KR20220016127A - 무선 전력 전송 및 통신 - Google Patents

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KR20220016127A
KR20220016127A KR1020217042096A KR20217042096A KR20220016127A KR 20220016127 A KR20220016127 A KR 20220016127A KR 1020217042096 A KR1020217042096 A KR 1020217042096A KR 20217042096 A KR20217042096 A KR 20217042096A KR 20220016127 A KR20220016127 A KR 20220016127A
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KR1020217042096A
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존 크리스토퍼 프라이스
오스트랜드 다니엘 키스 반
푸옹 후인
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시그마센스, 엘엘씨.
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Abstract

전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스는 구동 감지 회로(DSC), 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 프로세싱 모듈(들)을 포함한다. DSC는 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 구동 신호를 제1 코일에 제공하고, 단일 라인을 통해 구동 신호를 동시에 감지하여 또 다른 디바이스로 무선으로 전력을 전송하기 위해 제2 코일에 대한 전자기 결합을 용이하게 한다. DSC는 또한, 통신 신호가 또 다른 디바이스로부터 송신되는지의 여부를 포함하는 구동 신호의 전기적 특성(들)을 검출하고 이를 나타내는 디지털 신호를 생성한다. 프로세싱 모듈(들)은 기준 신호를 생성하고, 통신 신호가 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 디지털 신호를 프로세싱하며 기준 신호를 적응시키기 위해 통신 신호의 제어 정보를 해석하도록 디지털 신호를 적절하게 프로세싱한다.

Description

무선 전력 전송 및 통신
연방 지원 연구 또는 개발에 관한 진술
해당되지 않음.
컴팩트 디스크에 제출된 자료의 참조에 의한 원용
해당되지 않음.
본 발명의 기술 분야
본 발명은, 일반적으로, 무선 전력 전송 및 데이터 통신 시스템, 특히 무선 전력 전송, 감지된 데이터 수집 및/또는 통신에 관한 것이다.
센서는 가정 내 자동화로부터, 산업 시스템, 건강 관리, 운송 등에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용된다. 예를 들면, 센서는 다양한 적용을 위해 차체, 자동차, 비행기, 보트, 선박, 트럭, 오토바이, 휴대전화, 텔레비전, 터치스크린, 산업 공장, 가전제품, 모터, 계산대 등에 배치된다.
일반적으로, 센서는 물리량을 전기 또는 광학 신호로 변환한다. 예를 들면, 센서는 생물학적 조건, 화학적 조건, 전기적 조건, 전자기적 조건, 온도, 자기 조건, 기계적 운동(위치, 속도, 가속도, 힘, 압력), 광학 조건, 및/또는 방사능 조건을 전기 신호로 변환한다.
센서는 하나의 형태의 에너지(예컨대, 힘)를 또 다른 형태의 에너지(예컨대, 전기 신호)로 변환하는 기능을 하는 트랜스듀서(transducer)를 포함한다. 센서의 다양한 적용을 지원하는 다양한 트랜스듀서가 존재한다. 예를 들면, 트랜스듀서는 커패시터, 압전 트랜스듀서, 압저항 트랜스듀서, 열 트랜스듀서, 열전쌍, 포토레지스터와 같은 광전도 트랜스듀서, 포토다이오드, 및/또는 포토트랜지스터이다.
센서 회로는 센서에 전력을 제공하고 센서로부터 물리적 현상을 표현하는 신호를 수신하기 위해 결합된다. 센서 회로는 센서에 대한 적어도 3개의 전기 연결부를 포함하고: 하나는 전원을 위한 것이고, 또 다른 하나는 공통 전압 기준(예컨대, 접지)을 위한 것이며; 세 번째는 물리적 현상을 표현하는 신호를 수신하기 위한 것이다. 물리적 현상을 표현하는 신호는 물리적 현상이 하나의 극단으로부터 또 다른 극단으로 변화함에 따라 (물리적 현상을 감지하는 범위에 대해) 전원 전압으로부터 접지까지 다양할 것이다.
센서 회로는 수신된 센서 신호를 프로세싱하기 위해 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스에 제공한다. 컴퓨팅 디바이스는 데이터를 전달하고, 데이터를 프로세싱하고/하거나, 데이터를 저장하는 것으로 알려져 있다. 컴퓨팅 디바이스는 수백만 건의 웹 검색, 주식 거래, 또는 매시간 온라인 구매를 지원하는 휴대전화, 랩탑, 태블릿, 개인용 컴퓨터(PC), 워크 스테이션, 비디오 게임 디바이스, 서버, 및/또는 데이터 센터일 수 있다.
컴퓨팅 디바이스는 다양한 적용을 위해 센서 신호를 프로세싱한다. 예를 들면, 컴퓨팅 디바이스는 운송 동안 냉장 트럭에 있는 다양한 품목의 온도를 결정하기 위해 센서 신호를 프로세싱한다. 또 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스는 터치 스크린에 대한 터치를 결정하기 위해 센서 신호를 프로세싱한다. 여전히 또 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스는 제품의 생산 라인에서 다양한 데이터 지점을 결정하기 위해 센서 신호를 프로세싱한다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 컴퓨팅 디바이스의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 3은 본 발명에 따른 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 4는 본 발명에 따른 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 5a는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 평면도;
도 5b는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 5c는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 5d는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 5e는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 6은 본 발명에 따른 구동 센터 회로의 개략적인 블록도;
도 6a는 본 발명에 따른 구동 감지 회로의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 7은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 일례를 도시한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 센서 그래프의 일례를 도시한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도;
도 10은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도;
도 11은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도;
도 11a는 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도;
도 12는 본 발명에 따른 전력 신호 변화 검출 회로의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 13은 본 발명에 따른 구동 감지 회로의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 14는 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 15는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 16은 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 종래 기술의 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 17은 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 18은 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 19는 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 20은 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 21은 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 22는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도;
도 23은 본 발명에 따른 전력의 무선 전송에 따른 배터리 충전 동안 디바이스의 배터리와 연관된 것과 같은 배터리 임피던스 프로파일의 일 실시형태의 개략적인 블록도;
도 24는 본 발명에 따른 전력의 무선 전송에 따른 배터리 충전 동안 디바이스의 배터리와 연관된 것과 같은 배터리 온도 프로파일의 일 실시형태의 개략적인 블록도; 및
도 25는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도.
도 1은 복수의 컴퓨팅 디바이스(12-10), 하나 이상의 서버(22), 하나 이상의 데이터베이스(24), 하나 이상의 네트워크(26), 복수의 구동 감지 회로(28), 복수의 센서(30) 및 복수의 액추에이터(32)를 포함하는 통신 시스템(10)의 일 실시형태의 개략적인 블록도이다. 컴퓨팅 디바이스(14)는 센서 및 구동 센서 회로를 갖는 터치 스크린(16)을 포함하고 컴퓨팅 디바이스(18)는 센서, 액추에이터 및 구동 감지 회로를 포함하는 터치 및 택틱 스크린(20)을 포함한다.
센서(30)는 물리적 입력을 전기 출력 및/또는 광학 출력으로 변환하도록 기능한다. 센서의 물리적 입력은 다양한 물리적 입력 조건 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 물리적 조건은 음파(예컨대, 진폭, 위상, 편광, 스펙트럼 및/또는 파 속도); 생물학적 및/또는 화학적 조건(예컨대, 체액 농도, 레벨, 조성 등); 전기 조건(예컨대, 전하, 전압, 전류, 전도도, 유전율, 진폭, 위상 및/또는 편광을 포함하는 전기장); 자기 조건(예컨대, 자속, 투자율, 자기장, 진폭, 위상 및/또는 편광); 광학 조건(예컨대, 굴절률, 반사율, 흡수 등); 열적 조건(예컨대, 온도, 자속, 비열, 열전도율 등); 및 기계적 조건(예컨대, 위치, 속도, 가속도, 힘, 변형률, 응력, 압력, 토크 등) 중 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 예를 들면, 압전 센서는 힘 또는 압력을 절충적인 신호로 변환한다. 또 다른 예로서, 마이크로폰은 청취 가능한 음향파를 전기 신호로 변환한다.
다양한 유형의 물리적 조건을 감지하기 위해 다양한 유형의 센서가 존재한다. 센서 유형은 커패시터 센서, 유도 센서, 가속도계, 압전 센서, 광 센서, 자기장 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 적외선(IR) 센서, 터치 센서, 근접 센서, 압력 센서, 레벨 센서, 연기 센서 및 가스 센서를 포함하지만, 이로 제한하지 않는다. 많은 방식으로, 센서는 실세계 조건을 디지털 신호로 변환하고 그 다음, 의료 애플리케이션, 생산 자동화 애플리케이션, 가정 환경 제어, 공공 안전 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 대단히 많은 애플리케이션에 대해 컴퓨팅 디바이스에 의해 프로세싱됨으로써 물리적 세계와 디지털 세계 사이의 인터페이스로서 기능한다.
다양한 유형의 센서는 센서에 전력을 제공하고, 센서로부터 신호를 수신하고/하거나, 센서로부터 신호를 해석할 때의 인자인 다양한 센서 특성을 갖는다. 센서 특성은 저항, 리액턴스(reactance), 전력 요구조건, 감도, 범위, 안정성, 반복성, 선형성, 오류, 응답 시간 및/또는 주파수 응답을 포함한다. 예를 들면, 저항, 리액턴스 및/또는 전력 요구조건은 구동 회로 요구조건을 결정할 때의 인자이다. 또 다른 예로서, 감도, 안정성 및/또는 선형은 수신된 전기 및/또는 광학 신호(예컨대, 온도, 압력 등의 측정치)에 기초하여 물리적 조건의 측정치를 해석하기 위한 인자이다.
액추에이터(32)는 전기적 입력을 물리적 출력으로 변환한다. 액추에이터의 물리적 출력은 다양한 물리적 출력 조건 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 물리적 출력 조건은 음파(예컨대, 진폭, 위상, 편광, 스펙트럼 및/또는 파 속도); 자기 조건(예컨대, 자속, 투자율, 자기장, 진폭, 위상 및/또는 편광); 열적 조건(예컨대, 온도, 자속, 비열, 열전도율 등); 및 기계적 조건(예컨대, 위치, 속도, 가속도, 힘, 변형률, 응력, 압력, 토크 등) 중 하나 이상을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 일례로서, 압전 액추에이터는 전압을 힘 또는 압력으로 변환한다. 또 다른 예로서, 스피커는 전기 신호를 청취 가능한 음파로 변환한다.
액추에이터(32)는 다양한 액추에이터 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 액추에이터(32)는 콤 구동, 디지털 마이크로 미러 디바이스, 전기 모터, 전기 활성 폴리머, 유압 실린더, 압전 액추에이터, 공압 액추에이터, 스크류 잭, 서보 메커니즘, 솔레노이드, 스테퍼 모터, 형상 메모리 허용, 열 바이모프 및 유압 액추에이터 중 하나이다.
다양한 유형의 액추에이터는 액추에이터에 전력을 제공하고 원하는 성능을 위해 액추에이터에 신호를 전송할 때의 인자인 다양한 액추에이터 특성을 갖는다. 액추에이터 특성은 저항, 리액턴스, 전력 요구조건, 감도, 범위, 안정성, 반복성, 선형성, 오류, 응답 시간 및/또는 주파수 응답을 포함한다. 예를 들면, 저항, 리액턴스, 및 전력 요구조건은 구동 회로 요구조건을 결정할 때의 인자이다. 또 다른 예로서, 감도, 안정성 및/또는 선형은 원하는 물리적 출력 조건을 얻기 위해 액추에이터로 전송할 시그널링을 생성하기 위한 인자이다.
컴퓨팅 디바이스(12, 14 및 18)는 각각 휴대용 컴퓨팅 디바이스 및/또는 고정된 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 소셜 네트워킹 디바이스, 게이밍 디바이스, 휴대 전화, 스마트폰, 디지털 어시스턴트, 디지털 음악 플레이어, 디지털 비디오 플레이어, 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿, 비디오 게임 제어기, 및/또는 컴퓨팅 코어를 포함하는 임의의 다른 휴대용 디바이스일 수 있다. 고정된 컴퓨팅 디바이스는 컴퓨터(PC), 컴퓨터 서버, 케이블 셋톱 박스, 위성 수신기, 텔레비전 세트, 프린터, 팩스기, 홈 엔터테인먼트 장비, 비디오 게임 콘솔, 및/또는 임의의 유형의 가정 또는 사무실 컴퓨팅 장비일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(12, 14 및 18)는 도 2 내지 도 4 중 하나 이상을 참조하여 더 상세하게 논의될 것이다.
서버(22)는 대량의 데이터 요청을 동시에 프로세싱하기 위해 최적화되는 특수 유형의 컴퓨팅 디바이스이다. 서버(22)는 더 강건한 프로세싱 모듈, 더 많은 메인 메모리 및/또는 더 많은 하드 드라이브 메모리(예컨대, 고체 상태, 하드 드라이브 등)를 갖는 컴퓨팅 디바이스(12, 14 및/또는 18)의 구성요소와 유사한 구성요소를 포함한다. 게다가, 서버(22)는 전형적으로 원격으로 액세스되고; 이와 같이, 이는 일반적으로 사용자 입력 디바이스 및/또는 사용자 출력 디바이스를 포함하지 않는다. 게다가, 서버는 독립형 별개의 컴퓨팅 디바이스일 수 있고/있거나 클라우드 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
데이터베이스(24)는 대규모 데이터 저장 및 검색을 위해 최적화되는 특수 유형의 컴퓨팅 디바이스이다. 데이터베이스(24)는 더 많은 하드 드라이브 메모리(예컨대, 고체 상태, 하드 드라이브 등) 및 잠재적으로 더 많은 프로세싱 모듈 및/또는 메인 메모리를 갖는 컴퓨팅 디바이스(12, 14 및/또는 18)의 구성요소와 유사한 구성요소를 포함한다. 게다가, 데이터베이스(24)는 전형적으로 원격으로 액세스되고; 이와 같이, 이는 일반적으로 사용자 입력 디바이스 및/또는 사용자 출력 디바이스를 포함하지 않는다. 게다가, 데이터베이스(24)는 독립형 별개의 컴퓨팅 디바이스일 수 있고/있거나 클라우드 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
네트워크(26)는 공중 네트워크 및/또는 사설 네트워크일 수 있는 하나 이상의 근거리 통신망(LAN) 및/또는 하나 이상의 원거리 통신망(WAN)을 포함한다. LAN은 무선 LAN(예컨대, 와이파이 액세스 지점, 블루투스, 지그비 등) 및/또는 유선 네트워크(예컨대, 파이어와이어, 이더넷 등)일 수 있다. WAN은 유선 및/또는 무선 WAN일 수 있다. 예를 들면, LAN은 개인 가정이나 기업의 무선 네트워크일 수 있고 WAN은 인터넷, 셀룰러 전화 인프라스트럭처 및/또는 위성 통신 인프라스트럭처이다.
동작의 일례에서, 컴퓨팅 디바이스(12-1)는 복수의 구동 감지 회로(28)와 통신하고, 이는 결과적으로 복수의 센서(30)와 통신한다. 센서(30) 및/또는 구동 감지 회로(28)는 컴퓨팅 디바이스(12-1) 내에 그리고/또는 이의 외부에 있다. 예를 들면, 센서(30)는 컴퓨팅 디바이스(12-1)의 외부에 있을 수 있고 구동 감지 회로는 컴퓨팅 디바이스(12-1) 내에 있다. 또 다른 예로서, 센서(30) 및 구동 감지 회로(28) 둘 모두는 컴퓨팅 디바이스(12-1)의 외부에 있다. 구동 감지 회로(28)가 컴퓨팅 디바이스의 외부에 있을 때, 그들은 도 5a 내지 도 5c 중 하나 이상을 참조하여 더 상세하게 논의될 바와 같이 유선 및/또는 무선 통신 링크를 통해 컴퓨팅 디바이스(12-1)에 결합된다.
컴퓨팅 디바이스(12-1)는; (a) 구동 감지 회로를 턴 온하고, (b) 센서로부터 데이터를 얻고(개별적으로 및/또는 집합적으로), (c) 감지된 데이터를 컴퓨팅 디바이스(12-1)에 전달하는 방법에 대해 구동 감지 회로에 지시하고, (d) 센서와 함께 사용할 신호 속성(예컨대, DC 레벨, AC 레벨, 주파수, 전력 레벨, 조절된 전류 신호, 조절된 전압 신호, 임피던스 조절, 다양한 센서에 대한 주파수 패턴, 상이한 감지 애플리케이션에 대한 상이한 주파수 등)을 제공하고/하거나, (e) 다른 명령 및/또는 명령어를 제공하기 위해 구동 감지 회로(28)와 통신한다.
특정 예로서, 센서(30)는 파이프라인의 섹션 내에서 유량 및/또는 압력을 측정하기 위해 파이프라인을 따라 분산된다. 구동 감지 회로(28)는 자체 전력원(예컨대, 배터리, 전원 등)을 갖고 그들의 각각의 센서(30)에 근접하게 위치된다. 원하는 시간 간격(밀리초, 초, 분, 시 등)에서, 구동 감지 회로(28)는 조절된 소스 신호 또는 전력 신호를 센서(30)에 제공한다. 센서(30)의 전기적 특성은 조절된 소스 신호 또는 전력 신호에 영향을 미치며, 이는 그 센서가 감지하는 조건(예컨대, 유량 및/또는 압력)을 나타낸다.
구동 감지 회로(28)는 센서의 전기적 특성의 결과로서 조절된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 영향을 검출한다. 구동 감지 회로(28)는 그 다음, 전력 신호에 대한 검출된 영향에 기초하여 조절된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호를 생성한다. 조절된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 변화는 센서(30)에 의해 감지되는 조건을 나타낸다.
구동 감지 회로(28)는 조건의 대표 신호를 컴퓨팅 디바이스(12-1)에 제공한다. 대표 신호는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 어느 경우든, 컴퓨팅 디바이스(12-1)는 파이프라인을 따라 각각의 센서 위치에서 압력 및/또는 유량을 결정하기 위해 대표 신호를 해석한다. 컴퓨팅 디바이스는 그 다음, 이 정보를 서버(22), 데이터베이스(24)에, 및/또는 저장 및/또는 또 다른 프로세싱을 위해 또 다른 컴퓨팅 디바이스에 제공할 수 있다.
동작의 또 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스(12-2)는 구동 감지 회로(28)에 결합되고, 이는 결과적으로 센서(30)에 결합된다. 센서(30) 및/또는 구동 감지 회로(28)는 컴퓨팅 디바이스(12-2)의 내부 및/또는 외부에 있을 수 있다. 이 예에서, 센서(30)는 컴퓨팅 디바이스(12-2)에 특정한 조건을 감지하고 있다. 예를 들면, 센서(30)는 온도 센서, 주변 광 센서, 주변 잡음 센서 등일 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스(12-2)에 의해 지시될 때(연속 감지를 위한 기본 설정일 수 있거나 정기적인 간격으로), 구동 감지 회로(28)는 조절된 소스 신호 또는 전력 신호를 센서(30)에 제공하고 센서의 전기적 특성에 기초하여 조절된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 영향을 검출한다. 구동 감지 회로는 영향의 대표 신호를 생성하고 이를 컴퓨팅 디바이스(12-2)로 전송한다.
동작의 또 다른 예에서, 컴퓨팅 디바이스(12-3)는 복수의 센서(30)에 결합되는 복수의 구동 감지 회로(28)에 결합되고 복수의 액추에이터(32)에 결합되는 복수의 구동 감지 회로(28)에 결합된다. 상기 설명에 따라 센서(30)에 결합된 구동 감지 회로(28)의 일반적인 기능.
액추에이터(32)가 본질적으로, 액추에이터가 전기 신호를 물리적 조건으로 변환하고, 센서가 물리적 조건을 전기 신호로 변환한다는 점에서 센서의 반대이기 때문에, 구동 감지 회로(28)는 액추에이터(32)에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 컴퓨팅 디바이스(12-3)는 액추에이터(32)에 대한 구동 감지 회로(28)에 작동 신호를 제공한다. 구동 감지 회로는 작동 신호를 전력 신호 또는 조절된 제어 신호로 변조하며, 이는 액추에이터(32)에 제공된다. 액추에이터(32)는 전력 신호 또는 조절된 제어 신호로부터 전력을 공급받고 변조된 작동 신호로부터 원하는 물리적 조건을 생성한다.
동작의 또 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스(12-x)는 센서(30)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합되고 액추에이터(32)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합되는 된다. 이 예에서, 센서(30) 및 액추에이터(32)는 컴퓨팅 디바이스(12-x)에 의해 사용하기 위한 것이다. 예를 들면, 센서(30)는 압전 마이크로폰일 수 있고 액추에이터(32)는 압전 스피커일 수 있다.
도 2는 컴퓨팅 디바이스(12)(예컨대, 12-1 내지 12-x 중 임의의 하나)의 일 실시형태의 개략적인 블록도이다. 컴퓨팅 디바이스(12)는 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 프로세싱 모듈(42), 하나 이상의 메인 메모리(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 프로세싱 모듈(48), 디스플레이(50), 입력 출력(I/O) 주변 제어 모듈(52), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈(60) 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈(62)을 포함한다. 프로세싱 모듈(42)은 본 발명 섹션의 상세한 설명의 끝에서 더 상세하게 설명되고, 일 대안적인 실시형태에서 메인 메모리(44)에 대한 방향 연결을 갖는다. 일 대안적인 실시형태에서, 코어 제어 모듈(40) 및 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)은 칩셋, QPI(quick path interconnect) 및/또는 UPI(ultra-path interconnect)와 같은 하나의 모듈이다.
메인 메모리(44)의 각각은 하나 이상의 랜덤 액세스 메모리(RAM) 집적 회로, 또는 칩을 포함한다. 예를 들면, 메인 메모리(44)는 각각이 2,400MHz의 레이트로 실행되는 4개의 DDR4(4세대 더블 데이터 레이트) RAM 칩을 포함한다. 일반적으로, 메인 메모리(44)는 프로세싱 모듈(42)에 대해 가장 관련된 데이터 및 동작 명령어를 저장한다. 예를 들면, 코어 제어 모듈(40)은 메인 메모리(44) 및 메모리(64 내지 66)로부터의 데이터 및/또는 동작 명령어의 전송을 조정한다. 메모리(64 내지 66)로부터 검색된 데이터 및/또는 동작 명령어는 프로세싱 모듈이 요청한 데이터 및/또는 동작 명령어이거나 프로세싱 모듈에 의해 가장 필요로 할 가능성이 높을 것이다. 프로세싱 모듈이 메인 메모리의 데이터 및/또는 동작 명령어로 행해질 때, 코어 제어 모듈(40)은 저장을 위해 업데이트된 데이터를 메모리(64 내지 66)로 전송하는 것을 조정한다.
메모리(64 내지 66)는 하나 이상의 하드 드라이브, 하나 이상의 고체 상태 메모리 칩, 및/또는 캐시 메모리 및 메인 메모리 디바이스와 비교하여, 상대적으로 저장된 데이터의 양 당 비용과 관련하여 저렴한 하나 이상의 다른 대용량 저장 디바이스를 포함한다. 메모리(64 내지 66)는 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)를 통해 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈(62)을 통해 코어 제어 모듈(40)에 결합된다. 일 실시형태에서, I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)은 주변 구성요소가 코어 제어 모듈(40)에 연결하는 하나 이상의 주변 구성요소 인터페이스(PCI) 버스를 포함한다. 메모리 인터페이스 모듈(62)은 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)에 메모리를 결합하기 위한 소프트웨어 구동기 및 하드웨어 연결기를 포함한다. 예를 들면, 메모리 인터페이스(62)는 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 포트에 따른다.
코어 제어 모듈(40)은 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52), 네트워크 인터페이스 모듈(들)(60), 및 네트워크 카드(68 또는 70)를 통해 프로세싱 모듈(들)(42)과 네트워크(들)(26) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 네트워크 카드(68 또는 70)는 무선 통신 유닛 또는 유선 통신 유닛을 포함한다. 무선 통신 유닛은 무선 근거리 통신망(WLAN) 통신 디바이스, 셀룰러 통신 디바이스, 블루투스 디바이스, 및/또는 지그비 통신 디바이스를 포함한다. 유선 통신 디바이스는 기가비트 LAN 연결, 파이어와이어 연결, 및/또는 독점 컴퓨터 유선 연결을 포함한다. 네트워크 인터페이스 모듈(60)은 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)에 네트워크 카드를 결합하기 위한 소프트웨어 구동기 및 하드웨어 연결기를 포함한다. 예를 들면, 네트워크 인터페이스 모듈(60)은 하나 이상의 버전의 IEEE 802.11, 셀룰러 전화 프로토콜, 10/100/1000 기가비트 LAN 프로토콜 등에 따른다.
코어 제어 모듈(40)은 입력 인터페이스 모듈(들)(56)과 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)을 통해 프로세싱 모듈(들)(42)과 입력 디바이스(들)(72) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 입력 디바이스(72)는 키패드, 키보드, 제어 스위치, 터치패드, 마이크로폰, 카메라 등을 포함한다. 입력 인터페이스 모듈(56)은 입력 디바이스를 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)에 결합하기 위한 소프트웨어 구동기 및 하드웨어 연결기를 포함한다, 일 실시형태에서, 입력 인터페이스 모듈(56)은 하나 이상의 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜에 따른다.
코어 제어 모듈(40)은 출력 인터페이스 모듈(들)(58)과 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)을 통해 프로세싱 모듈(들)(42)과 출력 디바이스(들)(74) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 출력 디바이스(74)는 스피커 등을 포함한다. 출력 인터페이스 모듈(58)은 출력 디바이스를 I/O 및/또는 주변 제어 모듈(52)에 결합하기 위한 소프트웨어 구동기 및 하드웨어 연결기를 포함한다. 일 실시형태에서, 출력 인터페이스 모듈(56)은 하나 이상의 오디오 코덱 프로토콜에 따른다.
프로세싱 모듈(42)은 비디오 그래픽 프로세싱 모듈(48)과 직접적으로 통신하여 디스플레이(50)에 데이터를 디스플레이한다. 디스플레이(50)는 LED(발광 다이오드) 디스플레이, LCD(액정 디스플레이), 및/또는 다른 유형의 디스플레이 기술을 포함한다. 디스플레이는 해상도, 종횡비, 및 디스플레이의 품질에 영향을 미치는 다른 특징을 갖는다. 비디오 그래픽 프로세싱 모듈(48)은 프로세싱 모듈(42)로부터 데이터를 수신하고, 디스플레이의 특성에 따라 렌더링된 데이터를 생성하기 위해 데이터를 프로세싱하며, 렌더링된 데이터를 디스플레이(50)에 제공한다.
도 2는 또한, 입력 인터페이스 모듈(56)(예컨대, USB 포트)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합된 센서(30) 및 액추에이터(32)를 도시한다. 대안적으로, 구동 감지 회로(28) 중 하나 이상은 무선 네트워크 카드(예컨대, WLAN) 또는 유선 네트워크 카드(예컨대, 기가비트 LAN)를 통해 컴퓨팅 디바이스에 결합된다. 도시되지 않지만, 컴퓨팅 디바이스(12)는 코어 제어 모듈(40)에 결합된 BIOS(기본 입력 출력 시스템) 메모리를 더 포함한다.
도 3은 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 프로세싱 모듈(42), 하나 이상의 메인 메모리(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 프로세싱 모듈(48), 터치 스크린(16), 입력 출력(I/O) 주변 제어 모듈(52), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈(60) 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈(62)을 포함하는 컴퓨팅 디바이스(14)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 터치 스크린(16)은 터치 스크린 디스플레이(80), 복수의 센서(30), 복수의 구동 감지 회로(DSC) 및 터치 스크린 프로세싱 모듈(82)을 포함한다.
컴퓨팅 디바이스(14)는 입력 디바이스로서 터치 스크린이 부가된 도 2의 컴퓨팅 디바이스(12)와 유사하게 동작한다. 터치 스크린은 스크린의 근위 터치를 검출하기 위해 복수의 센서(예컨대, 전극, 커패시터 감지 셀, 커패시터 센서, 유도성 센서 등)를 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 손가락이 화면을 터치할 때, 터치(들)에 근접한 센서의 커패시턴스가 영향을 받는다(예컨대, 임피던스가 변한다). 영향을 받는 센서에 결합된 구동 감지 회로(DSC)는 변화를 검출하고 터치 스크린 프로세싱 모듈(82)에 변화의 표현을 제공하며, 이는 별개의 프로세싱 모듈이거나 프로세싱 모듈(42)에 통합될 수 있다.
터치 스크린 프로세싱 모듈(82)은 터치(들)의 위치를 결정하기 위해 구동 감지 회로(DSC)로부터의 대표 신호를 프로세싱한다. 이 정보는 입력으로서 프로세싱하기 위해 프로세싱 모듈(42)에 입력된다. 예를 들면, 터치는 화면에서의 버튼, 스크롤 기능, 확대 축소 기능 등의 선택을 표현한다.
도 4는 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 프로세싱 모듈(42), 하나 이상의 메인 메모리(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 프로세싱 모듈(48), 터치 및 촉각 스크린(20), 입력 출력(I/O) 주변 제어 모듈(52), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈(60) 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈(62)을 포함하는 컴퓨팅 디바이스(18)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 터치 및 촉각 스크린(20)은 터치 및 촉각 스크린 디스플레이(90), 복수의 센서(30), 복수의 액추에이터(32), 복수의 구동 감지 회로(DSC), 터치 스크린 프로세싱 모듈(82) 및 촉각 스크린 프로세싱 모듈(92)을 포함한다.
컴퓨팅 디바이스(18)는 출력 디바이스로서 스크린(20)에 촉각 양태가 부가된 도 3의 컴퓨팅 디바이스(14)와 유사하게 동작한다. 스크린(20)의 촉각 부분은 스크린(20)에 촉각 느낌을 제공하기 위해 복수의 액추에이터(예컨대, 진동을 생성하기 위한 압전 트랜스듀서, 움직임을 생성하기 위한 솔레노이드 등)를 포함한다. 그렇게 하기 위해, 프로세싱 모듈은 촉각 데이터를 생성하고, 이는 독립형 프로세싱 모듈이거나 프로세싱 모듈(42)에 집적될 수 있는 촉각 스크린 프로세싱 모듈(92)을 통해 적절한 구동 감지 회로(DSC)에 제공된다. 구동 감지 회로(DSC)는 촉각 데이터를 구동 작동 신호로 변환하고 이를 적절한 액추에이터에 제공하여 화면(20)에서 원하는 촉각 느낌을 생성한다.
도 5a는 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65), 복수의 통신 모듈(61A-x), 복수의 프로세싱 모듈(42A-x), 복수의 구동 감지 회로(28) 및 도 1의 센서(30)일 수 있는 복수의 센서(1-x)를 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 개략적인 평면도이다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)은 하나 이상의 서버(22) 내의 하나 이상의 프로세싱 모듈 및/또는 프로세싱 모듈(42A-x)이 상주하는 컴퓨팅 디바이스와 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세싱 모듈이다.
구동 감지 회로(28)(또는 다수의 구동 감지 회로), 프로세싱 모듈(예컨대, 41A), 및 통신 모듈(예컨대, 61A)은 공통 컴퓨팅 디바이스 내에 있다. 구동 감지 회로(들), 프로세싱 모듈 및 통신 모듈의 각각의 그룹은 별개의 컴퓨팅 디바이스에 있다. 통신 모듈(61A-x)은 개방형 시스템 상호연결(OSI) 모델, 송신 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP) 모델, 및 다른 통신 프로토콜 모듈 중 하나 이상에 따르는 하나 이상의 유선 통신 프로토콜 및/또는 하나 이상의 무선 통신 프로토콜에 따라 구성된다.
동작의 일례에서, 프로세싱 모듈(예컨대, 42A)은 이의 대응하는 구동 감지 회로(28)에 제어 신호를 제공한다. 프로세싱 모듈(42A)은 제어 신호를 생성하거나, 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)로부터 이를 수신하거나, 제어 신호를 생성하기 위해 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)로부터 표시를 수신할 수 있다. 제어 신호는 구동 감지 회로(28)가 이의 대응하는 센서에 구동 신호를 제공하는 것을 가능하게 한다. 제어 신호는 구동 신호의 생성 및/또는 센서로부터 수신된 감지된 신호의 해석을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 주파수 성분을 가지는 기준 신호를 더 포함할 수 있다.
제어 신호에 기초하여, 구동 감지 회로(28)는 구동 신호를 구동 및 감지 라인의 이의 대응하는 센서(예컨대, 1)에 제공한다. 구동 신호(예컨대, 전력 신호, 조절된 소스 신호 등)를 수신하는 동안, 센서는 물리적 조건(1-x)(예컨대, 음파, 생물학적 조건, 화학적 조건, 전기적 조건, 자기적 조건, 광학적 조건, 열적 조건 및/또는 기계적 조건)을 감지한다. 물리적 조건의 결과로서, 센서의 전기적 특성(임피던스, 전압, 전류, 커패시턴스, 인덕턴스, 저항, 리액턴스 등)이 변경되고, 이는 구동 신호에 영향을 미친다. 센서가 광학 센서인 경우, 이는 감지된 광학 조건을 전기적 특성으로 변환함에 유의한다.
구동 감지 회로(28)는 구동 및 감지 라인을 통해 구동 신호에 대한 영향을 검출하고 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있는 전력 변화를 나타내는 신호를 생성하도록 영향을 프로세싱한다. 프로세싱 모듈(42A)은 전력 변화를 나타내는 신호를 수신하고, 이를 해석하며, 감지된 물리적 조건을 표현하는 값을 생성한다. 예를 들면, 센서가 압력을 감지하고 있는 경우, 감지된 물리적 조건을 표현하는 값은 압력의 측정치(예컨대, xPSI(평방 인치당 파운드))이다.
감지된 데이터 프로세스 기능(예컨대, 알고리즘, 애플리케이션 등)에 따라, 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)은 프로세싱 모듈로부터 감지된 물리적 조건을 표현하는 값을 수집한다. 센서(1-x)가 동일한 유형의 센서(예컨대, 압력 센서)일 수 있고, 각각 상이한 센서, 또는 이의 조합일 수 있기 때문에; 감지된 물리적 조건은 동일할 수 있거나, 각각 상이할 수 있거나, 이의 조합일 수 있다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)은 수집된 값을 프로세싱하여 하나 이상의 원하는 결과를 생성한다. 예를 들면, 컴퓨팅 서브시스템(25)이 파이프라인을 따라 압력을 모니터링하고 있는 경우, 수집된 값의 프로세싱은 압력이 모두 정상 한도 내에 있거나 감지된 압력 중 하나 이상이 정상 한도 내에 있지 않다는 것을 나타낸다.
또 다른 예로서, 컴퓨팅 서브시스템(25)이 제조 시설에서 사용되는 경우, 센서는 음향파(예컨대, 방음, 사운드 생성, 초음파 모니터링 등을 위한 것임), 생물학적 조건(예컨대, 박테리아 오염 등) 화학적 조건(예컨대, 조성, 가스 농도 등), 전기적 조건(예컨대, 전류 레벨, 전압 레벨, 전자기 간섭 등), 자기 조건(예컨대, 유도 전류, 자기장 강도, 자기장 방향 등), 광학 조건(예컨대, 주변 광, 적외선 등), 열적 조건(예컨대, 온도 등), 및/또는 기계적 조건(예컨대, 물리적 위치, 힘, 압력, 가속도 등)과 같은 다양한 물리적 조건을 감지하고 있다.
컴퓨팅 서브시스템(25)은 센서 중 하나 이상 대신에 및/또는 센서에 부가하여 하나 이상의 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 서브시스템(25)이 액추에이터를 포함할 때, 대응하는 프로세싱 모듈은 대응하는 구동 감지 회로(28)에 작동 제어 신호를 제공한다. 작동 제어 신호는 구동 감지 회로(28)가 구동 및 작동 라인(예컨대, 구동 및 감지 라인과 유사하지만, 액추에이터를 위한 것임)을 통해 구동 신호를 액추에이터에 제공하는 것을 가능하게 한다. 구동 신호는 액추에이터의 원하는 작동을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 주파수 성분 및/또는 진폭 성분을 포함한다.
게다가, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 협력하여 작동하는 액추에이터 및 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서는 액추에이터의 물리적 조건을 감지하고 있다. 이 예에서, 구동 감지 회로는 구동 신호를 액추에이터에 제공하고 또 다른 구동 감지 신호는 동일한 구동 신호, 또는 이의 조정된 버전을 센서에 제공한다. 이것은 센서가 액추에이터의 물리적 조건의 거의 즉각적이고 지속적인 감지를 제공하는 것을 허용한다. 이것은 또한, 센서가 제1 주파수에서 동작하고 액추에이터가 제2 주파수에서 동작하는 것을 허용한다.
일 실시형태에서, 컴퓨팅 서브시스템은 다양한 애플리케이션(예컨대, 제조, 파이프라인, 테스팅, 모니터링, 보안 등)을 위한 독립형 시스템이다. 또 다른 실시형태에서, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 더 큰 시스템을 형성하는 복수의 서브시스템 중 하나의 서브시스템이다. 예를 들면, 지리적 위치에 기초하여 상이한 서브시스템이 이용된다. 특정 예로서, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 공장의 하나의 섹션에 배치되고 또 다른 컴퓨팅 서브시스템은 공장의 또 다른 부분에 배치된다. 또 다른 예로서, 상이한 서브시스템은 서브시스템의 기능에 기초하여 이용된다. 특정 예로서, 하나의 서브시스템은 도시의 신호등 동작을 모니터링하고 또 다른 서브시스템은 도시의 하수 처리장을 모니터링한다.
컴퓨팅 시스템의 사용 및/또는 배치, 그것이 감지하고 있는 물리적 조건, 및/또는 그것이 작동시키고 있는 물리적 조건에 관계 없이, 각각의 센서 및 각각의 액추에이터(포함된 경우)는 별개의 구동 및 감지 라인과 대조적으로 단일 라인에 의해 구동 및 감지된다. 이것은 더 낮은 전력 요구조건, 높은 임피던스 센서를 구동하는 더 양호한 능력, 더 낮은 라인 간 간섭 및/또는 동시 감지 기능을 포함하지만 이로 제한되지 않는 많은 장점을 제공한다.
도 5b는 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65), 통신 모듈(61), 복수의 프로세싱 모듈(42A-x), 복수의 구동 감지 회로(28) 및 도 1의 센서(30)일 수 있는 복수의 센서(1-x)를 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)은 하나 이상의 서버(22) 내의 하나 이상의 프로세싱 모듈 및/또는 프로세싱 모듈(42A-x)이 상주하는 컴퓨팅 디바이스, 디바이스와 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세싱 모듈이다.
일 실시형태에서, 구동 감지 회로(28), 프로세싱 모듈 및 통신 모듈은 공통 컴퓨팅 디바이스 내에 있다. 예를 들면, 컴퓨팅 디바이스는 복수의 프로세싱 모듈을 포함하는 중앙 처리 장치를 포함한다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65), 통신 모듈(61), 프로세싱 모듈(42A-x), 구동 감지 회로(28) 및 센서(1-x)의 기능 및 동작은 도 5a를 참조하여 논의된 바와 같다.
도 5c는 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65), 통신 모듈(61), 프로세싱 모듈(42), 복수의 구동 감지 회로(28) 및 도 1의 센서(30)일 수 있는 복수의 센서(1-x)를 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65)은 하나 이상의 서버(22) 내의 하나 이상의 프로세싱 모듈 및/또는 프로세싱 모듈(42)이 상주하는 컴퓨팅 디바이스와 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세싱 모듈이다.
일 실시형태에서, 구동 감지 회로(28), 프로세싱 모듈, 및 통신 모듈은 공통 컴퓨팅 디바이스 내에 있다. 감지된 데이터 프로세싱 모듈(65), 통신 모듈(61), 프로세싱 모듈(42), 구동 감지 회로(28) 및 센서(1-x)의 기능 및 동작은 도 5a를 참조하여 논의된 바와 같다.
도 5d는 프로세싱 모듈(42), 기준 신호 회로(100), 복수의 구동 감지 회로(28) 및 복수의 센서(30)를 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 프로세싱 모듈(42)은 구동 감지 프로세싱 블록(104), 구동 감지 제어 블록(102), 및 기준 제어 블록(106)을 포함한다. 프로세싱 모듈(42)의 각각의 블록(102 내지 106)은 프로세싱 모듈의 별개의 모듈을 통해 구현될 수 있고, 프로세싱 모듈 내의 소프트웨어와 하드웨어의 조합일 수 있고/있거나, 프로세싱 모듈(42) 내의 필드 프로그래밍 가능한 모듈일 수 있다.
동작의 일례에서, 구동 감지 제어 블록(104)은 구동 감지 회로(28) 중 하나 이상을 활성화하기 위해 하나 이상의 제어 신호를 생성한다. 예를 들면, 구동 감지 제어 블록(102)은 주어진 시간 기간(예컨대, 1초, 1분 등) 동안 구동 감지 회로(28)를 인에이블링(enabling)하는 제어 신호를 생성한다. 또 다른 예로서, 구동 감지 제어 블록(102)은 구동 감지 회로(28)를 순차적으로 인에이블링하기 위해 제어 신호를 생성한다. 여전히 또 다른 예로서, 구동 감지 제어 블록(102)은 구동 감지 회로(28)를 주기적으로 인에이블링하기 위해 일련의 제어 신호를 생성한다(예컨대, 1초마다, 1분마다, 1시간마다 한번 인에이블링된다).
동작의 예로 계속하면, 기준 제어 블록(106)은 그것이 기준 신호 회로(100)에 제공하는 기준 제어 신호를 생성한다. 기준 신호 회로(100)는 제어 신호에 따라, 구동 감지 회로(28)를 위한 하나 이상의 기준 신호를 생성한다. 예를 들면, 제어 신호는 인에이블 신호이며, 이에 응답하여 기준 신호 회로(100)는 그것이 구동 감지 회로(28)에 제공하는 미리 프로그래밍된 기준 신호를 생성한다. 또 다른 예에서, 기준 신호 회로(100)는 구동 감지 회로(28)의 각각에 대한 고유 기준 신호를 생성한다. 여전히 또 다른 예에서, 기준 신호 회로(100)는 제1 그룹의 구동 감지 회로(28)의 각각에 대한 제1 고유 기준 신호를 생성하고 제2 그룹의 구동 감지 회로(28)의 각각에 대한 제2 고유 기준 신호를 생성한다.
기준 신호 회로(100)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 기준 신호 회로(100)는 DC(직류) 전압 생성기, AC 전압 생성기 및 전압 조합 회로를 포함한다. DC 전압 생성기는 제1 레벨에서 DC 전압을 생성하고 AC 전압 생성기는 제1 레벨 미만이거나 이와 같은 제2 레벨에서 AC 전압을 생성한다. 전압 조합 회로는 DC와 AC 전압을 조합하여 기준 신호를 생성한다. 예로서, 기준 신호 회로(100)는 후속적으로 논의될 도 7에 도시된 신호와 유사한 기준 신호를 생성한다.
또 다른 예로서, 기준 신호 회로(100)는 DC 전류 생성기, AC 전류 생성기 및 전류 조합 회로를 포함한다. DC 전류 생성기는 제1 전류 레벨에서 DC 전류를 생성하고 AC 전류 생성기는 제1 전류 레벨 미만이거나 이와 같은 제2 전류 레벨에서 AC 전류를 생성한다. 전류 조합 회로는 DC와 AC 전류를 조합하여 기준 신호를 생성한다.
동작의 예로 돌아가면, 기준 신호 회로(100)는 기준 신호, 또는 신호들을 구동 감지 회로(28)에 제공한다. 구동 감지 회로(28)가 구동 감지 제어 블록(102)으로부터의 제어 신호를 통해 인에이블링될 때, 이는 이의 대응하는 센서(30)에 구동 신호를 제공한다. 물리적 조건의 결과로서, 구동 신호에 영향을 미치는 센서의 전기적 특성이 변경된다. 구동 신호 및 기준 신호에 대한 검출된 영향에 기초하여, 구동 감지 회로(28)는 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 신호를 생성한다.
구동 감지 회로는 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 신호를 구동 감지 프로세싱 블록(104)에 제공한다. 구동 감지 프로세싱 블록(104)은 물리적 조건(예로서, 특정 온도, 특정 압력 레벨 등을 표현하는 디지털 값)의 감지된 값(97)을 생성하기 위해 대표 신호를 프로세싱한다. 프로세싱 모듈(42)은 감지된 값(97)을 컴퓨팅 디바이스에서 실행 중인 또 다른 애플리케이션에, 또 다른 컴퓨팅 디바이스에, 및/또는 서버(22)에 제공한다.
도 5e는 프로세싱 모듈(42), 복수의 구동 감지 회로(28) 및 복수의 센서(30)를 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 이 실시형태는 구동 감지 프로세싱 블록(104), 구동 감지 제어 블록(102) 및 기준 제어 블록(106)의 기능이 더 상세하게 도시된 도 5d의 실시형태와 유사하다. 예를 들면, 구동 감지 제어 블록(102)은 개별적인 인에이블/디스에이블 블록(102-1 내지 102-y)을 포함한다. 인에이블/디스에이블 블록은 도 5d를 참조하여 상기 논의된 바와 같은 방식으로 대응하는 구동 감지 회로를 인에이블링 또는 디스에이블링하는 기능을 한다.
구동 감지 프로세싱 블록(104)은 분산 결정 모듈(104-1a 내지 y) 및 분산 해석 모듈(104-2a 내지 y)을 포함한다. 예를 들면, 분산 결정 모듈(104-1a)은 대응하는 구동 감지 회로(28)로부터, 센서에 의해 감지된 물리적 조건을 나타내는 신호를 수신한다. 분산 결정 모듈(104-1a)은 감지된 물리적 조건을 표현하는 신호와 알려진, 또는 기준 물리적 조건을 표현하는 신호와의 차를 결정하는 기능을 한다. 분산 해석 모듈(104-1b)은 감지된 물리적 조건에 대한 특정 값을 결정하기 위해 차를 해석한다.
특정 예로서, 분산 결정 모듈(104-1a)은 대응하는 구동 감지 회로(28)로부터 센서에 의해 감지된 감지된 물리적 조건(예컨대, 온도)을 나타내는 1001 0110(십진수로 150)의 디지털 신호를 수신한다. 8비트의 경우, 감지된 물리적 조건을 표현하는 28(256)개의 가능한 신호가 존재한다. 온도 단위가 섭씨이고 0100 0000(십진수 64)의 디지털 값이 섭씨 25도에 대한 알려진 값을 표현한다고 가정한다. 분산 결정 모듈(104-b1)은 감지된 값(예컨대, 십진수로 1001 0110, 150)을 표현하는 디지털 신호와 (예컨대, 0100 0000, 십진수로 64)의 알려진 신호 값 사이의 차를 결정하고, 이는 0011 0000(십진수로 86)이다. 분산 결정 모듈(104-b1)은 그 다음, 차 및 알려진 값에 기초하여 감지된 값을 결정한다. 이 예에서, 감지된 값은 25+86*(100/256)=25+33.6=섭씨 58.6도와 같다.
도 6은 센서(30)에 결합된 구동 센터 회로(28-a)의 개략적인 블록도이다. 구동 감지 감지 회로(28)는 전력원 회로(110) 및 전력 신호 변화 검출 회로(112)를 포함한다. 센서(30)는 가변 물리적 조건(114)(예컨대, 압력, 온도, 생물학적, 화학적 등)에 기초하여 가변 전기적 특성(예컨대, 커패시턴스, 인덕턴스, 임피던스, 전류, 전압 등)을 갖는 하나 이상의 트랜스듀서(예컨대, 액추에이터)를 포함하거나, 그 반대도 마찬가지이다.
전력원 회로(110)는 센서(30)에 동작 가능하게 결합되고, 인에이블링될 때(예컨대, 프로세싱 모듈(42)로부터의 제어 신호로부터, 전원이 인가되고, 스위치가 폐쇄되고, 기준 신호가 수신되는 등) 센서(30)에 전력 신호(116)를 제공한다. 전력원 회로(110)는 전압 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예컨대, 배터리, 선형 조절기, 조절되지 않은 DC-DC 변환기 등), 전류 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예컨대, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등), 또는 센서에 원하는 전력 레벨을 제공하고 센서의 임피던스와 실질적으로 매칭하는 회로일 수 있다. 전력원 회로(110)는 DC(직류) 성분 및/또는 발진 성분을 포함하도록 전력 신호(116)를 생성한다.
전력 신호(116)를 수신할 때 및 조건(114)에 노출될 때, 센서의 전기적 특성은 전력 신호에 영향을 미친다(118). 전력 신호 변화 검출 회로(112)가 인에이블링될 때, 이는 센서의 전기적 특성의 결과로서 전력 신호에 대한 영향(118)을 검출한다. 예를 들면, 전력 신호는 1.5 전압 신호이고 제1 조건 하에서, 센서는 1.5K Ω의 임피던스에 대응하는 1 밀리암페어의 전류를 인출한다. 제2 조건 하에서, 전력 신호는 1.5 볼트로 유지되고 전류는 1.5 밀리암페어로 증가한다. 이와 같이, 조건 1로부터 조건 2까지, 센서의 임피던스는 1.5K Ω으로부터 1K Ω로 변경되었다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 이 변화를 결정하고 전력 신호에 대한 변화의 대표 신호(120)를 생성한다.
또 다른 예로서, 전력 신호는 1.5 전압 신호이고, 제1 조건 하에서, 센서는 1.5K Ω의 임피던스에 대응하는 1 밀리암페어의 전류를 인출한다. 제2 조건 하에서, 전력 신호는 1.3 볼트로 강하하고 전류는 1.3 밀리암페어로 증가한다. 이와 같이, 조건 1로부터 조건 2까지, 센서의 임피던스는 1.5K Ω으로부터 1K Ω로 변경되었다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 이 변화를 결정하고 전력 신호에 대한 변화의 대표 신호(120)를 생성한다.
전력 신호(116)는 도 7에 도시된 바와 같이 DC 성분(122) 및/또는 발진 성분(124)을 포함한다. 발진 성분(124)은 사인파 신호, 구형파 신호, 삼각파 신호, 다중 레벨 신호(예컨대, DC 성분에 대해 시간에 따른 가변 크기를 가짐), 및/또는 다각형 신호(예컨대, DC 성분에 대해 대칭 또는 비대칭 다각형 형상을 가짐)를 포함한다. 전력 신호가 조건 또는 조건 변경의 결과로서 센서로부터의 영향 없이 도시된다.
일 실시형태에서, 전력 생성 회로(110)는 전력 신호(116)의 발진 성분(124)의 주파수를 변경하여 전력 신호가 센서의 임피던스에 대해 및/또는 주파수가 시스템에서 다른 전력 신호로부터 오프셋되도록 조정될 수 있게 한다. 예를 들면, 커패시턴스 센서의 임피던스는 주파수에 따라 감소한다. 이와 같이, 발진 성분의 주파수가 커패시턴스에 대해 너무 높으면, 커패시터가 단락처럼 보이고 커패시턴스의 차를 놓칠 것이다. 유사하게, 발진 성분의 주파수가 커패시턴스에 대해 너무 낮으면, 커패시터가 개방된 것처럼 보이고 커패시턴스의 차를 놓칠 것이다.
일 실시형태에서, 전력 생성 회로(110)는 감지의 분해능을 개선하기 위해 및/또는 감지의 전력 소비를 조정하기 위해 DC 구성요소(122) 및/또는 발진 구성요소(124)의 크기를 변경한다. 게다가, 전력 생성 회로(110)는 발진 성분(124)의 크기가 DC 성분(122)의 크기 미만이 되도록 구동 신호(110)를 생성한다.
도 6a는 센서(30)에 결합된 구동 센터 회로(28-a1)의 개략적인 블록도이다. 구동 감지 감지 회로(28-a1)는 신호 소스 회로(111), 신호 변화 검출 회로(113), 및 전력원(115)을 포함한다. 전력원(115)(예컨대, 배터리, 전원, 전류원 등)은 신호 소스 회로(111)에 의해 생성되는 신호(117)와 조합되는 전압 및/또는 전류를 생성한다. 조합된 신호는 센서(30)에 공급된다.
신호 소스 회로(111)는 전압 기반 신호(117)를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예컨대, 배터리, 선형 조절기, 조절되지 않은 DC-DC 변환기 등), 전류 기반 신호(117)를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예컨대, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등), 또는 센서에 원하는 전력 레벨을 제공하고 센서의 임피던스와 실질적으로 매칭하는 회로일 수 있다. 신호 소스 회로(111)는 DC(직류) 성분 및/또는 발진 성분을 포함하도록 신호(117)를 생성한다.
조합된 신호(예컨대, 신호(117) 및 전력원으로부터의 전력)를 수신할 때 및 조건(114)에 노출될 때, 센서의 전기적 특성은 신호에 영향을 미친다(119). 신호 변화 검출 회로(113)가 인에이블링될 때, 이는 센서의 전기적 특성의 결과로서 신호에 대한 영향(119)을 검출한다.
도 8은 전기적 특성 대 조건을 표시하는 센서 그래프의 일례이다. 센서는 조건의 증분 변화가 전기적 특성의 대응하는 증분 변화를 생성하는 실질적으로 선형 영역을 가지고 있다. 그래프는 2개의 유형의 전기적 특성을 도시한다: 하나는 조건이 증가함에 따라 증가하고 다른 하나는 감소하고 조건이 증가한다. 제1 유형의 일례로서, 온도 센서의 임피던스가 증가하고 온도가 증가한다. 제2 유형의 일례로서, 커패시턴스 터치 센서는 터치가 감지됨에 따라 커패시턴스를 감소시킨다.
도 9는 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 미치는 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성의 영향이나 전기적 특성의 변화는 DC 성분을 감소시켰지만 발진 성분에는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았다. 예를 들면, 전기적 특성은 저항이다. 이 예에서, 센서의 저항 또는 저항의 변화는 전력 신호를 감소시켜서, 상대적으로 일정한 전류에 대한 저항의 증가를 추론한다.
도 10은 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 미치는 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성의 영향이나 전기적 특성의 변화는 발진 성분의 크기를 감소시켰지만 DC 성분에는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았다. 예를 들면, 전기적 특성은 커패시터 및/또는 인덕터의 임피던스이다. 이 예에서, 센서의 임피던스 또는 임피던스의 변화는 발진 신호 성분의 크기를 감소시켜서, 상대적으로 일정한 전류에 대한 임피던스의 증가를 추론한다.
도 11은 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 미치는 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성의 영향이나 전기적 특성의 변화는 발진 성분의 주파수를 이동시켰지만 DC 성분에는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았다. 예를 들면, 전기적 특성은 커패시터 및/또는 인덕터의 리액턴스이다. 이 예에서, 센서의 리액턴스 또는 리액턴스의 변화는 발진 신호 성분의 주파수를 이동시켜, 리액턴스의 증가를 추론한다(예컨대, 센서가 적분기 또는 위상 시프트 회로로서 기능하고 있다).
도 11a는 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 미치는 전력 신호 그래프의 또 다른 예의 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성의 영향이나 전기적 특성의 변화는 발진 구성요소의 주파수를 변경하지만 DC 성분에는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는다. 예를 들면, 센서는 상이한 주파수에서 발진하는 2개의 트랜스듀서를 포함한다. 제1 트랜스듀서는 f1의 주파수에서 전력 신호를 수신하고 이를 제1 물리적 조건으로 변환한다. 제2 트랜스듀서는 제1 물리적 조건에 의해 시뮬레이팅되어 상이한 주파수(f2)에서 전기 신호를 생성한다. 이 예에서, 센서의 제1 및 제2 트랜스듀서는 발진 신호 성분의 주파수를 변경하고, 이는 더 세분화된 감지 및/또는 더 넓은 감지 범위를 허용한다.
도 12는 영향을 받는 전력 신호(118) 및 전력 신호(116)로부터 전력 신호 변화를 나타내는 신호(120)를 생성하기 위해 생성된 바와 같은 영향을 받는 전력 신호 및 전력 신호를 수신하는 전력 신호 변화 검출 회로(112)의 일 실시형태의 개략적인 블록도이다. 전력 신호에 대한 영향(118)은 센서의 전기적 특성 및/또는 전기적 특성의 변화의 결과이고; 영향의 몇 가지 예가 도 8 내지 도 11a에 도시된다.
일 실시형태에서, 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 전력 신호(116)의 발진 성분(124) 및/또는 DC 성분(122)의 변화를 검출한다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 그 다음, 전력 신호에 대한 변화에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성한다. 예를 들면, 전력 신호에 대한 변화는 센서의 임피던스 및/또는 센서의 임피던스 변화로 인해 발생한다. 대표 신호(120)는 전력 신호의 변화 및/또는 센서의 임피던스 변화를 나타낸다.
일 실시형태에서, 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 위상 시프트, 주파수 변화, 및/또는 발진 성분의 크기 변화일 수 있는, 주파수에서의 발진 성분에 대한 변화를 검출하도록 동작 가능하다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 또한, 주파수에서 발진 성분에 대한 변화에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 또한, 발진 성분에 관한 피드백을 전력원 회로(110)에 제공하도록 동작 가능하다. 피드백은 전력원 회로(110)가 원하는 주파수, 위상, 및/또는 크기에서 발진 성분을 조절하는 것을 허용한다.
도 13은 변화 검출 회로(150), 조절 회로(152) 및 전력원 회로(154)를 포함하는 구동 감지 회로(28-b)의 또 다른 실시형태의 개략적인 블록도이다. 구동 감지 회로(28-b)는 가변 물리적 조건(114)(예컨대, 압력, 온도, 생물학적, 화학적 등)에 기초하여 가변 전기적 특성(예컨대, 커패시턴스, 인덕턴스, 임피던스, 전류, 전압 등)을 갖는 트랜스듀서를 포함하는 센서(30)에 결합된다.
전력원 회로(154)는 센서(30)에 동작 가능하게 결합되고, 인에이블링될 때(예컨대, 프로세싱 모듈(42)로부터의 제어 신호로부터, 전력이 인가되고, 스위치가 폐쇄되고, 기준 신호가 수신되는 등) 센서(30)에 전력 신호(158)를 제공한다. 전력원 회로(154)는 전압 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예컨대, 배터리, 선형 조절기, 조절되지 않은 DC-DC 변환기 등), 전류 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예컨대, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등)일 수 있다. 전력원 회로(154)는 DC(직류) 성분 및 발진 성분을 포함하도록 전력 신호(158)를 생성한다.
전력 신호(158)를 수신할 때 및 조건(114)에 노출될 때, 센서의 전기적 특성은 전력 신호에 영향을 미친다(160). 변화 검출 회로(150)가 인에이블링될 때, 이는 센서(30)의 전기적 특성의 결과로서 전력 신호에 대한 영향(160)을 검출한다. 변화 검출 회로(150)는 또한, 전력 신호에 대한 검출된 영향에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성하도록 동작 가능하다.
조절 회로(152)는 그것이 인에이블링될 때, 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)에 기초하여 DC 성분을 원하는 DC 레벨로 조절하고/하거나 발진 성분을 원하는 발진 레벨(예컨대, 크기, 위상, 및/또는 주파수)로 조절하기 위해 조절 신호(156)를 생성한다. 전력원 회로(154)는 센서의 전기적 특성에 관계 없이 전력 신호를 원하는 설정(158)으로 유지하기 위해 조절 신호(156)를 활용한다. 이 방식으로, 조절량은 전기적 특성이 전력 신호에 미친 영향을 나타낸다.
일례에서, 전력원 회로(158)는 DC 및 AC 성분을 가지는 조절된 전력 신호를 제공하도록 동작 가능한 DC-DC 변환기이다. 변화 검출 회로(150)는 비교기이고 조절 회로(152)는 조절 신호(156)를 생성하기 위한 펄스 폭 변조기이다. 비교기는 센서에 의해 영향을 받는 전력 신호(158)를 DC 및 AC 성분을 포함하는 기준 신호와 비교한다. 전기적 특성이 제1 레벨(예컨대, 제1 임피던스)에 있을 때, 전력 신호는 전력 신호가 실질적으로 기준 신호와 유사하도록 전압 및 전류를 제공하도록 조절된다.
전기적 특성이 제2 레벨(예컨대, 제2 임피던스)로 변화할 때, 변화 검출 회로(150)는 전력 신호(158)의 DC 및/또는 AC 성분의 변화를 검출하고 변화를 나타내는 대표 신호(120)를 생성한다. 조절 회로(152)는 대표 신호(120)의 변화를 검출하고 전력 신호에 대한 영향을 실질적으로 제거하기 위해 조절 신호를 생성한다. 전력 신호(158)의 조절은 DC 및/또는 AC 성분의 크기를 조절함으로써, AC 성분의 주파수를 조정함으로써, 및/또는 AC 성분의 위상을 조정함으로써 행해질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이 다양한 구동 감지 회로 및/또는 이의 등가물의 동작과 관련하여, 이러한 구동 감지 회로의 동작이 단일 라인을 통해 신호를 구동하고 감지하도록 동시에 동작 가능함에 유의한다. 별개의 및 별도의 시간에 상이한 각각의 신호의 구동과 감지(예컨대, 제1 시간에서 구동, 제2 시간에서 감지 등) 사이에 스위칭이 존재하는 스위칭된, 시분할된, 시간 다중화된 등의 동작과 비교하여, 구동 감지 회로는 신호의 구동 및 감지 둘 모두를 수행하도록 동시에 동작 가능하다. 일부 예에서, 이러한 동시 구동 및 감지는 구동 감지 회로를 사용하여 단일 라인을 통해 수행된다.
게다가, 다양한 구동 감지 회로의 다른 대안적인 구현은 계류 중인 미국 실용 신안 특허 출원 번호 제16/113,379호(출원일: 2018년 8월 27일, 발명의 명칭: "DRIVE SENSE CIRCUIT WITH DRIVE-SENSE LINE")(대리인 사건 번호 SGS00009)에서 설명된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이 구동 감지 회로의 임의의 인스턴스화는 또한, 미국 실용 신안 특허 출원 번호 제16/113,379호에서 설명된 다양한 구동 감지 회로의 다양한 구현 중 임의의 것을 사용하여 구현될 수 있다.
게다가, 구동 감지 회로(DSC)로부터 제공된 하나 이상의 신호가 다양한 유형 중 임의의 것일 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들면, 이러한 신호는 변조 데이터(또는 일반적으로 데이터)를 생성하기 위해 사용된 하나 이상의 코딩된 비트를 생성하기 위해 하나 이상의 비트의 인코딩에 기초할 수 있다. 예를 들면, 디바이스는 하나 이상의 코딩된 비트를 생성하기 위해 하나 이상의 비트의 순방향 오류 정정(FEC) 및/또는 오류 검사 및 정정(ECC) 코드를 수행하도록 구성된다. FEC 및/또는 ECC의 예는 터보 코드, 컨볼루션 코드, 터보 격자 코딩 변조(TTCM), 저 밀도 패리티 검사(LDPC) 코드, 리드 솔로몬(RS) 코드, BCH(Bose and Ray-Chaudhuri, and Hocquenghem) 코드, BCC(binary convolutional code), CRC(Cyclic Redundancy Check), 및/또는 임의의 다른 유형의 ECC 및/또는 FEC 코드 및/또는 이의 조합 등을 포함할 수 있다. 하나보다 많은 유형의 ECC 및/또는 FEC 코드가 연결(예컨대, 내부 코드/외부 코드 아키텍처 등에 기초하는 것과 같은, 제1 ECC 및/또는 FEC 코드 다음에 제2 ECC 및/또는 FEC 코드가 뒤따름 등), 평행 아키텍처(예컨대, 제2 ECC 및/또는 FEC 코드가 제2 비트에서 동작하는 동안 제1 ECC 및/또는 FEC 코드가 제1 비트에 따라 동작하도록 등), 및/또는 이의 임의의 조합을 포함하는 다양한 구현 중 임의의 것에서 사용될 수 있다.
또한, 하나 이상의 코딩된 비트는 그 다음, 변조 심볼을 생성하기 위해 변조 또는 심볼 매핑을 겪을 수 있다(예컨대, 변조 심볼은 하나 이상의 수신 디바이스, 구성요소, 요소 등에 대해 의도된 데이터를 포함할 수 있다). 이러한 변조 심볼이 다양한 유형의 변조 코딩 기술 중 임의의 것을 사용하여 생성될 수 있음에 유의한다. 이러한 변조 코딩 기술의 예는 이진 위상 시프트 변조(BPSK), 직교 위상 시프트 변조(QPSK), 8 위상 시프트 변조(PSK), 16 직교 진폭 변조(QAM), 32 진폭 및 위상 시프트 변조(APSK) 등, 코딩되지 않은 변조, 및/또는 훨씬 더 많은 수의 성상도 지점(예컨대, 1024 QAM 등)을 포함할 수 있는 고차 변조를 포함하는 임의의 다른 원하는 유형의 변조를 포함할 수 있다.
게다가, DSC로부터 제공된 신호가 다른 DSC로부터 제공된 신호와 상이한 고유 주파수일 수 있음에 유의한다. 또한, DSC로부터 제공된 신호는 독립적으로 또는 동시에 다수의 주파수를 포함할 수 있다. 신호의 주파수는 미리 배열된 패턴으로 호핑(hopping)될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 DSC가 하나 이상의 각각의 시간에서 및/또는 하나 이상의 특정한 상황에서 사용할 하나 이상의 신호의 주파수 또는 주파수들 및/또는 다른 하나 이상의 특성에 관해 하나 이상의 프로세싱 모듈에 의해 지시되도록 하나 이상의 DSC와 하나 이상의 프로세싱 모듈(예컨대, 하나 이상의 제어기) 사이에 핸드셰이크(handshake)가 확립된다.
DSC에 의해 구동되고 동시에 감지되는 임의의 신호와 관련하여, 그 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 배터리, 부하, 전기적 결합 또는 연결 등에 결합되는 임의의 부가적인 신호가 또한 검출 가능함에 유의한다. 예를 들면, 이러한 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 배터리, 부하, 전기 결합 또는 연결 등과 연관되는 DSC는 그 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 배터리, 부하, 전기 결합 또는 연결 등에 결합되는 하나 이상의 다른 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 부하, 전기 결합 또는 연결 등으로부터 임의의 신호를 검출하도록 구성된다.
하나 이상의 DSC에 의해 구동되고 동시에 감지되는 상이한 각각의 신호가 서로 구별될 수 있다는 점에 유의한다. 적절한 필터링 및 프로세싱은 그들의 미분, 서로에 대한 직교성, 주파수 차 등을 고려하여 다양한 신호를 식별할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 다른 예 및 이의 등가물은 주파수 이외의 또는 이에 부가하여 다수의 다른 특성 중 임의의 것을 사용하여 동작한다.
게다가, 하나보다 많은 DSC를 포함하는 임의의 실시형태, 도면, 예 등과 관련하여, DSC가 다양한 방식으로 구현될 수 있음에 유의한다. 예를 들면, 모든 DSC는 동일한 유형, 구현, 구성 등이 될 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 DSC는 제1 유형, 구현, 구성 등이 될 수 있고, 제2 DSC는 제1 DSC와 상이한 제2 유형, 구현, 구성 등이 될 수 있다. 특정 예를 고려하면, 제1 DSC는 그 제1 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연결 등과 연관된 임피던스의 변화를 검출하도록 구현될 수 있고, 제2 DSC는 그 제2 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연결 등과 연관된 전압의 변화를 검출하도록 구현될 수 있다. 게다가, 제3 DSC가 그 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기적 결합 또는 연결 등과 연관된 전류의 변화를 검출하도록 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 일반적으로, 주어진 실시형태, 도면, 예 등 내에서 DSC 또는 DSC의 다수의 인스턴스화를 도시하기 위해 공통 참조가 일반적으로 사용될 수 있지만, 임의의 특정한 DSC가 미국 실용 신안 특허 출원 번호 제16/113,379호 등 및/또는 이의 등가물에서 설명된 것과 같은, 본 명세서에서 설명된 임의의 방식에 따라 구현될 수 있음에 유의한다.
다음 도면 중 특정한 것이 하나 이상의 프로세싱 모듈을 도시함에 유의한다. 특정 사례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 DSC 중 하나 이상, DSC와 연관된 하나 이상의 구성요소, 입력 전력, 및/또는 하나 이상의 다른 구성요소를 포함하는 하나 이상의 다른 디바이스와 통신하고 상호 작용하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈의 임의의 이러한 구현이 집적된 메모리를 포함하고/하거나 다른 메모리에 결합될 수 있음에 유의한다. 메모리의 적어도 일부는 하나 이상의 프로세싱 모듈에 의해 실행될 동작 명령어를 저장한다. 게다가, 하나 이상의 프로세싱 모듈이 하나 이상의 통신 링크, 네트워크, 통신 경로, 채널 등을 통해 하나 이상의 다른 디바이스, 구성요소, 요소 등과 인터페이스할 수 있다는 점에 유의한다.
게다가, DSC가 또 다른 요소와 통신하고 상호 작용하도록 구현될 때, DSC는 요소와 하나 이상의 신호를 동시에 송신하고 수신하도록 구성된다. 예를 들면, DSC는 하나 이상의 신호를 동시에 감지하고 하나의 요소에 대해 이를 구동하도록 구성된다. DSC로부터 신호를 송신하는 동안, 그 동일한 DSC는 DSC로부터 송신되는 신호를 동시에 감지하도록 구성되고 임의의 다른 신호는 DSC로부터 송신되고 있는 신호에 결합될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 디바이스(1409)를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태(1400)의 개략적인 블록도이다. 본 명세서에서의 많은 도면에서와 같이, 이 도면은 구동 감지 회로(DSC)(28)와 상호 작용하도록 구성된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)을 도시한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)과 DSC(28) 사이의 결합 또는 연결이 임의의 수(예컨대, 일반적으로 n이고, 여기서 n은 1보다 크거나 이와 같은 양의 정수임)의 통신 채널, 경로 등을 사용하여 행해질 수 있음에 유의한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)로부터 DSC에 제공될 수 있는 하나 이상의 신호의 예는 기준 신호(예컨대, 특정 도면에서 Vref로서 언급됨), 전력 입력, 통신 시그널링, 인터페이싱, 제어 시그널링, DSC(28)로부터 제공된 디지털 정보, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)로부터 제공된 디지털 정보 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예에서, DSC(28) 자체는 구동 신호를 생성하기 위한 기반으로서 사용되거나 생성될 기준 신호의 하나 이상의 파라미터를 설정하는 것과 같은, 그 동작이 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)에 의해 제어되는 신호 생성기를 포함한다.
DSC(28)는 단일 라인을 통해 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 제공된 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하도록 구현된다. 제1 코일은 제1 코일이 제2 코일을 복제할 때 또는 그렇게 하기에 불충분한 근접도에서 제2 코일과의 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하도록 동작한다. 일반적으로 말하면, 제1 코일 제2 코일 사이의 전자기 결합의 효율은 제1 코일과 제2 코일 사이의 근접성의 함수이다. 예를 들면, 제1 코일과 제2 코일 사이의 간격이 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하기에 부적절한 거리만큼 분리되어 있다고 고려하면, 전자기(유도성) 결합이 거의 없을 것이다. 그러나, 제1 코일 및 제2 코일이 예를 들면, 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하기 위해 불충분한 근접성을 가질 때, 에너지, 전력, 신호 등은 제1 코일 제2 코일 사이로 전송될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
일부 예에서, 자기 코어가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합의 효율을 증가시키는 방식으로 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들면, 이러한 자기 코어는 특정 예에서 원하는 경우 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 디바이스들(1409 및 1410) 중 하나 또는 둘 모두 내에서 구현될 수 있다.
이 도면에서, DSC(28), 공진 커패시터(1402), 및 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)을 포함하고/하거나 이와 연관되는 제1 디바이스(1409)에 포함된 제1 코일을 고려하고, 제1 코일로부터 제2 코일로 결합된 전력을 수신하도록 동작하는 무선 수신기(1421)를 포함하고, 하나 이상의 다른 디바이스 구성요소(1499)를 또한 포함하는 제2 디바이스(1410)에 포함된 제2 코일을 고려한다. 이러한 디바이스 구성요소의 예는 다수의 상이한 유형의 디바이스 중 임의의 것에서 발견될 수 있는 바와 같이 하나 이상의 프로세싱 모듈, 회로망, 배터리, 부하 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 디바이스(1410)의 예는 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 패드 디바이스, 개인 휴대용 정보 단말기, 휴대용 음악 디바이스, 휴대용 미디어 플레이어, 태블릿, 디지털 카메라, 및/또는 임의의 다른 유형의 디바이스 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 디바이스(1410)의 확실성 및 둘 모두에서, 디바이스(1410)는 무선 수신기(1421)를 통한 프로세싱을 겪은 후에 제1 코일로부터 제2 코일로의 무선 전력 전송을 통해 충전되는 배터리를 포함한다. 일부 예에서, 무선 수신기(1421)는 제1 코일로부터 제2 코일로 무선으로 제공되는 AC 신호로부터 DC 신호를 생성하도록 동작한다.
일반적으로 말하면, AC 신호와 같은 시변 신호가 제1 코일에 제공될 때 에너지는 제1 코일로부터 제2 코일로 전송된다. 시변 여기는 제1 코일 제2 코일의 전자기(유도성) 결합을 용이하게 한다. 예를 들면, 제1 코일에 제공된 시변 여기 신호는 제2 코일에서 전압을 유도할 것이다. 제1 코일 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합에 적용된 바와 같이 변압기 이론을 고려하면, 제1 코일이 제1 권선 수(N1)를 갖고 제2 코일이 제2 권선 수(N2)를 갖는다고 고려할 때, 제1 코일에 걸쳐 인가된 시변 전압(v1(t))은 다음의 관계에 기초하여 제2 코일에 걸쳐 시변 전압(v2(t))을 유도할 것이다:
v2(t)=(N1/N1) v1(t)
상기 언급된 바와 같이, 자기 코어가 제1 및 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합의 효율을 증가시키도록 구현될 수 있지만, 그것은 요구되지 않는다. 게다가, 이상적인 상황에서 변압기 이론을 고려하여, 예를 들면, 2개의 코일 사이의 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하도록 구현되는 2개의 코일을 고려하고, 2개의 코일 사이의 완벽한 자속 결합을 가정하면, 그들 사이의 상호 인덕턴스(M)는 다음과 같이 제공될 수 있다:
M=(μ0×N1×N2×A)/l(헨리 단위)이고, 여기서
μ0는 자유 공간의 투자율, 약 4π×10-7 H/m이고
N1은 제1 코일에서 제1 권선 수를 갖고
N2는 제2 코일에서 제2 권선 수를 갖고
A는 제곱미터(㎡) 단위의 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합의 단면적이고
l은 이 예에서 동일한 길이를 가정할 때, 미터(m) 단위의 제1 및 제2 코일의 길이이다.
제1 코일과 제2 코일 사이에 더 큰 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하도록 철심이 구현되는 일례를 고려하면,
그러면 그들 사이의 상호 인덕턴스(M)는 다음과 같이 제공될 수 있다:
M=(μ0×μr×N1×N2×A)/l(헨리 단위)이고, 여기서
μ0는 자유 공간의 투자율, 약 4π×10-7 H/m이고
μr은 H/m 단위의 철심의 상대 투자율이고
N1은 제1 코일에서 제1 권선 수를 갖고
N2는 제2 코일에서 제2 권선 수를 갖고
A는 제곱미터(㎡) 단위의 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합의 단면적이고
l은 이 예에서 동일한 길이를 가정할 때, 미터(m) 단위의 제1 및 제2 코일의 길이이다.
이러한 예가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합의 이상적인 량을 고려한다는 점에 유의한다. 그러나, 실제 구현에서, 누출 및 제2 코일에 대한 제1 코일의 불완전한 위치 결정으로 인해 일부 손실이 존재할 것이다. 이와 같이, 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합은 결코 완벽하거나 100% 효과적이지 않을 것이지만, 제1 코일과 제2 코일의 적절한 배열은 예를 들면, 제1 코일과 제2 코일이 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하기 위해 불충분한 근접성을 갖도록 보장하는 것을 포함하는, 전자기(유도성) 결합의 효율을 증가시킬 수 있다. 일부 사례에서, M=k×Mideal이 되도록 이상적인 상호 인덕턴스(Mideal)의 함수로서 제1 코일과 제2 코일 사이의 실제 상호 인덕턴스를 표현하기 위해 스케일 인자(k)가 사용된다. 일부 사례에서, 완벽하게 결합되는 2개의 코일이 k=1의 스케일 인자를 가질 것이고; k > 0.5의 스케일 인자는 단단히 결합된 코일과 연관될 수 있고, k < 0.5의 스케일 인자는 느슨하게 결합된 코일과 연관될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이 DSC(28)를 사용하여, 구동 신호와 연관된 하나 이상의 전기적 특성 중 임의의 것이 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제공되고, 제1 코일은 구동 신호가 DSC(28)로부터 제공될 때 단일 라인을 통해 동시에/함께 감지/검출될 수 있다.
동작 및 구현의 일례에서, 제1 코일은 디바이스(1401)에 포함된 제2 코일에 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 디바이스(1409) 내에 포함된다. 디바이스(1409)는 DSC(28), 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 DSC 및 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)(또는 대안적으로, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 메모리를 포함함)을 포함한다. DSC(28)는 기준 신호를 수신하고 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합된다. 인에이블링될 때, DSC는 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하고 동시에 단일 라인을 통해 구동 신호를 감지하도록 동작 가능하게 결합되고 구성된다. 제1 코일이 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 또 다른 디바이스(1410-1)와 연관된 제2 코일에 근접한 것에 기초하여, 구동 신호는 전력을 제1 코일로부터 제2 코일로 무선으로 전송하도록 동작한다. 게다가, DSC(28)는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성의 검출을 포함하는 단일 라인을 통해 구동 신호의 감지를 수행하도록 구성된다. DSC(28)는 구동 신호와 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호에 기초하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.
하나 이상의 프로세싱 모듈은 인에이블링될 때, 동작 명령어를 실행하여 기준 신호를 생성하고 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하도록 구성된다.
일부 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성에 기초하여 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시키도록 구성된다. 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터의 예는 크기, 주파수, 신호 유형, 파형 유형, 또는 위상 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 기준 신호를 사인파 신호로서 생성하도록 구성된다. 또한, 특정 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 오류 신호를 최대화하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성에 기초하여 기준 신호의 진폭을 적응시키도록 구성된다. 게다가, 일부 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 제1 코일의 인덕턴스 및 공진 커패시터의 커패시턴스와 연관된 공진 주파수에 기초하는 주파수를 갖기 위해 기준 신호를 생성하도록 구성된다.
동작 및 구현의 일 대안적인 예에서, 제1 코일은 또 다른 디바이스(1410)에 포함된 제2 코일에 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 디바이스(1409) 내에 포함된다. 디바이스(1409)는 DSC(28), 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 DSC 및 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)(또는 대안적으로, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 메모리를 포함함)을 포함한다. DSC(28)는 기준 신호를 수신하고 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합된다. 인에이블링될 때, DSC는 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하고 동시에 단일 라인을 통해 구동 신호를 감지하도록 동작 가능하게 결합되고 구성된다. 디바이스(1409)의 제1 코일이 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 또 다른 디바이스(1410)와 연관된 제2 코일에 근접한 것에 기초하여, 구동 신호는 전력을 제1 코일로부터 제2 코일로 무선으로 전송하도록 동작한다. 게다가, DSC(28)는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성의 검출을 포함하는 단일 라인을 통해 구동 신호의 감지를 수행하도록 구성된다. DSC(28)는 구동 신호와 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호에 기초하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.
하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 인에이블링될 때, 동작 명령어를 실행하여 기준 신호를 생성하고 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하여 다른 디바이스(1410)와 연관된 신호가 구동 신호에 결합되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하도록 구성되고, 그에 의해 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 디바이스(1409)에 근접한 다른 디바이스(1410)의 존재를 나타낸다. 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합, 및 DSC(28)의 기능 및 동작이 제1 코일에 결합될 수 있는 임의의 다른 신호를 포함하는 하나 이상의 부가적인 신호의 존재의 검출을 용이하게 한다는 점에 유의한다.
예를 들면, 디바이스(1410)가 동작 중일 때, 그것은 검출되고 제1 코일에 결합될 수 있는 하나 이상의 신호를 생성할 수 있다. 특정 관점에서, 제1 코일은 디바이스(1410)가 동작 중인 상태에서 이에 의해 생성된 하나 이상의 신호의 결합을 용이하게 하는 구성요소(예컨대, 안테나, 전극 등)로서 동작하는 것으로서 간주될 수 있다. 이러한 신호의 특정 예는 통신 중인 또 다른 디바이스와의 디바이스(1410)의 상호 작용을 포함할 수 있다(예컨대, 디바이스(1410)가 셀룰러 타워/기지국과 통신하는 셀룰러 전화이거나, 대안적으로 디바이스(1410)가 셀룰러 전화인 것으로 고려하거나 디바이스(1410)가 와이파이 핫스팟 등과 통신하는 랩탑 컴퓨터인 것으로 고려한다). 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 제1 코일을 통한 제2 코일로의 전력의 무선 전송을 위해 적절한 디바이스(1410)와 연관된 임의의 이러한 하나 이상의 부가적인 신호의 검출을 수행하여 전력의 무선 전송을 위해 적절한 이러한 디바이스의 존재를 입증하도록 구성된다. 예를 들면, 다른 디바이스(1410)와 연관된 신호가 구동 신호에 결합된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 다른 디바이스(1410)의 배터리의 충전에 따라 제1 코일로부터 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하기 위해 DSC(28)에 기준 신호를 계속 제공하도록 구성된다.
그러나, 다른 디바이스(1410)와 연관된 어떠한 신호도 구동 신호에 결합되지 않는다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 하나 이상의 대안적인 기능을 수행하도록 구성된다. 하나의 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC(28)가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다. 예를 들면, 전력의 무선 전송에 적절한 임의의 이러한 다른 디바이스(1410)와 연관된 어떠한 신호도 구동 신호에 결합되지 않는다는 결정을 고려하면, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 전력의 무선 전송을 위해 적절한 어떠한 이러한 다른 디바이스(1410)도 존재하지 않음을 검출하도록 구성되고, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 하나 이상의 적절한 동작을 실행한다. 하나의 예에서, 이것은 DSC(28)로부터의 구동 신호 제공의 중단을 수반한다.
전력의 무선 전송에 적절한 다른 디바이스(1410)가 제1 코일을 포함하는 디바이스에 충분히 근접한지의 여부를 결정하기 위해(예컨대, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)로부터의 기준 신호를 다시 한 번 제공함으로써, DSC(28)로부터의 구동 신호를 다시 한 번 제공함으로써 등) 동작이 후속적으로 재개될 수 있음에 유의한다. 전력의 무선 전송을 위해 적절한 이러한 디바이스(1410)가 존재한다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 다른 디바이스(1410)의 배터리의 충전에 따라 제1 코일로부터 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하기 위해 DSC에 기준 신호를 계속 제공하도록 구성된다.
도 15는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409)를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태(1500)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 무선 트랜시버(1422)가 제2 코일을 포함하는 디바이스(1410-1) 내에서 구현된다는 점에서 적어도 하나의 차가 있는 이전 도면과 특정 유사성을 갖는다. 이 무선 트랜시버(1422)는 제1 코일을 포함하는 디바이스(1409)로부터 무선으로 전력을 수신하도록 동작할 뿐만 아니라, 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합을 통해 다른 디바이스(1409)와의 통신을 용이하게 하도록 동작한다. 예를 들면, 무선 트랜시버(1422)는 공진 커패시터(1402) 및 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합을 통해 및 단일 라인을 통해 DSC(28)로부터 제공된 구동 신호를 통해 제공되는 전력을 수신하도록 동작할 뿐만 아니라, 그 동일한 경로를 통해 DSC(28)로부터 하나 이상의 통신 신호를 수신하고 또한, 그 동일한 경로를 통해 DSC(28)에 하나 이상의 통신 신호를 송신하도록 동작한다. 이 도면은 제1 코일을 포함하는 하나의 디바이스(예컨대, 디바이스(1409)) 및 또한, 제2 코일을 포함하는 제2 디바이스(예컨대, 디바이스(1410-1))로부터 통신이 지원되는 일례를 도시한다.
동작 및 구현의 일례에서, 제1 코일은 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409) 내에 포함된다. 디바이스(1409)는 DSC(28), 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 DSC 및 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)을 포함한다(또는 대안적으로, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)는 메모리를 포함한다).
인에이블링될 때, DSC(28)는 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하고 동시에 단일 라인을 통해 구동 신호를 감지하도록 동작 가능하게 결합되고 구성된다. 제1 코일이 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 또 다른 디바이스(1410-1)와 연관된 제2 코일에 근접한 것에 기초하여, 구동 신호는 전력을 제1 코일로부터 제2 코일로 무선으로 전송하도록 동작한다. DSC(28)는 또한, 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신되는지의 여부의 검출을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성의 검출을 포함하는 단일 라인을 통해 구동 신호의 감지를 수행하도록 구성된다. 이 도면에서, 디바이스(1410-1)가 제1 코일에 결합되고 DSC(28)에 의해 검출될 수 있는 제2 코일을 통해 하나 이상의 신호를 송신하도록 동작하는 무선 트랜시버(1422)를 포함한다는 점에 유의한다.
DSC(28)는 또한, 구동 신호와 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호에 기초하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.
인에이블링될 때, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 동작 명령어를 실행하여 기준 신호를 생성하고 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하여 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하도록 구성된다.
통신 신호가 다른 디바이스(1410-1)로부터 제1 코일을 포함하는 디바이스(1409)로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 통신 신호로부터의 제어 정보를 해석하기 위해 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 해석되는 제어 정보에 기초하여 하나 이상의 동작을 실행하도록 구성된다. 예를 들면, 하나의 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 제어 정보에 기초하여 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시키도록 구성된다. 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터의 예는 크기, 주파수, 신호 유형, 파형 유형, 또는 위상 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
대안적으로, 어떠한 통신 신호도 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신되지 않는다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 하나 이상의 동작을 실행하도록 구성된다. 일부 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
일부 예에서, 통신 신호가 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또 다른 디바이스의 배터리(예컨대, 디바이스(1410-1)에 포함된 배터리)의 충전에 따라 제1 코일로부터 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하기 위해 기준 신호를 DSC에 계속 제공하도록 구성된다. 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 디바이스에 근접한 또 다른 디바이스의 존재를 나타내는 정보를 포함한다는 점에 유의한다.
심지어 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또 다른 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 또 다른 통신 신호가 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또 다른 통신 신호로부터의 부가적인 제어 정보를 해석하기 위해 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 또한, 부가적인 제어 정보가 또 다른 디바이스의 배터리의 충전된 상태를 나타낸다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
동작 및 구현의 일 대안적인 예에서, 제1 코일은 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409) 내에 포함된다. 디바이스(1409)는 DSC(28), 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 DSC 및 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)을 포함한다(또는 대안적으로, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)는 메모리를 포함한다).
인에이블링될 때, DSC(28)는 기준 신호를 수신하고 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합된다. 인에이블링될 때, DSC는 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하고 동시에 단일 라인을 통해 구동 신호를 감지하도록 동작 가능하게 결합되고 구성된다. 제1 코일이 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 또 다른 디바이스(1410-1)와 연관된 제2 코일에 근접한 것에 기초하여, 구동 신호는 전력을 제1 코일로부터 제2 코일로 무선으로 전송하도록 동작한다. DSC는 또한, 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신되는지의 여부의 검출을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성의 검출을 포함하는 단일 라인을 통해 구동 신호의 감지를 수행하도록 구성된다. 이 도면에서, 디바이스(1410-1)가 제1 코일에 결합되고 DSC(28)에 의해 검출될 수 있는 제2 코일을 통해 하나 이상의 신호를 송신하도록 동작하는 무선 트랜시버(1422)를 포함한다는 점에 유의한다. DSC(28)는 또한, 구동 신호와 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호에 기초하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.
DSC(28)는 또한, 구동 신호와 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호에 기초하여 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.
인에이블링될 때, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 기준 신호를 생성하기 위해 동작 명령어를 실행하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다.
통신 신호가 다른 디바이스(1410-1)로부터 디바이스(1409)로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 다른 디바이스(1410-1)의 배터리의 충전에 따라 제1 코일로부터 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하기 위해 기준 신호를 DSC에 계속 제공하도록 구성된다. 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 디바이스(1409)에 근접한 다른 디바이스(1410-1)의 존재를 나타내는 정보를 포함한다는 점에 유의한다.
또한, 특정 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 또 다른 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 또 다른 통신 신호가 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 또 다른 통신 신호로부터의 부가적인 제어 정보를 해석하기 위해 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 부가적인 제어 정보가 또 다른 디바이스의 배터리의 충전된 상태를 나타낸다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 구동 신호를 제1 코일에 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
심지어 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 또 다른 통신 신호가 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 통해 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하는 것을 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 결정하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 또 다른 통신 신호가 또 다른 디바이스로부터 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 또한, 또 다른 통신 신호로부터의 부가적인 제어 정보를 해석하기 위해 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 부가적인 제어 정보가 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시키기 위한 또 다른 디바이스로부터의 명령어를 포함한다는 결정에 기초하여, 명령어에 기초하여 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시킨다. 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터가 크기, 주파수, 신호 유형, 파형 유형, 또는 위상 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있음에 유의한다.
도 16은 본 발명에 따라 무선으로 전력을 전송하도록 동작하는 종래 기술의 디바이스(1408)를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태(1600)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 제1 코일이 종래 기술의 디바이스(1408) 내에 포함된다는 점에서 적어도 하나의 차가 있는 본 명세서에서의 다른 도면과의 일부 유사점을 갖는다. 게다가, 제2 코일이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 무선 수신기(1421) 및/또는 무선 트랜시버(1422)를 포함하도록 구현될 수 있는 디바이스(1410-3) 내에 포함됨에 유의한다. 게다가, 하나 이상의 부가적인 디바이스 구성요소(1499)는 또한, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 디바이스(1410-3) 내에 포함된다.
이 도면에서, 종래 기술의 디바이스(1408)는 MOSFET(예컨대, P-형 MOSFET가 전원(예컨대, Vdd)에 연결된 것으로서 및 and-형 MOSFET가 접지에 연결된 소스를 갖는 것으로서 도시된 것과 같음)와 같은 스위칭 트랜지스터를 통해 제공될 구형파를 생성하도록 동작하는 송신 제어기(1610)를 포함한다. 송신 제어기(1610)는 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 제공되는 구형파 AC 신호를 생성하기 위해 이 MOSFET의 게이트의 스위칭을 제어하도록 동작한다. 게다가, 무선 트랜시버(1422)로부터 제1 코일을 포함하는 종래 기술의 디바이스(1408)에 제공될 수 있는 바와 같이, 피드백 신호(I_feedback)를 검출할 수 있도록 감지 저항기(R_sense)가 제1 코일의 다른 단부에 결합된다는 점에 유의한다. 이러한 종래 기술 구현에서, 제1 코일에 제공될 수 있는 전체 양의 전류를 취급할 수 있도록 감지 저항기(R_sense)의 값이 적절하게 조정될 필요가 있음에 유의한다. 감지 저항기(R_sense)를 통과하는 전류에 기초하여, 전압(V_feedback)이 생성되고, 송신 제어기(1610)에 의해 검출된다.
본 명세서에 포함된 다양한 실시형태, 예 등 및 이의 등가물이 DSC(28)의 동작으로 인해 임의의 이러한 감지 저항기(R_sense)에 대한 필요성을 적어도 부분적으로 제거한다는 점에 유의한다. 이러한 종래 기술 구현에서, 감지 저항기(R_sense)는 제1 코일을 포함하는 종래 기술의 디바이스(1408) 내에서 과도한 가열을 유발할 수 있다. 대신에, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 본 발명의 다양한 양태, 실시형태, 및/또는 예(및/또는 이의 등가물)에 따라 디바이스를 구현하는 것은 임의의 이러한 감지 저항기(R_sense)에 대한 필요성을 제거하고, 그에 의해 구성요소의 수의 감소 및 가열량의 감소를 포함하는 종래 기술에 걸친 다수의 이득 및 개선을 제공한다.
게다가, 본 명세서에 포함된 특정 실시형태, 예 등 및 이의 등가물에서, 기준 신호 및 구동 신호는 단일 주파수를 갖는 것과 같은, 순수한 톤 본질의 사인파일 수 있다. 다른 예는 거기에 있는 다중 주파수를 가지는 신호를 포함할 수 있다. 단일 주파수를 갖는 것과 같은 순수한 톤 본질의 사인파 신호를 고려하면, 불행히도 이러한 종래 기술의 디바이스(1408) 내에 포함된 스위칭 트랜지스터를 사용하여 생성될 수 있는 바와 같이 어떠한 고조파도 생성되지 않는다. 일반적으로, DSC 내에서 사용될 본 명세서에서 설명된 바와 같이 기준 신호가 임의의 형태(예컨대, 사인파, 구형파, 삼각파 등)를 가질 수 있음에 유의한다. 원하는 경우, 및 도면 내에 포함된 스위칭 트랜지스터와 같은 아키텍처는 DSC 내에서 사용될 기준 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-1)를 포함하는 다양한 디바이스의 일 실시형태(1700)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 또한, 제2 코일이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 무선 수신기(1421) 및/또는 무선 트랜시버(1422)를 포함하도록 구현될 수 있는 디바이스(1410-3)와 함께 포함되도록 본 명세서에서의 다른 도면과의 일부 유사성을 갖는다.
이 도면은 또한, DSC(28-17)에 의해 도시된 바와 같이, DSC(28)가 구현될 수 있는 일 대안적인 구현을 제공한다. 본 명세서에서의 다른 실시형태, 예 등과 같이, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 이 도면에서 DSC(28-17)와 상호 작용하고 통신하도록 구현된다. DSC(28-17)는 기준 신호의 하나 이상의 파라미터를 명시하는 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되는 신호 생성기(1710)를 포함한다. 기준 신호의 하나 이상의 파라미터의 예는 진폭/크기, 주파수, 유형, 파형, 위상 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 기준 신호가 하나보다 많은 주파수를 포함할 수 있음에 유의한다. 게다가, 기준 신호가 임의의 원하는 유형 및 임의의 원하는 파형을 가질 수 있음에 유의한다. 예를 들면, 일부 예에서, 기준 신호는 사인파 신호이다. 그러나, 기준 신호가 단지 신호의 유형 및 파형의 일부 예로서, 구형파 신호, 삼각파 신호, 톱니파 신호 등을 포함하는 임의의 다른 유형의 신호일 수 있음에 유의한다.
게다가, 이 도면뿐만 아니라, 신호 생성기(1710)를 그림으로 도시하는 다른 도면에서, 임의의 대안적인 예가 DSC의 구현과 같은 내에서 이러한 신호 생성기(1710)를 제외할 수 있고, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)이 참조 신호를 DSC에 직접적으로 제공하도록 구성될 수 있음에 유의한다. 예를 들면, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 내부에 이러한 신호 생성기(1710)의 기능 및 임의의 이러한 원하는 파라미터를 가지는 기준 신호를 생성하기 위한 기능을 포함할 수 있다.
기준 신호는 연산 증폭기로서 대안적으로 구현될 수 있는 비교기(1715)의 입력에 제공된다. 비교기(1715)의 또 다른 입력은 또한 공진 커패시터(1402)를 통해 단일 라인을 통해 제1 코일에 제공되는 구동 신호를 수신한다. 구동 신호는 전원(예컨대, Vdd)에 의해 전력이 공급되고 비교기가 구동 신호를 기준 신호와 비교할 때 비교기(1415)에 의해 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 제어되는 종속 전류 공급장치에 의해 생성된다. 이 도면에서, 오류 신호는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하기 위해 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1760)를 통과한다. 디지털 신호는 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)에 제공되고 또한 DAC(1762)에 제공되어 단일 라인을 통해 종속 전류 공급장치로부터 출력되는 전류의 양을 제어하는 아날로그 제어 신호를 생성한다. 오류 신호(Ve)에 기초하여 종속 전류 공급장치로부터 출력되는 전류(i)의 양이 i=k×Ve이 되도록 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 스케일 인자(k)의 함수임에 유의한다. 특정 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)이 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하도록 구성된다는 점에 또한 유의한다. 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하는 것이 오류 신호(Ve)의 조정을 제공함에 유의한다. 종속 전류 공급장치로부터 출력되는 전류(i), 및 him의 제어는 기준 신호의 적절한 제어뿐만 아니라, 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득에 의해 실행될 수 있다.
종속 전류 공급장치를 도시하는 이 도면에서, 고 효율 전력 증폭기와 같은 전력 증폭기가 대안적으로, 이러한 종속 전류원(예컨대, 본 명세서에서 도 25에 도시된 바와 같음) 대신에 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 이러한 전력 증폭기의 제어는 비교기가 구동 신호를 기준 신호와 비교할 때 비교기(1415)에 의해 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 유사한 방식으로 실행될 수 있다.
도 18은 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-2)를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(1800)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 DSC(28-18)이 단일 라인을 통해 종속 전류 공급장치로부터 출력되고 비교기(1715)로부터 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접적으로 제공되는 전류의 양을 제어하는 아날로그 제어 신호를 이용한다는 점에서 최소한 하나의 차가 있는 이전 도면과 유사하다. 이 도면이 이전 도면에 도시된 바와 같이 DAC(1762)를 포함하거나 이를 요구하지 않음에 유의한다.
도 19는 본 발명에 따라 전력을 무선으로 전송하고/하거나 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-3)를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(1900)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 DSC(28-19)가 단일 라인을 통해 종속 전류 공급장치로부터 출력되고 비교기(1715)로부터 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접적으로 제공되는 전류의 양을 제어하는 아날로그 제어 신호를 이용하거나 대안적으로 ABC(1760)로부터 출력된 디지털 신호를 수신하는 DAC(1762)로부터 제공되는 것과 같이 이러한 목적을 위해 아날로그 제어 신호를 이용하는 것으로서 도시된다는 점에서 최소한 하나의 차가 있는 이전 2개의 도면과 유사하다. 어느 하나의 구현이 다양한 예에서 사용될 수 있음에 유의한다. 다음 도면 중 특정한 것에서도, 이러한 가능한 구현 둘 모두가 도시된다.
이 도면에서, 제2 코일을 포함하는 디바이스(1410-4)는 제2 코일의 단자 중 하나와 일렬로 연결되는 커패시터(1902)를 포함한다. 제2 코일의 2개의 각각의 단자는 전력 다이오드로 구현될 수 있는 4개의 각각의 다이오드를 포함하는 이 예에서 전파 정류기로 도시되는 정류기(1910)에 제공되고, 제2 코일의 2개의 단자를 통해 제공되는 AC 신호로부터 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 게다가, 이 DC 신호는 필터링/정류 커패시터(Crect)를 통해 필터링되어, 정류된 DC 전압(V_rect)을 생성하고 선형 제어기(1922)에 의해 동작이 제어되는 전압 조절기(1920)를 또한 통과하여 디바이스(1410-4)의 하나 이상의 부가적인 디바이스 구성요소(1499)를 위해 적절하고 적합한 출력 DC 신호를 생성한다. 일부 예에서, 이 DC 신호는 대략 1 암페어의 전류에서 5V의 전압을 갖는다. 일반적으로, 정류기(1910), 필터링/정류 커패시터(Crect), 및 전압 조절기(1920)의 구성요소의 적절한 선택이 적절하고 원하는 전압 및 전류 정격을 가지는 DC 신호를 생성하기 위해 행해질 수 있음을 알고 있다.
정류된 DC 전압(V_rect)의 변화는 시간의 함수로서 도면의 우측 하단에 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 필터링/정류 커패시터(Crect)는 충전 및 방전하도록 동작하고, 그에 의해 필터링/정류 커패시터(Crect)의 충전 또는 방전 동안 DC 레벨을 특정 레벨을 가지는 특정 범위 내로 유지한다. 전압 조절기(1920)는 이 출력 DC 전압을 훨씬 더 유지하도록 동작하고, 그에 의해 실질적으로 일정한 DC 레벨을 제공한다.
도 20은 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-3)를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(2000)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)이 디바이스(1410-5) 내에 제2 코일을 포함하는 디바이스 내에 포함된다는 점에서 적어도 일부 차가 있는 이전 태그 그들과 유사하다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)은 N-형 MOSFET 트랜지스터와 같은 2개의 트랜지스터, 및 AC 결합 커패시터를 통해 디바이스(1410-5) 내의 제2 코일의 2개의 단자로부터 비롯되는 라인과 통신하는 것으로서 도시된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)은 제2 코일을 통해 그리고 트랜지스터와 AC 결합 커패시터를 통해 제1 코일을 포함하는 디바이스(1409-3)로의 통신을 용이하게 하도록 동작한다.
하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)은 각각 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 각각의 디바이스 사이의 결합 및 연결을 통해 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)과의 양방향 통신을 용이하게 하도록 동작한다. 동작 및 구현의 일례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)은 DSC(28-19)와 같은, 제1 코일을 포함하는 DSC에 의해 검출되는 통신 신호를 제공하도록 동작한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)로부터 제공된 이러한 통신 신호는 다수의 상이한 유형의 정보를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 이러한 통신 신호는 제2 코일을 포함하고 제1 코일을 포함하는 디바이스로부터 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스(1410-5)의 존재를 나타내는 정보를 포함한다. 다른 예에서, 이러한 통신 신호는 구동 신호의 하나 이상의 파라미터들의 조정에 따라 제1 코일을 포함하는 디바이스에 의해 사용되는 정보를 포함한다. 심지어 다른 예일 때, 이러한 통신 신호는 제2 코일을 포함하는 디바이스(1410-5) 내의 배터리의 상태에 관한 정보를 포함한다. 충전된 상태인 제2 코일을 포함하는 디바이스(1410-5) 내의 배터리 상태에 기초하여, 통신 신호 내의 정보는 구동 신호 제공을 중지하기 위해 제1 코일을 포함하는 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 이것은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 그와 연관된 DSC(예컨대, 이 도면에서 DSC(28-19))가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터(1402)를 통해 구동 신호를 제1 코일에 제공하는 것을 중지하기 위해 동작하는 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)에 의해 실행될 수 있다.
일반적으로 말하면, 제1 코일을 포함하는 제1 디바이스(1409-3)와 연관된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)과 제2 코일을 포함하는 제2 디바이스(1410-5)와 연관된 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a) 사이에서 임의의 유형의 통신이 용이해질 수 있다.
게다가, 특정 예에서, 하나 이상의 유형의 하나 이상의 센서는 제1 코일을 포함하는 제1 디바이스(1409-3) 및/또는 제2 코일을 포함하는 제2 디바이스(1410-5) 내에 포함될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 센서(2010)는 제1 코일을 포함하는 제1 디바이스(1409-3) 내에 구현되고/되거나, 하나 이상의 센서(2011)는 제2 코일을 포함하는 제2 디바이스(1410-5) 내에 구현된다. 이 하나 이상의 센서(2010 및 2011)는 각각 제1 및 제2 코일을 포함하는 각각의 디바이스(1409-3 및 1410-5)에서 각각의 하나 이상의 프로세싱 모듈(42/42a)과 통신한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42/42a)과 하나 이상의 센서(2010 및 2011) 사이의 통신은 하나 이상의 DSC(28)를 통해 용이해진다. 일부 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42/42a)과 하나 이상의 센서(2010/2011)의 각각의 하나 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 별개의 각각의 DSC(28)가 구현된다.
이러한 센서(2010 및/또는 2011)의 예는 온도 센서, 전압 센서, 임피던스 센서(예컨대, 예를 들면, 배터리의 임피던스 및/또는 디바이스(1410-5)의 다른 구성요소를 결정하기 위해 및 제2 코일을 포함함)와 같은 다수의 유형의 센서 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 온도 센서(2010)는 또 다른 디바이스가 존재하고 제1 디바이스(1409-3)의 제1 코일과 제2 디바이스(1410-5)의 제2 코일 사이의 전자기(유도성) 결합을 용이하게 하기에 충분히 근접할 때 디바이스(1410-5)와 같은 또 다른 디바이스의 온도를 검출하도록 제1 코일에 충분히 근접하여 구현된다. 게다가, 이러한 온도 센서(2010)는 제1 디바이스(1409-3)로부터 제2 디바이스(1410-5)로의 무선 전력 전송을 포함하는 제1 디바이스(1409-3) 및 제2 디바이스(1410-5)의 동작 동안 온도를 모니터링하도록 구현된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈(42/42a)은 제1 디바이스(1409-3)/제2 디바이스(1410-5) 내의 임의의 하나 이상의 구성요소의 동작을 적응시키기 위해 하나 이상의 센서(2010/2011) 중 하나에 의해 제공된 정보를 사용하도록 동작한다.
도 21은 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-3)를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(2100)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)을 포함하는 디바이스(1410-6)가 DSC(28)를 통해 및 AC 결합 커패시터를 통해 제2 코일의 단자 중 하나와 통신한다는 점에서 적어도 일부 차가 있는 이전 도면과의 일부 유사성을 갖는다. 제2 코일의 다른 단자는 또한 AC 결합 커패시터를 통해 접지에 결합된다. 이 구현은 디바이스(1410-6) 내에서 구현되는 또 다른 DSC(28)를 통해 디바이스(1409-3 및 1410-6) 사이의 통신을 용이하게 한다. 디바이스(1410-6)의 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)이 AC 결합 커패시터를 통해 제2 코일의 단자 중 하나와 통신하는 DSC(28)와 연관된 기준 신호와 연관된 다양한 파라미터 중 임의의 것을 제어하도록 구현됨에 유의한다.
도 22는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(1409-3)를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(2200)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)을 포함하는 디바이스(1410-7)가 각각의 DSC(28)를 통해 및 각각의 AC 결합 커패시터를 통해 제2 코일의 단자 둘 모두와 통신한다는 점에서 적어도 일부 차가 있는 이전 도면과의 일부 유사성을 갖는다. 이 구현은 디바이스(1410-7) 내에서 구현되는 2개의 부가적인 DSC(28)를 통해 디바이스(1409-3 및 1410-7) 사이의 통신을 용이하게 한다. 디바이스(1410-6)의 하나 이상의 프로세싱 모듈(42a)이 각각의 AC 결합 커패시터를 통해 제2 코일의 각각의 단자와 통신하는 이 2개의 부가적인 DSC(28)와 연관된 기준 신호와 연관된 다양한 파라미터 중 임의의 것을 제어하도록 구현됨에 유의한다.
다음의 특정 도면은 충전 및/또는 방전 동작 동안 배터리의 특정 파라미터의 변화의 예시를 제공한다. 이러한 예시가 이러한 동작 동안 일부 가능한 경향의 예임에 유의한다. 특정 유형, 구성, 조성 등의 특정한 배터리에 대해, 이러한 경향은 그 특정한 배터리의 제조업체로부터 제공된 정보로부터, 유사한 유형의 배터리와 연관된 정보, 및/또는 다른 정보로부터, 허용 가능하거나 정상 동작 동안 그 특정한 배터리의 실제 모니터링 및 추적에 기초하여 만들어질 수 있다. 예를 들면, 새로운 배터리를 고려할 때, 배터리가 동작할 것으로 예상되는 기준 또는 허용 가능한 범위를 확립하기 위해 이의 초기 동작 동안 그 배터리에 대해 이러한 경향 및 프로파일이 구체적으로 만들어질 수 있다. 그 기준 또는 허용 가능한 범위로부터의 편차의 검출은 충전 및/또는 방전 동작에서의 문제를 식별하기 위한 기반으로서 사용될 수 있다.
게다가, 이러한 경향 및 프로파일은 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스에 근접한 구성요소가 실제로, 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 디바이스인지의 여부를 결정하기 위한 기반 또는 기초로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 이러한 디바이스 내의 제1 코일에 제공된 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성의 모니터링 및 추적에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 실제로 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 디바이스인 실제 구성요소가 존재하는지의 여부를 결정하도록 동작한다. 제1 코일에 제공된 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성이 전력을 전송하고/하거나 무선으로 통신할 때 예상되는 허용 가능한 범위 내에 포함되지 않는 상황을 고려하면(예컨대, 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 디바이스에 대한 것과 같음), 하나 이상의 프로세싱 모듈은 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 어떠한 디바이스도 존재하지 않는다고 결정하도록 동작한다. 일부 예에서, 이러한 결정이 이루어질 때, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 프로세스의 중지(예컨대, 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 충전 동작에 따라 구동 신호를 제공하는 것을 중지함으로써), 또는 다른 동작을 포함할 수 있는 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
본 명세서에서 설명된 바와 같은 방식에 따라 전력을 제공하고/하거나 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스(예컨대, 디바이스(1409-1, 1409-1, 1409-2, 1409-3, 1409-4) 중 임의의 것)의 다양한 다이어그램, 실시형태, 예 등은 다양한 기능 및 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, DSC, 동작 명령어를 저장하는 메모리, 및 DSC 및 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈(또는 대안적으로, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 메모리를 포함함)을 포함하는 이러한 디바이스는 다양한 기능 및 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
동작 및 구현의 일례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하여 또 다른 디바이스와 연관된 신호가 구동 신호에 결합되는지의 여부를 결정하도록 구성되고, 그에 의해 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합을 용이하게 하는 디바이스에 근접한 또 다른 디바이스의 존재를 나타낸다. 또 다른 디바이스와 연관된 어떠한 신호도 구동 신호에 결합되지 않는다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
동작 및 구현의 또 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 제1 코일을 통해 흐르는 전류의 전류 프로파일을 결정하기 위해 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈은 또한, 제1 코일을 통해 흐르는 전류의 전류 프로파일이 또 다른 디바이스의 배터리의 충전에 따라 디바이스로부터 또 다른 디바이스로의 무선 전력 전송과 연관된 하나 이상의 미리 결정된 전류 프로파일과 유리하게 비교되는지의 여부를 결정하도록 구성된다. 제1 코일을 통해 흐르는 전류의 전류 프로파일이 또 다른 디바이스의 배터리의 충전과 연관된 하나 이상의 미리 결정된 전류 프로파일과 유리하게 비교되고 유리하지 않게 비교된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
동작 및 구현의 여전히 또 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 프로세싱하여 제2 코일과 연관된 또 다른 디바이스의 임피던스 프로파일을 결정하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 모듈은 또한, 제2 코일과 연관된 또 다른 디바이스의 임피던스 프로파일이 또 다른 디바이스의 배터리의 충전과 연관된 배터리 임피던스 프로파일과 유리하게 비교되는지의 여부를 결정하도록 구성된다. 제2 코일과 연관된 또 다른 디바이스의 임피던스 프로파일이 또 다른 디바이스의 배터리의 충전과 연관된 배터리 임피던스 프로파일과 유리하지 않게 비교된다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 DSC가 단일 라인을 통해 및 공진 커패시터를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하는 것을 중지하도록 구성된다.
동작 및 구현의 일례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 기준 신호를 사인파 신호로서 생성하기 위해 동작 명령어를 실행하도록 구성된다. 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 오류 신호를 최대화하기 위해(예컨대, Ve를 최대화함) 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성에 기초하여 기준 신호의 진폭을 적응시키기 위해 동작 명령어를 실행하도록 구성된다. 부가적인 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 제1 코일의 인덕턴스 및 공진 커패시터의 커패시턴스와 연관된 공진 주파수에 기초하는 주파수를 갖도록 기준 신호를 생성하도록 구성된다.
다양한 도면에 도시된 바와 같이, DSC의 특정 예는 구동 신호에 대한 기준 신호의 비교에 기초하여 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하고, 기준 신호는 비교기의 제1 입력부에서 수신되고, 구동 신호는 비교기의 제2 입력부에서 수신된다. DSC의 이러한 예는 또한, 오류 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고 공진 커패시터 및 비교기의 제2 입력부에 결합하는 단일 라인을 통해 구동 신호를 제공하도록 구성된 종속 전류 공급장치 및 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성을 나타내는 디지털 신호를 생성하기 위해 오류 신호를 프로세싱하도록 구성된 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 특정 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈이 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하기 위해 동작 명령어를 실행하도록 구성된다는 점에 또한 유의한다. 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하는 것은 오류 신호의 조정을 제공한다.
전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하도록 동작하는 임의의 유형의 디바이스가 본 명세서에서 설명된 바와 같이 전력을 제공하고/하거나 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스로부터 이익을 얻고 이와 결부하여 동작할 수 있다는 점에 유의한다. 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하도록 동작하는 이러한 디바이스의 예는 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 패드 디바이스, 개인 휴대용 정보 단말기, 휴대용 음악 디바이스, 휴대용 미디어 플레이어, 태블릿, 디지털 카메라, 및/또는 임의의 다른 유형의 디바이스 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 23은 본 발명에 따른 전력의 무선 전송에 따른 배터리 충전 동안 디바이스의 배터리와 연관된 것과 같은 배터리 임피던스 프로파일의 일 실시형태(2300)의 개략적인 블록도이다. 도면의 상단에는 배터리와 연관된 기본 등가 회로가 있다. 배터리는 배터리의 개방 회로 전압(Voc), 내부 저항(Rint), 및 부하 저항(Rload)(예컨대, 배터리가 이러한 부하에 연결된 때)에 대응하는 전압 소스를 갖도록 모델링될 수 있다. 배터리의 내부 임피던스를 본질이 복잡한 것으로서, 저항성뿐만 아니라, 용량성 및/또는 유도성 구성요소도 가지는 배터리의 내부 임피던스를 특징으로 하는 배터리의 더 복잡한 등가 회로 모델이 또한 존재한다. 이 특정한 예가 내부 저항(Rint), 및 부하 저항(Rload)의 저항성 임피던스를 갖는 것으로서 제공되지만, 적절하게 구현된 DSC(28)가 저항성이거나 본질적으로 복잡한 이에 연결된 구성요소의 임피던스 변화를 포함하는 임피던스를 검출하도록 완전히 동작함에 유의한다.
배터리의 내부 저항(Rint)이 증가함에 따라, 배터리가 부하 저항(Rload)에 전류(I)를 전달하려고 시도할 뿐만 아니라, 그 내부 저항(Rint), 즉 Vint에 걸친 전압 강하가 증가할 것이다. 배터리 충전 프로세스에 따라, 배터리의 내부 저항(Rint)이 변경될 수 있다. 예를 들면, 충전 동작 동안에, 전형적으로 충전 프로세스 동안 배터리의 내부 저항(Rint)을 증가시키는 연관된 경향이 존재한다. 반대로, 방전 동작 동안에, 전형적으로 방전 프로세스 동안 배터리의 내부 저항(Rint)을 감소시키는 연관된 경향이 존재한다.
적절하게 구현된 DSC(28)는 그에 연결된 구성요소의 임피던스 변화를 포함하는 임피던스를 검출하도록 동작한다. 예를 들면, 배터리와 통신하는 적절하게 구현된 DSC(28)는 배터리의 임피던스 변화를 포함하는 배터리의 임피던스를 검출하도록 동작한다. 충전 및/또는 방전 동작 동안 이러한 DSC(28)를 사용하는 배터리의 적절한 모니터링은 시간에 따른 배터리의 변화하는 임피던스의 모니터링 및 추적을 용이하게 한다.
유사하게, 적절하게 구현된 DSC(28)는 그에 연결된 구성요소에 의해 인출되거나 관련되는 전류의 변화를 검출하도록 동작한다. 예를 들면, 배터리와 통신하는 적절하게 구현된 DSC(28)는 충전 동작 동안의 이의 변화를 포함하는 배터리에 의해 인출되거나 소모된 전류 및/또는 방전 동작 동안의 이의 변화를 포함하는 배터리에 의해 전달된 전류를 검출하도록 동작한다. 본 명세서에 포함된 바와 같이 다양한 실시형태, 예 등을 고려하면, 공진 커패시터(1402)를 통해 제1 코일에 구동 신호를 제공하고 있는 DSC(28)는 또한, 이의 변화를 포함하는 구동 신호가 제공되고 있는 그 하나 이상의 구성요소의 임피던스를 검출하도록 동작한다.
일부 예에서, 배터리의 임피던스 변화(예컨대, 내부 저항의 최소치와 최대치(Rint(최소)와 Rint(최대)) 사이의 범위 내의 변화)는 충전 및/또는 방전 동작 동안 특정한 범위 내에 있다.
일반적으로 말하면, 충전 및/또는 방전 동작 동안 배터리의 임피던스 변화의 프로파일은 배터리가 허용 가능한 범위 내에서 동작하고 있는지의 여부를 보장하기 위해 비교를 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 충전 및/또는 방전 동작 동안 배터리의 임피던스 변화의 프로파일은 배터리 제조업체 사양으로부터 제공된 정보에 기초하여, 유사한 유형, 구조 등의 배터리의 알려진 정보, 또는 다른 수단에 기초하여 정상 및 허용 가능한 충전 및/또는 방전 동작 동안 배터리 모니터링에 기초하여 생성될 수 있다.
동작 및 구현의 일례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 적절하게 구현된 DSC로부터 제공된 정보를 프로세싱하여 충전 및/또는 방전 동작이 허용 가능한 방식으로 동작하고 있는지의 여부를 모니터링하도록 동작한다. 예를 들면, 충전 동작 동안 배터리의 임피던스 변화의 허용 가능한 범위 밖에 있는 그 구성요소의 임피던스의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 동작에 오류 또는 문제가 있다고 결정하도록 동작한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 프로세스를 중지하거나(예컨대, 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 충전 동작에 따라 DSC가 구동 신호를 제공하는 것을 중지함으로써), 기준 신호를 수정하고 그에 의해 구동 신호를 수정하거나(예컨대, 기준 신호의 하나 이상의 파라미터를 조정함), 다른 동작을 포함할 수 있는 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
또 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스의 존재 또는 존재의 부족을 검출하도록 동작한다. 예를 들면, 배터리의 임피던스 변화의 허용 가능한 범위 밖에 있는 구성요소의 임피던스 변화의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스가 아니라고 결정하도록 동작한다. 구성요소가 무선으로 전력을 수신하는데 적절하지 않은(예컨대, 아마도 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기 위한 후보인 디바이스가 전혀 아닐 수 있음) 일례를 고려하면, 배터리의 임피던스 변화의 허용 가능한 범위 밖의 이러한 구성요소의 임피던스 변화의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스가 아니라고 결정하고 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
도 24는 본 발명에 따른 전력의 무선 전송에 따른 배터리 충전 동안 디바이스의 배터리와 연관된 것과 같은 배터리 온도 프로파일의 일 실시형태(2400)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 일반적으로, 충전 동작 동안 시간에 따른 배터리의 온도 변화의 다양한 프로파일을 도시한다. 다시, 특정 유형, 구성, 조성 등의 특정 배터리에 대해, 이러한 경향은 그 특정한 배터리의 제조업체로부터 제공된 정보로부터, 유사한 유형의 배터리와 연관된 정보, 및/또는 다른 정보로부터, 허용 가능하거나 정상 동작 동안 그 특정한 배터리의 실제 모니터링 및 추적에 기초하여 만들어질 수 있다.
이 도면에서, 10 내지 40℃ 또는 50 내지 104℉ 사이의 유효 동작 범위를 가지는 리튬 이온 배터리의 일례를 고려하고, X℃ 또는 F와 같은 온도의 허용 가능한 범위 또는 변화를 또한 고려하고, 여기서 X는 허용 가능하거나 정상 동작에 따라 충전 동작 동안 배터리의 온도가 변하는 값을 일부 결정한다. 온도가 충전 프로세스 동안 온도의 이러한 허용 가능한 범위 또는 변화 내에 있는 것으로서 모니터링될 때, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 프로세스의 지속을 용이하게 하도록 동작한다. 그러나, 온도가 충전 프로세스 동안 온도의 이러한 허용 가능한 범위 또는 변화를 벗어난 것으로서 모니터링될 때, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 프로세스의 중지를 포함할 수 있는 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
디바이스의 제1 코일 부근의 온도 센서를 포함하는, 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스의 일례를 고려하면, 그 위치에서 온도를 모니터링하는 것은 그 위치에 근접한 구성요소가 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 실제 디바이스인지의 여부, 전력을 수신하고/하거나 무선으로 통신하기에 적합한 디바이스의 배터리의 충전 동작이 정상 또는 허용 가능한 범위 내에서 동작하고 있는지의 여부 등을 결정하기 위한 기반일 수 있다.
동작 및 구현의 일례에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 적절하게 구현된 DSC로부터 제공된 정보를 프로세싱하여 충전 및/또는 방전 동작이 허용 가능한 방식으로 동작하고 있는지의 여부를 모니터링하도록 동작한다. 예를 들면, 충전 동작 동안 배터리의 온도 변화의 허용 가능한 범위 밖에 있는 그 구성요소의 온도의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 동작에 오류 또는 문제가 있다고 결정하도록 동작한다. 하나 이상의 프로세싱 모듈은 충전 프로세스를 중지하거나(예컨대, 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 충전 동작에 따라 DSC가 구동 신호를 제공하는 것을 중지함으로써), 기준 신호를 수정하고 그에 의해 구동 신호를 수정하거나(예컨대, 기준 신호의 하나 이상의 파라미터를 조정함), 다른 동작을 포함할 수 있는 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
또 다른 예에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스의 존재 또는 존재의 부족을 검출하도록 동작한다. 예를 들면, 배터리의 온도 변화의 허용 가능한 범위 밖에 있는 구성요소의 온도 변화의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스가 아니라고 결정하도록 동작한다. 구성요소가 무선으로 전력을 수신하는데 적절하지 않은(예컨대, 아마도 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기 위한 후보인 디바이스가 전혀 아닐 수 있음) 일례를 고려하면, 배터리의 온도 변화의 허용 가능한 범위 밖의 이러한 구성요소의 온도 변화의 검출에 기초하여, 하나 이상의 프로세싱 모듈은 구성요소가 무선으로 전력을 수신하기에 적합한 디바이스가 아니라고 결정하고 하나 이상의 동작을 실행하도록 동작한다.
도 25는 본 발명에 따라 전력을 전송하고 무선으로 통신하도록 동작하는 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스의 또 다른 실시형태(2500)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 DSC(28-25)가 다른 도면 중 특정 도면에 포함된 종속 전류원을 교체하여 분압기(2522)와 결부하여 구현되는 전력 증폭기(2510)를 포함한다는 점에서 적어도 일부 차가 있는 이전 도면 중 특정 도면과의 일부 유사성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)이 전력 증폭기(2510) 및 분압기(2520) 중 하나 또는 둘 모두의 동작을 지시하도록 구현된다는 점에 유의한다. 예를 들면, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 (예컨대, 다수의 선택적 전압 분배 경로를 포함하는 분압기 내에 포함될 수 있는 바와 같이 상이한 퍼스펙티브 임피던스(perspective impedances)를 선택함으로써, 이러한 분압기 내에 포함될 수 있는 하나 이상의 가변 임피던스를 조정함으로써 등) 분압기(2520)에 의해 수행되는 전압 분할을 조정하도록 동작한다.
게다가, 전력 증폭기(2510)의 동작이 또한 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)에 의해 적응될 수 있음에 유의한다. 예를 들면, 전력 증폭기(2510)가 프로그래밍 가능한 증폭기(PGA)로서 증가되는 경우, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)이 원하는 대로 전력 증폭기(2510)의 프로그래밍 가능성/이득 인자를 조정하도록 구성되는 것과 같은 전력 증폭기(2510) 내에 포함될 수 있는 바와 같이 이득 인자를 고려한다. 일반적으로 말하면, 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)은 하나 이상의 프로세싱 모듈(42)에 의해 정보가 결정, 수신 등이 되는 본 명세서에서 설명된 수단 중 임의의 것에 기초하여 그리고 (예컨대, DSC(28-17)로부터의 구동 신호의 감지에 기초하여, 디바이스(1410-3)로부터의 통신에 기초하여 등) 이에 따라 전력 증폭기(2510) 및/또는 분압기(2520)의 동작, 구성 등을 조정하도록 동작한다.
비트 스트림, 스트림, 신호 시퀀스 등(또는 이의 등가물)과 같은 본 명세서에서 사용될 수 있는 바와 같이 전문용어가 콘텐트가 다수의 원하는 유형(예컨대, 데이터, 비디오, 음성, 텍스트, 그래픽, 오디오 등이고, 이 중 임의의 것은 일반적으로 '데이터'로 언급될 수 있음) 중 임의의 것에 대응하는 디지털 정보를 설명하기 위해 상호 교환하게 사용됨에 유의한다.
본 명세서에서 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "실질적으로" 및 "대략"은 이의 대응하는 용어 및/또는 항목 사이의 상대성에 대해 산업에서 허용되는 공차를 제공한다. 일부 산업에 대해, 산업에서 허용되는 공차는 1 퍼센트 미만이고 다른 산업에 대해, 산업에서 허용되는 공차는 10 퍼센트 또는 그보다 크다. 산업에서 허용되는 공차의 다른 예는 그 범위가 1 퍼센트 미만으로부터 50 퍼센트까지이다. 산업에서 허용되는 공차는 성분 값, 집적 회로 프로세스 변동, 온도 변동, 상승 및 하강 시간, 열 잡음, 치수, 시그널링 오류, 패킷 드롭, 온도, 압력, 재료 구성, 및/또는 성능 메트릭에 대응하지만, 이로 제한되지 않는다. 산업 내에서, 허용되는 공차의 공차 편차(예컨대, +/- 1% 미만의 치수 공차)는 퍼센티지 레벨보다 크거나 작을 수 있다. 항목 사이의 일부 상대성은 그 범위가 퍼센티지 레벨 미만의 차로부터 몇 퍼센트까지일 수 있다. 항목 사이의 다른 상대성은 그 범위가 몇 퍼센트의 차로부터 차의 크기까지일 수 있다.
본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어(들) "~하도록 구성된", "~에 동작 가능하게 결합된", "~에 결합된", 및/또는 "결합하는"은 항목 사이의 직접 결합 및/또는 개재 항목(예컨대, 항목은 구성요소, 요소, 회로, 및/또는 모듈을 포함하지만, 이들로 제한되지 않음)을 통한 항목 사이의 간접 결합을 포함하고, 여기서 간접 결합의 일례에 대해, 개재 항목은 신호의 정보를 수정하지 않지만 이의 전류 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전력 레벨을 조정할 수 있다. 본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 추론된 결합(즉, 하나의 요소가 추론에 의해 또 다른 요소에 결합되는 경우)은 "~에 결합된"과 동일한 방식으로 2개의 항목 사이의 직접 및 간접 결합을 포함한다.
본 명세서에서 심지어 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "~하도록 구성된", "~하도록 동작 가능한", "~에 결합된", 또는 "~에 동작 가능하게 결합된"은 항목이 활성화될 때, 하나 이상의 이의 대응하는 기능을 수행하기 위해 전력 연결, 입력(들), 출력(들) 등 중 하나 이상을 포함하고 하나 이상의 다른 항목에 대한 추론된 결합을 더 포함할 수 있음을 나타낸다. 본 명세서에서 여전히 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "~와 연관된"은 별개의 항목 및/또는 하나의 항목이 또 다른 항목 내에 내장되는 직접 및/또는 간접 결합을 포함한다.
본 명세서에서 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "유리하게 비교하다"는 2개 이상의 항목, 신호 등 사이의 비교가 원하는 관계를 제공함을 나타낸다. 예를 들면, 원하는 관계가 신호 1이 신호 2보다 큰 크기를 갖는 것일 때, 신호 1의 크기가 신호 2의 크기보다 크거나 신호 2의 크기가 신호 1의 크기 미만일 때 유리한 비교가 성취될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "유리하지 않게 비교하다"는 2개 이상의 항목, 신호 등 사이의 비교가 원하는 관계를 제공하는데 실패함을 나타낸다.
본 명세서에서 사용될 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 청구항은 이 일반 형태의 특정 형태로 어구 "a, b, 및 c 중 적어도 하나" 또는 이 일반 형태의 특정 형태로 "a", "b", 및 "c"보다 많거나 적은 요소를 갖는 "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"를 포함할 수 있다. 어느 하나의 어구에서, 어구들은 동일하게 해석되어야 한다. 특히, "a, b, 및 c 중 적어도 하나"는 "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"와 등가이고 a, b, 및/또는 c를 의미할 것이다. 일례로서, 이는 "a"만, "b"만, "c"만, "a" 및 "b", "a" 및 "c", "b" 및 "c", 및/또는 " a", "b", 및 "c"를 의미한다.
본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "프로세싱 모듈", "프로세싱 회로", "프로세서", "프로세싱 회로망", 및/또는 "처리 장치"는 단일 프로세싱 디바이스 또는 복수의 프로세싱 디바이스일 수 있다. 이러한 프로세싱 디바이스는 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 장치, 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, 프로그래밍 가능한 논리 디바이스, 상태 기계, 논리 회로망, 아날로그 회로망, 디지털 회로망, 및/또는 회로망 및/또는 동작 명령어의 하드 코딩에 기초하여 신호(아날로그 및/또는 디지털)를 조작하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 프로세싱 회로망, 및/또는 처리 장치는 단일 메모리 디바이스, 복수의 메모리 디바이스, 및/또는 또 다른 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 프로세싱 회로망, 및/또는 처리 장치의 내장된 회로망일 수 있는 메모리 및/또는 집적된 메모리 요소일 수 있거나, 이를 더 포함할 수 있다. 이러한 메모리 디바이스는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 프로세싱 회로망, 및/또는 처리 장치가 하나보다 많은 프로세싱 디바이스를 포함하는 경우, 프로세싱 디바이스가 중앙에 위치될 수 있거나(예컨대, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통해 함께 직접적으로 결합됨) 분산 위치될 수 있음에(예컨대, 근거리 통신망 및/또는 원거리 통신망을 통한 간접 결합을 통한 클라우드 컴퓨팅) 유의한다. 게다가, 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 프로세싱 회로망 및/또는 처리 장치가 상태 기계, 아날로그 회로망, 디지털 회로망, 및/또는 논리 회로망을 통해 이의 기능 중 하나 이상을 구현하는 경우, 대응하는 동작 명령어를 저장하는 메모리 및/또는 메모리 요소는 상태 기계, 아날로그 회로망, 디지털 회로망, 및/또는 논리 회로망을 포함하는 회로망 내에 또는 그 외부에 내장될 수 있음에 유의한다. 여전히 게다가, 메모리 요소는 도면 중 하나 이상에서 도시된 단계 및/또는 기능 중 적어도 일부에 대응하는 하드 코딩되고/되거나 동작 명령어를 저장할 수 있고, 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 프로세싱 회로망 및/또는 처리 장치가 이를 실행함에 유의한다. 이러한 메모리 디바이스 또는 메모리 요소는 제조 물품에 포함될 수 있다.
하나 이상의 실시형태는 명시된 기능의 수행 및 이의 관계를 도시하는 방법 단계의 도움으로 상기 설명되었다. 이 기능적 구축 블록 및 방법 단계의 경계 및 시퀀스는 설명의 편의를 위해 본 명세서에서 임의로 정의되었다. 명시된 기능 및 관계가 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계 및 시퀀스가 정의될 수 있다. 임의의 이러한 대안적인 경계 또는 시퀀스는 따라서, 청구항의 범위 및 사상 내에 있다. 게다가, 이 기능적 구축 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 특정 중요한 기능이 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계가 정의될 수 있다. 유사하게, 흐름도 블록은 또한, 특정 중요한 기능을 도시하기 위해 본 명세서에서 임의로 정의될 수 있다.
사용된 범위까지, 흐름도 블록 경계 및 시퀀스는 달리 정의되고 여전히, 특정 중요한 기능을 수행할 수 있다. 기능적 구축 블록 및 흐름도 블록과 시퀀스 둘 모두의 이러한 대안적인 정의는 따라서, 청구항의 범위 및 사상 내에 있다. 당업계의 평균 기술을 갖는 자는 또한, 기능적 구축 블록, 및 본 명세서의 다른 예시적인 블록, 모듈 및 구성요소가 도시된 바와 같이 또는 별개의 구성요소, 주문형 반도체, 적절한 소프트웨어를 실행하는 프로세서 등 또는 이의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있음을 인식할 것이다.
게다가, 흐름도는 "시작" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "시작" 및 "계속" 표시는 제공된 단계가 선택적으로, 하나 이상의 다른 루틴에 통합되거나 달리 이와 결부하여 사용될 수 있음을 반영한다. 게다가, 흐름도는 "종료" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "종료" 및/또는 "계속" 표시는 제공된 단계가 설명 및 도시된 바와 같이 종료될 수 있거나 선택적으로 하나 이상의 다른 루틴에 통합되거나 달리 이와 결부하여 사용될 수 있음을 반영한다. 이 맥락에서 "시작"은 제공된 제1 단계의 시작을 나타내며 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동이 선행될 수 있다. 게다가, "계속" 표시는 제공된 단계가 여러 번 수행될 수 있고/있거나 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동에 의해 계승될 수 있음을 반영한다. 게다가, 흐름도가 단계의 특정한 순서를 나타내지만, 인과성의 원칙이 유지된다면 다른 순서도 마찬가지로 가능하다.
하나 이상의 실시형태는 하나 이상의 양태, 하나 이상의 특징, 하나 이상의 개념, 및/또는 하나 이상의 예를 도시하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 장치, 제조 물품, 기계의, 및/또는 프로세스의 물리적 실시형태는 본 명세서에서 논의된 실시형태 중 하나 이상을 참조하여 설명된 양태, 특징, 개념, 예 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 게다가, 도면마다, 실시형태는 동일하거나 상이한 참조 부호를 사용할 수 있는 동일하거나 유사하게 명명된 기능, 단계, 모듈 등을 통합할 수 있고, 이와 같이 기능, 단계, 모듈 등은 동일하거나 유사한 기능, 단계, 모듈 등 또는 상이한 것일 수 있다.
반대로 구체적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 제공된 도면 중 임의의 도면의 요소에 대한, 그로부터, 및/또는 그 사이의 신호는 아날로그 또는 디지털, 연속 시간 또는 이산 시간, 및 단일 종단 또는 차동일 수 있다. 예를 들면, 신호 경로가 단일 종단 경로로서 도시되면, 이는 또한 차동 신호 경로를 표현한다. 유사하게, 신호 경로가 차동 경로로서 도시되면, 이는 또한 단일 종단 신호 경로를 표현한다. 하나 이상의 특정 아키텍처가 본 명세서에서 설명되지만, 명시적으로 도시되지 않은 하나 이상의 데이터 버스, 요소 사이의 직접 연결, 및/또는 당업계의 평균 기술을 갖는 자에 의해 인식된 바와 같이 다른 요소 사이의 간접 결합을 사용하는 다른 아키텍처가 마찬가지로 구현될 수 있다.
용어 "모듈"은 실시형태 중 하나 이상의 설명에서 사용된다. 모듈은 프로세서 또는 다른 프로세싱 디바이스 또는 동작 명령어를 저장하는 메모리를 포함하거나 이와 연관하여 동작할 수 있는 다른 하드웨어와 같은 디바이스를 통해 하나 이상의 기능을 구현한다. 모듈은 독립적으로 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 결부하여 동작할 수 있다. 본 명세서에서 또한 사용된 바와 같이, 모듈은 하나 이상의 서브 모듈을 포함할 수 있으며, 이의 각각은 하나 이상의 모듈일 수 있다.
본 명세서에서 또한 사용될 수 있는 바와 같이, 컴퓨터 판독 가능한 메모리는 하나 이상의 메모리 요소를 포함한다. 메모리 요소는 별개의 메모리 디바이스, 다수의 메모리 디바이스, 또는 메모리 디바이스 내의 메모리 위치의 세트일 수 있다. 이러한 메모리 디바이스는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 디바이스일 수 있다. 메모리 디바이스는 고체 상태 메모리, 하드 드라이브 메모리, 클라우드 메모리, 썸 구동, 서버 메모리, 컴퓨팅 디바이스 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하기 위한 다른 물리적 매체의 형태일 수 있다.
하나 이상의 실시형태의 다양한 기능 및 특징의 특정한 조합이 본 명세서에서 명시적으로 설명되었지만, 이 특징 및 기능의 다른 조합이 마찬가지로 가능하다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정한 예에 의해 제한되지 않고 이 다른 조합을 명시적으로 통합한다.

Claims (20)

  1. 전력을 전송하고 무선으로 또 다른 디바이스와 통신하도록 동작하는 디바이스로서,
    구동 감지 회로(DSC)로서, 인에이블링(enabling)될 때:
    기준 신호를 수신하고;
    상기 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고;
    공진 커패시터에 결합되는 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하는 것으로서, 상기 공진 커패시터는 또한, 제1 코일의 제1 단자에 결합되고, 상기 구동 신호는 상기 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합에 기초하여 상기 제1 코일로부터 상기 또 다른 디바이스의 제2 코일로 전력을 무선으로 전송하도록 동작하는, 상기 구동 신호를 제공하고;
    상기 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하는 동안 상기 구동 신호의 변화를 동시에 검출하는 것으로서, 상기 구동 신호의 변화는 상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 무선 전력 전송을 포함하는 상기 제1 코일과 상기 또 다른 디바이스의 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합, 및 존재할 때, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되는 통신 신호에 기초하는, 상기 구동 신호의 변화를 동시에 검출하고; 그리고
    상기 구동 신호의 변화를 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합되고 구성되는, 상기 구동 감지 회로(DSC);
    동작 명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 DSC 및 상기 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈
    을 포함하되, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 기준 신호를 생성하고;
    상기 통신 신호가 존재하고 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되었는지의 여부를 결정하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 통신 신호가 존재하고 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되었다는 결정에 기초하여:
    상기 통신 신호 내에 포함되는 제어 정보를 해석하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 상기 무선 전력 전송의 적응을 용이하게 하기 위해 상기 기준 신호에 기초하는 상기 구동 신호의 적응을 용이하게 하도록 상기 제어 정보에 기초하여 상기 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시키기 위해
    상기 동작 명령어를 실행하도록 구성되고, 상기 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터는 크기, 주파수, 신호 유형, 파형 유형, 또는 위상을 포함하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    어떠한 통신 신호도 존재하지 않고 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되지 않았다는 결정에 기초하여, 상기 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 상기 DSC가 상기 단일 라인을 통해 및 상기 공진 커패시터를 통해 상기 제1 코일에 상기 구동 신호를 제공하는 것을 중지하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 통신 신호가 존재하고 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되었다는 결정에 기초하여, 상기 또 다른 디바이스의 배터리의 충전에 따라 상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하도록 상기 DSC에 상기 기준 신호를 계속 제공하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되고, 상기 통신 신호는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 용이하게 하는 상기 디바이스에 근접한 상기 또 다른 디바이스의 존재를 나타내는 정보를 포함하는, 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    또 다른 통신 신호가 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하기 위해 상기 구동 신호의 변경을 나타내는 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 또 다른 통신 신호가 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여:
    상기 또 다른 통신 신호로부터 부가적인 제어 정보를 해석하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 부가적인 제어 정보가 상기 또 다른 디바이스의 배터리의 충전된 상태를 나타낸다는 결정에 기초하여, 상기 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 상기 DSC가 상기 단일 라인을 통해 및 상기 공진 커패시터를 통해 상기 제1 코일에 상기 구동 신호를 제공하는 것을 중지하기 위해
    상기 동작 명령어를 실행하도록 구성되는, 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 기준 신호를 사인파 신호로서 생성하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    오류 신호를 최대화하도록 상기 구동 신호의 변화에 기초하여 상기 기준 신호의 진폭을 적응시키기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되고, 상기 오류 신호는 상기 구동 신호와 상기 기준 신호 사이의 차에 대응하는, 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 제1 코일의 인덕턴스와 연관된 공진 주파수 및 상기 공진 커패시터의 커패시턴스에 기초하는 주파수를 갖도록 상기 기준 신호를 생성하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 DSC는 상기 구동 신호와 상기 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 DSC는,
    상기 구동 신호와 상기 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기로서, 상기 기준 신호는 상기 비교기의 제1 입력부에서 수신되고, 상기 구동 신호는 상기 비교기의 제2 입력부에서 수신되는, 상기 비교기;
    상기 오류 신호에 기초하여 상기 구동 신호를 생성하고 상기 공진 캐패시터 및 상기 비교기의 제2 입력부에 결합하는 상기 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하도록 구성된 종속 전류 공급장치; 및
    상기 구동 신호의 변화를 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하기 위해 상기 오류 신호를 프로세싱하도록 구성된 아날로그 디지털 변환기(ADC)
    를 더 포함하는, 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되고, 상기 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하는 것은 상기 오류 신호의 조정을 제공하는, 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 또 다른 디바이스는 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 패드 디바이스, 개인 휴대용 정보 단말기, 휴대용 음악 디바이스, 휴대용 미디어 플레이어, 태블릿 또는 디지털 카메라를 포함하는, 디바이스.
  11. 전력을 전송하고 무선으로 또 다른 디바이스와 통신하도록 동작하는 디바이스로서,
    구동 감지 회로(DSC)로서, 인에이블링될 때:
    기준 신호를 수신하고;
    상기 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하고;
    공진 커패시터에 결합되는 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하는 것으로서, 상기 공진 커패시터는 또한, 제1 코일의 제1 단자에 결합되고, 상기 구동 신호는 상기 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 결합에 기초하여 상기 제1 코일로부터 상기 또 다른 디바이스의 제2 코일로 전력을 무선으로 전송하도록 동작하는, 상기 구동 신호를 제공하고;
    상기 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하는 동안 상기 구동 신호의 변화를 동시에 검출하는 것으로서, 상기 구동 신호의 변화는 상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 무선 전력 전송을 포함하는 상기 제1 코일과 상기 또 다른 디바이스의 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합, 및 존재할 때, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되는 통신 신호에 기초하는, 상기 구동 신호의 변화를 동시에 검출하고; 그리고
    상기 구동 신호의 변화를 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합되고 구성되는, 상기 구동 감지 회로(DSC);
    동작 명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 DSC 및 상기 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세싱 모듈
    을 포함하되, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 기준 신호를 생성하고;
    상기 통신 신호가 존재하고 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되었는지의 여부를 결정하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 통신 신호가 존재하고 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되었다는 결정에 기초하여, 상기 또 다른 디바이스의 배터리의 충전에 따라 상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 무선 전력 전송을 용이하게 하도록 상기 DSC에 상기 기준 신호를 계속 제공하기 위해
    상기 동작 명령어를 실행하도록 구성되고, 상기 통신 신호는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 용이하게 하는 상기 디바이스에 근접한 상기 또 다른 디바이스의 존재를 나타내는 정보를 포함하는, 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    어떠한 통신 신호도 존재하지 않고 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되지 않았다는 결정에 기초하여, 상기 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 상기 DSC가 상기 단일 라인을 통해 및 상기 공진 커패시터를 통해 상기 제1 코일에 상기 구동 신호를 제공하는 것을 중지하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  13. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    또 다른 통신 신호가 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하기 위해 상기 구동 신호의 변경을 나타내는 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 또 다른 통신 신호가 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여:
    상기 또 다른 통신 신호 내에 포함되는 제어 정보를 해석하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 제1 코일로부터 상기 제2 코일로의 상기 무선 전력 전송의 적응을 용이하게 하기 위해 상기 기준 신호에 기초하는 상기 구동 신호의 적응을 용이하게 하도록 상기 제어 정보에 기초하여 상기 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터를 적응시키기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록
    더 구성되고, 상기 기준 신호의 적어도 하나의 파라미터는 크기, 주파수, 신호 유형, 파형 유형, 또는 위상을 포함하는, 디바이스.
  14. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    또 다른 통신 신호가 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 상기 전자기 결합을 통해 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신되는지의 여부를 결정하기 위해 상기 구동 신호의 변경을 나타내는 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 또 다른 통신 신호가 상기 또 다른 디바이스로부터 상기 디바이스로 송신된다는 결정에 기초하여:
    상기 또 다른 통신 신호로부터 부가적인 제어 정보를 해석하기 위해 상기 디지털 신호를 프로세싱하고; 그리고
    상기 부가적인 제어 정보가 상기 또 다른 디바이스의 배터리의 충전된 상태를 나타낸다는 결정에 기초하여, 상기 기준 신호의 진폭을 제로로 조정하여 상기 DSC가 상기 단일 라인을 통해 및 상기 공진 커패시터를 통해 상기 제1 코일에 상기 구동 신호를 제공하는 것을 중지하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록
    더 구성되는, 디바이스.
  15. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 기준 신호를 사인파 신호로서 생성하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  16. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    오류 신호를 최대화하도록 상기 구동 신호의 변화에 기초하여 상기 기준 신호의 진폭을 적응시키기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되고, 상기 오류 신호는 상기 구동 신호와 상기 기준 신호 사이의 차에 대응하는, 디바이스.
  17. 제11항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 제1 코일의 인덕턴스와 연관된 공진 주파수 및 상기 공진 커패시터의 커패시턴스에 기초하는 주파수를 갖도록 상기 기준 신호를 생성하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되는, 디바이스.
  18. 제11항에 있어서, 상기 DSC는 상기 구동 신호와 상기 기준 신호 사이의 차에 대응하는 오류 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 DSC는,
    상기 구동 신호와 상기 기준 신호의 비교에 기초하여 상기 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기로서, 상기 기준 신호는 상기 비교기의 제1 입력부에서 수신되고, 상기 구동 신호는 상기 비교기의 제2 입력부에서 수신되는, 상기 비교기;
    상기 오류 신호에 기초하여 상기 구동 신호를 생성하고 상기 공진 캐패시터 및 상기 비교기의 제2 입력부에 결합하는 상기 단일 라인을 통해 상기 구동 신호를 제공하도록 구성된 종속 전류 공급장치; 및
    상기 구동 신호의 변화를 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하기 위해 상기 오류 신호를 프로세싱하도록 구성된 아날로그 디지털 변환기(ADC)
    를 더 포함하는, 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 인에이블링될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 모듈은,
    상기 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하기 위해 상기 동작 명령어를 실행하도록 더 구성되고, 상기 종속 전류 공급장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정하는 것은 상기 오류 신호의 조정을 제공하는, 디바이스.
  20. 제11항에 있어서, 상기 또 다른 디바이스는 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 전자 패드 디바이스, 개인 휴대용 정보 단말기, 휴대용 음악 디바이스, 휴대용 미디어 플레이어, 태블릿 또는 디지털 카메라를 포함하는, 디바이스.
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