KR20220120204A

KR20220120204A - 전자 장치 및 전자 장치의 발열 제어 방법

Info

Publication number: KR20220120204A
Application number: KR1020210024008A
Authority: KR
Inventors: 손계익; 김기현; 김동조; 김지혜; 노윤정; 유태현; 이경민; 정형구; 하민철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-08-30
Also published as: EP4274059A1; US20230361598A1; WO2022181987A1

Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전력 수신 장치로 전력을 전송하는 무선 송신 회로 및 제1프로세서를 포함할 수 있다. 제1프로세서는 전력 감소 모드 진입 시, 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 무선 송신 회로의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 전자 장치에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키고, 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 무선 송신 회로에 흐르는 전류를 제2전류보다 낮은 제3전류로 하강시킬 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 발열 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING HEAT GENERATION THEREOF}

본 문서는 전자 장치에 관한 것이며, 예를 들어 전자 장치 및 전자 장치의 발열 제어 방법에 관한 것이다.

스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대용 전자 장치(이하, 전자 장치)는 재충전 가능한 배터리를 통해 전원을 공급할 수 있다. 전자 장치가 구비한 배터리들은 용량의 한계로 인해 주기적으로 충전되어야 하며, 외부 전원 장치를 전자 장치에 전기적으로 접촉하여 전자 장치의 배터리를 충전할 수 있다.

기술 발전에 따라, 최근에는 전자기파, 자기 유도 혹은 자기 공진 등을 이용하여 충전 장치에 전자 장치를 물리적으로 접촉하지 않고도 무선으로 배터리를 충전할 수 있는 다양한 무선 충전 기술들이 개발 및 상용화 되고 있다. 이러한 무선충전 기술들은 WPC(wireless power consortium) 등에 의해 국제적으로 표준화가 진행되고 있다.

통신 기술이 발달함에 따라, 높은 데이터 전송량(high throughput), 및/또는 낮은 전송 지연(low latency)을 제공하기 위한 전자 장치의 구조의 복잡도가 증가하고 있다. 이로 인해, OTA(on-the-air) 망을 통한 데이터 송수신시 전자 장치의 소모 전류도 증가할 수 있다.

무선 전력 전송 장치의 무선 전력 전송 장치에서 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 시 전송하고자 하는 전력이 높거나 무선 전력 수신 장치의 상태에 따른 효율 감소가 발생할 수 있다. 공급 전력의 증가가 야기될 수 있고, 효율 감소 및/또는 발열이 발생할 수 있다.

본 문서에서 개시되는 다양한 실시예들은, 전력 장치(예: 무선 전력 송신 장치)는 전력 수신 장치의 전력 수신 상태를 확인할 수 있고, 전력 수신 상태에 따라 무선 송신 회로에 공급되는 전력량을 제어할 수 있는, 무선 충전 방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법은 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작, 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작 및 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작을 포함할 수 있다. 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작은 전력 수신 장치가 전력 감소 모드에 진입하는지 판단하는 동작 또는 전자 장치가 제1패킷을 수신하는지 판단하는 동작을 포함하며, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은 전력 감소 모드 진입 시 전자 장치의 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여, 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 전자 장치에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키는 동작 및 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 전자 장치에 전류를 흐르지 못하게 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 발열 제어 구간을 최소화하여 외부 장치의 온도를 빠르게 제어할 수 있으며, 외부 장치의 충전시간을 최적화할 수 있다.

도 1a는 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1b는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치(예: 와치 또는 이어버드)의 무선 충전 환경(200)을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치(104)의 무선 충전 환경(200)을 나타낸 도면이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 도시한다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 충전 회로의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치(320)의 전력을 시간 단위로 나타낸 그래프이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치의 전압, 충전 전류, 온도 값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치의 전압, 충전 전류, 온도 값을 나타낸 그래프이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

도 1a는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1a를 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도 1b는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도이다. 도 1b를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(10), 전력 조정기(20), 또는 전력 게이지(30)를 포함할 수 있다. 충전 회로(10)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(10)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.

전력 조정기(20)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(20)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(20)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(30)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(10), 전압 조정기(20), 또는 전력 게이지(30)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.

배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(40)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(40)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(40)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(76) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전원 게이지(30), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.

도 2a 는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치와 외부 전자 장치(예: 단말기, 와치 또는 이어버드)의 무선 충전 환경(200)을 나타낸 도면이다.

도 2a를 참고하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)(예: 도 1a의 전자 장치(101))는 외부 전자 장치(202)(예: 도 1a의 전자 장치(102))에 무선으로 전력을 송신하여 충전시킬 수 있다. 외부 전자 장치(104)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(201) 및 외부 전자 장치(202)는 도 1a의 전자 장치(101)의 구성 요소의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 전력 전송 회로(210), 제어 회로(220), 통신 회로(230), 및/또는 센싱 회로(240)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 전송 회로(210)는 외부로부터 전원(또는 전력)을 입력 받고, 입력 전원의 전압을 적절하게 변환하는 전력 어댑터(211), 전력을 생성하는 전력 생성 회로(213), 및/또는 송신 코일(242)과 수신 코일(252) 사이의 효율을 극대화시키는 매칭 회로(215)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 전송 회로(210)는 복수의 외부 전자 장치들(예: 와치 또는 이어버드 등)에 전력 송신이 가능하도록 전력 어댑터(211), 전력 생성 회로(213), 매칭 회로(215) 또는 송신 코일(242) 중 적어도 일부를 복수 개 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(220)는 전자 장치(201)의 전반적인 제어를 수행하며, 무선 전력 송신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(230)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(220)는 통신 회로(230)로부터 수신된 정보에 기초하여 외부 전자 장치(202)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(220)는 송신 코일(242)에 의해 산출된 전력이 외부 전자 장치(202)로 전송되도록 전력 전송 회로(210)를 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 통신 회로(230)는 제 1 통신 회로(231) 및 제 2 통신 회로(232) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 통신 회로(231)는, 송신 코일(242)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 동일한 주파수를 이용하여 외부 전자 장치(104)의 제 1 통신 회로(271)와 예를 들어 인밴드(inband) 방식으로 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 통신 회로(232)는, 송신 코일(242)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 다른 주파수를 이용하여 외부 전자 장치(202)의 제 2 통신 회로(272)와 예를 들어 아웃밴드(outband) 방식으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 제 2 통신 회로(232)는 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 제 2 통신 회로(272)로부터 충전 상태와 관련된 정보(예: Vrec 정보, Iout 정보, 각종 패킷, 메시지 등)를 획득할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 외부 전자 장치(202)의 적어도 하나의 상태를 감지할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 온도 센서, 움직임 센서, 또는 전류(또는 전압) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 온도 센서는 전자 장치(201)의 온도 상태를 감지할 수 있다. 움직임 센서는 전자 장치(201)의 움직임 상태를 감지할 수 있다. 전류(또는 전압)센서는 전자 장치(201)의 출력 신호의 상태, 예를 들면, 전류 크기, 전압 크기 또는 전력 크기를 감지할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전류(또는 전압)센서는 전력 전송 회로(210)의 적어도 일부 영역에서 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면, 전류(또는 전압 센서)는 송신 코일(242)의 앞 단에서 신호를 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 센싱 회로(240)는 외부 객체 검출(FOD: foreign object detection)을 위한 회로일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)로부터 출력되는 전력을 수신하는 외부 전자 장치(202)는 전력 수신 회로(250), 제어 회로(260), 통신 회로(270), 적어도 하나의 센서(280), 및/또는 감지 회로(290)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)에 있어서, 상술한 전자 장치(101)에 대응되는 구성은 그 설명이 일부 생략될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 회로(250)는 전자 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일(252), 매칭 회로(251), 수신된 AC 전력을 DC로 정류하는 정류 회로(253), 충전 전압을 조정하는 조정 회로(255), 스위치 회로(257), 및/또는 배터리(259)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(260)는 외부 전자 장치(104)의 전반적인 제어를 수행하고, 무선 전력 수신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(270)로 전달할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 통신 회로(270)는 제 1 통신 회로(271) 및 제 2 통신 회로(272) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 통신 회로(271)는 수신 코일(252)을 통해 전자 장치(201)와 통신할 수 있다. 제 2 통신 회로(272)는 블루투스(Bluetooth), BLE, Wi-Fi, NFC와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 전자 장치(201)와 통신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서(280)는 전류/전압 센서, 온도 센서, 조도 센서, 또는 사운드 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 감지 회로(290)는 전자 장치(201)로부터 탐색 신호 또는 수신되는 전력을 감지하여 전자 장치(201)를 감지 할 수 있다. 감지 회로(290)는 전자 장치(201)로부터 출력된 신호를 수신 코일(252)를 통해 수신하고, 매칭 회로(251) 또는 정류 회로(253)의 입/출력단의 신호 변화를 감지할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 감지 회로(290)는 전력 수신 회로(250) 내에 포함될 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 외부 전자 장치(202)(예:전력 수신 장치)로부터 신호를 수신하는 통신 회로(230) 및 제어회로(220), 외부 전자 장치(202) 로 전력을 전송하는 전력 전송 회로(210)를 포함할 수 있다. 제어회로(220)는 외부 전자 장치(202)가 발열 제어 모드에 진입하는 경우 또는 제1패킷 수신 시 전력 전송 회로(210)가 발열 제어 모드에 진입 하도록 제어할 수 있다. 제어회로(220)는 전력 전송 회로(210)가 발열 제어 모드 진입 시 전력 전송 회로(210)에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여 외부 전자 장치(202)가 얼라인(align) 상태인 경우, 전자 장치(201)의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시킬 수 있고, 전자 장치(201)에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시킬 수 있다. 외부 전자 장치(202)가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치(201)의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시킬 수 있으며, 전자 장치(201)에서 송전 전류가 흐르지 못하게 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 얼라인(align) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함하며, 미스 얼라인(misalign) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함할 수 있다. CEP(Control Error Packet)는 외부 전자 장치(202)에서 전자 장치(201)로 송신 전력의 증가 또는 감소를 요청하는 패킷(packet)에 해당할 수 있다. 외부 전자 장치(202)는 송신 전력의 증가가 필요 시 양의 값, 감소가 필요 시 음의 값의 CEP를 전송할 수 있다. CEP 값에 따른 전자 장치(201)의 송신 전력 제어 및 그에 따른 외부 전자 장치(202)의 발열 제어 과정은 도 5 및 도 7에서 상세히 설명할 것이다.

도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)(예: 도 2a의 전자 장치(201))와 외부 전자 장치(104)(예: 도 2a의 외부 전자 장치(202))의 무선 충전 환경(200)을 나타낸 도면이다.

도 2b를 참고하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(104)와 무선으로 전력을 송신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 무선충전패드를 포함할 수 있으며, 외부 전자 장치(104)는 모바일 단말(예: 스마트 폰)을 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(104)는 전자 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 무선 충전 코일(218), 무선 충전 송수신 회로(216), 전력 관리 IC(214)(power management IC; PMIC), 배터리(226), 전원 공급부(212) 및 프로세서(219)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(104)는 전자 장치(101)와 도면의 참조번호만 상이할 뿐, 동일한 기능을 수행하는 무선 충전 코일(228), 무선 충전 송수신 회로(226), 전력 관리 IC(224)(PMIC), 배터리(227), 전원 공급부(222) 및 프로세서(229)를 포함할 수 있다.

이하, 전자 장치(101)의 구성 요소를 기준으로 각 기능이 설명되고, 전자 장치(101)의 구성 요소와 동일한 기능을 수행하는 외부 전자 장치(104)의 구성 요소에 대한 세부적인 설명은 생략된다.

다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 코일(218)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB)을 사이에 두고 나선형으로 권선된 패턴으로 구성될 수 있다. 무선 충전 코일(218)은, 예를 들면, 도 2의 송신 코일(242) 및 수신 코일(252)에 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 무선 충전 코일(218)은 외부 전자 장치(104)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 통해 전기 에너지를 전력 신호로 변환하여 외부 전자 장치(104)에 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 회로(216)는, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식 중 적어도 하나 이상을 지원할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 회로(216)는, 예를 들면, 도 2의 전력 전송 회로(210)를 포함할 수 있다. 무선 충전 회로(216)는 풀 브릿지(full bridge) 회로를 포함할 수 있다. 무선 충전 송수신 회로(216)는 무선 충전 코일(218)을 이용한 무선 전력 송신 동작에서, 풀 브릿지 회로를 인버터(DC *?*로 구동하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 회로(216)는 WPC(wireless power consortium) 표준에 따라 외부 전자 장치(104)와 인밴드(inband) 통신을 통해 무선 전력 송신에 필요한 정보들을 교환할 수 있다. 인밴드 통신은 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(218)과 외부 전자 장치(104)의 무선 충전 코일(228) 간의 무선 전력 전송 상황에서, 무선 전력 전송 신호의 주파수 또는 진폭 변조를 통해 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101) 및 외부 전자 장치(104) 간 통신은 아웃밴드(outband) 통신을 통해 무선 전력 송수신에 필요한 정보들을 교환할 수도 있다. 아웃밴드 통신은 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, PMIC(224)는 배터리(227)에 공급되는 충전 전류 및 전압 값을 모니터링할 수 있다. PMIC(224)는 배터리(227)가 완전히 충전되면, 배터리(227)가 완전히 충전되었다는 정보를 프로세서(229)로 제공할 수 있다. 외부 전자 장치(104)의 프로세서(229)는 배터리(227)가 완전히 충전되었다는 정보를 전자 장치(101)의 프로세서(219)로 전달할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, PMIC(214)는 유선 또는 무선을 통해 전원 공급부(212)로부터 입력되는 전원을 배터리(226)로 충전하는 기능, USB 단자를 통해 연결된 외부의 전원 공급부(212)와 통신하는 기능, 전자 장치(101)에 필요한 전력을 공급하고, 무선 충전 회로(216) 또는 프로세서(219)와 같은 소자에 필요한 전압 레벨에 맞는 전원을 공급하는 기능, 또는 무선 전력 송신 모드에서 무선 충전 회로(226)로 전력을 공급하는 기능 등을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 배터리(226)는 전력 관리 IC(214)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 배터리(226)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(226)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전원 공급부(212)는 전자 장치(101)에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(212)는 TA(travel adaptor) 또는 USB를 통해 전자 장치(101)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(212)는 USB 충전 또는 OTG(on the go) 전원 공급 등의 인터페이스를 지원할 수 있는 외부 연결 단자를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(219)는 전자 장치(101) 내의 무선 충전 코일(218), 무선 충전 회로(216), 전력 관리 IC(214), 배터리(226) 및 전원 공급부(212)와 전기적으로 연결되어, 전자 장치(101)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)와 무선으로 전력을 송신 또는 수신하는데 필요한 각종 메시지를 생성할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(219)는 전자 장치(101)에 외부 전자 장치(104)(예: 스마트 폰) 또는 도 2의 외부 전자 장치(예: 와치 또는 이어버드)가 접촉되거나 인접하는 경우, 무선 충전 코일(218) 및 무선 충전 회로(216)를 이용하여 배터리(226)에 저장된 전력을 무선으로 송신할 수 있다. 프로세서(219)는 외부 전자 장치(104)에 전자 장치(101)가 접촉되거나 인접하는 경우, 무선 충전 코일(218)을 이용하여 무선으로 전력을 수신할 수 있다.

도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 도시한다. 도 3을 참조하면, 전력 송신 장치(310)(예: 도 1a의 전자 장치(101))는 무선으로 전력을 전송할 수 있고, 전력 수신 장치(320)(예: 도 1a의 외부 전자 장치(102))는 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 전력 송신 장치(310)는 도 1의 전자 장치(101)의 구성 요소들의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 전력 수신 장치(320)는 도 1의 외부 전자 장치(104)의 구성 요소들의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 전력 송신 장치(310)는 전원(power source) 회로(311), 전력 송신 코일(312), 전력 송신 회로(313), 및 전력 송신 제어 회로(314)를 포함할 수 있다. 전력 수신 장치(320)는 전력 수신 코일(321), 전력 수신 회로(322), 제어 신호 송신 회로(323), 전력 관리 회로(324), 배터리(325), 및 전력 수신 제어 회로(326)를 포함할 수 있다. 전력 관리 회로(324)는 예컨대, 전력 수신 회로(322)로부터 수신된 전력 신호의 전압을 조절하도록 구성된 전력 조정 회로(324a)와, 전력 조정 회로(324a)를 통해 전력 수신 회로(322)로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 배터리(325)를 충전하도록 구성된 충전 회로(324b)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전력 송신 코일(312) 및 전력 수신 코일(321)은 데이터를 송수신하기 위한 안테나로 이용될 수 있다.

전원 회로(311)는 전력 수신 장치(320)로 전송할 전력 신호를 전력 송신 장치(310)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 전원 회로(311)는 외부에서 유입된 전력 신호의 전류를 교류(AC; alternating current))에서 직류(DC; direct current)로 변환하고 전력의 전압을, 전력 송신 제어 회로(314)의 제어에 기반하여, 지정된 전압 값(예: 약 10~14V)으로 조정하여 출력하는 어댑터(adapter)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 회로(311)는 전력 송신 회로(313)(예: 인버터)의 입력단에 전압(예: VDD)을 인가할 수 있다. 전력 송신 회로(313)에 입력단에 인가된 전압은 조절되어 공급될 수 있다.

전력 송신 회로(313)는 전원 회로(311)로부터 수신된 전력 신호를 전력 송신 코일(312)로 전송하도록 구성될 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는, 제 1 송신 상태와 제 2 송신 상태를 무선 충전 표준에 따라(예: WPC(wireless power consortium))에 무선 충전에 사용되도록 지정된 주파수에 맞춰) 주기적으로 되풀이되도록 전력 송신 회로(313)의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 제어할 수 있다. 이에 따라 전원 회로(311)에서 출력된 전력 신호가 전력 송신 회로(313)를 통해 주파수 변조되고, 주파수 변조된 전력 신호가 전력 송신 코일(312)을 통해 전력 수신 장치(320)로 전달될 수 있다.

전력 송신 제어 회로(314)는 전력 송신 회로(313)에서 전력 송신 코일(312)로 출력되는 전력 신호의 특성 변화에 기반하여 무선 충전을 지원할 수 있다. 일 실시예에서 전력 송신 제어 회로(314)는 외부 물체를 감지할 목적으로 전력 신호를 전송하도록 전력 송신 회로(313)를 제어할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는 전력 송신 회로(313)에서 전력 송신 코일(312)로 출력되는 전력 신호의 특성(예: 주파수, 진폭)을 모니터링하고, 특성 변화에 기반하여 동작 영역(예: 송수신 코일 간의 전기적인 결합이 가능한 영역) 내로 외부 물체(예: 전력 수신 장치(320))가 진입한 것을 인식할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는 인식된 물체로서 전력 수신 장치(320)에게 무선 충전을 위해 필요한 정보를 요청할 수 있다. 전력 수신 장치(320)에게 요청하는 정보는 예컨대, 전력 수신 장치(320)의 식별 정보 및/또는 무선 충전과 관련된 설정 정보를 포함할 수 있다. 식별 정보는 버전 정보, 제조 코드, 또는 기본적인 장치 식별자(basic device identifier)를 포함할 수 있다. 설정 정보는, 무선 충전 주파수, 최대 충전 가능 전력, 충전 요구 전력량, 또는 평균 전송 전력량 등을 포함할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는 전력 송신 회로(313)에서 전력 송신 코일(312)로 출력되는 전력 신호의 특성을 변조함으로써 요청 메시지(예: Ping Signal)를 전력 수신 장치(320)로 전달할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는 응답 메시지로서 상기 요구한 정보를 전력 송신 코일(312)을 통해 수신할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)가 외부 물체를 인식하고 인식된 물체로서 전력 수신 장치(320)로부터 데이터(예: 상기 응답 메시지)를 수신하기 위한 선로가 전력 송신 장치(310)에 구성될 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는 선로(317)를 통해 전력 신호의 변화를 인식함으로써 외부 물체를 감지할 수 있다. 또한, 전력 송신 제어 회로(314)는 선로(317)를 통해 전력 송신 코일(312)로부터 전력 수신 장치(320)가 전송한 데이터(예 : Control Error Packet)를 수신할 수 있다. 전력 송신 제어 회로(314)는, 수신된 응답 메시지에서 식별 정보 및/또는 설정 정보에 적어도 일부에 기초하여, 배터리 충전을 목적으로 전력 신호를 전송하도록 전력 송신 회로(313)를 제어할 수 있다.

전력 송신 제어 회로(314)는, 전력 신호를 전송하는 동안, 전력 수신 장치(320)로부터 수신되는 제어 신호에 기반하여, 전원 회로(311)에서 출력되는 전력 신호의 특성(예: 전압, 전류)을 조절하거나 전력 신호의 전송을 중단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(310)는 전력 수신 장치(320)로부터 신호를 수신하는 전력 송신 제어 회로 (314), 전력 수신 장치(320)로 전력을 전송하는 전력 송신 회로(313)를 포함할 수 있다. 전력 송신 제어 회로 (314)는 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드를 해제하거나, 전자 장치(310)의 Bridge 전압전력 송신 회로(313)(예: 인버터)의 입력단 전압)이 일정 수준 이상이거나(예: 약 7V), 정의된 제2패킷 수신 시 또는 전자 장치(310)의 발열 제어 모드가 활성화된 후 일정 시간이 경과한 경우 전자 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 제어 회로(326)는 전력 수신 장치(320)가 지정된 온도에 도달하면 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 장치(320)의 온도 정보가 지정된 온도 이상 인 경우, 발열 제어 모드로 동작할 수 있고, 전력 수신 장치(320)은 전력 송신 장치(310)에 제1 패킷을 전송할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 제어 회로(326)는 전력 수신 장치(320)가 지정된 온도에 도달하면 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다. 전력 수신 장치(320)는 전력 송신 장치에 제2 패킷을 전송할 수 있다. 또한, 제2패킷은 전력 수신 장치(320)의 충전 정도를 나타내는 패킷(예: CS100(Charging State 100)패킷)을 포함할 수 있다.

전력 수신 코일(321)은 제 1 방향(또는, 제 2 방향)과 실질적으로 평행한 축을 가지고 축을 중심으로 기판(예: FPCB) 상에 일 방향(예: 시계 또는 반시계 방향)으로 감긴 평면 타입(또는, 나선형(spiral) 타입))의 코일일 수 있다. 전력 수신 코일(321)의 축이 전력 송신 코일(312)의 축과 나란하게 정렬됨으로써 두 코일들(312, 321)은 전기적으로 결합될 수 있고 이에 따라 전력 신호가 전력 송신 장치(310)에서 전력 수신 장치(320)로 전달될 수 있다. 또한, 두 코일들(312, 321)의 전기적인 결합을 통해 전력 송신 장치(310)에서 전력 수신 장치(320)로 전달되는 전력 신호의 특성(예: 진폭)을 전력 수신 장치(320)가 변조할 수 있고, 이러한 변조에 따라 무선 충전을 제어하기 위한 제어 신호(예: Control Error Packet)가 전력 수신 장치(320)에서 전력 송신 장치(310)로 전송될 수 있다.

전력 수신 제어 회로(326)(예: 도 1a의 프로세서(120))는 전력 수신 코일(321)을 통해 전력 송신 장치(310)로부터 데이터(예: 식별 정보 및/또는 설정 정보를 요청하는 메시지)를 수신할 수 있다. 전력 수신 코일(321)을 통해 전력 송신 장치(310)로부터 수신된 데이터를 전력 수신 제어 회로(326)로 전달하기 위한 선로가 전력 수신 장치(320)에 구성될 수 있다. 전력 수신 제어 회로(326)는 전력 신호의 변화(예: 진폭 변화)에 대응하는 데이터를 선로(328)를 통해 전력 송신 장치(310)로부터 수신할 수 있다.

전력 수신 제어 회로(326)(예: 도 1a의 프로세서(120))는, 전력 관리 회로(324)로 입력되는 전압(이하, 제 1 입력 전압)을 모니터링하고, 모니터링 결과 획득된 전압 값에 기반하여, 전력 송신 장치(310)로 전송할 데이터(예: Control Error Packet 수치)를 생성하기 위해 이용되는 타겟 전압 값을 조절할 수 있다. 예컨대, 제 1 입력 전압은 전력 수신 회로(322)에 의해 정류되어 전력 관리 회로(324)로 입력되는 전력 신호의 전압(V_REC)일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 수신 제어 회로(326)(예: 타겟 전압 조절 모듈(326d))는, 타겟 전압이 제 1 전압(최대치(예: 고속 충전을 위한 10V))으로 설정되어 있는 상태에서 타겟 전압에서 제 1 입력 전압을 빼고 남은 나머지(V_TRGT - V_REC)가 지정된 제 1 임계치(TH1) 이상인 경우, 타겟 전압을 제 2 전압(최소치(예: 5V)으로 설정할 수 있다. 예컨대, 배터리(325)를 충전하기 위한 목표 전압 값은 일반적으로, 배터리의 만충전(full charge) 전압으로 설정될 수 있다. 전력 수신 장치(320)는 배터리(325)의 전압이 지정된 목표 전압 값보다 낮을 때 정전류(CC; constant current) 모드로 배터리(325)를 충전할 수 있다. 배터리(325)의 전압이 목표 전압 값에 도달하면, 전력 수신 장치(320)는 정전압(CV; constant voltage) 모드로 배터리(325)를 충전할 수 있다. 예컨대, CV 모드에서 전력 수신 장치(320)는 배터리(325)의 전압을 목표 전압 값으로 유지하면서 배터리(325)로 입력되는 전류를 서서히 줄이는 방식으로 배터리(325)를 100% 충전할 수 있다. CC 모드에서 배터리(325)를 충전할 때보다 CV 모드에서 배터리(325)를 충전할 때 전력 수신 장치(320)에서 소비되는 부하가 작을 수 있다. CC모드 또는 CV모드에 따른 충전 및 모드 설정은 도 5a에서 설명할 것이다.

도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 충전 회로의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치(401)(예: 도 1a의 전자 장치(101))는 배터리(410)(예: 도 1a의 배터리(189)), 무선 인터페이스(425), 및/또는 충전 회로(430)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 배터리(410)는 전자 장치(401)의 하우징(예: 도 4의 하우징(405)) 내에 장착될 수 있으며, 충전 가능할 수 있다. 배터리(410)는 예를 들면, 리튬 이온 전지(lithium-ion battery), 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 무선 인터페이스(425)는 전자 장치(401)의 하우징의 일부에 장착될 수 있으며, 외부 장치와 연결 가능할 수 있다. 무선 인터페이스(425)는 코일(425-1)('도전성 패턴'이라고도 함)(예: 도 4의 하나 이상의 루프 안테나(417))과 TRX IC(transmit/receive integrated chip)(425-2)을 구비하고, 도전성 패턴(425-1)과 TRX IC(425-2)를 통해 제2 외부 장치(403)로 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 전자 장치(401)는 자기장 유도 결합 방식, 공진 결합 방식, 또는 이들의 혼합 방식의 무선 전력 전송 방식을 이용하여 전력을 송신할 수 있다. 일 실시예에 따르면 도전성 패턴(425-1)은 무선 전력을 송신하기 위한 적어도 하나의 도전성 패턴(예: 코일)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 외부 장치(403)는 무선 전력 공급 장치 또는 무선 전력 수신 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 무선 전력 공급 장치는 무선 충전 패드와 같이 제1 도전성 패턴을 이용하여 전자 장치(401)에 무선 전력을 공급하는 장치일 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 제2 도전성 패턴을 이용하여 전자 장치(401)에서 공급하는 무선 전력을 수신할 수 있으며 수신된 전력을 무선 전력 수신 장치에 포함된 다른 배터리를 충전하는 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 인터페이스(425) 통해 전자 장치(401)와 연결되는 제2 외부 장치(403)는 무선 HV(high voltage) 장치(예: AFC(adaptive fast charge), QC(quick charge)를 지원하는 장치)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 HV(high voltage) 장치는 급속 충전을 지원하는 무선 충전 패드를 포함할 수 있다. 무선 충전 패드는 인밴드(inband) 통신을 통해 TRX IC(425-2)와 통신하여 고속 충전 수행 여부를 결정하거나, 별도 통신 모듈(블루투스, 또는 지그비(zigbee))을 이용해 고속 충전 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(401)은 TRX IC(425-2)를 통해 무선 충전 패드에게 예컨대 9V 내지 10V의 HV(high voltage) 충전을 요청할 수 있고, 무선 충전 패드는 전자 장치(401)로부터 HV 충전 요청에 따라 전자 장치(401)와 통신을 통해 고속 충전 가능 여부를 확인할 수 있다. 고속 충전 가능한 것이 확인되면 무선 충전 패드는 전자 장치(401)측으로 7.5W(10V, 750mA)의 전력을 공급할 수 있다.

일 실시예에 따르면 충전 회로(430)는 인터페이스 컨트롤러(429), 제1 스위치(432), 제2 스위치(434), 제어 로직(436), 스위치 그룹(438), 및/또는 충전 스위치(439)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 스위치(434)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있으며, 무선 인터페이스(425) 예컨대 도전성 패턴(425-1) 및 TRX IC(425-2)를 통해 무선 전력 공급 장치 및 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 입력 및 출력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제2 스위치(434)는 무선 전력 공급 장치 또는 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 입력 및 출력이 가능하도록 온 상태로 동작하거나, 무선 전력 공급 장치 또는 무선 전력 수신 장치로부터의 전력 입력 및 출력이 가능하지 않도록 오프 상태로 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어 로직(436)은 제1 스위치(432) 및 제2 스위치(434) 중 적어도 하나로부터 입력되는 전력을 배터리(410) 충전에 적합한 충전 전압 및 충전 전류로 변환하도록 제어할 수 있고, 배터리(410)로부터의 전력을 제1 스위치(432) 및 제2 스위치(434) 각각에 연결된 외부 장치의 다른 배터리 충전에 적합한 충전 전압 및 충전 전류로 변환하도록 제어할 수 있고, 배터리(410)로부터의 전력을 외부 장치에서 사용하기 적합한 전압 및 전류로 변환하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어 로직(436)은 충전 회로(430)를 통해 전력이 제1 외부 장치(402) 및/또는 제2 외부 장치(403)로 전송되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어 로직(436)은 OTG 장치가 연결된 경우 OTG 기능을 수행하도록 제어할 수 있다. 제어 로직(436)은 무선 전력 공급 장치가 연결된 경우 무선 전력 공급 장치로부터 전력을 수신하여 배터리(410)가 충전되도록 제어할 수 있다. 제어 로직(436)은 무선 전력 공급 장치와 OTG 장치가 연결된 경우 무선 전력 공급 장치로부터 전력을 수신하여 배터리(410)를 충전함과 동시에 OTG 기능이 수행되도록 제어할 수 있다. 제어 로직(436)은 무선 전력 수신 장치가 연결된 경우 배터리(410) 전원을 이용하여 무선 전력 수신 장치에 전력이 공급되도록 제어할 수 있다. 제어 로직(436)은 OTG 장치 및 무선 전력 수신 장치가 연결된 경우 OTG 기능을 수행함과 동시에 배터리(410) 전원을 이용하여 무선 전력 수신 장치에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 스위치 그룹(438)은 시스템(420), 예를 들면, 전자 장치의 각 모듈로 전원을 공급하는 시스템(420)에 일정한 전류를 제공할 수 있다. 또는, 스위치 그룹(438)은 연결된 외부 장치(402, 403)에 일정한 전류를 제공하기 위해 배터리(410) 전압을 승압(boost)또는 강압(buck)하거나, 배터리(410)에 일정한 충전 전류를 제공하기 위해 제공되는 충전 전압을 승압(boost) 또는 강압(buck)할 수 있다. 일 실시예에 따르면 스위치 그룹(438)은 buck/boost 컨버터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 충전 스위치(439)는 충전 전류량을 검출할 수 있고, 과충전 또는 과열시 배터리(410) 충전을 차단할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치의 전력을 시간 단위로 나타낸 그래프이다.

도 5a 내지 도 5c에 나타난 그래프 상의 x축은 시간, y축은 전력 송신 장치(310)의 전력을 의미할 수 있다. 전력 송신 장치(310)이 전력 공급을 시작되면, 예를 들어, 고전력 충전(예: AFC(Adaptive Fast Charging)충전)이 시작되면(501) 전력 송신 장치(310)의 전력 값은 일정한 제1 전력값(예:7.5W)을 유지할 수 있다. 이후 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 시작되면(502) 전력 송신 장치(310)의 송신 전력값은 감소할 수 있다. 송신 전력이 감소하는 과정에서 전자 장치는 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 시작된 것을 감지할 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 전력값이 3.5W이하에 해당하거나 수신 전력이 3W 미만인 경우 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 진입할 수 있다(503). 예를 들어, 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드는 송전 전력이 7.5W일 때 활성화될 수 있으며, 전력 수신 장치(320)가 수신 하는 전력량이 감소하여, 전력 송신 장치(310)의 송전 전력이 3.5W까지 내려가면 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 동작할 수 있다. 3.5W까지 송전 전력이 떨어지는 시간 동안 전력 송신 장치(310)의 전력 감소 모드는 활성화시키지 않고 대기할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, CEP Compensation 동작할 수 있으며, CEP Compensation 레벨이 -15이 설정될 수 있고, 송전 전력 또는 전력 송신 장치(310)에 공급되는 전력이 제2 전력값(예:2W로)으로 공급 될 수 있다. 또는, CEP Compensation 레벨이 -40으로 설정되는 경우, 송전 전력 또는 전력 송신 장치(310)에 공급되는 전력이 제2 전력값 보다 낮은 제3 전력값(예: 0.5W)로 공급될 수 있다. 이는 전자 장치의 CEP Compensation 구간까지 계속 될 수 있으며(510), 이 때 전력 송신 장치(310)의 전력값은 일정한 값을 유지할 수 있다. 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 끝나면(510) 송전 전력값을 상승시켜 고전력 충전(예: AFC충전)을 다시 시작할 수 있다(511). 또는 전력 수신 장치(320)는 정전압(CV; constant voltage) 모드로 진입하여 충전을 할 수 있다(521).

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치의 브릿지(bridge) 전압을 기준으로 7V 이상이 되면 AFC충전을 다시 시작할 수 있다. 브릿지 전압은 송신단의 전압으로 충전 시 10V를 유지할 수 있으며, 전력 수신 장치(320)의 발열 제어가 시작되는 경우 점차 낮아져 5V까지 낮아질 수 있다. 5V정도로 내려가면 송전 전력이 감소하여, 전력 수신 장치(320)의 발열도 감소할 수 있기 때문에 전력 수신 장치는 발열 제어 모드를 해제하고 다시 충전을 시작할 수 있다. 이 경우 브릿지 전압은 다시 상승할 수 있다. 브릿지 전압이 5V에서 상승하여 7V정도에 이르게 되면, 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 해제되었다고 판단할 수 있다. 이러한 판단을 바탕으로 전력 송신 장치(310) 역시 발열 제어 모드를 해제할 수 있으며, 이 경우 다시 AFC충전이 시작될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 송신 장치의 발열 제어 모드가 해제 되면, CEP Compensation 동작을 해제할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 510에서 정의된 패킷(예 : CS100)을 수신하는 경우, 송전 전력 또는 전력 송신 장치(310)에 공급되는 전력을 제2 전력값 보다 낮은 제4 전력값을 공급 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 4 전력값을 공급한 이후 충전은 종료될 수 있다. CS100은 Charging State가 100%에 근접했다는 신호에 해당할 수 있다. 전력 수신 장치(320)는 전력 송신 장치(310)를 향해 CS100 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 패킷 신호를 통하여 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)의 상태를 파악할 수 있으며, 송전 전력을 감소시키거나 충전을 종료할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 배터리(325)의 전압이 목표 전압 값에 도달하면, 전력 수신 장치(320)는 정전압(CV; constant voltage) 모드로 배터리(325)를 충전할 수 있다(520). 예컨대, CV 모드에서 전력 수신 장치(320)는 배터리(325)의 전압을 목표 전압 값으로 유지하면서 배터리(325)로 입력되는 전류를 서서히 줄이는 방식으로 배터리(325)를 100% 충전할 수 있다. CC 모드에서 배터리(325)를 충전할 때보다 CV 모드에서 배터리(325)를 충전할 때 전력 수신 장치(320)에서 소비되는 부하가 작을 수 있음은 앞선 도 3에서 설명한 바 있다. 배터리(325)가 100% 충전되면 전력 수신 장치의 전력값이 0으로 하강하여 충전이 끝날 수 있다(521)

도 5b는 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치(320)의 송전 전력을 시간 단위로 나타낸 그래프이다.

전력 송신 장치(310) 위에 위치한 전력 수신 장치(320)의 위치에 따라 얼라인(align) 또는 미스 얼라인(misalign)으로 구분할 수 있음은 앞서 설명한 바 있다. 예를 들어, 전력 송신 장치(310)(예: 도 2b의 전자 장치(101))의 전력 송신 제어 회로(314)는 초기 전력 설정 상태에서 전력 수신 장치(320)의 거치 위치가 일정 수준(예: CEP level 80) 미만인 경우 얼라인 상태로 판단할 수 있다. 또는 전력 수신 장치(320)의 고속무선충전 시 수신기의 Load condition(예: 전압 또는 전류)을 모니터링하여 일정 수치 이하인 경우 얼라인 상태로 판단할 수 있다. 또는 전력 수신 장치(320)의 수신 전력량과 전력 송신 장치(310)의 송신 전력량을 비교한 전송 효율이 일정 수준 이상인 경우 얼라인 상태로 판단할 수 있다. 이 경우 앞선 도 5a와 같은 과정을 거쳐 전력 수신 장치(320)의 충전이 가능할 수 있으며, CEP compensation 구간(510)에서 다시 송전 전력을 상승(511)시켜 충전이 이뤄질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치(320)의 고속충전이 시작됨에 따라 전력 송신 장치(310)의 송신 전력은 일정 수준(예: 10W)까지 상승할 수 있다. 송신 전력이 일정 수준 이상으로 증가할 경우, 전력 수신 장치(320)에서 열이 발생하여 전송 효율이 낮아지고, 전력 수신 장치(320)의 배터리 수명이 짧아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 시작되면(502) 동시에 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 진입하여 전력 송신 장치(310)의 송신 전력값은 감소할 수 있다(502 내지 504).

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)와 얼라인 상태에 따라서 전력 감소 모드에서 감소되는 전력량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 얼라인 상태인 경우, 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 동작할 수 있는 구간(504 - 510)에서 송전 전력 또는 전력 송신 장치(310)에 공급되는 전력이 제2 전력값(예:2W로)으로 공급 될 수 있다. 전력 송신 장치(310)는 CEP Compensation 레벨이 제1레벨(예: -15)인 상태일 수 있다. 미스 얼라인 상태인 경우, 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 동작할 수 있는 구간(504 - 510)에서 송전 전력 또는 전력 송신 장치(310)에 공급되는 전력이 제3 전력값(예:0.5W로)으로 공급 될 수 있다. 전력 송신 장치(310)는 CEP Compensation 레벨이 제1레벨보다 낮은 제2레벨(예: -40)인 상태일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)이 전력 공급 상태(예를 들어, 고전력 충전(예: AFC(Adaptive Fast Charging)충전)에서 전력 송신 장치(310)는 전력 감소 모드로 동작하는 경우(502 내지 504) 단계적으로 전력이 감소할 수 있다.

도 5c는 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치(320)가 얼라인 또는 미스 얼라인 상태일 때 송전 전력을 시간 단위로 나타낸 그래프이다.

프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 거치 위치가 CEP level 80 이상인 경우 미스 얼라인 상태로 판단할 수 있다. 미스 얼라인 상태의 경우 충전 시 열이 많이 발생하여 발열 제어 과정이 더 자주 발생할 수 있다. 이 경우 앞선 도 5a와 같은 그래프의 형태를 갖지만, 전력 수신 장치(320)의 온도를 더 낮추기 위하여 전력 송신 장치(310)는 CEP compensation 수치를 -40까지 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 CEP compensation 수치가 -15를 적용하다가 CEP compensation 수치가 -40로 변경되는 경우를 가정하여 설명하지만, CEP compensation 수치는 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 예를 들어, CEP compensation 값이 제1값(예: -10)으로 일정시간 지속되다가 더 낮은 CEP compensation 값인 제2값(예: -20)으로 하여 더 낮은 전력이 공급될 수도 있다. 송신 전력은 더 낮게 함으로써, 더 빠르게 전력 수신 장치(320)의 온도를 제어할 수 있다. 이후 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 과정이 끝나면 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 과정도 해제될 수 있다. 그러면 다시 전력 수신 장치(320)의 충전이 가능할 수 있으며, CEP compensation 구간(510)에서 다시 송전 전력을 상승(511)시켜 충전이 이뤄지는 과정을 반복할 수 있다. 이후 충전이 완료되어 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)가 CS100패킷을 전달받으면 프로세서(219)는 충전과정을 끝낼 수 있다.

도 6은 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치의 전압, 충전 전류, 온도 값을 나타낸 그래프이다.

전력 수신 장치(320)의 온도(610)는 전력 수신 장치(320)의 전압(620)에 따라 달라질 수 있다. 또한 전력 수신 장치(320)의 전압(602)에 따라 충전 전류(630)가 결정될 수 있다. 전력 수신 장치(320)의 전압(620)이 일정 수준으로 상승하면 전력 수신 장치(320)의 온도(610) 역시 상승할 수 있다. 전력 수신 장치(320)의 온도(610)를 낮추기 위해 전력 수신 장치(320)의 전압(620)을 일정 수준으로 하강시킬 수 있다(621). 이 경우 전력 수신 장치(320)의 온도(610)가 낮아지는 것(611)을 확인할 수 있다. 다만, 전력 수신 장치(320)의 전압(620)을 일정 수준으로 하강시킨 지점(621)과 전력 수신 장치(320)의 온도(610)가 낮아지는 지점(611) 사이에는 일정한 시간 간격(605)이 필요할 수 있다. 즉, 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 동작하더라도 온도가 늦게 떨어지는 경우가 발생할 수 있다. 높은 온도가 유지될 경우 전력 수신 장치(320)의 충전 효율이 떨어지고, 과도한 전력이 소모되는 문제가 발생할 수 있다.

도 7은 다양한 실시예에 따른 전력 수신 장치의 전압, 충전 전류, 온도 값을 나타낸 그래프이다.

다양한 실시예에 따르면, CEP(Control Error Packet)는 전력 수신 장치(320)로부터 전력 송신 장치(310)(예 : 도 1a의 전자 장치(101))로 전송될 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 프로세서는 전력 수신 장치(320)로부터 수신한 CEP값이 양수인 경우, 전력 송신 장치(310)의 송신 전력을 증가시키도록 제어할 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 프로세서는 전력 수신 장치(320)로부터 수신한 CEP값이 음수인 경우, 전력 송신 장치(310)의 송신 전력을 감소시키도록 제어할 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 프로세서는 전력 수신 장치(320)로부터 수신한 상기 CEP값이 0인 경우, 전력 송신 장치(310)의 송신 전력을 유지하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)의 온도 제어를 위하여 전달받은 CEP 값에 CEP Compensation (보상값)을 적용하여 전력 수신 장치(320)가 요구한 전력보다 낮은 수준의 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신 장치(310)는 CEP compensation 제1레벨(예: -15) 적용 시 제2 전력(예 : 약 2W 또는 최대 전력 대비 대략 75% 정도 낮은 전력)을 송신할 수 있다. 또한, CEP compensation 제2레벨(예: -40) 적용 시 전자 장치(101)는 제3 전력(예 : 약0.5W 또는 최대 전력 대비 대략 95% 정도 낮은 전력)을 송신할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 도 6과는 달리 전력 수신 장치(320)의 전압(720)을 일정 수준으로 하강시키는 경우(721 및 722) 즉각적으로 전력 수신 장치(320)의 온도(710)가 하강하는 것(711 및 712)을 확인할 수 있다. 송전되는 전압(720)에 CEP compensation -15 적용 시, 전력 수신 장치(320)의 온도(710)는 상승하지 않고 일정 수준을 유지할 수 있다. 송전되는 전압(720)에 CEP compensation -40 적용 시, 전력 수신 장치의 온도(710)가 감소할 수 있다(711 및 712). 이 때 송전 전류(730) 역시 감소될 수 있기 때문에 충전량은 감소할 수 있으나, 이를 통해 전력 수신 장치(320)의 온도를 즉시 하강시킬 수 있다. 전력 수신 장치(320)의 온도를 즉각적으로 제어함으로써 충전 시간을 감소시킬 수 있으며, 전력 수신 장치(320)의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 전력 송신 장치(310))는 전력 수신 장치(예: 도 3의 전력 수신 장치(320))로 전력을 전송하는 무선 송신 회로(예: 도 1b의 전력 관리 모듈(188))의 및 제1프로세서(예: 도 1a의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 제1프로세서는 전력 감소 모드 진입 시, 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 무선 송신 회로의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 전자 장치에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키고, 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 무선 송신 회로에 흐르는 전류를 제2전류보다 낮은 제3전류로 하강시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치는 온도를 측정하는 온도 센서 및 온도 센서로부터 얻은 전력 수신 장치의 온도와 관련된 데이터를 제1프로세서로 전달하는 제2프로세서를 더 포함하며, 제1프로세서는 제2프로세서로부터 전달 받은 전력 수신 장치의 온도와 관련된 데이터에 기초하여, 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면, 무선 송신 회로가 전력 감소 모드에 진입 하도록 제어하고, 제2프로세서는 전력 수신 장치가 고속 충전(예: AFC(Adaptive Fast Charging)) 모드 진입 후 지정된 온도를 넘어서는 경우 전력 수신 장치가 발열 제어 모드에 진입하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 얼라인(align) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함하며, 미스 얼라인(misalign) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1프로세서는 전자 장치에 놓여진 전력 수신 장치의 위치 또는 전력 수신 장치와 전자 장치 사이의 전력 효율 또는 전력 수신 장치의 전압 및/또는 전류값에 따라 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 결정하며, 전자 장치에 위치한 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부에 따라 전력 감소 모드의 동작을 다르게 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치로부터 특정 신호를 수신하는 통신회로를 더 포함하며, 특정 신호는 무선 송신 회로가 전력 감소 모드로 진입하도록 하는 제1패킷을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1프로세서는 전력 수신 장치가 발열 제어 모드 진입하거나, 제1패킷을 수신 하거나, 무선 송신 회로에 공급되는 전력량이 지정된 설정값 이하이거나, 전력 수신 장치와 전자 장치간 전송 효율이 지정된 설정값 이하이거나 및 CEP(Control Error Packet)값이 지정된 설정값 이하인 경우 중 적어도 어느 하나에 해당하는 경우 무선 송신 회로가 전력 감소 모드에 진입 하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치로부터 CEP(Control Error Packet)를 수신하는 통신회로를 더 포함하며, 제1프로세서는 수신한 CEP값을 확인하고, 전력 수신 장치의 전력 충전 상태 및 온도에 따라 CEP compensation값을 조절하며, 무선 송신 회로는 CEP compensation값이 증가하면 전자 장치의 송신 전력을 증가시키고, CEP compensation값이 감소하면 전자 장치의 송신 전력을 감소시켜 전자 장치의 송신 전력을 조절할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1프로세서는 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, CEP compensation값을 제1지정값으로 제어하고, 일정 시간 뒤 CEP compensation값을 제1지정값보다 낮은 제2지정값으로 변경하며, 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 CEP compensation값을 제2지정값으로 제어하고, 일정 시간 뒤 CEP compensation값을 제2지정값보다 낮은 제3지정값으로 변경하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 전력 송신 장치(310))는 전력 수신 장치로부터 신호를 수신하는 통신회로, 전력 수신 장치로 전력을 전송하는 무선 송신 회로 및 제1프로세서를 포함하며, 제1프로세서는 전자 장치의 전력 감소 모드가 활성화된 이후, 무선 송신 회로의 Bridge 전압이 일정 수준 이상이거나, 통신회로를 이용하여 정의된 제2패킷을 수신하는 경우 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치는 제2프로세서를 더 포함하며, 제2프로세서는 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면 전력 수신 장치의 발열 제어 모드를 해제하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제2패킷은 전력 수신 장치의 충전 정도를 나타내는

CS100(Charging State 100)패킷을 포함할 수 있다.

도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

도 8은 일 실시예에 따른, 전력 송신 장치(310)에서 전력 수신 장치(320)로 전달되는 전력 신호의 전압을 조절하기 위한 동작들을 나타낸 것이다. 일 실시예에서 도 8의 동작들은, 전력 수신 장치(320)가 전력 송신 장치(310)로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 배터리를 충전하는 동안, 전력 수신 장치(320)의 프로세서(예: 전력 수신 제어 회로(326))에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서 메모리(예: 도 1a의 메모리(130))는, 실행될 때, 도 8의 동작들을 프로세서가 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 방법은 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드 활성화 여부를 결정하는 동작, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화시키는 동작 및 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제하는 동작을 포함할 수 있다.

전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드 활성화 여부를 결정하는 동작은 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드에 진입하는지 판단하는 동작 또는 전력 송신 장치(310)가 제1패킷을 수신하는지 판단하는 동작을 포함할 수 있다.

전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드는 전력 송신 장치(310)가 발열 제어 모드 진입 시 활성화될 수 있다. 발열 제어 모드 진입 시 전력 송신 장치(310)는 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압에 대하여, 전력 송신 장치(310)의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시킬 수 있다. 이 때 전력 수신 장치(320)는 얼라인(align) 상태에 해당할 수 있다. 또한, 전력 송신 장치(310)는 전력 송신 장치(310)에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시킬 수 있다. 그리고 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전력 송신 장치(310)의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시킬 수 있다. 또한, 전력 송신 장치(310)는 전력 송신 장치(310)에 전류를 흐르지 못하게 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 얼라인(align) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함할 수 있으며, 미스 얼라인(misalign) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함할 수 있다.

단계 810에서, 전력 수신 장치(320)에 전력을 공급하면, 예를 들어, 고속 (예: AFC(Adaptive Fast Charging))충전이 시작되면 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 이를 감지할 수 있다. 프로세서(219)는 충전 대상 기기의 위치 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, CEP Level 80 기준으로 충전 대상 기기의 위치 상태를 분류할 수 있다(820). 이후 단계 830에서, 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드로 진입하면 전력 송신 장치(310)도 발열 제어 모드로 진입할 수 있다. 전력 송신 장치(310)은 전력 수신 장치와 정렬 상태가 만족하는 경우(align 상태), 제 1 보상값 (예: CEP Compensation -15)이 적용될 수 있다(831). 전력 송신 장치(310)은 전력 수신 장치와 정렬 상태가 만족하지 않는 경우(misalign 상태) 제 2 보상 값 (예 :CEP Compensation -40)이 적용될 수 있다. 또는 제1보상값(예: CEP Compensation -15)이 적용되다가 일정시간(예:10분) 후 제2보상값(예 : CEP Compensation -40)이 적용될 수 있다(832).

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치(320)의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작은 전력 송신 장치(310)에 놓여진 전력 수신 장치(320)의 위치를 파악하는 동작 및 CEP(Control Error Packet) 값을 파악하는 동작을 포함할 수 있다. CEP(Control Error Packet)는 전력 수신 장치(320)로부터 전력 송신 장치(310) 로 전송될 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)로부터 CEP(Control Error Packet) 값을 전달받아 전력 송신 장치(310)의 송신 전력을 변경시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치(320)의 얼라인 여부를 파악하는 동작은 전력 수신 장치(320)의 고속무선충전 시 전력 수신 장치(320)의 전압 또는 전류를 파악하는 동작 또는 전력 송신 장치(310)와 전력 수신 장치(320) 간 전력 전송 효율을 파악하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 자기 유도 방식을 이용한 무선 충전 시스템 역시 전력 송신 장치(310)와 전력 수신 장치(320)를 포함할 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 송신 코일의 축이 전력 수신 장치의 수신 코일의 축과 정렬(align)되면, 두 코일은 전기적으로 결합(coupling)될 수 있다. 이에 따라 전력이 송신 코일에서 수신 코일로 전달될 수 있다.

전력 수신 장치(320)의 배터리를 충전하기 위한 타겟 전압(V_TGRT(target))(바꿔 말해, 기준 전압)이 설정될 수 있다. 또한, 배터리를 충전하도록 구성된 전력 관리 회로(예: 전력 조정 회로)로 입력되는 제1 입력 전압(예: V_REC(rectification))과 상기 설정된 타겟 전압 간의 차이를 나타내는 정보가 두 코일 간의 통신(예: power line communication)을 통해 전력 송신 장치(310)로 전달될 수 있다. 전력 송신 장치(310)는 전력 수신 장치(320)로부터 전달된 정보에 기반하여, 송신 코일로 입력되는 제 2 입력 전압의 크기를 조절함으로써 제1 입력 전압이 타겟 전압에 수렴되게 할 수 있다.

두 코일은 정렬된 상태에서 순간적으로 어긋난 상태(예: mis-aligned state)로 전환되었다가 다시 정렬된 상태로 상태 변경될 수 있다. 예컨대, 사용자는 차에 설치된 충전 패드(전력 송신 장치)에 스마트 폰(전력 수신 장치)을 올려놓을 수 있다. 운전 중 외부 진동(예: 과속 방지 턱에 의한 진동)으로 인해 스마트 폰은 충전 패드에서 어긋났다가 얼마 지나지 않아 다시 충전 패드와 정렬될 수 있다.

일 실시예에 따르면, CEP Compensation -15는 코일의 정렬(align) 상태에서 이뤄질 수 있다. CEP Compensation -40은 코일의 어긋난 상태(misalign) 에서 이뤄질 수 있다.

단계 840에서, 브릿지 전압이 일정 수준 (예 : 7V)이상이거나 또는 전력 수신 장치(320)의 충전 정도를 나타내는 CS100 패킷이 수신되면 프로세서는 전자 장치(101)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다(841).

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 방법은 전력 수신 장치(320)가 지정된 온도에 도달하면 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드를 해제하는 동작을 더 포함할 수 있다.

도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

상세한 동작은 도 8과 같으며, 전력 송신 장치(310) 위에 놓인 전력 수신 장치(320)의 얼라인 또는 미스 얼라인 상태에 따라 순서도를 분리하여 나타낸 것이다. 동작 910에서 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 위치를 파악하여 얼라인(align) 상태인지 또는 미스 얼라인(misalign) 상태인지 구분할 수 있다.

동작 911에서 전력 수신 장치(320)의 위치가 얼라인 상태로 파악되는 경우 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 load condition에 따라 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 송신 전력이 3.5W이하로 내려가는 경우, 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드 활성화를 인지하여 전력 송신 장치(310)의 발열 제어모드를 활성화시킬 수 있다. 또한, 수신 전력이 3W이하로 내려가는 경우 전력 수신 장치는 RPP(Received Power Packet)를 전력 송신 장치(310)로 전송할 수 있다. 프로세서(219)는 RPP(Received Power Packet)를 전달받아 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화 시킬 수 있다(920).

동작 920의 조건을 만족하는 경우 동작 921에서 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화시킬 수 있다. 이후 동작 930에서 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드 해제 조건이 달성되면 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다. 발열 제어 모드 해제 조건은 앞선 도 5 및 도 8에서 상세히 설명한 바 있다. 발열 제어 모드 해제 조건에 해당하지 않는 경우 계속하여 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화시킬 수 있다.

동작 912에서 전력 수신 장치의 위치가 얼라인 상태로 파악되는 경우, 전력 송신 장치의 프로세서는 전력 수신 장치의 load condition에 따라 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 송신 전력이 3.5W이하로 내려가는 경우, 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드 활성화를 인지하여 전력 송신 장치(310)의 발열 제어모드를 활성화시킬 수 있다. 또한, 수신 전력이 3W이하로 내려가는 경우 전력 수신 장치(320)는 RPP(Received Power Packet)를 전력 송신 장치(310)로 전송할 수 있다. 프로세서(219)는 RPP(Received Power Packet)를 전달받아 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화 시킬 수 있다(920).

동작 920의 조건을 만족하는 경우 동작 922에서 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화시킬 수 있다. 일정 시간(예 : 10분) 경과 후 동작 940 에서 프로세서(219)는 전력 수신 장치의 온도를 통하여 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 완료 여부를 결정할 수 있다. 계속하여 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화가 필요한 경우, 프로세서(219)는 CEP Compensation -40을 적용할 수 있다. 동작 942에서 CEP Compensation -15를 적용하던 동작 922와는 달리 CEP Compensation 정도를 더 크게 만들 수 있다. CEP Compensation -40을 적용하면 전자 장치(101)의 송신 전력은 거의 0에 가까워질 수 있다. 이러한 과정을 통한 온도 제어 효과는 앞선 도 5에서 설명한 바 있다.

이후 동작 950에서 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드 해제 조건이 달성되면 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다. 발열 제어 모드 해제 조건은 앞선 도 5 및 도 8에서 상세히 설명한 바 있다. 발열 제어 모드 해제 조건에 해당하지 않는 경우 계속하여 프로세서(219)는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 활성화시킬 수 있다.

도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 발열 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제하는 동작은 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드를 해제하는지 판단하는 동작, 전력 송신 장치(310)의 Bridge 전압이 일정 수준 이상인지 판단하는 동작, 정의된 제2패킷 수신여부를 판단하는 동작 또는 전자 장치의 발열 제어 모드가 활성화된 후 일정 시간이 경과하였는지 판단하는 동작을 포함할 수 있다. 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드를 해제하거나, 전력 송신 장치(310)의 Bridge 전압이 일정 수준 이상이거나, 정의된 제2패킷 수신 시 또는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드가 활성화된 후 일정 시간이 경과한 경우 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 해제할 수 있다.

단계 1010에서, 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)로부터 특정 조건을 수신할 수 있다. 이는 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드 동작 여부와 관련된 것으로 전력 수신 장치(320)가 임의의 설정 온도를 초과하는 경우, 전력 수신 장치(320)가 발열 제어 모드에 진입하는 경우 및 사전에 설정된 제1패킷을 수신하는 경우를 포함할 수 있다. 특정 조건을 수신한 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 단계 1020에서, 전력 송신 장치(310)의 발열 제어 모드를 동작시킬 수 있다.

단계 1030에서, 전력 송신 장치(310)의 프로세서(219)는 전력 수신 장치(320)의 발열 제어 모드가 해제되거나, 정의된 패킷(예: CS100 패킷)을 수신하거나, 전자 장치의 Vbridge 가 일정 수준(예 :7V )이상인 경우 이를 감지하여 전자 장치의 발열 제어모드를 해제할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치(예:도 3의 전력 송신 장치(310)) 의 발열 제어 방법은 전력 수신 장치(예: 도 3의 전력 수신 장치(320))의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작, 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작 및 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작을 포함할 수 있다. 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작은 전력 수신 장치가 전력 감소 모드에 진입하는지 판단하는 동작 또는 전자 장치가 제1패킷을 수신하는지 판단하는 동작을 포함하며, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은 전력 감소 모드 진입 시 전자 장치의 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여, 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 전자 장치에 흐르는 전류를 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키는 동작 및 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 전압을 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 전자 장치에 전류를 흐르지 못하게 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작은 전자 장치에 놓여진 전력 수신 장치의 위치를 파악하는 동작, 전력 수신 장치의 전압 또는 전류를 파악하는 동작 및 전력 수신 장치의 수신 전력량과 전자 장치의 송신 전력량을 비교하여 전송 효율을 판단하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치로부터 신호를 수신하는 제1프로세서를 더 포함하고, 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작은 CEP(Control Error Packet) 값을 파악하는 동작을 더 포함하며, CEP(Control Error Packet)는 전력 수신 장치로부터 전자 장치로 전송되며 얼라인(align) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함하며, 미스 얼라인(misalign) 상태는 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제1프로세서는 전력 수신 장치로부터 CEP(Control Error Packet) 값을 전달받아 전자 장치의 송신 전력을 변경시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은 전력 수신 장치로부터 수신한 CEP값이 양수인 경우 전자 장치의 송신 전력을 증가시키는 동작 또는 전력 수신 장치로부터 수신한 CEP값이 음수인 경우 전자 장치의 송신 전력을 감소시키는 동작 또는 전력 수신 장치로부터 수신한 CEP값이 0인 경우 전자 장치의 송신 전력을 유지하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전력 수신 장치가 전력 감소 모드에 진입하는지 판단하는 동작은 전력 수신 장치가 고속 충전 모드에 진입하는지 판단하는 동작 및 전력 수신 장치의 내부 온도가 지정된 값 이상인지 판단하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은 얼라인(align) 상태인 경우, CEP값을 제1지정값으로 제어하고 일정 시간 뒤 CEP값을 제1지정값보다 낮은 제2지정값으로 변경하는 동작 또는 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 전자 장치의 CEP값을 제1지정값으로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작은 전력 수신 장치가 전력 감소 모드를 해제하는지 판단하는 동작 또는 전자 장치의 Bridge 전압이 일정 수준 이상인지 판단하는 동작 또는 정의된 제2패킷 수신여부를 판단하는 동작을 포함하며, 전력 수신 장치가 전력 감소 모드를 해제하거나, 전자 장치의 Bridge 전압이 일정 수준 이상이거나,정의된 제2패킷을 수신하는 경우 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 발열 제어 방법은 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면 전력 수신 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작을 더 포함하며, 제2패킷은 전력 수신 장치의 충전 정도를 나타내는 CS100(Charging State 100)패킷을 포함할 수 있다.

Claims

전자 장치에 있어서,
전력 수신 장치로 전력을 전송하는 무선 송신 회로; 및
제1프로세서를 포함하며,
상기 제1프로세서는
전력 감소 모드 진입 시, 상기 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여
상기 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 상기 무선 송신 회로의 전압을 상기 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 상기 전자 장치에 흐르는 전류를 상기 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키고,
상기 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 상기 전자 장치의 전압을 상기 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 상기 무선 송신 회로에 흐르는 전류를 상기 제2전류보다 낮은 제3전류로 하강시키는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전력 수신 장치는
온도를 측정하는 온도 센서;및
상기 온도 센서로부터 얻은 상기 전력 수신 장치의 온도와 관련된 데이터를 상기 제1프로세서로 전달하는 제2프로세서를 더 포함하며,
상기 제1프로세서는
상기 제2프로세서로부터 전달 받은 상기 전력 수신 장치의 온도와 관련된 데이터에 기초하여,
상기 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면,
상기 무선 송신 회로가 전력 감소 모드에 진입 하도록 제어하고,
상기 제2프로세서는
상기 전력 수신 장치가 고속 충전(예: AFC(Adaptive Fast Charging)) 모드 진입 후 지정된 온도를 넘어서는 경우
상기 전력 수신 장치가 발열 제어 모드에 진입하도록 제어하는 전자 장치.
제 1항에 있어서
상기 얼라인(align) 상태는
CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함하며,
상기 미스 얼라인(misalign) 상태는
상기 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1프로세서는
상기 전자 장치에 놓여진 상기 전력 수신 장치의 위치 또는 상기 전력 수신 장치와 상기 전자 장치 사이의 전력 효율 또는 상기 전력 수신 장치의 전압 및/또는 전류값에 따라 상기 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 결정하며
상기 전력 감소 모드는
상기 전자 장치에 위치한 상기 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부에 따라 동작이 달라지는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전력 수신 장치로부터 특정 신호를 수신하는 통신회로를 더 포함하며,
상기 특정 신호는
상기 무선 송신 회로가 전력 감소 모드로 진입하도록 하는 제1패킷을 포함하는 전자 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1프로세서는
상기 전력 수신 장치가 발열 제어 모드 진입하거나,
상기 제1패킷을 수신 하거나,
상기 무선 송신 회로에 공급되는 전력량이 지정된 설정값 이하이거나,
상기 전력 수신 장치와 상기 전자 장치간 전송 효율이 지정된 설정값 이하이거나 및
CEP(Control Error Packet)값이 지정된 설정값 이하인 경우 중 적어도 어느 하나에 해당하는 경우
상기 무선 송신 회로가 전력 감소 모드에 진입 하도록 제어하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전력 수신 장치로부터 CEP(Control Error Packet)를 수신하는 통신회로를 더 포함하며,
상기 제1프로세서는
수신한 상기 CEP값을 확인하고,
상기 전력 수신 장치의 전력 충전 상태 및 온도에 따라 CEP compensation값을 조절하며,
상기 무선 송신 회로는
상기 CEP compensation값이 증가하면 상기 전자 장치의 송신 전력을 증가시키고, 상기 CEP compensation값이 감소하면 상기 전자 장치의 송신 전력을 감소시켜 상기 전자 장치의 송신 전력을 조절하는 전자 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제1프로세서는
상기 전력 수신 장치가 상기 얼라인(align) 상태인 경우,
상기 CEP compensation값을 제1지정값으로 제어하고,
일정 시간 뒤 상기 CEP compensation값을 상기 제1지정값보다 낮은 제2지정값으로 변경하며,
상기 전력 수신 장치가 상기 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우,
상기 전자 장치의 CEP compensation값을 상기 제2지정값으로 제어하고,,
일정 시간 뒤 상기 CEP compensation값을 상기 제2지정값보다 낮은 제3지정값으로 변경하도록 제어하는 전자 장치
전자 장치에 있어서,
전력 수신 장치로부터 신호를 수신하는 통신회로;
상기 전력 수신 장치로 전력을 전송하는 무선 송신 회로; 및
제1프로세서를 포함하며,
상기 제1프로세서는
상기 전자 장치의 전력 감소 모드가 활성화된 이후,
상기 무선 송신 회로의 Bridge 전압이 일정 수준 이상이거나,
상기 통신회로를 이용하여 정의된 제2패킷을 수신하는 경우
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 전자 장치.
제 9항에 있어서,
상기 전력 수신 장치는
제2프로세서를 더 포함하며,
상기 제2프로세서는
상기 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면 상기 전력 수신 장치의 발열 제어 모드를 해제하는 전자 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제2패킷은
상기 전력 수신 장치의 충전 정도를 나타내는
CS100(Charging State 100)패킷을 포함하는 전자 장치.
전자 장치의 발열 제어 방법에 있어서,
전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작;
상기 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작;
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작;및
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작을 포함하며,
상기 전자 장치의 전력 감소 모드 활성화 여부를 결정하는 동작은
상기 전력 수신 장치가 전력 감소 모드에 진입하는지 판단하는 동작; 또는 상기 전자 장치가 제1패킷을 수신하는지 판단하는 동작을 포함하며,
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은
상기 전력 감소 모드 진입 시 상기 전자 장치의 무선 송신 회로에서 출력되고 있던 제1전압 및 제1전류에 대하여,
상기 전력 수신 장치가 얼라인(align) 상태인 경우, 상기 전자 장치의 전압을 상기 제1전압보다 낮은 제2전압으로 하강시키며, 상기 전자 장치에 흐르는 전류를 상기 제1전류보다 낮은 제2전류로 하강시키는 동작;및
상기 전력 수신 장치가 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 상기 전자 장치의 전압을 상기 제2전압보다 낮은 제3전압으로 하강시키며, 상기 전자 장치에 전류를 흐르지 못하게 제어하는 동작을 포함하는 방법.
제 12항에 있어서,
상기 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작은
상기 전자 장치에 놓여진 상기 전력 수신 장치의 위치를 파악하는 동작;
상기 전력 수신 장치의 전압 또는 전류를 파악하는 동작;및
상기 전력 수신 장치의 수신 전력량과 상기 전자 장치의 송신 전력량을 비교하여 전송 효율을 판단하는 동작을 포함하는 방법.
제 13항에 있어서,
상기 전력 수신 장치로부터 신호를 수신하는 제1프로세서를 더 포함하고,
상기 전력 수신 장치의 얼라인(align) 여부를 파악하는 동작은
CEP(Control Error Packet) 값을 파악하는 동작을 더 포함하며,
상기 CEP(Control Error Packet)는
상기 전력 수신 장치로부터 상기 전자 장치로 전송되며
상기 얼라인(align) 상태는
상기 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 미만인 경우를 포함하며,
상기 미스 얼라인(misalign) 상태는
상기 CEP(Control Error Packet) 값이 지정된 설정값 이상인 경우를 포함하는 방법.
제 14항에 있어서,
상기 제1프로세서는
상기 전력 수신 장치로부터 상기 CEP(Control Error Packet) 값을 전달받아 상기 전자 장치의 송신 전력을 변경시키는 방법.
제 14항에 있어서,
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은
상기 전력 수신 장치로부터 수신한 상기 CEP값이 양수인 경우 상기 전자 장치의 송신 전력을 증가시키는 동작;
상기 전력 수신 장치로부터 수신한 상기 CEP값이 음수인 경우 상기 전자 장치의 송신 전력을 감소시키는 동작;또는
상기 전력 수신 장치로부터 수신한 상기 CEP값이 0인 경우 상기 전자 장치의 송신 전력을 유지하는 동작을 포함하는 방법.
제 12항에 있어서,
상기 전력 수신 장치가 전력 감소 모드에 진입하는지 판단하는 동작은
상기 전력 수신 장치가 고속 충전 모드에 진입하는지 판단하는 동작;및
상기 전력 수신 장치의 내부 온도가 지정된 값 이상인지 판단하는 동작을 포함하는 방법.
제 14항에 있어서,
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 활성화시키는 동작은
상기 얼라인(align) 상태인 경우, 상기 CEP값을 제1지정값으로 제어하고 일정 시간 뒤 상기 CEP값을 상기 제1지정값보다 낮은 제2지정값으로 변경하는 동작;또는
상기 미스 얼라인(misalign) 상태인 경우, 상기 전자 장치의 CEP값을 상기 제1지정값으로 제어하는 동작을 포함하는 방법.
제 12항에 있어서,
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작은
상기 전력 수신 장치가 전력 감소 모드를 해제하는지 판단하는 동작;
상기 전자 장치의 Bridge 전압이 일정 수준 이상인지 판단하는 동작;또는
정의된 제2패킷 수신여부를 판단하는 동작을 포함하며,
상기 전력 수신 장치가 전력 감소 모드를 해제하거나,
상기 전자 장치의 Bridge 전압이 일정 수준 이상이거나,
정의된 제2패킷을 수신하는 경우
상기 전자 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 방법.
제 19항에 있어서,
상기 전력 수신 장치가 지정된 온도에 도달하면 상기 전력 수신 장치의 전력 감소 모드를 해제하는 동작을 더 포함하며,
상기 제2패킷은
상기 전력 수신 장치의 충전 정도를 나타내는
CS100(Charging State 100)패킷을 포함하는 방법.