KR20220154670A

KR20220154670A - 대면적 수신기의 증가된 수신 전력 처리량

Info

Publication number: KR20220154670A
Application number: KR1020227027276A
Authority: KR
Inventors: 에릭 하인델 굿차일드; 마그네 네르하임; 제이크 슬래트닉
Original assignee: 아이라, 인크.
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2022-11-22
Also published as: US20230044989A1; EP4088366A4; CN115606073A; JP2023510753A; EP4088366A1; WO2021141865A1

Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 충전 표면으로부터 전력을 수신하기 위한 방법은 제1 동작 모드에서 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하는 단계; 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하는 단계; 및 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도된다.

Description

대면적 수신기의 증가된 수신 전력 처리량

우선권 주장

본 출원은 2020년 1월 6일자로 미국 특허청에 제출된 가특허 출원 번호 제62/957,457호의 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 위치 및 모바일 디바이스의 크기에 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 다중 디바이스 무선 충전기의 충전 표면을 예시한다.
도 11은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전기의 동작을 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 제공되는 모션 검출 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.

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 V_LC에 의해 표현될 수 있다:

(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

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.

도 8은 충전가능한 디바이스(802)가 자유롭게 위치되는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 특정 구성(800, 820, 830, 840)을 예시한다. 충전가능한 디바이스(802)는 충전 표면의 각각의 충전 셀에 의해 점유되는 영역, 또는 충전 셀의 구성 요소를 이루는 유도성 충전 코일의 영역에 비교가능한 영역을 갖는다. 예시된 예에서, 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, 예를 들어, 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 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 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 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 코일을 식별할 수 있다. 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 가지는 것으로 결정할 수 있다. 일 예에서, 무선 충전 디바이스는 적어도 제1 충전 코일(910)을 포함하는 것으로서 충전 구성을 정의할 수 있다. 이러한 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 가지는 것으로 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 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.

도 10은 무선 충전 시스템의 충전 표면(1000)의 예를 예시한다. 충전 표면(1000)은 충전 표면(1000)의 임의의 이용가능한 영역 상에 자유롭게 위치될 수 있는 다수의 디바이스를 충전하도록 구성될 수 있다. 예시된 예에서, 충전 표면(1000)은 최대 3개의 이동 전화기 등등을 충전하도록 구성될 수 있다. 충전 표면(1000)은 또한 하나 이상의 더 큰 디바이스, 예컨대 특대의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등등을 충전하도록 설계될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태는 프리-포지션 무선 충전 시스템이 더 높은 전력 처리량(throughput)을 제공하기 위해 그러한 디바이스에 의해 제공되는 더 큰 표면적의 가용성을 이용할 수 있게 한다.

도 10에 예시되는 제1 디바이스(1002)는 수신 코일(1004, 1006, 1008) 각각이 충전 표면(1000)에 (LP-1 내지 LP-18로 마킹되는) 하나 이상의 송신 코일과 체결하고 전자기적으로 결합할 수 있도록 구성되는 다수의 수신 코일(1004, 1006, 1008)을 갖는다. 수신 코일(1004, 1006, 1008)은 수신 코일(1004, 1006, 1008)이 제공되는 제1 디바이스(1002)의 표면의 영역에 비해 직경에서 작을 수 있다. 일 예에서, 수신 코일(1004, 1006, 1008)은 6 인치 미만인 대각선 스크린 크기를 갖는 스마트폰의 수신 코일에 비례하는 직경을 가질 수 있다. 예시된 예에서, 3개의 수신 코일(1004, 1006, 1008)의 출력은 일정한(steady) 직류(DC) 출력을 배터리 충전 회로에 제공하도록 구성되는 공통 수신기 전력 전자장치를 피딩하는 정류 스테이지 전후에 제1 디바이스(1002)에 결합될 수 있다. 3개의 수신 코일(1004, 1006, 1008)의 결합된 출력은, 특히 수신 코일(1004, 1006, 1008) 중 하나 이상이 다수의 송신 코일로부터 전자기 플럭스를 수신할 때, 제1 디바이스(1002)가 단일 수신 코일(1004, 1006, 1008)로 이용가능한 것 보다 상당히 더 높은 전력 전달을 처리할 수 있게 할 수 있다.

일 예에서, 드라이버 회로(504)는 전력을 무선 충전 디바이스에서부터 대응하는 수신 코일(1004, 1006, 1008)에 송신하기 위해 사용되는 다수의 송신 코일(1010a, 1010b, 1010c)에 별개의(separate) 충전 전류를 제공할 수 있는 다수의 전력 증폭기 스테이지로 구성될 수 있다. 다른 예에서, 무선 충전 디바이스의 제1 드라이버 회로(504)에 의해 구동되는 제1 송신 코일(1010a)은 전력을 제1 수신 코일(1004)에 송신하고, 무선 충전 디바이스의 제2 드라이버 회로(504)에 의해 구동되는 제2 송신 코일(1010b)은 전력을 제2 수신 코일(1006)에 송신하고, 무선 충전 디바이스의 제3 드라이버 회로(504)에 의해 구동되는 제3 송신 코일(1010c)은 전력을 제3 수신 코일(1008)에 송신한다. 일부 예에서, 무선 충전 디바이스의 3개의 드라이버 회로(504) 각각은 충전 전류를 수신 코일(1004, 1006, 1008) 중 동일한 하나에 결합되는 다수의 송신 코일에 제공한다. 일부 예에서, 수신 코일(1004, 1006, 1008) 각각을 통한 전력 전달은 표준-기반 무선 충전 프로토콜에 따라 제어 및 관리된다. 일부 예에서, 상이한 드라이버 회로(504)는 상이한 표준-기반 무선 충전 프로토콜에 따라 제어 및 관리되는 동안 대응하는 수신 코일(1004, 1006, 1008)을 통해 전력 전달에 관여할 수 있다.

도 10에 예시되는 제2 디바이스(1012)는 충전 표면(1000)의 다수의 송신 코일과 체결하고 전자기적으로 결합하도록 구성되는 하나의 큰 수신 코일(1014)을 갖는다. 수신 코일(1014)은 최대로 크기화될 수 있어서, 가능한 한 제2 디바이스(1012)의 많은 이용가능한 표면적을 점유한다. 일부 예에서, 다수의 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)은 수신 코일(1014)과 결합될 수 있다. 수신 코일(1014)은 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022) 각각으로부터 자기 플럭스를 수신 및 결합한다. 일 예에서, 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)은 단일 드라이버 회로(504)에 의해 구동될 수 있다. 다른 예에서, 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)은 드라이버 회로(504)에서 상이한 전력 증폭기에 의해 구동될 수 있다. 일부 예에서, 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)은 위상 동기화된 충전 전류를 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)에 제공하도록 구성되는 다수의 드라이버 회로(504)에 의해 구동될 수 있다. 다른 예에서, 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)은, 드라이버 회로(504)에서, 각각의 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022)과 연관되는 탱크 회로에서, 또는 드라이버 회로(504)와 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022) 사이의 결합에서 상이한 위상 시프트를 고려하여, 결합된 송신 코일(1016, 1018, 1020, 1022) 각각을 통해 위상 동기화된 플럭스를 생성하도록 구성되는 다수의 드라이버 회로(504)에 의해 구동될 수 있다.

일부 예에서, 수신 코일(1014)을 통한 전력 전달은 표준-기반 무선 충전 프로토콜에 따라 제어 및 관리된다. 일부 예에서, 드라이버 회로(504) 중 하나는 제2 디바이스(1012)로부터 제어 메시지를 수신할 수 있는 마스터 드라이버로서 동작할 수 있다. 일부 예에서, 드라이버 회로(504) 각각은 제2 디바이스(1012)로부터 제어 메시지를 수신할 수 있다. 컨트롤러(502)는 제어 메시지를 수신하고/하거나, 디코딩하고/하거나 이에 응답하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(502)는 특정 제어 메시지에 응답하여 드라이버 회로(504) 중 하나 이상에 대해 전력 출력 또는 위상 설정을 조정할 수 있다.

다수의 송신 코일과 체결하고 전자기적으로 결합하는 능력은 제2 디바이스(1012)가 종래-크기의 수신 코일보다 상당히 더 높은 전력 전달을 처리할 수 있게 한다. 단일 수신 코일(1014)의 사용은 설계를 단순화하고 시스템 복잡성 및 비용을 감소시킬 수 있다.

도 11은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전기에 전자기적으로 결합될 수 있는 수신 디바이스의 전력 전달 회로(1100)의 예의 구성요소를 예시한다. 수신 디바이스는 무선 충전기에 의해 생성되는 전자기 필드에 응답하고 정류기(1106)에 제공되는 전류에 각각 기여하는 하나 이상의 수신기 코일(1108, 1110, 1112)을 포함할 수 있다. 정류기(1106)는 정류된 전류를 전력 전달 컨트롤러(1104)에 제공한다. 전력 전달 컨트롤러(1104)는, 전형적으로 배터리 단자(1116)를 통해, 재충전가능한 배터리 셀(1120)에 대한 전력 전달을 관리하는 배터리 관리 회로(1102)에 충전 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 전력 전달 컨트롤러(1104)는 충전 펌프 또는 다른 전력 조절(conditioning) 회로를 포함할 수 있다.

도 12는 충전가능한 디바이스를 동작시키기 위한 방법의 일 예를 예시하는 흐름도(1200)이다. 방법은 충전가능한 디바이스에 제공되는 전력 전달 회로에 의해 수행될 수 있다. 블록(1202)에서, 전력 전달 회로는 제1 동작 모드에서 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득할 수 있다. 블록(1204)에서, 전력 전달 회로는 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득할 수 있다. 블록(1206)에서, 전력 전달 회로는 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공할 수 있다. 일 예에서, 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도될 수 있다. 복수의 수신 코일에 유도되는 전류는 동기화될 수 있고 동일한 위상을 가질 수 있다.

일부 구현예에서, 전력 전달 회로는 제2 동작 모드에서 복수의 수신 코일 중 하나에 유도되는 전류를 수신하고, 유도된 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고, 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공할 수 있다. 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도될 수 있다. 무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수할 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, 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 소프트웨어를 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지하고/하거나 조직할 수 있으며, 이는 소프트웨어 모듈(1316)로서 본원에 지칭될 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(1313)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 예에서, 장치(1300)는 배터리, 복수의 수신 셀 및 컨트롤러에 결합되는 충전가능한 디바이스의 전력 전달 회로를 포함하거나 이로서 동작하며, 이는 하나 이상의 프로세서(1304)에 포함될 수 있다. 복수의 수신 셀은 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되고 무선 충전 디바이스의 충전 표면과 체결하도록 구성될 수 있다.

전력 전달 회로는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하고, 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고, 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도된다. 복수의 수신 코일에 유도되는 전류는 동기화될 수 있고 동일한 위상을 가질 수 있다.

일부 예에서, 전력 전달 회로는 제2 동작 모드에서 복수의 수신 코일 중 하나에 유도되는 전류를 수신하고, 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고, 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공할 수 있다. 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도될 수 있다. 무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수할 수 있다.

스토리지(1306)는 명령어 및 정보를 유지하며 여기서 명령어는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 하나 이상의 프로세서(1304)가 전력 전달 회로를 관리하게 하도록 구성된다. 일부 예에서, 프로세서 판독가능 저장 매체는 제1 동작 모드에서 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하고, 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고, 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하기 위한 코드를 포함한다. 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도될 수 있다. 복수의 수신 코일에 유도되는 전류는 동기화될 수 있고 동일한 위상을 가질 수 있다. 저장 매체는 제2 동작 모드에서 복수의 수신 코일 주 하나의 수신 코일에 유도되는 전류를 수신하고, 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고, 배터리 충전 전류를 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하기 위한 코드를 포함한다. 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도될 수 있다.

무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수할 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

충전가능한 디바이스에 있어서,
상기 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일; 및
전력 전달 회로를 포함하며, 상기 전력 전달 회로는 제1 모드에서:
상기 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하고;
상기 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하고;
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하도록 구성되는, 충전가능한 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 충전가능한 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전력 전달 회로는 제2 모드에서:
상기 복수의 수신 코일 중 하나에 유도되는 전류를 수신하고;
상기 유도된 전류를 정류하여 상기 배터리 충전 전류를 획득하고;
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 상기 배터리에 제공하도록 구성되는, 충전가능한 디바이스.
제3항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 충전가능한 디바이스.
제4항에 있어서,
상기 무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수하는, 충전가능한 디바이스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 수신 코일에 유도되는 상기 전류는 동기화되고 동일한 위상을 갖는, 충전가능한 디바이스.
무선 충전 디바이스로부터 전력을 수신하기 위한 방법에 있어서,
제1 동작 모드에서 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하는 단계;
상기 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하는 단계; 및
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
제2 동작 모드에서 상기 복수의 수신 코일 중 하나의 수신 코일에 유도되는 전류를 수신하는 단계;
상기 전류를 정류하여 상기 배터리 충전 전류를 획득하는 단계; 및
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 상기 배터리에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제9항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 방법.
제10항에 있어서,
상기 무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수하는, 방법.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 수신 코일에 유도되는 상기 전류는 동기화되고 동일한 위상을 갖는, 방법.
코드를 포함하는 프로세서 판독가능 저장 매체에 있어서, 상기 코드는:
제1 모드에서 충전가능한 디바이스의 표면 상에 제공되는 복수의 수신 코일에 유도되는 전류를 결합시킴으로써 결합 전류를 획득하는 단계;
상기 결합 전류를 정류하여 배터리 충전 전류를 획득하는 단계; 및
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 배터리에 제공하는 단계를 위한 것인, 저장 매체.
제13항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 저장 매체.
제13항 또는 제14항에 있어서,
제2 동작 모드에서 상기 복수의 수신 코일 중 하나의 수신 코일에 유도되는 전류를 수신하고;
상기 전류를 정류하여 상기 배터리 충전 전류를 획득하고;
상기 배터리 충전 전류를 상기 충전가능한 디바이스에 결합되는 상기 배터리에 제공하기 위한
코드를 더 포함하는, 저장 매체.
제15항에 있어서,
상기 전류는 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 하나 이상의 송신 코일에 의한 전자기 결합을 통해 유도되는, 저장 매체.
제16항에 있어서,
상기 무선 충전 디바이스는 표준-정의된 프로토콜을 준수하는, 저장 매체.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 수신 코일에 유도되는 상기 전류는 동기화되고 동일한 위상을 갖는, 저장 매체.