KR20220098771A - 자유 위치 무선 충전기 키프 아웃 - Google Patents
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Abstract
무선 충전 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 무선 충전 장치를 동작하는 방법은 충전 가능 장치가 무선 충전 장치의 충전 표면에 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치하는 것을 결정하는 단계, 충전 코일에 충전 전류를 제공하는 단계, 및 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하는 단계를 포함한다. 복수의 인접한 코일의 각각은 충전 코일에 인접하는 충전 표면 내에 위치한다. 복수의 인접한 코일은 하나 이상의 장치 발견 절차에 참여하는 것으로부터 배제될 수 있다. 충전 장치는 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일에 충전 전류를 제공하는 것을 억제할 수 있다.
Description
본 출원은 2020년 11월 18일 미국 특허청에 제출된 가출원 번호 16/952,055, 2019년 11월 20일 미국 특허청에 제출된 가출원 번호 62/938,308, 2020년 8월 16일에 미국 특허청에 제출된 가출원 번호 63/066,315의 우선권과 이득을 주장하며, 이들 출원의 전체 내용은 그 전체가 모든 적용가능한 목적을 위해 이하에서 전체 제시되는 것처럼 참조로서 여기에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 모바일 컴퓨팅 장치의 배터리를 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것으로, 특히, 무선 충전 장치가 제2 장치를 능동적으로 충전하는 동안 제1 장치를 찾기(locate) 위해 무선 충전 장치에 의해 사용되는 핑(ping)으로부터의 간섭의 방지에 관한 것이다.
무선 충전 시스템은 물리적 충전 연결을 사용하지 않고 어떤 유형의 장치가 내부 배터리를 충전하도록 배치되어 왔다. 무선 충전을 이용할 수 있는 장치는 모바일 프로세싱 장치 및 모바일 통신 장치를 포함한다. 무선 전력 컨소시엄에 의해 정의된 Qi 등의 표준은 제1 공급자에 의해 제조된 장치가 제2 공급자에 의해 제조된 충전기를 이용하여 무선으로 충전될 수 있게 한다. 무선 충전 표준은 장치의 비교적 간단한 구성을 위해 최적화되고, 기본 충전 능력을 제공하는 경향이 있다.
종래의 무선 충전 시스템은 전형적으로 "핑(ping)" 또는 "디지털 핑(digital ping)"을 이용하여 수신 장치가 무선 충전을 위해 기지국 내의 송신 코일 상 또는 부근에 위치하는지를 결정한다. 송신기 코일은 인덕턴스(L)를 갖고, 공진 커패시터는 공진 LC 회로를 얻기 위해 송신 코일에 결합된 커패시턴스(C)를 갖는다. 핑은 전력을 공진 LC 회로에 전달함으로써 생산된다. 송신기가 수신 장치로부터의 응답을 듣는 동안 전력이 지속 기간(일 예에서, 90ms) 동안 인가된다. 응답은 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 이용하여 인코딩된 신호로 제공될 수 있다. 이 종래의 핑 기반 접근법은 90ms 지속 기간 때문에 느릴 수 있고, 많은 양의 에너지를 낭비할 수 있고, 이는 핑당 80mL에 이를 수 있다. 일 예에서, 전형적인 송신 기지국은 초당 (80 mJ * 12.5)의 소비 전력으로 초당 12.5회(주기 = 1/80ms)만큼 빠르게 핑할 수 있다. 실제로, 대부분의 디자인은 핑 레이트를 낮춤으로써 더 낮은 중단된(quiescent) 전력 드로우(power drawer)에 대한 응답성의 균형을 유지한다. 예로서, 송신기는 400mW의 결과적인 전력 드로우로 초당 5회 핑할 수 있다.
단일 송신 코일을 갖는 기지국은, 충전 가능 장치가 구축된 존재를 가지고 송신 코일을 통해 전력을 수신할 때 핑 기반 발견을 중단한다. 그러나, 멀티 코일 자유 위치(multi-coil free position) 충전 패드는 하나 이상의 충전 가능 장치가 충전 패드 상에 구축되고 상이한 충전 셀 또는 송신 코일을 통해 전력을 수신한 후 핑 기반 발견을 계속할 수 있다. 제1 송신 코일을 통해 새로 발견된 장치로 또는 움직이는 장치로 송신되는 핑은 충전 패드의 제2 송신 코일로부터 전력을 이미 수신하고 있는 주변 장치와 간섭할 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 코일로부터의 플럭스는 제2 송신 코일 또는 이미 구축된 충전 가능 장치 내의 수신 코일과 결합할 수 있다. 이 결합은 이미 구축된 충전 가능 장치와의 통신을 방해하고 이미 구축된 충전 가능 장치로 전달되는 전력을 변경할 수 있다.
무선 충전 능력의 개선은 멀티 코일 자유 위치 충전 패드 및 그 동작 조건의 계속적으로 증가하는 복잡성을 지원하도록 요구된다.
도 1은 여기에 개시된 소정의 태양에 따른 충전 표면 상에 제공될 수 있는 충전 셀의 예를 나타내는 도면.
도 2는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배치의 예를 나타내는 도면.
도 3은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 다수 층이 오버레이될 때 충전 셀의 배치의 예를 나타내는 도면.
도 4는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 구성되는 충전 셀의 다수 층을 채용하는 충전 장치에 의해 충전 표면 상에 제공되는 전력 전달 영역의 배치를 나타내는 도면.
도 5는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 나타내는 도면.
도 6은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 대한 응답의 제1 예를 나타내는 도면.
도 7은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 대한 응답의 제2 예를 나타내는 도면.
도 8은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 응답하여 관찰되는 차들의 예들을 나타내는 도면.
도 9는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 구현되는 무선 충전 장치에 의해 채용될 수 있는 전력 전달 관리 절차를 나타내는 플로우챠트.
도 10은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응된 무선 충전기에서 교류 구동을 지원하는 토폴로지를 나타내는 도면.
도 11은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 제공되는 충전 장치의 표면 상에 위치하는 충전 가능 장치에 대한 소정의 충전 구성을 나타내는 도면.
도 12는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 제공되는 충전 장치의 표면에 위치하는 충전 가능 장치에 대한 소정의 충전 구성에 의해 비활성화된 코일을 나타내는 도면.
도 13은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응되는 무선 충전 장치에 제공되는 컨트롤러에 의해 수행되는 오브젝트 검출 방법의 예를 나타내는 플로우챠트.
도 14는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 프로세싱 회로를 채용하는 장치의 일 예를 나타내는 도면.
도 2는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배치의 예를 나타내는 도면.
도 3은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 다수 층이 오버레이될 때 충전 셀의 배치의 예를 나타내는 도면.
도 4는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 구성되는 충전 셀의 다수 층을 채용하는 충전 장치에 의해 충전 표면 상에 제공되는 전력 전달 영역의 배치를 나타내는 도면.
도 5는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 나타내는 도면.
도 6은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 대한 응답의 제1 예를 나타내는 도면.
도 7은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 대한 응답의 제2 예를 나타내는 도면.
도 8은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 패시브 핑에 응답하여 관찰되는 차들의 예들을 나타내는 도면.
도 9는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 구현되는 무선 충전 장치에 의해 채용될 수 있는 전력 전달 관리 절차를 나타내는 플로우챠트.
도 10은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응된 무선 충전기에서 교류 구동을 지원하는 토폴로지를 나타내는 도면.
도 11은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 제공되는 충전 장치의 표면 상에 위치하는 충전 가능 장치에 대한 소정의 충전 구성을 나타내는 도면.
도 12는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 제공되는 충전 장치의 표면에 위치하는 충전 가능 장치에 대한 소정의 충전 구성에 의해 비활성화된 코일을 나타내는 도면.
도 13은 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응되는 무선 충전 장치에 제공되는 컨트롤러에 의해 수행되는 오브젝트 검출 방법의 예를 나타내는 플로우챠트.
도 14는 여기에 개시된 소정의 태양에 따라 적응될 수 있는 프로세싱 회로를 채용하는 장치의 일 예를 나타내는 도면.
첨부된 도면과 관련하여 아래에 설명된 상세한 설명은 다양한 구성의 설명으로 의도되며 여기에 설명된 개념이 실시될 수 있는 유일한 구성을 나타내도록 의도되지 않는다. 상세한 설명에는 다양한 개념에 대한 철저한 이해를 제공하기 위한 목적으로 구체적인 세부 사항이 포함되어 있다. 그러나, 이러한 개념이 이러한 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 어떤 경우에는 잘 알려진 구조와 구성 요소가 이러한 개념을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록 다이어그램 형식으로 표시된다.
이제, 다양한 장치 및 방법을 참조하여 무선 충전 시스템의 여러 양태가 제시될 것이다. 이러한 장치 및 방법은 다음의 상세한 설명에서 설명되고 다양한 블록, 모듈, 구성요소, 회로, 단계, 프로세스, 알고리즘 등(총칭하여 "요소(elements)")에 의해 첨부 도면에 예시될 것이다. 이러한 요소는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 요소가 하드웨어로 구현되는지 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약 조건에 따라 다르다.
예로서, 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소들의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "프로세싱 시스템"으로 구현될 수 있다. 프로세서의 예로는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), FPGA(Field Programmable Gate Array), PLD(Programmable Logic Device), 상태 머신(state machines), 게이트 로직, 개별 하드웨어 회로 및 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다양한 기능을 수행하도록 구성된 기타 적절한 하드웨어가 있다. 프로세싱 시스템의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어 등으로 지칭되든 간에, 명령, 명령 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 오브젝트, 실행 파일, 실행 스레드, 절차, 기능을 의미하는 것으로 광범위하게 해석된다. 소프트웨어는 프로세서 판독 가능 저장 매체에 상주할 수 있다. 여기에서 컴퓨터 판독가능 매체로도 지칭될 수 있는 프로세서 판독가능 저장 매체는 예를 들어 자기 저장 장치(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광 디스크(예를 들어, , 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD), 스마트 카드, 플래시 메모리 장치(예: 카드, 스틱, 키 드라이브), NFC(Near Field Communications) 토큰, RAM(Random Access Memory), ROM(read only memory), 프로그래머블 ROM(PROM), 소거 가능한 PROM(EPROM), 전기적으로 소거 가능한 PROM(EEPROM), 레지스터, 리무버블 디스크, 반송파, 전송 라인 및 소프트웨어를 저장하거나 전송하기 위한 기타 적절한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로세싱 시스템에 상주하거나 프로세싱 시스템 외부에 있거나 프로세싱 시스템을 포함하는 여러 엔티티에 걸쳐 분산될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 포장재에 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과된 전체 설계 제약에 따라 본 개시물 전체에 걸쳐 제시된 설명된 기능을 구현하는 최선의 방법을 인식할 것이다.
개요
본 개시물의 특정 양태들은 무선 충전 장치들 및 기술들에 적용가능한 시스템들, 장치 및 방법들에 관한 것이다. 무선 충전 장치에서, 충전 셀은 하나 이상의 장치를 무선으로 충전할 수 있는 충전 표면을 제공하기 위해 하나 이상의 유도 코일로 구성될 수 있다. 충전될 장치의 위치는 장치의 위치를 충전 표면 상의 알려진 위치를 중심으로 하는 물리적 특성의 변화와 연관시키는 감지 기술을 통해 감지될 수 있다. 위치 감지는 용량성, 저항성, 유도성, 터치, 압력, 부하, 변형(strain) 및/또는 다른 적절한 유형의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, 장치는 배터리 충전 파워 소스, 매트릭스로 구성된 복수의 충전 셀을 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 중첩없이 충전 표면에 인접하게 배치될 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 충전 장치의 충전 표면 내의 특정 기하학적 구조 또는 위치를 일치시킬 필요 없이 충전 장치에 제시된 타겟 장치를 충전할 수 있는 적층형 코일을 사용하여 무선 충전하기 위한 시스템들, 장치 및 방법들에 관한 것이다. 각각의 코일은 실질적으로 다각형인 형상을 가질 수 있다. 일 예에서, 각각의 코일은 육각형 형상을 가질 수 있다. 각 코일은 나선형으로 제공되는 와이어, 인쇄 회로 기판 트레이스 및/또는 기타 커넥터를 사용하여 구현될 수 있다. 각 코일은 절연체 또는 기판에 의해 분리된 2개 이상의 층에 걸쳐 있을 수 있어 서로 다른 층의 코일이 공통 축 주위에 중심을 둘 수 있다.
여기에 개시된 특정 양태에 따르면, 전력은 충전이 가능한 임의의 이산 배치 위치와 관계없이 임의로 정의된 크기 및/또는 형상을 가질 수 있는 충전 표면 상의 임의의 위치에 위치한 수신 장치에 무선으로 전송될 수 있다. 하나의 충전 표면 상에서 여러 장치가 동시에 충전될 수 있다. 충전 표면은 인쇄 회로 기판 기술을 사용하여 저렴한 비용으로 및/또는 컴팩트한 디자인으로 제조될 수 있다.
본 개시의 일 양태는 디지털 핑에 의해 야기되는 간섭을 방지하거나 제한하는 시스템들, 장치 및 방법들에 관한 것이다. 디지털 핑은 "액티브 핑"이라고도 하며 프로토콜 또는 표준에 따라 전송될 수 있다. 디지털 핑은 전자기 플럭스(electromagnetic flux)가 인접하거나 근처에 있는 충전 셀과 결합하도록 하기에 충분한 전력 레벨로 충전 셀에서 전송될 수 있다. 일례로, 디지털 핑의 일부로 전송된 전자기 플럭스가 무선 충전 장치의 충전 표면을 통해 전력을 능동적으로 전송하는 파일 전송 코일과 결합될 때 간섭이 발생할 수 있다. 다른 예에서, 디지털 핑의 일부로 전송된 전자기 플럭스가 무선 충전 장치의 충전 표면을 통해 전력을 수신하고 있는 장치의 전력 수신 코일과 결합될 때 간섭이 발생할 수 있다. 활발하게 전송하는 충전 셀 근처에 위치한 충전 셀을 장치 발견 절차의 참여로부터 배제함으로써 간섭을 피할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, 무선 충전 디바이스는, 충전 가능 디바이스가 충전 표면에 의해 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치된 것을 결정하고 충전 코일에 충전 전류를 제공하고 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접 코일을 동작으로부터 제외하도록 구성될 수 있다. 인접한 코일 각각은 충전 코일에 인접한 충전 표면 내에 위치된다. 디지털 핑을 포함하여, 하나 이상의 장치 발견 절차의 참여로부터 복수의 인접한 코일을 제외함으로써, 인접한 코일은, 동작에서 제외될 수 있다. 복수의 인접한 코일이 다른 충전 장치의 충전에 참여하는 것을 배제함으로써 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 수 있다.
충전 셀
여기에 개시된 특정 양태에 따르면, 충전 장치는 충전 표면에 인접하게 배치된 충전 셀을 사용하여 충전 표면을 제공할 수 있다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 충전 표면의 하나 이상의 층에 배치된다. 충전 셀은 코일에 인접한 충전 표면에 실질적으로 직교하는 축을 따라 자기장을 각각 유도할 수 있는 하나 이상의 코일을 사용하여 구현될 수 있다. 이 설명에서, 충전 셀은 하나 이상의 코일을 갖는 요소를 지칭할 수 있으며, 여기서 각 코일은, 충전 셀의 다른 코일에 의해 생성된 필드에 대해 가산적이며 공통축을 따라 또는 그에 근접하게 지향되는 전자기장을 생성하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 충전 셀은, 공통 축을 따라 적층되고/되거나 중첩되어 충전 표면에 실질적으로 직교하는 유도된 자기장에 기여하는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은, 충전 표면의 정의된 부분 내에 배열되고 충전 셀과 연관된 충전 표면의 실질적으로 직교하는 부분 내의 유도된 자기장에 기여하는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀들은, 동적으로 정의된 충전 셀에 포함된 코일들에 활성화 전류를 제공함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 충전 장치는 충전 표면을 가로질러 배치된 코일의 다중 스택을 포함할 수 있고, 충전 장치는 충전될 장치의 위치를 감지할 수 있고 코일 스택의 일부 조합을 선택하여 충전될 장치에 인접한 충전 셀을 제공할 수 있다. 일부 경우에, 충전 셀은 단일 코일을 포함하거나 단일 코일로 특성화될 수 있다. 그러나, 충전 셀은 다중 적층 코일 및/또는 다중 인접 코일 또는 코일 적층을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 코일은 여기에서 충전 코일, 무선 충전 코일, 송신기 코일, 송신 코일, 전력 송신 코일, 전력 송신기 코일 등으로 지칭될 수 있다.
도 1은 충전 장치의 충전 표면을 제공하도록 배치 및/또는 구성될 수 있는 충전 셀(100)의 예를 예시한다. 여기에 기재된 바와 같이, 충전 표면은 하나 이상의 기판(106) 상에 제공된 충전 셀(100)의 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 집적 회로(IC) 및/또는 개별 전자 컴포넌트를 포함하는 회로는 기판(106)의 하나 이상에 제공될 수 있다. 회로는 수신 장치에 전력을 전송하는 데 사용되는 코일에 제공되는 전류를 제어하는 데 사용되는 드라이버 및 스위치를 포함할 수 있다. 회로는 여기에 개시된 특정 기능을 수행하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 프로세서 및/또는 하나 이상의 컨트롤러를 포함하는 프로세싱 회로로서 구성될 수 있다. 일부 경우에, 프로세싱 회로의 일부 또는 전부가 충전 장치의 외부에 제공될 수 있다. 일부 경우에는, 전원이 충전 장치에 연결될 수 있다.
충전 셀(100)은 하나 이상의 장치가 충전을 위해 배치될 수 있는 충전 장치의 외부 표면 영역에 매우 근접하게 제공될 수 있다. 충전 장치는 다수의 경우의 충전 셀(100)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 충전 셀(100)은 하나 이상의 코일(102)을 둘러싸는 실질적으로 육각형 형상을 가지며, 이는 전력 전달 영역(104)에서 전자기장을 생성하기에 충분한 전류를 수신할 수 있는 도체, 와이어 또는 회로 기판 트레이스를 사용하여 구성될 수 있다. 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 또는 한계에 의해 및/또는 인쇄 회로 기판 기판과 같은 기판(106) 상의 충전 셀의 레이아웃을 최적화하기 위해 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 각각의 코일(102)은 나선형 구성의 와이어, 인쇄 회로 기판 트레이스 및/또는 다른 커넥터를 사용하여 구현될 수 있다. 각각의 충전 셀(100)은 절연체 또는 기판(106)에 의해 분리된 2개 이상의 층에 걸쳐 있을 수 있어 상이한 층의 코일(102)이 공통 축(108) 주위에 중심을 둘 수 있다.
도 2는 여기에 개시된 특정 양태들에 따라 적응될 수 있는 충전 장치의 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공된 충전 셀들(202)의 배열(200)의 예를 예시한다. 충전 셀(202)은 벌집 형상 패키징 구성에 따라 배열된다. 이 예에서, 충전 셀(202)은 중첩 없이 종단간(end-to-end)으로 배열된다. 이 배열은 관통 구멍 또는 와이어 상호 연결 없이 제공될 수 있다. 충전 셀(202)의 일부가 중첩되는 배열을 포함하는 다른 배열이 가능하다. 예를 들어, 2개 이상의 코일의 와이어가 어느 정도 인터리브될 수 있다.
도 3은 여기에 개시된 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 다수 층이 오버레이될 때 2개의 관점(300, 310)으로부터의 충전 셀의 배열의 예를 도시한다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 충전 표면의 세그먼트 내에 제공된다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 각 층 내의 충전 셀은 벌집 형상 패키징 구성에 따라 배열된다. 일 예에서, 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 4개 이상의 층을 갖는 인쇄 회로 기판 상에 형성될 수 있다. 충전 셀(100)의 배열은 도시된 세그먼트에 인접한 지정된 충전 영역의 완전한 커버리지를 제공하도록 선택될 수 있다.
도 4는 여기에 개시된 특정 양태에 따라 구성된 충전 셀의 다수 층을 채용하는 충전 표면(400)에 제공된 전력 전달 영역의 배열을 예시한다. 도시된 충전 표면은 도 3의 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층에 대응할 수 있는 충전 셀(402, 404, 406, 408)의 4개의 층으로 구성된다. 도 4에서, 충전 셀(402)의 제1 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L1"으로 표시되고, 충전 셀(404)의 제2 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L2"로 표시되며, 충전 셀(406)의 제3 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L3"으로 표시되고, 충전 셀(408)의 제4 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전송 영역은 "L4"로 표시된다.
충전 표면 상의 장치의 위치 찾기
여기에 개시된 특정 양태에 따르면, 위치 감지는 충전 셀에서 코일을 형성하는 전기 도체의 일부 특성의 변화에 의존할 수 있다. 전기 도체의 특성에서 측정 가능한 차이는 커패시턴스, 저항, 인덕턴스 및/또는 온도를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충전 표면의 로딩은 로딩의 지점 근처에 위치한 코일의 측정 가능한 저항에 영향을 미칠 수 있습니다. 일부 구현예에서, 터치, 압력, 로드 및/또는 변형(stain)의 변화를 감지하여 위치 감지를 가능하게 하도록 센서가 제공될 수 있다.
여기에 개시된 특정 양태는 충전 표면 상에 자유롭게 위치된 장치의 위치를 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 위치 감지는 충전 셀에서 코일의 커패시턴스의 변화를 감지할 수 있는 저전력 차동 용량 감지 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 차동 용량 감지는 먼저 두 개의 인접한 코일을 정전용량 감지 회로에 연결하여 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이 두 코일을 사용하여, 회로는 하나 이상의 알려진 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정한다. 제1 방법은, 정전류 파형을 인가하는 단계 및 측정 회로에 의해 감지된 전압의 변화를 기반으로 커패시턴스를 계산하는 방법을 포함한다. 커패시턴스 계산은 다음 식에 기반할 수 있다.
Q=C * V,
Q=I * t.
지정된 시간(t) 동안 알려진 정전류(I)를 소싱(sourcing)하여 알려진 전하가 전달(Q)되면, 전압(V)의 측정값은 커패시턴스(C)를 계산하는데 사용될 수 있다. 측정된 커패시턴스는 마지막으로 기록된 측정값과 비교될 수 있다. 커패시턴스의 특정 변화는 시스템이 변경되었음을 나타낼 만큼 충분히 중요하므로 어떤 것이 시스템의 일부가 된 것을 감지할 수 있다(예: 충전 가능한 무선 전화).
커패시턴스의 변화는 RC 시정수를 사용하여 측정될 수 있다. 일정하게 변화하는 구형파 신호는 알려진 저항(R)과 알려지지 않은 커패시턴스(C 또는 Cx)에 걸쳐 적용될 수 있다. 충전/방전 시간은 타이머와 비교기를 사용하여 측정될 수 있다. 시정수 식을 사용하여 커패시턴스를 계산할 수 있다.
검색이 충전 표면 상의 잠재적인 장치 배치를 식별하면, 충전 장치는 충전 셀, 충전 셀의 조합 및/또는 충전 표면 상에 배치된 장치를 충전하기 위하여 활성화될 코일의 조합을 식별하기 위하여 핑 절차를 시작할 수 있다. 핑 절차는 충전될 장치가 충전 장치와 호환되는 것을 확인하고, 핑을 전송하는 데 사용되는 코일이 요청된 또는 원하는 충전 절차에 가장 적합한 위치에 있는지 여부를 나타내는 신호 강도를 식별할 수 있다.
장치가 무선 충전 장치로부터 충전을 수신하도록 구성되도록 확고히 하기 위해 핑을 사용하기 전에 다중 코일의 자유 위치 충전 패드 위 또는 근처에 배치된 장치의 위치를 찾기 위해 검색이 수행될 때 상당한 전력 절감이 달성될 수 있다. 검색에서 장치가 감지될 때까지 핑을 제공하지 않고 감지된 장치에 근접하게 배치되고 검지된 장치와의 전자기 충전 연결을 확립할 수 있을 것 같은 전송 코일로의 핑 전송을 제한하여, 전력 소비를 절감할 수 있다.
무선 충전 장치는 종래의 핑 전송을 대체 및/또는 보완할 수 있는 저전력 발견 기술을 지원하기 위해 여기에 개시된 특정 양태에 따라 적응될 수 있다. 종래의 핑은 기지국의 송신 코일을 포함하는 공진 LC 회로를 구동함으로써 생성된다. 그런 다음 기지국은 수신 장치로부터 ASK 변조된 응답을 기다린다. 수신 장치는 변조될 신호에 따라 반응 성분을 수정함으로써 공진 회로의 전류 또는 전압을 변조할 수 있다.
저전력 발견 기술은 빠른 및/또는 저전력 발견을 제공하기 위해 패시브 핑을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 특정 양태들에 따르면, 패시브 핑은, 소량의 에너지를 포함하는 고속 펄스를 갖는 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크를 구동함으로써 생성될 수 있다. 고속 펄스는 공진 LC 회로를 여기시키고 주입된 에너지가 감쇠되어 소멸될 때까지 네트워크가 고유한 공진 주파수에서 진동하도록 한다. 일 예에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 절반 주기에 대응하는 지속기간을 가질 수 있다. 기지국이 100kHz 내지 200kHz 주파수 범위 내의 전력의 무선 전송을 위해 구성되는 경우, 고속 펄스의 지속 시간은 2.5μs 미만일 수 있다. 다른 예들에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 다중 사이클에 대응하는 지속기간을 가질 수 있다.
패시브 핑은 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크가 링잉(ring)하는 고유 주파수 및 네트워크의 에너지 감쇠율에 기초하여 특성화 및/또는 구성될 수 있다. 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 링잉 주파수는 다음과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
감쇠율은, 다음과 같이 정의된 바와 같이, 발진기 네트워크의 품질 인자(Q 인자)에 의해 제어된다.
[수학식 2]
수학식 1 및 2는, 공진 주파수가 L 및 C에 의해 영향을 받는 반면 Q 인자는 L, C 및 R에 의해 영향을 받는다는 것을 보여준다. 여기에 개시된 특정 양태에 따라 제공된 기지국에서, 무선 드라이버는 공진 커패시터의 선택에 의해 결정된 바와 같이 C의 고정 값을 가질 수 있다. L과 R의 값은 무선 송신 코일에 의해, 그리고 무선 송신 코일에 인접하게 배치된 오브젝트 또는 장치에 의해 결정된다.
무선 송신 코일은, 송신 코일에 매우 근접하게 배치된 충전될 디바이스의 수신 코일과 자기적으로 결합되고, 그 에너지의 일부를 충전될 디바이스에 결합하도록 구성된다. 송신기 회로의 L 및 R 값은 충전될 장치의 특성 및/또는 송신 코일에 근접한 다른 오브젝트에 의해 영향받을 수 있다. 예를 들어, 송신기 코일 근처에 배치된 투자율이 높은 철 재료 조각이 송신기 코일의 총 인덕턴스(L)를 증가시켜, 수학식 1과 같이 공진 주파수가 낮아질 수 있다. 일부 에너지는 와전류 유도로 인한 재료의 가열을 통해 손실되며, 이러한 손실은 수학식 2와 같이 R 값이 증가하여 Q 계수를 낮추는 것으로 특징지어질 수 있다.
송신기 코일에 매우 근접하게 배치된 무선 수신기는 또한 Q 인자 및 공진 주파수에 영향을 줄 수 있다. 수신기는 더 낮은 Q 인자를 갖는 송신기 코일을 초래할 수 있는 높은 Q를 갖는 동조된 LC 네트워크를 포함할 수 있다. 송신기 코일의 공진 주파수는 현재 전체 자기 시스템의 일부인 수신기에 자성 재료를 추가하기 때문에 감소될 수 있다. 표 1은 송신기 코일에 매우 근접한 위치에 있는 다양한 유형의 오브젝트에 기인하는 특정 효과를 보여준다.
| 오브젝트 | L | R | Q | 주파수 |
| 존재하지 않음 | 베이스 값 | 베이스 값 | 베이스 값 (하이) | 베이스 값 |
| 철 함유 | 작은 증가 | 큰 증가 | 큰 감소 | 작은 감소 |
| 철 함휴하지 않음 | 작은 감소 | 큰 증가 | 큰 감소 | 작은 증가 |
| 무선 수신기 | 큰 증가 | 작은 감소 | 작은 감소 | 큰 감소 |
도 5는 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(500)를 예시한다. 컨트롤러(502)는 컨디셔닝 회로(508)에 의해 필터링되거나 프로세싱되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러는 커패시터(512) 및 인덕터(514)를 포함하는 공진 회로(506)에 교류를 제공하는 드라이버 회로(504)의 동작을 제어할 수 있다. 공진 회로(506)는 또한 여기에서 탱크 회로, LC 탱크 회로, 또는 LC 탱크로 지칭될 수 있고, 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 측정된 전압(516)은 탱크 전압으로 지칭될 수 있다.
무선 송신기(500)는 호환 가능한 장치가 충전 표면에 배치되었는지를 결정하기 위해 충전 장치에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전 장치는 무선 송신기(500)를 통해 간헐적인 테스트 신호(액티브 핑 또는 디지털 핑)를 전송함으로써 호환 장치가 충전 표면에 배치되었음을 결정할 수 있으며, 여기서, 호환 장치가 테스트 신호에 응답하거나 테스트 신호의 특성을 수정하면, 공진 회로(506)는 인코딩된 신호를 검출하거나 수신할 수 있다. 일부 예들에서, 충전 장치는 표준, 조약(convention), 제조자 또는 애플리케이션에 의해 정의된 응답 신호를 수신한 후 적어도 하나의 충전 셀에서 하나 이상의 코일을 활성화하도록 구성될 수도 있다. 일부 예들에서, 호환 장치는 수신된 신호 세기를 통신함으로써 핑에 응답하여, 충전 장치가 호환 장치를 충전하기 위해 사용될 최적의 충전 셀을 찾도록 할 수 있다.
패시브 핑 기술은 LC 노드(510)에서 측정되거나 관찰된 전압 또는 전류를 사용하여 여기에 개시된 특정 양태에 따라 적응된 디바이스의 충전 패드에 근접한 수신 코일의 존재를 식별할 수 있다. 많은 종래의 무선 충전기 송신기에서, LC 노드(510)에서 전압을 측정하거나 LC 네트워크에서 전류를 측정하기 위해 회로가 제공된다. 이러한 전압 및 전류는 전력 조절 목적으로 또는 장치 간의 통신을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다. 도 5에 도시된 예에서, LC 노드(510)에서의 전압이 모니터링되지만, 짧은 펄스가 공진 회로(506)에 제공되는 패시브 핑을 지원하기 위해 전류가 추가적으로 또는 대안적으로 모니터링될 수 있음이 고려된다. 패시브 핑에 대한 공진 회로(506)의 응답(초기 전압 V0)은 다음과 같이 LC 노드(510)에서의 전압(VLC)으로 표시될 수 있다.
[수학식 3]
여기에 개시된 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀의 코일은 호환 장치를 충전하기 위한 최적의 전자기장을 제공하도록 선택적으로 활성화될 수 있다. 충전 구성은 발견된 충전 가능 장치를 충전하는 데 사용하기 위해 선택된 충전 셀 또는 충전 코일을 정의할 수 있고, 선택된 충전 셀 또는 충전 코일에 제공될 충전 전류의 진폭, 상대 위상 시프트 및 극성을 정의할 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 충전 코일이 각 충전 셀에 할당될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있다. 후자의 경우, 최적의 충전 구성이 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 예에서, 충전 셀은 충전 장치의 표면 상의 충전될 장치의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에는, 각 충전 이벤트에 대해 활성화된 코일의 조합이 다를 수 있다. 일부 구현들에서, 충전 장치는 충전 이벤트 동안 활성화를 위해 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리 정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 6은 패시브 핑에 대한 응답(600)이 수학식 3에 따라 감쇠하는 제1 예를 도시한다. 시간 t = 0에서의 여기 펄스 이후, 전압 및/또는 전류는 수학식 1에 의해 정의된 공진 주파수에서 수학식 3에 의해 정의된 감쇠율로 발진하는 것으로 보인다. 발진의 제1 주기는 전압 레벨 V0에서 시작하고 VLC는 Q 인자와 ω에 의해 제어되는 바와 같이 계속해서 0으로 감쇠한다. 도 6에 도시된 예는 오브젝트가 없거나 충전 패드에 근접하지 않을 때 일반적인 개방 또는 무부하 응답을 나타낸다. 도 6에서, Q 계수의 값은 20으로 가정한다.
도 7은 패시브 핑에 대한 응답(700)이 수학식 3에 따라 감쇠하는 제2 예를 도시한다. 시간 t = 0에서의 여기 펄스 이후, 전압 및/또는 전류는 수학식 1에 의해 정의된 공진 주파수에서 수학식 3에 의해 정의된 감쇠율로 발진하는 것으로 보인다. 발진의 제1 주기는 전압 레벨 V0에서 시작하고 VLC는 Q 인자와 ω에 의해 제어되는 바와 같이 계속해서 0으로 감쇠한다. 도 7에 도시된 예는 오브젝트가 존재하거나 충전 패드에 근접하여 코일을 로드할 때의 로딩된 응답을 나타낸다. 도 6에서, Q 계수는 7의 값을 갖는다. VLC는 응답(600)에 대해 응답(700)에서 더 높은 주파수에서 진동한다
도 8은 응답(800, 820, 840)의 차이가 관찰될 수 있는 예의 세트를 도시한다. 패시브 핑은, 드라이버 회로(504)가 2.5㎲보다 짧은 펄스를 사용하여 공진 회로(506)를 여기시킬 때 개시된다. 송신기 상에 배치된 상이한 유형의 무선 수신기 및 외부 오브젝트(foreign object)는 LC 노드(510)에서의 전압 또는 송신기의 공진 회로(506)에서의 전류에서 관찰가능한 상이한 응답을 초래한다. 차이는 V0의 발진의 공진 회로(506) 주파수의 Q 인자의 변화를 나타낼 수 있다. 표 2는 열린 상태와 관련하여 충전 패드에 놓인 오브젝트의 특정 예를 보여준다.
| 오브젝트 | 주파수 | V peak (mV) | 50% 감쇠 사이클 | Q 인자 |
| 존재하지 않음 | 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 |
| 정렬되지 않은 타입-3 수신기 | 210.40 kHz | 110 mV | 2.0 | 9.060 |
| 철 오브젝트 | 93.80 kHz | 110 mV | 2.0 | 9.060 |
| 비철 오브젝트 | 100.30 kHz | 102 mV | 1.5 | 6.795 |
표 2에서, Q 인자는 다음과 같이 산출될 수 있다.
[수학식 3]
여기서, N은 진폭이 0.5 V0 미만으로 떨어질때까지 여기(excitation)로부터의 사이클 수이다.
선택적으로 활성화하는 코일
여기에 개시된 특정 양태 들에 따르면, 하나 이상의 충전 셀들 내의 송신 코일들은 호환 장치를 충전하기 위한 최적의 전자기장을 제공하도록 선택적으로 활성화될 수 있다. 일부 경우에, 송신 코일은 충전 셀에 할당될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 겹칠 수 있다. 후자의 경우, 최적의 충전 구성이 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 예들에서, 충전 셀들은 충전 표면 상에 충전될 디바이스의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에는, 충전 이벤트마다 활성화된 코일의 조합이 다를 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 장치는 충전 이벤트 동안 활성화를 위해 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리 정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 9는 여기에 개시된 특정 양태들에 따라 구현되는 무선 충전 장치에 의해 채용될 수 있는 다중 감지 및/또는 질문(interrogation) 기술을 포함하는 전력 전달 관리 절차를 예시하는 흐름도(900)이다. 절차는 주기적으로 개시될 수 있고, 어떤 경우에는 무선 충전 장치가 저전력 또는 슬립(sleep) 상태를 종료한 후에 개시될 수 있다. 일 예에서, 절차는 충전 패드 상의 장치의 배치에 대한 서브-초 응답을 제공하도록 계산된 주파수에서 반복될 수 있다. 절차의 첫 번째 실행 동안 및/또는 충전 패드에 놓인 장치의 충전이 완료된 후 오류 조건이 감지된 경우 절차가 다시 시작될 수 있다.
블록(902)에서, 컨트롤러는 정전용량 근접 감지를 사용하여 초기 탐색을 수행할 수 있다. 정전용량 근접 감지는 낮은 전력 소모로 신속하게 수행될 수 있다. 일 예에서, 정전용량 근접 감지는 반복적으로 수행될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 전송 코일은 각 반복에서 테스트된다. 각 반복에서 테스트되는 전송 코일의 수는 컨트롤러에 이용가능한 감지 회로의 수에 따라 결정될 수 있다. 블록(904)에서, 컨트롤러는 정전용량 근접 감지가 송신 코일들 중 하나에 근접한 오브젝트의 존재 또는 잠재적 존재를 검출했는지 여부를 결정할 수 있다. 정전용량 근접 감지에 의해 오브젝트가 검출되지 않으면, 컨트롤러는 블록(924)에서 충전 디바이스가 저전력, 유휴 및/또는 슬립 상태에 들어가게 할 수 있다. 오브젝트가 검출된 경우, 컨트롤러는 블록(906)에서 패시브 핑 감지를 개시할 수 있다.
블록(906)에서, 컨트롤러는 (정전용량 감지가 사용되지 않는 경우) 감지하거나 하나 이상의 (N) 송신 코일 근처에 있는 오브젝트의 존재를 확인하고/하거나 근접하게 위치하는 오브젝트의 특성을 평가하기 위해 패시브 핑 감지를 개시할 수 있다. 패시브 핑 감지는 비슷한 양의 전력을 소비할 수 있지만 정전용량 근접 감지보다 시간이 더 오래 걸린다. 일 예에서, 각 패시브 핑은 약 100μs에 완료될 수 있으며 0.25μJ를 소모할 수 있다. 정전용량 근접 감지에 의해 관심 대상으로 식별된 각 전송 코일에 패시브 핑이 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 패시브 핑은 정전용량 근접 감지에 의해 관심 대상인 것으로 식별된 각각의 송신 코일 근처에 위치된 송신 코일들의 그룹에 제공될 수 있고, 그룹화는 오버레이된 송신 코일들을 포함할 수 있다. 블록(908)에서, 컨트롤러는 패시브 핑 감지가 잠재적으로 충전 가능한 장치가 수신 코일을 포함할 수 있는 송신 코일 중 하나에 근접한 잠재적으로 충전 가능 장치의 존재를 검출했는지 여부를 결정할 수 있다. 잠재적으로 충전 가능 장치가 감지되면, 컨트롤러는 블록(910)에서 액티브 디지털 핑 감지를 시작할 수 있다. 잠재적으로 충전 가능한 장치가 감지되지 않은 경우, 패시브 핑 감지는 모든 코일이 테스트될 때까지 및/또는 컨트롤러가 패시브 핑 감지를 종료할 때까지 블록 (906)에서 계속될 수 있다. 잠재적으로 충전 가능한 장치가 검출되지 않은 경우, N개의 코일에서 다음 코일을 테스트하기 위해 패시브 핑 감지가 블록(1306)에서 계속될 수 있다. 패시브 핑 감지는 결정 블록(1308)에 의해 도시된 바와 같이 모든 N 코일이 테스트될 때까지 계속된다. 일 예에서, 컨트롤러는 모든 송신 코일이 테스트된 후에 패시브 핑 감지를 종료한다. 패시브 핑 감지가 잠재적으로 충전 가능한 장치를 찾지 못하면, 컨트롤러가 충전 장치를 저전력, 유휴 및/또는 슬립 상태로 전환할 수 있다. 일부 구현예에서, 패시브 핑 감지는 잠재적으로 충전 가능한 장치가 감지될 때 일시 중지되어 액티브 핑이 잠재적으로 충전 가능한 장치를 조사(interrogate)하는 데 사용될 수 있습니다. 액티브 핑의 결과를 얻은 후 패시브 핑 감지를 재개할 수 있다.
블록(910)에서, 컨트롤러는 잠재적으로 충전 가능한 장치를 조사하기 위해 액티브 핑을 사용할 수 있다. 액티브 핑은 패시브 핑 감지에 의해 식별된 송신 코일에 제공될 수 있다. 일 예에서, 표준 정의 액티브 핑 교환은 약 90ms 내에 완료될 수 있고 80mJ를 소비할 수 있다. 잠재적으로 충전 가능한 장치와 관련된 각 전송 코일에 액티브 핑이 제공될 수 있다.
블록(912)에서, 컨트롤러는 충전 가능 장치를 추가로 식별 및 구성할 수 있다. 블록(910)에서 제공되는 액티브 핑은 충전 가능 장치를 식별하는 정보를 포함하는 응답을 전송하도록 충전 가능 장치를 자극하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 컨트롤러는 패시브 핑에 의해 검출된 잠재적으로 충전 가능한 장치를 식별하거나 구성하는 데 실패할 수 있고, 컨트롤러는 블록(906)에서 패시브 핑에 기초하여 검색을 재개할 수 있다. 블록(914)에서, 컨트롤러는 베이스라인 충전 프로파일 또는 협상된 충전 프로필이 식별된 충전 가능 장치를 충전하는데 사용되어야 하는지를 결정할 수 있다. 베이스라인 또는 디폴트 충전 프로파일은 표준에 의해 정의될 수 있다. 일 예에서, 베이스라인 프로파일은 충전 전력을 5W로 제한한다. 다른 예에서, 협상된 충전 프로파일은 최대 15W에서 충전이 진행되도록 할 수 있다. 베이스라인 충전 프로파일이 선택되면, 컨트롤러는 블록(920)에서 전력 전송(충전)을 시작할 수 있다.
블록(916)에서, 컨트롤러는 전력 전달을 최적화할 수 있는 표준 정의 협상 및 칼리브레이션 프로세스를 개시할 수 있다. 컨트롤러는 베이스라인 충전 프로파일에 대해 정의된 전력 프로파일과 상이한 확장된 전력 프로파일을 결정하기 위해 충전 가능 장치와 협상할 수 있다. 컨트롤러는 협상 및 칼리브레이션 프로세스가 실패했다고 블록(918)에서 결정할 수 있고 전력 전달 관리 절차를 종료할 수 있다. 컨트롤러가 협상 및 칼리브레이션 프로세스가 성공했다고 블록 918에서 결정할 때, 협상된 프로파일에 따른 충전은 블록(920)에서 시작될 수 있다.
블록(922)에서, 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 경우에 따라, 협상된 프로필이 전력 전달을 제어하는데 사용될 때 오류가 감지될 수 있다. 후자의 경우에, 컨트롤러는 블록 (916)에서 프로파일을 재협상 및/또는 재구성하도록 시도할 수 있다. 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료되었을 때 전력 전달 관리 절차를 종료할 수 있다.
일부 예들에서, 정전용량 근접 감지 또는 패시브 핑 감지를 사용하는 초기 탐색은 도 9에 예시된 전력 전달 관리 절차로부터 우회되거나 생략될 수 있다. 일부 예에서, 다른 감지 기술이 오브젝트 또는 충전 가능한 장치의 존재를 감지하는데 사용될 수 있습니다. 다른 기술은 예를 들어 센서의 사용을 포함할 수 있다.
여기에 개시된 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀의 코일은 호환 장치를 충전하기 위한 최적의 전자기장을 제공하도록 선택적으로 활성화될 수 있다. 어떤 경우에는, 코일이 충전 셀에 할당될 수 있고 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있습니다. 후자의 경우, 최적의 충전 구성이 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 예에서, 충전 셀은 무선 충전 장치의 충전 표면 상의 충전될 장치의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에는, 각 충전 이벤트에 대해 활성화된 코일의 조합이 다를 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 장치는 충전 이벤트 동안 활성화를 위해 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리 정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 10은 각각의 코일 또는 충전 셀이 여기에 개시된 특정 양태들에 따라 드라이버 회로(1002)에 의해 개별적으로 및/또는 직접 구동되는 토폴로지(1000)를 예시한다. 드라이버 회로(1002)는 수신 장치를 충전하기 위해 코일(1004)의 그룹으로부터 하나 이상의 코일 또는 충전 셀(100)을 선택하도록 구성될 수 있다. 충전 셀(100)과 관련하여 여기에 개시된 개념은 개별 코일 또는 코일 스택의 선택적인 활성화에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 사용되지 않는 충전 셀(100)은 전류 흐름을 수신하지 않는다. 비교적 많은 수의 충전 셀(100)이 사용 중일 수 있고 개별 코일 또는 코일 그룹을 구동하기 위해 스위칭 매트릭스가 채용될 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 15 참조)는 충전 셀 및/또는 선택된 코일 그룹을 활성화하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 코일에 대한 직접 구동의 이용가능성은 충전 장치가 코일의 서로 다른 그룹을 통해 핑을 동시에 전송할 수 있도록 할 수 있다.
도 11은 충전 이벤트에 대해 활성화된 충전 코일의 조합을 결정할 수 있는 충전 표면 및 충전 가능 장치(1102)의 가능한 구성(1100, 1120, 1130, 1140)을 예시한다. 예시된 예에서, 충전 가능 장치(1102)는 충전 표면의 충전 코일(또는 충전 셀)과 유사한 크기의 면적을 갖는다. 제1 및 제2 구성(1100, 1120)에서, 충전 가능 장치(1102)는 단일 충전 코일(1104)보다 크다. 충전 코일(1104, 1106, 1108, 1110)의 기하학적 구조 및 배열에 기초하여, 충전 가능 장치(1102)는 인접한 충전 코일을 물리적으로 덮을 수 있다. 제3 구성(1130) 및 제4 구성(1140)에서, 예를 들어 충전 가능 장치(1102)는 단일 충전 코일(1108)과 실질적으로 중첩되고 다수의 다른 충전 코일(1104, 1106, 1110)을 부분적으로 덮도록 배치되었다. 충전 가능 장치(1102)가 충전 코일(1108) 위의 자신의 존재를 확립하고 충전 코일(1108)로부터 전력을 수신하는 경우, 인접한 충전 코일(1104, 1106, 1110)은 전자기 플럭스의 간섭으로 인해 다른 장치를 충전하는 데 사용될 수 없을 수 있다. 일부 경우에, 전자기 플럭스의 변조를 통해 제1 충전 가능 장치에 의해 제1 충전 셀에 전송된 구성 정보는 제2 충전 셀에 의해 수신되어 제2 충전 가능 장치에 대한 구성 정보로 잘못 해석될 수 있다. 후자의 예에서, 제2 충전 가능 장치가 제1 충전 가능 장치에 의해 요청된 전력 레벨을 처리할 수 없을 때 비효율적인 전력 전달이 발생할 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 충전 동안 인접한 충전 코일(1104, 1106, 1110)이 충전 가능 장치(1102)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 일부 예에서, 인접한 충전 코일(1104, 1106, 1110)은 다른 장치를 충전하기 위해 표시되거나 사용할 수 없는 것으로 간주될 수 있다. 일부 예들에서, 인접한 충전 코일들(1104, 1106, 1110)은 장치 발견 절차들에 참여하는 것이 차단될 수 있다. 일 예에서, 인접한 충전 코일(1104, 1106, 1110)은 차동 용량 감지, 수동 핑 및/또는 액티브 핑 절차로부터 제외될 수 있다. 다른 예에서, 차동 용량 감지, 수동 핑 및/또는 액티브 핑 절차를 시작할 때 인접한 충전 코일(1104, 1106, 1110)에 대해 네가티브 결과가 미리 구성될 수 있다. 발견 절차로부터의 인접 충전 코일(1104, 1106, 1110)의 사전 구성 및/또는 차단은 충전 구성의 액티브 충전 셀에 인접 충전 코일(1104, 1106, 1110)이 포함되는 것을 방지할 수 있다.
본 개시물의 일 양태에서, 인접한 충전 코일들(1104, 1106, 1110)은 액티브 핑 발견 절차에서 제외될 수 있다. 액티브 핑 발견 동안, 충전 시스템은 충전 가능 장치(1102)를 검출하기 위한 시도에서 사전 정의되고 사전 구성된 병렬, 순차, 의사랜덤 또는 랜덤 시퀀스로 모든 코일을 핑하거나 스캔할 수 있다. 초기 구성(1130)에서, 충전 표면의 모든 충전 코일은 충전에 사용되도록 이용가능하다. 제4 구성(1140)에서, 충전 가능 장치(1102)의 존재가 확립되었고 충전 가능 장치(1102)는 최적으로 위치된 충전 코일(1108)에 의해 충전되고 있다. 제4 구성(1140)에서, 사용 불가능한 인접 충전 코일(1104, 1106, 1110)은 최적으로 배치된 충전 코일(1108)이 충전 가능 장치(1102)와의 충전 계약에서 해제될 때까지 차단된다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 임의의 개수의 충전 코일이 충전 가능 장치 주위에서 차단될 수 있다. 도 12는 무선 충전 장치(1202, 1222)가 충전 중일 때 발견 목적을 위해 특정 코일이 사용될 수 없거나 차단되는 무선 충전 장치의 표면 상의 충전 장치(1202, 1222)의 구성(1200, 1220)을 예시한다. 사용될 수 없는 충전 코일의 수 및 위치는 충전 가능 장치(1202, 1222)에 대한 충전 구성에 의해 정의될 수 있고 충전 가능 장치(1202, 1222)를 충전하기 위해 최적으로 위치되거나 선택되는 충전 코일(1210, 1228)의 유형, 무선 충전 장치와 충전 가능 장치(1202, 1222) 사이에 협상된 충전 계약 또는 구성, 및 무선 충전 장치 표면의 토폴로지 또는 구성에 따라 달라질 수 있다. 제1 구성(1200)에서, 액티브 충전 코일(1210)에 인접한 충전 코일(1206, 1208)의 2개의 동심 링이 차단되거나 비활성화된다. 충전 코일의 동심 링은 액티브 충전 코일(1210)과 동심인 원 위 또는 내부에 있는 충전 코일을 포함할 수 있다. 충전 코일(1204)의 차단되거나 비활성화된 동심 링의 수는 액티브 충전 코일(1210)을 통해 또는 잠재적으로 다른 충전 코일(1204)을 통해 전송될 수 있는 최대 충전 전력, 구성된 충전 전력 또는 축소된 충전 전력에 기초하여 또는 다른 이유로 선택될 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 장치가 더 적은 수의 더 큰 코일을 가질 때보다 무선 충전 장치가 많은 더 작은 충전 코일을 가질 때 더 많은 수의 충전 코일의 동심원 링이 차단될 수 있다.
제2 구성(1220)에서, 무선 충전 장치는 충전 표면 상의 충전 가능 장치(1222)의 에지를 검출할 수 있는 감지 기술을 채용한다. 다른 예에서, 충전 가능 장치(1222)의 윤곽은 용량성 감지, 유도성 감지, 압력, Q-인자 측정 또는 임의의 다른 적절한 장치 위치 지정 기술을 사용하여 검출될 수 있다. 예시된 예에서, 충전 가능 장치(1222)는 가늘고 긴 형상을 갖고, 차단된 충전 코일의 동심원의 수는 에지 검출이 이용 불가능하거나 사용되지 않을 때 비효율적인 트레이드오프에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 장치, 비대칭 윤곽이 있는 장치 및 더 작은 장치에 대해 적절한 보호를 제공하기 위해 절충이 이루어질 수 있다. 본 개시의 특정 양태들에 따르면, 에지 검출은, 액티브 코일(1228)이 충전 가능 장치의 윤곽의 실질적으로 중앙에 위치될 때 충전 가능 장치(1222)의 윤곽 또는 풋프린트에 인접한 충전 코일들(1226)의 차단을 가능하게 할 수 있다. 충전 가능 장치(1222)의 풋프린트는 충전 가능 장치(1222)에 의한 충전 표면의 투영된 커버리지를 참조할 수 있는 반면, 충전 가능 장치(1222)의 윤곽은 충전 장치에 평평하게 놓였을 때 충전 가능 장치(1222)의 물리적 가장자리에 의해 정의될 수 있다. 충전 가능 장치(1222)에 바로 인접한 충전 코일(1224, 1230)은 액티브 코일(1228)로부터의 거리에 관계없이 차단될 수 있다. 후자의 예에서, 에지 감지 기술의 사용은, 충전 가능 장치(1222)가 인접한 충전 코일의 고정된 수의 동심 링을 잠금으로써 최적으로 보호될 수 없는 비대칭 윤곽을 가질 때 충전 가능 장치(1222)를 간섭으로부터 보호할 수 있다.
특정 구현예에서, 충전 가능 장치는 2개 이상의 액티브 코일로부터 전력을 수신할 수 있다. 일 예에서, 충전 가능 장치는 충전 표면에 대해 상대적으로 큰 풋프린트를 가질 수 있고, 전력을 수신하기 위해 다수의 충전 코일과 맞물릴 수 있는 다수의 수신 코일을 가질 수 있다. 다른 예에서, 충전 가능 장치의 수신 코일은 2개 이상의 충전 코일로부터 실질적으로 등거리에 배치될 수 있고, 충전 구성이 정의될 수 있으며, 이에 의해 충전 표면의 2개 이상의 인접한 충전 코일은 충전 가능한 장치에 전력을 제공한다. 이들 예들에서, 배제 구역은 액티브 코일들 주위에 정의될 수 있어서 배제 구역 장치 내에 또는 이에 충돌하는 충전 코일들이 차단될 수 있다.
충전 가능 장치(1102, 1202, 1222) 아래에 있는 것으로 알려진 인접한 충전 코일 또는 충전 코일에 대한 제한된 장치 발견 및 충전 활동 차단을 사용하면 전력 드로우(draw)를 줄일 수 있는데, 충전 가능 장치의 풋프린트 밖에 있는 충전 코일 만이 충전 및/또는 발견 중에 전력을 사용 및/또는 소멸할 수 있기 때문이다. 감소된 전자기 서명을 얻을 수 있다. 예를 들어, 더 적은 수의 충전 코일이 장치 발견에 포함되면 전자기 복사를 줄일 수 있다. 어떤 경우에는 전자기 서명의 감소로 인해 충전 장치가 FCC(연방 통신 위원회) 및 Conformite Europeenne(유럽 적합성 또는 CE) 표준과 같은 규제 표준을 보다 쉽게 충족할 수 있다.
도 13은 충전 장치를 동작시키기 위한 방법의 일 예를 예시하는 흐름도(1300)이다. 상기 방법은 무선 충전 장치에 구비된 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(1302)에서, 컨트롤러는 충전 가능 장치가 충전 표면에 의해 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치된다는 것을 결정할 수 있다. 블록(1304)에서, 컨트롤러는 충전 코일에 충전 전류를 제공할 수 있다. 블록(1306)에서, 컨트롤러는 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 동작에서 복수의 인접한 코일을 배제할 수 있다. 인접한 코일들 각각은 충전 코일에 인접한 충전 표면 내에 위치될 수 있다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 하나 이상의 유형의 장치 발견 절차에 참여하는 것으로부터 복수의 인접한 코일을 배제할 수 있다. 하나 이상의 유형의 장치 발견 절차는 차동 용량 감지를 포함하는 발견 절차를 포함할 수 있다. 하나 이상의 유형의 장치 발견 절차는 패시브 핑 발견 절차를 포함할 수 있다. 발견 절차의 하나 이상의 장치 유형은 액티브 핑 탐색 절차를 포함할 수 있다.
컨트롤러는 충전 코일에 전류가 공급되는 동안 복수의 인접 코일들에 충전 전류를 제공하는 것을 억제함으로써, 복수의 인접 코일들의 동작을 배제할 수 있다. 컨트롤러는 충전 코일에 전류를 공급하는 동안 상기 복수의 인접 코일을 통해 무선 통신을 차단하여 복수의 인접 코일의 동작을 배제할 수 있다. 복수의 인접한 코일은 충전 코일과 동심인 원 상에 또는 내부에 위치할 수 있는 코일을 포함한다. 복수의 인접한 코일은 충전 표면 상의 충전 가능 장치의 풋프린트 주위에 배열될 수 있다.
일부 경우에, 컨트롤러는 차동 용량 감지, 패시브 핑 또는 액티브 핑을 포함하는 장치 발견 절차 동안 충전 가능 장치를 검출함으로써 충전 가능 장치가 충전 코일에 근접하게 위치한다고 결정할 수 있다.
프로세싱 회로의 예
도 14는 배터리가 무선으로 충전될 수 있도록 하는 충전 장치 또는 수신 장치에 통합될 수 있는 장치(1400)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시하는 도면이다. 일부 예들에서, 장치(1400)는 여기에 개시된 하나 이상의 기능들을 수행할 수 있다. 본 개시물의 다양한 양태들에 따르면, 여기에 개시된 바와 같은 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소들의 임의의 조합은 프로세싱 회로(1402)를 사용하여 구현될 수 있다. 프로세싱 회로(1402)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 임의의 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(1404)를 포함할 수 있다. 프로세서(1404)의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), SoC, ASIC, FPGA(field programmable gate arrays), PLD(programmable logic device), 상태 머신, 시퀀서, 게이트 로직, 개별 하드웨어 회로, 및 기타 적절한 본 개시물 전체에 걸쳐 설명된 다양한 기능을 수행하도록 구성된 하드웨어를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1404)는, 특정 기능을 수행하고 소프트웨어 모듈(1416) 중 하나에 의해 구성, 증대 또는 제어될 수 있는 특수 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1404)는 초기화 동안 로드된 소프트웨어 모듈(1416)의 조합을 통해 구성될 수 있고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(1416)을 로드 또는 언로드함으로써 추가로 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 프로세싱 회로(1402)는 일반적으로 버스(1410)로 표시되는 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(1410)는 프로세싱 회로(1402)의 특정 애플리케이션 및 전반적인 디자인 제약에 따라 임의의 수의 상호 연결된 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(1410)는 하나 이상의 프로세서(1404) 및 저장 장치(1406)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크한다. 저장 장치(1406)는 메모리 장치 및 대용량 저장 장치를 포함할 수 있고 여기에서 컴퓨터 판독가능 매체 및/또는 프로세서 판독가능 매체로 지칭될 수 있다. 저장 장치(1406)는 임시 저장 매체 및/또는 비일시적 저장 매체를 포함할 수 있다.
버스(1410)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변기기, 전압 조정기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크할 수 있다. 버스 인터페이스(1408)는 버스(1410)와 하나 이상의 트랜시버(1412) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 트랜시버(1412)는 장치(1400)가 표준 정의 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 장치와 통신할 수 있도록 제공될 수 있다. . 장치(1400)의 특성에 따라, 사용자 인터페이스(1418)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크, 조이스틱)가 또한 제공될 수 있고, 버스(1410)에 직접 또는 버스 인터페이스(1408)를 통해 통신 가능하게 연결될 수 있다.
프로세서(1404)는 버스(1410)를 관리하고 저장 장치(1406)를 포함할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반 프로세싱을 담당할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(1404)를 포함하는 프로세싱 회로(1402)는 여기에 개시된 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 장치(1406)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(1404)에 의해 조작되는 데이터를 저장하는 데 사용될 수 있고, 소프트웨어는 여기에 개시된 방법 중 임의의 하나를 구현하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 회로(1402)의 하나 이상의 프로세서(1404)는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 설명 언어 등으로 지칭되든지 간에, 명령, 명령 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 오브젝트, 실행 파일, 실행 스레드, 절차, 기능을 의미하는 것으로 광범위하게 해석된다. 소프트웨어는 저장 장치(1406) 또는 외부 컴퓨터 판독 가능 매체에 컴퓨터 판독 가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터 판독 가능 매체 및/또는 저장 장치(1406)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어 자기 저장 장치(예: 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광학 디스크(예: 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다목적 디스크( DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 장치(예: "플래시 드라이브", 카드, 스틱 또는 키 드라이브), RAM, ROM, 프로그래머블 리드 온리 메모리(PROM), EEPRO을 포함하는 소거가능 PROM (EPROM), 레지스터, 리무버블 디스크, 및 컴퓨터에 의해 액세스하고 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령을 저장하기 위한 기타 적절한 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체 및/또는 저장 장치(1406)는 또한 예를 들어 반송파, 전송 라인, 및 컴퓨터에 의해 액세스 및 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령을 전송하기 위한 임의의 다른 적절한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체 및/또는 저장 장치(1406)는 프로세싱 회로(1402), 프로세서(1404), 프로세싱 회로(1402) 외부에 상주하거나, 프로세싱 회로(1402)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분산될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체 및/또는 저장 장치(1406)는 컴퓨터 프로그램 제품에 구현될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 패키징 재료에 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과된 전체 설계 제약에 따라 본 개시물 전체에 걸쳐 제시된 설명된 기능을 가장 잘 구현하는 방법을 인식할 것이다.
저장 장치(1406)는 여기에서 소프트웨어 모듈(1416)로 지칭될 수 있는 로드 가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지 및/또는 구성된 소프트웨어를 유지할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1416) 각각은, 프로세싱 회로(1402)에 설치 또는 로드되고 하나 이상의 프로세서(1404)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(1404)의 동작을 제어하는 런타임 이미지(1414)에 기여하는 명령 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령은 프로세싱 회로(1402)가 여기에 설명된 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하도록 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(1416) 중 일부는 프로세싱 회로(1402)의 초기화 동안 로드될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(1416)은 여기에 개시된 다양한 기능의 수행을 가능하게 하도록 프로세싱 회로(1402)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(1416)은 프로세서(1404)의 내부 장치 및/또는 논리 회로(1422)를 구성할 수 있고 트랜시버(1412), 버스 인터페이스(1408), 사용자 인터페이스(1418), 타이머, 수학적 코프로세서 등의 외부 장치로의 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1416)은, 인터럽트 핸들러 및 장치 드라이버와 상호 작용하고 프로세싱 회로(1402)에 의해 제공되는 다양한 리소스에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 체제를 포함할 수 있다. 리소스는 메모리, 프로세싱 시간, 트랜시버(1412), 사용자 인터페이스(1418) 등을 포함할 수 있다.
프로세싱 회로(1402)의 하나 이상의 프로세서(1404)는 다기능일 수 있고, 이에 의해 소프트웨어 모듈(1416) 중 일부는 동일한 기능의 상이한 기능 또는 상이한 인스턴스를 수행하도록 로드되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(1404)는 예를 들어 사용자 인터페이스(1418), 트랜시버(1412), 및 장치 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 작업을 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다중 기능의 성능을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(1404)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 대로 하나 이상의 프로세서(1404)에 의해 서비스되는 태스크 세트로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크들 사이에서 프로세서(1404)의 제어를 전달하는 시분할 프로그램(1420)을 사용하여 구현될 수 있으며, 이에 의해 각 태스크는 임의의 미해결 작업의 완료 시 및/또는 인터럽트와 같은 입력에 대한 응답으로 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 시분할 프로그램(1420)에 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(1404)를 제어할 때, 프로세싱 회로는 제어 태스크와 연관된 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 시분할 프로그램(1420)은 운영 체제, 라운드 로빈 기반으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선 순위에 따라 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(1404)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 장치(1400)는 충전 회로에 결합된 배터리 충전 파워 소스, 복수의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는 무선 충전 장치를 포함하거나 그로서 동작하고, 이는 하나 이상의 프로세서(1404)에 포함될 수 있다. 복수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전달 영역을 통해 전자기장을 향하도록(direct) 구성될 수 있다.
컨트롤러는, 충전 회로에 펄스를 제공하고 충전 회로의 발진 감쇠율 또는 펄스에 응답하는 충전 회로의 발진 주파수를 검출하고 충전 회로의 특징 변화에 기초하여 충전 가능 장치가 충전 회로의 코일에 인접하게 배치되었다는 것을 결정함으로써, 패시브 핑 절차를 관리하거나 수행하도록 구성될 수 있다. 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수 주기의 절반보다 짧은 지속 시간을 가질 수 있다. 일부 예에서, 펄스는 충전 회로의 공칭 공진 주파수의 다수 주기인 지속 시간을 갖는다. 일 예에서, 충전 회로의 특성 변화는 충전 회로의 발진의 감쇠율의 변화를 유발한다. 일 예에서, 충전 회로의 특성의 변화는 충전 회로의 공진 주파수에 대해 충전 회로의 발진 주파수의 변화를 변하도록 한다.
특정 예들에서, 컨트롤러는, 충전 가능 장치가 충전 표면에 의해 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치되는 것으로 결정하고 충전 코일에 충전 전류를 제공하고 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일들을 동작으로부터 배제하도록 구성된다. 인접한 코일들 각각은 충전 코일에 인접한 충전 표면 내에 위치될 수 있다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 복수의 인접한 코일들이 하나 이상의 장치 발견 절차들에 참여하는 것을 배제할 수 있다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 차동 용량 감지를 수반하는 발견 절차를 포함할 수 있다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 패시브 핑 발견 절차를 포함할 수 있다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 액티브 핑 발견 절차를 포함할 수 있다.
컨트롤러는 상기 충전 코일에 전류가 공급되는 동안 복수의 인접 코일에 충전 전류를 제공하는 것을 억제함으로써 상기 복수의 인접 코일을 동작으로부터 배제할 수 있다. 컨트롤러는 상기 충전 코일에 전류를 공급하는 동안 복수의 인접 코일을 통한 무선 통신을 차단함으로써 복수의 인접 코일을 동작으로부터 배제할 수 있다. 복수의 인접한 코일은 충전 코일과 동심인 원 상에 또는 내부에 위치할 수 있는 코일을 포함한다. 복수의 인접한 코일은 충전 표면 상의 충전 가능 장치의 풋프린트 주위에 배열될 수 있다.
일부 예에서, 컨트롤러는 차동 용량 감지, 패시브 핑 또는 액티브 핑을 포함하는 장치 발견 절차 동안 충전 가능 장치를 검출함으로써 충전 가능 장치가 충전 코일에 근접하게 위치하는 것으로 결정할 수 있다.
일부 구현예에서, 저장 장치(1406)는 명령 및 정보를 유지하고, 여기서, 명령은, 하나 이상의 프로세서(1404)가 충전 가능 장치가 충전 표면에 의해 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치된 것으로 결정하고 충전 전류를 충전 코일에 제공하고 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하도록 구성된다. 인접한 코일들 각각은 충전 코일에 인접한 충전 표면 내에 위치될 수 있다.
일부 구현예들에서, 명령들은, 하나 이상의 프로세서들(1404)로 하여금 복수의 인접한 코일들이 하나 이상의 장치 발견 절차들에 참여하는 것을 배제하게 하도록 구성된다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 차동 용량 감지를 수반하는 발견 절차를 포함할 수 있다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 패시브 핑 발견 절차를 포함할 수 있다. 하나 이상의 장치 발견 절차는 액티브 핑 발견 절차를 포함할 수 있다.
명령은, 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 충전 전류를 복수의 인접한 코일에 제공하는 것을 억제함으로써 하나 이상의 프로세서(1404)가 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하도록 구성된다. 컨트롤러는 충전 코일에 전류를 공급하는 동안 상기 복수의 인접 코일을 통한 무선 통신을 차단하여 상기 복수의 인접 코일을 동작으로부터 배제할 수 있다. 복수의 인접한 코일은 충전 코일과 동심인 원 상에 또는 내부에 위치할 수 있는 코일을 포함한다. 복수의 인접한 코일은 충전 표면 상의 충전 가능 장치의 풋프린트 주위에 배열될 수 있다.
일부 예에서, 명령은 하나 이상의 프로세서(1404)가 차동 용량 감지, 패시브 핑 또는 액티브 핑을 포함하는 장치 발견 절차 동안 충전 가능 장치를 검출함으로써 충전 가능 장치가 충전 코일에 근접하게 위치되었다고 결정하도록 구성된다.
이전 설명은 당업자가 여기에 설명된 다양한 측면을 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 측면에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리는 다른 측면에 적용될 수 있다. 따라서, 청구범위는 여기에 표시된 측면으로 제한되도록 의도되지 않고 언어 청구범위와 일치하는 전체 범위에 따라야 하며, 여기서 단수의 요소에 대한 언급은 다르게 구성되지 않는 한 "하나 및 오직 하나"를 의미하는 것이 아니라, 오히려 "하나 이상"이다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "일부"는 하나 이상을 나타낸다. 당업자에게 알려져 있거나 이후에 알려지게 되는 본 개시물 전체에 걸쳐 설명된 다양한 측면의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 참조에 의해 본원에 명시적으로 포함되고 청구범위에 포함되는 것으로 의도된다. 더욱이, 여기에 공개된 어떤 것도 그러한 공개가 청구범위에 명시적으로 인용되었는지 여부에 관계없이 대중에게 헌정되도록 의도되지 않는다. 요소가 "~을 위한 수단"이라는 문구를 사용하여 명시적으로 인용되지 않는 한 또는 방법 청구의 경우 "~을 위한 단계"라는 문구를 사용하여 요소가 인용되지 않는 한, 어떠한 청구 요소도 35 U.S.C. §112, 여섯 번째 문단하에서 해석되지 않는다.
Claims (20)
- 무선 충전 장치를 동작하는 방법으로서,
충전 가능 장치가 상기 무선 충전 장치의 충전 표면에 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치하는 것을 결정하는 단계;
상기 충전 코일에 충전 전류를 제공하는 단계; 및
전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 인접한 코일의 각각은 상기 충전 코일에 인접하는 상기 충전 표면 상에 위치하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 인접한 코일이 하나 이상의 장치 발견 절차에 참여하는 것을 배제하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 장치 발견 절차는 차동 용량 감지를 포함하는 발견 절차를 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 장치 발견 절차는 패시브 핑 발견 절차를 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 장치 발견 절차는 액티브 핑 발견 절차를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하는 단계는,
상기 전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 상기 복수의 인접한 코일에 충전 전류를 제공하는 것을 억제하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하는 단계는,
상기 전류가 상기 충전 코일에 제공하는 동안 상기 복수의 인접한 코일을 통한 무선 통신을 차단하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 인접한 코일은 상기 충전 코일과 동심원인 원(circle) 상 또는 그 내에 위치하는 코일을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 인접한 코일은 상기 충전 표면 상의 상기 충전 가능 장치의 풋프린트(footprint) 주변에 배치되는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 충전 가능 장치가 상기 충전 코일에 근접하게 위치하는 것을 결정하는 단계는,
차동 용량 감지, 패시브 핑 또는 액티브 핑을 포함하는 장치 발견 절차 동안 상기 충전 가능 장치를 검출하는 단계를 포함하는 방법. - 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가,
충전 가능 장치가 무선 충전 장치의 충전 표면에 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치하는 것을 결정하고,
상기 충전 코일에 충전 전류를 제공하고,
전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하도록 하도록 하는,
코드를 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체로서,
상기 복수의 인접한 코일의 각각은 상기 충전 코일에 인접하는 충전 표면 상에 위치하는, 프로세서 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서, 상기 프로세서가, 상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때, 상기 복수의 인접한 코일이 하나 이상의 장치 발견 절차에 참여하는 것을 배제하도록 하는
코드를 더 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체. - 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 장치 발견 절차는 패시브 핑 발견 절차를 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체.
- 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 장치 발견 절차는 액티브 핑 발견 절차를 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체.
- 제11항에 있어서, 상기 프로세서가, 상기 전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 및 상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때 상기 복수의 인접한 코일에 충전 전류를 제공하는 것을 억제하도록 하는
코드를 더 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서, 상기 프로세서가, 상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때 상기 전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 통한 무선 통신을 차단하도록 하는
코드를 더 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체. - 무선 충전 장치로서,
복수의 충전 셀을 포함하는 충전 표면;
상기 복수의 충전 셀 중의 하나 이상에 선택적으로 결합되도록 각각 구성된 하나 이상의 무선 송신기 회로; 및
컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는
충전 가능 장치가 상기 무선 충전 장치의 충전 표면에 제공되는 충전 코일에 근접하게 위치하는 것을 결정하고,
상기 충전 코일에 충전 전류를 제공하고,
전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 복수의 인접한 코일을 동작으로부터 배제하도록
구성되고,
상기 복수의 인접한 코일의 각각은 상기 충전 코일에 인접하는 상기 충전 표면 상에 위치하는 무선 충전 장치. - 제17항에 있어서, 상기 컨트롤러는
상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때 상기 복수의 인접한 코일이 하나 이상의 장치 발견 절차에 참여하는 것을 배제하도록
구성되는 무선 충전 장치. - 제17항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 및 상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때, 상기 복수의 인접한 코일에 충전 전류를 제공하는 것을 억제하도록
구성되는 무선 충전 장치. - 제17항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 복수의 인접한 코일이 동작으로부터 배제될 때 상기 전류가 상기 충전 코일에 제공되는 동안 상기 복수의 인접한 코일을 통한 무선 통신을 차단하도록 구성되는 무선 충전 장치.
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