KR20220027248A - 다중-코일 무선 충전 디바이스의 표면으로부터 디바이스 제거의 검출 - Google Patents

다중-코일 무선 충전 디바이스의 표면으로부터 디바이스 제거의 검출 Download PDF

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KR20220027248A
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에릭 하인델 굿차일드
존 윈터스
제임스 스콧
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아이라, 인크.
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Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 충전 디바이스는 충전 표면 상에 제공되는 복수의 충전 셀, 충전 회로 및 컨트롤러를 갖는다. 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 때 충전 회로가 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고, 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출하고, 일정 기간 동안 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하고, 수신 디바이스가 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하도록 구성될 수 있다.

Description

다중-코일 무선 충전 디바이스의 표면으로부터 디바이스 제거의 검출
우선권 주장
본 출원은 2020년 7월 22일자로 미국 특허청에 제출된 정식 특허 출원 번호 제16/936,367호, 2019년7월 23일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제62/877,831호, 2020년 5월 1일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제63/019,241호, 2020년 5월 1일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제63/019,245호, 및 2020년 5월 1일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제63/019,248호에 대한 우선권 및 그 이익을 주장하며, 이 출원들의 전체 내용은 전체적으로 아래에 진술된 바와 같이 그리고 모든 적용가능한 목적을 위해 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 모바일 컴퓨팅 디바이스 내의 배터리를 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 충전 동작 동안 디바이스 제거의 검출에 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 충전되게 할 수 있다. 무선 충전을 위한 표준은 디바이스의 상대적으로 간단한 구성에 대해 최적화되고 기본 충전 능력을 제공하는 경향이 있다.
무선 충전 능력에서의 개선은 모바일 디바이스의 지속적으로 증가하는 복잡성 및 변화하는 폼 팩터(form factor)를 지원하기 위해 요구된다. 예를 들어, 충전 디바이스가 충전 디바이스의 표면 상의 충전가능한 디바이스를 검출 및 위치 결정하게 하고, 무선 충전 동작 동안 충전가능한 디바이스의 제거 또는 재배치를 검출할 수 있게 하는 더 빠른, 더 낮은 전력 검출 기술에 대한 필요성이 존재한다.
도 1은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면 상에 제공될 수 있는 충전 셀의 예를 예시한다.
도 2는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 3은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 다수의 층의 충전 셀이 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 다수의 층의 충전 셀을 이용하는 충전 디바이스의 충전 표면에 의해 제공되는 전력 전달 영역의 배열을 예시한다.
도 5는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 예시한다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑(passive ping)에 대한 응답의 제1 예를 예시한다.
도 7은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답의 제2 예를 예시한다.
도 8은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답에서 관찰된 차이의 예를 예시한다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 사용하기 위한 매트릭스 멀티플렉싱 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(topology)를 예시한다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 직류 구동을 지원하는 제2 토폴로지를 예시한다.
도 11은 본 개시의 특정 양태에 따라 수신 디바이스의 제거를 신뢰가능하게 검출하도록 구성되는 다중-코일 무선 충전 시스템을 예시한다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 모니터링될 수 있는 디바이스 제거 이벤트의 특정 양태의 그래픽 표현이다.
도 13은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 전류 또는 탱크 전압의 가변성을 수용하기 위해 저역 통과 필터링을 이용하는 필터링된 임계(threshold) 검출 회로를 예시한다.
도 14는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수신 디바이스의 제거의 검출을 위해 사용되는 Q-팩터(Q-factor) 비교 회로를 예시한다.
도 15는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 디바이스 제거 이벤트를 검출하기 위한 룩업 테이블의 사용을 예시한다.
도 16은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 디바이스 제거 이벤트를 검출할 때 룩업 테이블을 사용하는 절차의 예를 예시한다.
도 17은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 디바이스 제거 이벤트를 검출하기 위한 측정 대기(quiescent) 또는 유휴(idle) 전송 전력 드로우(draw)의 사용을 예시한다.
도 18은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 측정 대기 전력 드로우에 기초한 디바이스 제거 검출을 위한 절차의 제1 예를 예시한다.
도 19는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 측정 대기 전력 드로우에 기초한 디바이스 제거 검출을 위한 절차의 제2 예를 예시한다.
도 20은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 핑 절차를 수행하는 측정 슬롯의 사용의 제1 예를 예시한다.
도 21은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 핑 절차를 수행하는 측정 슬롯의 사용의 제2 예를 예시한다.
도 22는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하는 센서의 사용의 제1 예를 예시한다.
도 23은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하는 센서의 사용의 제2 예를 예시한다.
도 24는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하는 센서의 사용의 제3 예를 예시한다.
도 25는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하는 센서의 사용의 제4 예를 예시한다.
도 26은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하는 센서의 사용의 제5 예를 예시한다.
도 27은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 처리 회로를 이용하는 장치의 일 예를 예시한다.
도 28은 본 개시의 특정 양태에 따라 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 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 시스템에서의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행시킬 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 충전 디바이스에 충전 표면을 제공하기 위해 하나 이상의 유도 코일로 구성될 수 있으며 여기서 충전 표면은 충전 디바이스가 하나 이상의 충전가능한 디바이스를 무선으로 충전할 수 있게 한다. 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(strain), 및/또는 다른 적절한 타입의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, 장치는 배터리 충전 전원, 매트릭스로 구성되는 복수의 충전 셀, 각각의 스위치가 매트릭스 내의 코일의 행(row)을 배터리 충전 전원의 제1 단자에 결합시키도록 구성되는 제1 복수의 스위치, 및 각각의 스위치가 매트릭스 내의 코일의 열(column)을 배터리 충전 전원의 제2 단자에 결합시키도록 구성되는 제2 복수의 스위치를 갖는다. 복수의 충전 셀 내의 각각의 충전 셀은 전력 전달 영역을 둘러싸는 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다. 복수의 충전 셀은 복수의 충전 셀에서 충전 셀의 전력 전달 영역의 중첩(overlap) 없이 충전 디바이스의 충전 표면에 인접하여 배열될 수 있다.
일부 경우에서, 장치는 또한 충전 표면으로서 지칭될 수 있다. 전력은 장치의 표면 상의 어느 곳에나 위치되는 수신 디바이스에 무선으로 전달될 수 있다. 디바이스는 임의로 정의된 크기 및/또는 형상을 가질 수 있고 충전을 위해 인에이블되는 임의의 이산(discrete) 배치 위치에 관계없이 배치될 수 있다. 다수의 디바이스는 단일 충전 표면 상에서 동시에 충전될 수 있다. 장치는 충전 표면에 걸쳐 하나 이상의 디바이스의 모션을 추적할 수 있다.
충전 셀
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 표면은 충전 디바이스에서 충전 셀을 사용하여 제공될 수 있으며, 여기서 충전 셀은 충전 표면에 인접하여 배치된다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 충전 표면의 하나 이상의 층에 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 셀에서 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 실질적으로 직교하는 부분 내의 유도된 자기 필드에 기여하는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 활성(activating) 전류를 동적으로-정의된 충전 셀에 포함되는 코일에 제공함으로써 구성가능할 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 충전 표면에 걸쳐 배치되는 다수의 코일 스택을 포함할 수 있고, 충전 디바이스는 충전될 디바이스의 위치를 검출할 수 있고 충전될 디바이스에 인접한 충전 셀을 제공하기 위해 코일 스택의 일부 조합을 선택할 수 있다. 일부 경우에서, 충전 셀은 단일 코일을 포함하거나, 이로서 특성화될 수 있다. 그러나, 충전 셀은 다수의 스택된 코일 및/또는 다수의 인접 코일 또는 코일 스택을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 코일은 충전 코일, 무선 충전 코일, 송신기 코일, 송신 코일, 전력 송신 코일, 전력 송신기 코일 등등으로서 본원에 지칭될 수 있다.
도 1은 충전 디바이스의 충전 표면을 제공하도록 배치 및/또는 구성될 수 있는 충전 셀(100)의 예를 예시한다. 본원에 설명된 바와 같이, 충전 표면은 하나 이상의 기판(106) 상에 제공되는 충전 셀(100)의 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 집적 회로(IC) 및/또는 별개의 전자 부품을 포함하는 회로는 하나 이상의 기판(106) 상에 제공될 수 있다. 회로는 전력을 수신 디바이스에 송신하기 위해 사용되는 코일에 제공되는 전류를 제어하기 위해 사용되는 드라이버 및 스위치를 포함할 수 있다. 회로는 본원에 개시되는 특정 기능을 수행하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 프로세서 및/또는 하나 이상의 컨트롤러를 포함하는 처리 회로로서 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 처리 회로 중 일부 또는 전부는 충전 디바이스 외부에 제공될 수 있다. 일부 경우에서, 전원은 충전 디바이스에 결합될 수 있다.
충전 셀(100)은 하나 이상의 디바이스가 충전을 위해 배치될 수 있는, 충전 디바이스의 외부 표면 영역에 가까이 근접하여 제공될 수 있다. 충전 디바이스는 충전 셀(100)의 다수의 인스턴스(instance)를 포함할 수 있다. 일 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 구성될 수 있는, 하나 이상의 코일(102)을 둘러싸는 실질적으로 육각형 형상을 갖는다. 다양한 구현예에서, 일부 코일(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 제공한다. 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 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 디바이스의 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀(202)의 배열(200)의 예를 예시한다. 충전 셀(202)은 벌집형 패키징 구성에 따라 배열된다. 이러한 예에서, 충전 셀(202)은 오버랩 없이 단대단(end-to-end)으로 배열된다. 이러한 배열은 스루-홀 또는 와이어 상호연결 없이 제공될 수 있다. 다른 배열이 가능하며, 이는 충전 셀(202)의 일부 부분이 중첩되는 배열을 포함한다. 예를 들어, 2개 이상의 코일의 와이어는 어느 정도 인터리빙될 수 있다.
도 3은 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 2개의 관점(300, 310)으로부터의 충전 셀의 배열의 예를 예시한다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 충전 표면의 세그먼트 내에 제공된다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 각각의 층 내의 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배열된다. 일 예에서, 충전 셀(302, 304, 306, 308)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.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 다수의 층의 충전 셀을 이용하는 충전 표면(400)에 제공되는 전력 전달 영역의 배열을 예시한다. 예시된 충전 표면은 4개의 층의 충전 셀(402, 404, 406, 408)로부터 구성된다. 도 4에서, 충전 셀(402)의 제1 층에서 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L1"으로 마킹되고, 충전 셀(404)의 제2 층에서 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L2"로 마킹되고, 충전 셀(406, 408)의 제3 층에서 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L3"로 마킹되고, 충전 셀(408)의 제1 층에 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 영역은 "L4"로 마킹된다.
무선 송신기
도 5는 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(500)를 예시한다. 컨트롤러(502)는 컨디셔닝 회로(conditioning circuit)(508)에 의해 필터링되거나 달리 처리되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러는 커패시터(512) 및 인덕터(514)를 포함하는 공진 회로(506)에 교류 전류를 제공하는 드라이버 회로(504)의 동작을 제어할 수 있다. 공진 회로(506)는 또한 탱크 회로, LC 탱크 회로, 또는 LC 탱크로서 본원에 지칭될 수 있고, 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 측정되는 전압(516)은 탱크 전압으로서 지칭될 수 있다.
무선 송신기(500)는 호환가능한 디바이스가 충전 표면 상에 배치되었는지를 결정하기 위해 충전 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 호환가능한 디바이스가 무선 송신기(500)를 통해 간헐적 테스트 신호(능동 핑)를 송신함으로써 충전 표면 상에 배치되었다고 결정할 수 있으며, 여기서 공진 회로(506)는 호환가능한 디바이스가 테스트 신호에 응답할 때 인코딩된 신호를 검출하거나 수신할 수 있다. 충전 디바이스는 표준, 관례, 제조업자 또는 애플리케이션에 의해 정의되는 응답 신호를 수신한 후 적어도 하나의 충전 셀에서 하나 이상의 코일을 활성화하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 호환가능한 디바이스는 충전 디바이스가 호환가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용될 최적의 충전 셀을 발견할 수 있도록 수신된 신호 강도를 통신함으로써 핑에 응답할 수 있다.
수동 핑 기술은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 디바이스의 충전 패드에 근접한 수신 코일의 존재를 식별하기 위해 LC 노드(510)에서 측정되거나 관찰되는 전압 및/또는 전류를 사용할 수 있다. 많은 종래의 무선 충전기 송신기에서, 회로는 LC 노드(510)에서 전압을 측정하거나 LC 네트워크의 전류를 측정하기 위해 제공된다. 이러한 전압 및 전류는 전력 조절 목적을 위해 또는 디바이스 사이의 통신을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다. 도 5에 예시된 예에서, LC 노드(510)에서의 전압이 모니터링되지만, 전류는 짧은 펄스가 공진 회로(506)에 제공되는 수동 핑을 지원하기 위해 추가적으로 또는 대안적으로 모니터링될 수 있다는 점이 고려된다. 수동 핑(초기 전압 V0)에 대한 공진 회로(506)의 응답은 LC 노드(510)에서의 전압(VLC)에 의해 표현될 수 있으며, 다음과 같다:
Figure pct00001
(식 1)
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀 내의 코일은 호환가능한 디바이스를 충전하기 위한 최적의 전자기 필드를 제공하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있다. 일부 경우에서, 코일은 충전 셀에 할당될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있다. 후자의 경우, 최적의 충전 구성은 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 경우에서, 충전 셀은 충전 디바이스의 표면 상에 충전될 디바이스의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에서, 각각의 충전 이벤트에 대해 활성되는 코일의 조합은 가변될 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 디바이스는 충전 이벤트 동안 활성화를 위한 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 6은 수동 핑에 대한 응답(600)이 식 3에 따라 감쇠하는 제1 예를 예시한다. 시간 t = 0에서의 여기 펄스 후에, 전압 및/또는 전류는 식 1에 의해 정의되는 공진 주파수에서, 그리고 식 3에 의해 정의되는 감쇠율로 발진하는 것으로 보인다. 제1 발진 사이클은 전압 레벨 V 0에서 시작하고 VLC는 Q 팩터 및 ω에 의해 제어되는 바와 같이 제로(0)로 계속 감쇠한다. 도 6에 예시되는 예는 어떠한 객체도 충전 패드에 존재하지 않거나 근접하지 않을 때의 전형적인 개방 또는 무부하(unloaded) 응답을 나타낸다. 도 6에서, Q 팩터의 값은 20인 것으로 가정된다.
도 7은 수동 핑에 대한 응답(700)이 식 3에 따라 감쇠하는 제2 예를 예시한다. 시간 t = 0에서의 여기 펄스 후에, 전압 및/또는 전류는 식 1에 의해 정의되는 공진 주파수에서, 그리고 식 3에 의해 정의되는 감쇠율로 발진하는 것으로 보인다. 제1 발진 사이클은 전압 레벨 V 0에서 시작하고 VLC는 Q 팩터 및 ω에 의해 제어되는 바와 같이 제로(0)로 계속 감쇠한다. 도 7에 예시되는 예는 객체가 코일을 로딩하는 충전 패드에 존재하거나 근접할 때의 부하(loaded) 응답을 나타낸다. 도 7에서, Q 팩터는 7의 값을 가질 수 있다. V LC 는 응답(600)에 대해 응답(700)에서 더 높이 발진한다.
도 8은 응답(800, 820, 840)에서의 차이가 관찰될 수 있는 한 세트의 예를 예시한다. 수동 핑은 드라이버 회로(504)가 2.5 ㎲보다 더 짧은 펄스를 사용하여 공진 회로를 여기시킬 때 개시된다. 무선 수신기의 상이한 타입 및 송신기 상에 배치되는 외부 객체는 송신기의 LC 노드(510)에서의 전압 또는 공진 회로(506)의 전류에서 관찰가능한 상이한 응답을 야기한다. 차이는 V 0 의 발진의 공진 회로(506) 주파수의 Q 팩터의 변화를 나타낼 수 있다. 표 1은 개방 상태와 관련하여 충전 패드 상에 배치되는 객체의 특정 예를 예시한다.
객체 주파수 V peak (mV) 50% 감쇠 사이클 Q 팩터
비존재 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 1에서, Q 팩터는 다음과 같이 계산될 수 있으며:
Figure pct00002
(식 2)
여기서 N은 진폭이 0.5 V0 아래로 떨어질 때까지 여기로부터의 사이클의 수이다.
코일의 선택적 활성화
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀 내의 송신 코일은 호환가능한 디바이스를 충전하기 위한 최적의 전자기 필드를 제공하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있다. 일부 경우에서, 송신 코일은 충전 셀에 할당될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있다. 후자의 경우에서, 최적의 충전 구성은 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 경우에서, 충전 셀은 충전 표면 상에 충전될 디바이스의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에서, 각각의 충전 이벤트에 대해 활성화되는 코일의 조합은 가변될 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 디바이스는 충전 이벤트 동안 활성화를 위한 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 사용하기 위한 매트릭스 멀티플렉싱 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(900)를 예시한다. 무선 충전기는 수신 디바이스를 충전하기 위해 하나 이상의 충전 셀(100)을 선택할 수 있다. 사용되고 있지 않은 충전 셀(100)은 전류 흐름으로부터 분리될 수 있다. 상대적으로 많은 수의 충전 셀(100)은 대응하는 수의 스위치를 요구하는 도 2에 예시되는 벌집형 패키징 구성에서 사용될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 셀(100)은 특정 셀이 전력을 공급받을 수 있게 하는 2개 이상의 스위치에 연결되는 다수의 셀을 갖는 매트릭스(908)에 논리적으로 배열될 수 있다. 예시된 토폴로지(900)에서, 2차원 매트릭스(908)가 제공되며, 여기서 차원은 X 및 Y 좌표에 의해 표현될 수 있다. 제1 세트의 스위치(906) 각각은 일 열(column)의 셀 내의 각각의 셀의 제1 단자를 무선 충전 동안 코일을 활성화하기 위해 전류를 제공하는 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(902)에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 제2 세트의 스위치(904) 각각은 일 행(row)의 셀 내의 각각의 셀의 제2 단자를 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(902)에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 셀은 셀의 양 단자가 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(902)에 결합될 때 활성화된다.
매트릭스(908)의 사용은 튜닝된 LC 회로의 네트워크를 동작시키기 위해 요구되는 스위칭 구성요소의 수를 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, N개의 개별적으로 연결된 셀은 적어도 N개의 스위치를 필요로 하는 반면, N개의 셀을 갖는 2차원 매트릭스(908)는
Figure pct00003
Figure pct00004
개의 스위치로 동작될 수 있다. 매트릭스(908)의 사용은 상당한 비용 절감을 생성하고 회로 및/또는 레이아웃 복잡도를 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 9-셀 구현예는 6개의 스위치를 사용하는 3x3 매트릭스(908)로 구현되어, 3개의 스위치를 절약할 수 있다. 다른 예에서, 16-셀 구성예는 8개의 스위치를 사용하는 4x4 매트릭스(908)로 구현되어, 8개의 스위치를 절약할 수 있다.
동작 동안, 적어도 2개의 스위치는 하나의 코일을 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(902)에 능동적으로 결합시키기 위해 폐쇄된다. 다수의 스위치는 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(902)에 대한 다수의 코일의 연결을 용이하게 하기 위해 한 번에 폐쇄될 수 있다. 다수의 스위치는, 예를 들어, 전력을 수신 디바이스에 전달할 때 다수의 송신 코일을 구동시키는 동작 모드를 가능하게 하기 위해 폐쇄될 수 있다.
도 10은 각각의 코일 또는 충전 셀이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 드라이버 회로(1002)에 의해 개별적으로 및/또는 직접적으로 구동되는 제2 토폴로지(1000)를 예시한다. 드라이버 회로(1002)는 수신 디바이스를 충전하기 위해 코일(1004)의 그룹으로부터 하나 이상의 코일 또는 충전 셀(100)을 선택하도록 구성될 수 있다. 충전 셀(100)과 관련하여 본원에 개시되는 개념은 개별 코일 또는 코일 스택의 선택적 활성화에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 사용되고 있지 않은 충전 셀(100)은 어떠한 전류도 수신하지 않는다. 상대적으로 많은 수의 충전 셀(100)이 사용될 수 있고 스위칭 매트릭스는 개별 코일 또는 코일 그룹을 구동시키기 위해 이용될 수 있다. 일 예에서, 제1 스위칭 매트릭스는 충전 이벤트 동안 사용될 충전 셀 또는 코일 그룹을 정의하는 연결을 구성할 수 있고 제2 스위칭 매트릭스(예를 들어, 도 9 참조)는 충전 셀 및/또는 선택된 코일 그룹을 활성화하기 위해 사용될 수 있다.
다중-코일 무선 충전기로부터의 디바이스 제거 검출
이제 도 11을 참조하면, 본 개시의 특정 양태에 따라 제공되는 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전이 진행되는 동안 수신 디바이스(1106)의 제거를 신뢰가능하게 검출하도록 구성될 수 있다. 수신 디바이스의 임의의 및/또는 예상 외 제거는 접근 디바이스(1108)에 대한 검출 효율의 잠재적인 손실에 더하여, 다른 수신 디바이스(1108)에 손상을 야기할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 다수의 송신 코일(11041-1104n)을 포함하는 충전 표면(1102)을 제공한다. 예시된 예에서, 수신 디바이스(1106)는 n번째의 송신 코일(송신 코일(1104n))로부터 충전 플럭스를 수신하는 동안 제거된다.
일부 경우에서, 충전 표면(1102)은 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 충전 전류를 송신 코일(1104n)에 계속 제공한다. 접근 디바이스(1108)는 충전 전류가 흐르고 있는 동안 충전 표면(1102) 상에 배치될 수 있다. 충전 전류는 전형적으로 수신 디바이스(1106)의 능력에 기초하여 구성되며, 이는 접근 디바이스(1108)의 능력과 다를 수 있다. 접근 디바이스(1108)에 대한 손상은 접근 디바이스(1108)가 원래 수신 디바이스(1106)에 대해 의도되는 유도 전류의 레벨을 처리하도록 설계되지 않은 경우 발생할 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 충전 표면(1102)으로부터 수신 디바이스(1106)의 제거를 신속하고 신뢰가능하게 검출할 수 있게 한다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)의 제거를 검출 시 능동 송신 코일(1104n)에 대한 충전 전류의 흐름을 중단할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)의 제거 및 충전 전류의 중단을 검출 시 접근 디바이스(1108)를 포함하는 객체를 검출하는 충전 표면(1102)를 구성할 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 수신 디바이스(1106)의 제거는 충전 회로, 또는 송신 코일(11041-1104n) 중 하나 이상의 특정 특성을 모니터링함으로써 검출될 수 있다. 특정 예에서, 수신 디바이스(1106)의 제거는 송신 코일(1104n)과 수신 디바이스(1106) 내의 수신 코일 사이의 전자기 커플링의 변화에 기여될 수 있는 측정된 전기량의 변화에 기초하여 검출될 수 있다.
일 예에서, 동적 추론 커플링 추정(Dynamic Inferred Coupling Estimation; DICE)은 실시간으로 커플링의 품질을 검출하기 위해 사용될 수 있다. DICE는 송신 코일 및 직렬 공진 커패시터를 포함하는 회로에서 실제 전력(real power) 대 무효 전력(reactive power)의 비율의 평가를 포함할 수 있다. 송신기의 인덕터-커패시터(LC) 회로에 저장되는 무료 전력의 양은 커플링 계수에 의해 실질적으로 영향을 받는다. 커플링 계수는 무선 송신기의 LC 회로에서 상호 인덕턴스 대 누설 인덕턴스의 비율을 정의한다. 예를 들어, 무선 송신기의 LC 회로 내의 누설 인덕턴스는 다음과 같이 표현될 수 있으며:
Figure pct00005
(식 3)
여기서
Figure pct00006
는 송신기 코일의 자체-인덕턴스를 나타내고,
Figure pct00007
는 커플링 계수를 나타낸다. 감소하는 커플링은 커플링 계수를 감소시키고 설 인덕턴스를 증가시켜, 더 많은 무효 에너지가 송신기의 누설 인덕턴스에 저장되는 것을 야기한다. 누설 인덕턴스에 저장되는 에너지는 전력 전달에 기여하지 않고, 에너지가 누설 인덕턴스에 축적됨에 따라, LC 노드의 전압은 증가한다.
하나 이상의 송신 코일(11041-1104n)과 수신 디바이스(1106) 사이의 커플링의 특정 양태는 LC 노드에서 측정되는 전압에 의해 특징지어질 수 있다. LC 노드에서 취해지는 전압 측정값은 다른 이유를 위해 이용가능할 수 있다. 일부 경우에서, LC 노드의 전압은 파워 일렉트로닉스(power electronics) 및 공진 커패시터를 검출하기 위해 사용되는 과전압 표시기(overvoltage indicator)로서 모니터링될 수 있다. 일 예에서, 측정 회로는 임계 레벨을 초과하는 전압을 검출하도록 구성되는 전압 비교기를 포함한다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 측정 회로가 부가될 수 있거나, 기존 측정 회로가 커플링의 품질로 직접적으로 가변되는 LC 노드의 전압을 정량화하거나 비교하기 위해 사용될 수 있다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 모니터링될 수 있는 디바이스 제거 이벤트의 특정 양태의 그래픽 표현(1200)이다. 2개의 곡선(1202, 1204)은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에서 측정가능한 전기량의 상태를 나타낸다.
제1 곡선(1202)은 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 흐르는 전류의 크기를 나타낸다. 수신 디바이스(1106)는 초기에 충전 표면(1102)에 근접하여 배치되고 무선으로 전력을 수신하고 있다. 그 다음, 수신 디바이스(1106)는, 수신 디바이스(1106)가 제2 시점(1208)(t2)에서 능동 송신 코일(11041-1104n)로부터 전력을 수신하지 않거나 무의미한 전력 레벨을 수신할 때까지, 제1 시점(1206)(t1)에서 시작하여, 충전 표면(1102)으로부터 멀어지기 시작한다. 도 12에 예시된 바와 같이, 충전 전류는 수신 디바이스(1106)가 제거될 때 강하할 것으로 예상될 수 있다. 제1 곡선(1202)은 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 충전 전류의 초기 레벨과 충전 전류 또는 대기 전류의 레벨 사이의 단차(step)를 포함한다. 충전 전류의 급격한 강하(drop-off)는 송신기와 수신기 사이의 거리가 증가하고 있을 때 전자기 커플링과 연관되는 역제곱 관계를 고려해 볼 때 심지어 수신 디바이스(1106)가 적당한 속도로 제거될 때에도 관찰될 수 있다.
제2 곡선(1204)은 무선으로 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 사용되는 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)을 포함하는 공진 회로의 LC 노드에서 측정되는 탱크 전압의 크기를 나타낸다. 초기에 충전 표면(1102)에 근접하여 배치되고 무선으로 전력을 수신하고 있는 수신 디바이스(1106)는, 제1 시점(1206)(t1)에서 시작하여, 충전 표면(1102)으로부터 멀어지기 시작하고, 수신 디바이스(1106)가 제2 시점(1208)(t2)에서 능동 송신 코일(11041-1104n)로부터 전력을 수신하지 않거나 무의미한 전력을 수신하고 있을 때까지 계속해서 멀어진다. 도 12에 예시된 바와 같이, 탱크 전압은 수신 디바이스(1106)가 제거되는 것으로부터 기인하는 공진 회로의 임피던스로 증가할 것으로 예상될 수 있다. 제2 곡선(1204)은 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 탱크 전압의 초기 레벨과 탱크 전압의 레벨 사이에 단차를 포함한다. 임피던스 및 탱크 전압의 급격한 증가는 송신기와 수신기 사이의 거리가 증가하고 있을 때 전자기 커플링과 연관되는 역제곱 관계를 고려해 볼 때 심지어 수신 디바이스(1106)가 적당한 속도(moderate rate)로 제거될 때에도 관찰될 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따라, 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n) 및/또는 탱크 전압에 제공되는 충전 전류는 전력 전달 동안 모니터링될 수 있다. 충전 전류는 전류 또는 전압의 단차가 임계 차이 값을 초과할 때 또는 전류의 변화율(di/dt) 또는 전압의 변화율(dv/dt)이 임계 변화율을 초과할 때 중단될 수 있다. 임계 차이 값 및/또는 임계 변화율은, 시스템 초기화 동안 및/또는 제조 또는 조립 동안, 애플리케이션에 의해 사전 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 임계 차이 값 및/또는 임계 변화율은 충전 전류의 크기를 충전하는, 무선용으로 사용될 다수의 송신 코일(11041-1104n)을 식별하는 충전 구성, 및/또는 수신 디바이스(1106)의 구조 또는 내부 구성에 기초하여 동적으로 구성될 수 있다.
일부 경우에서, 충전 전류 또는 탱크 전압의 가변성은 수신 디바이스(1106)가 제거되지 않고 있을 때 관찰될 수 있다. 예를 들어, 충전 전류 또는 탱크 전압은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)의 모션에 의해 야기되는 물리적 불안정성인 수신 디바이스(1106) 또는 충전 표면(1102)의 진동 또는 미끄러짐(slippage)으로 인해, 또는 전원 출력의 온도 또는 드리프트의 변화로 인해 가변될 수 있다. 특정 구현예는 충전 전류 또는 탱크 전압의 그러한 가변성을 수용하기 위해 저역 통과 필터링을 이용할 수 있다.
도 13은 수신 디바이스(1106)의 이동에 기인하지 않는 충전 전류 또는 탱크 전압의 가변성을 수용하기 위해 저역 통과 필터링을 이용하는 필터링된 임계 검출 회로(1300)를 예시한다. 도 13은 필터링된 임계 검출 회로(1300)의 동작과 관련된 특정 양태를 예시하는 그래프(1320)를 포함한다. 예시된 예에서, 필터링된 임계 검출 회로(1300)는 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 사용되는 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 흐르는 충전 전류를 나타내는 입력 신호(1310)를 수신한다. 입력 신호(1310)는 입력 신호(1310)의 단차 변화를 지연시킬 수 있고/있거나, 입력 신호(1310)의 변화율을 늦추는 저역 통과 필터(1302)에 제공된다. 비교 회로(304)는 저역 통과 필터(1302)의 출력(1312)과 비교 회로(304)의 출력(1316)의 이전 상태에 기초하는 스케일링 팩터(1308) 또는 오프셋를 사용하여 입력 신호(1310)으로부터 생성되는 임계 신호(1314)를 비교한다. 임계 신호(1314)는 필터링된 임계 검출 회로(1300)에 히스테리시스(hysteresis)를 제공하기 위해 피드백 회로(1306)에 의해 생성될 수 있다. 임계 신호(1314)는 비교 회로(304)가 수신 디바이스(1106)의 제거를 신뢰가능하게 나타낼 수 있게 하는 기준점(1330)을 제공한다. 저역 통과 필터(1302)는 전류(1332)의 정상적인 작은 변화가 디바이스 제거 표시를 야기하지 않도록 구성되는 필터 상수로 구성될 수 있다.
제1 곡선(1322)은 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 흐르는 전류의 크기를 나타낸다. 수신 디바이스(1106)는 초기에 충전 표면(1102)에 근접하여 배치되고 무선으로 전력을 수신하고 있다. 제2 곡선(1324)은 충전 전류의 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트를 나타내는 때를 결정하기 위해 사용되는 임계 값을 나타낸다. 수신 디바이스(1106)는, 수신 디바이스(1106)가 제2 시점(1328)(t2)에서 능동 송신 코일(11041-1104n)로부터 전력을 수신하지 않거나 무의미한 전력을 수신할 때까지, 제1 시점(1326)(t1)에서 시작하여, 충전 표면(1102)으로부터 멀어지기 시작한다.
충전 전류는 수신 디바이스(1106)가 제거될 때 강하하여 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 충전 전류의 초기 레벨과 충전 전류 또는 대기 전류의 레벨 사이에 단차를 야기한다. 임계 신호(1314)는 충전 전류의 큰 단차 변화(또는 탱크 전압의 큰 증가)가 임계 값을 교차하기에 충분하다는 것을 보장할 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 슬롯-기반 기술 수신 디바이스(1106)의 제거의 검출을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 일 예에서, 타임-슬롯은 충전 전류가 하나 이상의 센서의 하나 이상의 측정 및/또는 심문(interrogation)을 가능하게 하기 위해 짧은 기간 중단되는 동안에 제공된다.
도 14는 측정 슬롯(1424) 동안 수신 디바이스(1106)의 제거의 검출을 예시하는 Q-팩터 비교 회로(1400) 및 대응하는 타이밍 다이어그램(1420)을 예시한다. 타이밍 다이어그램(1420)은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)의 충전 표면(1102)이 수신 디바이스(1106)를 충전하도록 구성될 때 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 흐르는 충전 전류의 크기를 나타내는 곡선(1422)을 포함한다. 측정 슬롯(1424)은 주기적으로 또는 충전 전류 또는 탱크 전압의 크기의 단차 변화의 검출에 응답하여 제공될 수 있다. 슬롯 Q-팩터 테스트는 측정 슬롯(1424) 동안 수행될 수 있다. 측정 슬롯(1424)은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 충전 전류를 중단 또는 종료시킬 때 제공될 수 있다. 일 예에서, 측정 슬롯(1424)은 최대 100 마이크로초(㎲)의 지속기간을 갖는다. 공진 회로에 저장되는 에너지는 공진 회로의 Q-팩터에 의해 부분적으로 결정되는 속도(rate)로 감쇠한다. 공진 회로의 Q-팩터는 충전 표면(1102)의 특정 능동 송신 코일(11041-1104n)과 수신 디바이스(1106)의 수신 코일 사이의 전자기 커플링의 척도(measure)로서 사용될 수 있다.
슬롯 Q-팩터 테스트는, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 능동 송신 코일(11041-1104n)을 포함하는 공진 회로에 전력을 공급하는 것을 중단할 때, 제1 시점(1426)(t1)에서 시작할 수 있다. 공진 회로의 전류의 크기는 공진 회로의 Q-팩터에 의해 결정되는 속도로 감쇠한다(1428). 일 예에서, Q-팩터(1402)는 계산되고 비교기(1406)를 사용하여 기준 Q-팩터(1404)에 비교될 수 있다. 기준 Q-팩터(1404)는 어떠한 수신 디바이스도 능동 송신 코일(11041-1104n)에 전자기적으로 결합되지 않을 때 계산된 Q-팩터에 대응할 수 있다.
일부 구현예에서, 필터링된 임계 검출 회로(1300)는 계산된 Q-팩터와 임계 Q-팩터를 비교하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 측정 슬롯(1424)은 슬롯 Q-팩터 테스트가 디바이스 제거 이벤트 뿐만 아니라 외부 객체의 존재를 검출하도록 사용될 수 있게 하기 위해 주기적으로 제공된다.
본 개시의 다른 양태는 룩업 테이블에 유지되는 임계 값 및 다른 파라미터를 사용하여 수신 디바이스(1106)의 제거를 검출하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 룩업 테이블은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)의 충전 전류, 탱크 전압, Q-팩터 및 다른 특성의 측정된 값을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 룩업 테이블은 상이한 충전 구성에 대한 임계 값 및 다른 파라미터를 유지할 수 있다. 각각의 충전 구성은 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 사용될 한 세트의 송신 코일(11041-1104n) 및 송신 코일(11041-1104n) 사이의 전류 분포를 정의할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 충전 구성은 전자기 플럭스가 특정 위치에 집중되거나 송신 코일(11041-1104n)에 의해 걸친 영역 내에 지향될 때 상이한 송신 코일(11041-1104n)에 제공되는 전류에 대한 위상 오프셋을 정의할 수 있다. 하나 이상의 충전 구성은 수신 디바이스(1106)의 능력, 위치, 방향, 충전 상태, 및/또는 다른 특성과 일치하도록 제공될 수 있다. 룩업 테이블의 사용은 수신 디바이스(1106)가 제거된 때를 결정하기 위해 사용되는 검출 회로 및 프로세스의 효율을 개선할 수 있다.
도 15는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 모니터링될 수 있는 디바이스 제거 이벤트를 검출하기 위한 룩업 테이블의 사용을 예시하는 그래프(1500, 1520)를 포함한다. 일 예에서, 룩업 테이블(LUT)은 충전 구성에 대해 공지된 대기 또는 "빈(empty)" 전력 및/또는 공지된 전류 드로우(current draw)를 식별하는 정보를 유지할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 단차 이벤트가 검출된 후 측정된 전력, 전압 및/또는 전류와 룩업 테이블에 유지되는 대기 전력, 전압 및/또는 전류 드로우에 대한 임계 값 또는 다른 대응하는 값을 비교할 수 있다. 비교는 단차 이벤트가 부하 변동 또는 디바이스 제거에 대응하는지 여부를 나타낼 수 있다. 부하 변동은 수신 디바이스가 그 부하를 덤프할 때 발생할 수 있다. 룩업 테이블은 하나 이상의 송신 코일(11041-1104n)을 포함하는 공진 회로의 공진 주파수 또는 Q-팩터에 영향을 미칠 수 있는 수신 코일 또는 다른 객체에 전자기적으로 결합되지 않는 하나 이상의 송신 코일(11041-1104n)에 대해 측정되는 대기 전력, 전압 및/또는 전류에 대한 값을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 룩업 테이블은 상이한 충전 구성에 대해 측정되는 값으로 채워질 수 있다. 일부 구현예에서, 룩업 테이블은 시스템 구성 또는 교정 절차 동안 채워질 수 있다.
제1 그래프(1500)는 룩업 테이블에서 식별되는 임계값(1506, 1508)이 수신 디바이스(1106)가 제거되었다는 것을 신뢰가능하게 나타낼 수 있는 예를 예시한다. 제2 그래프(1520)는 룩업 테이블에서 유지되는 임계값(1526, 1528)이 부하 변동이 발생하였다는 것을 신뢰가능하게 나타낼 수 있는 예를 예시한다. 제1 곡선(1502, 1522)은 수신 디바이스(1106)를 충전하기 위해 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 흐르는 전류의 크기를 나타낸다. 수신 디바이스(1106)는 초기에 충전 표면(1102)에 근접하여 배치되고 무선으로 전력을 수신하고 있다. 그 다음, 수신 디바이스(1106)는, 수신 디바이스(1106)가 충전 전류의 강하에 대응하는 감소된 전력을 수신하고 있을 때까지, 제1 시점(1512, 1532)(t1)에서 시작하여, 충전 표면(1102)으로부터 멀어지기 시작한다. 제1 곡선(1502, 1522) 각각은 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 충전 전류의 초기 레벨과 충전 전류의 레벨 사이에 단차(1510, 1530)를 포함한다.
본 개시의 일 양태에서, 단차(1510, 1530) 후 측정되는 충전 전류의 크기는 룩업 테이블로부터 획득되는 전류 임계값(1508, 1528)(또는 기준 대기 전류 레벨)에 비교된다. 일 예에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 단차(1510, 1530) 후 충전 전류 레벨과 기준 대기 전류 레벨 또는 전류 임계값(1508, 1528) 사이의 차이에 기초하여 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 제1 그래프(1500)에 의해 예시되는 예에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류 레벨이 기준 대기 전류 레벨을 포함하는 구성된 범위 내에 있거나 기준 대기 전류 레벨을 사용하여 계산되는 전류 임계값(1508, 1528) 미만일 때 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 제2 그래프(1520)에 의해 예시되는 예에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류 레벨이 부하 변동 이벤트가 발생하였다는 것을 나타내는 양만큼 전류 임계값(1508, 1528)보다 더 클 때 충전 전류를 계속 제공할 수 있다.
그래프(1500, 1520)의 제2 곡선(1504, 1524)은 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)을 포함하는 공진 회로에 걸쳐 측정되는 탱크 전압의 크기를 나타낸다. 수신 디바이스(1106)는 초기에 충전 표면(1102)에 근접하여 배치되고 무선으로 전력을 수신하고 있다. 그 다음, 수신 디바이스(1106)는, 수신 디바이스(1106)가 탱크 전압의 증가에 대응하는 감소된 전력을 수신하고 있을 때까지, 제1 시점(1512, 1532)(t1)에서 시작하여, 충전 표면(1102)으로부터 멀어지기 시작한다. 제2 곡선(1504, 1524) 각각은 수신 디바이스(1106)가 제거된 후 탱크 전압의 초기 레벨과 탱크 전압의 레벨 사이에 단차(1510, 1530)를 포함한다.
본 개시의 일 양태에서, 단차(1510, 1530) 후 측정되는 탱크 전압의 크기는 룩업 테이블로부터 획득되는 기준 대기 탱크 전압 또는 전압 임계값(1506, 1526)에 비교된다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 단차(1510, 1530) 후 탱크 전압 레벨과 기준 대기 탱크 전압 또는 전압 임계값(1506, 1526) 사이의 차이에 기초하여 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 제1 그래프(1500)에 의해 예시되는 예에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 탱크 전압 레벨이 대기 탱크 전압을 포함하는 구성된 범위 내에 있거나 전압 임계값(1506, 1526)보다 더 클 때 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 제2 그래프(1520)에 의해 예시되는 예에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 탱크 전압이 부하 변동 이벤트가 발생하였다는 것을 나타내는 전압 임계값(1506, 1526) 미만일 때 충전 전류를 계속 제공할 수 있다.
도 16은 도 15에 예시되는 예에 기초한 절차의 예를 예시하는 흐름도(1600)이다. 절차는 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에서 수행될 수 있다. 블록(1602)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성에 따라 충전 전류를 수신 디바이스(1106)에 제공하는 것을 시작할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 블록(1604)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 측정된 값에서 단차 변화를 검출할 때까지 충전을 계속할 수 있다. 일 예에서, 측정된 값은 충전 전류의 크기를 나타낼 수 있다. 다른 예에서, 측정된 값은 탱크 전압을 나타낼 수 있다. 블록(1606)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 단차 후 값을 측정할 수 있다. 블록(1608)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정된 값을 룩업 테이블에 저장되는 임계값에 비교할 수 있다. 임계값은 유휴 또는 대기 값으로부터 계산될 수 있다. 측정된 값과 임계값 사이의 관계는 측정된 값의 단차 변화가 수신 디바이스(1106)의 제거의 결과인지 여부를 나타낼 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1610)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것이라고 판단할 때, 그 다음, 블록(1612)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1610)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것이 아니라고 판단하면, 그 다음, 프로세스는 블록(1604)에서 계속될 수 있다.
도 17은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 디바이스 제거 이벤트를 검출하기 위한 룩업 테이블에 유지되는 측정된 대기 전력 드로우 또는 사전 구성된, 또는 사전 가정된 유휴 전달 전력 드로우 값의 사용을 예시하는 그래프(1700)이다. 일 양태에서, 전력 전달의 측정값은 핑 절차와 연관될 수 있는 초기 구성 간격 기간(1702) 동안 획득된다. 곡선(1710)은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)으로부터 수신 디바이스(1106)로의 전력 또는 전류 전달을 나타낸다. 일 예에서, 최소 또는 대기 전력 전달 상태를 특징짓는 측정된 전력 전달 값은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에 대한 공지된 동작 포인트를 설정하기 위해 사용될 수 있다. 공지된 동작 포인트는 디바이스 제거를 검출하기 위한 임계값을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 후자의 임계값은 본원에서 측정된 임계값(1716)으로서 지칭될 수 있다. 다른 양태에서, 디바이스 제거를 검출하기 위한 임계값은 룩업 테이블로부터 획득될 수 있다. 후자의 임계값은 본원에서 LUT 임계값(1718)으로서 지칭될 수 있다. LUT 임계값(1718)은 시스템 초기화, 조립 동안 또는 교정 절차 동안 계산되거나 측정될 수 있다. 일 예에서, LUT 임계값(1718)은 어떠한 충전가능한 디바이스 또는 다른 객체도 충전 표면(1102) 상에 또는 그 근처에 위치되지 않을 때 계산되거나 측정될 수 있다.
곡선(1710)은 전력이 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)으로부터 수신 디바이스(1106)로 전달될 수 있게 하는 충전 전류에 대응할 수 있다. 수신 디바이스(1106)의 초기 검출 및/또는 구성 후, 최소 전력 전달 레벨(1712)은 측정된 임계값(1716)을 설정하기 위해 결정되고/되거나 사용될 수 있다. 전력 전달 기간(1704)이 뒤따른다. 전력 전달 기간(1704)은 이벤트(1706)가 검출될 때까지 계속되며, 여기서 전력 전달의 레벨은 단차 강하(step drop)를 나타낸다. 예시된 예에서, 전력 전달의 레벨은 디바이스 제거를 결정하기 위해 사용되는 임계값 위 또는 아래일 수 있는 하위 레벨(lower level)(1714)로 강하한다. 임계값은 측정된 임계값(1716) 또는 LUT 임계값(1718)으로부터 선택될 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 디바이스 제거가 발생하였다는 것을 설정하거나 확인하기 위해 측정 슬롯(1708)을 개시할 수 있다. 측정 슬롯(1708) 동안, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 대기 전력 드로우를 측정하고 이를 선택된 임계값에 비교할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)가 제거되었다고 결정한 후 충전 전류를 중단할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)가 제거되지 않았다고 결정한 후 하위 레벨(1714)에서 전력 전달을 계속할 수 있다.
도 18은 측정된 대기 전력 드로우에 기초한 디바이스 제거 검출을 위한 절차의 제1 예를 예시하는 흐름도(1800)이다. 절차는 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에서 수행될 수 있다. 블록(1802)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 표면(1102) 상에 배치된 또는 이에 근접한 수신 디바이스(1106)의 존재를 검출할 수 있다. 초기 구성 간격 기간(1702) 동안, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성을 생성하기 위해 수신 디바이스(1106)와 심문 및/또는 협상할 수 있다. 블록(1804)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 대기 전류를 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 제공할 수 있고 대기 전력 드로우를 측정할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정된 임계값(1716)을 설정하기 위해 측정된 대기 전력 드로우를 사용할 수 있다. 일 예에서, 측정된 임계값(1716)은 비-휘발성 메모리 예컨대 랜덤-액세스 메모리(RAM) 또는 레지스터-기반 메모리에 저장될 수 있다.
전력 전달 기간(1704)이 시작되며, 그 동안 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성에 따라 수신 디바이스(1106)에 대한 전력 전달을 가능하게 하기 위해 충전 전류를 능동 송신 코일(11041-1104n)에 제공할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은, 블록(1806)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 측정된 전력 드로우에서 단차 변화를 검출할 때까지 충전을 계속할 수 있다. 일 예에서, 측정된 전력 드로우는 충전 전류의 크기에 의해 표현될 수 있다. 다른 예에서, 측정된 전력 드로우는 탱크 전압에 의해 표현될 수 있다. 블록(1808)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류가 대기 레벨로 감소되는 동안 측정 슬롯(1708)을 제공할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정 슬롯(1708) 동안 대기 전력 드로우를 측정할 수 있다. 블록(1810)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정된 대기 전력 드로우를 측정된 임계값(1716)에 비교할 수 있다. 측정된 대기 전력 드로우와 측정된 임계값(1716) 사이의 관계는 전력 드로우의 단차 변화가 수신 디바이스(1106)의 제거의 결과인지 여부를 나타낼 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1812)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것으로 판단할 때, 그 다음, 블록(1814)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1812)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련되지 않은 것으로 판단하면, 그 다음, 프로세스는 블록(1804)에서 계속될 수 있다.
도 19는 측정된 대기 전력 드로우에 기초한 디바이스 제거 검출을 위한 절차의 제2 예를 예시하는 흐름도(1900)이다. 절차는 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에서 수행될 수 있다. 블록(1902)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 표면(1102) 상에 배치된 또는 이에 근접한 수신 디바이스(1106)의 존재를 검출할 수 있다. 초기 구성 간격 기간(1702) 동안, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성을 생성하기 위해 수신 디바이스(1106)와 심문 및/또는 협상할 수 있다.
전력 전달 기간(1704)이 시작되며, 그 동안 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성에 따라 수신 디바이스(1106)에 전력을 무선으로 전달하도록 구성되는 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 충전 전류를 제공할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은, 블록(1904)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 측정된 전력 드로우에서 단차 변화를 검출할 때까지 충전을 계속할 수 있다. 일 예에서, 측정된 전력 드로우는 충전 전류의 크기에 의해 표현될 수 있다. 다른 예에서, 측정된 전력 드로우는 탱크 전압에 의해 표현될 수 있다. 블록(1906)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류가 대기 레벨로 감소되는 동안 측정 슬롯(1708)을 제공할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정 슬롯(1708) 동안 대기 전력 드로우를 측정할 수 있다. 블록(1908)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정된 대기 전력 드로우를 LUT 임계값(1718)에 비교할 수 있다. LUT 임계값(1718)은 대기(빈-코일) 전력 드로우에 기초하여 사전 측정되거나 사전 계산될 수 있다. 사전 측정된 또는 사전 계산된 전력 드로우는 비-휘발성 메모리, 예컨대 플래시 메모리에 저장되는 룩업 테이블에 유지될 수 있다. 측정된 대기 전력 드로우 대 LUT 임계값(1718) 사이의 관계는 전력 드로우의 단차 변화가 수신 디바이스(1106)의 제거의 결과인지 여부를 나타낼 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1910)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것이라고 판단할 때, 그 다음, 블록(1912)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(1910)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것이 아니라고 판단하면, 그 다음, 프로세스는 블록(1904)에서 계속될 수 있다.
도 20은 수신 디바이스(1106)가 충전 표면(1102) 상에 또는 근처에 남아 있는지 여부를 판단할 수 있는 핑 절차를 수행하는 측정 슬롯의 사용을 예시하는 그래프(2000)이다. 핑 절차는 능동 핑 및/또는 수동 핑을 포함할 수 있다. 핑 절차는 아날로그 및/또는 디지털 핑을 포함할 수 있다. 초기 구성 간격 기간(2002)은 디바이스 또는 객체가 충전 표면(1102) 상에서 또는 근처에서 검출된 후 제공될 수 있다. 핑 절차는 검출된 객체가 충전가능한 객체인지 여부를 판단하고 충전가능한 객체에 적합한 충전 구성을 결정하기 위해 초기 구성 간격 기간(2002) 내에서 수행될 수 있다.
곡선(2010)은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)으로부터 수신 디바이스(1106)로의 전력 전달을 나타낸다. 전력 전달 기간(2004) 동안, 이벤트(2006)가 검출될 수 있으며, 여기서 전력 전달의 레벨은 단차 강하(step drop)를 나타낸다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 디바이스 제거 이벤트를 설정하거나 확인하기 위해 측정 슬롯(2008)을 개시할 수 있다. 측정 슬롯(2008) 동안, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)가 제거되었는지 여부를 판단하기 위해 핑 절차가 사용되도록 허용하기 위해 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)가 제거되었다고 결정한 후 충전 전류를 중단할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 수신 디바이스(1106)가 제거되지 않았다고 결정한 후 하위 레벨(2012)에서 전력 전달을 계속할 수 있다.
도 21은 측정 슬롯 동안 수행되는 핑 절차에 기초한 디바이스 제거 검출을 위한 방법의 예를 예시하는 흐름도(2100)이다. 방법은 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)에서 수행될 수 있다. 블록(2102)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 표면(1102) 상에 또는 근처에 배치된 수신 디바이스(1106)의 존재를 검출할 수 있다. 초기 구성 간격 기간(2002) 동안, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성을 생성하기 위해 수신 디바이스(1106)와 심문 및/또는 협상할 수 있다.
전력 전달 기간(2004)이 시작되며, 그 동안 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 구성에 따라 수신 디바이스(1106)에 전력을 무선으로 전달하도록 구성되는 하나 이상의 능동 송신 코일(11041-1104n)에 충전 전류를 제공할 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은, 블록(2104)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 측정된 전력 드로우, 전류 또는 탱크 전압에서 단차 변화를 검출할 때까지 충전을 계속할 수 있다. 블록(2106)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 측정 슬롯(2008)을 제공할 수 있으며 그 동안 하나 이상의 핑 절차는 단차 변화가 수신 디바이스(1106)의 제거의 결과인지 여부를 결정하기 위해 수행될 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(2108)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련된 것으로 판단할 때, 그 다음, 블록(2110)에서, 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)은 충전 전류를 종료시킬 수 있다. 다중-코일 무선 충전 시스템(1100)이 블록(2108)에서 단차 변화가 디바이스 제거 이벤트와 관련되지 않은 것으로 판단하면, 그 다음, 프로세스는 블록(2104)에서 계속될 수 있다.
센서를 사용한 디바이스 검출
본 개시의 특정 양태에 따르면, 수신 디바이스의 존재, 위치 및/또는 방향은 예를 들어, 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스, 터치, 압력, 온도, 부하, 변형, 및/또는 다른 적절한 타입의 감지에서의 차이 또는 변화를 감지하는 것을 포함하는 위치 감지 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 위치 감지는 충전될 객체 또는 디바이스의 존재 또는 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 위치 감지는 또한 충전 표면으로부터의 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하기 위해 이용될 수 있다.
도 22는 충전 표면(2200)으로부터의 전력 전달 동안 수신 디바이스의 제거를 검출할 수 있는 하나 이상의 센서(2202)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(2200)의 제1 예를 예시한다. 이러한 예에서, 센서(2202)는 디바이스의 존재를 검출하도록 구성되는 용량성, 유도성, 또는 홀 효과 감지 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 감지 요소는 충전 표면(2200)에 제공되는 충전 코일(LP1-LP18)과 경계를 이룰 수 있다. 일부 구현예에서, 감지 요소는 개별 충전 코일 또는 충전 코일의 그룹과 경계를 이룰 수 있다. 특정 구현예에서, 충전 구역은 충전 표면(2200) 상에서 식별될 수 있고, 감지 요소는 각각의 충전 구역의 외부 한계를 정의하거나 모니터링할 수 있다.
센서(2202)는 또한 충전 표면(2200)으로부터 수신 디바이스의 제거를 나타내는 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서(2202)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정값에 기초하여 제거 검출 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 센서(2202)의 사용은 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩(loading)를 감소시킬 수 있다.
도 23은 디바이스 제거를 검출하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(2300)의 제2 예를 예시한다. 센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)는 충전 표면(2300) 상에 또는 근처에 배치되는 디바이스 또는 객체에 기인하는 변형, 로딩 및/또는 중량을 측정할 수 있다. 센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)는 표면 상의 2개의 포인트 사이의 변위를 정량화할 수 있는 기계적 변형으로서 변형을 측정하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 송신기 코일(23041-2304n)과 회로 보드(2302) 사이에 배치되는 센서(23121-2312n)는 송신기 코일(23041-2304n) 및 충전 표면(2300) 상에 또는 근처에 배치되는 디바이스 또는 객체의 결합된 중량에 대응하는 측정값을 제공할 수 있다. 디바이스 또는 객체의 중량은 결합된 중량으로부터 계산될 수 있거나, 결합된 중량의 변화는 디바이스 또는 객체의 배치 또는 제거를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 충전 표면(2300)의 외부 표면 상에 그리고 송신기 코일(23041-2304n) 위에 배치되는 센서(23141-2314n)는 충전 표면(2300) 상에 또는 근처에 배치되는 객체의 중량 및 형상에 의해 야기되는 외부 표면의 변형에 대응하는 측정값을 제공할 수 있다.
센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)는 충전 표면(2300)으로부터 수신 디바이스(2306)의 제거를 나타내는 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정값에 기초하여 제거 검출 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 센서(23121-2312n 및/또는 23141-2314n)의 사용은 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩을 감소시킬 수 있다.
도 24는 디바이스 제거를 검출하기 위해 사용되는 하나 이상의 센서(24121-2412n)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(2400)의 제3 예를 도시한다. 센서(24121-2412n)는 수신 디바이스(2406) 또는 다른 객체가 충전 표면(2400)으로부터 픽업되거나 달리 제거될 때 야기되는 이동 또는 진동의 작은 변화를 측정할 수 있다. 일 예에서, 센서(24121-2412n)는 송신기 코일(24041-2404n)과 회로 보드(2402) 사이에 배치된다.
일부 구현예에서, 센서(24121-2412n)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정값에 기초하여 제거 검출 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 센서(24121-2412n)의 사용은 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩을 감소시킬 수 있다.
도 25는 디바이스 제거를 검출하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(2400)의 제4 예를 예시한다. 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064)는 충전 표면(2500)의 외부 표면과 동일 평면(co-planar)에 위치되는 적외선 및/또는 초음파 송신 및 감지 디바이스를 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 송신 디바이스(25041-25044)는 적외선 또는 초음파 빔을 한 세트의 감지 디바이스(25061-25064)에 지향시킨다. 하나 이상의 빔은 수신 디바이스(2502)가 대응하는 쌍(pair)의 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064) 사이의 충전 표면(2500) 상에 배치될 때 중단될 수 있다. 수신 디바이스(2502)의 제거는 감지 디바이스(25061-25064) 중 하나 이상이 송신된 빔을 검출할 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정값에 기초하여 제거 검출 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064)의 사용은 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩을 감소시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 증가된 수의 송신 및/또는 감지 디바이스(25041-25044 및/또는 25061-25064)는 X 및 Y 좌표로 표현될 수 있는 디바이스 위치의 개선된 해상도(resolution)를 제공할 수 있다.
도 26은 디바이스 제거를 검출하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 감지 디바이스(26041-26045)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(2600)의 제5 예를 예시한다. 감지 디바이스(26041-26045)는 적외선 및/또는 초음파 결합된 송신기 및 센서를 포함할 수 있다. 감지 디바이스(26041-26045)는 충전 표면(2600)의 외부 표면과 동일 평면에 위치될 수 있다. 예시된 예에서, 감지 디바이스(26041-26045)는 적외선 또는 초음파 빔을 송신하고 빔의 반사의 특성을 감지하도록 구성된다. 하나 이상의 빔은 충전 표면(2600) 상에 배치되는 수신 디바이스(2602)에 의해 반사될 수 있다. 감지 디바이스(26041-26045)는 반사 빔의 위상 변화, 반사 각도 및 다른 특성을 검출할 수 있으며, 그것에 의해 수신 디바이스(2602)의 검출을 허용한다. 수신 디바이스(2602)의 제거는 반사 빔을 제거하거나 반사 빔의 특성을 수정한다.
일부 구현예에서, 감지 디바이스(26041-26045)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정값에 기초하여 제거 검출 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 감지 디바이스(26041-26045)는 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩을 감소시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 증가된 수의 감지 디바이스(26041-26045)는 X 및 Y 좌표로 표현될 수 있는 디바이스 위치의 개선된 해상도를 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 감지 디바이스(26041-26045)는 감지 디바이스(26041-26045)와 수신 디바이스(2602) 사이의 거리를 검출할 수 있어서, 2개의 센서가 수신 디바이스(2602)의 정확한 위치를 결정할 수 있게 한다.
처리 회로의 예
도 27은 배터리가 무선 충전될 수 있게 하는 충전 디바이스 또는 수신 디바이스에 통합될 수 있는 장치(2700)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시한다. 일부 예에서, 장치(2700)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(2702)를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 회로(2702)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 일부 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(2704)를 포함할 수 있다. 프로세서(2704)의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), SoC, ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 상태 머신, 시퀀서, 게이트형 로직, 이산 하드웨어 회로, 및 본 개시 도처에 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(2704)는 특정 기능을 수행하고, 소프트웨어 모듈(2716) 중 하나에 의해 구성, 증강 또는 제어될 수 있는 전문 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(2704)는 초기화 동안 로딩되는 소프트웨어 모듈(2716)의 조합을 통해 구성되고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(2716)을 로딩 또는 언로딩함으로써 더 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 처리 회로(2702)는 일반적으로 버스(2710)에 의해 표현되는 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(2710)는 처리 회로(2702)의 특정 적용 및 전체 설계 제약에 따라 임의의 수의 상호연결 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(2710)는 하나 이상의 프로세서(2704), 및 스토리지(2706)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크시킨다. 스토리지(2706)는 메모리 디바이스 및 대용량 스토리지 디바이스를 포함할 수 있고, 본원에 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 프로세서-판독가능 매체로서 지칭될 수 있다. 스토리지(2706)는 일시적 스토리지 매체 및/또는 비-일시적 스토리지 매체를 포함할 수 있다.
버스(2710)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변장치, 전압 조절기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크시킬 수 있다. 버스 인터페이스(2708)는 버스(2710)와 하나 이상의 송수신기(2712) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 송수신기(2712)는 장치(2700)가 표준-정의된 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 디바이스와 통신할 수 있게 하도록 제공될 수 있다. 장치(2700)의 특성(nature)에 따라, 사용자 인터페이스(2718)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 조이스틱)가 또한 제공될 수 있고, 버스(2710)에 직접적으로 또는 버스 인터페이스(2708)를 통해 통신적으로 결합될 수 있다.
프로세서(2704)는 버스(2710)를 관리하는 것에 대해 그리고 스토리지(2706)를 포함할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되는 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반적인 처리에 대해 책임이 있을 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서(2704)를 포함하는 처리 회로(2702)는 본원에 개시되는 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 스토리지(2706)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(2704)에 의해 조작되는 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있고, 소프트웨어는 본원에 개시되는 방법 중 임의의 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
처리 회로(2702) 내의 하나 이상의 프로세서(2704)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(2706) 또는 외부 컴퓨터-판독가능 매체에 컴퓨터-판독가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(2706)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(2706)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(2706)는 처리 회로(2702)에, 프로세서(2704)에, 처리 회로(2702) 외부에 상주하거나, 처리 회로(2702)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(2706)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(2706)는 소프트웨어 모듈(2716)로서 본원에 지칭될 수 있는, 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지되고/되거나 조직되는 소프트웨어를 유지할 수 있다. 소프트웨어 모듈(2716) 각각은, 처리 회로(2702) 상에 설치 또는 로딩되고 하나 이상의 프로세서(2704)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(2704)의 동작을 제어하는 런-타임(run-time) 이미지(2714)에 기여하는 명령어 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령어는 처리 회로(2702)가 본원에 설명되는 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하게 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(2716) 중 일부는 처리 회로(2702)의 초기화 동안 로딩될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(2716)은 본원에 개시되는 다양한 기능의 성능을 가능하게 하기 위해 처리 회로(2702)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(2716)은 프로세서(2704)의 논리 회로(2722) 및/또는 내부 디바이스를 구성할 수 있고, 송수신기(2712), 버스 인터페이스(2708), 사용자 인터페이스(2718), 타이머, 수학적 코프로세서(coprocessor) 등과 같은 외부 디바이스에 대한 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(2716)은 인터럽트 핸들러 및 디바이스 드라이버와 상호작용하고, 처리 회로(2702)에 의해 제공되는 다양한 자원에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 시스템을 포함할 수 있다. 자원은 메모리, 처리 타임, 송수신기(2712)에 대한 액세스, 사용자 인터페이스(2718) 등을 포함할 수 있다.
처리 회로(2702)의 하나 이상의 프로세서(2704)는 다기능일 수 있으며, 그것에 의해 소프트웨어 모듈(2716)의 일부는 동일한 기능의 상이한 인스턴스 또는 상이한 기능을 수행하도록 로딩되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(2704)는 예를 들어, 사용자 인터페이스(2718), 송수신기(2712), 및 디바이스 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 태스크를 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다수의 기능의 수행을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(2704)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 그것에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서(2704)에 의해 서비스되는 한 세트의 태스크로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크 사이에서 프로세서(2704)의 제어를 통과시키는 타임쉐어링 프로그램(2720)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(2720)에 하나 이상의 프로세서(2704)의 제어를 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(2704)를 제어할 때, 처리 회로는 제어 태스크와 연관되는 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 타임쉐어링 프로그램(2720)은 운영 시스템, 라운드-로빈 방식으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선순위화에 따라 하나 이상의 프로세서(2704)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(2704)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 장치(2700)는 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원, 복수의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는 무선 충전 디바이스를 포함하거나 이로서 동작하며, 이는 하나 이상의 프로세서(2704)에 포함될 수 있다. 복수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전달 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면 상에 배치될 때 충전 회로가 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고, 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출하고, 일정 기간 동안 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하고, 수신 디바이스가 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하도록 구성될 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 수동 핑 절차를 개시하도록 더 구성될 수 있다. 수동 핑 절차는 측정 슬롯 동안에 및 충전 전류를 종료시킨 후에 수행될 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 종료되었는지 여부를 결정하기 위해 디지털 핑 절차를 실행하도록 더 구성될 수 있다. 디지털 핑 절차는 측정 슬롯 동안에 및 충전 전류를 종료시킨 후에 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 장치(2700)는 충전 표면의 외부 표면에 근접하여 위치되는 하나 이상의 센서를 갖는다. 컨트롤러는 하나 이상의 센서로부터 측정값을 수신하고, 측정값 중 하나가 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낼 때 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨을 측정하도록 더 구성될 수 있다. 센서는 변형 측정 센서, 가속도계, 적외선 또는 초음파 감지 요소 및/또는 홀-효과 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 스토리지(2706)은 명령어 및 정보를 유지하며 여기서 명령어는 수신 디바이스가 충전 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 때 하나 이상의 프로세서(2704)가 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고, 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화가 충전 표면으로부터 수신 디바이스의 잠재적 제거를 나타낸다고 결정하고, 일정 기간 동안 충전 전류를 감소 또는 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하고, 수신 디바이스가 측정 슬롯 동안 공진 회로의 특성의 측정값에 기초하여 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하도록 구성된다. 일 예에서, 전압 또는 전류 레벨의 변화는 전압 또는 전류 레벨에서 단차 변화를 포함한다. 저역 통과 필터는 전압 또는 전류 레벨을 나타내는 신호에서 짧은-기간 또는 낮은-크기 단차 변화를 필터링하기 위해 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, 공진 회로는 충전 표면에 송신 코일을 포함한다. 공진 회로의 특성은 수신 디바이스에서 송신 코일과 수신 코일 사이의 커플링을 나타낼 수 있다. 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 송신 코일의 단자에서 측정되는 전압이 임계 전압 레벨을 초과할 때 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 임계 전압 레벨은 룩업 테이블에 의해 유지될 수 있다. 일부 경우에서, 임계 전압 레벨은 송신 코일이 전자기적으로 분리될 때 결정될 수 있다. 일부 경우에서, 임계 전압 레벨은 수신 디바이스가 충전 표면 상에 처음 배치될 때 결정될 수 있다.
특정 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 공진 회로에서 측정되는 전류가 임계 전류 레벨 미만인 크기를 가질 때 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 임계 전류 레벨은 룩업 테이블에 의해 유지된다. 일 예에서, 임계 전류 레벨은 어떠한 객체도 공진 회로 내의 코일과 전자기적으로 결합되지 않을 때 결정될 수 있다. 다른 예에서, 임계 전류 레벨은 수신 디바이스가 충전 표면 상에 처음 배치될 때 결정될 수 있다.
일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 수신 디바이스가 공진 회로에 저장되는 에너지의 감쇠율에 기초하여 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 수동 핑 절차를 사용하게 하도록 구성될 수 있다. 수동 핑 절차는 측정 슬롯 동안 그리고 충전 전류를 종료시킨 후 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 디지털 핑 절차를 사용하게 하도록 구성될 수 있다. 디지털 핑 절차는 측정 슬롯 동안 그리고 충전 전류를 종료시킨 후에 수행될 수 있다.
특정 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 충전 표면의 하나 이상의 센서로부터의 측정값을 모니터링하고/하거나 수신하게 하도록 구성될 수 있다. 명령어는 하나 이상의 프로세서(2704)가 측정값 중 하나가 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낸 후 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨을 측정하게 하도록 구성될 수 있다. 센서는 변형 측정 센서, 가속도계, 적외선 또는 초음파 감지 요소 및/또는 홀-효과 디바이스를 포함할 수 있다.
도 28은 본 개시의 특정 양태에 따라 충전 표면을 동작시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도(2800)이다. 방법은 충전 표면의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(2802)에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면 상에 배치될 때 충전 전류를 공진 회로에 제공할 수 있다. 블록(2804)에서, 컨트롤러는 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출할 수 있다. 블록(2806)에서, 컨트롤러는 일정 기간 동안 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공할 수 있다. 블록(2808)에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정한다. 블록(2810), 컨트롤러가 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었다고 판단하면, 그 다음, 블록(2812)에서, 컨트롤러는 수신 디바이스와 연관되는 충전 전류 및 충전 사이클을 종료시킬 수 있다. 블록(2810)에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되지 않았다고 판단하면, 그 다음, 방법은 블록(2804)에서 계속되거나 재개될 수 있다.
특정 구현예에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 수동 핑 절차를 개시할 수 있다. 수동 핑 절차는 측정 슬롯 동안에 및 충전 전류를 종료시킨 후에 수행될 수 있다.
특정 구현예에서, 컨트롤러는 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 디지털 핑 절차를 실행할 수 있다. 디지털 핑 절차는 측정 슬롯 동안에 및 충전 전류를 종료시킨 후에 수행될 수 있다.
특정 구현예에서, 컨트롤러는 충전 표면의 하나 이상의 센서로부터 측정값을 수신할 수 있고, 측정값 중 하나가 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낸 후 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨을 측정할 수 있다. 센서는 변형 측정 센서, 가속도계, 적외선 또는 초음파 감지 요소 및/또는 홀-효과 디바이스를 포함할 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. 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법에 있어서,
    수신 디바이스가 상기 충전 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 때 충전 전류를 공진 회로에 제공하는 단계;
    상기 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출하는 단계;
    일정 기간 동안 상기 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하는 단계; 및
    상기 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하는 단계를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 수동 핑 절차를 실행하는 단계를 더 포함하며, 상기 수동 핑 절차는 상기 측정 슬롯 동안에 및 상기 충전 전류를 종료시킨 후에 수행되는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 디지털 핑 절차를 실행하는 단계를 더 포함하며, 상기 디지털 핑 절차는 상기 측정 슬롯 동안에 및 상기 충전 전류를 종료시킨 후에 수행되는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전 디바이스의 하나 이상의 센서로부터 측정값을 수신하는 단계; 및
    상기 측정값 중 하나가 상기 충전 표면으로부터 상기 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낼 때 상기 측정 슬롯을 제공하는 단계를 더 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 변형 측정 센서를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 적외선 또는 초음파 감지 요소를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 홀-효과 디바이스를 포함하는, 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
  9. 충전 디바이스에 있어서,
    충전 회로; 및
    컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는:
    수신 디바이스가 상기 충전 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 때 상기 충전 회로가 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고;
    상기 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출하고;
    일정 기간 동안 상기 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하고;
    상기 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하도록 구성되는, 충전 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 수동 핑 절차를 개시하도록 더 구성되며, 상기 수동 핑 절차는 상기 측정 슬롯 동안에 및 상기 충전 전류를 종료시킨 후에 수행되는, 충전 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 디지털 핑 절차를 개시하도록 더 구성되며, 상기 디지털 핑 절차는 상기 측정 슬롯 동안에 및 상기 충전 전류를 종료시킨 후에 수행되는, 충전 디바이스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 표면의 하나 이상의 센서로부터 측정값을 수신하고;
    상기 측정값 중 하나가 상기 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낼 때 상기 측정 슬롯을 제공하도록 더 구성되는, 충전 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 변형 측정 센서를 포함하는, 충전 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계를 포함하는, 충전 디바이스.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 적외선 또는 초음파 감지 요소를 포함하는, 충전 디바이스.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 홀-효과 디바이스를 포함하는, 충전 디바이스.
  17. 명령어가 그 상에 저장된 프로세서-판독가능 저장 매체에 있어서, 상기 명령어는, 충전 디바이스 내의 충전 회로의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 충전 회로가:
    수신 디바이스가 상기 충전 디바이스의 충전 표면 상에 배치될 때 상기 충전 회로가 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고;
    상기 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율을 검출하게 하고;
    일정 기간 동안 상기 충전 전류를 종료시킴으로써 측정 슬롯을 제공하게 하고;
    상기 측정 슬롯 동안 수동 또는 디지털 핑 절차를 수행함으로써 상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 명령어는 상기 충전 회로가:
    상기 수신 디바이스가 상기 충전 표면으로부터 제거되었는지 여부를 결정하기 위해 핑 절차를 개시하게 하며, 상기 핑 절차는 상기 측정 슬롯 동안에 및 상기 충전 전류를 종료시킨 후에 수행되는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 명령어는 상기 충전 회로가:
    상기 충전 표면의 하나 이상의 센서로부터 측정값을 수신하게 하고;
    상기 측정값 중 하나가 상기 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낼 때 상기 측정 슬롯을 제공하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 변형 측정 센서, 가속도계, 홀-효과 디바이스, 적외선 감지 요소 또는 초음파 감지 요소를 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
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