KR20220154669A - 다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작 - Google Patents

다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작 Download PDF

Info

Publication number
KR20220154669A
KR20220154669A KR1020227027273A KR20227027273A KR20220154669A KR 20220154669 A KR20220154669 A KR 20220154669A KR 1020227027273 A KR1020227027273 A KR 1020227027273A KR 20227027273 A KR20227027273 A KR 20227027273A KR 20220154669 A KR20220154669 A KR 20220154669A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
electromagnetic flux
voltage
coil
current
Prior art date
Application number
KR1020227027273A
Other languages
English (en)
Inventor
에릭 하인델 굿차일드
Original Assignee
아이라, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이라, 인크. filed Critical 아이라, 인크.
Publication of KR20220154669A publication Critical patent/KR20220154669A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20The network being internal to a load
    • H02J2310/22The load being a portable electronic device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 충전 디바이스는 충전 표면 상에 제공되는 제1의 복수의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는다. 컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 충전 디바이스의 충전 표면에 제공되는 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하고; 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하고; 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하도록 구성될 수 있다. 제1 전자기 플럭스는 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다.

Description

다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작
우선권 주장
본 출원은 2021년 1월 4일에 미국 특허청에 제출된 미국 특허 출원 번호 제17/140,995호, 및 2020년 1월 6일에 미국 특허청에 제출된 미국 가특허 출원 번호 제62/957,444호의 우선권 및 그 이익을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 전체적으로 아래에 완전히 진술된 바와 같이 그리고 모든 적용가능한 목적을 위해 본원에 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 다중 코일 무선 충전 디바이스의 표면 상의 모바일 디바이스의 위치에 관계없이 모바일 디바이스의 배터리를 충전하기 위해 다중 코일 무선 충전 디바이스의 사용을 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것이다.
무선 충전 시스템은 특정 타입의 디바이스가 물리적 충전 연결의 사용없이 내부 배터리를 충전할 수 있도록 배치되었다. 무선 충전을 이용할 수 있는 디바이스는 모바일 처리 디바이스 및/또는 통신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 컨소시엄에 의해 정의되는 Qi 표준과 같은 표준은 제1 공급자에 의해 제조되는 디바이스가 제2 공급자에 의해 제조되는 충전기를 사용하여 무선으로 충전되게 할 수 있다. 무선 충전을 위한 표준은 디바이스의 상대적으로 간단한 구성에 대해 최적화되고 기본 충전 능력을 제공하는 경향이 있다.
무선 충전 능력의 개선은 모바일 디바이스의 지속적으로 증가하는 복잡성 및 변화하는 폼 팩터(form factor)를 지원하기 위해 요구된다. 예를 들어, 다중 코일, 다중 디바이스 충전 패드에 대한 개선된 충전 기술에 대한 필요성이 존재한다.
도 1은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 표면을 제공하기 위해 이용될 수 있는 충전 셀의 예를 예시한다.
도 2는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 3은 다수 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 충전 셀의 예를 예시한다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 충전 셀의 다수 층을 이용하는 충전 표면에 의해 제공되는 전력 전달 영역의 배열을 예시한다.
도 5는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 예시한다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 사용하기 위한 매트릭스 다중화 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(topology)를 예시한다.
도 7은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 직류 구동을 지원하는 제2 토폴로지를 예시한다.
도 8은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 표면 및 충전가능한 디바이스의 제1 구성을 예시한다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전가능한 디바이스가 충전되고 있을 때 충전 표면 상의 제2 충전 구성을 예시한다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전가능한 디바이스가 충전될 때 충전 표면 상의 제3 충전 구성을 예시한다.
도 11은 본 개시의 특정 양태에 따라 적응되는 다중코일 무선 충전 시스템의 플럭스 조작을 예시한다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 장치에 제공되는 컨트롤러에 의해 수행되는 객체를 검출하기 위한 방법의 예를 예시하는 흐름도이다.
도 13은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 처리 회로를 이용하는 장치의 일 예를 예시한다.
첨부된 도면과 함께 아래에 진술되는 상세 설명은 다양한 구성의 설명으로서 의도되고 본원에 설명되는 개념이 실시될 수 있는 구성만을 나타내도록 의도되지 않는다. 상세 설명은 다양한 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 상세를 포함한다. 그러나, 이러한 개념은 이러한 특정 상세 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 경우에서, 잘 알려진 구조 및 구성요소는 그러한 개념을 모호화하는 것을 방지하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
무선 충전 시스템의 수 개의 양태는 이제 다양한 장치 및 방법을 참조하여 제시될 것이다. 이러한 장치 및 방법은 다음의 상세 설명에서 설명되고 다양한 블록, 모듈, 구성요소, 회로, 단계, 프로세스, 알고리즘 등(집합적으로 "요소(element)"로서 지칭됨)에 의해 첨부 도면에 예시될 것이다. 이러한 요소는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 그러한 요소가 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템 상에 부과되는 설계 제약 및 특정 적용에 의존한다.
예로서, 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "처리 시스템(processing system)"으로 구현될 수 있다. 프로세서의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(programmable logic device; PLD), 상태 머신, 게이트형 로직, 이산 하드웨어 회로, 및 본 개시 도처에서 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 처리 시스템에서의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행시킬 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어로서, 또는 달리 지칭되든, 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 객체, 실행파일, 실행 스레드, 절차, 함수 등을 의미하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 소프트웨어는 프로세서-판독가능 저장 매체 상에 상주할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체로서 본원에 또한 지칭될 수 있는 프로세서-판독가능 저장 매체는, 예로서, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 디바이스(예를 들어, 카드, 스틱, 키 드라이브), 근거리 통신(NFC) 토큰, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램가능 ROM(PROM), 소거가능 PROM(EPROM), 전기적 소거가능 PROM(EEPROM), 레지스터, 제거가능 디스크, 반송파, 전송 라인, 및 소프트웨어를 저장 및 송신하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 처리 시스템 내에, 처리 시스템 외부에 상주하거나, 처리 시스템을 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터-프로그램 제품에 구현될 수 있다. 예로서, 컴퓨터-프로그램 제품은 패키징 재료에 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 전체 시스템에 부과되는 전체 설계 제약 및 특정 적용에 따라 본 개시 도처에 제시되는 설명된 기능을 최선으로 구현하는 방법을 인식할 것이다.
개요
본 개시의 특정 양태는 다수의 송신 코일을 갖는 프리-포지셔닝(free-positioning) 충전 표면을 제공하거나 다수의 수신 디바이스를 동시에 충전할 수 있는 무선 충전 디바이스에 적용가능한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 양태에서, 무선 충전 디바이스의 컨트롤러는 충전될 디바이스를 위치시킬 수 있고 전력을 수신 디바이스에 전달하기 위해 최적으로 위치되는 하나 이상의 송신 코일을 구성할 수 있다. 충전 셀은 하나 이상의 유도성 송신 코일로 제공되거나 구성될 수 있고 다수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하도록 배열되거나 구성될 수 있다. 충전될 디바이스의 위치는 디바이스의 위치를 충전 표면 상의 공지된 위치에 센터링되는 물리적 특성의 변화에 연관시키는 감지 기술을 통해 검출될 수 있다. 일부 예에서, 위치의 감지는 용량성, 저항성, 유도성, 터치, 압력, 부하, 변형(strain), 및/또는 다른 적절한 타입의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태는 개선된 무선 충전 기술에 관한 것이다. 다중 코일 무선 충전 디바이스의 표면 상에 충전가능한 디바이스의 자유 배치를 수용하는 시스템, 장치 및 방법이 개시된다. 특정 양태는 수신 디바이스에 대한 무선 전력 송신의 효율 및 용량을 개선할 수 있다. 일 예에서, 무선 충전 장치는 배터리 충전 전원, 매트릭스로 구성되는 복수의 충전 셀, 각각의 스위치가 매트릭스 내의 코일의 행(row)을 배터리 충전 전원의 제1 단자에 결합시키도록 구성되는 제1 복수의 스위치, 및 각각의 스위치가 매트릭스 내의 코일의 열(column)을 배터리 충전 전원의 제2 단자에 결합시키도록 구성되는 제2 복수의 스위치를 갖는다. 복수의 충전 셀 내의 각각의 충전 셀은 전력 전달 영역을 둘러싸는 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다. 복수의 충전 셀은 복수의 충전 셀에서 충전 셀의 전력 전달 영역의 중첩(overlap) 없이 충전 표면에 인접하여 배열될 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 무선 충전 디바이스의 충전 표면 내에 특정 기하구조(geometry) 또는 위치를 일치시키는 요건 없이 무선 충전 디바이스에 제공되는 표적 디바이스를 충전할 수 있는 스택된 코일을 사용하는 무선 충전을 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 각각의 코일은 실질적으로 다각형인 형상을 가질 수 있다. 일 예에서, 각각의 코일은 육각형 형상을 가질 수 있다. 각각의 코일은 나선형으로 제공되는 와이어, 인쇄 회로 보드 트레이스(trace) 및/또는 다른 커넥터를 사용하여 구현될 수 있다. 각각의 코일은 상이한 층의 코일이 공통 축을 중심으로 센터링되도록 절연체 또는 기판에 의해 분리되는 2개 이상의 층에 걸쳐 있을 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 전력은 충전을 위해 인에이블되는 임의의 이산 배치 위치에 관계없이 임의의 정의된 크기 또는 형상을 가질 수 있는 충전 표면 상의 어느 곳에나 위치되는 수신 디바이스로 무선 전달될 수 있다. 다수의 디바이스는 단일 충전 표면 상에서 동시에 충전될 수 있다. 충전 표면은 인쇄 회로 보드 기술을 사용하여, 낮은 비용에서 및/또는 콤팩트한(compact) 설계로 제조될 수 있다.
충전 셀
본 개시의 특정 양태는 다수의 송신 코일을 갖는 프리-포지셔닝 충전 표면을 제공하거나 다수의 수신 디바이스를 동시에 충전할 수 있는 무선 충전 디바이스에 적용가능한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 양태에서, 프리-포지셔닝 충전 표면에 결합되는 처리 회로는 충전될 디바이스를 위치시키도록 구성될 수 있고 전력을 수신 디바이스에 전달하기 위해 최적으로 위치되는 하나 이상의 송신 코일을 선택하고 구성할 수 있다. 충전 셀은 하나 이상의 유도성 송신 코일로 구성될 수 있고 다수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하기 위해 배열되거나 구성될 수 있다. 충전될 디바이스의 위치는 디바이스의 위치를 충전 표면 상의 공지된 위치에 센터링되는 물리적 특성의 변화에 연관시키는 감지 기술을 통해 검출될 수 있다. 일부 예에서, 위치의 감지는 용량성, 저항성, 유도성, 터치, 압력, 부하, 변형, 및/또는 임의의 적절한 유형의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 무선 충전 디바이스의 충전 표면은 충전 표면에 인접하여 배치되는 충전 셀을 사용하여 제공될 수 있다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배치된다. 충전 셀은 코일에 인접한 충전 표면에 실질적으로 직교하는 축을 따라 자기 필드를 각각 유도할 수 있는 하나 이상의 코일을 사용하여 구현될 수 있다. 본 개시에서, 충전 셀은 하나 이상의 코일을 갖는 요소를 지칭할 수 있으며 여기서 각각의 코일은 충전 셀 내의 다른 코일에 의해 생성되고 공통 축을 따라서 또는 이에 근접하여 지향되는 필드에 대해 부가적인 전자기 필드를 생성하도록 구성된다. 본 설명에서, 충전 셀의 코일은 충전 코일 또는 송신 코일로서 지칭될 수 있다.
일부 예에서, 충전 셀은 공통 축을 따라 스택되는 코일을 포함한다. 하나 이상의 코일은 그들이 충전 표면에 실질적으로 직교하는 유도된 자기 필드에 기여하도록 중첩될 수 있다. 일부 예에서, 충전 셀은 충전 표면의 정의된 부분 내에 배열되고 충전 표면의 정의된 부분 내의 유도된 자기 필드에 기여하는 코일을 포함하며, 자기 필드는 충전 표면에 실질적으로 직교하여 흐르는 자기 플럭스(magnetic flux)에 기여한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 활성화(activating) 전류를 동적으로-정의된 충전 셀에 포함되는 코일에 제공함으로써 구성가능할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 디바이스는 충전 표면에 걸쳐 배치되는 다수의 코일 스택을 포함할 수 있고, 충전 디바이스는 충전될 디바이스의 위치를 검출할 수 있고 충전될 디바이스에 인접한 충전 셀을 제공하기 위해 일부 조합의 코일 스택을 선택할 수 있다. 일부 경우에서, 충전 셀은 단일 코일을 포함하거나, 단일 코일로서 특징화될 수 있다. 그러나, 충전 셀은 다수의 스택된 코일 및/또는 다수의 인접한 코일 또는 코일 스택을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 1은 무선 충전 디바이스에서 충전 표면을 제공하도록 배치되고/되거나 구성될 수 있는 충전 셀(100)의 예를 예시한다. 이러한 예에서, 충전 셀(100)은 전력 전달 영역(104)에서 전자기 필드를 생성하기에 충분한 전류를 수신할 수 있는 도체, 와이어 또는 회로 보드 트레이스를 사용하여 구성될 수 있는 하나 이상의 코일(102)을 둘러싸는 실질적으로 육각형 형상을 갖는다. 다양한 구현예에서, 일부 코일(102)은 도 1에 예시되는 육각형 충전 셀(100)을 포함하는 실질적으로 다각형인 형상을 가질 수 있다. 다른 구현예는 다른 형상을 갖는 코일(102)을 포함하거나 사용할 수 있다. 코일(102)의 형상은 제조 기술의 능력 및 한계에 의해 적어도 부분적으로 결정되고/되거나, 인쇄 회로 보드 기판과 같은 기판(106) 상에 충전 셀의 레이아웃(layout)을 최적화하도록 결정될 수 있다. 각각의 코일(102)은 나선형 구성으로 와이어, 인쇄 회로 보드 트레이스 및/또는 다른 도체를 사용하여 구현될 수 있다. 각각의 충전 셀(100)은 상이한 층의 코일(102)이 공통 축(108)을 중심으로 센터링되도록 절연체 또는 기판(106)에 의해 분리되는 2개 이상의 층에 걸쳐 있을 수 있다.
도 2는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 또는 부분의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀(202)의 배열(200)의 예를 예시한다. 충전 셀(202)은 벌집형 패키징 구성에 따라 배열된다. 이러한 예에서, 충전 셀(202)은 오버랩 없이 단대단(end-to-end)으로 배열된다. 이러한 배열은 스루-홀 또는 와이어 상호연결 없이 제공될 수 있다. 다른 배열이 가능하며, 이는 충전 셀(202)의 일부 부분이 중첩되는 배열을 포함한다. 예를 들어, 2개 이상의 코일의 와이어는 어느 정도 인터리빙될 수 있다.
도 3은 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트 또는 부분 내에 오버레이될 때 2개의 관점(300, 310)으로부터의 충전 셀의 배열의 예를 예시한다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 충전 표면 내에 제공된다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 각각의 층 내의 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배열된다. 일 예에서, 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 4개 이상의 층을 갖는 인쇄 회로 보드 상에 형성될 수 있다. 충전 셀(100)의 배열은 예시된 세그먼트에 인접한 지정된 충전 영역의 완전한 커버리지(coverage)를 제공하도록 선택될 수 있다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 충전 셀의 다수의 층을 이용하는 충전 표면(400)에 제공되는 전력 전달 영역의 배열을 예시한다. 예시된 충전 표면은 충전 셀(402, 404, 406, 408)의 4개 층으로 구성된다. 도 4에서, 충전 셀(402)의 제1 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L1"으로 마킹되고, 충전 셀(404)의 제2 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L2"로 마킹되고, 충전 셀(406)의 제3 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L3"로 마킹되고, 충전 셀(408)의 제4 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전달 영역은 "L4"로 마킹된다.
무선 송신기
도 5는 무선 충전 디바이스의 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(500)의 예를 예시한다. 무선 충전 디바이스의 기지국은 무선 충전 디바이스의 동작을 제어하기 위해 사용되는 하나 이상의 처리 회로를 포함할 수 있다. 컨트롤러(502)는 필터 회로(508)에 의해 필터링되거나 달리 처리되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러는 교류 전류를 공진 회로(506)에 제공하는 드라이버 회로(504)의 동작을 제어할 수 있다. 일부 예에서, 컨트롤러(502)는 드라이버 회로(504)에 의해 출력되는 교류 전류의 주파수를 제어하기 위해 사용되는 디지털 주파수 기준 신호를 생성할 수 있다. 일부 경우에서, 디지털 주파수 기준 신호는 프로그램가능 카운터 등등을 사용하여 생성될 수 있다. 일부 예에서, 드라이버 회로(504)는 전력 인버터 회로 및 직류 소스 또는 입력으로부터 교류 전류를 생성하기 위해 협력하는 하나 이상의 전력 증폭기를 포함한다. 일부 예에서, 디지털 주파수 기준 신호는 드라이버 회로(504)에 의해 또는 다른 회로에 의해 생성될 수 있다. 공진 회로(506)는 커패시터(512) 및 인덕터(514)를 포함한다. 인덕터(514)는 교류 전류에 응답하여 자기 플럭스를 생성한 충천 셀에서 하나 이상의 송신 코일을 나타내거나 포함할 수 있다. 공진 회로(506)는 또한 탱크 회로, LC 탱크 회로, 또는 LC 탱크로서 본원에 지칭될 수 있고, 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 측정되는 전압(516)은 탱크 전압으로서 지칭될 수 있다.
패시브 핑(passive ping) 기술은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 디바이스의 충전 패드에 근접한 수신 코일의 존재를 식별하기 위해 LC 노드(510)에서 측정되거나 관찰되는 전압 및/또는 전류를 사용할 수 있다. 일부 종래의 무선 충전 디바이스는 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 전압 또는 공진 회로(506)에서의 전류를 측정하는 회로를 포함한다. 이들 전압 및 전류는 전력 조절 목적을 위해 및/또는 디바이스 사이의 통신을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다. 본 개시의 특정 양태에 따르면, 도 5에 예시되는 무선 송신기(500)의 LC 노드(510)에서의 전압은 공진 회로(506)를 통해 송신되는 짧은 버스트의 에너지(핑)에 대한 공진 회로(506)의 응답에 기초하여 충전가능한 디바이스 또는 다른 객체의 존재를 검출할 수 있는 패시브 핑 기술을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다.
패시브 핑 발견 기술은 고속의, 저전력 발견을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 패시브 핑은 소량의 에너지를 포함하는 고속 펄스로 공진 회로(506)를 포함하는 네트워크를 구동시킴으로써 생성될 수 있다. 고속 펄스는 공진 회로(506)를 여기시키고 주입된 에너지가 감쇠되고 소멸될 때까지 네트워크가 그것의 자연 공진 주파수에서 진동하게 한다. 고속 펄스에 대한 공진 회로(506)의 응답은 공진 LC 회로의 공진 주파수에 의해 부분적으로 결정될 수 있다. 초기 전압 = V0를 갖는 패시브 핑에 대한 공진 회로(506)의 응답은 다음과 같이 LC 노드(510)에서 관찰되는 전압 VLC에 의해 표현될 수 있다:
Figure pct00001
(식 1)
공진 회로(506)는 컨트롤러(502) 또는 다른 프로세서가 객체의 존재를 검출하기 위해 디지털 핑을 사용하고 있을 때 모니터링될 수 있다. 디지털 핑은 일정 기간 동안 공진 회로(506)를 구동시킴으로써 생성된다. 공진 회로(506)는 무선 충전 디바이스의 송신 코일을 포함하는 튜닝된 네트워크이다. 수신 디바이스는 변조 신호의 시그널링 상태에 따라 그것의 전력 수신 회로에 의해 제시되는 임피던스를 수정함으로써 공진 회로(506)에서 관찰되는 전압 또는 전류를 변조할 수 있다. 그 다음, 컨트롤러(502) 또는 다른 프로세서는 수신 디바이스가 근처에 있다는 것을 나타내는 데이터 변조 응답을 기다린다.
선택적 활성화 코일
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀의 코일은 호환가능한 디바이스를 충전하기 위한 최적의 전자기 필드를 제공하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있다. 일부 경우에서, 코일은 충전 셀에 지정될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있다. 최적 충전 구성은 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 일부 예에서, 충전 구성은 충전될 디바이스와 정렬되거나 이에 근접하여 위치되도록 결정되는 충전 표면 내의 충전 셀을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 충전될 디바이스의 위치의 검출에 차례로 기초하는 충전 구성에 기초하여 단일 코일 또는 코일의 조합을 활성화시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 무선 충전 디바이스는 충전 이벤트 동안 하나 이상의 송신 코일 또는 하나 이상의 미리정의된 충전 셀을 선택적으로 활성화시킬 수 있는 드라이버 회로를 가질 수 있다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 사용하기 위한 매트릭스 다중화 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(600)를 예시한다. 무선 충전 디바이스는 수신 디바이스를 충전하기 위해 하나 이상의 충전 셀(100)을 선택할 수 있다. 사용되고 있지 않은 충전 셀(100)은 전류 흐름으로부터 분리될 수 있다. 상대적으로 많은 수의 충전 셀(100)은 대응하는 수의 스위치를 요구하는 도 2 및 도 4에 예시되는 벌집형 패키징 구성으로 사용될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 셀(100)은 특정 셀이 전력을 공급받을 수 있게 하는 2개 이상의 스위치에 연결되는 다수의 셀을 갖는 매트릭스(608)에 논리적으로 배열될 수 있다. 예시된 토폴로지(600)에서, 2차원 매트릭스(608)가 제공되며, 여기서 차원은 X 및 Y 좌표에 의해 표현될 수 있다. 제1 세트의 스위치(606) 각각은 일 열(column)의 셀 내의 각각의 셀의 제1 단자를 무선 충전 동안 하나 이상의 충전 셀에서 코일을 활성화시키기 위해 전류를 제공하는 전압 또는 전류 소스(602)의 제1 단자에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 제2 세트의 스위치(604) 각각은 일 행(row)의 셀 내의 각각의 셀의 제2 단자를 전압 또는 전류 소스(602)의 제2 단자에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 충전 셀은 셀의 양 단자가 전압 또는 전류 소스(602)에 결합될 때 활성화된다.
매트릭스(608)의 사용은 튜닝된 LC 회로의 네트워크를 동작시키기 위해 요구되는 스위칭 구성요소의 수를 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, N개의 개별적으로 연결된 셀은 적어도 N개의 스위치를 필요로 하는 반면, N개의 셀을 갖는 2차원 매트릭스(608)는
Figure pct00002
개의 스위치로 동작될 수 있다. 매트릭스(608)의 사용은 상당한 비용 절감을 생성하고 회로 및/또는 레이아웃 복잡도를 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 9-셀 구현예는 6개의 스위치를 사용하는 3x3 매트릭스(608)로 구현되어, 3개의 스위치를 절약할 수 있다. 다른 예에서, 16-셀 구현예는 8개의 스위치를 사용하는 4x4 매트릭스(608)로 구현되어, 8개의 스위치를 절약할 수 있다.
동작 동안, 적어도 2개의 스위치는 하나의 코일 또는 충전 셀을 전압 또는 전류 소스(602)에 능동적으로 결합시키기 위해 폐쇄된다. 다수의 스위치는 전압 또는 전류 소스(602)에 대한 다수의 코일의 연결을 용이하게 하기 위해 한 번에 폐쇄될 수 있다. 다수의 스위치는, 예를 들어, 전력을 수신 디바이스에 전달할 때 다수의 송신 코일을 구동시키는 동작의 모드를 가능하게 하기 위해 폐쇄될 수 있다.
도 7은 각각의 개별 코일 또는 충전 셀이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 드라이버 회로(702)에 의해 직접 구동되는 제2 토폴로지(700)를 예시한다. 드라이버 회로(702)는 수신 디바이스를 충전하기 위해 코일(704)의 그룹으로부터 하나 이상의 코일 또는 충전 셀(100)을 선택하도록 구성될 수 있다. 충전 셀(100)과 관련하여 본원에 개시되는 개념은 개별 코일 또는 코일 스택의 선택적 활성화에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 사용되고 있지 않은 충전 셀(100)은 어떠한 전류 흐름도 수신하지 않는다. 상대적으로 많은 수의 충전 셀(100)이 사용될 수 있고 스위칭 매트릭스는 개별 코일 또는 코일 그룹을 구동시키기 위해 이용될 수 있다. 일 예에서, 제1 스위칭 매트릭스는 충전 이벤트 동안 사용될 충전 셀 또는 코일 그룹을 정의하는 연결을 구성할 수 있고 제2 스위칭 매트릭스는 충전 셀 및/또는 선택된 코일 그룹을 활성화시키기 위해 사용될 수 있다.
다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작
도 8은 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 충전 셀의 그룹 상에서 충전가능한 디바이스(802)의 포지셔닝의 특정 예(800, 820, 830, 840)를 예시한다. 각각의 충전 셀은 적어도 하나의 충전 코일을 포함한다. 충전가능한 디바이스(802)는 충전 표면 상에 자유롭게 위치될 수 있다. 충전가능한 디바이스(802)는 충전 표면의 각각의 충전 셀의 전력 전달 영역(area)에 의해 점유되는 영역, 또는 충전 셀의 구성 요소를 이루는 유도성 충전 코일의 전력 전달 영역에 의해 점유되는 영역에 비교가능한 영역을 갖는다. 예시된 예(800, 820, 830, 840)에서, 충전가능한 디바이스(802)는 단일 충전 코일(804)보다 다소 더 크다. 충전 코일(804, 806, 808, 810)의 기하구조 및 배열에 기초하여, 충전가능한 디바이스(802)는 인접한 충전 코일을 물리적으로 커버할 수 있다. 제3 및 제4 예(830, 840)에서, 충전가능한 디바이스(802)는 그것이 단일 충전 코일(808)과 실질적으로 중첩하고 다수의 다른 충전 코일(804, 806, 810)을 부분적으로 커버하도록 배치되었다. 충전가능한 디바이스(802)는 그것이 그 존재를 설정한 후 하나 이상의 충전 코일(804, 806, 808, 810)로부터 전력을 수신할 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 다수의 인접한 충전 셀 또는 충전 코일(804, 806, 808, 810)을 사용하는 충전 구성을 수용할 수 있다. 본 개시의 특정 양태에 따르면, 임의의 수의 충전 코일이 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 이용가능할 수 있다. 도 9는 충전가능한 디바이스(902, 922)가 충전을 위해 제공되거나 충전되고 있을 때 충전 표면에 대해 정의될 수 있는 충전 구성(900, 920)의 특정 양태를 예시한다. 사용가능한 충전 셀 또는 충전 코일의 수 및 위치는 최적으로 위치된 충전 코일(910, 926)의 타입, 충전 표면과 충전가능한 디바이스(902, 922) 사이에 협상되는 충전 컨트랙트(charging contract), 및 충전 표면의 토폴리지 또는 구성에 기초하여 가변될 수 있다. 예를 들어, 사용가능한 충전 셀 또는 충전 코일의 수 및 위치는 액티브 코일(910)을 통해 또는 잠재적으로 다른 충전 코일(904)을 통해 송신되는 최대 또는 수축 충전 전력, 또는 다른 인자에 기초할 수 있다.
제1 구성(900)에서, 충전가능한 디바이스(902)는 충전 구성에 포함되기 위한 후보인 충전 셀을 식별할 수 있다. 각각의 충전 셀은 적어도 하나의 충전 코일을 포함한다. 예시된 예에서, 충전가능한 디바이스(902)는 그것의 중심이 제1 충전 코일(910)과 실질적으로 동축이도록 배치되었다. 이러한 설명의 목적을 위해, 충전가능한 디바이스(902) 내의 제1 수신 코일(910)의 중심은 충전가능한 디바이스(902)의 중심에 위치된다고 가정될 것이다. 이러한 예에서, 무선 충전 디바이스는 제1 충전 코일(910)이 충전 코일의 다음 대역(906, 908)의 코일에 대해 충전가능한 디바이스(902)의 수신 코일과 가장 강한 결합(coupling)을 갖는다고 결정할 수 있다. 일 예에서, 무선 충전 디바이스는 적어도 제1 충전 코일(910)을 포함하는 것으로서 충전 구성을 정의할 수 있다. 일부 예에서, 충전 구성은 충전 절차 동안 활성화될 제1 대역(906)의 하나 이상의 충전 코일을 식별할 수 있다.
제2 충전 구성(920)에서, 충전 표면은 충전가능한 디바이스(922)의 에지를 검출할 수 있는 감지 기술을 이용할 수 있다. 예를 들어, 충전가능한 디바이스(922)의 윤곽(outline)은 용량성 감지, 유도성 감지, 압력, Q-팩터 측정 또는 임의의 다른 적절한 디바이스 로케이팅(locating) 기술을 사용하여 검출될 수 있다. 일부 경우에서, 충전가능한 디바이스(922)의 윤곽은 충전 표면에 또는 충전 표면 상에 제공되는 하나 이상의 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 예시된 예에서, 충전가능한 디바이스(922)는 세장형(elongated) 형상을 갖는다. 이러한 설명의 목적을 위해, 충전가능한 디바이스(922) 내의 제1 수신 코일(924)의 중심은 충전가능한 디바이스(922)의 중심에 위치된다고 가정될 것이다. 무선 충전 디바이스는 제1 충전 코일(924)이 충전가능한 디바이스(922)의 수신 코일과 가장 강한 결합을 갖는다고 결정할 수 있다. 일 예에서, 무선 충전 디바이스는 적어도 제1 충전 코일(924)을 포함하는 것으로서 충전 구성을 정의할 수 있다. 제1 수신 코일(924)에 인접하고 충전가능한 디바이스(922)의 윤곽 아래 및 그 내에 놓여 있는 충전 코일(926, 928)은 일부 충전 구성에 포함될 수 있다. 제1 수신 코일(924)에 인접하고 충전가능한 디바이스(922)의 윤곽 아래 및 그 내에 부분적으로 놓여 있는 다른 코일(930, 932)은 특정 충전 절차 동안 활성화될 일부 충전 구성에 의해 정의될 수 있다.
일부 예에서, 충전가능한 디바이스는 2개 이상의 액티브 충전 셀 및/또는 충전 코일로부터 전력을 수신할 수 있다. 일 예에서, 충전가능한 디바이스는 충전 표면에 대해 상대적으로 큰 풋프린트(footprint)를 가질 수 있고 전력을 수신하기 위해 다수의 충전 코일과 체결할 수 있는 다수의 수신 코일을 가질 수 있다. 다른 예에서, 충전가능한 디바이스의 수신 코일은 2개 이상의 충전 코일로부터 실질적으로 등거리에 배치될 수 있고 충전 구성은 충전 표면의 2개 이상의 인접한 충전 코일이 전력을 충전가능한 디바이스에 제공하는 것에 의해 정의될 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 다중 코일 무선 충전기의 충전 코일에 의해 생성되는 전자기 플럭스를 구성하거나 조작하는 것에 관한 것이며 여기서 충전 표면의 하나보다 많은 충전 코일은 전력을 충전가능한 디바이스에 제공한다. 플럭스 조작은 수신 디바이스가 전력을 제공하고 있는 충전 코일과 오히려 최적으로 정렬되지 않거나 불완전하게 정렬될 때 활성화될 수 있다. 최적으로 정렬된 수신 디바이스는 다중 코일 무선 충전기의 충전 코일과 동축으로 정렬되고 충전 코일과 최대 결합을 갖는 수신 코일을 갖는다. 수신 디바이스와 전력을 충전가능한 디바이스에 송신하도록 선택되는 충전 코일 사이의 결합은 수신 코일과 충전 코일의 축 사이의 거리가 증가함에 따라 최대 결합으로부터 빠르게 감소할 수 있다. 일 예에서, 최악의 경우의 결합은 불완전하게 정렬된 수신 디바이스가 다중 코일 무선 충전기의 임의의 충전 코일의 전력 전달 영역과 일치하지 않는 중심 축을 갖는 수신 코일을 가질 때 달성될 수 있다. 오히려 최적으로 정렬되지 않거나 불완전하게 정렬된 수신 디바이스를 충전하기 위해, 다중 코일 무선 충전기는 전력을 충전가능한 디바이스에 송신하기 위해선택되는 하나 이상의 충전 코일에 더 높은 전류를 제공할 수 있다. 충전 시스템의 효율은 송신기가 하나 이상의 충전 코일로부터 오프셋되는 수신 디바이스와의 불충분한 결합을 극복하기 위해 더 높은 전력 설정값을 선택할 때 상당히 감소할 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 플럭스 조작은 다수의 드라이버가 다수의 충전 구성을 지원하기 위해 사용될 때 활성화될 수 있다. 플럭스는 무선 송신기가 수신 디바이스와 최적의 플럭스 결합을 갖도록 조작되거나 위치될 수 있다. 도 10은 충전 표면의 일 부분에 배치되는 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 대한 특정 충전 구성(1000, 1020, 1030, 1040)을 예시하며, 여기서 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)은 충전가능한 디바이스의 수신 코일(1008)에 전자기적으로 결합될 수 있다. 이러한 예에서, 수신 코일(1008)은 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 영역과 유사한 크기의 영역을 갖는다. 제1 충전 구성(1000)에서, 수신 코일(1008)은 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 그룹의 중심 포인트 위에 대칭적으로 위치된다. 제2, 제3 및 제4 충전 구성(1020, 1030, 1040)에서, 수신 코일(1008)은 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 그룹의 중심 포인트에 대해 중심을 벗어나 위치된다. 일부 경우에서, 수신 코일(1008)은 제2, 제3 및 제4 충전 구성(1020, 1030, 1040)에서 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 중심 포인트로부터 멀리 방향(1022, 1032, 1042)으로 이동하고 있다. 이들 후자의 경우, 플럭스 조작 구성을 포함하는 충전 구성은 모션을 추적하기 위해 동적으로 또는 자동으로 변경될 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 각각의 충전 구성(1000, 1020, 1030, 1040)에서 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 제공되는 전류는 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)을 포함하는 2차원(x 및 y) 영역 내의 포인트 상에 센터링되는 결합된 자기 플럭스를 제공하기 위해 가변될 수 있다. 결합된 자기 플럭스는 또한 선형 구성으로 배열되는 2개 이상의 충전 코일(1002a/1002b, 1002b/1002c 또는 1002a/1002c)의 중심 사이의 라인을 따라서 플럭스의 중심을 위치시키도록 조작될 수 있다. 결합된 자기 플럭스는 또한 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c) 위의 3차원(x, y, z) 공간의 포인트 상에 센터링되는 결합된 자기 플럭스를 제공하도록 조작될 수 있다.
도 10에서, 각각의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)은 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)에 의해 구동된다. 각각의 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)는 원하는 위상 및 진폭을 갖는 전류를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 단일 드라이버 회로는 원하는 전류 진폭 및 위상 시프트를 대응하는 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 제공할 수 있는 다수의 출력 스테이지를 포함할 수 있다. 제1 충전 구성(1000)에서, 각각의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)은 위상 시프트를 갖지 않는 제1 전류 레벨을 제공하는 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)에 의해 구동된다. 제2, 제3 및 제4 충전 구성(1020, 1030, 1040)에서, 충전 코일(1002a, 1002b 및/또는 1002c) 중 2개 이상은 상이한 전류 레벨을 제공하는 드라이버 회로(1004a, 1004b 및/또는 1004c)에 의해 구동된다. 이들 충전 구성(1020, 1030, 1040) 중 일부에서, 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c) 중 하나 이상은 다른 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c) 중 적어도 하나에 의해 생성되는 전류에 대해 위상의 차이를 갖는 충전 전류를 생성하도록 구성될 수 있다. 도 10에 제공되는 예는 단지 예시적이고 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)에 의해 생성되는 전류는 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 레이아웃(layout), 및/또는 개별 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 대한 수신 코일(1008)의 위치에 따라 가변될 수 있다. 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)는 2개보다 많은 전류 레벨에 대해 구성가능할 수 있다. 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)는 상이한 선택가능한 위상을 갖는 전류 흐름을 제공하도록 구성가능할 수 있다. 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)는 상이한 암페어수(amperage)에서 반전된(포지티브 및 네거티브) 전류 흐름을 제공하도록 구성가능할 수 있다. 반전된 전류는 비-반전된 전류와 180°이상(out of phase)이라고 할 수 있다. 전류 또는 전압 레벨 반전은 선택가능한 위상 제어 능력이 없는 시스템에서 2개의 위상 옵션을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 드라이버 회로(1004a, 1004b, 1004c)는 포지티브 및 네거티브 전압 레벨 및 다른 위상 시프트 값을 제공하도록 구성가능할 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 플럭스 조작은 충전 표면으로부터 수신 코일(1008)을 향해 흐르는 전자기 플럭스를 위치시키거나 지향시키기 위해 사용될 수 있다. 포지셔닝은 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 대해 정의되고 충전 구성(1000, 1020, 1030, 1040)에 포함되는 전류, 전압, 및/또는 위상 구성을 통해 달성될 수 있다. 충전 구성(1000, 1020, 1030, 1040)은 각각의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 제공되는 전압 및/또는 전류의 비율(ratio) 및 분포를 정의할 수 있다. 충전 구성(1000, 1020, 1030, 1040)은 각각의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)에 제공되는 전압 및/또는 전류의 위상을 정의할 수 있다.
일 예에서, 제1 충전 구성(1000)은 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c) 각각이 동일한 전류, 전압, 및/또는 위상을 수신하는 것으로 정의할 수 있고, 플럭스의 분포는 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)의 조합의 기하학적 중심에서 축을 중심으로 위치되는 경향이 있을 것이다. 다른 예에서, 제2, 제3 및 제4 충전 구성(1020, 1030, 1040)은 플럭스의 분포가 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c)이 배열되는 축으로부터 멀리 시프트하는 경향이 있도록 상이한 레벨의 전류, 전압, 및/또는 그 위상 시프트가 3개의 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c) 중 특정의 충전 코일에 인가된다고 정의할 수 있다. 플럭스 밀도는, 예를 들어, 더 높은 전류 분포로 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c) 근처에서 증가하는 경향이 있다고 예상될 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 각각의 충전 코일에 대한 LC 탱크 상에서 측정되는 전압은 전류 또는 전압의 분포를 조정하고/하거나, 충전 코일(1002a, 1002b, 1002c) 사이에 위상 시프트를 도입 또는 조정하기 위해 메트릭(metric)으로서 사용될 수 있다. 일 예에서, 전류 또는 전압의 분포, 및 위상 시프트는 3개의 코일 중 2개 이상의 코일 상의 LC 탱크 상에서 측정되는 전압이 최소화될 때까지 조정될 수 있으며, 수신 코일(1008)과의 최고 결합이 달성되었다는 것을 나타낸다.
도 11은 본 개시의 특정 양태에 따라 다중 코일 무선 충전 시스템(1100)의 플럭스 조작을 예시한다. 무선 충전 디바이스(1110)의 일 부분의 단면도(1130)는 무선 충전 디바이스(1110)의 상부 표면에 배치되는 송신 코일(1102, 1104, 1106, 1108, 1116 및 1118) 및 충전가능한 디바이스(1120)의 수신 코일(1128)을 도시한다. 이러한 예에서, 송신 코일(1102, 1104, 1106, 1108, 1116 및 1118)과 수신 코일(1128)의 물리적인 배열은 오히려 최적이 아니다.
송신 코일(1102, 1104, 1106, 1108, 1116 및 1118) 각각은 무선 충전 디바이스(1110)의 표면에 대해 수직 방향으로 전자기 펄스를 생성하도록 구성된다. 도 11에서, 충전가능한 디바이스(1120)를 충전할 시에 관여되지 않은 하나의 송신 코일(1102)은 무선 충전 디바이스(1110)의 표면에 실질적으로 수직인 방향으로 전자기 플럭스(1112)를 능동적으로 생성하고 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 무선 충전 디바이스(1110)의 컨트롤러는 전자기 플럭스(1114)가 수신 코일(1128)을 향하여 지향되게 하는 충전 구성을 정의할 수 있다. 예시된 예에서, 컨트롤러는 3개의 송신 코일(1104, 1106 및 1108)에 제공되는 전류 또는 전압에 대한 상이한 진폭 및 위상 값을 정의할 수 있으며, 이는 충전가능한 디바이스(1120)의 코일(1128)에 가장 가까운 것으로 결정되었을 수 있다. 송신 코일(1104, 1106 및 1108)은 대응하는 위상 및 진폭 차이를 갖는 플렉스를 생성한다. 위상 및 진폭 차이는 수신 코일(1128)에 유효하게 지향되는 플럭스를 야기할 수 있다.
송신 코일(1104, 1106, 1108)에 의해 생성되는 플럭스 사이의 간섭은 일부 방향에서 가산적이고 다른 방향에서 감산적일 수 있어서, 수신 코일(1128)에 증가된 플럭스 밀도를 야기한다. 도 11에서, 로브(lobe)(1114)는 수직한(1124) 축에 대한 플럭스 흐름의 유효 방향(1126)을 예시한다. 로브(1114)는 증가된 플럭스 밀도를 나타낼 수 있다. 송신 코일(1104, 1106, 1108)에 제공되는 전류의 조합은 상이한 크기를 갖고 서로에 대해 상이한 위상을 가질 수 있는 전류를 포함할 수 있다. 상이한 전류는 간섭하는 충전 코일(1104, 1106, 1108)을 통해 자기 플럭스를 생성한다.
도 12는 무선 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 일 예를 예시하는 흐름도(1200)이다. 방법은 무선 충전 장치에 제공되는 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(1202)에서, 컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 무선 충전 디바이스의 충전 표면에 제공되는 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정할 수 있다. 블록(1204)에서, 컨트롤러는 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 할 수 있다. 블록(1206)에서, 컨트롤러는 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 할 수 있다. 제1 전자기 플럭스는 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전자기 플럭스의 상이한 특성은 플럭스 크기를 포함한다. 제1 전자기 플럭스의 상이한 특성은 위상을 포함할 수 있다.
제1 예에서, 컨트롤러는 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편, 제1 전류보다 크기에서 더 크거나 더 작을 수 있는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제2 예에서, 컨트롤러는 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전류에 위상 지연되는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제3 예에서, 컨트롤러는 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압보다 더 큰 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제4 예에서, 컨트롤러는 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압에 위상 지연되는 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 복수의 공진 회로 각각에서 전압을 모니터링하고, 전압에 기초하여 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성할 수 있다. 각각의 공진 회로는 복수의 충전 코일 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
처리 회로의 예
도 13은 배터리가 무선 충전될 수 있게 하는 충전 디바이스 또는 수신 디바이스에 통합될 수 있는 장치(1300)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시한다. 일부 예에서, 장치(1300)는 본원에 개시되는 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 본 개시의 다양한 양태에 따르면, 본원에 개시되는 바와 같은 요소, 또는 요소의 임의의 부분, 또는 요소의 임의의 조합은 처리 회로(1302)를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 회로(1302)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 일부 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(1304)를 포함할 수 있다. 프로세서(1304)의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), SoC, ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 상태 머신, 시퀀서, 게이트형 로직, 이산 하드웨어 회로, 및 본 개시 도처에 설명되는 다양한 기능을 수행하도록 구성되는 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(1304)는 특정 기능을 수행하고, 소프트웨어 모듈(1316) 중 하나에 의해 구성, 증강 또는 제어될 수 있는 전문 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1304)는 초기화 동안 로딩되는 소프트웨어 모듈(1316)의 조합을 통해 구성되고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(1316)을 로딩 또는 언로딩함으로써 더 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 처리 회로(1302)는 일반적으로 버스(1310)에 의해 표현되는 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(1310)는 처리 회로(1302)의 특정 적용 및 전체 설계 제약에 따라 임의의 수의 상호연결 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(1310)는 하나 이상의 프로세서(1304), 및 스토리지(저장 장치)(1306)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크시킨다. 스토리지(1306)는 메모리 디바이스 및 대용량 스토리지 디바이스를 포함할 수 있고, 본원에 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 프로세서-판독가능 매체로서 지칭될 수 있다. 스토리지(1306)는 일시적 스토리지 매체 및/또는 비-일시적 스토리지 매체를 포함할 수 있다.
버스(1310)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변장치, 전압 조절기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크시킬 수 있다. 버스 인터페이스(1308)는 버스(1310)와 하나 이상의 송수신기(1312) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 송수신기(1312)는 장치(1300)가 표준-정의된 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 디바이스와 통신할 수 있게 하도록 제공될 수 있다. 장치(1300)의 특성(nature)에 따라, 사용자 인터페이스(1318)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 조이스틱)가 또한 제공될 수 있고, 버스(1310)에 직접적으로 또는 버스 인터페이스(1308)를 통해 통신적으로 결합될 수 있다.
프로세서(1304)는 버스(1310)를 관리하는 것에 대해 그리고 스토리지(1306)를 포함할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되는 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반적인 처리에 대해 책임이 있을 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서(1304)를 포함하는 처리 회로(1302)는 본원에 개시되는 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 스토리지(1306)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(1304)에 의해 조작되는 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있고, 소프트웨어는 본원에 개시되는 방법 중 임의의 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
처리 회로(1302) 내의 하나 이상의 프로세서(1304)는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어, 또는 다른 것으로서 지칭되든, 명령어, 명령어 세트, 코드, 코드 세그먼트, 프로그램 코드, 프로그램, 서브프로그램, 소프트웨어 모듈, 애플리케이션, 소프트웨어 애플리케이션, 소프트웨어 패키지, 루틴, 서브루틴, 객체, 실행파일, 실행 스레드, 절차, 기능, 알고리즘 등을 의미하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 소프트웨어는 스토리지(1306) 또는 외부 컴퓨터-판독가능 매체에 컴퓨터-판독가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1306)는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는, 예로서, 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립), 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 디바이스(예를 들어, "플래시 드라이브", 카드, 스틱, 또는 키 드라이브), RAM, ROM, 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), EEPROM을 포함하는 소거가능 PROM(EPROM), 레지스터, 제거가능 디스크, 및 컴퓨터에 의해 액세스 및 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령어를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함한다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1306)는 또한, 예로서, 반송파, 전송 라인, 및 컴퓨터에 의해 액세스 및 판독될 수 있는 소프트웨어 및/또는 명령어를 송신하기 위한 임의의 다른 적합한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1306)는 처리 회로(1302)에, 프로세서(1304)에, 처리 회로(1302) 외부에 상주하거나, 처리 회로(1302)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1306)는 컴퓨터 프로그램 제품에 구현될 수 있다. 예로서, 컴퓨터 프로그램 제품은 패키징 재료에 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 전체 시스템에 부과되는 전체 설계 제약 및 특정 적용에 따라 본 개시 도처에 제시되는 설명된 기능을 최선으로 구현하는 방법을 인식할 것이다.
스토리지(1306)는 소프트웨어 모듈(1316)로서 본원에 지칭될 수 있는, 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지되고/되거나 조직되는 소프트웨어를 유지할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1316) 각각은, 처리 회로(1302) 상에 설치 또는 로딩되고 하나 이상의 프로세서(1304)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(1304)의 동작을 제어하는 런-타임(run-time) 이미지(1414)에 기여하는 명령어 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령어는 처리 회로(1302)가 본원에 설명되는 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하게 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(1316) 중 일부는 처리 회로(1302)의 초기화 동안 로딩될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(1316)은 본원에 개시되는 다양한 기능의 성능을 가능하게 하기 위해 처리 회로(1302)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(1316)은 프로세서(1304)의 논리 회로(1322) 및/또는 내부 디바이스를 구성할 수 있고, 송수신기(1312), 버스 인터페이스(1308), 사용자 인터페이스(1318), 타이머, 수학적 코프로세서(coprocessor) 등과 같은 외부 디바이스에 대한 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1316)은 인터럽트 핸들러 및 디바이스 드라이버와 상호작용하고, 처리 회로(1302)에 의해 제공되는 다양한 자원에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 시스템을 포함할 수 있다. 자원은 메모리, 처리 타임, 송수신기(1312)에 대한 액세스, 사용자 인터페이스(1318) 등을 포함할 수 있다.
처리 회로(1302)의 하나 이상의 프로세서(1304)는 다기능일 수 있으며, 그것에 의해 소프트웨어 모듈(1316)의 일부는 동일한 기능의 상이한 인스턴스 또는 상이한 기능을 수행하도록 로딩되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(1304)는 예를 들어, 사용자 인터페이스(1318), 송수신기(1312), 및 디바이스 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 태스크를 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다수의 기능의 수행을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(1304)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 그것에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서(1304)에 의해 서비스되는 한 세트의 태스크로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크 사이에서 프로세서(1304)의 제어를 통과시키는 타임쉐어링 프로그램(1320)을 사용하여 구현될 수 있으며, 그것에 의해 각각의 태스크는 임의의 미해결 동작(outstanding operation)의 완료 시 및/또는 인터럽트와 같은 입력에 응답하여 타임쉐어링 프로그램(1320)에 하나 이상의 프로세서(1304)의 제어를 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(1304)를 제어할 때, 처리 회로는 제어 태스크와 연관되는 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 타임쉐어링 프로그램(1320)은 운영 시스템, 라운드-로빈 방식으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선순위화에 따라 하나 이상의 프로세서(1304)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(1304)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 장치(1300)는 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원, 복수의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는 무선 충전 장치를 포함하거나 이로서 동작하며, 이는 하나 이상의 프로세서(1304)에 포함될 수 있다. 복수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전달 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성될 수 있다.
컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하고, 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하고, 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하도록 구성될 수 있다. 제1 전자기 플럭스는 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다.
제1 예에서, 컨트롤러는 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편, 제1 전류보다 크기에서 더 크거나 더 작을 수 있는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제2 예에서, 컨트롤러는 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전류에 위상 지연되는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제3 예에서, 컨트롤러는 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압보다 더 큰 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제4 예에서, 컨트롤러는 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압에 위상 지연되는 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 복수의 공진 회로 각각에서 전압을 모니터링하고, 전압에 기초하여 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성할 수 있다. 각각의 공진 회로는 복수의 충전 코일 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 스토리지(1306)는 명령어 및 정보를 유지하며 여기서 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 충전가능한 디바이스가 충전 표면에 의해 제공되는 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하게 하고, 충전 전류를 충전 코일에 제공하게 하고, 전류가 충전 코일에 제공되는 동안 동작으로부터 복수의 인접한 코일을 배제하게 하도록 구성된다. 인접한 코일 각각은 충전 코일에 인접한 충전 표면 내에 위치될 수 있다.
일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 충전가능한 디바이스가 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하게 하고, 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하고, 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하도록 구성된다. 제1 전자기 플럭스는 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다.
제1 예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편, 제1 전류보다 크기에서 더 크거나 더 작을 수 있는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공하게 하도록 구성된다. 제2 예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 제1 전류를 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전류에 위상 지연되는 제2 전류를 제2 충전 코일에 제공하게 하도록 구성된다. 제3 예에서, 컨트롤러는 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압보다 더 큰 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공할 수 있다. 제4 예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 제1 전압을 제1 충전 코일에 제공하는 한편 제1 전압에 위상 지연되는 제2 전압을 제2 충전 코일에 제공하게 하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 명령어는 하나 이상의 프로세서(1304)가 복수의 공진 회로 각각의 전압을 모니터링하게 하고, 전압에 기초하여 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하게 하도록 구성된다. 각각의 공진 회로는 복수의 충전 코일 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 것은 제1 전자기 플럭스와 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하는 것을 포함할 수 있다.
이전 설명은 임의의 당업자가 본원에 설명되는 다양한 양태를 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 양태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 쉽게 명백할 것이고, 본원에 정의되는 일반적인 원리는 다른 양태에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항은 본원에 도시되는 양태에 제한되도록 의도되지 않고, 언어 청구항과 일치하는 전체 범위에 부합되도록 의도되며, 여기서 단수의 요소에 대한 참조는 구체적으로 그렇게 명시되지 않는 한 "하나 및 단지 하나"를 의미하도록 의도되지 않고, 오히려 "하나 이상의"을 의미하도록 의도된다. 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 용어 "일부"는 하나 이상을 지칭한다. 당업자에게 공지되거나 나중에 공지될 본 개시 도처에 설명되는 다양한 양태의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 참조로 본원에 명시적으로 통합되고 청구항에 의해 망라되도록 의도된다. 더욱이, 본원에 개시되는 어떤 것도 그러한 개시가 청구항에 명시적으로 이용되는지 여부와 관계없이 대중에게 전용되는 것으로 의도되지 않는다. 청구항 요소는 요소가 어구 "~을 위한 수단"을 사용하여 명백하게 인용되지 않거나, 방법 청구항의 경우, 요소가 어구 "~을 위한 단계"를 사용하여 인용되지 않으면, 35 U.S.C. §112, 제6항의 규정 하에 해석되지 않는다.

Claims (30)

  1. 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법에 있어서,
    충전가능한 디바이스가 상기 충전 디바이스의 충전 표면에 제공되는 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하는 단계;
    상기 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하는 단계; 및
    상기 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전자기 플럭스는 상기 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 갖는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 플럭스 크기를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 위상을 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 크기에서 더 큰, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류에 위상 지연되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큰, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압에 위상 지연되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 공진 회로 각각의 전압을 모니터링하는 단계 - 각각의 공진 회로는 상기 복수의 충전 코일 중 하나를 포함함 -; 및
    상기 전압에 기초하여 상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 상기 차이를 구성하는 단계는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 상기 차이를 구성하는 단계는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 충전 디바이스에 있어서,
    상기 충전 디바이스의 충전 표면에 제공되는 복수의 충전 셀; 및
    컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는:
    충전가능한 디바이스가 상기 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하고;
    상기 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하고;
    상기 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하도록 구성되며, 상기 제1 전자기 플럭스는 상기 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 갖는, 충전 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 플럭스 크기를 포함하는, 충전 디바이스.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 위상을 포함하는, 충전 디바이스.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하고;
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하도록 구성되며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 크기에서 더 큰, 충전 디바이스.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하고;
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하도록 구성되며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류에 위상 지연되는, 충전 디바이스.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하고;
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하도록 구성되며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큰, 충전 디바이스.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하고;
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하도록 구성되며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압에 위상 지연되는, 충전 디바이스.
  18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    복수의 공진 회로 각각의 전압을 모니터링하고 - 각각의 공진 회로는 상기 복수의 충전 코일 중 하나를 포함함 -;
    상기 전압에 기초하여 상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하도록 구성되는, 충전 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 상기 차이를 구성하는 단계는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하도록 구성되는, 충전 디바이스.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하도록 구성되는, 충전 디바이스.
  21. 코드를 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체에 있어서, 상기 코드는:
    충전가능한 디바이스가 충전 표면에 제공되는 복수의 충전 코일에 근접하여 위치된다고 결정하는 단계;
    상기 복수의 충전 코일의 제1 충전 코일이 제1 전자기 플럭스를 생성하게 하는 단계; 및
    상기 복수의 충전 코일의 제2 충전 코일이 제2 전자기 플럭스를 생성하게 하는 단계를 위한 것이며; 상기 제1 전자기 플럭스는 상기 제2 전자기 플럭스의 대응하는 특성과 상이한 적어도 하나의 특성을 갖는, 저장 매체.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 플럭스 크기를 포함하는, 저장 매체.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스의 상기 적어도 하나의 특성은 위상을 포함하는, 저장 매체.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류보다 크기에서 더 큰, 저장 매체.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전류를 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전류를 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전류는 상기 제1 전류에 위상 지연되는, 저장 매체.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큰, 저장 매체.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전압을 상기 제1 충전 코일에 제공하는 단계; 및
    제2 전압을 상기 제2 충전 코일에 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압에 위상 지연되는, 저장 매체.
  28. 제21항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 공진 회로 각각의 전압을 모니터링하는 단계 - 각각의 공진 회로는 상기 복수의 충전 코일 중 하나를 포함함 -;
    상기 전압에 기초하여 상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 차이를 구성하는 단계를 더 포함하는, 저장 매체.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 상기 차이를 구성하는 단계는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 크기의 차이를 구성하는 단계를 포함하는, 저장 매체
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 상기 차이를 구성하는 단계는:
    상기 제1 전자기 플럭스와 상기 제2 전자기 플럭스 사이의 위상의 차이를 구성하는 단계를 포함하는, 저장 매체.
KR1020227027273A 2020-01-06 2021-01-05 다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작 KR20220154669A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062957444P 2020-01-06 2020-01-06
US62/957,444 2020-01-06
US17/140,995 US20210210972A1 (en) 2020-01-06 2021-01-04 Flux manipulation in a multi-coil wireless charger
US17/140,995 2021-01-04
PCT/US2021/012201 WO2021141911A1 (en) 2020-01-06 2021-01-05 Flux manipulation in a multi-coil wireless charger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220154669A true KR20220154669A (ko) 2022-11-22

Family

ID=76654650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227027273A KR20220154669A (ko) 2020-01-06 2021-01-05 다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210210972A1 (ko)
EP (1) EP4088363A4 (ko)
JP (1) JP2023509519A (ko)
KR (1) KR20220154669A (ko)
CN (1) CN115210986A (ko)
WO (1) WO2021141911A1 (ko)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0210886D0 (en) * 2002-05-13 2002-06-19 Zap Wireless Technologies Ltd Improvements relating to contact-less power transfer
KR20120056276A (ko) * 2009-12-24 2012-06-01 가부시끼가이샤 도시바 무선 전력 전송 장치
JP2012186472A (ja) * 2011-02-19 2012-09-27 Lequio Power Technology Corp 給電装置及び受給電装置
GB2501483A (en) * 2012-04-23 2013-10-30 Bombardier Transp Gmbh Providing a vehicle with electric energy by magnetic induction using tapered coils
JP2018504877A (ja) * 2014-12-31 2018-02-15 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー ワイヤレス電力伝達の適応制御
KR102457491B1 (ko) * 2017-04-21 2022-10-21 한국전자통신연구원 에너지 밀도가 균일한 충전 영역을 형성하는 2차원 원형 배열 구조 무선 충전 방법 및 장치
EP3759791A1 (en) * 2018-02-27 2021-01-06 ChargEdge, Inc. Systems and methods for high-power wireless power transfer with dual-qi compatibility
US11515732B2 (en) * 2018-06-25 2022-11-29 Energous Corporation Power wave transmission techniques to focus wirelessly delivered power at a receiving device
US10397966B1 (en) * 2018-11-14 2019-08-27 Zebra Technologies Corporation Apparatus and method for establishing a bi-directional communication link between a symbol reader and a symbol reader cradle using wireless charging components
EP3891863A4 (en) * 2018-12-04 2022-10-12 Powermat Technologies Ltd. ADAPTIVE WIRELESS POWER TRANSMITTER
US10938255B2 (en) * 2018-12-28 2021-03-02 Integrated Device Technology, Inc. Wireless power transmission using a capacitive sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023509519A (ja) 2023-03-08
EP4088363A1 (en) 2022-11-16
EP4088363A4 (en) 2024-04-17
CN115210986A (zh) 2022-10-18
WO2021141911A1 (en) 2021-07-15
US20210210972A1 (en) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220154670A (ko) 대면적 수신기의 증가된 수신 전력 처리량
JP7253295B2 (ja) マルチコイルワイヤレス充電装置の表面からのデバイス除去の検出
US11837883B2 (en) Multi-coil wireless charger validation
US11935692B2 (en) Dynamic multi-coil tuning
KR20220155263A (ko) 다중 코일 충전 표면의 디바이스 이동 검출
KR20230071130A (ko) 멀티 코일 무선 충전 디바이스의 적응형 이물질 검출 회피
CN115315878A (zh) 用于容器的无线充电器
KR20220154669A (ko) 다중 코일 무선 충전기의 플럭스 조작
KR20220155262A (ko) 다중 코일 무선 충전기의 스윙 코일
KR20220154667A (ko) 충전 디바이스의 다중 코일 선택
JP7497080B2 (ja) ダイナミックマルチコイルチューニング
KR20240006518A (ko) 자유 포지셔닝 다중 장치 무선 충전기