 핑은 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크가 링하는 고유 주파수, 및 네트워크에서 에너지의 감쇠율에 기초하여 특성화되고/되거나 구성될 수 있다. 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 링잉 주파수는 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00001
(식 1)
감쇠율은 다음과 같이 정의되는, 발진기 네트워크의 품질 인자(Q 팩터)에 의해 제어된다:
Figure pct00002
(식 2)
식 1 및 식 2는 공진 주파수가 L 및 C에 의해 영향을 받는 반면에, Q 팩터는 L, C 및 R에 의해 영향을 받는다는 것을 도시한다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 제공되는 기지국에서, 무선 드라이버는 공진 커패시터의 선택에 의해 결정되는 C의 고정된 값을 갖는다. L 및 R의 값은 무선 송신 코일에 의해 그리고 무선 송신 코일에 인접하여 배치되는 객체 또는 디바이스에 의해 결정된다.
무선 송신 코일은 송신 코일의 근접 내에 배치되는 디바이스의 수신 코일과 자기 결합되고, 그 에너지의 일부를 충전될 인접 디바이스에 결합시키도록 구성된다. 송신기 회로의 L 및 R 값은 충전될 디바이스, 및/또는 송신 코일의 근접 내의 다른 객체의 특성에 의해 영향을 받을 수 있다. 일 예로서, 송신기 코일 근처에 배치되는 높은 투자율(magnetic permeability)을 갖는 철함유 재료(ferrous material)의 피스가 송신기 코일의 전체 인덕턴스(L)를 증가시킬 수 있는 경우, 식 1에 의해 도시된 바와 같이, 더 낮은 공진 주파수를 야기한다. 일부 에너지는 와전류 유도로 인한 재료의 가열을 통해 손실될 수 있고, 이러한 손실은, 식 2에 의해 도시된 바와 같이, R의 증가된 값으로서 특성화될 수 있으며 그것에 의해 Q 팩터를 낮춘다.
송신기 코일에 근접 배치되는 무선 수신기는 또한 Q 팩터 및 공진 주파수에 영향을 미칠 수 있다. 수신기는 더 낮은 Q 팩터를 갖는 송신기 코일을 야기할 수 있는 높은 Q를 갖는 튜닝된 LC 네트워크를 포함할 수 있다. 송신기 코일의 공진 주파수는 수신기에서 자기 재료의 추가로 인해 감소될 수 있으며, 이는 이제 전체 자기 시스템의 일부이다. 표 1은 송신기 코일의 근접 내에 배치되는 상이한 타입의 객체에 기인하는 특정 효과를 예시한다.
객체 L R Q 주파수
없음 기본값 기본값 기본값(하이) 기본값
철함유 소폭 상승 상당한 증가 상당한 감소 소폭 감소
비-철함유 소폭 감소 상당한 증가 상당한 감소 소폭 상승
무선 수신기 상당한 증가 소폭 감소 소폭 감소 상당한 감소
도 3은 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(300)를 예시한다. 컨트롤러(302)는 필터 회로(308)에 의해 필터링되거나 달리 처리되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러(302)는 드라이버 회로(304)의 동작을 제어할 수 있다. 드라이버 회로(304)는 교류를 커패시터(312) 및 인덕터(314)를 포함하는 공진 회로(306)에 제공한다. 교류의 주파수는 타이밍 회로(320)에 의해 제공되는 충전 클록 신호(328)에 의해 결정될 수 있다. 측정 회로는 공진 회로(306)의 LC 노드(310)에서 측정되는 전류 흐름 또는 전압(316)을 나타내는 측정 신호(318)를 획득할 수 있다. 측정 신호(318)는 공진 회로(306)의 Q 팩터를 계산하거나 추정하기 위해 사용될 수 있다.
타이밍 회로(320)는 컨트롤러에게 컨트롤러(302)의 동작을 제어하는 시스템 클록 신호를 포함하는 하나 이상의 클록 신호(324)를 제공할 수 있다. 하나 이상의 클록 신호(324)는 공진 회로(306)에서 충전 전류 상에 반송되는 데이터 신호를 변조 또는 복조하기 위해 사용되는 클록 신호를 더 포함할 수 있다. 타이밍 회로(320)는 충전 클록 신호(328)를 포함하는, 구성 정보에 의해 정의되는 주파수에서 신호를 생성하는 구성가능한 클록 생성기를 포함할 수 있다. 타이밍 회로(320)는 인터페이스(326)를 통해 컨트롤러에 결합될 수 있다. 컨트롤러(302)는 충전 클록 신호(328)의 주파수를 구성할 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러(302)는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대해 사용되는 펄스 신호의 지속시간 및 주파수를 구성할 수 있다. 일 예에서, 펄스 신호는 다수의 사이클의 펄스 신호를 포함한다.
수동 핑 기술은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 디바이스의 충전 패드에 근접한 수신 코일의 존재를 식별하기 위해 LC 노드(310)에서 측정 또는 관측되는 전압 및/또는 전류를 사용할 수 있다. 많은 종래의 무선 충전기 송신기는 LC 노드(310)에서 전압을 측정하거나 네트워크에서 전류를 측정하는 회로를 포함한다. 이러한 전압 및 전류는 전력 조절 목적을 위해 및/또는 디바이스 사이의 통신을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다. 도 3에 예시되는 예에서, LC 노드(310)의 전압이 측정될 수 있지만, 회로는 전류가 수동 핑을 지원하기 위해 추가적으로 또는 대안적으로 모니터링 될 수 있도록 적응되거나 제공될 수 있다는 점이 고려된다. 수동 핑(초기 전압 V 0)에 대한 공진 회로(306)의 응답은 다음과 같이, LC 노드(310)에서 전압(V LC )에 의해 표현될 수 있다:
Figure pct00003
(식 3)
도 4는 수동 핑에 대한 응답(400, 420)의 예를 예시한다. 응답(400, 420) 각각에서, 초기 전압은 식 3에 따라 감쇠한다. 시간 = 0에서의 여기 펄스 후, 전압 및/또는 전류는 식 1에 의해 정의되는 공진 주파수에서, 그리고 식 3에 의해 정의되는 감쇠율로 발진하는 것으로 보인다. 발진의 제1 사이클은 전압 레벨 V 0 에서 시작하고 V LC 는 Q 팩터 및 ω에 의해 제어되는 바와 같이 제로로 계속 감쇠한다. 제1 응답(400)은 객체가 충전 패드에 존재 또는 근접하지 않을 때 전형적인 개방 또는 언로딩된(unloaded) 응답을 예시한다. 이러한 제1 응답(400)에서, Q 팩터의 값은 20이로 가정될 수 있다. 제2 응답(420)은 객체가 코일을 로딩하는 충전 패드에 존재 또는 근접할 때 관측될 수 있는 로딩된 응답을 예시한다. 예시된 제2 응답(420)에서, Q 팩터는 7의 값을 가질 수 있다. V LC 는 전압 응답(400)에 대하여 전압 응답(420)에서 더 높은 주파수에서 발진한다.
도 5는 응답(500, 520, 540)의 차이가 관측될 수 있는 한 세트의 예를 예시한다. 수동 핑은 드라이버 회로(304)가 2.5 ㎲보다 더 짧은 펄스를 사용하여 공진 회로(306)를 여기시킬 때 개시된다. 송신기 상에 배치되는 무선 수신기 및 외부 객체의 상이한 타입은 송신기의 공진 회로(306)에서 전류 또는 LC 노드(310)의 전압에서 관측할 수 있는 상이한 응답을 야기한다. 차이는 V 0 의 발진의 공진 회로(306) 주파수의 Q 팩터의 변동(variation)을 나타낼 수 있다. 표 2는 개방 상태와 관련하여 충전 패드 상에 배치되는 객체의 특정 예를 예시한다.
객체 주파수 V peak (mV) 50% 감쇠 사이클 Q 팩터
없음 96.98 kHz 134 mV 4.5 20.385
타입-1 수신기 64.39 kHz 82 mV 3.5 15.855
타입-2 수신기 78.14 kHz 78 mV 3.5 15.855
타입-3 수신기 76.38 kHz 122 mV 3.2 14.496
오정렬 타입-3 수신기 210.40 kHz 110 mV 2.0 9.060
철함유 객체 93.80 kHz 110 mV 2.0 9.060
비-철함유 객체 100.30 kHz 102 mV 1.5 6.795
표 2에서, Q 팩터는 다음과 같이 계산될 수 있으며:
Figure pct00004
, (식 4)
여기서 N은 진폭이 0.5 V 0 아래로 하강할 때까지 여기로부터의 사이클의 수이다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 구현되는 수동 핑을 수반하는 방법을 예시하는 흐름도(600)이다. 블록(602)에서, 컨트롤러는 짧은 여기 펄스를 생성할 수 있고 짧은 여기 펄스를 공진 회로를 포함하는 네트워크에 제공할 수 있다. 네트워크는 공칭 공진 주파수를 가질 수 있고 짧은 여기 펄스는 네트워크의 공칭 공진 주파수의 절반 미만인 지속시간을 가질 수 있다. 공칭 공진 주파수는 공진 회로의 송신 코일이 철함유 객체, 비-철함유 객체 및/또는 충전될 디바이스의 수신 코일을 포함하는, 외부 객체로부터 격리될 때 관측될 수 있다.
블록(604)에서, 컨트롤러는 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있거나 펄스에 응답하여 네트워크의 공진의 감쇠를 모니터링할 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 네트워크와 연관되는 공진 주파수 및/또는 Q 팩터는 디바이스 또는 다른 객체가 송신 코일에 근접하여 배치될 때 변경될 수 있다. 공진 주파수는 공진 회로의 송신 코일이 외부 객체로부터 격리될 때 관측되는 공칭 공진 주파수로부터 증가 또는 감소될 수 있다. 네트워크의 Q 팩터는 공진 회로의 송신 코일이 외부 객체로부터 격리될 때 측정가능한 공칭 Q 팩터에 대해 증가 또는 감소될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 지연(delay)의 지속시간은 Q 팩터의 차이가 공칭 Q 팩터와 연관되는 지연에 대해 공진 회로에서 발진의 진폭의 감쇠를 연장시키거나 가속시킬 때 송신 코일에 근접하여 배치되는 객체의 존재 또는 타입을 나타낼 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러는 비교기 등등을 사용하여 LC 노드(310)의 전압을 나타내는 신호의 제로 교차(zero crossing)를 검출하도록 구성되는 전이 검출기 회로(transition detector circuit)를 사용하여 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있다. 일부 경우에서, 직류(DC) 성분은 제로 교차를 제공하기 위해 신호로부터 필터링될 수 있다. 일부 경우에서, 비교기는 공통 전압 레벨의 교차를 검출하기 위해 오프셋을 사용하여 DC 성분을 고려할 수 있다. 카운터는 검출된 제로 교차를 카운트하기 위해 이용될 수 있다. 다른 예에서, 컨트롤러는 LC 노드(310)의 전압을 나타내는 신호에 의해 임계 전압을 통한 교차를 검출하도록 구성되는 전이 검출기 회로를 사용하여 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있으며, 여기서 신호의 진폭은 로직(logic) 회로에 의해 검출되거나 모니터링될 수 있는 전압의 범위 내에서 클램핑되거나 제한된다. 이러한 예에서, 카운터는 신호의 전이를 카운트하기 위해 이용될 수 있다. 네트워크의 공진 주파수는 다른 방법론을 사용하여 측정, 추정 및/또는 계산될 수 있다.
다른 예에서, 타이머 또는 카운터는 V LC 가 전압 레벨 V 0로부터 임계 전압 레벨로 감소하는 데 걸린 시간을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 경과 시간은 네트워크의 감쇠 특성을 표현하기 위해 사용될 수 있다. 임계 전압 레벨은 카운터 또는 타이머가 펄스에 대한 다양한 응답(500, 520, 540)을 구별할 수 있게 하기 위해 충분한 입도(granularity)를 제공하도록 선택될 수 있다. V LC 는 검출되거나 측정된 피크, 피크-투-피크, 엔벨로프(502) 및/또는 정류된 전압 레벨에 의해 표현될 수 있다. 네트워크의 감쇠 특성은 다른 방법론을 사용하여 측정, 추정 및/또는 계산될 수 있다.
블록(606)에서, 컨트롤러가 공칭 공진 주파수에 대한 공진 주파수의 변화가 송신 코일에 근접한 객체의 존재를 나타내는 것으로 결정하는 경우, 컨트롤러는 블록(612)에서 객체를 식별하기 위해 시도할 수 있다. 컨트롤러가 블록(606)에서 공진 주파수가 공칭 공진 주파수와 실질적으로 동일하다고 결정하는 경우, 컨트롤러는 블록(608)에서 공진 회로의 발진의 진폭의 감쇠 특성을 고려할 수 있다. 컨트롤러는 주파수가 공칭 공진 주파수 상에 센터링되거나, 이를 포함하는 정의된 주파수 범위 내에 남아 있을 때 네트워크의 공진 주파수가 공칭 공진 주파수와 실질적으로 동일하다고 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수 및 감쇠 특성의 변화를 사용하여 객체를 식별할 수 있다. 이러한 후자의 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수에 관계없이 블록(608)에서 계속할 수 있고, 송신 코일에 인접하여 위치되는 객체를 식별할 때 추가적인 파라미터로서 공진 주파수 변화의 변화들을 사용할 수 있다.
블록(608)에서, 컨트롤러는 타이머를 사용할 수 있고/있거나 초기 V O 진폭과 감쇠 특성을 평가하기 위해 사용되는 임계 진폭 사이에서 경과한 공진 회로에서의 발진의 사이클을 카운트할 수 있다. 일 예에서, V O /2는 임계 진폭으로서 선택될 수 있다. 블록(610)에서, 초기 V O 진폭과 임계 진폭 사이의 사이클의 수 또는 경과 시간은 공진 회로에서 발진의 진폭의 감쇠를 특성화하고, 특성 감쇠를 대응하는 공칭 감쇠 특성과 비교하기 위해 사용될 수 있다. 블록(610)에서, 주파수 및 지연 특성의 변화가 검출되지 않으면, 컨트롤러는 객체가 송신 코일에 인접하여 배치되지 않는다는 결정과 함께 절차를 종료할 수 있다. 블록(610)에서, 주파수 및/또는 지연 특성의 변화가 검출되었으면, 컨트롤러는 블록(612)에서 객체를 식별할 수 있다.
블록(612)에서, 컨트롤러는 충전 패드 상에 배치되는 수신 디바이스를 식별하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 다른 타입의 객체, 또는 예를 들어, 수동 핑을 제공하는 송신 코일과 오정렬된 수신 디바이스를 포함하는 충전 패드 상에 최적으로 배치되지 않은 수신 디바이스를 무시하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수, 감쇠 시간, 공진 주파수의 변화, 감쇠 시간의 변화 및/또는 Q 팩터 추정값에 의해 색인된 룩업 테이블을 사용할 수 있다. 룩업 테이블은 특정 디바이스 타입, 및/또는 식별된 디바이스 또는 디바이스의 타입을 충전할 때 사용될 충전 파라미터를 식별하는 정보를 제공할 수 있다.
수동 핑은 공진 회로(306)의 LC 노드(310)에서 관측된 공칭 공진 주파수의 반-사이클 미만일 수 있는 매우 짧은 여기 펄스를 사용한다. 종래의 핑은 16,000 사이클보다 많은 동안 송신 코일을 능동적으로 구동시킬 수 있다. 종래의 핑에 의해 소비되는 전력 및 시간은 수 배의 자릿수로 수동 핑의 전력 및 시간 사용을 초과할 수 있다. 일 예에서, 수동 핑은 대략 ~100 ㎲의 최대 핑 시간으로 핑 당 대략 0.25
Figure pct00005
을 소비하는 반면, 종래의 능동 핑은 대략 90 ms의 최대 핑 시간으로 핑 당 대략 80 mJ을 소비한다. 이러한 예에서, 에너지 소산은 320,000배 만큼으로 감소될 수 있고 핑 당 시간은 300배 만큼으로 감소될 수 있다.
LC 노드(310)에서 전압의 감쇠의 검출 및 특성화는 짧은 여기 펄스가 공진 회로(306)에서 공진 신호를 생성하기 위해 사용될 때 LC 노드(310)에서 공진 신호의 저-전력 특성(nature)을 수용하기 위해 빠른, 민감한 및/또는 저-전압 회로를 필요로 할 수 있다. 일부 경우에서, 수동 핑은 공진 회로(306)의 공칭 공진 주파수에서 에너지의 폭발(burst)을 사용하여 구현될 수 있다. 에너지의 폭발은 공칭 공진 주파수의 수 배의 기간(period)의 지속시간을 가질 수 있다. 이러한 폭발-모드 수동 핑은 필연적으로 짧은 여기 펄스에 의해 개시되는 수동 핑보다 핑 당 더 많은 에너지를 소비한다. 추가적인 에너지는 공진 응답을 특성화하기 위해 추가적인 시간을 제공한다.
도 7은 공진 회로(306)가 공진 회로(306)의 공칭 공진 주파수(f 0(712))에서 또는 그 근처에서 발진하는 신호의 수 개의 사이클을 포함하는 핑(여기서, 수동 핑(702))에 의해 자극될 때 공진 회로(306)의 주파수 응답(700)의 예를 예시한다. 제1 주파수 응답(704)은 디바이스가 존재하지 않을 때 공진 회로(306)의 응답을 예시하는 반면, 제2 주파수 응답(706)은 충전가능한 객체가 존재할 때 공진 회로(306)의 응답을 예시한다. 충전가능한 객체는 공진 회로(306)의 Q-팩터를 감소시킨다. 디바이스가 존재하지 않을 때 공진 회로(306)의 더 높은 Q-팩터는 공진 회로(306)가 충전가능한 디바이스가 공진 회로(306)의 Q-팩터를 낮출 때 생성되는 전압 응답(710)보다 f 0(712)에서 수동 핑(702)에 응답하여 상당히 더 높은 전압 응답(708)을 생성하게 하고 최장 지연 시간으로 최대 전류를 드로잉하게 하여, 공진 회로(306)가 f 0(712)에서 수동 핑에 응답하여 더 낮은 전압을 생성하게 하고, 더 적은 전류를 드로잉하게 하고 더 짧은 감쇠 시간을 갖게 한다. 전형적인 응용에서, 객체는 충전 디바이스가 동작하는 대부분의 시간에 대해 존재하지 않고, 충전 디바이스의 공진 회로(306)는 대부분의 시간에 대해 높은 Q-팩터를 갖는다. 높은 Q-팩터는 높은 전력 드로우(draw)를 야기한다. 공진 회로(306)는, 더 많은 시간이 수동 핑(702)의 에너지가 감쇠되어 그것에 의해 다른 핑의 개시를 지연시키기 위해 필요하므로, 그것이 높은 Q-팩터를 가질 때 더 느린 응답 시간을 갖는다.
본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구현되는 개선된 수동 핑 기술은 수동 핑(702)과 연관되는 전력 소비를 감소시킬 수 있고 핑 속도를 증가시킬 수 있다. 개선된 수동 핑 기술은 공진 회로(306)의 공진 주파수와 상당히 다른 주파수를 사용할 수 있다.
도 8은 공진 회로(306)의 공칭 공진 주파수(f 0(808))보다 더 큰 주파수(f p(812))에서 발진하는 자극 신호의 폭발로서 제공되는 핑(여기서, 펄스(802))의 효과를 예시하는 공진 회로(306)의 주파수 응답(800)의 예를 예시한다. 폭발은 자극 신호의 2개 이상의 사이클에 걸친다. 일 예에서, 폭발의 지속시간은 타이머에 의해 제어될 수 있다. 다른 예에서, 자극은 자극 신호가 원하는 반복률에서 그리고 폭발에서 자극 신호의 사이클의 수를 정의하는 활성 지속시간으로 공진 회로에 제공되게 하는 게이팅 신호를 사용하여 변조될 수 있다. 일부 구현예에서, 핑은 f 0(808)보다 더 낮은 주파수를 갖는 자극 신호의 다중-사이클 폭발로서 제공된다.
공진 회로(306)의 공진 주파수와 다른 주파수를 갖는 자극 신호의 사용은, 충전가능한 객체가 존재하지 않는 경우, 공진 회로(306)의 공진 주파수에서 또는 그 근처에서 주파수를 갖는 자극 신호에 대해 예상되는 것보다 더 낮은 전력 드로우 및 더 빠른 감쇠율을 갖도록 충전 디바이스의 지배적인(dominant) 상태를 야기할 수 있다. 비-공진 자극 신호의 사용은 도 7에 예시되는 예에 대해 개선된 성능을 제공할 수 있다. 개시된 핑 기술은 증가된 감쇠율을 야기할 수 있고 더 높은-전력 드로우의 발생을 충전가능한 객체의 검출을 초래하는 펄스(802)에 제한할 수 있다. 추가적인 펄스(802)는 전형적으로 검출 후 불필요한 것이다.
공진 회로(306)는 f p(812)에서 수 개의 사이클을 포함할 수 있는 지속시간의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 의해 수동 핑 절차 동안 자극될 수 있다. 제1 주파수 응답(804)은 디바이스가 존재하지 않을 때 펄스(802)에 대한 공진 회로(306)의 응답을 예시하는 반면, 제2 주파수 응답(806)은 충전가능한 객체가 존재할 때 펄스(802)에 대한 공진 회로(306)의 응답을 예시한다. 공진 회로(306) 상의 충전가능한 객체의 영향은 공진 회로(306)의 Q-팩터의 감소로 나타낼 수 있다. 공진 회로(306)는 충전가능한 디바이스가 존재할 때 생성되는 전압 레벨(816)보다 디바이스가 존재하지 않을 때 f p(812)에서 핑에 응답하여 상당히 더 낮은 전압 레벨(814)을 생성하고 더 짧은 감쇠 시간을 갖는 더 낮은 전류를 드로잉한다. 전형적인 적용에서, 객체는 충전 디바이스가 동작하는 대부분의 시간에 대해 존재하지 않고, 공진 회로(306)는 도 7에 예시되는 예에 대해 핑 당 더 낮은 전력 소비 및 더 빠른 감쇠 시간을 나타낸다.
공진 주파수(f 0(808))와 핑 주파수(f p(812)) 사이의 주파수 스프레드(f p - f 0 또는 f 0 - f p)는 f 0(808)의 값에 비례할 수 있다. 예를 들어, 주파수 스프레드는 f 0(808)가 증가함에 따라 증가할 수 있다. 일부 구현예에서, 주파수 스프레드 및 f 0(808a)는 로그(로그 기반 10) 관계를 갖는다. Qi 표준과 순응하거나 호환가능한 예에서, 80Khz < f 0 < 110Khz인 경우, 수동 핑 주파수는 175KHz < f p < 210KHz이도록 정의될 수 있다.　
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 주파수 스프레드는 신호 대 잡음 비율(SNR)과 전력 소비 또는 응답 시간 사이의 트레이드-오프(trade-off)로서 선택될 수 있다. 도 8에 예시된 예에서, 주파수 스프레드에 대한 지나치게 높은(overly-high) 값은 더 낮은 SNR을 야기할 수 있는 반면, 주파수 스프레드에 대한 지나치게 높은 값은 높은 전력 드로우 및/또는 느린 응답을 야기할 수 있다. SNR과 전력 드로우 사이의 최적의 균형은 적용에 의해 가변될 수 있다. 일부 구현예에서, 최저 전력 및 고속 스캔 속도는 시스템에 대한 SNR을 고려하여 객체의 신뢰가능한 검출을 허용하면서 f p(812)를 가능한 높게 설정함으로써 획득된다.
펄스(802)의 지속시간은 f p(812)의 다수의 부분(fraction) 사이클로서 정의될 수 있다. 일 예에서, 수동 핑 펄스의 지속시간은 f p(812)의 반-사이클로 설정될 수 있다. 다른 예에서, 수동 핑 펄스의 지속시간은 f p(812)의 다수의 사이클로 설정될 수 있다. 일부 구현예에서, 수동 핑 펄스의 지속시간은 충전 디바이스의 마이크로프로세스의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 검출가능한 범위에서 전류 드로우를 획득하기 위해 f p(812)의 충분한 반-사이클을 포함한다. 수동 핑 펄스는 SNR 마진을 수용하기 위해 추가적인 사이클을 포함할 수 있다. 추가적인 사이클의 수는 전력 및 핑 시간을 제한하면서, SNR을 증가시키기 위한 트레이드-오프의 대상일 수 있다. 일 예에서, f p = 190KHz이고 f 0 = 100KHz인 경우, 수동 핑 펄스의 지속시간은 100
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미만이다.
펄스 자극 신호에서 펄스(802)에 대한 반복률은 검출의 속도가 우선화될 때 동적으로 결정될 수 있다. 일 예에서, ADC는 전류가 다음 펄스(802)를 론칭하기 전에 제로로 다시 하강할 때를 결정하기 위해 체크될 수 있다. 이러한 방식으로, 검출 회로는 에너지가 다음 펄스(802)를 개시하기 전에 펄스(802)로부터 공진 회로(306)에 남아 있지 않다는 것을 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 펄스(802) 사이의 고정된 지연이 구현될 수 있다. 일 예에서, 고정 지연은 공진 회로(306)에서 예상되거나 관측되는 최장 감쇠 시간 상수의 6배이도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 고정 지연은 펄스 사이에 1 밀리초 간격을 제공하도록 구성될 수 있다. 1 밀리초 핑 간격은 18개의 코일 충전 패드가 18mS에서 스캔될 수 있게 할 수 있어서, 서브-초 디바이스 검출을 허용한다. 고정 시간 접근법은　속도에 대한 추가적인 최적화가 필요하지 않은 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 동적 핑 간격은 더 큰 수의 충전 코일이 충전 패드에 제공될 때 사용될 수 있다.
도 9는 수동 핑 절차에서 공진 회로의 응답을 측정하기 위해 사용될 수 있는 회로(900)를 예시한다. 예시된 예에서, 회로(900)는 펄스(910)를 생성하는 인버터(906)에 공급되는 전력(902)을 모니터링한다. 전력(902)은 공진 회로(908)에 대한 전류 흐름으로서 측정될 수 있다. 일부 구현예에서, 전력(902)은 공진 회로(908)에 걸친 전압으로서 측정될 수 있다. 예시된 예에서, 전류 감지 회로(920)는 공진 회로(908)에 제공되는 펄스(910)를 구성, 개시 및/또는 트리거하는 컨트롤러(904)에 측정값을 제공한다. 일 예에서, 전류 감지 회로(920)는 인버터(906)에 대한 전력 공급 커플링에서 로우-값 저항(922)에 걸친 저압을 측정하기 위해 비교기(924)를 사용한다. 저역-통과 필터(926)는 전류 감지 회로(920)의 출력(928)으로서 평균 또는 루트 평균 제곱(root-mean square) 값을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
수동 핑 절차는 또한 용량성 감지와 같은, 다른, 감소된-전력 감지 방법론과 결합될 수 있다. 용량성 감지 등등은 객체의 존재 또는 비-존재가 충전 표면에 근접하여 있는지를 결정하는 초저전력 검출 방법을 제공할 수 있다. 용량성 감지 검출 후에, 수동 핑은 잠재적인 수신 디바이스 및/또는 객체가 위치되는 더 정확한 맵을 생성하기 위해 각각의 코일 상에 순차적으로 또는 동시에 전송될 수 있다. 수동 핑 절차가 수행된 후, 능동 핑은 가장 가능성이 있는 디바이스 위치에 제공될 수 있다. 디바이스 위치 감지, 식별 및 충전을 위한 예시적 알고리즘이 도 10에 예시된다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구현되는 무선 충전 디바이스에 의해 이용될 수 있는 다수의 감지 및/또는 심문(interrogation) 기술을 수반하는 전력 전송 관리 절차를 예시하는 흐름도(1000)이다. 절차는 주기적으로 개시될 수 있고, 일부 경우에서, 무선 충전 디바이스가 저-전력 또는 수면 상태를 종료한 후에 개시될 수 있다. 일 예에서, 절차는 충전 패드 상의 디바이스의 배치에 대한 서브-초 응답을 제공하기 위해 계산된 주파수에서 반복될 수 있다. 절차는 에러 조건이 절차의 제1 실행 동안 검출된 때, 및/또는 충전 패드 상에 배치되는 디바이스의 충전이 완료된 후에 재입력될 수 있다.
블록(1002)에서, 컨트롤러는 용량성 근접 감지를 사용하여 초기 검색을 수행할 수 있다. 용량성 근접 감지는 빠르게 그리고 저전력 소산으로 수행될 수 있다. 일 예에서, 용량성 근접 감지는 반복적으로 수행될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 송신 코일은 각각의 반복에서 테스트된다. 각각의 반복에서 테스트되는 송신 코일의 수는 컨트롤러에 이용가능한 감지 회로의 수에 의해 결정될 수 있다. 블록(1004)에서, 컨트롤러는 용량성 근접 감지가 송신 코일 중 하나에 인접한 객체의 존재 또는 잠재적인 존재를 검출하였는지를 판단할 수 있다. 객체가 용량성 근접 감지에 의해 검출되지 않은 경우, 컨트롤러는 충전 디바이스가 블록(1024)에서 저-전력, 유휴(idle) 및/또는 수면 상태로 진입하게 할 수 있다. 객체가 검출되었을 경우, 컨트롤러는 블록(1006)에서 수동 핑 감지를 개시할 수 있다.
블록(1006)에서, 컨트롤러는 하나 이상의 송신 코일 근처의 객체의 존재를 확인하고/하거나, 근접-위치된 객체의 특성(nature)을 평가하기 위해 수동 핑 감지를 개시할 수 있다. 수동 핑 감지는 유사한 양의 전력을 소비하지만 용량성 근접 감지보다 더 큰 시간에 걸쳐 이어질 수 있다. 일 예에서, 각각의 수동 핑은 대략 100 ㎲에서 완료될 수 있고 0.25
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을 소비할 수 있다. 수동 핑은 용량성 근접 감지에 의해 관심이 있는 것으로서 식별되는 각각의 송신 코일에 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 수동 핑은 오버레이된 송신 코일을 포함하는, 용량성 근접 감지에 의해 관심이 있는 것으로서 식별되는 각각의 송신 코일 근처의 송신 코일에 제공될 수 있다. 블록(1008)에서, 컨트롤러는 수동 핑 감지가 수신 디바이스일 수 있는 송신 코일 중 하나에 근접한 잠재적으로 충전가능한 디바이스의 존재를 검출하였는지를 판단할 수 있다. 잠재적으로 충전가능한 디바이스가 검출된 경우, 컨트롤러는 블록(1010)에서 능동 디지털 핑 감지를 개시할 수 있다. 잠재적인 충전가능한 디바이스가 검출되지 않은 경우, 수동 핑 감지는 모든 코일이 테스트되고/되거나 컨트롤러가 수동 핑 감지를 종료할 때까지 블록(1006)에서 계속될 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러는 모든 송신 코일이 테스트된 후에 수동 핑 감지를 종료한다. 수동 핑 감지가 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 발견하는 것을 실패할 때, 컨트롤러는 충전 디바이스가 저-전력, 유휴 및/또는 수면 상태로 진입하게 할 수 있다. 일부 구현예에서, 수동 핑 감지는 능동 핑이 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 심문하기 위해 사용될 수 있도록 잠재적으로 충전가능한 디바이스가 검출된 때 정지될 수 있다. 수동 핑 감지는 능동 핑의 결과가 획득된 후에 재개될 수 있다.
블록(1010)에서, 컨트롤러는 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 심문하기 위해 능동 핑을 사용할 수 있다. 능동 핑은 수동 핑 감지에 의해 식별되는 송신 코일에 제공될 수 있다. 일 예에서, 표준-정의된 능동 핑 교환은 대략 90 ms에서 완료될 수 있고 80 mJ을 소비할 수 있다. 능동 핑은 잠재적으로 충전가능한 디바이스와 연관되는 각각의 송신 코일에 제공될 수 있다.
블록(1012)에서, 컨트롤러는 충전가능한 디바이스를 식별 및 구성할 수 있다. 블록(1010)에서 제공되는 능동 핑은 그것이 충전가능한 디바이스를 식별하는 정보를 포함하는 응답을 송신하도록 충전가능한 디바이스를 자극하기 위해 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 컨트롤러는 수동 핑에 의해 검출되는 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 식별 또는 구성하는 것을 실패할 수 있고, 컨트롤러는 블록(1006)에서 수동 핑에 기초하여 검색을 재개할 수 있다. 블록(1014)에서, 컨트롤러는 베이스라인 충전 프로파일 또는 협상 충전 프로파일이 식별된 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용되어야 하는지를 판단할 수 있다. 베이스라인, 또는 디폴트 충전 프로파일은 표준에 의해 정의될 수 있다. 일 예에서, 베이스라인 프로파일은 충전 전력을 5 W에 제한한다. 다른 예에서, 협상 충전 프로파일은 충전이 최대 17 W에서 진행될 수 있게 할 수 있다. 베이스라인 충전 프로파일이 선택될 때, 컨트롤러는 블록(1020)에서 전력(충전)을 전달하기 시작할 수 있다.
블록(1016)에서, 컨트롤러는 전력 전달을 최적화할 수 있는 표준-정의된 협상 및 교정(calibration) 프로세스를 개시할 수 있다. 컨트롤러는 베이스라인 충전 프로파일에 대해 정의되는 전력 프로파일과 다른 연장된 전력 프로파일을 결정하기 위해 충전가능한 디바이스와 협상할 수 있다. 컨트롤러는 블록(1018)에서 협상 및 교정 프로세스가 실패하였다고 판단할 수 있고 전력 전송 관리 절차를 종료할 수 있다. 컨트롤러가 블록(1018)에서 협상 및 교정 프로세스가 성공하였다고 판단할 때, 협상 프로파일에 따른 충전은 블록(1020)에서 시작될 수 있다.
블록(1022)에서, 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료되었는지를 판단할 수 있다. 일부 경우에서, 에러는 협상된 프로파일이 전력 전달을 제어하기 위해 사용될 때 검출될 수 있다. 후자의 경우에서, 컨트롤러는 블록(1016)에서 프로파일을 재협상하고/하거나 재구성하도록 시도할 수 있다. 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료되었을 때 전력 전송 관리 절차를 종료할 수 있다.
본원에 개시되는 수동 핑 기술의 사용은 충전 표면에 근접하여 배치되었거나 위치되었던 디바이스 또는 객체의 신속한, 저전력 검출 또는 발견을 가능하게 할 수 있다. 수동 핑을 이용하는 충전 디바이스는 감소된 대기 전력 드로우, 증가된 검출 속도, 및 감소된 방사 EMI로부터 이익을 얻을 수 있다. 수동 핑 검출을 사용하는 종래 시스템은 자극된 네트워크의 특성을 결정하기 위해 전류 또는 전압 값 또는 감쇠율을 측정하기 위해 사용되는 자극 펄스를 제공함으로써 동작한다. 종래의 시스템은, 예를 들어, 자극 펄스에 의해 자극되는 공진 회로의 Q 팩터의 변화를 검출하기 위해 노력한다. Q 팩터의 값은 임계 값에 대한 전기 또는 전자기 신호의 비교에 기초하여 계산되거나 추정될 수 있다.
도 11은 공진 회로 근처에 있거나 이와 접촉하는 객체의 존재를 결정하기 위해 사용될 수 있는 시스템(1100)을 예시한다. 측정 회로(1102)는 수동 핑 검출에 대해 사용되는 공진 회로를 특성화하는 하나 이상의 파라미터를 측정 및/또는 계산하기 위해 사용될 수 있다. 측정된 파라미터는 Q 팩터, 전압, 전류, 임피던스, 발진 주파수 등을 포함할 수 있다. 측정 회로(1102)는 전압 레벨을 갖거나 측정된 파라미터를 나타내는 전류를 반송하는 측정 신호(1110)를 제공한다. 측정 신호(1110)는 이진 객체 검출 신호(1108)를 제공하는 비교기(1106)를 사용하여 임계 신호(1112)와 비교된다. 예시된 시스템(1100)에서, 임계 신호(1112)는 공진 회로의 특성이 객체가 공진 회로의 구성요소에 가까이 있다는 것을 나타내기 위해 충분히 변화된 때를 시스템(1100)이 신뢰가능하게 결정할 수 있도록 하기 위해 일정한, 고정된 전압 또는 전류 레벨을 갖는 임계 신호를 제공하도록 설계되는 기준 회로(1104)에 의해 생성된다.
특정 구현예에서, 측정 신호(1110) 또는 임계 신호(1112)의 레벨은 드리프트할 수 있다. 드리프트는 프로세스, 전압 및 온도(PVT) 변동(variation)의 결과로서 발생할 수 있다. 프로세스 변동은 집적 회로(IC) 디바이스의 제조 동안 발생하고 상이한 디바이스의 기준 회로(1104)가 상이한 전압 또는 전류 레벨을 갖는 임계 신호(1112)를 생성하게 할 수 있다. 전압 및 온도의 변동은 링크될 수 있고/있거나 주변 온도, 전력 공급, 간섭, IC 동작 온도, 부하, 자극 변화, 및 다른 팩터 또는 원인의 변동으로부터 발생할 수 있다. 일 예에서, 온도의 증가는 구리의 저항성을 증가시킬 수 있으며, 이는 그 다음 공진 회로의 Q 팩터에 특히 영향을 미칠 수 있다.
그래프(1120)는 측정 신호(1110)에 대한 온도 변동의 영향의 예를 도시한다. 단순화를 위해, 임계 신호(1112)의 레벨은 일정하게 남아 있다고 가정된다. 초기에, 시스템(1100) 및 수동 펄스 공진 회로는 측정 신호(1110)가 상당한 드리프트에 의해 영향을 받지 않는, 안정 기간(1122) 동안 동작하고 있다. 예시된 예에서, 측정 신호(1110)는 객체가 공진 회로 근처에 배치되지 않을 때 일정한 저전압 레벨(1126)에 있다. 측정 신호(1110)는 객체가 공진 회로의 구성요소 근처에 배치될 때 더 높은 전압 레벨(1130)로 상승하고, 객체 검출 신호(1108)는 측정 신호(1110)가 객체가 검출되었다는 것을 나타내는, 임계 신호(1112)의 레벨 위로 상승하는 제1 시점(1128)에서 능동적으로 스위칭한다. 시스템(1100)은 측정 신호(1110)의 레벨이 시스템(1100)이 객체 검출 상태(1132)를 종료하게 하는 제2 시점(1134)에서 임계 신호(1112)의 레벨 아래로 하강할 때까지 객체 검출 상태(1132)에 남아 있다.
드리프트(1124)의 기간(period)은 제3 시점(1136)에서 시작된다. 드리프트는 예를 들어, 온도의 증가에 의해 야기될 수 있다. 드리프트는 객체가 공진 회로 근처에 배치되지 않을 때 존재하는 저전압 레벨(1126)을 증가시킬 수 있다. 제4 시점(1138)에서, 측정 신호(1110)는 객체가 공진 회로 근처에 배치되지 않았더라도 객체 검출 신호(1108)가 능동적으로 스위칭하게 하는 임계 신호(1112)의 레벨 위로 상승한다. 시스템(1100)은 거짓(false) 객체 검출 상태(1140)에 진입한다. 일부 경우에서, 온도의 감소는 Q 팩터를 낮추고 시스템(1100)의 검출 감도를 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 감소된 검출 감도는 시스템이 더 작은 디바이스를 검출하지 못하게 하는 것을 야기할 수 있다.
다른 타입의 PVT 변동은 회로 설계자에 의해 고정되는 것으로 가정되는 파라미터의 분산(variance)을 야기할 수 있고 객체 검출 감도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 일부 종래의 시스템에서, 보상 회로는 주요 성분의 드리프트를 독립적으로 보정하기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 보상 회로의 추가는 비용 및 복잡성을 상당히 증가시킬 수 있고, 드리프트의 다른 예기치 않은 소스가 대량 생산 동안 및/또는 동작 조건 하에서 발생할 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, PVT 변동으로부터 발생하는 드리프트의 효과를 제거하거나 감소시킬 수 있는 적응형 수동 핑 시스템이 배치될 수 있다. 적응형 수동 핑은 측정 신호(1110)의 변화율에 기초하여 객체의 존재를 결정하도록 구성될 수 있으며, 이는 측정 신호(1110)의 도함수(derivative)로서 알고리즘적으로 표현될 수 있다. 일 예에서, 객체의 검출은 측정 신호(1110)의 변화율이 특정된 또는 구성된 속도(rate) 또는 델타(변화)를 초과할 때 신호화된다.
도 12는 공진 회로 근처에 또는 이와 접촉하는 객체의 존재를 신뢰가능하게 결정하기 위해 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 시스템(1200)을 예시한다. 시스템(1200)은 전압 또는 전류에서 드리프트에 내성을 갖도록 구성될 수 있으며, 여기서 드리프트는 PVT 변동에 기인할 수 있다. 다양한 구현예에서, 시스템(1200)은 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 일부 조합으로 구현될 수 있는 적응형 수동 핑 임계화를 이용한다. 일 예에서, 적응형 수동 핑 임계화는 저역 통과 필터, 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response; FIR) 필터 및/또는 저역 통과 필터를 최적화하기 위해 사용되는 다른 적합한 디지털 필터링 기술을 사용하여 프로그램가능한 디지털 하드웨어로 구현될 수 있다. FIR 필터는 전형적으로 유한 지속시간을 갖는 임펄스 응답을 갖고, 원하는, 유한 시간 내에서 설정하도록 구성될 수 있다.
시스템(1200)은 히스테리시스 비교기를 갖는 저역 통과 필터(1204)를 사용하여 하드웨어로 구현되는 예를 예시한다. 일반적으로, 비교기는 2개의 신호 레벨 사이를 식별하기 위해 사용되는 디바이스이다. 일 예에서, 비교기는 2개의 신호 중 어느 것이 더 큰 전압 레벨을 갖는지를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 도 11에서의 비교기(1106)는 공칭적으로 고정된 임계 신호(1112)에 결합되는 하나의 입력을 갖고, 비교기(1106) 출력은 측정 신호(1110)의 전압 레벨이 임계 신호(1112)의 전압 레벨보다 더 크거나 더 작은지를 나타낸다. 다수의 전이(transition)는 측정 신호(1110)의 레벨이 임계 신호(1112)의 레벨에 가까이 있을 때 발생할 수 있다. 히스테리시스 비교기는 상이한 상부 및 하부 차 임계값을 설정함으로써 다수의 전이를 회피하기 위해 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 히스테리시스 비교기는 비교 회로(1206) 및 차이 신호(1214)와 가변 임계 레벨을 비교하는 히스테리시스 회로(1208)를 포함한다. 차이 신호(1214)는 2개의 입력 신호 사이의 차이를 나타낼 수 있다. 히스테리시스 회로(1208)는 측정 신호(1210)의 느린 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성될 수 있다. 히스테리시스 회로(1208)는 장치와 연관되는 전압 또는 온도의 변동에 의해 야기되는 측정 신호(1210)의 저-전압 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 비교 회로(1206) 및 히스테리시스 회로(1208)는 별도의 물리적 구성요소로서 제공될 수 있다. 일부 경우에서, 비교 회로(1206) 및 히스테리시스 회로(1208)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 일부 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 비교 회로(1206) 및 히스테리시스 회로(1208)는 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램가능 로직을 사용하여 구현될 수 있다.
일 예에서, 검출 신호(1216)는 차이 신호(1214)의 전압 레벨이 양의 전이에 대해 정의되는 높은 임계 레벨을 초과할 때(예를 들어, 차이 신호(1214)가 상승하고 있을 때) 하이(high)로 전이하고, 검출 신호(1216)는 차이 신호(1214)의 전압 레벨이 음의 전이에 대해 정의되는 낮은 임계 레벨 미만일 때(예를 들어, 차이 신호(1214)가 하강하고 있을 때) 로우(low)로 전이한다. 낮은 임계 레벨 및 높은 임계 레벨의 조합은 델타 변화 임계값을 정의할 수 있다.
도 12의 시스템(1200)의 예에서, 히스테리시스는 시스템(1200)에 의해 출력되는 검출 신호(1216)가 객체 검출 상태와 비 객체 검출 상태 사이에서 스위칭하게 하는 임계 전압을 효과적으로 조정하기 위해 이용된다. 히스테리시스 회로(1208)는 측정 회로(1202)에 의해 출력되는 측정 신호(1210)와 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)으로서 제공되는 측정 신호(1210)의 지연된 버전 사이의 차이를 표현하는 차이 신호(1214)의 큰 변화에 반응하도록 구성될 수 있다. 저역 통과 필터(1204)는 PVT 변동에 기인하는 측정 신호(1210)의 드리프트를 밀접하게 추적하도록 구성될 수 있다. 일부 최적화는 시스템(1200)이 공진 회로의 구성요소 근처의 객체의 배치에 신속하게 응답할 수 있다는 것을 보장하기 위해 요구될 수 있다. 저역 통과 필터(1204)에 대한 필터 상수는 적용 요건에 의해 정의되는 바와 같은 적정 시간 프레임 내에서, 및/또는 사용자 응답 시간을 참조하여 객체 배치의 변동을 검출하도록 선택될 수 있다. 히스테리시스 회로(1208)에 대한 델타 변화 임계값에 대응하는 검출 히스테리시스는 객체가 존재할 때 검출 신호(1216)의 변화를 신뢰가능하게 트리거하는 측정 신호(1210)의 적정 변화를 정의하도록 구성될 수 있다.
그래프(1220)는 측정 신호(1210) 상의 온도 변동에 대한 시스템(1200)의 응답의 예를 도시한다. 초기에, 시스템(1200) 및 수동 펄스 공진 회로는 측정 신호(1210)가 상당한 드리프트에 의해 영향을 받지 않는, 안정(1222)의 기간 동안 동작하고 있다. 예시된 예에서, 측정 신호(1210)는 객체가 공진 회로 근처에 배치되지 않을 때 일정한 저전압 레벨(1226)에 있다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)의 출력은 측정 신호(1210)의 전압 레벨에 또는 그 근처에 있을 수 있다. 일부 경우에서, 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)의 출력은 최근 변동이 측정 신호(1210) 상에서 발생하였으면 저전압 레벨(1226)을 향하여 상승 또는 하강하고 있을 수 있다.
측정 신호(1210)는 객체가 공진 회로의 구성요소 근처에 배치되고, 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)이 측정 신호(1210)를 따를 때 더 높은 전압 레벨(1230)로 상승한다. 저역 통과 필터(1204)는 측정 신호(1210)의 더 높은 주파수 성분을 차단하여, 측정 신호(1210)에서 관측되는 상승보다 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)의 더 느린 상승을 야기한다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)과 측정 신호(1210)의 레벨 사이의 차이는 빠르게 증가하고 일부 시점(1228)에서, 히스테리시스 회로(1208)에 대한 양의 스위칭 임계값(1238)을 초과한다. 검출 신호(1216)는 스위칭하여 시스템(1200)이 객체 검출 상태(1232)에 있다는 것을 나타낸다. 저역 통과 필터(1204)의 출력은 측정 신호(1210)의 더 높은 전압 레벨을 향하여 계속된다.
그 다음, 객체는 제거되고 측정 신호(1210)는 저전압 레벨(1226)을 향하여 급속히 하강한다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)은 측정 신호(1210)를 따른다. 저역 통과 필터(1204)는 측정 신호(1210)의 더 높은 주파수 성분을 차단하여, 측정 신호(1210)에서 관측되는 하강보다 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)의 더 느린 하강을 야기한다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)과 측정 신호(1210)의 레벨 사이의 차이는 빠르게 증가하고 일부 시점(1234)에서 히스테리시스 회로(1208)에 대한 음의 스위칭 임계값을 초과한다. 저역 통과 필터(1204)의 출력은 측정 신호(1210)의 더 낮은 전압 레벨을 향하여 계속된다. 이러한 예에서, 비교기 출력은 객체가 공진 회로의 구성요소 근처에 배치된 후에 객체 검출 상태로 스위칭하고 객체가 제거된 때 객체 미검출 상태로 스위칭한다.
드리프트(1224)의 기간은 제3 시점(1236)에서 시작된다. 드리프트는 예를 들어, 온도의 증가에 의해 야기될 수 있다. 드리프트는 객체가 공진 회로 근처에 배치되지 않을 때 저전압 레벨(1226)로부터의 증가를 야기할 수 있다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)은 드리프팅 측정 신호(1210) 상에 수렴한다. 예시된 예에서, 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)은 측정 신호(1210)가 드리프트로 인해 상승하기 시작할 때 하강하기 시작한다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212) 및 측정 신호(1210)의 레벨은 시점(1240)에서 일치할 수 있다. 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)은 하강을 멈추고 상승하기 시작하여, 측정 신호(1210)를 따르고 검출 신호(1216)에서 객체 검출의 신뢰가능한 표시를 가능하게 한다.
일부 구현예에서, 검출 신호(1216)는 일정 기간 동안 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)과 측정 신호(1210) 사이에 관측되는 차이가 임계 최소 시간 간격을 초과할 때 스위칭될 수 있다. 객체의 존재를 판단하기 위한 시간 간격의 사용은 저역 통과 필터(1204)의 출력(1212)과 측정 신호(1210) 사이의 더 낮은 차이 전압을 수용할 수 있고, 시스템(1200)이 저역 통과 필터(1204)에 의해 도입되는 지연을 감소시키는 필터 상수를 통해 보다 빠르게 반응할 수 있게 할 수 있다.
본원에 설명되는 적응형 수동 핑 임계화 기술은 그 기원에 관계없이, 시스템 드리프트 또는 오프셋의 효과를 제거하거나 개선하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 개시되는 적응형 수동 핑 기술은 시스템 전달 함수 상에서 직접 동작함으로써, 드리프트가 야기되는 메커니즘이 알려지거나 이해될 필요가 없다.
도 13은 충전 디바이스의 표면 근처의 객체를 검출하기 위한 방법에 대한 흐름도(1300)이다. 일부 구현예에서, 방법은 충전 디바이스에서 컨트롤러에 의해 관리되거나 수행될 수 있다. 블록(1302)에서, 컨트롤러는 펄스 신호를 충전 회로에 제공할 수 있다. 펄스 신호의 각각의 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 펄스는 정수의 사이클의 클록 신호를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 펄스는 정수의 사이클의 클록 신호 및 부분(fraction) 클록 신호를 포함할 수 있다. 펄스의 클록 사이클의 수는 펄스의 지속시간을 제어하는 타이머에 의해 결정될 수 있다.
블록(1304)에서, 컨트롤러는 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 충전 회로의 대응 응답에 대해 펄스 신호에서 제1 펄스에 대한 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 충전 회로의 공진 변화를 검출할 수 있다. 블록(1306)에서, 컨트롤러는 응답의 차이에 기초하여 충전 회로의 코일에 근접하게 충전가능한 디바이스가 배치되었는지를 결정할 수 있다.
일 예에서, 응답의 차이는 제1 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 제2 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 응답의 차이는 충전 회로의 코일에 걸친 전압의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 충전 회로의 코일이 충전가능한 디바이스의 수신 코일에 유도 결합될 때 충전가능한 디바이스에 대한 충전 구성을 결정하고, 충전 전류를 충전 구성에 따라 충전 회로에 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러는 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 능동 핑을 송신하고, 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호에 인코딩된 정보로부터 충전가능한 디바이스를 식별할 수 있다.
특정 구현예에서, 충전 회로의 공진 변화는 충전 회로의 Q 팩터의 감소를 포함한다. 컨트롤러는 충전 회로의 Q 팩터를 나타내는 측정 신호를 수신하고, 측정 신호보다 더 느린 속도에서 변화하는 측정 신호의 필터링된 버전을 획득하기 위해 측정 신호를 필터링하고, 측정 신호와 측정 신호의 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러는 동작 전압 또는 온도의 변동에 의해 야기되는 측정 신호의 변화를 포함하는, 측정 신호에서 느린 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 포함하는 비교기를 사용하여 측정 신호 및 측정 신호의 필터링된 버전을 비교할 수 있다. 측정 신호를 필터링하는 것은 측정 신호를 필터링하기 위해 FIR 필터를 사용하는 것 또는 측정 신호를 필터링하기 위해 저역 통과 필터를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 비교 로직은 히스테리시스 비교기일 수 있고/있거나 장치와 연관되는 전압 또는 온도의 변동에 의해 야기되는 측정 신호의 저-전압 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 가질 수 있다.
처리 회로의 예
도 14는 충전 디바이스 또는 배터리가 무선 충전될 수 있게 하는 수신 디바이스에 통합될 수 있는 장치(1400)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시하는 다이어그램이다. 일부 예에서, 장치(1400)는 본원에 개시되는 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 본 개시의 다양한 양태에 따르면, 본원에 개시되는 바와 같은 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소의 임의의 조합은 처리 회로(1402)를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 회로(1402)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 일부 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(1404)를 포함할 수 있다. 프로세서(1404)의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), SoC, ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 상태 머신, 스퀀서, 게이트형 로직, 이산 하드웨어 회로, 및 본 개시 도처에 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(1404)는 특정 기능을 수행하고, 소프트웨어 모듈(1416) 중 하나에 의해 구성, 증강 또는 제어될 수 있는 전문 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1404)는 초기화 동안 로딩되는 소프트웨어 모듈(1416)의 조합을 통해 구성되고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(1416)을 로딩 또는 언로딩함으로써 더 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 처리 회로(1402)는 일반적으로 버스(1410)로 표현되는, 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(1410)는 처리 회로(1402)의 특정 적용 및 전체 설계 제약에 따라 임의의 수의 상호연결 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(1410)는 하나 이상의 프로세서(1404), 및 스토리지(1406)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크시킨다. 스토리지(1406)는 메모리 디바이스 및 대용량 스토리지 디바이스를 포함할 수 있고, 본원에 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 프로세서-판독가능 매체로서 지칭될 수 있다. 스토리지(1406)는 일시적 스토리지 매체 및/또는 비-일시적 스토리지 매체를 포함할 수 있다.
버스(1410)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변장치, 전압 조절기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크시킬 수 있다. 버스 인터페이스(1408)는 버스(1410)와 하나 이상의 송수신기(1412) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 송수신기(1412)는 장치(1400)가 표준-정의된 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 디바이스와 통신할 수 있게 하도록 제공될 수 있다. 장치(1400)의 특성(nature)에 따라, 사용자 인터페이스(1418)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 조이스틱)는 또한 제공될 수 있고, 버스(1410)에 직접 또는 버스 인터페이스(1408)를 통해 통신적으로 결합될 수 있다.
프로세서(1404)는 버스(1410)를 관리하는 것에 대해 그리고 스토리지(1406)를 포함할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되는 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반적인 처리에 대해 책임이 있을 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서(1404)를 포함하는 처리 회로(1402)는 본원에 개시되는 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 스토리지(1406)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(1404)에 의해 조작되는 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있고, 소프트웨어는 본원에 개시되는 방법 중 임의의 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
처리 회로(1402)의 하나 이상의 프로세서(1404)는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어, 또는 다른 것으로서 지칭되든, 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 객체, 실행파일, 실행 스레드, 절차, 기능, 알고리즘 등을 의미하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 소프트웨어는 스토리지(1406) 또는 외부 컴퓨터-판독가능 매체에 컴퓨터-판독가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1406)는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는, 예로서, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 디바이스(예를 들어, "플래시 드라이브", 카드, 스틱, 또는 키 드라이브), RAM, ROM, 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), EEPROM을 포함하는 소거가능 PROM(EPROM), 레지스터, 제거가능 디스크, 및 컴퓨터에 의해 액세스 및 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령어를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함한다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1406)는 또한, 예로서, 반송파, 전송 라인, 및 컴퓨터에 의해 액세스 및 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령어를 송신하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1406)는 처리 회로(1402)에, 프로세서(1404)에, 처리 회로(1402) 외부에 상주하거나, 처리 회로(1402)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1406)는 컴퓨터 프로그램 제품에 구현될 수 있다. 예로서, 컴퓨터 프로그램 제품은 패키징 재료에 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 전체 시스템에 부과되는 전체 설계 제약 및 특정 적용에 따라 본 개시 도처에 제시되는 설명된 기능을 최선으로 구현하는 방법을 인식할 것이다.
스토리지(1406)는 소프트웨어 모듈(1416)로서 본원에 지칭될 수 있는, 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지되고/되거나 조직되는 소프트웨어를 유지할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1416) 각각은, 처리 회로(1402) 상에 설치 또는 로딩되고 하나 이상의 프로세서(1404)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(1404)의 동작을 제어하는 런-타임(run-time) 이미지(1414)에 기여하는 명령어 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령어는 처리 회로(1402)가 본원에 설명되는 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하게 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(1416) 중 일부는 처리 회로(1402)의 초기화 동안 로딩될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(1416)은 본원에 개시되는 다양한 기능의 성능을 가능하게 하기 위해 처리 회로(1402)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(1416)은 프로세서(1404)의 논리 회로(1422) 및/또는 내부 디바이스를 구성할 수 있고, 송수신기(1412), 버스 인터페이스(1408), 사용자 인터페이스(1418), 타이머, 수학적 코프로세서(coprocessor) 등과 같은 외부 디바이스에 대한 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1416)은 인터럽트 핸들러 및 디바이스 드라이버와 상호작용하고, 처리 회로(1402)에 의해 제공되는 다양한 자원에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 시스템을 포함할 수 있다. 자원은 메모리, 처리 타임, 송수신기(1412)에 대한 액세스, 사용자 인터페이스(1418) 등을 포함할 수 있다.
처리 회로(1402)의 하나 이상의 프로세서(1404)는 다기능일 수 있으며, 그것에 의해 소프트웨어 모듈(1416)의 일부는 동일한 기능의 상이한 인스턴스 또는 상이한 기능을 수행하도록 로딩되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(1404)는 예를 들어, 사용자 인터페이스(1418), 송수신기(1412), 및 디바이스 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 태스크를 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다수의 기능의 수행을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(1404)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 그것에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서(1404)에 의해 서비스되는 한 세트의 태스크로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크 사이에서 프로세서(1404)의 제어를 통과시키는 타임쉐어링 프로그램(1420)을 사용하여 구현될 수 있으며, 그것에 의해 각각의 태스크는 임의의 미해결 동작(outstanding operation)의 완료 시 및/또는 인터럽트와 같은 입력에 응답하여 타임쉐어링 프로그램(1420)에 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(1404)를 제어할 때, 처리 회로는 제어 태스크와 연관되는 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 타임쉐어링 프로그램(1420)은 운영 시스템, 라운드-로빈 방식으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선순위화에 따라 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 장치(1400)는 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전력 소스, 복수의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는 무선 충전 디바이스에서 구현될 수 있으며, 이는 하나 이상의 프로세서(1404)를 포함할 수 있다. 복수의 충전 셀은 전류를 충전 디바이스의 표면 근처의 하나 이상의 충전 코일에 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전달 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성될 수 있다.
장치(1400)는 펄스 신호를 충전 회로에 제공하도록 구성되는 펄스 발생 회로를 포함할 수 있다. 펄스 신호의 각각의 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함할 수 있다. 일 예에서, 펄스 발생 회로는 타이머의 제어 하에서 클록 신호를 게이팅하는 논리 회로를 포함한다. 컨트롤러는 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 충전 회로의 대응 응답에 대해 펄스 신호에서 제1 펄스에 대한 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 충전 회로의 공진 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 상기 응답의 차이에 기초하여 충전가능한 디바이스가 충전 코일에 근접하여 배치되었는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 응답의 차이는 제1 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 제2 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함한다. 다른 예에서, 응답의 차이는 충전 회로의 코일에 걸친 전압의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 충전 회로의 코일이 충전가능한 디바이스의 수신 코일에 유도 결합될 때 충전가능한 디바이스에 대한 충전 구성을 결정하고, 충전 회로가 충전 구성에 따라 충전 회로에 충전 전류를 제공하게 하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러는 충전 회로가 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 능동 핑을 전송하게 하고, 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호에서 인코딩된 정보로부터 충전가능한 디바이스를 식별하도록 구성될 수 있다.
특정 구현예에서, 장치(1400)는 펄스 신호에 대한 충전 회로의 응답에 기초하여 충전 회로의 공진을 나타내는 측정 신호를 제공하도록 구성되는 측정 회로를 갖는다. 일부 예에서, 충전 회로의 공진 변화는 충전 회로의 감소된 Q 팩터를 포함한다. 장치(1400)는 측정 신호보다 더 느린 속도에서 변화하는 측정 신호의 필터링된 버전을 제공하도록 구성되는 필터, 및 측정 신호와 측정 신호의 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성하도록 구성되는 비교 로직을 포함할 수 있다. 검출 신호는 객체가 충전 코일에 근접하여 위치되는지를 나타낼 수 있다. 필터는 유한 임펄스 응답 필터 또는 저역 통과 필터로서 구현될 수 있다. 비교 로직은 장치와 연관되는 전압 또는 온도의 변화에 의해 야기되는 측정 신호의 저-전압 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 스토리지(1406)는 명령어 및 정보를 유지하며 여기서 명령어는 하나 이상의 프로세서(1404)가 펄스 신호 - 여기서 펄스 신호의 각각의 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함함 -를 충전 회로에 제공하고, 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 충전 회로의 대응하는 응답에 대해 펄스화된 신호에서 제1 펄스에 대한 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 충전 회로의 공진 차이를 검출하고, 응답의 차이에 기초하여 충전가능한 디바이스가 충전 회로의 코일에 근접하여 배치되었는지를 결정하도록 구성된다. 응답의 차이는 충전 회로의 코일에 걸친 전압의 증가 또는 제1 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 제2 펄스에 응답하여 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1404)가 충전 회로의 코일이 충전가능한 디바이스의 수신 코일에 유도 결합될 때 충전가능한 디바이스에 대한 충전 구성을 결정하게 하고, 충전 전류를 충전 구성에 따라 충전 회로에 제공하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1404)가 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 능동 핑을 전송하게 하고, 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호에 인코딩된 정보로부터 충전가능한 디바이스를 식별하게 하도록 구성될 수 있다.
특정 구현예에서, 충전 회로의 공진 변화는 충전 회로의 감소된 Q 팩터를 포함한다. 명령어는 하나 이상의 프로세서(1404)가 충전 회로의 Q 팩터를 나타내는 측정 신호를 수신하게 하고, 측정 신호보다 더 느린 속도에서 변화하는 측정 신호의 필터링된 버전을 획득하기 위해 측정 신호를 필터링하게 하고, 측정 신호와 측정 신호의 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성하게 하도록 구성될 수 있다. 명령어는 동작 전압 또는 온도의 변화에 의해 야기되는 측정 신호의 변화를 포함하는, 측정 신호의 느린 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 포함하는 비교기를 사용하여 측정 신호 및 측정 신호의 필터링된 버전을 비교하게 하도록 구성될 수 있다. 측정 신호를 필터링하는 것은 측정 신호를 필터링하기 위해 FIR 필터를 사용하는 것 또는 측정 신호를 필터링하기 위해 저역 통과 필터를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 비교 로직은 히스테리시스 비교기일 수 있고/있거나 측정 신호의 느린 변화에 대한 응답을 억제하고/하거나 장치와 연관되는 전압 또는 온도의 변화에 의해 야기되는 측정 신호의 저-전압 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 가질 수 있다.
이전 설명은 임의의 당업자가 본원에 설명되는 다양한 양태를 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 양태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 쉽게 명백할 것이고, 본원에 정의되는 일반적인 원리는 다른 양태에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항은 본원에 도시되는 양태에 제한되도록 의도되지 않고, 언어 청구항과 일치하는 전체 범위에 부합되도록 의도되며, 여기서 단수의 요소에 대한 참조는 구체적으로 그렇게 명시되지 않는 한 "하나 및 단지 하나"를 의미하도록 의도되지 않고, 오히려 "하나 이상의"을 의미하도록 의도된다. 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 용어 "일부"는 하나 이상을 지칭한다. 당업자에게 공지되거나 나중에 공지될 본 개시 도처에 설명되는 다양한 양태의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 참조로 본원에 명시적으로 통합되고 청구항에 의해 망라되도록 의도된다. 더욱이, 본원에 개시되는 어떤 것도 그러한 개시가 청구항에 명시적으로 이용되는지 여부와 관계없이 대중에게 전용되는 것으로 의도되지 않는다. 청구항 요소는 요소가 어구 "~을 위한 수단"을 사용하여 명백하게 인용되지 않거나, 방법 청구항의 경우, 요소가 어구 "~을 위한 단계"를 사용하여 인용되지 않으면, 35 U.S.C. §112, 제6항의 규정 하에 해석되지 않는다.

Claims (20)

  1. 객체를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    펄스 신호를 충전 회로에 제공하는 단계 - 상기 펄스 신호의 각각의 펄스는 상기 충전 회로의 공칭 공진 주파수(nominal resonant frequency)보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함함 -;
    상기 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 상기 충전 회로의 대응 응답에 대해 상기 펄스 신호에서 제1 펄스에 대한 상기 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 상기 충전 회로의 공진 변화를 검출하는 단계; 및
    상기 응답의 차이에 기초하여, 충전가능한 디바이스가 상기 충전 회로의 코일에 근접하여 배치되었는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응답의 차이는 상기 제1 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 상기 제2 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 응답의 차이는 상기 충전 회로의 상기 코일에 걸친 전압의 증가를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전 회로의 상기 코일이 상기 충전가능한 디바이스의 수신 코일에 유도 결합될 때 상기 충전가능한 디바이스에 대한 충전 구성을 결정하는 단계; 및
    상기 충전 구성에 따라 상기 충전 회로에 충전 전류를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 능동 핑을 전송하는 단계; 및
    상기 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호 내에 인코딩된 정보로부터 상기 충전가능한 디바이스를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충전 회로의 상기 공진 변화는 상기 충전 회로의 품질 인자(Q 팩터)의 감소를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전 회로의 상기 Q 팩터를 나타내는 측정 신호를 수신하는 단계;
    상기 측정 신호보다 느린 속도로 변화하는 상기 측정 신호의 필터링된 버전을 획득하기 위해 상기 측정 신호를 필터링하는 단계; 및
    상기 측정 신호와 상기 측정 신호의 상기 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    동작 전압 또는 온도의 변화에 의해 야기되는 상기 측정 신호의 변화를 포함하여 상기 측정 신호에서의 느린 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성된 히스테리시스 회로를 포함하는 비교기를 사용하여 상기 측정 신호 및 상기 측정 신호의 상기 필터링된 버전을 비교하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 충전 디바이스에 있어서,
    상기 충전 디바이스의 표면에 근접하여 위치되는 충전 코일을 포함하는 충전 회로;
    펄스 신호를 상기 충전 회로에 제공하도록 구성되는 펄스 발생 회로 - 상기 펄스 신호에서의 각각의 펄스는 상기 충전 회로의 공칭 공진 주파수(nominal resonant frequency)보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함함 -;
    상기 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 상기 충전 회로의 대응 응답에 대해 상기 펄스 신호에서 제1 펄스에 대한 상기 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 상기 충전 회로의 공진 변화를 검출하고, 상기 응답의 차이에 기초하여, 상기 충전 코일에 충전가능한 디바이스가 근접하여 배치되었는지를 결정하는 컨트롤러를 포함하는, 충전 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 응답의 차이는 상기 제1 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 상기 제2 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함하는, 충전 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 응답의 차이는 상기 충전 회로의 상기 코일에 걸친 전압의 증가를 포함하는, 충전 디바이스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 회로의 상기 코일이 상기 충전가능한 디바이스의 수신 코일에 유도 결합될 때 상기 충전가능한 디바이스에 대한 충전 구성을 결정하고;
    상기 충전 회로가 충전 전류를 상기 충전 구성에 따라 상기 충전 회로에 제공하게 하도록 더 구성되는, 충전 디바이스.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 회로가 상기 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 능동 핑을 전송하게 하고;
    상기 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호 내에 인코딩된 정보로부터 상기 충전가능한 디바이스를 식별하도록 더 구성되는, 충전 디바이스.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 펄스 신호에 대한 상기 충전 회로의 상기 응답에 기초하여 상기 충전 회로의 상기 공진을 나타내는 측정 신호를 제공하도록 구성되는 측정 회로를 더 포함하며,
    상기 충전 회로의 상기 공진 변화는 상기 충전 회로의 품질 인자(Q 팩터)의 감소를 포함하는, 충전 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 측정 신호보다 느린 속도에서 변화하는 상기 측정 신호의 필터링된 버전을 제공하도록 구성되는 필터; 및
    상기 측정 신호와 상기 측정 신호의 상기 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 스위칭하는 검출 신호를 생성하도록 구성되는 비교 로직을 더 포함하며,
    상기 검출 신호는 객체가 상기 충전 코일에 근접하여 위치되는지를 나타내는, 충전 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 필터는 유한 임펄스 응답 필터 또는 저역 통과 필터를 포함하는, 충전 디바이스.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 비교 로직은 상기 충전 디바이스와 연관되는 전압 또는 온도의 변화에 의해 야기되는 측정 신호의 저-전압 변화에 대한 응답을 억제하도록 구성되는 히스테리시스 회로를 포함하는, 충전 디바이스.
  18. 프로세서-판독가능 저장 매체에 있어서,
    코드를 포함하며, 상기 코드는:
    펄스 신호를 충전 회로에 제공하고 - 상기 펄스 신호에서의 각각의 펄스는 상기 충전 회로의 공칭 공진 주파수(nominal resonant frequency)보다 더 크거나 더 작은 주파수를 갖는 복수의 사이클의 클록 신호를 포함함 -;
    상기 펄스 신호에서 이전에 전송된 제2 펄스에 대한 상기 충전 회로의 대응 응답에 대해 상기 펄스 신호에서 제1 펄스에 대한 상기 충전 회로의 응답의 차이에 기초하여 상기 충전 회로의 공진 변화를 검출하고;
    상기 응답의 차이에 기초하여 상기 충전 회로의 코일에 충전가능한 디바이스가 근접하여 배치되었는지를 결정하기 위한 것이며,
    상기 응답의 차이는 상기 충전 회로의 상기 코일에 걸친 전압의 증가 또는 상기 제1 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류에 대해 상기 제2 펄스에 응답하여 상기 충전 회로에 흐르는 전류의 증가를 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 충전가능한 디바이스를 충전하기 위한 표준-정의된 사양에 따라 액티브 핑을 전송하고;
    상기 충전가능한 디바이스로부터 수신되는 변조 신호 내에 인코딩된 정보로부터 상기 충전가능한 디바이스를 식별하기 위한 코드를 더 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 충전 회로의 상기 공진 변화는 상기 충전 회로의 품질 인자(Q 팩터)의 감소를 포함하며,
    상기 충전 회로의 상기 Q 팩터를 나타내는 측정 신호를 수신하고;
    상기 측정 신호보다 느린 속도에서 변화하는 상기 측정 신호의 필터링된 버전을 획득하기 위해 상기 측정 신호를 필터링하고;
    상기 측정 신호와 상기 측정 신호의 상기 필터링된 버전 사이의 차이가 임계 레벨을 초과할 때 검출 신호를 생성하기 위한 코드를 더 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
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