KR20220045907A - 무선 전력 시스템 하우징 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 시스템은 충전 퍽과 같은 무선 전력 송신 디바이스, 및 및 배터리-작동형 디바이스와 같은 무선 전력 수신 디바이스를 갖는다. 충전 퍽은 케이블을 통해 플러그에 연결될 수 있다. 플러그는 부트 및 커넥터를 포함할 수 있다. 부트는 부트 하우징 벽들 중 하나에 더 가깝게 위치되는 인쇄 회로 기판을 하우징할 수 있다.

Description

무선 전력 시스템 하우징{WIRELESS POWER SYSTEM HOUSING}
본 출원은, 2020년 12월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/108,923호, 및 2020년 10월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/088,234호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 전력 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 디바이스들을 충전하기 위한 무선 전력 시스템들에 관한 것이다.
무선 충전 시스템에서, 충전 매트 또는 충전 퍽(puck)과 같은 무선 전력 송신 디바이스는 휴대용 전자 디바이스와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 휴대용 전자 디바이스는 코일 및 정류기 회로부를 갖는다. 휴대용 전자 디바이스의 코일은 무선 전력 송신 디바이스로부터 교류 무선 전력 신호들을 수신한다. 정류기 회로부는 수신된 신호들을 직류 전력으로 변환한다.
무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 갖는다. 무선 전력 수신 디바이스는 적어도 제1 및 제2 무선 전력 수신 코일들을 구비한 자기 코어를 갖는 손목시계일 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스는 케이블을 통해 범용 직렬 버스 플러그와 같은 플러그에 연결된 충전 퍽일 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스 하우징, 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일, 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블, 및 케이블의 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다. 플러그는 상부 벽 및 하부 벽을 갖는 부트 하우징을 구비한 부트, 부트로부터 연장되는 커넥터, 및 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판을 포함하고, 인쇄 회로 기판은 상부 벽으로부터 제1 거리에 그리고 하부 벽으로부터 제1 거리와는 상이한 제2 거리에 위치된다. 높이가 더 큰(taller) 수동 컴포넌트들은 부트 벽에 더 많은 가용 간격을 두고 인쇄 회로 기판의 면 상에 실장될 수 있다. 더 짧은(shorter) 능동 컴포넌트들은 부트 벽에 더 적은 간격을 두고 인쇄 회로 기판의 대향 면 상에 실장될 수 있다. 언더필 재료가 능동 컴포넌트들 아래에 배치될 수 있다. 수동 컴포넌트들에는 어떠한 언더필 재료도 없을 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스 하우징, 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일, 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블, 및 케이블의 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다. 플러그는 부트 하우징을 구비한 부트, 부트로부터 연장되는 커넥터, 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판 상의 제1 영역에 배열된 제1 전자 컴포넌트들, 인쇄 회로 기판 상의 제2 영역에 배열된 제2 전자 컴포넌트들, 제1 영역 내의 제1 전자 컴포넌트들 아래에 배치된 언더필 재료, 및 언더필 재료가 제2 영역 내의 제2 전자 컴포넌트들에 도달하는 것을 차단하도록 구성된 언더필 배리어를 포함한다. 제2 전자 컴포넌트들은, 무선 전력 송신 코일을 구동하는 인버터의 전력 레일에 결합되는 낮은 음향 잡음 커패시터들(때때로 감소된 잡음 음향 커패시터들로 지칭됨)일 수 있다. 언더필 배리어는 금속 배리어 구조체일 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스 하우징, 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일, 플러그, 및 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 플러그에 연결된 제2 단부를 갖는 케이블을 포함하는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다. 케이블은 차동 신호 경로, 제1 양만큼 차동 신호 경로에 용량적으로 결합된 제1 싱글-엔드형 신호 라인, 및 제1 및 제2 싱글-엔드형 신호 라인들 사이의 크로스토크를 감소시키기 위해 제1 양과 동일한 제2 양만큼 차동 신호 경로에 용량적으로 결합된 제2 싱글-엔드형 신호 라인을 포함한다. 차동 신호 경로는 제1 양만큼 제1 싱글-엔드형 신호 라인에 결합되고 제2 양만큼 제2 싱글-엔드형 신호 라인에 결합된 양의 신호 라인을 포함하고 제1 양만큼 제1 싱글-엔드형 신호 라인에 결합되고 제2 양만큼 제2 싱글-엔드형 신호 라인에 결합된 음의 신호 라인을 포함한다.
일부 실시예들에서, 무선 전력 송신 코일, 디바이스 제어 회로부, 및 온도 값을 출력하도록 구성된 온도 센서를 하우징하는 디바이스 하우징, 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블, 및 케이블의 제2 단부에 연결되고 부트 제어 회로부를 갖는 플러그를 포함하는 무선 전력 송신 디바이스가 제공되며, 디바이스 제어 회로부는 케이블을 통해 부트 제어 회로부에 하트비트 신호들을 송신하도록 구성되고, 디바이스 제어 회로부는 온도 값이 미리결정된 임계치를 초과했음을 검출함에 응답하여 하트비트 신호들의 송신을 중단하도록 구성된다. 부트 제어 회로부는, 디바이스 제어 회로부가 부트 하우징 내의 전자 퓨즈를 래칭 오프함으로써 하트비트 신호들을 송신하는 것을 중단했음을 검출하는 것에 응답하여 케이블을 통해 무선 전력 송신 코일에 전력을 제공하는 것을 중단할 수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템의 개략도이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 무선 전력 송신 및 수신 회로부의 회로도이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 케이블을 통해 커넥터 플러그에 연결된 무선 충전 퍽과 같은 예시적인 무선 전력 송신 디바이스의 측면도이다.
도 4a는 일부 실시예들에 따른 상부 부트 벽에 더 가까이 있는 인쇄 회로 기판을 도시하는 플러그의 측단면도이다.
도 4b는 일부 실시예들에 따른 하부 부트 벽에 더 가까이 있는 인쇄 회로 기판을 도시하는 플러그의 측단면도이다.
도 4c는 일부 실시예들에 따른 부트 내에서 언더필 재료가 더 얇은 컴포넌트들 아래에는 배치되지만 높이가 더 큰 컴포넌트들 아래에는 배치되지 않을 수 있는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도 5a는 일부 실시예들에 따른 언더필 재료가 낮은 음향 잡음 커패시터들에 도달하는 것을 방지하도록 구성된 언더필 배리어를 갖는 인쇄 회로 기판의 상부(레이아웃) 평면도이다.
도 5b는 일부 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 중심에 더 가까운 영역을 둘러싸는 언더필 배리어를 갖는 인쇄 회로 기판을 도시하는 평면도이다.
도 5c는 일부 실시예들에 따른 인쇄 회로 기판 상의 상이한 영역들을 둘러싸는 다수의 언더필 배리어들을 갖는 인쇄 회로 기판을 도시하는 평면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 일부 실시예들에 따른 크로스토크를 완화시키기 위해 2개의 싱글-엔드형 신호 경로들 사이에 개재된 차동 데이터 경로를 구비한 케이블의 단면도들이다.
도 7a는 일부 실시예들에 따른 하트비트 신호들이 전력 송신 디바이스와 플러그 사이에서 송신될 수 있는 방법을 도시하는 다이어그램이다.
도 7b는 일부 실시예들에 따른 하트비트 신호들을 전력 송신 디바이스로 전송하기 위해 플러그를 사용하기 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
도 7c는 일부 실시예들에 따른 하트비트 신호들을 플러그로 전송하기 위해 전력 송신 디바이스를 사용하기 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
무선 전력 시스템은 무선 충전 퍽과 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스는 셀룰러 전화기, 손목시계 또는 다른 전자 장비와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 무선 전력 수신 디바이스는 디바이스에 전력을 공급하기 위해 그리고 내부 배터리를 충전하기 위해 무선 전력 송신 디바이스로부터의 전력을 사용한다.
예시적인 무선 전력 시스템(무선 충전 시스템)이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 시스템(8)은 무선 전력 송신 디바이스(12)와 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함하고, 무선 전력 수신 디바이스(24)와 같은 무선 전력 수신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스(12)는 제어 회로부(16)를 포함한다. 무선 전력 수신 디바이스(24)는 제어 회로부(30)를 포함한다. 제어 회로부(16) 및 제어 회로부(30)와 같은 시스템(8) 내의 제어 회로부는 시스템(8)의 동작을 제어하는 데 사용된다. 이 제어 회로부는 마이크로프로세서들, 전력 관리 유닛들, 기저대역 프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, 마이크로제어기들, 및/또는 프로세싱 회로들을 갖는 주문형 집적 회로들과 연관된 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부는 디바이스들(12 및 24) 내의 원하는 제어 및 통신 특징부들을 구현한다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는, (다중 코일들이 있는 실시예들에서) 코일들을 선택하고, 전력 송신 레벨들을 결정하고, 센서 데이터 및 기타 데이터를 프로세싱하고, 사용자 입력을 프로세싱하고, 디바이스들(12 및 24) 사이의 협상들을 처리하고, 대역내 및 대역외 데이터를 전송 및 수신하고, 측정들을 실시하고, 시스템(8)의 동작을 다른 방식으로 제어하는 데 사용될 수 있다.
시스템(8) 내의 제어 회로부는 하드웨어(예를 들면, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 시스템(8)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 시스템(8)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 제어 회로부(8) 내의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들면, 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 저장 매체) 상에 저장된다. 소프트웨어 코드는 때로는 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어들, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비휘발성 랜덤-액세스 메모리(NVRAM)와 같은 비휘발성 메모리, 하나 이상의 하드 드라이브들(예를 들면, 자기 드라이브들 또는 솔리드 스테이트 드라이브들), 하나 이상의 이동식 플래시 드라이브들 또는 다른 이동식 매체 등을 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 소프트웨어는 제어 회로부(16 및/또는 30)의 프로세싱 회로부 상에서 실행될 수 있다. 프로세싱 회로부는 프로세싱 회로부, 하나 이상의 마이크로프로세서, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 다른 프로세싱 회로부를 갖는 주문형 집적 회로들을 포함할 수 있다.
전력 송신 디바이스(12)는 독립형 전력 어댑터(예를 들어, 전력 어댑터 회로부를 포함하는 무선 전력 송신 디바이스)일 수 있거나, 케이블에 의해 전력 어댑터 또는 다른 장비에 결합되는 무선 충전 퍽 또는 다른 디바이스일 수 있거나, 휴대용 디바이스일 수 있거나, 가구, 차량, 또는 다른 시스템에 통합된 장비일 수 있거나, 탈착가능 배터리 케이스일 수 있거나, 또는 다른 무선 전력 전송 장비일 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스(12)가 전원 어댑터 또는 USB 커넥터 포트를 갖는 다른 전자 장비와 같은 디바이스와 정합하도록 구성된 플러그를 구비한 케이블을 갖는 무선 충전 퍽들인 예시적인 구성들이 때때로 본 명세서에서 예로서 기술된다.
전력 수신 디바이스(24)는 셀룰러 전화기, 손목시계, 또는 다른 전자 장비와 같은 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트(예를 들어, 교류 전원)에 결합될 수 있고, 직류(DC) 전력을 생성하기 위해 AC-DC 컨버터를 사용할 수 있고/있거나 전력을 공급하기 위한 배터리를 가질 수 있다. 본 명세서에서 예로서 기술되는 일부 실시예에서, AC-DC 컨버터(14)는 독립형 전력 컨버터이거나, 커넥터 포트(예를 들어, USB 커넥터 포트)를 갖는 랩톱 컴퓨터 또는 다른 디바이스 내에 통합된다. 이러한 유형의 배열에서, 디바이스(12)는 컨버터(14)를 포함하는 장비와는 별개이며 컨버터(14)로부터 DC 전력을 수신하기 위해 커넥터 포트 내로 플러그되는 케이블을 갖는다.
DC 전력은 제어 회로부(16)에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 동작 동안, 제어 회로부(16) 내의 제어기는 무선 전력을 디바이스(24)의 전력 수신 회로부(54)에 송신하기 위해 전력 송신 회로부(52)를 사용한다. 전력 송신 회로부(52)는 무선 전력 송신 코일들(36)과 같은 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 통해 AC 전류 신호들을 생성하기 위하여 제어 회로부(16)에 의해 제공되는 제어 신호들에 기초하여 턴 온/턴 오프되는 스위칭 회로부(예를 들어, 트랜지스터들과 같은 스위치들로 형성된 인버터 회로부(61))를 가질 수 있다. 예로서, 코일들(36)은 (예를 들어, 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 구성들에서) 평면 코일 어레이로 배열될 수 있거나, (예를 들어, 디바이스(12)가 무선 충전 퍽인 구성들에서) 코일들의 클러스터를 형성하도록 배열될 수 있다. 다른 예로서, 디바이스(12)는 단일 코일만을 가질 수 있다. 다른 예로서, 디바이스(12)는 다수의 코일들(예를 들어, 2개 이상의 코일들, 4개 이상의 코일들, 6개 이상의 코일들, 2개 내지 6개의 코일들, 10개 미만의 코일들 등)을 가질 수 있다.
AC 전류가 하나 이상의 코일들(36)을 통과할 때, 코일들(36)은 AC 전류 신호들에 응답하여 전자기장 신호들(44)을 생성한다. 이어서, 전자기장 신호들(때때로 무선 전력 신호들로 지칭됨)(44)은 대응하는 AC 전류가 전력 수신 디바이스(24) 내의 코일(48)과 같은 하나 이상의 인근 수신기 코일들에서 흐르게 유도할 수 있다. 교류 전자기장이 코일(48)에 의해 수신될 때, 대응하는 교류 전류가 코일(48)에 유도된다. 브리지 네트워크 내에 배열된 동기 정류 금속 산화물 반도체 트랜지스터들과 같은 정류 컴포넌트들을 포함하는 정류기 회로부(50)와 같은 정류기 회로부는 하나 이상의 코일들(48)로부터의 수신된 AC 신호들(전자기장 신호들(44)과 연관된 수신된 교류 신호들)을 디바이스(24)에 전력을 공급하기 위한 DC 전압 신호들로 변환한다.
정류기 회로부(50)에 의해 생성된 DC 전압(때때로 정류기 출력 전압 Vrect로 지칭됨)은 배터리(58)와 같은 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있고 디바이스(24) 내의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(24)는 디스플레이, 터치 센서, 통신 회로들, 오디오 컴포넌트들, 센서들, 발광 다이오드 상태 표시자들, 다른 발광 및 광 검출 컴포넌트들 및 다른 컴포넌트들과 같은 입출력 디바이스들(56)을 포함할 수 있고, 이들 컴포넌트들(이들은 디바이스(24)에 대한 부하를 형성함)은 정류기 회로부(50)에 의해 생성되는 DC 전압들(및/또는 배터리(58)에 의해 생성된 DC 전압들)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
디바이스(12) 및/또는 디바이스(24)는 대역내 또는 대역외 통신들을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다. 디바이스(12)는, 예를 들어, 안테나를 사용하여 무선으로 대역외 신호들을 디바이스(24)로 송신하는 무선 트랜시버 회로부(40)를 가질 수 있다. 무선 트랜시버 회로부(40)는 안테나를 사용하여 무선으로 디바이스(24)로부터 대역외 신호들을 수신하는 데 사용될 수 있다. 디바이스(24)는 대역외 신호들을 디바이스(12)로 송신하는 무선 트랜시버 회로부(46)를 가질 수 있다. 무선 트랜시버(46) 내의 수신기 회로부는 안테나를 사용하여 디바이스(12)로부터 대역외 신호들을 수신할 수 있다. 디바이스들(12 및 24) 사이의 대역내 송신들은 코일들(36 및 48)을 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 주파수-시프트 키잉(frequency-shift keying, FSK)은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되고, 진폭-시프트 키잉(amplitude-shift keying, ASK)은 디바이스(24)로부터 디바이스(12)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 이러한 FSK 및 ASK 송신 동안 전력이 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있다.
전력 송신 디바이스(12) 및 전력 수신 디바이스(24)는, 무선 전력 전송을 제어하기 위해, 수신된 전력, 충전 상태 등과 같은 정보를 통신할 수 있는 것이 바람직하다. 그렇지만, 위에서 설명된 기술은 기능을 하기 위해 개인 식별가능 정보의 송신을 수반할 필요가 없다. 어떻게 될지 모르니, 이러한 충전 기술의 임의의 구현이 개인 식별가능 정보의 사용을 수반하는 한, 구현자들이 일반적으로 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 업계 또는 정부 요구사항들을 충족시키거나 초과하는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 한다는 것에 유의한다. 특히, 개인 식별가능 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험들을 최소화하도록 관리되고 처리되어야 하며, 인가된 사용의 성질(nature)이 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다.
제어 회로부(16)는 디바이스(12)에 인접한 외부 물체들을 검출하기 위해(예를 들어, 충전 매트의 최상부 상에서 또는 원하는 경우 충전 퍽의 결합 표면에 인접한 물체들을 검출하기 위해) 사용될 수 있는 외부 물체 측정 회로부(41)를 갖는다. 회로부(41)는 코일들, 종이 클립들, 및 다른 금속성 물체들과 같은 이물질들을 검출할 수 있고, 무선 전력 수신 디바이스들(24)의 존재를 검출할 수 있다(예를 들면, 회로부(41)는 하나 이상의 코일(48)의 존재를 검출할 수 있다). 물체 검출 동작 및 특성화 동작들 동안, 외부 물체 측정 회로부(41)는 코일들(36) 상에서 측정들을 실시하여 디바이스(12) 상에 임의의 디바이스들(24)이 존재하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
예시적인 배열에서, 제어 회로부(16)의 측정 회로부(41)는 신호 생성기 회로부(예를 들어, 하나 이상의 프로브 주파수들에서 AC 프로브 신호들을 생성하기 위한 발진기 회로부, 인덕턴스 정보, Q-인자 정보 등을 수집하기 위해 임펄스 응답들이 측정될 수 있도록 임펄스들을 생성할 수 있는 펄스 생성기 등) 및 신호 검출 회로부(예를 들어, 필터들, 아날로그-디지털 컨버터들, 임펄스 응답 측정 회로들 등)를 포함한다. 측정 동작들 동안, 디바이스(12) 내의(예를 들어, 디바이스(12)의 퍽 내의) 스위칭 회로부는 코일들(36) 각각을 사용으로 스위칭하기 위해 제어 회로부(16)에 의해 조정될 수 있다. 각각의 코일(36)이 선택적으로 사용으로 스위칭됨에 따라, 제어 회로부(16)는 신호 측정 회로부(41)의 신호 생성기 회로부를 사용하여 그 코일에 프로브 신호를 인가하면서, 대응하는 응답을 측정하기 위해 신호 측정 회로부(41)의 신호 검출 회로부를 사용한다. 제어 회로부(30) 및/또는 제어 회로부(16) 내의 측정 회로부(43)는 또한 전류 및 전압 측정들을 행하는 데 사용될 수 있다(따라서, 예를 들어, 이러한 정보는 디바이스(24) 및/또는 디바이스(12)에 의해 사용될 수 있다).
도 2는 시스템(8)에 대한 예시적인 무선 충전 회로부의 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회로부(52)는 하나 이상의 코일들(36) 및 커패시터(70)와 같은 커패시터들을 포함하는 출력 회로를 통해 송신되는 무선 전력 신호들을 생성하는 하나 이상의 인버터들(61)과 같은 인버터 회로부 또는 다른 구동 회로부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(12)는 각각이 구동 신호들을 각각의 코일(36)에 공급하는 다수의 개별적으로 제어되는 인버터들(61)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 인버터(61)는 스위칭 회로부를 사용하여 다수의 코일들(36) 사이에 공유된다.
동작 동안, 인버터(들)(61)에 대한 제어 신호들은 제어 입력(74)에서 제어 회로부(16)에 의해 제공된다. 단일 인버터(61) 및 단일 코일(36)이 도 2의 예에 도시되어 있지만, 원한다면, 다수의 인버터들(61) 및 다수의 코일들(36)이 사용될 수 있다. 다수의 코일 구성에서, 스위칭 회로부(예를 들어, 멀티플렉서 회로부)는 단일 인버터(61)를 다수의 코일들(36)에 결합하는 데 사용될 수 있고/있거나 각각의 코일(36)은 각각의 인버터(61)에 결합될 수 있다. 무선 전력 송신 동작들 동안, 하나 이상의 선택된 인버터들(61) 내의 트랜지스터들은 제어 회로부(16)로부터의 AC 제어 신호들에 의해 구동된다. 인버터들 사이의 상대적 위상은 동적으로 조정될 수 있다(예를 들어, 한 쌍의 인버터들(61)은 동위상이거나 위상이 벗어난(예를 들어, 180o 위상이 벗어난) 출력 신호들을 생성할 수 있다).
인버터(들)(61)(예를 들어, 회로부(52) 내의 트랜지스터들 또는 다른 스위치들)를 사용한 구동 신호들의 적용은 선택된 코일들(36) 및 커패시터들(70)로부터 형성된 출력 회로들이 디바이스(24) 내의 하나 이상의 코일들(48) 및 하나 이상의 커패시터들(72)로부터 형성된 무선 전력 수신 회로를 사용하여 무선 전력 수신 회로부(54)에 의해 수신되는 교류 전자기장들(신호들(44))을 생성하게 한다.
원하는 경우, 구동 코일들(36) 사이의 상대적 위상(예를 들어, 구동되고 있는 코일들(36) 중 다른 인접한 코일에 대한 구동되고 있는 코일들(36) 중 하나의 위상)은 제어 회로부(16)에 의해 조정되어 디바이스(12)와 디바이스(24) 사이의 무선 전력 전송을 향상시키는 것을 도울 수 있다. 정류기 회로부(50)는 하나 이상의 코일들(48)(예를 들어, 한 쌍의 코일들)에 결합되고, 수신된 전력을 AC로부터 DC로 변환하고, 디바이스(24) 내의 부하 회로부에 전력을 공급하기 위해(예를 들어, 배터리(58)를 충전하기 위해, 디스플레이 및/또는 다른 입출력 디바이스들(56)에 전력을 공급하기 위해, 그리고/또는 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해) 정류기 출력 단자들(76)에 걸쳐 대응하는 직류 출력 전압(Vrect)을 공급한다. 단일 코일(48) 또는 다수의 코일들(48)이 디바이스(24) 내에 포함될 수 있다. 예시적인 구성에서, 디바이스(24)는 적어도 2개의 코일들(48)을 갖는 손목시계 또는 다른 휴대용 디바이스일 수 있다. 이들 2개의(또는 그 이상의) 코일들(48)은 무선 전력을 수신할 때 함께 사용될 수 있다. 원하는 경우, 다른 구성들이 이용될 수 있다.
도 3은 예로서, 무선 전력 송신 디바이스(12)가 무선 충전 퍽이고 무선 전력 수신 디바이스(24)가 손목시계인 예시적인 구성의 시스템(8)의 측단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디바이스(12)는 디바이스 하우징(90)(예를 들어, 중합체, 다른 유전체 재료, 및/또는 다른 재료들로 형성된 디스크-형상의 퍽 하우징)을 갖는다. 디바이스 하우징(90)은 플러그(94)와 통신하기 위한 디바이스 마이크로제어기, 강압(step-down) 전압 컨버터(예를 들어, 벅 컨버터)와 같은 DC-DC 전력 컨버터 회로부, 로우 드롭아웃(LDO) 레귤레이터와 같은 전압 레귤레이터 회로부, 인버터(61)(도 2 참조), 코일(들)(36), 및 커패시터(70)와 같은 무선 전력 송신 회로부, 전력 수신 디바이스(24)와 통신하기 위한 근거리 통신(NFC) 회로부, 온도 센서와 같은 과열 보호(OTP; over-temperature protection) 회로부, 디버그 회로부, 필터 회로부, 충전 동작들 동안 디바이스(12)를 끌어당기기 위한 자석과 같은 자기 정렬 구조체들, 및/또는 다른 전력 송신 디바이스 컴포넌트들을 하우징할 수 있다.
케이블(92)은 디바이스 하우징(90)에 결합되고 코일(들)(36)에 전력을 제공한다. 케이블(92)의 일 단부는 하우징(90)에 피크테일(pigtail)될 수 있다. 케이블(92)의 대향 단부는 플러그(94)를 사용하여 종단된다. 플러그(94)는 때때로 플러그의 "부트(boot)"로 지칭되는 부트 부분(98)을 갖는다. 때때로 커넥터 부트로 지칭될 수 있는 부트(98)는, 중합체, 금속, 및/또는 다른 재료로부터 형성될 수 있고, 전기 컴포넌트들(예를 들어, 집적 회로, 트랜지스터와 같은 개별 컴포넌트들, 인쇄 회로 등)을 하우징하도록 구성된 내부 영역을 가질 수 있다. 부트(98)는 케이블(92)에 연결된 제1 단부 및 커넥터 부분(96)(때때로 플러그의 "커넥터"로 지칭됨)에 연결된 제2 단부를 갖는다. 커넥터(96)는 24개의 핀들, 10개 내지 30개의 핀들, 10개 이상의 핀들, 20개 이상의 핀들, 30개 이상의 핀들, 40개 이상의 핀들, 50개 이상의 핀들, 또는 커넥터 하우징 내에 지지되는 임의의 적합한 개수의 핀들을 포함할 수 있다. 커넥터(96) 내의 핀들은 디바이스(100)와 같은 외부 장비의 포트(102) 내의 대응하는 핀들과 정합하도록 구성된다. 디바이스(100)는 독립형 전원 어댑터, 컴퓨터와 같은 전자 디바이스, 또는 포트(102)를 통해 플러그(94)에 DC 전력을 제공하는 다른 장비일 수 있다. 포트(102)는 예를 들어 USB 포트(예를 들어, USB 타입-C 포트, USB 4.0 포트, USB 3.0 포트, USB 2.0 포트, 마이크로-USB 포트 등) 또는 라이트닝 커넥터 포트일 수 있다. 부트(98)로부터 돌출하는 커넥터를 갖는 플러그(96)는 수형 플러그로 지칭될 수 있다. 플러그(96)는 가역적 플러그(즉, 적어도 2개의 상이한 대칭 배향으로 대응하는 커넥터 포트와 정합될 수 있는 플러그)일 수 있다.
시스템(8)의 정상 동작 동안, 전력 수신 디바이스(24)는 전력 송신 디바이스(12)의 충전 표면 상에 배치될 수 있다. 디바이스(24) 및 디바이스(12)는 자석들(및/또는 철과 같은 자기 재료)을 가질 수 있다. 예를 들어, 디바이스(24)는 자석을 가질 수 있고, 디바이스(12)는 대응하는 정합 자석을 가질 수 있다. 이들 자석들은 서로 끌어당겨서, 충전 동안 디바이스들(12 및 24)을 함께 유지한다.
부트(98)는 다양한 전기 컴포넌트들을 하우징하는 부트 하우징을 가질 수 있다. 부트 하우징은 하우징(90) 내의 디바이스 마이크로제어기와 통신하기 위한 부트 마이크로제어기, 승압(step-up) 전압 컨버터(예를 들어, 부스트 컨버터)와 같은 DC-DC 전력 컨버터 회로부, 저드롭(LDO; low-dropout) 레귤레이터와 같은 전압 레귤레이터 회로부, 단락 회로, 과부하, 부정합 부하, 또는 다른 디바이스 고장 이벤트들을 검출할 때 과전류 보호를 제공하는 e-퓨즈 또는 퓨즈와 같은 전자 퓨즈 회로부, 필터 회로부, 및/또는 다른 부트 컴포넌트들을 하우징할 수 있다. 도 4a는 플러그(94)의 측단면도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 부트(98)는 다수의 전기 컴포넌트들이 실장될 수 있는 인쇄 회로 기판(112)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(112)은 X-Y 평면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 따라서, 부트(98)는 Z-축을 따라 연장되는 두께를 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 전력 컨버터 회로부는 부트(98) 내에 배치될 수 있다. 승압 전압 컨버터(예를 들어, 부스트 컨버터)와 같은 전력 컨버터 회로부는 큰 전력 컨버터 인덕터 및 큰 전력 컨버터 커패시터들과 같은 비교적 큰 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 전력 밀도를 최적화하기 위해, 전력 컨버터 인덕터들 및 커패시터들은 부트(98) 내의 비교적 높이가 큰(tall) 수동 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 그러나, 다양한 전기 컴포넌트들을 하우징하기 위한 제한된 양의 공간이 부트(98) 내에 있다. 따라서, 부트 하우징 내부의 제한된 공간 내에서 전력 컨버터 회로부와 함께 모든 필요한 부트 전자장치들을 피팅하는 것이 어려울 수 있다.
부트(98) 내에 모든 컴포넌트들을 수용하기 위해, 인쇄 회로 기판(112)은 높이가 더 큰 전기 컴포넌트들이 기판(112)의 일 면 상에 배치될 수 있고 더 짧은 전기 컴포넌트들이 기판(112)의 대향 면 상에 배치될 수 있도록 Z-방향으로 오프셋될 수 있다. 플러그(94)는 커넥터(96)와 부트(98)를 절반으로 분할하는 중심 평면(110)을 가질 수 있다. 중심 평면(110)은 X-Y 평면에 평행하다. 도 4a의 예에서, 인쇄 회로 기판(112)은 기판(112)이 부트 하우징의 상부 벽(99-1)에 더 가깝게 위치되도록 평면(110) 위로 Z 방향으로 이동되고, 따라서 부트 하우징의 하부 벽(99-2)으로부터 더 멀리 떨어져 위치된다. 높이가 더 큰 컴포넌트들, 예컨대 전력 컨버터 인덕터(122), 전력 컨버터 커패시터들(124)(예를 들어, 저잡음 커패시터들), 및 다른 높이가 더 큰 수동 컴포넌트들(예를 들어, 저항들 및/또는 다른 부하 컴포넌트들)은 인쇄 회로 기판의 하부 표면(116) 상에 실장될 수 있다. 부트 마이크로제어기 및 다른 상대적으로 더 짧은 반도체 컴포넌트들(120)이 인쇄 회로 기판의 상부 표면(114) 상에 실장될 수 있다. 이러한 방식으로 배열되면, 부트(98)의 전체 크기가 최소화될 수 있다.
인쇄 회로 기판의 하부 표면(116) 상에 배치된 높이가 더 큰 컴포넌트들(예를 들어, 컴포넌트들(122, 124))은 인쇄 회로 기판의 상부 표면(114) 상에 배치된 더 짧은 컴포넌트들(예를 들어, 컴포넌트들(120))보다 적어도 10%, 20%, 50%, 100%, 10% 내지 100%, 100% 내지 200%, 200% 내지 300%, 300% 내지 400%, 400% 내지 500%, 100% 내지 500%, 또는 500% 초과로 높이가 더 클 수 있다. 높이가 더 큰 컴포넌트들의 높이들은 변할 수 있다. 더 짧은 컴포넌트들의 높이들은 변할 수 있다. 이들 컴포넌트들의 상대적 높이에 따라, 기판(112)과 하부 부트 벽(99-2) 사이의 거리는 기판(112)과 상부 부트 벽(99-1) 사이의 거리보다 적어도 10%, 20%, 10% 내지 50%, 50% 내지 100% 100% 내지 200%, 200% 내지 300%, 300% 내지 400%, 400% 내지 500%, 100% 내지 500%, 또는 500% 더 클 수 있다. 임의의 수의 높이가 더 큰 컴포넌트들이 더 큰 가용 Z-높이를 갖고 기판(112)의 면 상에 실장될 수 있다. 임의의 수의 더 짧은 컴포넌트들이 보다 제한된 Z-높이를 갖고 기판(112)의 면 상에 실장될 수 있다.
인쇄 회로 기판(112)이 상부 부트 하우징 벽에 더 가깝게 위치되는 도 4a의 예는 단지 예시적인 것이다. 도 4b는 인쇄 회로 기판(112)이 하부 부트 하우징 벽에 더 가깝게 위치되는 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판(112)은 기판(112)이 부트 하우징의 하부 벽(99-2)에 더 가까이 있도록 평면(110) 아래 Z 방향으로 하향으로 이동되고, 따라서 부트 하우징의 상부 벽(99-1)으로부터 더 멀리 떨어져 있다. 이러한 방식으로 구성되면, 높이가 더 큰 컴포넌트들, 예컨대 전력 컨버터 인덕터(122), 전력 컨버터 커패시터들(124), 및 다른 높이가 더 큰 수동 컴포넌트들(예를 들어, 저항들 및/또는 다른 부하 컴포넌트들)이 인쇄 회로 기판(112)의 상부 표면 상에 실장될 수 있다. 부트 마이크로제어기 및 다른 상대적으로 더 짧은 반도체 컴포넌트들(120)이 인쇄 회로 기판(112)의 저부 표면 상에 실장될 수 있다.
인쇄 회로 기판(112)의 상부 표면 상에 배치된 높이가 더 큰 컴포넌트들(예를 들어, 컴포넌트들(122 및 124))은 인쇄 회로 기판(112)의 하부 표면 상에 배치된 더 짧은 컴포넌트들(예를 들어, 컴포넌트들(120))보다 적어도 10%, 20%, 50%, 100%, 10% 내지 100%, 100% 내지 200%, 200% 내지 300%, 300% 내지 400%, 400% 내지 500%, 100% 내지 500%, 또는 500% 초과로 높이가 더 클 수 있다. 높이가 더 큰 컴포넌트들의 높이들은 변할 수 있다. 더 짧은 컴포넌트들의 높이들은 변할 수 있다. 이들 컴포넌트들의 상대 높이에 따라, 기판(112)과 상부 부트 벽(99-1) 사이의 거리는 기판(112)과 하부 부트 벽(99-2) 사이의 거리보다 적어도 10%, 20%, 10% 내지 50%, 50% 내지 100% 100% 내지 200%, 200% 내지 300%, 300% 내지 400%, 400% 내지 500%, 100% 내지 500%, 또는 500% 초과로 더 클 수 있다. 임의의 수의 높이가 더 큰 컴포넌트들이 더 큰 가용 Z-높이를 갖고 기판(112)의 면 상에 실장될 수 있다. 임의의 수의 더 짧은 컴포넌트들이 보다 제한된 Z-높이를 갖고 기판(112)의 면 상에 실장될 수 있다.
도 4c는 부트 내에서 언더필 재료가 더 짧은 컴포넌트들 아래에는 배치되지만 높이가 더 큰 컴포넌트들 아래에는 배치되지 않을 수 있는 방법을 도시하는 측단면도이다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 부트 마이크로제어기(120)는 제1 세트의 솔더 범프들(130)을 통해 인쇄 회로 기판(112)의 상부 표면에 결합되는 반면, 인덕터(122)는 제2 세트의 솔더 범프들(132)을 통해 인쇄 회로 기판(112)의 하부 표면에 결합된다. 언더필 재료(134)는 부트 마이크로제어기(120) 아래에 그리고 기판(112)의 상부 표면 상에 실장된 다른 짧은 반도체 컴포넌트들 아래에 배치될 수 있다. 더 짧은 반도체 컴포넌트들은 때때로 "능동" 전자 컴포넌트들로 간주되는데, 이는 일반적으로 수동 컴포넌트들보다 더 많은 열을 소산시킨다. 언더필 재료(134)는 부트 내의 능동 컴포넌트들을 위한 더 우수한 열 소산을 제공하는 것을 도울 수 있다. 대조적으로, 인쇄 회로 기판(112)의 대향 면 상에 배치된 인덕터(122) 및 저잡음 커패시터들(124)과 같은 수동 컴포넌트들은 언더필링될 필요가 없다. 저잡음 커패시터들(124)을 언더필링하는 것은 또한 이들 커패시터들의 낮은 잡음 능력을 저하시킬 수 있다. 따라서, 높이가 더 큰 수동 컴포넌트들을 언더필링하지 않는 것은 저잡음 커패시터들(124)의 성능을 최대화하면서 프로세싱 단계를 절약하는 것을 도울 수 있다.
도 5a는 인쇄 회로 기판(113)의 표면 상에 실장된 컴포넌트들 중 일부가 언더필되는 반면, 기판(113)의 표면 상의 다른 컴포넌트들은 언더필되지 않는(즉, 어떠한 언더필 재료도 없거나 결여된) 다른 적합한 실시예를 도시한다. 인쇄 회로 기판(113)은 디바이스 하우징(90) 내에 배치된 인쇄 회로 기판 또는 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판(112)을 나타낼 수 있다. Z 방향으로 X-Y 평면 내로 본 도 5a의 상부(레이아웃) 평면도에 도시된 바와 같이, 컴포넌트들(144, 150)과 같은 다수의 컴포넌트들은 기판(113)의 주어진 표면 상에 실장될 수 있다.
컴포넌트들(144)을 임의의 언더필 재료가 없는 상태로 두면서(음영 영역으로 도시된 바와 같이) 컴포넌트들(154)을 언더필하는 것이 바람직할 수 있다. 컴포넌트들(114)은 인버터(61)의 전력 공급 레일에 결합되는 낮은 음향 잡음 커패시터들일 수 있다. 그러한 유형의 낮은 음향 잡음 커패시터들은 일반적으로 최적의 저잡음 성능을 위해 언더필링되지 않아야 한다. 제조 동안 언더필 재료가 컴포넌트들(144)에 도달하는 것을 방지하기 위해, 인쇄 회로 기판(113)에는 언더필 배리어(142)와 같은 언더필 배리어 구조체가 제공될 수 있다. 언더필 배리어(142)는 금속(예를 들어, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 은 등), 유전체, 또는 언더필 재료가 컴포넌트들(144)이 배열되는 영역(140)으로 진입하는 것을 차단하도록 구성될 수 있는 다른 적합한 반도체 재료로 형성될 수 있다. 언더필 배리어(142)는 언더필 재료를 침착시키기 전에 배치되어야 한다. 따라서, 영역(140)은 때때로 언더필-프리(underfill-free) 영역 또는 언더필-리스(underfill-less) 트렌치 영역으로 지칭될 수 있다.
언더필-프리 트렌치 영역(140)이 인쇄 회로 기판(113)의 코너에 있는 도 5a의 예는 단지 예시적인 것이다. 도 5b는 언더필-프리 트렌치 영역(140)이 인쇄 회로 기판(113)의 에지로부터 떨어져 있는 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 언더필 배리어(142)는 영역(140) 주위에 해자형 구조체(moat-like structure)를 형성하도록 영역(140)을 완전히 둘러쌀 수 있다. 임의의 수의 컴포넌트들(144)이 영역(140) 내에 배열될 수 있다. 영역(140)의 형상이 직사각형인 것으로 도시되어 있지만, 영역(140)의 형상은 임의의 적합한 형상(예를 들어, 정사각형 형상, 삼각형 형상, 하나 이상의 만곡된 에지들을 갖는 형상, 만곡형 및 직선형 에지들을 갖는 형상, 원형 형상, 타원형 형상, 불규칙한 형상 등)일 수 있다.
인쇄 회로 기판(113)의 표면 상에 하나의 영역(140)이 존재하는 도 5a 및 도 5b의 예들은 단지 예시적인 것이다. 일반적으로, 하나 이상의 영역들(140)이 인쇄 회로 기판(113)의 상부 및/또는 하부 표면 상에 위치될 수 있다. 도 5c는 적어도 2 개의 언더필-프리 트렌치 영역들이 인쇄 회로 기판(113) 상에 형성되는 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 영역(140-1)은 기판(113)의 코너에 위치될 수 있는 반면, 제2 영역(140-2)은 기판(113)의 중심에 더 가깝게 위치될 수 있다. 영역(140-1)은 영역(140-1)의 단지 2개의 면들 상에만 위치된 제1 언더필 배리어(142)를 가질 수 있다. 영역(140-2)은 영역(140-2)의 모든 4개의 면들 상에 위치된 제2 언더필 배리어(142)(예를 들어, 구리 링)를 가질 수 있다. 임의의 개수의 컴포넌트들(144)이 영역들(140-1, 140-2) 내에 배열될 수 있다. 영역들(140-1, 140-2)은 임의의 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 인쇄 회로 기판(113)은 기판(113)의 2개 이상의 코너들 또는 3개 이상의 코너들에 위치된 영역들(140)을 가질 수 있다. 다른 예로서, 인쇄 회로 기판(113)은 기판(113)의 에지들로부터 떨어져 위치된 동일하거나 상이한 크기들의 둘 이상의 개별 영역들(140-2)을 가질 수 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c의 실시예들은 도 4a, 도 4b, 및 도 4c의 실시예들과 조합될 수 있다(즉, 도 4 및 도 5의 실시예들은 상호 배타적이지 않음). 예를 들어, 하나 이상의 영역들(140)은 더 짧은 언더필링된 컴포넌트들이 실장되는 인쇄 회로 기판(112)의 면에 위치될 수 있다. 원하는 경우, 기판(112)의 대향 표면 상에 배치된 높이가 더 큰 언더필링되지 않은 컴포넌트들 중 적어도 일부가 언더필 배리어 구조체(142)에 의해 둘러싸일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 케이블(92)은 (예로서) 7-와이어 케이블일 수 있다. 케이블(92)은 1 미터와 같거나, 1 미터 미만, 1 미터 초과, 50 cm 내지 100 cm, 10 cm 내지 50 cm, 100 cm 내지 150 cm, 150 cm 내지 200 cm의 길이, 또는 다른 적합한 길이를 가질 수 있다. 도 6a는 2개의 전력(PWR) 와이어들(예를 들어, 양의 전원 전압 및 접지 전원 전압과 같은 전력 공급 신호들을 전달하도록 구성된 와이어들), 인터럽트(INT) 신호 와이어(예를 들어, 인터럽트 신호, 상태 신호, 또는 다른 제어 신호를 전달하기 위한 와이어), 차동 신호 경로(예를 들어, 양의 신호 와이어(D+) 및 관련된 음의 신호 와이어(D-)를 갖는 차동 신호 경로), 및 적어도 2개의 싱글-엔드형 통신 와이어들(SDA, SCL)을 포함하는 7개의 와이어들을 갖는 케이블(92)의 단면도를 도시한다. 차동 와이어들(D+, D-)은 (예로서) 펌웨어 업데이트 동안 정보를 전달하기 위한 고속 데이터 경로로서 집합적으로 기능할 수 있다. 와이어들(SDA, SCL)은 각각 I2C 버스 인터페이스에 대한 직렬 데이터 라인 및 직렬 클럭 라인일 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, 신호 크로스토크가 와이어들(SDA 및 SCL) 사이에 존재할 수 있다.
와이어들(SDA 및 SCL) 사이의 신호 크로스토크를 완화시키기 위해, 차동 신호 경로는 와이어(SDA)로부터 차동 경로로의 용량성 결합의 양이 와이어(SCL)로부터 차동 경로로의 용량성 결합의 양과 동일하도록 와이어들(SDA 및 SCL) 사이에 개재될 수 있다. 도 6a의 예에서, 와이어(SCL)는 기생 양(Cp1)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn1)만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 와이어(SDA)는 기생 양(Cp2)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn2)만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다.
이들 와이어들은 Cp1이 Cp2와 동일하도록 그리고 Cn1이 Cn2와 동일하도록 배열되어야 한다. 이를 달성하기 위하여, (예를 들어, Cp1=Cp2이도록) SCL과 D+ 사이의 거리는 SDA와 D+ 사이의 거리와 동일하여야 한다. 유사하게, (예를 들어, Cn1=Cn2이도록) SCL과 D- 사이의 거리는 SDA와 D- 사이의 거리와 동일하여야 한다. 이러한 방식으로 배열되면, 차동 신호 와이어들(D+, D-)은 직렬 통신 와이어들(SCL 및 SDA) 사이의 임의의 신호 크로스토크를 상쇄시키거나 최소화할 수 있다.
SCL과 D+ 사이의 거리가 SCL과 D- 사이의 거리와 동일한 도 6a의 예는 단지 예시적인 것이다. 도 6b는 SCL과 D+ 사이의 거리가 SCL과 D- 사이의 거리와 동일하지 않은 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 와이어들(INT 및 D-)의 위치는 도 6a의 케이블링 배열에 대해 스와핑된다. 도 6b의 예에서, 와이어(SCL)는 기생 양(Cp1)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn1')만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 와이어(SDA)는 기생 양(Cp2)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn2')만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다.
이들 와이어들은 Cp1이 Cp2와 동일하도록 그리고 Cn1'이 Cn2'와 동일하도록 배열되어야 한다. 이를 달성하기 위하여, (예를 들어, Cp1=Cp2이도록) SCL과 D+ 사이의 거리는 SDA와 D+ 사이의 거리와 동일하여야 한다. 유사하게, (예를 들어, Cn1'= Cn2'이도록) SCL과 D- 사이의 거리는 SDA와 D- 사이의 거리와 동일하여야 한다. 이러한 방식으로 배열되면, 차동 신호 와이어들(D+, D-)은 직렬 통신 와이어들(SCL 및 SDA) 사이의 임의의 신호 크로스토크를 상쇄시키거나 최소화할 수 있다.
와이어들(SCL 및 SDA)이 와이어(D-)보다 와이어(D+)에 더 가깝게 배열되는 도 6b의 예는 단지 예시적인 것이다. 도 6c는 와이어들(SCL 및 SDA)이 와이어(D+)보다 와이어(D-)에 더 가깝게 배열되는 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 와이어들(SCL 및 SDA)의 위치는 도 6a의 케이블링 배열에 대해 PWR 와이어들과 스와핑된다. 도 6c의 예에서, 와이어(SCL)는 기생 양(Cp1')만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn1)만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 와이어(SDA)는 기생 양(Cp2')만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn2')만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다.
이들 와이어들은 Cp1'이 Cp2'와 동일하도록 그리고 Cn1이 Cn2와 동일하도록 배열되어야 한다. 이를 달성하기 위하여, (예를 들어, Cp1'=Cp2'이도록) 와이어들(SCL과 D+) 사이의 거리는 SDA와 D+ 사이의 거리와 동일하여야 한다. 유사하게, (예를 들어, Cn1=Cn2이도록) SCL과 D-사이의 거리는 SDA와 D-사이의 거리와 동일하여야 한다. 이러한 방식으로 배열되면, 차동 신호 와이어들(D+, D-)은 직렬 통신 와이어들(SCL 및 SDA) 사이의 임의의 신호 크로스토크를 상쇄시키거나 최소화할 수 있다.
케이블(92)이 단지 7개의 와이어들만을 포함하는 도 6a 내지 도 6c의 예는 단지 예시적인 것이다. 도 6d는 케이블(92)이 5개의 와이어들을 포함하는 다른 적합한 실시예를 도시한다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 케이블(92)은 와이어들(D+, D-), 전력 라인(PWR), 및 직렬 신호 와이어들(SCL 및 SDA)을 갖는 차동 신호 경로를 포함할 수 있다. 도 6d의 예에서, 와이어(SCL)는 기생 양(Cp1)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn1)만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 와이어(SDA)는 기생 양(Cp2)만큼 양의 차동 와이어(D+)에 용량적으로 결합될 수 있고 기생 양(Cn2)만큼 음의 차동 와이어(D-)에 용량적으로 결합될 수 있다.
이들 와이어들은 Cp1이 Cp2와 동일하도록 그리고 Cn1이 Cn2와 동일하도록 배열되어야 한다. 이를 달성하기 위하여, (예를 들어, Cp1=Cp2이도록) 와이어들(SCL과 D+) 사이의 거리는 SDA와 D+ 사이의 거리와 동일하여야 한다. 유사하게, (예를 들어, Cn1=Cn2이도록) SCL과 D- 사이의 거리는 SDA와 D- 사이의 거리와 동일하여야 한다. 이러한 방식으로 배열되면, 차동 신호 와이어들(D+ 및 D-)은 직렬 통신 와이어들(SCL 및 SDA) 사이의 임의의 신호 크로스토크를 상쇄시키거나 최소화할 수 있다.
일반적으로, 케이블(92)은 임의의 적합한 개수의 와이어들(예를 들어, 4개 이상의 와이어들, 5개 이상의 와이어들, 6개 이상의 와이어들, 7개 이상의 와이어들, 8개 이상의 와이어들, 5개 내지 10개의 와이어들, 10개 이상의 와이어들 등)을 포함할 수 있다. I2C 직렬 버스 와이어들(SCL 및 SDA)을 갖는 도 6a 내지 도 6d의 예는 단지 예시적인 것이다. 일반적으로, 케이블(92)은 임의의 적합한 직렬 통신 표준/프로토콜을 사용하여 정보를 전달하는 2개 이상의 싱글-엔드형 와이어들을 포함할 수 있다. 이러한 싱글-엔드형 와이어들은 크로스토크를 감소시키기 위해 하나 이상의 차동 신호 경로들에 의해 분리될 수 있다. 크로스토크의 레벨은 싱글-엔드형 와이어들 각각이 등가 양만큼 차동 경로에 용량적으로 결합되는 것을 보장함으로써 최소화될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 하트비트 신호들이 부트(98)와 전력 송신 디바이스(12) 사이에서 전달될 수 있어서, 부트(98)는 디바이스(12)가 여전히 정상적으로 그리고/또는 그 반대로 연결되거나 동작하고 있음을 알 수 있다. 도 7a는 부트(98)가 전력 송신 디바이스(12)로 그리고 그로부터 하트비트 신호들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 부트 마이크로제어기(200)(때때로 부트 제어 회로부의 일부인 것으로 지칭됨)를 갖는 방법을 도시한다. 부트(98)는 또한 디바이스(12)가 과열하고 있을 때, 디바이스(12)가 부트(98)로부터 분리될 때, 부트(98) 및/또는 디바이스(12) 내에 단락 회로가 발생했을 때, 과부하 또는 부정합된 부하들이 있을 때, 그리고/또는 다른 디바이스 고장 이벤트들을 검출하는 것에 응답하여 과전류 보호를 제공하도록 구성된 전자 퓨즈(e-퓨즈 또는 퓨즈 회로부)(204)를 포함할 수 있다. 그러한 고장 이벤트들이 발생할 때, e-퓨즈(204)는 부트(98)가 디바이스(12)에 전력을 추가로 제공하는 것을 중지하도록 래칭 오프될 수 있다.
일례에서, 부트 마이크로제어기(200)는 케이블(92)을 통해 디바이스(12)로 하트비트 신호들을 송신하여, 디바이스(12)가 부트가 여전히 적절하게 기능하고 있음을 알게 할 수 있다. 디바이스(12)는 디바이스(12)가 여전히 적절하게 기능하고 있음을 부트(98)에 알려주기 위해 케이블(92)을 통해 부트(98)에 하트비트 신호들을 전송하도록 구성된 디바이스 마이크로제어기(202)(때때로 도 1의 디바이스 제어 회로부(16)의 일부인 것으로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 하트비트 신호들은 부트(98)와 디바이스(12) 사이에서 양방향으로 전달될 수 있다. 다른 예에서, 디바이스(12)만이 부트(98)에 하트비트 신호들을 전송할 수 있다(즉, 부트(98)는 디바이스(12)에 임의의 하트비트 신호들을 전송하지 않을 수 있다). 또 다른 예에서, 부트(98)만이 디바이스(12)에 하트비트 신호들을 전송할 수 있다(즉, 디바이스(12)는 부트(98)에 임의의 하트비트 신호들을 전송하지 않을 수 있다).
전력 송신 디바이스(12)에는 디바이스 마이크로제어기(202)에 결합된 온도 센서(206)를 포함하는 열 보호 하드웨어가 제공될 수 있다. 온도 센서(206)는 디바이스 하우징(90)(도 3 참조) 내에 하우징된 컴포넌트들의 온도를 측정할 수 있고, 온도 센서 값을 출력할 수 있다. 온도 센서 값이 미리결정된 임계치를 초과할 때, 디바이스 마이크로제어기(202)는 하트비트 신호들을 다시 부트 마이크로제어기(200)로 전송하는 것을 중단할 수 있다. 결과적으로, 부트(98)는 퓨즈 회로부(204)를 래칭 오프할 수 있고 디바이스(12)에 전력을 제공하는 것을 중단할 수 있다.
도 7b는 전력 송신 디바이스(12)와 통신하기 위해 부트(98)를 사용하기 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다. 단계(210)에서, 부트(98)는 선택적으로 전력 송신 디바이스(12)(예를 들어, 무선 충전 퍽)에 하트비트 신호를 송신할 수 있다. 단계(212)에서, 부트(98)는 전력 송신 디바이스(12)로부터 송신되는 하트비트 신호를 검출할 수 있다. 부트(98)가 디바이스(12)로부터 그러한 하트비트 신호를 검출하는 경우, 부트(98)는 전력 송신 디바이스(12)와 함께 계속 동작한다(단계 214).
그러나, 부트(98)가 전력 송신 디바이스(12)로부터 하트비트 신호를 검출하지 않는 경우, 부트(98)는 선택적으로 다른 하트비트 신호를 디바이스(12)로 전송하는 것을 다시 시작하기 전에 T초를 대기할 수 있다(단계(216)참조). 값 T는 1초, 2초, 3초, 4초, 1초 내지 5초, 1초 내지 10초, 1초 초과, 1초 미만, 또는 선택적으로 부트 마이크로제어기(200)에 의해 프로그래밍될 수 있는 다른 적합한 대기 시간일 수 있다.
부트(98)가 다시 전력 송신 디바이스(12)로부터 하트비트 신호를 검출하지 않는 경우, 부트(98)는 이제 디바이스(12)가 연결해제되거나 그렇지 않으면 디스에이블된 것으로 가정할 것이고, 예컨대 단계(218)에서 퓨즈 회로부(204)를 래칭 오프함으로써, 전력을 차단하도록 진행할 것이다.
도 7c는 부트(98)와 통신하기 위해 전력 송신 디바이스(12)를 사용하기 위한 예시적인 단계들의 흐름도이다. 단계(230)에서, 전력 송신 디바이스(12)(예를 들어, 무선 충전 퍽)는 부트(98)에 하트비트 신호를 송신할 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 부트(98)에 하트비트 신호들을 주기적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신 디바이스(12)는 적어도 초당 1회(1 ㎐ 이상), 적어도 초당 2회(2 ㎐ 이상), 적어도 초당 3회(3 ㎐ 이상), 적어도 초당 4회(4 ㎐ 이상), 적어도 초당 5회(5 ㎐ 이상), 초당 2회 내지 10회, 초당 10회 초과, 적어도 2초당 1회, 적어도 3초당 1회, 적어도 4초당 1회, 적어도 5초당 1회, 적어도 1초 내지 5초당 1회, 적어도 5초 내지 10초당 1회, 또는 동작 동안 부트(98)에 대한 다른 적합한 주기성으로 하트비트 신호를 부트(98)에 전송하도록 구성될 수 있다.
단계(232)에서, 온도 센서(206)(도 7a 참조)는 미리결정된 임계치 값을 초과하는 센서(206)에 의한 출력을 검출할 수 있다. 이에 응답하여, 전력 송신 디바이스(12)는 디바이스 마이크로제어기(202)가 하트비트 신호를 부트(98)로 출력하여 와이어 단선을 모방하는 것을 방지할 수 있다(단계(234)에서). 그 결과, 부트 마이크로제어기(200)는 디바이스(12)로부터 임의의 하트비트를 더 이상 검출하지 않을 것이며, 이는 도 7b와 관련하여 설명된 바와 같이 전력이 차단되게 한다. 센서(206)로부터의 온도 값이 다른 임계치 값 미만일 때 전력이 추후 재개될 수 있고, 이 때 디바이스 마이크로제어기(202)는 부트(98)에 하트비트를 전송하는 것을 재개한다.
실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스가 제공되는데, 이는 디바이스 하우징, 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일; 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블; 및 케이블의 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하고, 플러그는 상부 벽 및 하부 벽을 갖는 부트 하우징을 구비한 부트; 부트로부터 연장되는 커넥터; 및 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판을 포함하며, 인쇄 회로 기판은 상부 벽으로부터 제1 거리에 그리고 하부 벽으로부터 제1 거리와는 상이한 제2 거리에 위치된다.
다른 실시예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리보다 크고, 플러그는 상부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에 실장된 제1 높이를 갖는 능동 전자 컴포넌트; 및 하부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된, 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 수동 전자 컴포넌트를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스는 능동 전자 컴포넌트 아래에 배치된 언더필 재료를 포함하고, 수동 전자 컴포넌트는 언더필 재료가 없다.
다른 실시예에 따르면, 디바이스 하우징은 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일을 구동하도록 구성된 인버터를 하우징하고 디바이스 마이크로제어기를 하우징하며; 부트 하우징은 컨버터 및 디바이스 마이크로제어기와 통신하는 부트 마이크로제어기를 하우징한다.
다른 실시예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리보다 크고; 컨버터는 하부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된 인덕터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 플러그는 상부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에 실장된 복수의 능동 전자 컴포넌트들; 및 하부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된 복수의 수동 전자 컴포넌트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 복수의 능동 전자 컴포넌트들은 제1 높이들을 갖고, 복수의 수동 전자 컴포넌트들은 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리보다 크다.
다른 실시예에 따르면, 복수의 수동 전자 컴포넌트들과 인쇄 회로 기판의 하부 표면 사이의 영역은 언더필 재료가 결여되어 있다.
다른 실시예에 따르면, 언더필 재료는 복수의 능동 전자 컴포넌트들과 인쇄 회로 기판의 상부 표면 사이에 배치된다.
다른 실시예에 따르면, 플러그는 상부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에는 배치된 능동 전자 컴포넌트들만; 및 하부 벽을 향하는 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에는 배치된 수동 전자 컴포넌트들만을 포함한다.
실시예에 따르면, 무선 전력 송신 디바이스가 제공되는데, 이는 디바이스 하우징, 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일; 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블; 및 케이블의 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하고, 플러그는 부트 하우징을 구비한 부트; 부트로부터 연장되는 커넥터; 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판; 인쇄 회로 기판의 제1 표면 상에 배치된 제1 높이들을 갖는 컴포넌트들; 및 제1 표면에 대향하는 인쇄 회로 기판의 제2 표면 상에 배치된, 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는 컴포넌트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 높이들을 갖는 컴포넌트들은 능동 전기 컴포넌트들을 포함하고, 제2 높이들을 갖는 컴포넌트들은 수동 전기 컴포넌트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제2 높이들은 제1 높이들보다 적어도 50% 더 크다.
다른 실시예에 따르면, 능동 전기 컴포넌트들은 부트 마이크로제어기를 포함하고; 수동 전기 컴포넌트들은 인덕터 및 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 부트 하우징은 상부 벽 및 하부 벽을 갖고; 인쇄 회로 기판은 상부 벽으로부터 제1 거리에 그리고 하부 벽으로부터 제1 거리와는 상이한 제2 거리에 위치된다.
다른 실시예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리보다 크다.
다른 실시예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리보다 적어도 20% 더 크다.
일 실시예에 따르면, 제1 단부, 제1 단부에 대향하는 제2 단부, 제1 벽, 및 제1 벽에 대향하는 제2 벽을 갖는 하우징; 하우징의 제1 단부로부터 연장되는 커넥터; 하우징의 제2 단부로부터 연장되는 케이블; 및 하우징 내에 배치되고 제1 벽으로부터 제1 거리에 그리고 하부 벽으로부터 제1 거리보다 큰 제2 거리에 위치된 회로 기판을 포함하는 장치가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 장치는, 제1 벽을 향하는 회로 기판의 제1 표면 상에 배치된 제1 높이들을 갖는 능동 컴포넌트들; 제2 벽을 향하는 회로 기판의 제2 표면 상에 배치된, 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는 수동 컴포넌트들; 및 능동 컴포넌트들과 회로 기판의 제1 표면 사이에 배치된 언더필 재료를 포함하며, 수동 컴포넌트들은 언더필되지 않는다.
전술한 것은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 송신 디바이스로서,
    디바이스 하우징;
    상기 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일;
    상기 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블; 및
    상기 케이블의 상기 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하고, 상기 플러그는
    상부 벽 및 하부 벽을 갖는 부트 하우징을 구비한 부트;
    상기 부트로부터 연장되는 커넥터; 및
    상기 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판을 포함하며, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 상부 벽으로부터 제1 거리에 그리고 상기 하부 벽으로부터 상기 제1 거리와는 상이한 제2 거리에 위치되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 크고, 상기 플러그는,
    상기 상부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에 실장된 제1 높이를 갖는 능동 전자 컴포넌트; 및
    상기 하부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된, 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 수동 전자 컴포넌트를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 능동 전자 컴포넌트 아래에 배치된 언더필 재료를 추가로 포함하고, 상기 수동 전자 컴포넌트는 언더필 재료가 없는, 무선 전력 송신 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스 하우징은 상기 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일을 구동하도록 구성된 인버터를 하우징하고 디바이스 마이크로제어기를 하우징하며;
    상기 부트 하우징은 컨버터, 및 상기 디바이스 마이크로제어기와 통신하는 부트 마이크로제어기를 하우징하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 크고;
    상기 컨버터는 상기 하부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된 인덕터를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플러그는,
    상기 상부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에 실장된 복수의 능동 전자 컴포넌트들; 및
    상기 하부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에 실장된 복수의 수동 전자 컴포넌트들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 능동 전자 컴포넌트들은 제1 높이들을 갖고, 상기 복수의 수동 전자 컴포넌트들은 상기 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰, 무선 전력 송신 디바이스.
  9. 제6항에 있어서, 상기 복수의 수동 전자 컴포넌트들과 상기 인쇄 회로 기판의 상기 하부 표면 사이의 영역은 언더필 재료가 결여된, 무선 전력 송신 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 언더필 재료는 상기 복수의 능동 전자 컴포넌트들과 상기 인쇄 회로 기판의 상기 상부 표면 사이에 배치되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 플러그는,
    상기 상부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 상부 표면 상에는 배치된 능동 전자 컴포넌트들만; 및
    상기 하부 벽을 향하는 상기 인쇄 회로 기판의 하부 표면 상에는 배치된 수동 전자 컴포넌트들만을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  12. 무선 전력 송신 디바이스로서,
    디바이스 하우징;
    상기 디바이스 하우징 내의 적어도 하나의 무선 전력 송신 코일;
    상기 디바이스 하우징에 연결된 제1 단부를 갖고 제2 단부를 갖는 케이블; 및
    상기 케이블의 상기 제2 단부에 연결된 플러그를 포함하고, 상기 플러그는
    부트 하우징을 구비한 부트;
    상기 부트로부터 연장되는 커넥터;
    상기 부트 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판의 제1 표면 상에 배치된 제1 높이들을 갖는 컴포넌트들; 및
    상기 제1 표면에 대향하는 상기 인쇄 회로 기판의 제2 표면 상에 배치된, 상기 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는 컴포넌트들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 높이들을 갖는 상기 컴포넌트들은 능동 전기 컴포넌트들을 포함하고;
    상기 제2 높이들을 갖는 상기 컴포넌트들은 수동 전기 컴포넌트들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 높이들은 상기 제1 높이들보다 적어도 50% 더 큰, 무선 전력 송신 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 능동 전기 컴포넌트들은 부트 마이크로제어기를 포함하고,
    상기 수동 전기 컴포넌트들은 인덕터 및 커패시터를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 부트 하우징은 상부 벽 및 하부 벽을 갖고,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 상부 벽으로부터 제1 거리에 그리고 상기 하부 벽으로부터 상기 제1 거리와는 상이한 제2 거리에 위치되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰, 무선 전력 송신 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 적어도 20% 더 큰, 무선 전력 송신 디바이스.
  19. 장치로서,
    제1 단부, 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부, 제1 벽, 및 상기 제1 벽에 대향하는 제2 벽을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 상기 제1 단부로부터 연장되는 커넥터;
    상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 연장되는 케이블; 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 제1 벽으로부터 제1 거리에 그리고 상기 하부 벽으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리에 위치된 회로 기판을 포함하는, 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 벽을 향하는 상기 회로 기판의 제1 표면 상에 배치된 제1 높이들을 갖는 능동 컴포넌트들;
    상기 제2 벽을 향하는 상기 회로 기판의 제2 표면 상에 배치된, 상기 제1 높이들보다 큰 제2 높이들을 갖는 수동 컴포넌트들; 및
    상기 능동 컴포넌트들과 상기 회로 기판의 상기 제1 표면 사이에 배치된 언더필 재료를 추가로 포함하고, 상기 수동 컴포넌트들은 언더필되지 않는, 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003085739A1 (fr) * 2002-04-05 2003-10-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Module de circuits et procede permettant de produire ce module
KR20080094468A (ko) * 2007-04-20 2008-10-23 엘에스전선 주식회사 멀티형 충전 아답터 및 이를 구비한 무 접점 배터리 충전세트
JP2009071111A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Toshiba Lighting & Technology Corp 電気機器
JP2017022421A (ja) * 2011-10-31 2017-01-26 ノードソン コーポレーションＮｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ エレクトロニクスアセンブリを製造する方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6728113B1 (en) 1993-06-24 2004-04-27 Polychip, Inc. Method and apparatus for non-conductively interconnecting integrated circuits
US6370656B1 (en) 1998-11-19 2002-04-09 Compaq Information Technologies, Group L. P. Computer system with adaptive heartbeat
US6781481B2 (en) 2002-11-05 2004-08-24 Motorola, Inc. Methods and apparatus for filtering electromagnetic interference from a signal in an input/output port
US7311526B2 (en) 2005-09-26 2007-12-25 Apple Inc. Magnetic connector for electronic device
US20070164704A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Horizon Technologies, Inc. Plug with supplemental memory
JP5285842B2 (ja) * 2006-04-13 2013-09-11 パナソニック株式会社 集積回路実装基板および電力線通信装置
US8081484B2 (en) 2006-11-30 2011-12-20 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for supporting a computer chip on a printed circuit board assembly
WO2008085504A2 (en) 2007-01-05 2008-07-17 Powercast Corporation Implementation of a wireless power transmitter and method
ATE534341T1 (de) 2007-02-05 2011-12-15 Novian Health Inc Interstitielle lasertherapie-sets und interstitielles lasertherapie-kontrollsystem
US7435126B1 (en) 2007-04-06 2008-10-14 Westek Electronics, Inc. Snagless plug and boot connection
GB2448937B (en) 2007-05-04 2009-10-14 Brand Rex Ltd Improvements in and relating to electrical connectors
US7937596B2 (en) 2007-08-30 2011-05-03 Harris Corporation Adaptable microcontroller based security monitor
US9024581B2 (en) * 2008-05-21 2015-05-05 James W. McGinley Charger plug with improved package
US7987581B2 (en) * 2008-05-28 2011-08-02 Flextronics Ap, Llc High power manufacturing friendly transformer
AU2009202284B2 (en) 2008-12-19 2015-02-12 Tyco Electronics Services Gmbh Plug
US8934261B2 (en) * 2008-12-23 2015-01-13 Apple Inc. Compact device housing and assembly techniques therefor
US8674226B2 (en) 2010-07-13 2014-03-18 John Martin Horan High speed data cable including a boost device for generating a differential signal
CN102870169B (zh) 2010-08-31 2016-02-17 3M创新有限公司 屏蔽电缆的连接器布置方式
GB2485070B (en) 2010-10-28 2013-05-08 Aj World Co Ltd Field assembled optical connector
JP5707913B2 (ja) 2010-12-09 2015-04-30 ソニー株式会社 送信装置および受信装置
US8569861B2 (en) * 2010-12-22 2013-10-29 Analog Devices, Inc. Vertically integrated systems
US9815149B2 (en) * 2011-02-25 2017-11-14 International Business Machines Corporation Flux composition and techniques for use thereof
US10485095B2 (en) * 2011-03-10 2019-11-19 Mediatek, Inc. Printed circuit board design for high speed application
US8337250B1 (en) * 2011-09-23 2012-12-25 Chen-Sheng Yang Electric plug
US8743553B2 (en) * 2011-10-18 2014-06-03 Arctic Sand Technologies, Inc. Power converters with integrated capacitors
US9281292B2 (en) * 2012-06-25 2016-03-08 Intel Corporation Single layer low cost wafer level packaging for SFF SiP
US9435969B2 (en) 2012-07-11 2016-09-06 Commscope Connectivity Uk Limited Indicating communications components via illumination
KR20140060115A (ko) * 2012-11-09 2014-05-19 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조 방법
US9590339B2 (en) 2013-05-09 2017-03-07 Commscope, Inc. Of North Carolina High data rate connectors and cable assemblies that are suitable for harsh environments and related methods and systems
US9859719B2 (en) * 2013-06-17 2018-01-02 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for wireless power transfer
US9596756B2 (en) 2013-09-06 2017-03-14 Apple Inc. Electronic device with printed circuit board noise reduction using elastomeric damming and damping structures
KR20150043135A (ko) * 2013-10-14 2015-04-22 삼성전자주식회사 금속막을 포함한 인쇄회로기판 및 그것을 포함한 반도체 패키지
US9874414B1 (en) 2013-12-06 2018-01-23 Google Llc Thermal control system
SE1550754A1 (sv) 2015-06-08 2016-10-18 Nok9 Ab A testing device for wireless power transfer, and an associated method
KR102412611B1 (ko) 2015-08-03 2022-06-23 삼성전자주식회사 인쇄회로기판(pcb)과 그 제조방법, 및 그 pcb를 이용한 반도체 패키지 제조방법
US10411398B2 (en) 2015-08-12 2019-09-10 Commscope Technologies Llc Electrical plug connector
WO2017120544A1 (en) * 2016-01-06 2017-07-13 Advanced Wireless Innovations Llc Ultra-slim inductive charging
CN109478516B (zh) * 2016-04-29 2023-06-13 库利克和索夫工业公司 将电子组件连接至基板
WO2017216741A1 (en) 2016-06-16 2017-12-21 Mertek Industries, Llc Traceable and linkable networking cable
US10282339B2 (en) 2016-09-14 2019-05-07 Apple Inc. System for presenting electrically supported devices
CN109217398A (zh) 2017-07-03 2019-01-15 上海市格致中学 无线充电器
AU2019228526B2 (en) 2018-02-28 2021-11-25 Nxstage Medical, Inc. Fluid preparation and treatment devices, methods, and systems
US10506712B1 (en) * 2018-07-31 2019-12-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Printed circuit board
US11689247B2 (en) 2019-01-16 2023-06-27 Mertek Industries, Llc Patch cord including wireless components
US11212912B1 (en) * 2020-06-30 2021-12-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Printed circuit board mesh routing to reduce solder ball joint failure during reflow

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003085739A1 (fr) * 2002-04-05 2003-10-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Module de circuits et procede permettant de produire ce module
KR20080094468A (ko) * 2007-04-20 2008-10-23 엘에스전선 주식회사 멀티형 충전 아답터 및 이를 구비한 무 접점 배터리 충전세트
JP2009071111A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Toshiba Lighting & Technology Corp 電気機器
JP2017022421A (ja) * 2011-10-31 2017-01-26 ノードソン コーポレーションＮｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ エレクトロニクスアセンブリを製造する方法

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