KR20220114647A

KR20220114647A - 전자 디바이스, 무선 충전 수신 장치, 제어 방법 및 무선 충전 시스템

Info

Publication number: KR20220114647A
Application number: KR1020227025346A
Authority: KR
Inventors: 창쉥 페이; 리앙진 첸
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-08-17
Also published as: EP4071964A4; CN113067395A; EP4071964A1; WO2021135751A1; US20230065766A1

Abstract

본원의 실시형태들은 전자 디바이스, 무선 충전 수신 장치, 제어 방법 및 무선 충전 시스템을 제공하며, 고전력 급속 충전 모드와 저전력 완속 충전 모드 사이를 전환하기 위한 무선 충전 기술 분야와 관련된다. 전자 디바이스의 무선 충전 수신 장치에 있어서, 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―한다. 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력한다. 대안으로서, 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력한다. 제1 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력한다. 제1 정류기 회로는 제1 수신 코일에 의해 출력되는 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환― 전원 전압은 배터리에 전력을 공급하는 데 사용됨 ―한다.

Description

전자 디바이스, 무선 충전 수신 장치, 무선 충전 제어 방법 및 무선 충전 시스템

본원은, 전문이 본 명세서에 참조로 포함되는, 2019년 12월 31일자로 중국 국가지식재산관리국에 출원된 "ELECTRONIC DEVICE, WIRELESS CHARGING RECEIVE APPARATUS, CONTROL METHOD, AND WIRELESS CHARGING SYSTEM"이라는 명칭의 중국 특허 출원 제201911415705.9호 및 2020년 1월 17일자로 중국 국가지식재산관리국에 출원된 "ELECTRONIC DEVICE, WIRELESS CHARGING RECEIVE APPARATUS, CONTROL METHOD, AND WIRELESS CHARGING SYSTEM"이라는 명칭의 중국 특허 출원 제202010054510.2호에 대한 우선권을 주장한다.

본원은 무선 충전 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전자 디바이스, 무선 충전 수신 장치, 제어 방법 및 무선 충전 시스템에 관한 것이다.

무선 충전 기술(wireless charging technology, WCT)에서는, 전기장, 자기장, 마이크로파 또는 레이저와 같은 전도성 매체를 사용하여 전기 에너지의 무선 전송을 구현한다. 무선 충전 기술은, 전선 제한이 없고 플러그가 필요 없다는 장점으로 인해, 전자 디바이스에 점점 더 널리 적용되고 있다. 그러나, 현재는, 휴대폰과 같은 전자 디바이스가 무선 충전을 수행할 때, 고전력 급속 충전 모드와 저전력 완속 충전 모드 사이의 전환을 구현할 수 없다.

본원의 실시형태들은 고전력 급속 충전 모드와 저전력 완속 충전 모드 사이를 전환하기 위한 전자 디바이스, 무선 충전 수신 장치, 제어 방법 및 무선 충전 시스템을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본원에서는 다음과 같은 기술적 해법이 사용된다:

본원의 실시형태들의 제1 양태에 따르면, 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 무선 충전 수신 장치, 배터리 및 회로 기판을 포함한다. 무선 충전 수신 장치는 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함한다. 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러 및 제1 정류기 회로는 회로 기판 상에 배치된다. 제1 통신 회로는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신하도록 구성― 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―된다. 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로에 결합된다. 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 하프브리지(half-bridge) 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 이 경우, 전자 디바이스는 저전력 충전을 수행할 수 있다. 대안으로서, 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 풀브리지(full-bridge) 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 이 경우, 전자 디바이스는 고전력 충전을 수행할 수 있다. 제1 수신 코일은 제1 정류기 회로에 결합되며, 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성된다. 제1 정류기 회로는 배터리에 더 결합되고, 제1 정류기 회로는 풀브리지 모드 또는 하프브리지 모드에서 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환하도록 구성된다. 전원 전압은 배터리에 전력을 공급하는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 본원의 실시형태들에서 제공되는 전자 디바이스는 충전을 위해 2 가지 충전 모드와 호환될 수 있다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 회로 기판 상에 배치되는 시동 회로를 더 포함한다. 제2 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력하도록 구성된다. 제1 수신 코일의 인덕턴스는 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작다. 시동 회로는 제2 수신 코일에 결합된다. 시동 회로는 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 제1 전압을 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성된다. 제1 전압은 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상이다. 제1 컨트롤러는 제1 전압을 수신한 후에 제1 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력하도록 더 구성된다. 무선 충전 전송 장치에서의 전송 코일이 교류 자기장을 전송할 수 있다는 것은 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 전자 디바이스에서, 제1 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하며, 제2 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력한다. 이 경우, 전송 코일과 제1 수신 코일은 전압 컨버터를 형성할 수 있다. 전송 코일과 제2 수신 코일은 다른 전압 컨버터를 형성할 수 있다. 이에 기초하여, 제1 수신 코일의 인덕턴스가 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작기 때문에, 제1 수신 코일의 인덕턴스는 전송 코일의 인덕턴스보다 작을 수 있다. 이러한 방식으로, 전송 코일 및 제1 수신 코일을 포함하는 전압 컨버터는 강압(buck) 기능을 가질 수 있다. 이 경우, 전자 디바이스가 고전력 충전을 수행하면 전송 코일의 입력 전압이 증가한다. 그러나, 전송 코일 및 제1 수신 코일을 포함하는 전압 컨버터를 이용하여 전압을 강압할 수 있으므로, 제1 정류기 회로의 출력단에서 캐스케이드형 전압 변환 회로의 수량이 감소될 수 있고, 이로써, 고전력 충전 프로세스에서 과도하게 많은 수량의 캐스케이드형 전압 변환 회로에 의해 야기되는 상대적으로 큰 전력 전송 효율 손실의 문제가 감소된다. 또한, 전송 코일 및 제1 수신 코일을 포함하는 전압 컨버터가 강압 기능을 갖는 경우, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전압이 매우 낮아 제1 컨트롤러를 구동할 수 없다. 이 경우, 제2 수신 코일의 인덕턴스가 제1 수신 코일의 인덕턴스보다 크기 때문에, 제2 수신 코일에 결합되는 시동 회로는 제2 수신 코일에 의해 출력되는 제2 유도 전압을 제1 전압으로 변환할 수 있다. 제1 전압은 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상이기 때문에, 제1 전압이 제1 컨트롤러를 구동할 수 있고, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 제어 신호 및 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력할 수 있으며, 이로써, 전원 전압을 전압 변환 회로에 제공하도록 제1 정류기 회로가 제어된다. 따라서, 본원의 실시형태들에서 제공되는 전자 디바이스가 고전력 충전을 수행하는 경우, 인덕턴스가 상대적으로 작은 제1 수신 코일을 사용하여 입력 전압을 강압해서, 고전력 충전 동안 전력 소비를 줄일 수 있다. 또한, 제1 컨트롤러를 적절하게 구동하기 위해 제2 수신 코일을 더 사용할 수 있다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 회로 기판 상에 배치되는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리 및 제1 컨트롤러에 결합된다. 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 배터리의 전압을 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성된다. 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리를 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 더 구성된다. 또한, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로의 출력단에 결합된다. 따라서, 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압이 더 사용된다. 이러한 방식으로, 전송 코일 및 제1 수신 코일을 포함하는 전압 컨버터가 강압 기능을 갖는 경우, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전압이 매우 낮아 제1 컨트롤러를 구동할 수 없다. 제1 컨트롤러가 제1 정류기 제어 신호 및 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력하도록, 제1 전압 레귤레이터 회로는 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 배터리의 잔여 전력을 제1 컨트롤러에 제공할 수 있다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 회로 기판 상에 배치되는 전압 변환 회로를 더 포함한다. 전압 변환 회로는 제1 정류기 회로 및 배터리에 결합된다. 전압 변환 회로는 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 배터리에 전력을 공급하도록 구성된다.

선택적으로, 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 권선 방식은 제1 수신 코일이 제2 수신 코일의 내측에 배치되는 것일 수 있다. 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된다.

선택적으로, 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 권선 방식은 대안적으로 제2 수신 코일이 제1 수신 코일의 내측에 배치되는 것일 수 있다. 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된다.

선택적으로, 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 권선 방식은 대안적으로 제2 수신 코일의 일 부분이 제1 수신 코일의 내측에 배치되고 다른 부분이 제1 수신 코일의 외측에 배치되는 것일 수 있다. 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된다.

선택적으로, 전자 디바이스를 거치대에 올려놓고 충전을 막 개시한 경우, 무선 충전 수신 장치가 충전 프로세스의 수행을 막 개시했기 때문에, 전송 코일에 의해 입력되는 전압은 고정값이다. 따라서, 거치대에서 제2 수신 코일과 전송 코일의 정렬 위치의 편차가 상대적으로 큰 경우에는, 제2 수신 코일에 의해 출력되는 유도 전압이 낮아진다. 따라서, 제2 수신 코일과 전송 코일 사이의 위치 편차가 미리 설정된 최대값, 예를 들어, 10 mm에 이를 경우, 제1 컨트롤러가 제1 정류기 제어 신호 및 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력하도록, 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해, 시동 회로를 사용해서, 제2 수신 코일에 의해 출력되는 유도 전압이 변환되는 것을 여전히 보장할 수 있다. 제2 수신 코일의 인덕턴스는 제1 수신 코일의 인덕턴스의 4 배이다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함할 수 있다. 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드와, 직렬로 연결된 제3 다이오드 및 제4 다이오드를 포함한다. 제1 다이오드의 캐소드 및 제3 다이오드의 캐소드는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제2 다이오드의 애노드 및 제4 다이오드의 애노드는 접지 단자에 결합된다. 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함한다. 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 제1 다이오드의 애노드 및 제2 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 수신 코일의 제2 단부는 제3 다이오드의 애노드 및 제4 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 정류기 회로는 풀브리지 정류기 회로이며, 풀브리지 모드로만 동작한다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함한다. 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함한다. 제1 다이오드의 캐소드는 제1 컨트롤러에 결합된다. 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함한다. 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 제1 다이오드의 애노드 및 제2 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 수신 코일의 제2 단부와 제2 다이오드의 애노드는 모두 접지 단자에 결합된다. 제2 정류기 회로는 하프브리지 정류기 회로이며, 하프브리지 모드로만 동작한다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함한다. 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함한다. 무선 충전 수신 장치는 직렬로 연결된 제1 공진 커패시터 및 제2 공진 커패시터를 더 포함한다. 제1 다이오드의 캐소드 및 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제2 다이오드의 애노드와 제2 공진 커패시터의 제2 단부는 모두 접지 단자에 결합된다. 제2 수신 코일의 제1 단부는 제1 다이오드의 애노드 및 제2 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 수신 코일의 제2 단부는 제1 공진 커패시터의 제2 단부와 제2 공진 커패시터의 제1 단부 사이에 결합된다. 제2 정류기 회로는 하프브리지 정류기 회로이며, 하프브리지 모드로만 동작한다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로 및 제1 컨트롤러에 결합된다. 전원 전압이 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 제1 전압으로 변환하도록 구성된다. 전원 전압이 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로를 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 더 구성된다. 또한, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압은 제1 컨트롤러에 전력을 공급할 수 있다. 이러한 방식으로, 전송 코일 및 제1 수신 코일을 포함하는 전압 컨버터가 강압 기능을 갖는 경우, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전압이 매우 낮아 제1 컨트롤러를 구동할 수 없다. 제1 컨트롤러가 제1 정류기 제어 신호 및 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력하도록, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 제1 전압으로 변환할 수 있다. 또한, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압이 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로를 제1 컨트롤러로부터 분리한다. 따라서, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압은 제1 컨트롤러에 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 시동 회로는 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전압이 매우 낮아 제1 컨트롤러를 구동할 수 없는 경우에만 동작하면 된다. 제1 정류기 회로가 전원 전압을 출력한 후에, 시동 회로가 동작을 중지할 수 있다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로 및 제1 컨트롤러에 결합되고, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 제1 전압으로 변환하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 무선 충전 수신 장치의 동작 프로세스에서, 시동 회로는 항상 제1 전압을 제1 컨트롤러에 제공한다.

본원의 실시형태들의 제2 양태에 따르면, 무선 충전 전송 장치 및 전술한 임의의 전자 디바이스를 포함하는 무선 충전 시스템이 제공된다. 무선 충전 전송 장치는 전송 코일을 포함한다. 전송 코일은 교류 자기장을 전송하도록 구성된다. 전자 디바이스의 제1 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성된다. 전송 코일의 인덕턴스는 제1 수신 코일의 인덕턴스보다 크다. 무선 충전 시스템은 전술한 실시형태들에서 제공되는 전자 디바이스와 동일한 기술적 효과를 갖는다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 전자 디바이스의 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신하도록 구성된다. 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용된다. 전자 디바이스의 제1 컨트롤러가, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 제1 통신 회로는 제1 전압 조정 명령을 송신하도록 더 구성된다. 제1 전압 조정 명령은 제1 수신 코일의 입력 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용된다. 무선 충전 전송 시스템은 전송 코일에 결합되는 어댑터를 더 포함한다. 무선 충전 전송 장치는 제2 통신 회로 및 제2 컨트롤러를 더 포함한다. 제2 통신 회로는 제1 통신 회로에 결합된다. 제2 통신 회로는 충전 데이터를 송신하고 제1 전압 조정 명령을 수신하도록 구성된다. 제2 컨트롤러는 어댑터 및 제2 통신 회로에 결합되고, 제2 컨트롤러는 제1 전압 조정 명령에 따라 제1 전압 조정 제어 신호를 생성하도록 구성되며, 제1 전압 조정 제어 신호는 어댑터의 출력 전압을 증가시키는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 어댑터의 출력 전압을 증가시킴으로써, 전자 디바이스의 고전력 충전을 구현할 수 있다.

선택적으로, 전자 디바이스의 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신하도록 구성된다. 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용된다. 전자 디바이스의 제1 컨트롤러가, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 제1 통신 회로는 제1 전압 조정 명령을 송신하도록 더 구성된다. 제1 전압 조정 명령은 제1 수신 코일의 입력 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용된다. 무선 충전 전송 시스템은 전송 코일에 결합되는 어댑터를 더 포함한다. 무선 충전 전송 장치는 전압 조정 회로, 제2 통신 회로 및 제2 컨트롤러를 더 포함한다. 전압 조정 회로는 전송 코일 및 어댑터에 결합된다. 전압 조정 회로는 어댑터에 의해 전송 코일에 출력되는 전압을 조정하도록 구성된다. 제2 통신 회로는 제1 통신 회로에 결합되고, 제2 통신 회로는 충전 데이터를 송신하고 제1 전압 조정 명령을 수신하도록 구성된다. 제2 컨트롤러는 전압 조정 회로 및 제2 통신 회로에 결합되고, 제2 컨트롤러는 제1 전압 조정 명령에 따라 제1 전압 조정 제어 신호를 생성한다. 제1 전압 조정 제어 신호는 전압 조정 회로의 출력 전압을 증가시키는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 전압 조정 회로의 출력 전압을 증가시킴으로써, 전자 디바이스의 고전력 충전을 구현할 수 있다.

본원의 실시형태들의 제3 양태에 따르면, 무선 충전 수신 장치가 제공된다. 무선 충전 수신 장치는 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함한다. 제1 통신 회로는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신하도록 구성― 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―된다. 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로에 결합된다. 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 대안으로서, 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 제1 수신 코일은 제1 정류기 회로에 결합되며, 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성된다. 제1 정류기 회로는 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환하도록 구성된다. 전원 전압은 배터리에 전력을 공급하는 데 사용된다. 무선 충전 수신 장치는 전술한 실시형태들에서 제공되는 전자 디바이스와 동일한 기술적 효과를 갖는다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 시동 회로를 더 포함한다. 제2 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력하도록 구성된다. 제1 수신 코일의 인덕턴스는 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작다. 시동 회로는 제2 수신 코일에 결합된다. 시동 회로는 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 제1 전압을 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성된다. 제1 전압은 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상이다. 제1 컨트롤러는 제1 전압을 수신한 후에 제1 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력하도록 더 구성된다. 제2 수신 코일 및 시동 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리 및 제1 컨트롤러에 결합된다. 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 배터리의 전압을 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성된다. 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리를 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 더 구성된다. 또한, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로의 출력단에 결합된다. 따라서, 제1 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압이 더 사용된다. 제1 전압 레귤레이터 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 전압 변환 회로를 더 포함한다. 전압 변환 회로는 제1 정류기 회로 및 배터리에 결합된다. 전압 변환 회로는 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 배터리에 전력을 공급하도록 구성된다.

선택적으로, 제2 수신 코일의 인덕턴스는 제1 수신 코일의 인덕턴스의 4 배이다. 제2 수신 코일의 인덕턴스와 제1 수신 코일의 인덕턴스를 설정하는 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함한다. 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드와, 직렬로 연결된 제3 다이오드 및 제4 다이오드를 포함한다. 제1 다이오드의 캐소드 및 제3 다이오드의 캐소드는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제2 다이오드의 애노드 및 제4 다이오드의 애노드는 접지 단자에 결합된다. 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함한다. 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 제1 다이오드의 애노드 및 제2 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 수신 코일의 제2 단부는 제3 다이오드의 애노드 및 제4 다이오드의 캐소드에 결합된다. 제2 정류기 회로는 풀브리지 정류기 회로이며, 풀브리지 모드로만 동작한다.

선택적으로, 시동 회로는 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로 및 제1 컨트롤러에 결합된다. 전원 전압이 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 제1 전압으로 변환하도록 구성된다. 전원 전압이 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로는 제2 정류기 회로를 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 더 구성된다. 또한, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고, 제1 정류기 회로에 의해 출력되는 전원 전압은 제1 컨트롤러에 전력을 공급할 수 있다. 제2 전압 레귤레이터 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

본원의 실시형태들의 제4 양태에 따르면, 무선 충전 수신 장치의 제어 방법이 제공된다. 무선 충전 수신 장치는 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함한다. 제1 통신 회로는 제1 컨트롤러에 결합된다. 제1 정류기 회로는 제1 수신 코일, 제1 컨트롤러 및 배터리에 결합된다. 전술한 제어 방법은 다음을 포함한다: 먼저, 무선 충전 수신 장치가 기동되도록 제1 통신 회로가 시작 신호를 수신한다. 이어서, 제1 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력한다. 이어서, 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력한다. 제1 정류기 회로는 제1 유도 전압을 전원 전압으로 변환한다. 이어서, 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―한다. 제1 컨트롤러는, 충전 데이터에 기초하여, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 제1 정류기 회로를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력한다. 제1 정류기 회로는 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환한다. 배터리는 전원 전압을 수신하고, 충전을 수행한다. 무선 충전 수신 장치의 제어 방법은 전술한 실시형태들에서 제공되는 전자 디바이스와 동일한 기술적 효과를 갖는다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 방법은 다음을 더 포함한다: 먼저, 제1 컨트롤러는 제2 전압 조정 명령을 송신한다. 제2 전압 조정 명령은 제1 수신 코일의 입력 전압을 감소시키도록 지시하는 데 사용된다. 제1 컨트롤러는 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로에 출력한다. 이러한 방식으로, 전자 디바이스가 고전력 충전을 수행하는 경우, 전자 디바이스는 필요에 따라 저전력 충전으로 더 전환할 수 있다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 시동 회로를 더 포함한다. 제1 수신 코일의 인덕턴스는 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작다. 제1 컨트롤러가 제1 정류기 제어 신호를 출력하기 전에, 방법은 다음을 더 포함한다: 제2 수신 코일은 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력한다. 이어서, 시동 회로는 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 제1 전압을 제1 컨트롤러에 전송한다. 제1 전압은 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상이다. 제2 수신 코일 및 시동 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함한다. 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리 및 제1 컨트롤러에 결합된다. 제1 컨트롤러가 제1 정류기 제어 신호를 출력하기 전에, 방법은 다음을 더 포함한다: 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리의 전압을 제1 컨트롤러에 전송한다. 대안으로서, 전원 전압이 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로는 배터리를 제1 컨트롤러로부터 분리한다. 제1 컨트롤러는 전원 전압을 수신한다. 제1 전압 레귤레이터 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

선택적으로, 무선 충전 수신 장치는 전압 변환 회로를 더 포함한다. 전압 변환 회로는 제1 정류기 회로 및 배터리에 결합된다. 배터리가 전원 전압을 수신하기 전에, 방법은 다음을 더 포함한다: 무선 충전 수신 장치의 전압 변환 회로가 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 배터리에 전력을 공급한다. 전압 변환 회로의 기술적 효과는 전술한 것과 동일하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

도 1a는 본원의 실시형태에 따른 전자 디바이스 및 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 1b는 도 1a에서의 전자 디바이스의 구조의 개략도이고;
도 2a는 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 2b는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 2c는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 2d는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 3a는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 3b는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 4는 본원의 실시형태에 따른 다른 무선 충전 시스템의 구조의 개략도이고;
도 5a는 본원의 실시형태에 따른 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 권선 방식의 개략도이고;
도 5b는 본원의 실시형태에 따른 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 다른 권선 방식의 개략도이고;
도 5c는 본원의 실시형태에 따른 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일의 다른 권선 방식의 개략도이고;
도 6a는 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 수신 장치의 다른 구조의 개략도이고;
도 6b는 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 수신 장치의 다른 구조의 개략도이고;
도 7은 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 수신 장치의 다른 구조의 개략도이고;
도 8은 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이고;
도 9a는 도 7에서의 시동 회로의 동작 모드의 개략도이고;
도 9b는 도 7에서의 시동 회로의 다른 동작 모드의 개략도이고;
도 10a는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 제어 신호의 순서도이고;
도 10b는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 제어 신호의 순서도이고;
도 10c는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 제어 신호의 순서도이고;
도 11a는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 동작 모드의 개략도이고;
도 11b는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 동작 모드의 개략도이고;
도 12는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 제어 신호의 순서도이고;
도 13a는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 동작 모드의 개략도이고;
도 13b는 도 7에서의 제1 정류기 회로의 다른 동작 모드의 개략도이고;
도 14는 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 수신 장치의 다른 구조의 개략도이고;
도 15는 본원의 실시형태에 따른 무선 충전 수신 장치의 다른 구조의 개략도이다.
참조 번호:
01-전자 디바이스; 02-충전 거치대; 20-무선 충전 수신 장치; 30-무선 충전 전송 장치; 40-어댑터; 50-배터리; 10-디스플레이 패널; 11-중간 프레임; 110-베어링 플레이트; 111-베젤; 12-하우징; 301-제2 통신 회로; 302-DC/AC; 303-제2 발진 회로; 304-제2 컨트롤러; 305-전압 조정 회로; 201-제1 통신 회로; 202-제1 발진 회로; 203-제1 정류기 회로; 204: 시동 회로; 205: 제1 컨트롤러; 206: 전압 변환 회로; 211: 제1 수신 코일; 212: 제2 수신 코일; 202: 제1 발진 회로; 311: 전송 코일; 214: 제2 정류기 회로; 224: 제2 전압 레귤레이터 회로; 225: 제1 전압 레귤레이터 회로; 61: 제1 스위치 컴포넌트; 62: 제2 스위치 컴포넌트; 63: 제3 스위치 컴포넌트; 64: 제4 스위치 컴포넌트.

아래에서는, 본원의 실시형태들에 있어서의 첨부 도면을 참조하여 본원의 실시형태들에 있어서의 기술적 해법을 설명한다. 설명된 실시형태들은 본원의 실시형태들의 전부가 아니라 단지 일부일 뿐이라는 점은 분명하다.

하기의 용어 "제1(first)" 및 "제2(second)"는 단지 설명을 위한 것이며, 상대적 중요성의 표시 또는 암시로서 또는 많은 표시된 기술적 특징의 암시적 표시로서 이해되어서는 안 된다. 따라서, "제1" 또는 "제2"에 의해 한정되는 특징은 하나 이상의 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본원의 설명에 있어서, 달리 언급하지 않는 한, "복수의(a plurality of)"는 2 개 이상을 의미한다.

또한, 본원에서, "위(up)" 및 "아래(down)"와 같은 방향성 용어는 관련 첨부 도면에서 개략적으로 배치된 구성요소의 방향을 포함할 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 이러한 방향성 용어는 상대적인 개념일 수 있음을 이해해야 한다. 방향성 용어는 상대적인 설명 및 명확성을 위해 사용되며, 첨부 도면에서 구성요소가 배치되는 방향의 변경에 기초하여 상응하게 달라질 수 있다.

본원에서, "연결(connection)"이라는 용어는 달리 명확히 지정 및 제한되지 않는 한 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, "연결"은 고정된 연결일 수 있거나, 착탈식 연결일 수 있거나, 일체형 연결일 수 있거나, 직접 연결일 수 있거나, 또는 매개체를 사용해서 구현되는 간접 연결일 수 있다. 또한, "결합(coupling)"이라는 용어는 신호 전송을 위한 전기적 연결을 구현하는 방식일 수 있다. "결합"은 직접적인 전기적 연결일 수 있거나, 또는 중간 매개체를 통한 간접적인 전기적 연결일 수 있다.

본원의 실시형태는 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 휴대폰(mobile phone), 태블릿 컴퓨터(pad), 무선 송수신기 기능이 있는 컴퓨터, 지능형 웨어러블 제품(예를 들어, 스마트 워치 또는 스마트 밴드), 가상 현실(virtual reality, VR) 단말 장치, 또는 증강 현실(augmented reality AR) 단말 장치와 같은 무선 디바이스를 포함한다. 전자 디바이스는 대안적으로 무선 충전 전기 차량, 소형 무선 충전 가전(두유기, 바닥 청소 로봇 등) 또는 드론과 같은 전자 제품일 수 있다. 본원의 이 실시형태에서는 전자 디바이스의 구체적인 형태를 특별히 제한하지 않는다. 설명의 편의상, 이하에서는 도 1a에 도시된 전자 디바이스(01)가 휴대폰인 실시예를 이용해서 설명한다.

전자 디바이스(01)를 무선으로 충전하기 위해, 본원의 이 실시형태에서 제공되는 무선 충전 시스템은 도 1a에 도시된 전자 디바이스(01)에 배치되는 무선 충전 수신(receive, RX) 장치(20) 및 무선 충전 수신 장치(20)에 결합되는 배터리(50)를 포함한다.

무선 충전 시스템은 도 1a에 도시된 충전 거치대(02)에 배치되는 무선 충전 전송(transmit, TX) 장치(30) 및 무선 충전 전송 장치(30)에 결합되는 어댑터(40)를 더 포함한다. 어댑터(40)는 충전 전기 에너지를 제공하도록 구성된다. 어댑터(40)는 충전 요건에 따라 220 V 교류를 직류(예를 들어, 5 V 또는 10 V)로 변환하고, 직류를 무선 충전 전송 장치(30)에 전송할 수 있다.

예를 들어, 전자 디바이스(01)는 휴대폰이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(01)는 주로 디스플레이 패널(display panel, DP)(10)을 포함한다. 디스플레이 패널(10)은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 또는 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 디스플레이 패널일 수 있다. 본원에서는 이를 제한하지 않는다. 전자 디바이스(01)는 도 1b에 도시된 중간 프레임(11) 및 하우징(12)을 더 포함한다. 디스플레이 패널(10)과 하우징(12)은 중간 프레임(11)의 양측에 별도로 위치된다. 디스플레이 패널(10)의 후면은 하우징(12)을 향하고, 디스플레이 패널(10)은 중간 프레임(11)을 통해 하우징(12)에 연결된다. 중간 프레임(11)은 베어링 플레이트(110) 및 베어링 플레이트(110)를 둘러싸는 베젤(111)을 포함한다.

전자 디바이스(01)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 더 포함할 수 있다. PCB 및 배터리(50)는 베어링 플레이트(110)의 하우징(12)을 향하는 면에 배치된다. 또한, 무선 충전 수신 장치(20)는 도 2a에 도시된 제1 발진 회로(202)를 포함할 수 있다. 제1 발진 회로(202)는 도 2b에 도시된 제1 수신 코일(211) 및 제3 공진 커패시터(C_RX3)를 포함할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 수신 코일(211)은 베어링 플레이트(110)에 배치될 수 있거나, 또는 배터리(50)의 하우징(12)을 향하는 면에 배치될 수 있다.

무선 충전 전송 장치(30)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(01)를 무선으로 충전하기 위해 직류(direct current, DC)-교류(alternating current, AC) 컨버터, 즉, DC/AC(302) 및 제 2 발진 회로(303)를 포함한다. DC/AC(302)는 어댑터(40)에 결합되고, 어댑터(40)에 의해 출력되는 직류를 교류로 변환할 수 있다. 제2 발진 회로(303)는 DC/AC(302)에 결합된다.

제2 발진 회로(303)는 도 2b에 도시된 제4 공진 커패시터(C_TX) 및 전송 코일(311)을 포함할 수 있다. DC/AC(302)가 어댑터(40)에 의해 출력된 직류를 교류로 변환하고, 교류를 제2 발진 회로(303)에 전송한 후에, 제2 발진 회로(303)의 전송 코일(311)은 고주파 교류를 생성하고 교류 자기장을 전송할 수 있다. 제2 발진 회로(303)의 전력이 제1 발진 회로(202)에 전송될 수 있도록, 제1 발진 회로(202)의 제1 수신 코일(211)은 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력한다.

또한, 무선 충전 수신 장치(20)에서 수신 코일, 예를 들어, 제1 수신 코일(211) 이외의 회로 부분은 독립적으로 칩으로 패키징되어 PCB에 통합될 수 있다. 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 무선 충전 수신 장치(20)에서 PCB 상에 제조되는 전술한 회로 부분은 도 2b에 도시된 제1 통신 회로(201), 제1 컨트롤러(205) 및 제1 정류기 회로(203)를 포함할 수 있다.

전자 디바이스(01)의 뒷면이 충전 거치대(02)에 놓이면, 무선 충전 전송 장치(30)와 무선 충전 수신 장치(20) 사이에 무선 통신이 확립될 수 있다. 이 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전송 장치(30)는 제2 통신 회로(301)를 포함할 수 있다. 무선 충전 전송 장치(30)와 무선 충전 수신 장치(20) 사이에 무선 통신을 확립할 수 있도록, 제1 통신 회로(201)와 제2 통신 회로(301) 사이의 무선 연결은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wireless-fidelity, Wi-Fi), 지그비(Zigbee) 프로토콜, 무선 주파수 식별(radio frequency identification, RFID) 기술, 장거리(long range, Lora) 무선 기술 및 근거리 통신(near field communication, NFC)을 이용해서 구현될 수 있다.

이러한 방식으로, 제1 통신 회로(201)와 제2 통신 회로(301) 사이에 제어 신호 또는 충전 데이터가 전송될 수 있다. 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전 데이터는 충전 프로토콜, 예를 들어, 무선 전력 위원회(Wireless Power Consortium, WPC)에서 제안한 무선 충전 표준 Qi, 예를 들어, BPP(basic power profile) 프로토콜 또는 EPP(extended power profile) 프로토콜일 수 있다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 통신 회로(201)는 제1 컨트롤러(205)에 결합된다. 제1 컨트롤러(205)는 제2 통신 회로(301)에 의해 제1 통신 회로(201)에 송신되는 충전 프로토콜을 식별하여, 전자 디바이스(01)의 충전 유형을 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전 유형이 제1 충전 유형(예를 들어, 완속 충전에 적용 가능한 저전력 충전)일 수 있거나, 또는 충전 유형이 제2 충전 유형(예를 들어, 고속 충전에 적용 가능한 고전력 충전)일 수 있다.

또한, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)에 결합된다. 본원의 이 실시형태에서의 제1 정류기 회로(203)는 2 가지 동작 모드, 즉 하프브리지 모드 및 풀브리지 모드를 가질 수 있다. 제1 컨트롤러(205)는, 충전 데이터에 기초하여 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하는 경우, 제1 정류기 회로(203)를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력할 수 있다. 하프브리지 모드의 제1 정류기 회로(203)는 수신된 교류 파형의 양의 반주기 파형을 유지(또는 제거)하고 음의 반주기 파형을 제거(또는 유지)하여 직류를 생성할 수 있다.

또한, 제1 컨트롤러(205)는, 충전 데이터에 기초하여 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 제1 정류기 회로(203)를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력할 수 있다. 풀브리지 모드의 제1 정류기 회로(203)는 수신된 교류 파형의 양의 반주기 파형 및 음의 반주기 파형을 동일한 극성으로 변환하여 직류를 생성할 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 정류기 회로(203)는 제1 수신 코일(211)에 더 결합된다. 전술한 모드들 중 어느 하나의 모드로 동작할 경우, 제1 정류기 회로(203)는 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 제1 유도 전압을 정류하여 직류 전원 전압(Vrect)을 생성할 수 있다. 전원 전압(Vrect)은 배터리(50)에 전력을 공급하는 데 사용된다.

본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 전원 전압(Vrect)의 전압 값이 배터리(50)의 충전 전압(예를 들어, 3.7 V)의 전압 값과 동일 또는 거의 동일한 경우, 전원 전압(Vrect)은 도 2b에 도시된 바와 같이 배터리(50)를 직접 충전할 수 있다. 이 경우, 배터리(50)에 전원 전압(Vrect)이 인가된 후, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전류가 배터리(50)를 충전할 수 있다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태들에 있어서, 전원 전압(Vrect)이 배터리(50)의 충전 전압(예를 들어, 3.7 V)보다 큰 경우, 배터리(50)를 충전하기 위해 전원 전압(Vrect)을 직접 사용할 경우에 야기되는 배터리(50)의 손상을 방지하기 위해, 도 2c에 도시된 바와 같이, 무선 충전 수신 장치(20)는 제1 정류기 회로(203)에 결합되는 적어도 하나의 레벨의 전압 변환 회로(206)를 더 포함한다. 전압 변환 회로(206)는 전자 디바이스(01)의 PCB(도 1a에 도시된 바와 같음) 상에 배치될 수 있다. 전압 변환 회로(206)는 전원 전압(Vrect)을 변환(예를 들어, 강압)하고, 변환된 전압(예를 들어, 3.7 V)이 배터리(50)에 전력을 공급하게 할 수 있다. 전압 변환 회로(206)에 의해 출력되는 전압이 배터리(50)에 인가된 후, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전류가 배터리(50)를 충전할 수 있다.

따라서, 전원 전압(Vrect)이 배터리(50)에 전력을 공급하는 데 사용된다는 것은 전원 전압(Vrect)이 배터리(50)를 손상시키지 않고 배터리(50)에 직접 전력을 공급할 수 있다는 것을 의미한다. 대안으로서, 전원 전압(Vrect)은 적어도 하나의 레벨의 전압 변환 회로(206)에 의해 강압된 후에 배터리(50)에 전력을 공급할 수 있다.

본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 전압 변환 회로(206)는 DC/DC 변환 회로를 포함한다. DC/DC 변환 회로는 강압(Buck) 회로 또는 전환형 커패시터(switched capacitor, SC) 회로일 수 있다. 강압 회로의 입력-출력 전압비는 유연하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 입력-출력 전압비는 소수로 설정될 수 있다. SC 회로의 입력-출력 전압비는 정수이다. 그러나, SC 회로는 상대적으로 높은 입력-출력 전압차를 견딜 수 있고, 상대적으로 높은 전압 변환 효율을 갖는다.

이에 기초하여, 배터리(50)의 충전 속도를 향상시키기 위해, 충전 전력이 증가될 수 있다. 이 경우, 무선 충전 전송 장치(30)가 제2 충전 유형(예를 들어, 고속 충전에 적용 가능한 고전력 충전)을 지원하는 경우, 제2 통신 회로(301)는 고전력 충전과 일치하는 충전 프로토콜을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있다. 제1 컨트롤러(205)가 충전 프로토콜의 핸드셰이크 식별을 수행하여 충전 프로토콜을 식별할 경우, 제1 컨트롤러(205)는 제1 전압 조정 명령을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있다. 제1 전압 조정 명령은 제2 발진 회로(303)의 출력 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용된다.

이 경우, 도 2c에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전송 장치(30)는 제2 통신 회로(301)에 결합되는 제2 컨트롤러(304)를 더 포함한다. 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 제2 컨트롤러(304)는 DC/AC(302) 및 어댑터(40)에 결합될 수 있다. 제2 컨트롤러(304)는, 제2 통신 회로(301)에 의해 출력되는 제1 전압 조정 명령을 수신한 후, 제1 전압 조정 제어 신호를 생성한다. 제1 전압 조정 제어 신호는 어댑터(40)의 출력 전압을 증가시키기 위해 어댑터(40)의 출력 전압을 조정하는 데 사용된다.

이러한 방식으로, 어댑터(40)의 출력 전압이 증가하면, 어댑터(40)에 결합된 DC/AC(302)에 의해 출력되는 직류 전압도 증가한다. 또한, DC/AC(302)가 어댑터(40)에 의해 출력되는 직류를 교류로 변환하고, 교류를 제2 발진 회로(303)에 전송한 후, 제2 발진 회로(303)의 전송 코일(311)은 고주파 교류를 생성하고 교류 자기장을 전송할 수 있다. 따라서, DC/AC(302)에 의해 출력되는 직류 전압이 증가하면, 전송 코일(311)에서 생성되는 고주파 교류 전류도 증가하고, 이로써, 제2 발진 회로(303)의 출력 전압이 증가된다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전송 장치(30)는 DC/AC(302) 및 어댑터(40)에 결합되는 전압 조정 회로(305)를 더 포함한다. 전압 조정 회로(305)는 어댑터(40)에 의해 DC/AC(302)에 출력되는 전압을 조정할 수 있다. 제2 컨트롤러(304)는, 제2 통신 회로(301)에 의해 출력되는 제1 전압 조정 명령을 수신한 후, 제1 전압 조정 제어 신호를 생성한다. 제1 전압 조정 제어 신호는 전압 조정 회로(305)의 출력 전압을 증가시키는 데 사용된다. 이러한 방식으로, DC/AC(302)에 의해 출력되는 직류 전압도 증가하고, 이로써, 제2 발진 회로(303)의 출력 전압이 증가된다.

전술한 설명으로부터, 배터리(50)를 충전하기 위해, 전압 변환 회로(206)의 출력 전압이 배터리(50)의 제3 전압(예를 들어, 3.7 V)임을 알 수 있다. 따라서, 제2 발진 회로(303)의 출력 전압이 증가된 후, 무선 충전 수신 장치(20)의 입력 전압과 출력 전압 사이의 전압차가 증가된다. 이 경우, 무선 충전 수신 장치(20)에 의한 발열을 줄이기 위해, 아래에서는 본원의 이 실시형태에서 제공되는 무선 충전 수신 장치(20)의 구조를 실시예를 이용하여 상세히 설명한다.

실시예 1

이 실시예에 있어서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 무선 충전 수신 장치(20)의 제1 발진 회로(202)는 제1 수신 코일(211)을 포함할 수 있다. 제1 수신 코일(211)과 전송 코일(311) 사이에는 전압 컨버터가 형성될 수 있다.

전압 컨버터의 출력단의 전압(U1)(즉, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압)에 대한 전압 컨버터의 입력단의 전압(U)(즉, 전송 코일(311)의 입력 전압)의 비 U/U1은 제1 수신 코일(211)의 권수(N1)에 대한 전송 코일(311)의 권수(N)의 비 N/N1과 동일하고, 즉 U/U1 = N/N1이다.

또한, 코일의 권수는 코일의 인덕턴스의 제곱에 정비례한다. 따라서, 전압 컨버터의 출력 전압에 대한 입력 전압의 비 U/U1은, 식 (1)에 도시된 바와 같이 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스(L1)의 제곱근에 대한 전송 코일(311)의 인덕턴스(L)의 제곱근의 비와 동일할 수 있다.

(1)

전술한 설명으로부터, 전송 코일(311)의 인덕턴스가 고정된 경우, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 출력 전압에 대한 입력 전압의 비 U/U1을 조정하기 위해, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 설정될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터가 강압 기능을 구현해야 하는 경우, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스는 제2 발진 회로(303)에서의 전송 코일(311)의 인덕턴스보다 작을 수 있다.

설명의 편의상, 예를 들어, 전송 코일(311)의 인덕턴스가 L인 경우, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스 L1은 전송 코일(311)의 인덕턴스(L)의 1/n, 즉 L1 = (1/n)L일 수 있으며, 여기서 n ≥ 2이고, n은 양의 정수이다.

이 경우, 전송 코일(311)의 입력 전압(U)에 대한 제1 수신 코일(211)의 출력 전압(U1)의 비는

일 수 있음을 전술한 식 (1)로부터 알 수 있다. 예를 들어, n = 4일 때, 즉, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스(L1)가 전송 코일(311)의 인덕턴스(L)의 1/4일 때, 전송 코일(311)과 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득은 2:1일 수 있다. 이 경우, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압을 감소시키기 위해, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압은 전송 코일(311)의 입력 전압의 절반일 수 있다.

이러한 방식으로, 제1 정류기 회로(203)가 제1 수신 코일(211)에 결합되기 때문에, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압이 감소된 후에, 제1 정류기 회로(203)의 입력 전압이 감소될 수 있다. 이는 제1 정류기 회로(203)를 보호하는 데 도움이 된다.

또한, 고전력 충전을 사용하는 경우, 전송 코일(311)의 입력 전압이 증가한다는 것, 예를 들어, 저전력 충전 동안의 5 V에서 10 V로 증가한다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 이 경우, 10 V 전압이 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터를 통과한 후, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압은 5 V로 감소한다. 이 경우, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 1:1이고 제1 수신 코일(211)의 출력 전압이 10 V인 해법에 비해, 본원의 해법은 전압 변환 회로(206)의 입력 전압을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 전압 변환 회로(206)에 의해 배터리(50)에 출력되는 전압이 배터리(50)를 충전하는 데 사용되고, 그 전압의 값이, 예를 들어, 3.7 V로 고정되어 있기 때문에, 전압 변환 회로(206)의 출력단의 전압이 고정되면, 전압 변환 회로(206)의 입력단의 전압을 감소시킴으로써 전압 변환 회로(206)의 입력단과 출력단 사이의 전압차가 감소될 수 있다. 따라서, 전압 변환 프로세스에서 전압 변환 회로(206)에 의해 발생되는 열 및 전압 변환 프로세스에서 열에 의해 야기되는 손실이 감소될 수 있고, 이로써, 전압 변환 회로(206)의 전압 변환 효율이 향상되고, 고전력 전원의 효율 향상에 도움이 된다.

또한, 제1 컨트롤러(205)가 제1 통신 회로(201)에 의해 수신되는 충전 프로토콜을 식별할 수 있다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 무선 충전 수신 장치(20)를 기동시키기 위해서는 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 필요가 있다. 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)의 출력단에 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 정류기 회로(203)의 출력단이 전압을 출력할 때, 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력할 수 있도록, 전압은 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 수 있다.

그러나, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압을 감소시키기 위해, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 제2 발진 회로(303)에서의 전송 코일(311)의 인덕턴스보다 작다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 또한, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압이 상대적으로 낮은 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의한 정류 이후에 출력되는 전압은 제1 컨트롤러(205)를 기동시키기에는 불충분하다. 결과적으로, 무선 충전을 수행할 수 없다.

전술한 문제를 해결하기 위해, 본원의 이 실시형태에서 제공되는 무선 충전 수신 장치(20)의 제1 발진 회로(202)는 도 3a에 도시된 제2 수신 코일(212)과, 제2 수신 코일(212) 및 제1 컨트롤러(205)에 결합되는 시동 회로(204)를 더 포함한다. 시동 회로(204)는 전자 디바이스(01)의 PCB(도 1b에 도시됨) 상에 배치될 수 있다. 제2 수신 코일(212)은 전송 코일(311)에 의해 전송되는 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력할 수 있다. 따라서, 유사하게, 전송 코일(311)과 제2 수신 코일(212)은 다른 전압 컨버터를 형성할 수도 있다.

시동 회로(204)는 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압을 직류 제1 전압(Vc)으로 변환할 수 있다. 제1 전압(Vc)은 제1 컨트롤러(205)의 최소 동작 전압, 즉, 부족 전압 차단(under voltage lock out)(UVLO) 상태의 전압 이상일 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력하도록, 제1 전압(Vc)이 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 수 있다. 제1 정류기 제어 신호의 제어 하에서 하프브리지 모드로 동작하는 제1 정류기 회로(203) 또는 제2 정류기 제어 신호의 제어 하에서 풀브리지 모드로 동작하는 제1 정류기 회로(203)는 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압을 전원 전압(Vrect)으로 변환할 수 있다.

이 경우, 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압이, 시동 회로(204)에 의해 변환된 후에, 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 제1 컨트롤러(205)를 구동할 수 있게 하기 위해, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스는 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스보다 클 수 있다.

전자 디바이스(01)를 거치대(02)에 올려놓고 충전을 막 개시한 경우, 무선 충전 수신 장치(20)가 충전 프로세스의 수행을 막 개시했기 때문에, 전송 코일(311)에 의해 입력되는 전압은 고정값이라는 점에 유의해야 한다. 따라서, 거치대(02)에서 제2 수신 코일(212)과 전송 코일(311)의 정렬 위치의 편차가 상대적으로 큰 경우에는, 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압은 낮다. 따라서, 제2 수신 코일(212)과 전송 코일(311) 사이의 위치 편차가 미리 설정된 최대값, 예를 들어, 10 mm에 이를 경우, 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압이, 시동 회로(204)에 의해 변환된 후에, 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 제1 컨트롤러(205)를 구동하는 것을 여전히 보장할 수 있다. 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스는 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스의 4 배일 수 있다.

또한, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스는 전송 코일(311)의 인덕턴스보다 클 수 있거나, 또는 전송 코일(311)의 인덕턴스보다 작을 수 있거나, 또는 전송 코일(311)의 인덕턴스와 동일 또는 거의 동일할 수 있다. 전송 코일(311) 및 제2 수신 코일(212)을 포함하는 전압 컨버터가, 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압이, 시동 회로(204)에 의해 변환된 후에, 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 제1 컨트롤러(205)를 구동할 수 있는 것을 보장할 수 있다면, 본원에서는 이를 제한하지 않는다. 이하, 설명의 편의상, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스는 전송 코일(311)의 인덕턴스와 동일할 수 있다. 이 경우, 제2 수신 코일(212) 및 전송 코일(311)을 포함하는 전압 컨버터의 이득은 1:1일 수 있다.

본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 시동 회로(204)는 제2 정류기 회로(214) 및 제2 전압 레귤레이터 회로(224)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)는 저손실 레귤레이터(low dropout regulator, LDO)일 수 있다.

제2 정류기 회로(214)는 제2 수신 코일(212) 및 제2 전압 레귤레이터 회로(224)에 결합된다. 제2 전압 레귤레이터 회로(224)는 제1 컨트롤러(205) 및 접지 단자(GND)에 더 결합된다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 전압 레귤레이터 회로(224), 제1 컨트롤러(205) 및 제1 정류기 회로(203)의 출력단들은 모두 노드(Q)에 결합된다.

이 경우, 제2 정류기 회로(214)는 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 교류를 정류하여 직류를 생성할 수 있다. 제2 전압 레귤레이터 회로(224)가 직류에 대한 전압 조절 처리를 수행한 후, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)는 제1 전압(Vc)을 전술한 노드(Q)에 출력할 수 있다. 제1 전압(Vc)은 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)의 출력단에 더 결합된다. 제1 정류기 회로(203)가 전원 전압(Vrect)을 출력하도록, 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력하는 경우에, 전원 전압(Vrect)이 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 미리 설정된 조절 전압(V1)보다 크면, 시동 회로(204)가 차단될 수 있도록 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단이 분리된 상태로 될 수 있으며, 시동 회로(204)가 제1 컨트롤러(205)에의 전력 공급을 중지한다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)의 출력단에 결합되어 있기 때문에, 제1 정류기 회로(203)는 노드(Q)에 전원 전압(Vrect)을 출력할 수 있다. 전원 전압(Vrect)은 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 수 있다.

제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 미리 설정된 조절 전압(V1)은 전자 디바이스(01)가 공장에서 출고되기 전에 제1 컨트롤러(205)의 파라미터, 예를 들어, 전술한 UVLO 전압에 기초하여 설정될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)은 UVLO 전압 이상일 필요가 있다는 점을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 미리 설정된 조절 전압(V1)보다 큰 경우, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단이 분리된 상태로 될 수 있도록, 즉, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단이 노드(Q)로부터 분리되도록, 미리 설정된 조절 전압(V1)은 제1 전압(Vc)보다 클 수 있다.

제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단이 노드(Q)에 결합될 때, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)가 노드(Q)에 전력을 공급하도록 구성된다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단이 노드(Q)로부터 분리될 때, 제1 정류기 회로(203)가 노드(Q)에 전력을 공급한다. 따라서, 노드(Q)는 동시에 하나의 전압만을 가지며, 전압은 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 수 있다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태들에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 시동 회로(204)에서의 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 출력단은 제1 컨트롤러(205)의 입력단에 결합된다. 이러한 방식으로, 무선 충전 수신 장치(20)의 동작 프로세스에서, 시동 회로(204)는 항상 제1 전압(Vc)을 제1 컨트롤러(205)에 제공한다.

전자 디바이스(01)의 충전 프로세스에서, 시동 회로(204)가 항상 켜져 있을 때, 제2 수신 코일(212)은 항상 전송 코일(311)에 의해 전송되는 교류 자기장을 수신하고, 제2 유도 전압을 생성한다는 점에 유의해야 한다. 제2 수신 코일(212)이 제2 유도 전압을 출력하는 프로세스에서 열이 발생되지만, 무선 충전 프로세스에서는 코일에 의해 발생되는 열이 충전 전력 소비에 미치는 영향이 상대적으로 작아 무시할 수 있다.

설명의 편의상, 아래에서는, 제2 전압 레귤레이터 회로(224), 제1 컨트롤러(205) 및 제1 정류기 회로(203)의 출력단들이 모두 도 3b에 도시된 구조에서의 노드(Q)에 결합된 실시예를 설명에 이용한다.

전송 코일(311) 및 제2 수신 코일(212)을 포함하는 전압 컨버터는, 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 제2 유도 전압이, 시동 회로(204)에 의해 변환된 후에, 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 제1 컨트롤러(205)를 구동할 수 있게 할 수 있다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 동시에, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터는 제1 수신 코일(211)의 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 제1 발진 회로(202)에서의 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스는 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스보다 작다.

본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 제1 수신 코일(211) 및 제2 수신 코일(212)은 동일한 유형의 금속 케이블을 사용해서 권선될 수 있다. 차이점은, 제1 수신 코일(211)을 권선하는 원의 수량이 제2 수신 코일(212)을 권선하는 원의 수량보다 적을 수 있고, 그에 따라 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스보다 작을 수 있다는 점이다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 제1 수신 코일(211)은 상대적으로 두꺼운 금속 케이블을 사용해서 권선될 수 있고, 제2 수신 코일(212)은 상대적으로 얇은 금속 케이블을 사용해서 권선될 수 있다. 또한, 제1 수신 코일(211)을 권선하는 원의 수량이 제2 수신 코일(212)을 권선하는 원의 수량보다 적을 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스의 절반인 경우, 제1 수신 코일(211)을 권선하는 원의 수량은 제2 수신 코일(211)을 권선하는 원의 수량의 절반 또는 대략 절반일 수 있다. 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스보다 작을 수 있다면, 제1 수신 코일(211) 및 제2 수신 코일(212)을 권선하는 다른 방식들을 여기에서 일일이 설명하지 않는다.

또한, 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 수신 코일(211)이 제2 수신 코일(212)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ② 및 제2 단부 ③은 제2 수신 코일(212)의 제1 단부 ①과 제2 단부 ④ 사이에 위치된다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 수신 코일(212)이 제1 수신 코일(211)의 내측에 배치된다. 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ② 및 제2 단부 ③은 제2 수신 코일(212)의 제1 단부 ①과 제2 단부 ④ 사이에 위치된다.

대안으로서, 본원의 또 다른 실시형태들에 있어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 수신 코일(212)의 일 부분은 제1 수신 코일(211)의 내측에 배치되고, 다른 부분은 제1 수신 코일(211)의 외측에 배치된다. 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ② 및 제2 단부 ③은 제2 수신 코일(212)의 제1 단부 ①과 제2 단부 ④ 사이에 위치된다.

전술한 내용은 제2 수신 코일(212) 및 시동 회로(204)가 무선 충전 수신 장치(20)에 배치되어 제1 컨트롤러(205)를 구동하는 실시예를 이용해서 설명된다는 점에 유의해야 한다. 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 전자 디바이스(01)가 충전되고, 전송 코일(311)과 제1 수신 코일(211)의 위치가 정렬될 때, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전압은 제1 컨트롤러(205)를 기동하기에 충분하다. 이 경우, 제2 수신 코일(212) 및 시동 회로(204) 중 어느 것도 무선 충전 수신 장치(20)에 배치될 필요가 없다. 이 경우, 무선 충전 수신 장치(20)의 구조는 도 6a에 도시된다. 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전압은, 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력하도록, 제1 컨트롤러(205)를 직접 구동할 수 있다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 무선 충전 수신 장치는 제1 전압 레귤레이터 회로(225)를 더 포함한다. 제1 전압 레귤레이터 회로(225)는 전자 디바이스(01)의 PCB 상에 배치될 수 있다. 제1 전압 레귤레이터 회로(225)는 배터리(50) 및 제1 컨트롤러(205)의 두 단부에 결합될 수 있다. 제1 전압 레귤레이터 회로(225)는 배터리(50)의 전압을 제1 컨트롤러(205)에 전송하여 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 배터리(50)에서의 잔여 전력이 제1 컨트롤러(205)를 구동하기에 충분한 경우, 배터리(50)에서의 잔여 전력은 제1 컨트롤러(205)를 구동하는 데 사용될 수 있다.

또한, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 제1 전압 레귤레이터 회로(225)의 미리 설정된 조절 전압(V2)보다 큰 경우, 제1 전압 레귤레이터 회로(225)는 배터리(50)를 제1 컨트롤러(205)로부터 분리하도록 구성된다. 즉, 제1 전압 레귤레이터 회로(225)의 출력단은 노드(Q)로부터 분리된다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 회로(203)의 출력단에 결합되기 때문에, 제1 정류기 회로(203)는 전원 전압(Vrect)을 노드(Q)에 출력할 수 있다. 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력하도록, 전원 전압(Vrect)이 제1 컨트롤러(205)에 전력을 공급할 수 있다. 제1 전압 레귤레이터 회로(225)의 미리 설정된 조절 전압(V2)의 설정 방식은 제2 전압 레귤레이터 회로(224)의 미리 설정된 조절 전압(V1)의 설정 방식과 유사하다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

본원에서는, 제1 컨트롤러(205)를 기동하는 방식을 제한하지 않는다. 설명의 편의상, 무선 충전 수신 장치(20)에 제2 수신 코일(212) 및 시동 회로(204)를 배치하여 제1 컨트롤러(205)를 구동하는 실시예를 사용해서, 제1 정류기 회로(203) 및 제2 정류기 회로(214)의 구조를 아래에서 상세히 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 정류기 회로(203)는 병렬로 연결된 제1 브리지 암과 제2 브리지 암을 포함한다. 제1 브리지 암은 직렬로 연결된 제1 스위치 컴포넌트(61) 및 제2 스위치 컴포넌트(62)를 포함한다. 제2 브리지 암은 직렬로 연결된 제3 스위치 컴포넌트(63) 및 제4 스위치 컴포넌트(64)를 포함한다. 제1 스위치 컴포넌트(61), 제2 스위치 컴포넌트(62), 제3 스위치 컴포넌트(63) 및 제4 스위치 컴포넌트(64) 중 어느 하나는 다이오드 및 다이오드에 병렬로 연결되는 스위치 트랜지스터를 포함한다. 예를 들어, 제1 스위치 컴포넌트(61)는 스위치 트랜지스터(Sa)를 포함하고, 제2 스위치 컴포넌트(62)는 스위치 트랜지스터(Sb)를 포함하고, 제3 스위치 컴포넌트(63)는 스위치 트랜지스터(Sb1)를 포함하고, 제4 스위치 컴포넌트(64)는 스위치 트랜지스터(Sa1)를 포함한다.

제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ②는 제1 스위치 컴포넌트(61)와 제2 스위치 컴포넌트(62) 사이에 결합된다. 즉, 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ②는 제1 스위치 컴포넌트(61)에서의 다이오드의 애노드(anode, a)와 제2 스위치 컴포넌트(62)에서의 다이오드의 캐소드(cathode, c) 사이에 결합된다.

제1 발진 회로(202)가 제3 공진 커패시터(C_RX3)를 더 포함한다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 제3 공진 커패시터(C_RX3)의 제1 단부는 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ②에 결합되고, 제3 공진 커패시터(C_RX3)의 제2 단부는 제1 스위치 컴포넌트(61)와 제2 스위치 컴포넌트(62) 사이에 결합된다. 따라서, 제1 수신 코일(211)의 제1 단부 ②는 제3 공진 커패시터(C_RX3)를 사용해서 제1 스위치 컴포넌트(61)와 제2 스위치 컴포넌트(62) 사이에 결합된다.

또한, 제1 수신 코일(211)의 제2 단부 ③은 제3 스위치 컴포넌트(63)와 제4 스위치 컴포넌트(64) 사이에 결합된다. 즉, 제1 수신 코일(211)의 제2 단부 ③은 제3 스위치 컴포넌트(63)에서의 다이오드의 애노드(a)와 제4 스위치 컴포넌트(64)에서의 다이오드의 캐소드(c) 사이에 결합된다.

이에 기초하여, 제1 컨트롤러(205)에 의해 출력된 제1 정류기 제어 신호 또는 제2 정류기 제어 신호의 제어하에서 제1 정류기 회로(203)가 전원 전압(Vrect)을 출력할 수 있도록 하기 위해, 제1 스위치 컴포넌트(61)의 제어단(즉, 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단), 제2 스위치 컴포넌트(62)의 제어단(즉, 스위치 트랜지스터(Sb)의 제어단), 제3 스위치 컴포넌트(63)의 제어단(즉, 스위치 트랜지스터(Sb1)의 제어단) 및 제4 스위치 컴포넌트(64)의 제어단(즉, 스위치 트랜지스터(Sa1)의 제어단)이 모두 제1 컨트롤러(205)에 결합된다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)는 스위치 트랜지스터(Sa), 스위치 트랜지스터(Sb), 스위치 트랜지스터(Sb1) 및 스위치 트랜지스터(Sa1)의 연결 또는 차단을 제어할 수 있다.

제1 정류기 회로(203)는 제1 필터 커패시터(C1)를 더 포함한다. 제1 필터 커패시터(C1)의 제1 단부는 제1 스위치 컴포넌트(61)에서의 다이오드의 캐소드(c)에 결합되고, 제1 필터 커패시터(C1)의 제2 단부는 접지 단자(GND)에 결합된다.

또한, 이 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 시동 회로(204)의 제2 정류기 회로(214)의 구조는 직렬로 연결된 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와, 직렬로 연결된 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)를 포함할 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)와 제3 다이오드(D3)의 캐소드(c)는 제2 정류기 회로(214)의 출력단으로서 제2 전압 레귤레이터 회로(224)에 결합되도록 서로 결합된다. 제2 다이오드(D2)의 애노드(a)와 제4 다이오드(D4)의 애노드(a)는 모두 접지 단자(GND)에 결합된다.

제1 발진 회로(202)는 도 7에 도시된 제1 공진 커패시터(C_RX1)를 더 포함한다. 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제1 단부는 제2 수신 코일(212)의 제1 단부 ①에 결합되고, 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제2 단부는 제1 다이오드(D1)의 애노드(a) 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드(c)에 결합된다. 제2 수신 코일(212)의 제2 단부 ④는 제3 다이오드(D3)의 애노드(a) 및 제4 다이오드(D4)의 캐소드(c)에 결합된다.

또한, 제2 정류기 회로(214)는 제2 필터 커패시터(C2)를 더 포함할 수 있다. 제2 필터 커패시터(C2)의 제1 단부는 제3 다이오드(D3)의 캐소드(c)에 결합되고, 제2 필터 커패시터(C2)의 제2 단부는 접지 단자(GND)에 결합된다.

아래에서는, 도 7에 도시된 무선 충전 수신 장치(20) 및 무선 충전 전송 장치(30)를 구비한 무선 충전 시스템의 제어 방법을 실시예를 사용해서 상세히 설명한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 방법은 S101 내지 S108을 포함한다.

S101: 무선 충전 전송 장치(30)에서의 제2 통신 회로(301)가 시작 신호(핑(Ping) 신호라고 할 수도 있음)를 송신하고, 무선 충전 수신 장치(20)가 기동된다.

S102: 무선 충전 수신 장치(20)의 전원이 켜지고, 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 모드로 동작한다.

무선 충전 수신 장치(20)에서의 제1 통신 회로(201)가 핑 신호를 수신한 후, 무선 충전 수신 장치(20)는 설정된 전원-온 시간 순서에 따라 무선 충전 수신 장치(20)의 몇몇 내부 컴포넌트, 예를 들어, 시동 회로(204)의 전원을 켠다. 이 경우, 시동 회로(204)는 제2 수신 코일(212)에 의해 출력되는 교류를 직류 제1 전압(Vc)으로 변환할 수 있다. 무선 충전 수신 장치(20)의 제1 컨트롤러(205)는, 제1 전압(Vc)을 수신한 후, 제1 정류기 회로(203)를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력할 수 있다.

예를 들어, 시동 회로(204)에서의 제2 정류기 회로(214)가 도 7에 도시된 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)를 포함하는 경우, 제2 정류기 회로(214)는 풀브리지 정류기 회로일 수 있다. 이에 기초하여, 제2 수신 코일(212) 상의 제2 유도 전압의 극성(양극은 +로 표현되고, 음극은 -로 표현됨)이 도 9a에 도시된 바와 같은 경우, 제2 수신 코일(212) 상의 유도 전압은 제1 다이오드(D1)와 제4 다이오드(D4)에 의해 형성되는 루프를 사용해서 제1 전압(Vc)을 생성하고, 제1 전압(Vc)을 제1 컨트롤러(205)에 제공한다.

또한, 제2 수신 코일(212) 상의 제2 유도 전압의 극성이 도 9b에 도시된 바와 같이 전환되면, 제2 수신 코일(212) 상의 유도 전압은 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)에 의해 형성되는 루프를 이용해서 제1 전압(Vc)을 생성하고, 제1 전압(Vc)을 제1 컨트롤러(205)에 제공한다. 이 경우, 풀브리지 제2 정류기 회로(214)의 입력-출력 전압비는 1:1이다.

이에 기초하여, 제1 전압(Vc)을 수신하는 제1 컨트롤러(205)가 제1 정류기 제어 신호를 출력할 수 있도록, 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)의 값을 증가시키기 위해, 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스가 증가될 수 있으며, 예를 들어, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스는 전송 코일(311)의 인덕턴스와 동일하다. 이 경우, 전자 디바이스(01)의 컴포넌트 공간이 충분한 경우, 제2 수신 코일(212)을 권선하기 위한 금속 케이블의 원의 수량이 증가될 수 있다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)는 승압(boost) 기능 및 강압 기능을 갖는 DC/DC 컨버터로 대체될 수 있다. 이러한 방식으로, 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)이 제1 컨트롤러(205)를 기동하기 위한 요건을 충족할 수 있도록, DC/DC 컨버터는 제2 정류기 회로(214)에 의해 출력되는 전압을 승압할 수 있다.

고전력 충전을 위해 전자 디바이스(01)를 거치대(02)에 올려놓는 과정에서, 전송 코일(311)의 입력 전압이 증가하기 때문에, 제2 수신 코일(212)의 위치가 전송 코일(311)의 위치와 정렬되지 않고 상대적으로 큰 오프셋이 존재하면, 제2 수신 코일(212)에 의해 생성되는 제2 유도 전압도 증가한다. 따라서, 제2 수신 코일(212)에 의해 생성되는 유도 전압에 기초하여 시동 회로(204)에 의해 생성되는 제1 전압(Vc)은 제1 컨트롤러(205)의 최대 동작 전압보다 크다. 이 경우, 시동 회로(204)에 의해 출력되는 과도하게 높은 전압으로 인한 제1 컨트롤러(205)의 손상을 방지하기 위해, 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)이 제1 컨트롤러(205)의 최대 동작 전압보다 작도록, DC/DC 컨버터는 제2 정류기 회로(214)에 의해 출력되는 전압을 추가로 강압할 수 있다.

이에 기초하여, 시동 회로(204)가 설계 요건을 충족하는 제1 전압(Vc)을 제1 컨트롤러(205)에 출력한 후, 제1 컨트롤러(205)가 동작 상태로 되고, 시동 회로(204)는 제1 정류기 회로(203)를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 출력하고, 전원 전압(Vrect)을 출력한다.

S103: 전자 디바이스(01)에서 저전력 충전을 수행한다.

본원의 이 실시형태에서 제공하는 무선 충전 시스템은 기본적으로 제1 충전 유형, 예를 들어, 완속 충전에 적용 가능한 저전력 충전을 지원할 수 있으며, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압은, 예를 들어, 5 V이다. 예를 들어, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 2:1일 수 있다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압은 2.5 V일 수 있다. 이 경우, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압이 지나치게 낮아 배터리(50)의 충전 요건(예를 들어, 배터리(50)의 양단에서의 제3 전압이 3.7 V일 수 있음)을 충족할 수 없다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 교류를 정류하는 프로세스에서, 제1 정류기 회로(203)는 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압을 추가로 승압할 필요가 있다.

이 경우, 제1 컨트롤러(205)가 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)의 수신을 막 개시한 후, 출력된 제1 정류기 제어 신호는 도 7에 도시된 제1 정류기 회로(203)를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 제1 정류기 제어 신호는 제1 컨트롤러(205)에서 미리 구성될 수 있으며, 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 모드로 동작할 수 있게 하기 위한 것이다. 제1 컨트롤러(205)에 의해 출력되는 미리 구성된 제1 정류기 제어 신호(Sa, Sb, Sb1, Sa1)는 도 10a에 도시될 수 있다.

무선 충전 수신 장치(20)가 막 기동된 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의해 수신되는 전류는 상대적으로 작다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)는 도 10a에 도시된 하프브리지 다이오드 정류 위상(P1)에 있다. 제1 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 높은 레벨이고, 제1 스위치 트랜지스터(Sa)는 도통 상태에 있다. 다른 스위치 트랜지스터들의 제어단들에 의해 수신되는 신호들은 낮은 레벨이고, 그에 따라 다른 스위치 트랜지스터들은 차단 상태(스위치 트랜지스터들이 분리된 상태)에 있다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 하프브리지 다이오드 정류 위상(P1)에서, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은 0 V로부터 점진적으로 증가한다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)도 0 V로부터 점진적으로 증가한다.

제1 정류기 회로(203)에 의해 수신되는 전류가 점진적으로 증가함에 따라, 제1 정류기 회로(203)는 도 10a에 도시된 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에 있다. 이 경우, 제1 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 하이 레벨("1"로 표현됨)이다. 제3 스위치 트랜지스터(Sb1) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들은 제1 스위치 트랜지스터(Sa)가 도통 상태를 유지할 수 있도록 하이 레벨로 교번하고, 제3 스위치 트랜지스터(Sb1) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)는 교대로 도통될 수 있다. 또한, 제2 스위치 트랜지스터(Sb)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 로우 레벨("0"으로 표현됨)이고, 제2 스위치 트랜지스터(Sb)는 항상 차단 상태에 있다.

구체적으로, 전송 코일(311)에 의해 생성되는 교류 자기장에 기초하여 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 제1 유도 전압의 극성(양극은 +로 표현되고, 음극은 -로 표현됨)이 도 11a에 도시된 바와 같은 경우, 하프브리지 모드의 제1 정류기 회로(203)에서, 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들이 하이 레벨일 때, 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1)는 도통되며, 제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)와 같은 다른 스위치 트랜지스터들은 차단 상태(도 11a에서 점선으로 표현됨)에 있다. 제1 정류기 회로(203) 상의 전류는 제3 공진 커패시터(C_RX3)를 전원 전압(Vrect)의 0.5 배로 충전한다. 제3 공진 커패시터(C_RX3)는 0.5 Vrect 전압의 직류 바이어스를 갖는다.

다음으로, 전송 코일(311)에 의해 생성되는 교류 자기장의 방향이 바뀌면, 방향이 바뀐 교류 자기장에 기초하여 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 제1 유도 전압의 극성(양극은 +로 표현되고, 음극은 -로 표현됨)은 도 11b에 도시된 바와 같으며, 이는 도 11a에서의 유도 전압의 극성과 반대이다. 이 경우, 하프브리지 모드의 제1 정류기 회로(203)에서, 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들이 하이 레벨일 때, 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)가 도통된다. 제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1)와 같은 다른 스위치 트랜지스터들은 차단된다(도 11b에서 점선으로 표현됨).

제3 공진 커패시터(C_RX3)(전원 전압(Vrect)의 0.5 배)는 제1 수신 코일(211)(전원 전압(Vrect)의 0.5 배)에 직렬로 연결된다. 따라서, 제3 공진 커패시터(C_RX3) 상의 전압과 제1 수신 코일(211) 상의 전압은 출력 필터 커패시터(C3)(도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(50)의 양단에 배치됨) 및 배터리(50)에서 중첩될 수 있다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 제1 정류기 회로(203)에 입력되는 전압보다 크도록, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 증가된다.

전술한 내용은, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단에 의해 수신되는 신호가 하이 레벨("1"로 표현됨)이고 제2 스위치 트랜지스터(Sb)의 제어단에 의해 수신되는 신호가 로우 레벨("0"으로 표현됨)인 실시예를 사용하여, 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하는 경우를 설명한다는 점에 유의해야 한다. 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 로우 레벨("0"으로 표현됨)일 수 있고, 제1 스위치 트랜지스터(Sa)는 항상 차단 상태에 있다. 제2 스위치 트랜지스터(Sb)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 하이 레벨("1"로 표현됨)일 수 있고, 제2 스위치 트랜지스터(Sb)는 항상 도통 상태에 있다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)가 도 10b에 도시된 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하는 프로세스도 유사하게 얻어질 수 있다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

이 경우, 제1 정류기 회로(203)는 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하며, 제1 정류기 회로(203)의 입력-출력 전압비는 1:2일 수 있거나 또는 대략 1:2일 수 있다. 제1 정류기 회로(203)의 부하가 더 작으면, 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하는 제1 정류기 회로(203)의 입력-출력 전압비는 1:2에 가깝다. 제1 정류기 회로(203)의 부하가 더 크면, 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하는 제1 정류기 회로(203)의 출력 전압은 입력 전압의 2 배보다 약간 작다. 설명의 편의상, 아래에서는, 하프브리지 모드로 동작하는 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작할 때, 제1 정류기 회로(203)의 입력-출력 전압비가 1:2인 실시예를 설명에 사용한다.

이에 기초하여, 무선 충전 시스템이 제1 충전 유형을 사용하는 경우, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은, 예를 들어, 5 V(도 10b에서 A1 지점의 전압)이다. 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득은 2:1일 수 있다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압은 2.5 V이다.

이 경우, 도 10b에 도시된 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)은 약 5 V(도 10b에서 B1 지점의 전압)이다. 이러한 방식으로, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)과 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)(즉, 전압 변환 회로(206)의 입력 전압)의 비는 1:1이다. 전압 변환 회로(206)는 전원 전압(Vrect)(5 V)을 변환하고, 변환된 전압(예를 들어, 3.7 V)을 사용해서 배터리(50)에 전력을 공급할 수 있다.

본원의 이 실시형태에서 제공되는 무선 충전 수신 장치(20)는 도 7에 도시된 스위치 트랜지스터(Sc)를 더 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 스위치 트랜지스터(Sc)는 제1 정류기 회로(203)와 전압 변환 회로(206) 사이에 결합되고, 스위치 트랜지스터(Sc)의 제어단은 제1 컨트롤러(205)에 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 정류기 회로(203)의 출력단에 결합되는 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전압을 수집할 수 있다. 전자 디바이스(01)가 충전을 막 개시한 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전압은 충분히 안정적이지 않다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전압이 배터리(50)의 충전 요건을 충족할 수 없다고 판정할 수 있다. 불안정한 전압이 전압 변환 회로(206)에 의해 변환된 후에 배터리(50)가 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력된 불안정한 전압으로 충전되는 것 때문에 배터리(50)의 성능에 미치는 영향을 피하기 위해, 제1 컨트롤러(205)는 스위치 트랜지스터(Sc)의 제어단을 제어하여 스위치 트랜지스터(Sc)를 분리할 수 있다.

또한, 제1 정류기 회로(203)가 안정적인 전원 전압(Vrect)을 출력한 후, 제1 컨트롤러(205)는 스위치 트랜지스터(Sc)가 도통 상태가 되도록 스위치 트랜지스터(Sc)의 제어단을 제어할 수 있다. 따라서, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)은 제어 스위치 트랜지스터(Sc)를 통해 전압 변환 회로(206)에 전송될 수 있다.

본원의 이 실시형태에서 제공되는 무선 충전 시스템은 제2 충전 유형, 예를 들어, 고속 충전에 적용 가능한 고전력 충전을 더 지원할 수 있으며, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압은, 예를 들어, 20 V이다. 이 경우, 고전력 충전이 수행되기 전에 다음 단계 S104가 수행된다.

S104: 제2 통신 회로(301)가 제1 통신 회로(201)와 통신을 확립한다.

이 경우, 제2 통신 회로(301)와 제1 통신 회로(201) 사이에 통신 연결이 확립될 수 있다. 제2 통신 회로(301)는 전술한 충전 프로토콜을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있다. 제1 통신 회로(201)는 수신한 충전 프로토콜을 제1 컨트롤러(205)에 전송한다.

S105: 제2 통신 회로(301)와 제1 통신 회로(201) 사이의 통신 핸드셰이크가 성공했는지의 여부를 판정한다.

구체적으로, 제1 컨트롤러(205)는 충전 프로토콜을 식별하고, 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하는 경우 단계 S103을 수행한다. 제1 컨트롤러(205)는, 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 다음 단계 S106을 수행한다.

S106: 제2 컨트롤러가 제1 전압 조정 제어 신호를 생성한다.

제1 컨트롤러(205)가 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별한 후, 제1 컨트롤러(205)는 제1 전압 조정 명령을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있다. 제1 전압 조정 명령은 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용된다. 제2 통신 회로(301)(도 2a에 도시됨)는 제1 전압 조정 명령을 수신하고, 제1 전압 조정 명령을 제2 컨트롤러(304)에 송신할 수 있다. 제2 컨트롤러(304)는, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압이 이전의 5 V에서 20 V로 증가될 수 있도록, 제1 전압 조정 명령에 기초하여 제1 전압 조정 제어 신호를 생성한다.

S107: 제1 정류기 회로(203)는 풀브리지 모드로 동작한다.

전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 2:1일 수 있다는 것을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압은 5 V일 수 있다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)가 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하면, 제1 컨트롤러(205)는 제2 정류기 제어 신호를 도 7에 도시된 제1 정류기 회로(203)에 입력하고, 제1 정류기 회로(203)를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어한다.

제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 모드에서 풀브리지 모드로 막 전환될 때, 제1 정류기 회로(203)는 먼저 도 10b에 도시된 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에 진입한다는 점에 유의해야 한다. 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에서, 제1 정류기 회로(203)에서의 모든 스위치 트랜지스터(Sa, Sb, Sb1, Sa1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들은 모두 로우 레벨(0)이다. 따라서, 모든 스위치 트랜지스터는 차단 상태에 있다.

이 경우, 고전력 충전을 구현하기 위해, 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에서, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은 5 V에서 약 20 V까지 점진적으로 증가한다. 예를 들어, 도 10b에서 A2 지점의 전압은 18 V이다. 설명의 편의상, 예를 들어, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은 20 V이다. 또한, 제1 정류기 회로(203)에서의 모든 스위치 트랜지스터가 차단 상태에 있기 때문에, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)은 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에서 감소한다.

제1 정류기 회로(203)가 완전히 풀브리지 모드에 진입한 후, 제1 정류기 회로(203)는 도 10b에 도시된 풀브리지 동기 정류 위상(P4)에 있다. 제1 컨트롤러(205)에 의해 출력되는 제2 정류기 제어 신호(Sa, Sb, Sb1, Sa1)는 도 12에 도시될 수 있다. 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들이 동일하고, 제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1)의 제어단들에 의해 수신되는 신호들이 동일하다. 제1 스위치 트랜지스터(Sa)의 제어단에 의해 수신되는 신호는 제2 스위치 트랜지스터(Sb)의 제어단에 의해 수신된 신호와 반대이다.

이 경우, 도 13a에 도시된 바와 같이, 제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)는 제1 게이트 그룹이고, 제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1)는 제2 게이트 그룹이다. 풀브리지 모드에서의 제1 정류기 회로(203)의 제1 게이트 그룹과 제2 게이트 그룹은 교대로 도통된다. 예를 들어, 도 13a에 있어서는, 제1 게이트 그룹(제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1))이 도통되고, 제2 게이트 그룹(제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1))이 차단된다. 도 13b에 있어서는, 제1 게이트 그룹(제1 스위치 트랜지스터(Sa) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1))이 차단되고, 제2 게이트 그룹(제2 스위치 트랜지스터(Sb) 및 제3 스위치 트랜지스터(Sb1))이 도통된다. 풀브리지 제2 정류기 회로(214)의 동작 원리로부터, 제1 정류기 회로(203)가 풀브리지 모드로 동작할 때, 제1 정류기 회로(203)의 입력-출력 전압비가 1:1이라는 것을 알 수 있다.

S108: 전자 디바이스(01)에서 고전력 충전을 수행한다.

전자 디바이스(01)에서 고전력 충전이 수행되는 경우, 무선 충전 시스템은 제2 충전 유형을 사용하고, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은, 예를 들어, 20 V이고, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득은 2:1일 수 있음을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압이 10 V이고, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 약 10 V(도 10b에서 B2 지점의 전압)이다. 이러한 방식으로, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)과 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)(즉, 전압 변환 회로(206)의 입력 전압)의 비는 2:1이다. 전압 변환 회로(206)는 전원 전압(Vrect)(10 V)을 변환하고, 변환된 전압(예를 들어, 3.7 V)을 사용해서 배터리(50)를 충전할 수 있다. 전압 변환 회로(206)가 전압을 강압한 후, 충전 전력이 고전력이기 때문에, 단위 시간 동안 배터리(50)에 흐르는 전류가 증가하여 급속 충전이 구현될 수 있다.

결론적으로, 일 양태에 있어서, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 전송 코일(311)의 인덕턴스의 1/n일 수 있음을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스가 전송 코일(311)의 인덕턴스의 1/4일 경우, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득은 2:1이고, 제1 수신 코일(211)에 의해 제1 정류기 회로(203)에 출력되는 전압은 전송 코일(311)의 입력 전압의 절반이다.

따라서, 무선 충전 시스템이 전자 디바이스(01)를 충전함에 있어서 제1 충전 유형(저전력)을 사용하는지 또는 제2 충전 유형(고전력)을 사용하는지의 여부에 관계없이, 제1 수신 코일(211)에 의해 제1 정류기 회로(203)에 출력되는 제1 유도 전압은 감소될 수 있다. 따라서, 무선 충전 수신 장치(20)에서 과전압 보호(over voltage protection, OVP)가 발생할 확률을 줄일 수 있다.

또한, 제1 정류기 회로(203)에 의해 수신되는 전압이 감소되기 때문에, 제1 정류기 회로(203)의 내전압이 감소될 수 있다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)에서의 제1 스위치 트랜지스터(Sa), 제2 스위치 트랜지스터(Sb), 제3 스위치 트랜지스터(Sb1) 및 제4 스위치 트랜지스터(Sa1)는 생산 비용 절감을 위해 저전압 프로세스를 사용해서 제조되는 금속 산화물 반도체(metal oxide semiconductor, MOS) 전계 효과 트랜지스터로 구성될 수 있다.

제2 양태에 있어서, 무선 충전 시스템이 제2 충전 유형(고전력)을 사용해서 배터리(50)를 충전하는 경우, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터는 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 제1 유도 전압을 감소시킬 수 있다. 따라서, 하나의 레벨의 전압 변환 회로(206)(예를 들어, 강압비(buck ratio)가 2:1인 SC 회로)만이 무선 충전 수신 장치(20)에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 무선 충전 수신 장치(20)에서 캐스케이드형 전압 변환 회로(206)의 수량이 감소될 수 있고, 이로써, 과도하게 많은 수량의 캐스케이드형 전압 변환 회로(206)에 의해 야기되는 상대적으로 큰 전력 전송 효율 손실의 문제가 감소된다.

아래에서는, 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력에 대한 전압 변환 회로(206)의 캐스케이딩의 영향을 설명한다.

먼저, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 효율을 일정하게 설정한다. 이득이 2:1인 전압 컨버터의 출력 전력은 이득이 1:1인 전압 컨버터의 출력 전력과 동일하다(W = UI). 이 경우, 표 1에 도시된 바와 같이, 전술한 두 컨버터에서 제1 수신 코일(211)의 코일 손실은 동일하다. 표 1은 전술한 두 전압 컨버터에서 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스 값, 저항 값, 출력 전압, 코일 전류 및 코일 손실의 구체적인 값들을 나타낸다.

전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 1:1일 때, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스 값, 저항 값, 코일 전압 및 코일 전류의 값들은 전송 코일(311)과 동일하다는 것을 표 1로부터 알 수 있다.

전송 코일(311)의 인덕턴스 값(L), 저항 값(R), 출력 전압(U) 및 코일 전류(I)가 변화 없이 유지되는 경우, 그리고 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 2:1인 경우, 제1 수신 코일(211)의 인덕턴스 값이 (1/4)L임을 전술한 설명으로부터 알 수 있다.

전술한 식 (1)로부터, 제1 수신 코일(211)의 출력 전압이 U

임을 알 수 있다. 전압 컨버터의 출력 전력이 변화 없이 유지되는 경우, 전력 W = UI이기 때문에, 제1 수신 코일(211)의 코일 전류는 I/

이다. 이러한 방식으로, 줄의 법칙(Joule's law)에 따르면, 제1 수신 코일(211)의 코일 손실(Q)은 I²R이다. 따라서, 이득이 1:1인 전압 컨버터의 출력 전력이 이득이 2:1인 전압 컨버터의 출력 전력과 동일한 경우, 전술한 두 컨버터에서 제1 수신 코일(211)들의 코일 손실은 동일하다. 예를 들어, 전송 코일(311)의 출력 효율은 15 W이고, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하며 이득이 1:1인 전압 컨버터의 효율과 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하며 이득이 2:1인 전압 컨버터의 효율은 모두 97%일 수 있다.

또한, 예를 들어, 제1 정류기 회로(203)의 변환 효율은 98%일 수 있으며, 강압비가 2:1인 하나의 레벨의 SC 회로의 변환 효율은 97%이다. 충전 수신 장치(20)의 총 효율은 97% × 98% × 97% = 92.2%이다. 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력은 15 W × 92.3% = 13.83 W이다.

따라서, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 효율과 제1 정류기 회로(203)의 효율이 변화 없이 유지되는 경우, 캐스케이드형 회로의 수량이 적을수록 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력이 높아진다. 또한, 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 효율과 제1 정류기 회로(203)의 효율이 변화 없이 유지되고, 캐스케이드형 전압 변환 회로(206)의 수량이 변화 없이 유지되는 경우, 전압 변환 회로(206)의 효율이 높을수록 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력이 높아진다.

예를 들어, 전압 변환 회로(206)가 94.1%의 변환 효율을 갖는 강압 전압일 때, 유사하게, 충전 수신 장치(20)의 총 효율은 97% × 98% × 97% = 89.5%임을 알 수 있다. 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력은 15W × 89.5% = 13.43 W이다. 따라서, 전압 변환 회로(206)가 변환 효율이 97%이고 강압비가 2:1인 SC 회로일 때, 무선 충전 수신 장치(20)의 출력 전력은 (13.83 W - 13.43 W)/13.83 W = 3% 만큼 증가될 수 있다.

또한, 무선 충전 수신 장치(20)에 하나의 레벨의 전압 변환 회로(206)만이 배치되기 때문에, 무선 충전 수신 장치(20)의 크기를 줄일 수 있고, 이로써, 전자 디바이스(01)에서 무선 충전 수신 장치(20)의 컴포넌트 공간을 줄이는 데 도움이 된다.

제3 양태에 있어서, 무선 충전 수신 장치(20)가 충전 프로세스의 수행을 개시할 때, 무선 충전 수신 장치(20)에서의 제1 정류기 회로(203)는 하프브리지 모드로 동작한다는 것을 도 7로부터 알 수 있다. 이 경우, 전자 디바이스는 제1 충전 유형(저전력)의 충전을 수행한다. 제2 통신 회로(301)와 제1 통신 회로(201) 사이에 통신 연결이 확립되고, 제2 통신 회로(301)에 의해 송신되는 고전력 충전 프로토콜이 제1 컨트롤러(205)에 의해 식별되어 통신 핸드셰이크를 구현한 후, 제1 정류기 회로(203)는 풀브리지 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 무선 충전 시스템은 제2 충전 유형(고전력)을 사용해서 전자 디바이스(01)를 충전한다. 또한, 통신 핸드셰이크가 실패하면, 즉, 제2 통신 회로(301)에 의해 송신되는 충전 프로토콜이 제1 컨트롤러(205)에 의해 고전력 충전 프로토콜로서 식별될 수 없는 경우, 무선 충전 시스템은 제1 충전 유형(저전력)을 사용해서 전자 디바이스(01)를 계속 충전한다. 따라서, 무선 충전 시스템은 제1 충전 유형(저전력) 및 제2 충전 유형(고전력) 모두와 호환될 수 있다.

또한, 전자 디바이스(01)가 고전력 충전을 수행하는 경우, 전자 디바이스(01)는 필요에 따라 저전력 충전으로 추가로 전환할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(01)의 고전력 충전 프로세스에서 배터리(50)가 상대적으로 큰 열을 발생시키는 경우, 고전력 충전이 저전력 충전으로 전환될 수 있다. 대안으로서, 배터리(50)가 만충전되었거나 또는 만충전을 앞두고 있는 경우, 에너지 손실 또는 배터리(50)에 미치는 악영향을 줄이기 위해, 고전력 충전이 저전력 충전으로 전환될 수 있다. 대안으로서, 전자 디바이스(01), 예를 들어, 휴대폰의 디스플레이 인터페이스에서 충전 모드의 충전 모드 선택 아이콘이 설정될 수 있으며, 사용자가 필요에 따라 충전 모드 선택 아이콘을 제어하여 고전력 충전을 저전력 충전으로 전환한다.

이 경우, 제1 컨트롤러(205)는 제2 전압 조정 명령을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있다. 제2 전압 조정 명령은 제1 수신 코일(211)의 입력 전압을 감소시키도록 지시하는 데 사용된다. 본원의 몇몇 실시형태에 있어서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전송 장치(30)에서의 제2 통신 회로(301)가 제2 전압 조정 명령을 제2 컨트롤러(304)에 전송할 수 있음을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 제2 컨트롤러(304)는, 제2 통신 회로(301)에 의해 출력되는 제2 전압 조정 명령을 수신한 후, 제2 전압 조정 제어 신호를 생성한다. 제2 전압 조정 제어 신호는 어댑터(40)의 출력 전압을 감소시키는 데 사용된다. 이 경우, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압도 감소되며, 예를 들어, 5 V로 감소된다. 전송 코일(311) 및 제1 수신 코일(211)을 포함하는 전압 컨버터의 이득이 2:1일 수 있음을 전술한 설명으로부터 알 수 있다. 따라서, 제1 수신 코일(211)에 의해 출력되는 전압은 2.5 V일 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 수신 코일(211)의 입력 전압이 감소된다.

대안으로서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전송 장치(30)가 DC/AC(302) 및 어댑터(40)에 결합되는 전압 조정 회로(305)를 더 포함하는 경우, 제2 컨트롤러(304)는 제2 통신 회로(301)에 의해 출력되는 제2 전압 조정 명령을 수신한 후에 제2 전압 조정 제어 신호를 생성한다. 제2 전압 조정 제어 신호는 제1 수신 코일(211)의 입력 전압을 감소시키기 위해 전압 조정 회로(305)의 출력 전압을 감소시키는 데 사용된다.

또한, 제1 컨트롤러(205)는 제1 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 더 출력하여, 제1 정류기 회로(203)가 도 10b에 도시된 하프브리지 동기 정류 위상(P2)(제2 P2 위상)에서 동작하도록 제어한다. 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에서 동작하는 경우, 전자 디바이스(01)가 저전력 충전을 수행하는 프로세스는 앞서 설명한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

제1 정류기 회로(203)가 풀브리지 모드에서 하프브리지 모드로 막 전환될 때, 제1 정류기 회로(203)는 도 10b에 도시된 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)을 통과할 필요가 있다는 점에 유의해야 한다. 제1 정류기 회로(203)가 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에 있을 때, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은 약 5 V(예를 들어, 도 10b의 A3 지점의 전압)로 감소한다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)도 약 5 V(예를 들어, 도 10b의 B3 지점의 전압)로 감소한다. 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)에서 제1 정류기 회로(203)의 동작 프로세스는 앞서 설명한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

또한, 전자 디바이스(01)의 배터리(50)가 만충전된 후, 전자 디바이스(01)가 여전히 거치대(02) 상에 놓여 있으면, 전자 디바이스의 발열을 감소시키기 위해, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 정류기 회로(203)는 하프브리지 다이오드 정류 위상(P1)(제2 P1 위상)에 진입한다. 이 경우, 전송 코일(311)에 의해 제공되는 전압(Vin)은 여전히 5 V이지만, 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 감소하고, 이는 전자 디바이스의 발열을 감소시킨다.

분명히, 전술한 내용은 전자 디바이스(01)를 고전력 충전에서 저전력 충전으로 전환하는 것을 설명한다. 전자 디바이스(01)는, 예를 들어, 사용자에 의해 충전 모드 선택 아이콘을 제어함으로써, 필요에 따라 저전력 충전에서 고전력 충전으로 추가로 전환할 수 있다. 이 경우, 제1 컨트롤러(205)는 제1 전압 조정 명령을 제1 통신 회로(201)에 송신할 수 있고, 제1 컨트롤러(205)는 제2 정류기 제어 신호를 제1 정류기 회로(203)에 더 출력하여 제1 정류기 회로(203)를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어한다. 제1 전압 조정 명령을 사용해서 제1 수신 코일(211)의 입력 전압이 증가되고 제1 정류기 회로(203)가 풀브리지 모드로 동작하는 프로세스에 대해서는 여기서 다시 설명하지 않는다.

결론적으로, 무선 충전 수신 장치(20)가 막 기동된 경우, 제1 정류기 회로(203)가 먼저 하프브리지 다이오드 정류 위상(P1)에 진입하고, 이어서 하프브리지 동기 정류 위상(P2)에 진입하여, 전자 디바이스(01)가 저전력 충전을 수행한다. 제2 통신 회로(301)와 제1 통신 회로(201) 사이의 통신 핸드셰이크가 성공한 후, 즉, 제1 컨트롤러(205)가 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별한 경우, 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 모드에서 풀브리지 모드로 전환하여, 전자 디바이스(01)가 고전력 충전을 수행한다. 이후, 전자 디바이스(01)는 필요에 따라 고전력 충전과 저전력 충전을 전환할 수 있다. 이 경우, 제1 정류기 회로(203)도 그에 상응하여 풀브리지 모드와 하프브리지 모드를 전환한다. 제1 정류기 회로(203)가 풀브리지 모드에서 하프브리지 모드로 막 전환한 경우, 또는 제1 정류기 회로(203)가 하프브리지 모드에서 풀브리지 모드로 막 전환한 경우, 제1 정류기 회로(203)는 도 10b에 도시된 풀브리지 다이오드 정류 위상(P3)을 통과할 필요가 있다. 또한, 전자 디바이스(01)가 충전된 후, 제1 정류기 회로(203)는 제1 정류기 회로(203)에 의해 출력되는 전원 전압(Vrect)이 감소되도록 하프브리지 다이오드 정류 위상(P1)에 진입하고, 이로써, 전자 디바이스의 발열이 감소된다.

실시예 2

이 실시예에 있어서, 무선 충전 수신 장치(20)의 구조는 도 14에 도시된다. 실시예 1과의 차이점은 시동 회로(204)(도 4)에서의 제2 정류기 회로(214)의 구조에 있다. 충전 수신 장치(20)의 다른 구성요소의 배치 방식 및 제어 방법은 전술한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

예를 들어, 제2 정류기 회로(214)는 직렬로 연결된 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2) 및 제2 필터 커패시터(C2)를 포함한다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)는 제2 정류기 회로(214)의 출력단이 되고, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)에 결합되므로, 제2 정류기 회로(214)의 출력단은 제2 전압 레귤레이터 회로(224)를 통해 제1 컨트롤러(205)에 결합된다. 제2 필터 커패시터(C2)의 제1 단부는 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)에 결합되고, 제2 필터 커패시터(C2)의 제2 단부는 접지 단자(GND)에 결합된다. 도 7에 도시된 제2 정류기 회로(214)와 비교하여, 이 실시예에서는 제2 정류기 회로(214)에서의 다이오드의 수량이 감소되므로, 제2 정류기 회로(214)에서의 전자 컴포넌트의 수량이 감소될 수 있고, 회로 구조가 단순해질 수 있다.

또한, 제1 발진 회로(202)에서, 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제1 단부는 제2 수신 코일(212)의 제1 단부에 결합되고, 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제2 단부는 제1 다이오드(D1)의 애노드(a) 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드(c)에 결합된다. 또한, 제2 수신 코일(212)의 제2 단부와 제2 다이오드(D2)의 애노드(a)는 모두 접지 단자(GND)에 결합된다.

이 경우, 제2 정류기 회로(214)는 하프브리지 정류기 회로이며, 하프브리지 모드로만 동작한다. 이에 기초하여, 제1 정류기 회로(203)의 하프브리지 모드를 참조하면, 하프브리지 모드에서 제2 정류기 회로(214)의 입력-출력 전압비가 1:2일 수 있음을 알 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 정류기 회로(214)의 출력 전압은 제2 정류기 회로(214)의 입력 전압보다 크다. 따라서, 제1 전압(Vc)을 수신하는 제1 컨트롤러가 동작 상태에 있을 수 있도록, 시동 회로(204)에 의해 출력되는 제1 전압(Vc)의 값이 효과적으로 증가될 수 있다. 이에 기초하여, 제2 정류기 회로(214)가 출력 전압을 승압할 수 있기 때문에, 제2 정류기 회로(214)에 입력되는 전압을 증가시키기 위해 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스를 증가시킬 필요가 없다. 이러한 방식으로, 제2 수신 코일(212)의 인덕턴스를 증가시킬 필요가 없기 때문에, 제2 수신 코일(212)에서 금속 케이블을 권선하는 원의 수량이 감소될 수 있고, 이로써, 전자 디바이스(01)에서 제2 수신 코일(212)의 컴포넌트 공간이 감소된다.

대안으로서, 본원의 몇몇 다른 실시형태에 있어서, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)는 승압 기능 및 강압 기능을 갖는 DC/DC 컨버터로 대체될 수 있다. 승압 기능 및 강압 기능을 갖는 DC/DC 컨버터의 기술적 효과는 앞서 설명한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

실시예 3

이 실시예에 있어서, 무선 충전 수신 장치(20)의 구조는 도 15에 도시된다. 실시예 1과의 차이점은 시동 회로(204)(도 4)에서의 제2 정류기 회로(214)의 구조에 있다. 충전 수신 장치(20)의 다른 구성요소의 배치 방식 및 제어 방법은 전술한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

예를 들어, 제2 정류기 회로(214)는 직렬로 연결된 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2) 및 제2 필터 커패시터(C2)를 포함한다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)는 제2 정류기 회로(214)의 출력단이 되고, 제2 전압 레귤레이터 회로(224)에 결합되므로, 제2 정류기 회로(214)의 출력단은 제2 전압 레귤레이터 회로(224)를 통해 제1 컨트롤러(205)에 결합된다.

제2 필터 커패시터(C2)의 제1 단부는 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)에 결합되고, 제2 필터 커패시터(C2)의 제2 단부는 접지 단자(GND)에 결합된다. 도 7에 도시된 제2 정류기 회로(214)와 비교하여, 이 실시예에서는 제2 정류기 회로(214)에서의 다이오드의 수량이 감소되므로, 제2 정류기 회로(214)에서의 전자 컴포넌트의 수량이 감소될 수 있고, 회로 구조가 단순해질 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 제2 수신 코일(212)의 권수를 감소시켜 컴포넌트 공간을 줄일 수 있다.

또한, 제1 발진 회로(202)는 직렬로 연결된 제1 공진 커패시터(C_RX1) 및 제2 공진 커패시터(C_RX2)를 더 포함한다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드(c)는 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제1 단부에 결합된다. 제2 다이오드(D2)의 애노드(a)와 제2 공진 커패시터(C_RX2)의 제2 단부는 모두 접지 단자(GND)에 결합된다. 또한, 제2 수신 코일(212)의 제1 단부는 제1 다이오드(D1)의 애노드(a) 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드(c)에 결합되고, 제2 수신 코일(212)의 제2 단부는 제1 공진 커패시터(C_RX1)의 제2 단부와 제2 공진 커패시터(C_RX2)의 제1 단부 사이에 결합된다.

이 경우, 제2 정류기 회로(214)는 하프브리지 정류기 회로이며, 하프브리지 모드로만 동작할 수 있다. 제2 정류기 회로(214)의 동작 프로세스 및 기술적 효과는 앞서 설명한 바와 같다. 여기서는 세부 내용을 다시 설명하지 않는다.

본원의 실시형태들서 제공되는 제2 정류기 회로(214)의 구조는 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에서의 구조로 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 제2 수신 코일(212)에 의해 유도되는 교류가 직류를 출력하도록 정류될 수 있고, 직류가 제2 전압 레귤레이터 회로(224)를 통과한 후에 제1 컨트롤러(205)를 동작 상태로 되도록 구동하는 데 사용되는 제1 전압(Vc)이 생성된다면, 제2 정류기 회로(214)를 배치하는 다른 방식들을 여기에서 일일이 설명하지 않는다.

전술한 설명은 단지 본원의 구체적인 구현예들이지, 본원의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본원에 개시되는 기술적인 범위 내에서의 임의의 변형 또는 대체는 본원의 보호 범위 내에 속한다. 따라서, 본원의 보호 범위는 청구항들의 보호 범위를 따르는 것으로 한다.

Claims

무선 충전 수신 장치, 배터리 및 회로 기판을 포함하는 전자 디바이스로서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함하고, 상기 제1 통신 회로, 상기 제1 컨트롤러 및 상기 제1 정류기 회로는 상기 회로 기판 상에 배치되고;
상기 제1 통신 회로는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 상기 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로에 결합되고; 상기 제1 컨트롤러는, 상기 충전 데이터에 기초하여, 상기 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하고, 상기 제1 정류기 회로를 하프브리지(half-bridge) 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성되거나; 또는 상기 제1 컨트롤러는, 상기 충전 데이터에 기초하여, 상기 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 상기 제1 정류기 회로를 풀브리지(full-bridge) 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성되고;
상기 제1 수신 코일은 상기 제1 정류기 회로에 결합되고, 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성되고;
상기 제1 정류기 회로는 상기 배터리에 더 결합되고, 상기 제1 정류기 회로는 상기 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환― 상기 전원 전압은 상기 배터리에 전력을 공급하는 데 사용됨 ―하도록 구성되는
전자 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 상기 회로 기판 상에 배치되는 시동 회로를 더 포함하고, 상기 제2 수신 코일은 상기 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력하도록 구성되고, 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스는 상기 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작고;
상기 시동 회로는 상기 제2 수신 코일 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 시동 회로는 상기 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 상기 제1 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송― 상기 제1 전압은 상기 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상임 ―하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는, 상기 제1 전압을 수신한 후에, 상기 제1 정류기 회로를 상기 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 상기 제1 정류기 제어 신호를 상기 제1 정류기 회로에 출력하도록 더 구성되는
전자 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 상기 회로 기판 상에 배치되는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고;
상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 배터리 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고; 상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우에 상기 배터리의 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성되거나; 또는 상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 상기 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우에 상기 배터리를 상기 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고; 상기 전원 전압은 상기 제1 정류기 회로를 상기 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위해 상기 제1 컨트롤러에 전력을 공급하는 데 더 사용되는
전자 디바이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 상기 회로 기판 상에 배치되는 전압 변환 회로를 더 포함하고;
상기 전압 변환 회로는 상기 제1 정류기 회로 및 상기 배터리에 결합되고, 상기 전압 변환 회로는 상기 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 상기 배터리에 전력을 공급하도록 구성되는
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 제1 수신 코일은 상기 제2 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 제2 수신 코일은 상기 제1 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 제2 수신 코일의 일 부분은 상기 제1 수신 코일의 내측에 배치되고, 다른 부분은 상기 제1 수신 코일의 외측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
전자 디바이스.
제2항, 제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제2 수신 코일의 인덕턴스는 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스의 4 배인
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드와, 직렬로 연결된 제3 다이오드 및 제4 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제3 다이오드의 캐소드는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 다이오드의 애노드 및 상기 제4 다이오드의 애노드는 접지 단자에 결합되고;
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제2 단부는 상기 제3 다이오드의 애노드 및 상기 제4 다이오드의 캐소드에 결합되는
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고;
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제2 단부와 상기 제2 다이오드의 애노드는 모두 접지 단자에 결합되는
전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하고;
상기 무선 충전 수신 장치는 직렬로 연결된 제1 공진 커패시터 및 제2 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 다이오드의 애노드와 상기 제2 공진 커패시터의 제2 단부는 모두 접지 단자에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제1 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고, 상기 제2 수신 코일의 제2 단부는 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부와 상기 제2 공진 커패시터의 제1 단부 사이에 결합되는
전자 디바이스.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고;
상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고; 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우에 상기 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 상기 제1 전압으로 변환하도록 구성되거나; 또는 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우에 상기 제2 정류기 회로를 상기 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고, 상기 전원 전압은 상기 제1 컨트롤러에 전력을 공급하는 데 더 사용되는
전자 디바이스.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고, 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 상기 제1 전압으로 변환하도록 구성되는
전자 디바이스.
무선 충전 전송 장치 및 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 전자 디바이스를 포함하는 무선 충전 시스템으로서,
상기 무선 충전 전송 장치는 전송 코일을 포함하고, 상기 전송 코일은 교류 자기장을 전송하도록 구성되고, 상기 전자 디바이스에서의 제1 수신 코일은 상기 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성되고, 상기 전송 코일의 인덕턴스는 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스보다 큰
무선 충전 시스템.
제14항에 있어서,
상기 전자 디바이스에서의 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 상기 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―하도록 구성되고; 상기 전자 디바이스에서의 제1 컨트롤러가 상기 충전 데이터에 기초하여 상기 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 상기 제1 통신 회로는 제1 전압 조정 명령을 송신― 상기 제1 전압 조정 명령은 상기 제1 수신 코일의 입력 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용됨 ―하도록 더 구성되고;
상기 무선 충전 시스템은 상기 전송 코일에 결합되는 어댑터를 더 포함하고;
상기 무선 충전 전송 장치는 제2 통신 회로 및 제2 컨트롤러를 더 포함하고;
상기 제2 통신 회로는 상기 제1 통신 회로에 결합되고, 상기 제2 통신 회로는 상기 충전 데이터를 송신하고 상기 제1 전압 조정 명령을 수신하도록 구성되고;
상기 제2 컨트롤러는 상기 어댑터 및 상기 제2 통신 회로에 결합되고, 상기 제2 컨트롤러는 상기 제1 전압 조정 명령에 따라 제1 전압 조정 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 제1 전압 조정 제어 신호는 상기 어댑터의 출력 전압을 증가시키는 데 사용되는
무선 충전 시스템.
제14항에 있어서,
상기 전자 디바이스에서의 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 상기 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―하도록 구성되고; 상기 전자 디바이스에서의 제1 컨트롤러가 상기 충전 데이터에 기초하여 상기 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하는 경우, 상기 제1 통신 회로는 제1 전압 조정 명령을 송신― 상기 제1 전압 조정 명령은 상기 제1 수신 코일의 입력 전압을 증가시키도록 지시하는 데 사용됨 ―하도록 더 구성되고;
상기 무선 충전 시스템은 상기 전송 코일에 결합되는 어댑터를 더 포함하고;
상기 무선 충전 전송 장치는 전압 조정 회로, 제2 통신 회로 및 제2 컨트롤러를 더 포함하고;
상기 전압 조정 회로는 상기 전송 코일 및 상기 어댑터에 결합되고, 상기 전압 조정 회로는 상기 어댑터에 의해 상기 전송 코일에 출력되는 전압을 조정하도록 구성되고;
상기 제2 통신 회로는 상기 제1 통신 회로에 결합되고, 상기 제2 통신 회로는 상기 충전 데이터를 송신하고 상기 제1 전압 조정 명령을 수신하도록 구성되고;
상기 제2 컨트롤러는 상기 전압 조정 회로 및 상기 제2 통신 회로에 결합되고, 상기 제2 컨트롤러는 상기 제1 전압 조정 명령에 따라 제1 전압 조정 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 제1 전압 조정 제어 신호는 상기 전압 조정 회로의 출력 전압을 증가시키는 데 사용되는
무선 충전 시스템.
제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함하는 무선 충전 수신 장치로서,
상기 제1 통신 회로는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제1 통신 회로는 충전 데이터를 수신― 상기 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로에 결합되고; 상기 제1 컨트롤러는, 상기 충전 데이터에 기초하여, 상기 충전 유형이 제1 충전 유형임을 식별하고, 상기 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성되거나; 또는 상기 제1 컨트롤러는, 상기 충전 데이터에 기초하여, 상기 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 상기 제1 정류기 회로를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력하도록 구성되고;
상기 제1 수신 코일은 상기 제1 정류기 회로에 결합되고, 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하도록 구성되고;
상기 제1 정류기 회로는 상기 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환― 상기 전원 전압은 배터리에 전력을 공급하는 데 사용됨 ―하도록 구성되는
무선 충전 수신 장치.
제17항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 시동 회로를 더 포함하고, 상기 제2 수신 코일은 상기 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력하도록 구성되고, 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스는 상기 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작고;
상기 시동 회로는 상기 제2 수신 코일 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 시동 회로는 상기 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 상기 제1 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송― 상기 제1 전압은 상기 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상임 ―하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 전압을 수신한 후에 상기 제1 정류기 제어 신호를 상기 제1 정류기 회로에 출력하도록 더 구성되는
무선 충전 수신 장치.
제17항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고;
상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 배터리 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고; 상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우에 상기 배터리의 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송하도록 구성되거나; 또는 상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 상기 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우에 상기 배터리를 상기 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고, 상기 전원 전압은 상기 제1 컨트롤러에 전력을 공급하는 데 더 사용되는
무선 충전 수신 장치.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 전압 변환 회로를 더 포함하고;
상기 전압 변환 회로는 상기 제1 정류기 회로 및 상기 배터리에 결합되고, 상기 전압 변환 회로는 상기 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 상기 배터리에 전력을 공급하도록 구성되는
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 제1 수신 코일은 상기 제2 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 제2 수신 코일은 상기 제1 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 제2 수신 코일의 일 부분은 상기 제1 수신 코일의 내측에 배치되고, 다른 부분은 상기 제1 수신 코일의 외측에 배치되고, 상기 제1 수신 코일의 제1 단부 및 제2 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치되는
무선 충전 수신 장치.
제18항, 제21항, 제22항 또는 제23항에 있어서,
상기 제2 수신 코일의 인덕턴스는 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스의 4 배인
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드와, 직렬로 연결된 제3 다이오드 및 제4 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제3 다이오드의 캐소드는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 다이오드의 애노드 및 상기 제4 다이오드의 애노드는 접지 단자에 결합되고;
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제2 단부는 상기 제3 다이오드의 애노드 및 상기 제4 다이오드의 캐소드에 결합되는
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고;
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제2 수신 코일의 제1 단부에 결합되고, 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제2 단부와 상기 제2 다이오드의 애노드는 모두 접지 단자에 결합되는
무선 충전 수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 정류기 회로를 포함하고;
상기 제2 정류기 회로는 직렬로 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하고;
상기 무선 충전 수신 장치는 직렬로 연결된 제1 공진 커패시터 및 제2 공진 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제1 공진 커패시터의 제1 단부는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 다이오드의 애노드와 상기 제2 공진 커패시터의 제2 단부는 모두 접지 단자에 결합되고;
상기 제2 수신 코일의 제1 단부는 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드에 결합되고, 상기 제2 수신 코일의 제2 단부는 상기 제1 공진 커패시터의 제2 단부와 상기 제2 공진 커패시터의 제1 단부 사이에 결합되는
무선 충전 수신 장치.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고;
상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고; 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우에 상기 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 상기 제1 전압으로 변환하도록 구성되거나; 또는 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 전원 전압이 상기 제2 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우에 상기 제2 정류기 회로를 상기 제1 컨트롤러로부터 분리하도록 구성되고;
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 정류기 회로의 출력단에 결합되고, 상기 전원 전압은 상기 제1 컨트롤러에 전력을 공급하는 데 더 사용되는
무선 충전 수신 장치.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시동 회로는 제2 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고, 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제2 전압 레귤레이터 회로는 상기 제2 정류기 회로에 의해 출력되는 전압을 상기 제1 전압으로 변환하도록 구성되는
무선 충전 수신 장치.
무선 충전 수신 장치의 제어 방법으로서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 통신 회로, 제1 컨트롤러, 제1 정류기 회로 및 제1 수신 코일을 포함하고, 상기 제1 통신 회로는 상기 제1 컨트롤러에 결합되고, 상기 제1 정류기 회로는 상기 제1 수신 코일, 상기 제1 컨트롤러 및 배터리에 결합되고;
상기 방법은:
상기 무선 충전 수신 장치가 기동되도록, 상기 제1 통신 회로에 의해 시작 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 수신 코일에 의해 교류 자기장을 수신하고 제1 유도 전압을 출력하는 단계;
상기 제1 컨트롤러에 의해, 상기 제1 정류기 회로를 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제1 정류기 제어 신호를 출력하는 단계;
상기 제1 통신 회로에 의해 충전 데이터― 상기 충전 데이터는 충전 유형을 표시하는 데 사용됨 ―를 수신하고; 상기 충전 데이터에 기초하여 상기 제1 컨트롤러에 의해 상기 충전 유형이 제2 충전 유형임을 식별하고, 상기 제1 정류기 회로를 풀브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 제2 정류기 제어 신호를 출력하고; 상기 제1 정류기 회로에 의해 상기 제1 유도 전압을 직류 전원 전압으로 변환하는 단계; 및
상기 배터리에 의해 상기 전원 전압을 수신하고, 충전을 수행하는 단계를 포함하는
무선 충전 수신 장치의 제어 방법.
제30항에 있어서,
상기 방법은:
상기 제1 컨트롤러에 의해 제2 전압 조정 명령을 송신― 상기 제2 전압 조정 명령은 상기 제1 수신 코일의 입력 전압을 감소시키도록 지시하는 데 사용됨 ―하는 단계; 및
상기 제1 컨트롤러에 의해 상기 제1 정류기 회로를 상기 하프브리지 모드로 동작하도록 제어하기 위한 상기 제1 정류기 제어 신호를 상기 제1 정류기 회로에 출력하는 단계를 더 포함하는
무선 충전 수신 장치의 제어 방법.
제30항 또는 제31항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제2 수신 코일 및 시동 회로를 더 포함하고, 상기 제1 수신 코일의 인덕턴스는 상기 제2 수신 코일의 인덕턴스보다 작고;
상기 제1 컨트롤러에 의해 제1 정류기 제어 신호를 출력하는 단계 이전에, 상기 방법은:
상기 제2 수신 코일에 의해 상기 교류 자기장을 수신하고 제2 유도 전압을 출력하는 단계; 및
상기 시동 회로에 의해 상기 제2 유도 전압을 직류 제1 전압으로 변환하고, 상기 제1 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송― 상기 제1 전압은 상기 제1 컨트롤러의 최소 동작 전압 이상임 ―하는 단계를 더 포함하는
무선 충전 수신 장치의 제어 방법.
제30항 또는 제31항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 제1 전압 레귤레이터 회로를 더 포함하고, 상기 제1 전압 레귤레이터 회로는 상기 배터리 및 상기 제1 컨트롤러에 결합되고;
상기 제1 컨트롤러에 의해 제1 정류기 제어 신호를 출력하는 단계 이전에, 상기 방법은:
상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 작은 경우, 상기 제1 전압 레귤레이터 회로에 의해 상기 배터리의 전압을 상기 제1 컨트롤러에 전송하는 단계; 또는
상기 전원 전압이 상기 제1 전압 레귤레이터 회로의 미리 설정된 조절 전압보다 큰 경우, 상기 제1 전압 레귤레이터 회로에 의해 상기 배터리를 상기 제1 컨트롤러로부터 분리하고; 상기 제1 컨트롤러에 의해 상기 전원 전압을 수신하는 단계를 더 포함하는
무선 충전 수신 장치의 제어 방법.
제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 충전 수신 장치는 전압 변환 회로를 더 포함하고, 상기 전압 변환 회로는 상기 제1 정류기 회로 및 상기 배터리에 결합되고;
상기 배터리에 의해 상기 전원 전압을 수신하기 전에, 상기 방법은:
상기 무선 충전 수신 장치에서의 상기 전압 변환 회로에 의해 상기 전원 전압을 변환하고, 변환된 전압을 사용해서 상기 배터리에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는
무선 충전 수신 장치의 제어 방법.